(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームで周縁を支持されて屋根表面との間に間隙を隔てて設置された太陽光発電パネルと、
前記支持フレームに両端を支持されてフランジ上面を前記太陽光発電パネルの背面に添設されたアルミニウム型材であって当該フランジとウエブとの連接部に外向きの凹溝を有するＨ形ないしＴ形断面のアルミニウム型材の複数本と、
往復する連続Ｕ字状に屈曲されてその直線部が前記凹溝に収納されている発熱線とを備え、
前記アルミニウム型材は、前記発熱線の屈曲部における円弧と直線の境の部分に前記凹溝の側面を開口する切欠を備えている、
屋根上への太陽光発電パネルの設置構造。
【請求項２】
前記アルミニウム型材が、Ｈ形断面のアルミニウム型材である、請求項１記載の太陽光発電パネルの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、家屋の屋根上に設置する太陽光発電パネルの設置構造に関し、特に、既設の屋根上に後付けで設置する融雪装置を備えた太陽光発電パネルの設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境問題や原子力問題の解決の一環として、家屋の屋根上への太陽光発電パネルの設置が進められている。太陽光発電パネル（以下、単に「パネル」とも言う。）は、所定数を縦横に配置した光電変換セルを直列接続した構造のもので、太陽光発電モジュールとも言われ、設置する際の設置単位となっている。効率的に発電を行うためには、パネルを南向きに斜めに設置するのが好ましく、南向きの屋根に屋根の勾配に合わせた傾斜で設置するのが一般的である。
【０００３】
太陽光発電パネルは、それ自体を屋根葺き材として用いることもあるが、脚を備えた支持フレームでパネルの周縁を支持して既設の屋根上に後付けで設置されることが多い。この場合には、屋根面とパネルとの間に間隙が形成されることになる。
【０００４】
一方、降雪地においては、傾斜した屋根上の積雪（屋根雪）が一度に滑り落ちると、下にいる歩行者などに危害を加える虞があるので、屋根表面から上方に低く突出する雪留めを設けている。屋根に雪留めが付いている場合には、パネルの設置高さが雪留めの高さより高くなるのが普通である。そのため、屋根上に後付けで太陽光発電パネルを設置すると、屋根雪の滑落を防止できなくなると言う問題が生ずる。
【０００５】
この問題を避けるため、及びパネル上の積雪に太陽光が遮られて晴れても発電ができなくなることを避けるために、太陽光発電パネルに融雪装置を設けることが行われており、各種の融雪構造が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、太陽電池の基板と屋根板用金属板との間に薄膜状発熱体（発熱層）を形成した例が示されている。この薄膜状発熱体として、通電によって発熱する金属薄膜や発熱塗料を用いることが例示されている。特許文献２には、光電変換セル自体に通電してパネルを発熱させて融雪する技術が提案されている。
【０００７】
また、特許文献３には、太陽発電パネルの下側に蛇行状の発熱線をアルミ箔で挟んで形成した発熱シートを設け、これの発熱によって発電パネルの積雪の融雪を図る技術が提案されている。特許文献４には、発電パネルの枠部材に発熱線を配設した構造が提案されている。
【０００８】
更に、特許文献５には、２枚のガラスパネルの間に太陽電池セルを挟持した太陽電池モジュールの下面に透明な面状発熱シートを設置する構造の融雪機能付太陽電池モジュールが提案されている。特許文献６には、太陽光発電パネルの背面に電気的絶縁を介して金属板を積層し、金属板の背面に電熱シートを設けた構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１２４９７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９６８７号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０９０９６１号公報
【特許文献４】特開２００４−２７８２７０号公報
【特許文献５】特開２００４−３９７５３号公報
【特許文献６】特開２０１２−１５１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来提案されている太陽光発電パネルの融雪装置を大別すると、光電変換セル自体に通電してセル自体を発熱させるもの、パネルの前面（太陽光が入射する側）に透明発熱体を設けるもの、パネルの背面に発熱体を設けるもの、パネルを支持している枠に沿って発熱体を設けるものに大別することができる。発熱体をパネルの背面に設ける方式では、発熱層を絶縁層で挟む構造や、絶縁皮膜を備えた発熱線を金属薄板や断熱板で挟んでシートないし板状とし、これらをパネル背面に接着する構造を採用している。
【００１１】
パネルメーカから提供される太陽光発電パネルは、通常、融雪装置が設けられていない。そのため、融雪装置は、パネルを設置するときに付加されることとなるが、一般的な設置業者にとって、融雪装置の付加作業は困難である。たとえば、光電変換セル自体に通電する方式では、セルに許容されている通電量を超えないようにするための制御及び保護手段が必要である。シート状ないし板状の発熱体をパネルの前面や背面に添着する構造は、シート状の発熱体の製作にパネルの設置技術とは異なる技術が必要であり、技術が未熟であると接着面が剥がれるなどして耐候性ないし耐久性が保証できないという問題が生ずる。
【００１２】
パネルを支持している枠材に沿って発熱線を配設する構造は、作業が比較的容易であると考えられるが、パネル上の積雪を周囲の雪から切り離すことによって滑落させて除去するものであるから、屋根雪の落下を防止することができない。
【００１３】
この発明は、通電量の制御技術や発熱シートの積層技術や接着技術を有していないパネルの設置作業者においても十分な耐久性を備えた融雪装置付きの太陽光発電パネルを設置することが可能な技術手段を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、融雪のための発熱体として、絶縁被覆を有する線状の発熱体（発熱線）４を用い、これを往復する連続Ｕ字状に屈曲して太陽光発電パネル１の背面に直接添設する構造を採用することにより、上記課題を解決したものである。発熱線４は、連続Ｕ字の少なくともその直線部４ａを、太陽光発電パネル１を支持している支持フレーム２に取り付けた伝熱性の良好な桁状の部材３で太陽光発電パネル１の背面に押接する。
【００１５】
この発明の太陽光発電パネルの設置構造は、支持フレーム２で周縁を支持されて屋根表面との間に間隙を隔てて設置された太陽光発電パネル１と、支持フレーム２に両端を支持されてフランジ上面３１ａを太陽光発電パネル１の背面に添設されたアルミニウム型材３であって当該フランジ３１とウエブ３２との連接部に外向きの凹溝３３を有するＨ形ないしＴ形断面のアルミニウム型材３の複数本と、往復する連続Ｕ字状に屈曲されてその直線部４ａが前記凹溝３３に収納されている発熱線４とを備えている。アルミニウム型材３は、発熱線４の屈曲部における円弧と直線の境の部分に凹溝３３の側面を開口する切欠部３ａを備えているというものである。
【００１６】
発熱線４としては、温度が上昇すると抵抗値が増加する特性を有する抵抗体中に間隔を隔てて平行に電線を配置することによって発熱温度が自動的に制御されるようにした商用電源利用の発熱線（半導体ヒーター）が提供されている。そのような発熱線を用い、降雪センサや温度センサなどの信号で、更には手動で発熱線への通電をオンオフすることにより、太陽光発電パネルの積雪や落雪を防止する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の太陽光発電パネルの設置構造によれば、融雪装置への電力制御技術、積層体の製造技術等を有していない設置業者であっても、融雪手段が設けられていない太陽光発電パネルを用いて、融雪装置付きの太陽光発電パネルの設置を行うことができ、積雪地における太陽光発電パネルの普及や、設置した太陽光発電パネルの耐久性の向上ないしメンテナンス作業の低減を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】太陽光発電パネルの平面図
【図２】瓦屋根上に設置した太陽光発電パネルの断面側面図
【図３】この発明の構造で設置された太陽光発電パネルの背面図
【図４】太陽光発電パネルの背面に設けた型材の部分斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は太陽光発電パネル１の平面図で、１枚のパネル上に複数枚の光電変換素子１１が配置されている。パネル１はその周囲を支持フレーム２の周枠２１で支持されている。
【００２０】
図２は瓦屋根上に設置した太陽光発電パネルの断面側面図である。太陽光発電パネル１を支持している支持フレーム２は、周枠２１と４本ないし６本の脚２２とを備えている。図の支持フレームは、図３に示すように、パネルの中央部でパネル下面を支持する桟２３を備えている。太陽光発電パネル１は、支持フレームの脚２２を屋根瓦６に載せた状態で設置されており、屋根瓦６とパネル１との間には、空隙が存在している。
【００２１】
降雪地の瓦屋根においては、一部の屋根瓦６に雪留め６１が設けられている。支持フレーム２を介して屋根上に設置される太陽光発電パネル１は、通常、屋根に設けられている雪留め６１と略等しい高さかそれより若干高い高さとなる。
【００２２】
図３は、この発明の構造で設置された太陽光発電パネルの背面図である。パネル１の背面側には、複数本のアルミニウム型材３がその両端を支持フレームの周枠２１に固定した状態で、かつそのフランジ上面３１ａ（図４参照）をパネル１の背面に添設した状態で装架されている。また、パネル１の背面には、連続Ｕ字状に屈曲した発熱線４が添設されている。発熱線４の図３で破線で示されている直線部４ａは、凹溝３３（図４参照）に収納された状態でパネル背面に添設されている。
【００２３】
発熱線４には、２本の電線が平行に通っており、一端は商用電源に接続され、他端は、順に隣接して設置された太陽光発電パネルの裏面へと延びて同様な構造で当該パネルの背面に添設され、隣接するパネルがなくなったところで、その終端が絶縁されている。
【００２４】
アルミニウム型材３は、フランジ３１とウエブ３２との連接部に外向きの凹溝３３を有するＨ形ないしＴ形断面の引き抜き材である。凹溝３３は、フランジ３１の上面３１ａが太陽光発電パネル１の背面に添設されたときに、この凹溝３３に収納された発熱線４の絶縁皮膜が当該パネルの背面に押しつけられる深さで設けられている。アルミニウム型材３は、パネル１の寸法に合わせて切断され、凹溝３３に収納した発熱線４を引き出す部分３ａにフランジ３１及び凹溝３３の側面を必要長さに亘って切り欠いた後、その両端を支持フレームの周枠２１に固定した状態で取り付けられている。
【００２５】
連続Ｕ字状に屈曲した発熱線４は、その直線部４ａをアルミニウム型材の凹溝３３に収納し、かつその直線部の両端を切欠部３ａから引き出した状態でパネル１の背面側に配設されている。発熱線の直線部４ａは、アルミニウム型材３によってパネル１の背面に押接され、両側の直線部の間の円弧部４ｂは、発熱線自体が有する剛性によってパネル１の背面に添設された状態となる。
【００２６】
この状態で発熱線４を商用電源に接続して通電すれば、発熱線４の熱が直接、また、熱良導体であるアルミニウム型材のフランジを通ってその上面３１ａ全体からパネル１の背面に伝達されてパネル１を加熱し、パネル１上に雪が積もるのを防止する。パネル背面に接触している発熱線の円弧部４ｂの熱もパネル１の背面に伝えられる。
【００２７】
アルミニウム型材として断面Ｈ型の型材を用い、発泡樹脂板などの矩形の断熱板５（図３、４の想像線）の両側辺を上下のフランジ３１、３５の間に差し込んだ状態で発熱線の円弧部４ｂの背面側に設置すれば、むき出しになっている発熱線の円弧部４ｂからの放散による熱損失を防止することができる。この断熱板５は、発熱線の円弧部４ｂをパネル１の背面に押しつけて浮き上がりを防止するのにも有効である。
【００２８】
発熱線４の基端は、太陽光発電パネル１の電線と共に屋内に引き込んで少なくとも手動のオンオフスイッチを介して商用電源に接続する。電線の引込構造としては、屋根にカバー付きの電線引込口を設けた瓦を１枚設けて、その引込口を通して引き込む構造や、軒下から引き込む構造が実用されているので、そのような構造を採用すれば良い。また、降雪センサや温度センサを設置して発熱線への電力のオンオフを自動制御することも勿論可能であり、前記特許文献などにも提案されているので、必要な場合にはそのような制御を採用すれば良い。
【符号の説明】
【００２９】
１  太陽光発電パネル
２  支持フレーム
３  アルミニウム型材
3a  切欠部
４  発熱線
4a  直線部
31  フランジ
31a  フランジ上面
32  ウエブ
33  凹溝
【図１】
0005595533.tif 000002
【図２】
0005595533.tif 000003
【図３】
0005595533.tif 000004
【図４】
0005595533.tif 000005