(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある設置面に矩形太陽電池モジュールを配置する配置方法であって、配置可能範囲内において、モジュール設置方向を決め、該方向一列の太陽電池モジュールの最大配置可能枚数を算出し、最大設置可能枚数からなる太陽電池モジュール群を一列に構成する工程と、各列での設置面の中央部にその隣接する列に対して目違いをつけて配置する工程とを有しており、前記太陽電池モジュール群を一列に構成する工程を、前記目違いをつけて配置する工程よりも優先して行うことを特徴とする太陽電池モジュールの配置方法。
【請求項２】
前記複数の太陽電池モジュール群のそれぞれの列の中心線に対して所定の目違い幅（６０４）の１／２づつ各列交互にずらして配置する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの配置方法。
【請求項３】
前記目違いをつけて配置する工程の後、各列において設置可能範囲内に納まらない太陽電池モジュール（６０８）を排除し、その列の残った太陽電池モジュール群（７０８）を設置面中央部に配置し、その隣接する列に対して目違いが交互になるように目違いをつけて配置する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの配置方法。
【請求項４】
目違い幅が非周期である部分が少なくとも１部分存在するように太陽電池モジュールを配置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの配置方法。
【請求項５】
ある設置面の配置可能範囲内において、任意のモジュール設置方向を決め、該方向一列の太陽電池モジュールの最大配置可能枚数を算出し、最大設置可能枚数からなる太陽電池モジュール群を一列に構成して、その後、複数の太陽電池モジュール群のそれぞれの列の中心線に対して所定の目違い幅をつけて配置しようとした場合に、
各列において設置可能範囲内に納まる場合にはその列の太陽電池モジュール群を直接に接続して太陽電池ストリングを構成し、
設置可能範囲内に納まらない場合にはその列において設置可能範囲内に納まらない太陽電池モジュールを排除し、その列の残った太陽電池モジュール群を直列に接続して太陽電池ストリングを構成し、その後、該太陽電池ストリングを設置面中央部にその隣接する列に対して目違いをつけて配置してなることを特徴とする太陽電池モジュールアレイ。
【請求項６】
該太陽電池ストリングを設置面中央部にその隣接する列に対して目違いが交互になるように目違いをつけて配置してなることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールアレイ。
【請求項７】
前記複数の太陽電池ストリングを構成する太陽電池モジュールの数が、太陽電池ストリングによって異なることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールアレイ。
【請求項８】
前記複数の太陽電池ストリングが並列接続されていることを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュールアレイ。
【請求項９】
目違い幅が非周期である部分が少なくとも１部分存在するように太陽電池モジュールが配置されていることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールの配置方法および太陽電池モジュールアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、屋根材、特に横葺屋根材の屋根面への配置法には、一文字葺き（図２）、目違い葺き（図３）等がある。これらの配置法は軒（屋根の下端辺）から棟（屋根の上端辺）まで屋根材の継ぎ目のずれ幅が一定でそろっており（目違いの周期が一定）、美観上優れた配置法といえる。これらの配置法は雨仕舞のため上下二列の屋根材の継ぎ目部はずらしてある（以下これを目違いと呼ぶ）。また、屋根材は屋根の境界部にそって切断され、隅棟納め、けらば納めされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の屋根材配置法を屋根材一体型太陽電池モジュールにそのまま適用すると、以下の様な不都合が生じる。
（１）太陽電池モジュールは切断できないので、太陽電池モジュール全体が配置できるところのみ配置される。寄棟屋根などでは、軒から棟に行くにしたがって設置可能範囲が狭くなるので、太陽電池モジュールを多数配置できない。
（２）太陽電池モジュールが規則的に配置されていないと、美観がわるくなる。
（３）電気配線が困難になる。
【０００４】
例えば、図２、図３それぞれの屋根材配置図は、屋根上端辺の長さ５０００ｍｍ、屋根下端辺の長さ１２０００ｍｍ、屋根流れ方向の長さが４５００ｍｍの台形屋根面に働き幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍの一般屋根材を従来の方法である目違い葺き（図２）、一文字葺き（図３）の方法で配置した例である。
【０００５】
図２、図３とも屋根境界では長さ２０００ｍｍの一般屋根材は屋根面からはみ出してしまうので、屋根境界にそって一般屋根材は切断されている。例えばこの屋根面に一般屋根材と同じ形状である働き幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍの太陽電池モジュールを実際に配置すると、図４、図５の様になる。以下に配置の簡単なアルゴリズムを説明する。
【０００６】
図４の場合、先ず、太陽電池モジュールを設置できる列数は、設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、
列数≦Ａ／太陽電池モジュールの働き幅
をみたす最大整数で与えられる。図４の場合は１９列である。次に軒から１列目の太陽電池モジュールの最大設置可能枚数を求める。求めたい列の設置可能範囲内におけるモジュール上辺線とモジュール下辺線のモジュール設置可能な直線共通部の長さ（図４の場合はモジュール上辺線の長さ）をＢとすると、
最大設置可能枚数≦Ｂ／太陽電池モジュールの長さ
をみたす最大整数で与えられる。図４の場合、軒から１列目は４枚と算出される。２列目以降は目違い幅を守りながら配置していく。軒先から４枚づつ各列配置していくと、６列目は最右モジュールが、７列目は最左モジュールが設置可能範囲から外れるので配置できず、設置枚数は３枚になる。同様にして配置していくと８〜１８列のモジュール数は２、１９列のモジュール数は１枚となる。
【０００７】
図５の場合も、目違い幅がモジュール長さの半分に変わること以外は配置方法は全く同じである。この場合モジュール枚数は、１、３、５列が４枚、２、４、６、８、１０、１２列が３枚、７、９、１１、１３、１５、１７、１９列が２枚、１４、１６、１８列が１枚になる。
【０００８】
図から分かるように、この配置法の場合、太陽電池モジュールの占める面積以外の屋根面積が多くなり、太陽電池モジュールを多数配置できない（（１））とともに、配置した太陽電池モジュール群が不規則に配置される（図５）ので、美観上悪くなる（（２））。また、図４、図５からわかるように、従来の配置方法では、隣接する列の太陽電池モジュール間の距離が大きく、太陽電池モジュールコネクター間を接続するための接続ケーブルが多くなり、施工性が悪くなるとともにコストアップにもなる。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような欠点をのぞいた太陽電池モジュールの配置方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
ある設置面に矩形太陽電池モジュールを配置する配置方法であって、配置可能範囲内において、モジュール設置方向を決め、該方向一列の太陽電池モジュールの最大配置可能枚数を算出し、最大設置可能枚数からなる太陽電池モジュール群を一列に構成する工程と、各列での設置面の中央部にその隣接する列に対して目違いをつけて配置する工程とを有しており、前記太陽電池モジュール群を一列に構成する工程を、前記目違いをつけて配置する工程よりも優先して行うことを特徴とする太陽電池モジュールの配置方法を提供する。
【００１１】
又、前記複数の太陽電池モジュール群のそれぞれの列の中心線に対して所定の目違い幅の１／２づつ各列交互にずらして配置する工程を含み、更に前記目違いをつけて配置する工程の後、各列において設置可能範囲内に納まらない太陽電池モジュールを排除し、その列の残った太陽電池モジュール群を設置面中央部に配置し、その隣接する列に対して目違いが交互になるように目違いをつけて配置する工程を含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、設置面に対して、太陽電池モジュールを配置できる列数及び各列毎の太陽電池モジュールの最大設置枚数を計算し、各列毎に連結した太陽電池モジュール群を設置面中央部に配置することを特徴とする（図１）。
【００１３】
ある設置面に対して、太陽電池モジュールを設置できる列数及び各列毎の太陽電池モジュールの最大設置可能枚数の算出方法を図１８で説明する。
【００１４】
先ず、太陽電池モジュールを設置できる列数は、設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、
列数≦Ａ／太陽電池モジュールの働き幅
をみたす最大整数で与えられる。図１８の場合は２１列である。次に各列毎の太陽電池モジュールの最大設置可能枚数は、求めたい列の設置可能範囲内におけるモジュール上辺線とモジュール下辺線のモジュール設置可能な直線共通部の長さをＢとすると、
最大設置可能枚数≦Ｂ／太陽電池モジュールの長さ
をみたす最大整数で与えられる。図１８の場合、軒から１列目は４枚、軒から１７列目は３枚と算出される。
【００１５】
上記Ａ、Ｂの長さは屋根形状が単純な場合は手計算でもできるが、ＣＡＤ等をつかえば簡単に求められる。
【００１６】
また、雨仕舞の必要上、太陽電池モジュール及び屋根材を目違いにする場合は、設置面中心線に対して各列のモジュール群を所定目違い幅の半分左右にずらす（図６）。ずらすことによって太陽電池モジュールは屋根境界の方へ移動するのであるが、このとき設置可能範囲から太陽電池モジュールが外れない場合はそのままでいい。もし、設置可能範囲から太陽電池モジュールがはみ出した場合には、その列のモジュール群からそのモジュールを取り除き、残ったモジュール群を再び屋根中央部に目違いを考慮して配置すること（図７）によって上記課題を解決できる。
【００１７】
上記一連のフローチャートを図１９に示す。
【００１８】
本発明の太陽電池モジュール配置方法によれば、以下の作用が期待できる。
・従来の配置法にくらべて、多数効率よく太陽電池モジュールを設置できる。
・太陽電池モジュール群を設置面中央部に対して左右対称配置できるため美観がよい。
・太陽電池モジュール群が設置面中央部に配置してあるので、納め部のスペースが確保でき施工性が向上する。
・接続ケーブルの数を減らすことができる。
【００１９】
図７に本発明の配置法に基づいて配置した屋根の概略図を示す。図７において  ７０１は設置面、７０２は設置可能範囲、７０３は太陽電池モジュール、７０７は設置面中央線、７０９は目違い幅である。本発明の太陽電池モジュールアレイにおいては、目違い幅が非周期である部分が少なくとも１部分存在することが分かる。例えば、１列目から４列目の目違い幅と、４列目・５列目間の目違い幅は異なっている。しかし、太陽電池モジュールアレイ全体としては設置面中心線７０７に対称に配置されているため、美観を損ねることがない。
【００２０】
〔太陽電池モジュール７０３〕
（架台設置型太陽電池モジュール）
架台設置型太陽電池モジュールは、単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスいずれの形態でも可能である。図８に架台設置型太陽電池モジュールの一例を示す。構成は、耐候性を持たせるための充填剤８０１で封止された太陽電池セル８０２を、受光面となるフロントカバー８０３と裏面のバックカバー８０４で挟んだ構造となっている。周辺部はシール性向上のため、フレーム８０５    への取り付け部にはシール材８０６が使用されており、モジュール裏面の長辺フレームには、架台に設置するために取付用貫通穴８０７が設けられている。
【００２１】
（建材一体型太陽電池モジュール）
建材一体型太陽電池モジュールは、屋根材、壁材などの一般建材と一体化されたもので、建築物への設置に関して従来の工法で設置できるように施工性を追求している。図９に屋根材一体型太陽電池モジュールの一例を示す。
【００２２】
図９（ａ）は屋根材一体型太陽電池モジュールの一例で、裏面補強板９０１上に裏面被覆材９０２、太陽電池セル９０３、表面封止材９０４、表面被覆材９０５を有する。太陽電池セル９０３は、単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスいずれの形態でも可能であり特に限定はないが、可曲性、可撓性を有するアモルファスが好適に用いられる。裏面補強板９０１には耐候性、剛性、可撓性が要求され、ステンレス板、メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板などが使用される。裏面被覆材９０２には絶縁性、耐久性が要求され、例えばナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＦＶ、テドラー）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が接着剤と共に用いられる。
【００２３】
表面封止材９０４には耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、対衝撃性が要求され、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。なかでもＥＶＡは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられる。表面被覆材９０５には耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が要求され、ポリフッ化ビニルデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などが好適に用いられる。裏面補強板９０１の裏面には太陽電池素子９０３の電力を導出するために端子箱９０６、及びケーブル９０７が設けられる。
【００２４】
このような太陽電池モジュールは適宜折り曲げ加工されて屋根材一体型太陽電池モジュールとして用いることが出来る。図９（ｂ）は横葺型の屋根材に加工し、屋根面に敷設した例である。屋根材一体型太陽電池モジュール９００は対向する２辺が折り曲げ加工されて、軒側係合部９１０と棟側係合部９１１が形成されている。棟側係合部９１１は吊子９１２により野地板などの屋根面９１３に固定する。横列方向の連結は継ぎ手部材９１４及び継ぎ手カバー９１５によりなされる。上下方向の連結は、軒側係合部と棟側係合部を互いにはぜ組むことによりなされる。本発明の太陽光発電屋根は、屋根材一体型太陽電池モジュール９００と合わせて、一般屋根材９１５を用いることが出来る。
【００２５】
これらの太陽電池モジュールは複数直列に接続して太陽電池ストリングを構成し、更に複数並列に接続して太陽電池アレイを構成する。太陽電池アレイはインバータと共に太陽光発電装置を構成する。太陽電池ストリングは通常インバータの入力電圧（例えば２００Ｖ）に近くように直列数が選択される。
【００２６】
〔設置面７０１〕
図７において設置面７０１は主に屋根面のことであるが、それに限ったものではない。住宅の屋根形状には、切妻、寄棟など非常に多くの種類があるが、本発明が好ましく適用される屋根は、主に左右対称型の屋根である。太陽電池モジュール７０３が屋根材一体型の場合、該屋根材一体型太陽電池モジュールが設置されていない残りの設置面７０１には、一般屋根材を敷設すればよい。
【００２７】
〔設置可能範囲７０２〕
太陽電池モジュールを設置面に配置する場合は、以下の条件を満足することが望ましい。
【００２８】
（架台設置型太陽電池モジュールの場合）
（１）屋根は、太陽電池モジュールを設置した場合に予想される荷重（自重、積雪、風圧等）に耐えられる強度を有することが望ましい。
（２）太陽電池モジュールは、風圧力を考慮し（建設省告示１０９号「屋根葺き材、外装材及び屋外に面する帳壁の基準」により、軒先やけらば及び棟の風力係数は屋根の中央部より大きい）、軒先、けらば、棟には設置しないことが望ましい。
【００２９】
（屋根材一体型太陽電池モジュールの場合）
屋根材一体型太陽電池モジュールは、切断できない以外は従来の屋根材と同様の配置が可能である。よって屋根材一体型太陽電池を配置する場合、以下の条件を満足することが望ましい。
（１）けらば、下り棟、棟の納め部材を考慮する。
【００３０】
以上の条件から、架台設置型及び屋根材一体型太陽電池モジュールは屋根面全面に配置できるわけではなく、図７に示すように、設置可能範囲（点線内）が存在する。
【００３１】
〔目違い幅７０９〕
一般的に屋根面に屋根材を配置する場合、雨仕舞のために上下屋根材のジョイント部が一直線にならないようにする。そこで上下の屋根材をずらすのであるが、このことを目違いにするといい、その幅を目違い幅という。ただし、本発明では屋根材に限らず隣接する列の太陽電池モジュールのずれを目違いといい、その幅を目違い幅とする。目違い幅は矩形形状の太陽電池モジュールの長手方向の長さの半分以下であることが好ましい。
【００３２】
〔設置面中央線７０７〕
設置面中央線とは、図１８の１８１３に示すように、ある列の設置可能範囲内におけるモジュール上辺線とモジュール下辺線のモジュール設置可能な直線共通部の中心線である。図７の様に左右対称な台形屋根面では、すべての列の設置面中央線は同一直線となり、設置面上端辺の中心点と設置面下端辺の中心点を結んだ線である。この線に太陽電池モジュール群の中心を合わせて配置する。しかし、実際の施工では寸分の違いも無くこの線に太陽電池モジュール群の中央を合わせることは不可能であり、数〜数十ミリの誤差は生ずる。よって中央に配置するといっても、誤差（モジュール長さ／１００程度）は起こりうるものであり、それによって外観がそこなわれることもない。
【００３３】
なお、本発明で「異種直列」とは、太陽電池モジュールアレイのシステム構成方法において、直列数を２種類以上組み合わせて構成することを言う。
【００３４】
【実施例】
（参考実施例１）
図１は、軒１０４の長さ１２０００ｍｍ、棟１０６の長さ５０００ｍｍ、屋根流れ方向の長さ４５００ｍｍの台形屋根面において、設置可能範囲１０２を表わすためのギャップとして軒１０４から設置可能境界１０２までの長さを０ｍｍ、棟１０６から設置可能境界１０２までの長さを２００ｍｍ、屋根境界１０５から設置可能境界１０２までの長さを２００ｍと設定し、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２（働き幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ）を図２０のフローで配置した場合の配置図である。以下配置フローについて簡単に説明する。
【００３５】
〔最大設置可能列数の算出〕
本参考実施例では、太陽電池モジュールの配置方法として、モジュールの長手方向が屋根流れ方向に直交するように配置することにする。
【００３６】
設置可能範囲の流れ方向長さをＡはＡ＝４５００−２００＝４３００ｍｍである。列数は
列数≦Ａ／太陽電池モジュールの働き幅
をみたす最大整数で与えられる。上の不等式に代入すると、
列数≦４３００／２００＝２１．５
より、最大設置可能列数は２１列と計算される。
【００３７】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
ここでは、例として軒から１列目、１１列目を計算する。
【００３８】
求めたい列の設置可能範囲内におけるモジュール上辺線とモジュール下辺線のモジュール設置可能な直線共通部の長さをＢとすると、
最大設置可能枚数≦Ｂ／太陽電池モジュールの長さ
をみたす最大整数で与えられる。図から明らかなようにＢはモジュール上辺線長さなので、
最大設置可能枚数≦モジュール上辺線長さ／太陽電池モジュールの長さ
で計算される。１、１１列目のモジュール上辺線長さはそれぞれ１１２８８ｍｍ、８１７８ｍｍなので上記不等式に代入し、
１列目最大設置可能枚数≦１１２８８／２０００＝５．６
１１列目最大設置可能枚数≦８１７８／２０００＝４．１
よって１列目の最大設置可能枚数は５枚、１１列目は４枚と算出される。
【００３９】
〔設置面中央部に配置〕
上記で計算した各列毎の設置可能枚数分の太陽電池モジュールを屋根面中央部に配置する。設置可能枚数が偶数の時は、太陽電池モジュール間が設置面中央線に重なり、奇数の場合は太陽電池モジュールの中央線が設置面中央線に重なる。
【００４０】
本配置例では、最大設置可能枚数７４枚、屋根充填率（太陽電池モジュール占有面積／屋根面積）は７７．４％である。本発明によれば、設置できる最大枚数すべてを屋根面に配置しており、屋根充填率からも効率のよい配置法といえる。また、図からわかるように太陽電池モジュール群は屋根面の中央部に配置され、屋根中心線に対して左右対称となっており、美観上問題無いと考えられる。
【００４１】
（実施例１）
図７は、図１と同じ屋根面、設置可能範囲において、目違い幅を２００ｍｍとし、図２１のフローで配置した場合の配置図である。以下配置フローについて簡単に説明する。
【００４２】
〔最大設置可能列数の算出〕
参考実施例１の同じ計算。
【００４３】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
参考実施例１と同じ計算。
【００４４】
〔設置面中央部に配置〕
参考実施例１と同じ操作。
【００４５】
〔目違い処理〕
目違い幅が２００ｍｍなので各列毎にモジュール群を各列の設置面中央線に対して左右交互に１００ｍｍづつずらしていく。
【００４６】
〔モジュールが設置可能範囲内にあるかどうかの判断〕
モジュール群を目違いにすると、１１列目と１７列目が設置可能範囲から外れる。１１列目を例にとって考えると、「設置面中央部に配置」段階において、最端モジュールから設置可能境界線までの距離が１１列目で８９ｍｍ（＝（８１７８−４×２０００）／２）であり、１００ｍｍ未満だからである。
【００４７】
〔モジュール再配置〕
上記目違い処理によって、１１列目のモジュールは４枚から３枚になり、１７列目のモジュールは３枚から２枚になる。
【００４８】
１１列目の３枚のモジュール群を中央に配置し直し、１２列目のずれ方向と反対の方向、すなわち左に１００ｍｍずらす。１７列目の２枚のモジュール群を中央に配置し直し、１８列目のずれ方向と反対の方向、すなわち設置面中央線に対して右に１００ｍｍずらす。
【００４９】
図から分かるように、本配置では目違いをつけたために太陽電池モジュールが設置可能範囲内に納まらず、軒先から１１列目が４枚から３枚に、１７列目が３枚から２枚に太陽電池モジュール枚数が減っている。この場合最大設置可能枚数は７２枚、屋根充填率は７５．３％である。
【００５０】
図から分かるように目違いをつけた場合でも参考実施例１の段階から２枚しか太陽電池モジュールの枚数が減っておらず、屋根充填率も７５．３％で依然高い値を示している。また、屋根面中心線に対して左右対称に目違いをつけているので、美観を維持しつつ雨仕舞機能も保持される。
【００５１】
（比較例１）
図１０は、図１と同じ屋根面、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２を目違い幅２００ｍｍとし、従来の方法である目違い葺き（図２）で屋根面に左右対称に配置した例である。本配置例では、最大設置可能枚数５９枚、屋根充填率は６１．７％となる。
【００５２】
（比較例２）
図１１は、図１と同じ屋根面、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２を従来の方法である一文字葺き（図３）で配置した例である。本配置例では、最大設置可能枚数６２枚、屋根充填率は６４．８％である。
【００５３】
（実施例２）
図１２は、軒の長さ９２００ｍｍ、屋根流れ方向の長さ５０５０ｍｍの三角形屋根面において、設置可能範囲を表わすためのギャップとして軒先から設置可能境界までの長さを０ｍｍ、屋根境界から設置可能境界までの長さを２００ｍｍとした場合、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２（働き幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ）を図２２のフローで配置した場合の配置図である。以下に配置フローを簡単に説明する。
【００５４】
〔最大設置可能列数の算出〕
設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、Ａ＝５０５０−２００＝４７５７ｍｍ。列数は
列数≦５０５０／２００＝２４．２５
より、最大設置可能列数は２４列と計算される。
【００５５】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
ここでは、例として軒から１列目、１８列目を計算する。
【００５６】
最大設置可能枚数は
最大設置可能枚数≦モジュール上辺線長さ／太陽電池モジュールの長さ
で計算される。１、１８列目のモジュール上辺線長さはそれぞれ８４３６ｍｍ、２２４２ｍｍなので上記不等式に代入し、
１列目最大設置可能枚数≦８４３６／２０００＝４．２
１８列目最大設置可能枚数≦２２４２／２０００＝１．１
よって１列目、１８列目の最大設置可能枚数はそれぞれ４枚、１枚となる。１９列目以降はモジュール上辺線長さが２０００ｍｍ未満になるので設置できない。
【００５７】
〔設置面中央部に配置〕
上記で計算した各列毎の設置可能枚数分の太陽電池モジュールを屋根面中央部に配置する。設置可能枚数が偶数の時は、太陽電池モジュール間が設置面中央線に重なり、奇数の場合は太陽電池モジュールの中央線が設置面中央線に重なる。
【００５８】
〔目違い処理〕
目違い幅が２００ｍｍとするために各列毎にモジュール群を左右交互に１００ｍｍづつずらしていく。
【００５９】
〔モジュールが設置可能範囲にあるかどうかの判断〕
１列目から１８列目まで最端モジュールから設置可能境界線までの距離で１００ｍｍ未満のものはないので、目違い処理することによってモジュールが設置可能範囲からはみ出すことはない。本配置例では、最大設置可能枚数３７枚、屋根充填率６３．７％である。
【００６０】
（比較例３）
図１３は、実施例２と同じ屋根面、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２を従来の方法である目違い葺きで屋根面に左右対称に配置した例である。本配置例では、最大設置可能枚数２４枚、屋根充填率は４１．３％である。
【００６１】
（比較例４）
図１４は、実施例２と同じ屋根面、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２を従来の方法である一文字葺きで配置した例である。本配置例では、最大設置可能枚数２９枚、屋根充填率は４９．９％である。
【００６２】
（参考実施例２）
図１５は、軒の長さ１２０００ｍｍ、棟の長さ３６４０ｍｍ、屋根流れ方向の長さ４９５７ｍｍの台形屋根面において、設置可能範囲を表わすためのギャップとして軒先から設置可能境界までの長さを５００ｍｍ、棟から設置可能境界までの長さを５００ｍｍ、屋根境界から設置可能境界までの長さ３００ｍｍとした場合、設置可能範囲に、８２２ｍｍ×１２２０ｍｍの架台設置型太陽電池モジュールを図２０のフローで配置した場合の配置図である。
以下の配置フローを簡単に説明する。
【００６３】
〔最大設置可能列数の算出〕
設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、Ａ＝３９５７ｍｍ。列数は
列数≦３９５７／１２２０＝３．２４
より、最大設置可能列数は３列と計算される。
【００６４】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
ここでは、例として軒から１、２、３列目を計算する。
【００６５】
最大設置可能枚数は
最大設置可能枚数≦モジュール上辺線長さ／太陽電池モジュールの長さ
で計算される。１、２、３列目のモジュール上辺線長さはそれぞれ８４９９ｍｍ、６４４２ｍｍ、４３８４ｍｍなので上記不等式に代入し、
１列目最大設置可能枚数≦８４９９／８２２＝１０．３３
２列目最大設置可能枚数≦６４４２／８２２＝７．８３
３列目最大設置可能枚数≦４３８４／８２２＝５．３３
より、１列目１０枚、２列目７枚、３列目５枚と算出される。
【００６６】
〔設置面中央部に配置〕
上記で計算した各列毎の設置可能枚数分の太陽電池モジュールを屋根面中央部に配置する。設置可能枚数が偶数の時は、太陽電池モジュール間が設置面中央線に重なり、奇数の場合は太陽電池モジュールの中央線が設置面中央線に重なる。よって１列目は太陽電池モジュール間が、２，３列目は太陽電池モジュールの中央線が設置面中央線に重なる。本配置例では、最大設置可能枚数２２枚、屋根充填率は５６．９％である。
【００６７】
（比較例５）
図１６は、参考実施例２と同じ屋根面、設置可能範囲に、８２２ｍｍ×１２２０ｍｍの架台設置型太陽電池モジュールを上下列のモジュール端をそろえる従来の方法で配置した例である。本配置例では、最大設置可能枚数２０枚、屋根充填率は５１．７％である。
【００６８】
以上に述べた実施例１、２、参考実施例１、２及び比較例において、最大設置可能枚数、屋根充填率について評価を行った。結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
0003586083.tif 000002
【００７０】
（１）最大設置可能枚数
屋根面の設置可能範囲に設置できる太陽電池モジュール枚数の最大値。
（２）屋根充填率
（太陽電池モジュールの占める面積／屋根面積）×１００
【００７１】
表１から明らかなように実施例の太陽電池モジュール配置法は、最大設置可能枚数、屋根充填率において比較例を上回っていることがわかる。さらに実施例３のように、屋根面が四角形以上の屋根面においても各屋根面を台形と四角形に分割して本発明方法を適用することによって屋根充填率、美観とも高いレベルを保つことができる。
【００７２】
（実施例３）
図１７は、軒の長さ９０００ｍｍ、棟の長さ５０００ｍｍ、屋根流れ方向の台形部長さ１３９０ｍｍ、長方形部長さ２５７０ｍｍの入母屋屋根面に、設置可能範囲を表わすためのギャップとして各屋根外形から設置可能境界までの長さを２００ｍｍとした場合、設置可能範囲にキヤノン製横葺太陽電池モジュールＳＲ−０２（働き幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ）を図２３のフローで配置した場合の配置図である。以下に配置フローを簡単に説明する。
【００７３】
〔最大設置可能列数の算出〕
設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、Ａ＝１３９０＋２５７０−４００＝４１００ｍｍ。列数は
列数≦４１００／２００＝１７．８
より、最大設置可能列数は１７列と計算される。
【００７４】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
ここでは、例として軒から１、７列目を計算する。
【００７５】
最大設置可能枚数は
最大設置可能枚数≦モジュール上辺線長さ／太陽電池モジュールの長さで計算される。
１、７列目のモジュール上辺線長さはそれぞれ７４４９ｍｍ、４６００ｍｍなので上記不等式に代入し、
１列目最大設置可能枚数≦７４４９／２０００＝３．７２
２列目最大設置可能枚数≦４６００／２０００＝２．３
より、１列目３枚、７列目２枚と算出される。
【００７６】
〔設置面中央部に配置〕
上記で計算した各列毎の設置可能枚数分の太陽電池モジュールを屋根面中央部に配置する。
【００７７】
〔目違い処理〕
目違い幅が２００ｍｍなので各列毎にモジュール群を左右交互に１００ｍｍづつずらしていく。
【００７８】
〔モジュールが設置可能範囲にあるかどうかの判断〕
最端モジュールから設置可能境界線までの距離の最小値は、「設置面中央部に配置」の段階で、１００ｍｍ以上である。よって目違いによって設置可能範囲から外れるモジュールはない。
【００７９】
本配置例では、最大設置可能枚数３７枚、屋根充填率は６５．５％である。図から分かるように本発明による配置法によれば、入母屋屋根の様な複雑な形状の屋根でも美観上問題無く、なおかつ多数太陽電池モジュールを配置できる。
【００８０】
（参考実施例３）
図２４に示すような平行四辺形屋根面において、設置可能範囲を表わすためのギャップとして軒先から設置可能境界までの長さを０ｍｍ、棟から設置可能境界までの長さを５００ｍｍ、屋根境界から設置可能境界までの長さを５００ｍｍとした場合、設置可能範囲に架台設置型太陽電池モジュール（１１００×８２２ｍｍ）を図２０のフローで配置した場合の配置図である。以下配置フローについて簡単に説明する。
【００８１】
〔最大設置可能列数の算出〕
本参考実施例では、太陽電池モジュールの配置方法として、モジュールの短手方向が屋根流れ方向に直交するように配置することにする。
【００８２】
設置可能範囲の流れ方向長さをＡとすると、Ａ＝５０００−５００＝４５００ｍｍ。列数は
列数≦Ａ／太陽電池モジュールの長手方向幅
をみたす最大整数で与えられる。上の不等式に代入すると、
列数≦４５００／１１００＝４．１
より、最大設置可能列数は４列と計算される。
【００８３】
〔各列毎の最大設置可能枚数の算出〕
各列の設置可能範囲内におけるモジュール上辺線とモジュール下辺線のモジュール設置可能な直線共通部の長さをＢとすると、
最大設置可能枚数≦Ｂ／太陽電池モジュールの短手方向長さ
をみたす最大整数で与えられる。図から明らかなようにＢは全列等しく、
Ｂ＝８０００−１０００−８２２×４÷５＝６３４２．４
であるので、全列の最大設置可能枚数は
全列最大設置可能枚数≦６３４２．４／８２２＝７．７
より、全列の最大設置可能枚数は７枚と計算される。
【００８４】
〔設置面中央部に配置〕
上記で計算した各列毎の設置可能枚数分の太陽電池モジュールを各列の中央部に配置する。
【００８５】
図からわかるように、モジュール設置方向に直交するモジュール辺（ここでは、モジュール長手辺）が隣接する列のモジュール設置方向に直交するモジュール辺（モジュール長手辺）とずれている。その点から考えると、架台設置型太陽電池モジュールよりも、モジュールを自由にずらせる横葺屋根材一体型太陽電池モジュールの方が、この配置方法を充分に生かすことができる。
【００８６】
（実施例４）
通常、太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを、複数並列に接続して構成される。直列数がそろっていない場合出力損失が生じるためである。上記参考実施例１の場合、最大設置可能枚数は７４モジュールである。これに対してキヤノン製ＳＩ−０２インバータを使うことを前提にアレイ設計すると、１５、１６、１７、１８、１９の５種類の直列数が選択できる。このなかで１８直列×４並列という組み合わせがもっとも太陽電池モジュール数が多くなることになる。しかしこのパターンは７２モジュールであり、最大接地可能なモジュール数から２モジュール無駄になる。
【００８７】
しかし、異種直列というストリング接続法、すなわち直列数の異なるストリングを並列接続する接続法を導入すると、１８直列×２並列  ＋  １９直列×２並列というパターンが、場合によっては可能となる。これが可能となるのは２モジュール多く設置することによる出力増加が、直列数のミスマッチによる損失よりも大きい場合である。この場合、実質的な屋根充填率は７５．３％から７７．４％に向上し、得られる出力も大きくなる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、設置面へ矩形太陽電池モジュールを配置する配置方法において、任意のモジュール設置方向を決め、該方向一列の太陽電池モジュール長手方向あるいは短手方向におけるモジュールの最大配置可能枚数を算出し、最大配置可能枚数分の太陽電池モジュール群中央を各列での設置面の中央部にその隣接する列に対して目違いをつけて配置する場合に、最大配置可能枚数分の太陽電池モジュール群を構成することを、目違いをつけて配置することよりも優先して行うことによって、太陽電池モジュール群の屋根充填率が高く、雨仕舞が良好で、また外観上問題のない太陽電池モジュールの屋根面配置法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】屋根面に本発明方法で太陽電池モジュールを配置したときの配置図および参考実施例１の配置図である。
【図２】屋根面に一般屋根材を従来の配置法である目違い葺きで配置したときの一例。
【図３】屋根面に一般屋根材を従来の配置法である一文字葺きで配置したときの一例。
【図４】屋根面に目違い葺きで、太陽電池モジュールと一般屋根材を混ぜて配置したときの一例。
【図５】屋根面に一文字葺きで、太陽電池モジュールと一般屋根材を混ぜて配置したときの一例。
【図６】図１の状態から太陽電池モジュールに目違いをつけたときの太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図７】図６の状態から設置可能範囲から外れた太陽電池モジュールを取り除き、その列の太陽電池モジュール群を屋根面中央部に配置したときの太陽電池モジュール屋根面配置図および実施例１の配置図。
【図８】架台設置型太陽電池モジュールの断面図。
【図９】（ａ）は屋根材一体型太陽電池モジュールの断面図。（ｂ）は横葺型屋根材の例。
【図１０】比較例１の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１１】比較例２の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１２】実施例２の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１３】比較例３の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１４】比較例４の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１５】参考実施例２の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１６】比較例５の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１７】実施例３の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【図１８】太陽電池モジュールの設置可能列数及び各列の設置可能枚数の算出概略図。
【図１９】本発明の太陽電池モジュール屋根面配置法のフローチャート。
【図２０】参考実施例１、参考実施例２の太陽電池モジュール屋根面配置のフローチャート。
【図２１】実施例１の太陽電池モジュール屋根面配置のフローチャート。
【図２２】実施例２の太陽電池モジュール屋根面配置のフローチャート。
【図２３】実施例３の太陽電池モジュール屋根面配置のフローチャート。
【図２４】参考実施例３の太陽電池モジュールの屋根面配置図。
【符号の説明】
１０１，６０１，７０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１，１８０１，２４０１  設置面
１０２，６０２，７０２，１００２，１１０２，１２０２，１３０２，１４０２，１５０２，１６０２，１７０２，１８０２，２４０２  設置可能範囲
１０３，４０１，５０１，６０３，７０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０３，１４０３，１５０３，１６０３，１７０３，１８０３，２４０３  太陽電池モジュール
１０４，２０２，３０２，４０３，５０３，６０４，７０４，１００４，１１０４，１２０４，１３０４，１４０４，１５０４，１６０４，１７０４，１８０４  設置面下端辺
１０５，２０４，３０４，４０５，５０５，６０５，７０５，１００５，１１０５，１２０５，１３０５，１４０５，１５０５，１６０５，１７０５，１８０５  設置面境界線
１０６，２０３，３０３，４０４，５０４，６０６，７０６，１００６，１１０６，１５０６，１６０６，１７０６，１８０６  設置面上端辺
１０７，６０７，７０７，１８１３  設置面中央線
１０８，４０６，５０６  接続ケーブル
２０１，３０１，４０２，５０２  屋根材
２０５，３０５，６０９，７０９  目違い幅
６０８  設置可能範囲から外れた太陽電池モジュール
７０８  設置面中央部に配置し直した太陽電池モジュール群
８０１  充填剤
８０２，９０３  太陽電池セル
８０３  フロントカバー
８０４  バックカバー
８０５  フレーム
８０６  シール材
８０７  取り付けリブ
９０１  裏面補強板
９０２  裏面被覆材
９０４  表面封止材
９０５  表面被覆材
１８０７  太陽電池モジュール長さ
１８０８  太陽電池モジュール働き幅
１８０９  設置可能範囲流れ方向長さ
１８１０  設置可能範囲内におけるモジュール下辺線長さ
１８１１  設置可能範囲内におけるモジュール上辺線長さ
１８１２  設置可能範囲内におけるモジュール設置可能な直線共通部の長さ
【図１】
0003586083.tif 000003
【図２】
0003586083.tif 000004
【図３】
0003586083.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003586083.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003586083.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003586083.tif 000019
【図１８】
0003586083.tif 000020
【図１９】
0003586083.tif 000021
【図２０】
0003586083.tif 000022
【図２１】
0003586083.tif 000023
【図２２】
0003586083.tif 000024
【図２３】
0003586083.tif 000025
【図２４】
0003586083.tif 000026