(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板部の両側に側壁部を有した耐火性支持板と、この耐火性支持板の底板部との間に空隙を有して設けられた太陽電池パネルとから成り、
前記耐火性支持板の軒側に第１の通気穴が形成されており、
前記太陽電池パネルは、太陽電池と、該太陽電池の周囲を覆って当該太陽電池を支持する周囲枠体を有し、且つ該周囲枠体の軒側に第２の通気穴が、棟側に第３の通気穴が夫々形成されており、
前記第１の通気穴及び第２の通気穴から入った空気が前記空隙を経て前記第３の通気穴から出て、上方に隣接配置される他の建材一体型太陽電池パネルの前記第１の空気穴に入るように構成されていることを特徴とする建材一体型太陽電池パネル。
【請求項２】
前記耐火性支持板と太陽電池パネルとの間に設けられ、当該太陽電池パネルの周囲より外側に庇状に張り出す形状を有した中間部材を有することを特徴とする請求項１記載の建材一体型太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屋根材として用いることができる建材一体型太陽電池パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、太陽電池パネルを屋根上に設置するための様々な方法が提案されている。その設置法には、主に、▲１▼既に瓦が葺かれている場合に、この瓦上に架台を設置し、この架台上に太陽電池パネルを固定する方法、▲２▼野地板上に金属板を葺くとともに、この金属板上に架台を設置し、この架台に太陽電池パネルを固定する方法、▲３▼太陽電池パネル自体が屋根材として機能し、瓦と同様に野地板上に太陽電池パネルを葺いていく方法、がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲１▼及び▲２▼の方法は、架台によって太陽電池パネルの裏面と屋根との間に空隙が形成されるので、この空隙を通る空気によって太陽電池が冷却され、発電効率の低下を防止できるという利点を有する反面、架台の設置が必要であるために作業性に劣るという欠点がある。一方、▲３▼の方法は、架台を必要としないので、設置作業が容易になる等の利点があるが、太陽電池パネルが野地板に密着するため、太陽電池パネルの裏面側に空気が流れず、太陽電池を冷却できないという欠点がある。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、架台を不要にして設置作業を容易にし、しかも太陽電池の裏面側に空気の流れを形成することで太陽電池を冷却できる建材一体型太陽電池パネルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の建材一体型太陽電池パネルは、上記の課題を解決するために、底板部の両側に側壁部を有した耐火性支持板と、この耐火性支持板の底板部との間に空隙を有して設けられた太陽電池パネルとから成り、前記耐火性支持板の軒側に第１の通気穴が形成されており、前記太陽電池パネルは、太陽電池と、該太陽電池の周囲を覆って当該太陽電池を支持する周囲枠体を有し、且つ該周囲枠体の軒側に第２の通気穴が、棟側に第３の通気穴が夫々形成されており、前記第１の通気穴及び第２の通気穴から入った空気が前記空隙を経て前記第３の通気穴から出て、上方に隣接配置される他の建材一体型太陽電池パネルの前記第１の空気穴に入るように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、耐火性支持板を屋根の野地板上に載せ、例えば、その底板部に設けた貫通穴からねじを挿通しこれを野地板にねじ込むことで当該耐火性支持板を屋根に固定することができるから、架台は不要になる。そして、上記底板部を野地板に接して配置したとしても、太陽電池パネルと底板部との間には空隙が存在しており、且つこの空隙は外気に連通するため、太陽電池パネルの裏面側に空気が流れて太陽電池が冷却される。勿論、野地板に接して配置されるのは耐火性支持板であるから、防火上の要請にも応えることができる。さらに、上記の構成であれば、屋根上に複数枚の建材一体型太陽電池パネルを配置したとき、各太陽電池パネルの裏面側で軒側から棟側に向かう連続的な空気の流れを形成することができ、効率的に太陽電池を冷却することが可能となる。
【０００７】
また、この発明の建材一体型太陽電池パネルは、前記耐火性支持板と太陽電池パネルとの間に設けられ、当該太陽電池パネルの周囲より外側に庇状に張り出す形状を有した中間部材を有することを特徴とする。
【０００８】
上記の構成であれば、上下又は左右の隣接する他の建材一体型太陽電池パネルとを連結して雨水を流すための構成（例えば、端部に形成する曲げ等）の全部又は一部を前記中間枠部材において設けることができ、太陽電池パネルの周囲枠体に設ける場合の当該周囲枠体の加工複雑化を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、この実施の形態の建材一体型太陽電池パネルの斜視図であり、図２はこれを分解して示した斜視図である。
【００１２】
耐火性支持板１は、例えばアルミ板やトタン板などの金属板から成り、底板部１ａの両側を折り曲げて側壁部１ｂを形成し、各側壁部１ｂの上部を折り曲げてフランジ部１ｃを形成している。側壁部１ｂは、図面の奥側（棟側）から手前側（軒側）に向かうほどその高さが高くなっており、この軒側の端面において第１の通気穴１ｆを有する。底板部１ａの中央側には、スクリューネイルが挿通される貫通穴１ｄが形成されている。また、各フランジ部１ｃには、それぞれ二か所ずつねじが螺合されるねじ穴１ｅが形成されている。
【００１３】
太陽電池パネル２は、太陽電池２ａとその周囲を覆ってこれを支持する周囲枠体２ｂとから成っている。太陽電池２ａは、透明ガラス基板の裏面側に複数個の太陽電池セルを形成して成る。また、この裏面側には、電力取出のための図示しない防水コネクタが設けられている。周囲枠体２ｂは例えばアルミから成り、図面の手前側（軒側）の面（正面）には第２の通気穴２ｃを有し、奥側（棟側）の面（背面）には図示しない第３の通気穴を有している。そして、両側面には、それぞれ二か所ずつねじが挿通される貫通穴２ｄが形成されている。更に、周囲枠体２ｂの上面側であって太陽電池２ａの奥側（棟側）には、断面凹形状の受け部２ｅが横方向に条設されている。
【００１４】
中間枠部材３は、例えばアルミ板やトタン板などの金属板から成り、太陽電池パネル２の周囲より外側に庇状に張り出す形状を有する。この庇状に張り出す部分のうち、図面の手前側（軒側）部分には、下向きに湾曲形成された曲げ部３ａが形成されている。この曲げ部３ａは、下側に隣接配置される他の建材一体型太陽電池パネルにおける受け部２ｅに係合する。また、庇状に張り出した部分のうち、図面の右側部分の端には、上向きに湾曲形成された曲げ部３ｂが形成されており、図面の左側部分の端には、下向きに湾曲形成された曲げ部３ｃが形成されている。そして、左右に隣接配置される一対の建材一体型太陽電池パネルにおいて、一方のパネルの前記曲げ部３ｃは、他方のパネルの曲げ部３ｂに対して上側から係合する。また、庇状に張り出した部分のうち、図面の右側部分および左側部分には、耐火性支持板１の各フランジ部１ｃに形成された前記ねじ穴１ｅに対応する貫通穴３ｄが形成されている。
【００１５】
中間枠部材３の中央の方形状穴の周囲には立設枠部３ｅが形成されている。この立設枠部３ｅは、太陽電池パネル２の周囲枠体２ｂの内周側の形状及び大きさに対応している。立設枠部３ｅにおける図面の右側部分および左側部分には、太陽電池パネル２の周囲枠体２ｂに形成された前記貫通穴２ｄに対応するねじ穴３ｆが形成されている。立設枠部３ｅの図面の手前側（軒側）部分および奥側（棟側）の部分には、太陽電池パネル２の第２の通気穴２ｃ及び第３の通気穴を塞がないように、切欠き３ｇが形成されている。
【００１６】
次に、建材一体型太陽電池パネルの設置方法の一例を図２及び図３に基づいて説明するが、以下に示す設置方法に限るものではない。まず、耐火性支持板１上に中間枠部材３を載せて、ねじ４を中間枠部材３の貫通穴３ｄに挿通し、耐火性支持板１のねじ穴１ｅに螺合することで、耐火性支持板１と中間枠部材３との結合体を得ておく。そして、この結合体を野地板７上に配置し、二本のスクリューネイル６を耐火性支持板１の貫通穴１ｄから挿通し、野地板７にねじ込むことで耐火性支持板１を野地板７に固定する。次に、太陽電池２ａに接続する配線のうち、上側（棟側）に配置されるパネルの太陽電池２ａに対する配線を第３の通気穴の一つに通しておく。そして、太陽電池パネル２を中間枠部材３上に載せて、ねじ５を太陽電池パネル２の貫通穴２ｄに挿通し、中間枠部材３のねじ穴３ｆに螺合する。次に、その上側（棟側）に別の建材一体型太陽電池パネルを同様の手順で配置するが、下側（棟側）の建材一体型太陽電池パネルにおける第３の通気穴から引き出されている前記配線を、上側（軒側）の別の建材一体型太陽電池パネルにおける第１の通気穴１ｆから通しておいてその太陽電池２ａに接続するとともに、この太陽電池２ａのもう一つの配線については、上記と同様に第３の通気穴の一つに通しておく。以下、順次この作業を行っていけば、図３に示すごとく、複数枚の建材一体型太陽電池パネルを野地板７上に瓦状に配置し、且つ太陽電池２ａを直列に接続することができる。なお、横方向に隣り合う建材一体型太陽電池パネルについては、一方のパネルの前記曲げ部３ｃを他方のパネルの曲げ部３ｂに対して上側から係合させておく。
【００１７】
上記構成の建材一体型太陽電池パネルであれば、耐火性支持板１屋根の野地板７上に配置し、底板部１ａの貫通穴１ｄからスクリューネイル６を挿通しこれを野地板７にねじ込むことで当該耐火性支持板１を屋根に固定できるから、架台は不要になり、設置作業が容易になる。そして、底板部１ａを野地板７に接して配置したとしても、太陽電池パネル２と底板部１ａとの間には空隙が存在しており、且つこの空隙は外気に連通するため、太陽電池パネル２の裏面側に空気が流れて太陽電池２ａが冷却される。勿論、野地板７に接するのは耐火性支持板１であるから、防火上の要請にも応えることができる。
【００１８】
上下又は左右の隣接する建材一体型太陽電池パネル同士を連結して雨水を流すための構成、例えば、曲げ部３ａ，３ｂ，３ｃに相当する構成を太陽電池パネル２の周囲枠体２ｂに設けることで、中間枠部材３を不要にした構成を採用してもよいのであるが、この実施の形態のごとく、中間枠部材３に曲げ部３ａ，３ｂ，３ｃを設ける構成を採用することで、太陽電池パネル２の周囲枠体２ｂの加工複雑化を防止することができる。
【００１９】
また、太陽電池パネル２と耐火性支持板１の底板部１ａとの間の空隙は何らかの方法で外気に連通すればよいのであるが、この実施の形態のごとく構成しておけば、図４に示すように、空気は、第１の通気穴１ｆ及び第２の通気穴２ｃから入り、耐火性支持板１と太陽電池パネル２との間の空隙を経て第３の通気穴から出ることになる。そして、この第３の通気穴から出た空気は、上側（軒側）に隣接配置された他の建材一体型太陽電池パネルの第１の通気穴１ｆに入ることになる。従って、各太陽電池パネル２の裏面側で軒側から棟側に向かう連続的な空気の流れが形成されることになり、効率的に太陽電池２ａを冷却できる。なお、第２の通気穴２ｃが無い場合でも、太陽電池パネル２の裏面側で軒側から棟側に向かう連続的な空気の流れが形成されるが、第２の通気穴２ｃを有する方が、建材一体型太陽電池パネルの表面側に存在する比較的冷たい空気を取り入れることができるので、冷却効率は良くなる。
【００２０】
耐火性支持板１の野地板７への固定は、前述した方法に限らず、以下の方法で行うようにしてもよい。例えば木造構造の屋根であれば、図５に示すように、角パイプ鋼１２にスタッドねじ１５を所定間隔で固定し、そのねじ部分を角パイプ鋼１２の上面から突出させておく。そして、縦方向に設けた垂木１１上に前記角パイプ鋼１２を横方向に渡し、この角パイプ鋼１２の上面と面一となるように野地板１３およびアスファルトルーフィング１４を設ける。建材一体型太陽電池パネルの耐火性支持板１には、前記スタッドねじ１５が挿通される貫通穴（縦方向又は横方向に長い長穴が望ましい）を形成しておく。この貫通穴は、太陽電池パネル２によって覆われることになる部分に形成してもよいし、覆われない部分に形成してもよい。この貫通穴に前記スタッドねじ１５を挿通し、これに螺合するナットをねじ込むことで、当該建材一体型太陽電池パネルを屋根に固定することができる。
【００２１】
また、鉄骨構造の屋根であれば、図６に示すように、母屋Ｃ鋼２２にスタッドねじ２５を所定間隔で固定し、そのねじ部分を母屋Ｃ鋼２２の上面から突出させておく。そして、縦方向に設けた鉄骨２１上に前記母屋Ｃ鋼２２を横方向に渡し、この母屋Ｃ鋼２２上に野地板２３およびアスファルトルーフィング２４を取り付ける。後は、建材一体型太陽電池パネルを同様の方法で取り付ければよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、架台が不要であるため、設置作業が容易になり、しかも太陽電池の裏面側に空気が流れるので太陽電池を冷却できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の建材一体型太陽電池パネルを示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態の建材一体型太陽電池パネルを分解して示した斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態の建材一体型太陽電池パネルを屋根上に設置した状態をけらば方向から見た断面図である。
【図４】図３に対応させて空気の流れを示した断面図である。
【図５】この発明の建材一体型太陽電池パネルを取り付けるための屋根構造の一例を示した断面図である。
【図６】この発明の建材一体型太陽電池パネルを取り付けるための屋根構造の他の例を示した断面図である。
【符号の説明】
１    耐火性支持板
１ａ  底板部
１ｂ  側壁部
１ｆ  第１の通気穴
２    太陽電池パネル
２ａ  太陽電池
２ｂ  周囲枠体
３    中間枠部材
３ａ  曲げ部
３ｂ  曲げ部
３ｃ  曲げ部
３ｅ  立設枠部
４    ねじ
５    ねじ
６    スクリューネイル
７    野地板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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