(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽エネルギモジュール本体の外縁部分が、この太陽エネルギモジュール本体の四辺を保持する枠体に支持されて成ると共に、屋根の軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュール上に枠体軒側縁が重ね合わされて屋根面に設置された太陽エネルギモジュールにおいて、
上記枠体軒側縁の下端部分には、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールの延長方向に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュールの棟側縁に重ね合わされる延在部が設けられており、
この延在部は、枠体を構成するフレーム本体部の軒側端の下端部から軒側に延びる第１水平部と、この第１水平部の軒側端から下方に延びる垂下部と、この垂下部の下端から棟側に延びる第２水平部とを備えている一方、
上記枠体軒側縁の断面における延在部の上部先端点と枠体軒側縁の上部軒側点とを結ぶ直線と、枠体軒側縁の上部辺との間の角度が、その角度と屋根面の傾斜角度との和が８０度以下となるように設定されていることを特徴とする太陽エネルギモジュール。
【請求項２】
太陽エネルギモジュール本体の外縁部分が、この太陽エネルギモジュール本体の四辺を保持する枠体に支持されて成ると共に、屋根の軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュール上に枠体軒側縁が重ね合わされて屋根面に設置された太陽エネルギモジュールにおいて、
上記枠体軒側縁の下端部分には、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールの延長方向に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュールの棟側縁に重ね合わされる延在部が設けられており、
この延在部は、枠体を構成するフレーム本体部の軒側端の下端部から軒側に延びる第１水平部と、この第１水平部の軒側端から所定の傾斜角度をもって下方に傾斜された傾斜部と、この傾斜部の下端から下方に延びる垂下部と、この垂下部の下端から棟側に延びる第２水平部とを備えている一方、
上記延在部の底面に対する傾斜部の傾斜角度が、
上記延在部の上部先端点と枠体軒側縁の上部軒側点とを結ぶ直線と、枠体の底面との間の角度に一致するか若しくは小さく設定されていることを特徴とする太陽エネルギモジュール。
【請求項３】
請求項１記載の太陽エネルギモジュールにおいて、
５寸勾配の屋根面に設置されるものであって、
枠体軒側縁の断面における延在部の上部先端点と枠体軒側縁の上部軒側点とを結ぶ直線と、枠体軒側縁の上部辺との間の角度が５３度以下に設定されていることを特徴とする太陽エネルギモジュール。
【請求項４】
上記請求項１〜３のうち何れか一つに記載の太陽エネルギモジュールの複数個が屋根面に配置されて成ることを特徴とする太陽エネルギシステム。
【請求項５】
上記請求項４記載の太陽エネルギシステムを屋根面に備えていることを特徴とする住宅。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅建物の屋根部分に設置される太陽電池モジュールに代表される太陽エネルギモジュール及びこの太陽エネルギモジュールを備えた太陽エネルギシステム並びにこの太陽エネルギシステムを備えた住宅に係る。特に、本発明は、太陽エネルギモジュールの高出力化を図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、石油等の化石燃料を燃焼させる火力発電や、廃棄物の処理が困難な原子力発電等と異なり、地球環境への影響が極めて少ないクリーンな太陽エネルギを利用して発電する太陽電池システムが知られている。この太陽電池システムは、近年、価格の低下に伴って一般の住宅にも採用されつつある。このような太陽電池システムを使用した自家発電設備を設けることにより、日中は電力会社からの送電を要することなく電力を得ることが可能になる。しかも、日中の発電に余剰電力が生じた場合には、この余剰電力を電力会社へ売電することも可能である。
【０００３】
一般に、この種の太陽電池システムは、太陽電池モジュール本体が枠体に支持されて構成された太陽電池モジュールを有している。つまり、太陽電池モジュール本体の外周部を嵌め込むための溝を枠体に設けておき、この溝に太陽電池モジュール本体の外周部を嵌め込むことによってこの両者を一体化させている。
【０００４】
この太陽電池モジュールを屋根面に設置する場合、瓦等の屋根材上に支持金具を設置し、この支持金具上に支持桟を載置する。そして、この支持桟上に太陽電池モジュールを取り付けている。また、スレート瓦が葺かれた屋根に適用する場合にも、スレート瓦上に支持金具を設置し、この支持金具上に支持桟を載置した後、この支持桟上に太陽電池モジュールを取り付けるようにしている。
【０００５】
また、建築基準法の改正により、太陽電池モジュールを屋根材として使用することも可能になっている。この方式は、例えば特開平９−９６０７１号公報に開示されている。
【０００６】
この公報には、一般に「スーパーストレート方式」と呼ばれる太陽電池モジュールの設置構造が開示されている。以下、この方式の設置構造について詳述する。
【０００７】
図１２は、本方式に採用される太陽電池モジュールａの分解斜視図である。本太陽電池モジュールａは、複数個の太陽電池セルｂ１，ｂ１，…をインターコネクタ等により直列または並列に接続して成る太陽電池セル列ｂを備えている。この太陽電池セル列ｂを、透明樹脂で成る充填材ｃ，ｃを介して、受光面を形成する白板強化ガラスｄと裏面を形成する鋼鈑入りフィルムｅとで挟み込み、矩形板状のフレームレスモジュールａ１が作製される。
【０００８】
そして、このフレームレスモジュールａ１の周辺部を、アルミニウム等の押出成形品であるモジュール枠ｆにより、防水用の止水材ｇ，ｇ，…を介して嵌め込み支持し、各モジュール枠ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４同士をネジにより連結している。各モジュール枠ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４のうち棟側モジュール枠ｆ１にはリブｈが形成されており、このリブｈには固定用のネジ孔ｈ１が形成されている。
【０００９】
尚、各モジュール枠ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の高さ寸法は例えば３７ｍｍである。太陽電池セル列ｂは、白板強化ガラスｄの下側に位置しているため、図１３に示すように、太陽電池セル列ｂの上面は、モジュール枠ｆの上端よりも所定寸法（図中ｔ１）だけ低い位置（例えば５ｍｍだけ低い位置）にある。
【００１０】
図１４は、上記太陽電池モジュールａ，ａ，…を屋根に段葺きした状態を示している。つまり、屋根の流れ方向の下側（軒側）に位置する太陽電池モジュールａの棟側モジュール枠ｆ１のネジ孔ｈ１に木ネジｉを挿通してこのモジュール枠ｆ１を屋根面（野地板など）に固定する。また、屋根の流れ方向の上側（棟側）に位置する太陽電池モジュールの軒側モジュール枠ｆ２を、軒側に隣接する太陽電池モジュールの棟側モジュール枠ｆ１上に重ねて載置する。この重ね寸法は例えば２４ｍｍである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如く構成された太陽電池モジュールを住宅の南側の屋根面に段葺き状態で設置した場合、北緯３５度、東経１３５度の位置で夏至の日の午前８時から午後４時までの間に日照が得られる領域は、真北を向いたときに８０度以下の迎角が得られる領域であることが図示しない日照関係図より判る。
【００１２】
５寸勾配の南側の屋根面（傾斜角度２７度）に太陽電池モジュールａ，ａ，…を段葺きした場合、上記領域を太陽電池セル列ｂが存在する平面で考えると、図１５より、棟側に隣接する太陽電池モジュールａの軒側端から例えば２８ｍｍ以上軒側の領域において、午前８時から午後４時までの間に日照が得られる。影の影響を受けないためには、この領域内（影の無い領域）に太陽電池セル列ｂを配置する必要がある（図中破線参照）。即ち、棟側の太陽電池モジュールａの軒側端から２８ｍｍ以内の領域はデッドスペースＤとなっている。
【００１３】
太陽電池モジュールａ，ａ，…を段葺きする場合、屋根の流れ方向で隣り合う太陽電池モジュールａ，ａ同士の間には所定の重ね部が必要である。また、太陽電池モジュールａの大型化を図るためには、十分なモジュール枠の強度が要求される。このため、モジュール枠の高さ寸法はある程度大きくしておく必要がある。
【００１４】
このため、太陽電池モジュールを住宅の南側の屋根面に設置した場合であっても、夏至頃の朝方や夕方には、屋根の流れ方向で上側（棟側）に位置する太陽電池モジュールの影が下側（軒側）の太陽電池モジュールの受光面にかかってしまう場合がある。これでは、太陽電池モジュールの出力が低下し、十分な発電量が得られない可能性がある。
【００１５】
また、この影の影響を受けないようにするためには、太陽電池モジュールの棟側に太陽電池セルを設置せず、この部分を比較的大きなデッドスペースとして構成しておく必要がある。
【００１６】
このような課題は、太陽電池モジュールばかりでなく太陽熱温水器モジュールを葺設する場合も同様である。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、太陽エネルギモジュールを段葺きした場合に、屋根の流れ方向の上側に位置する太陽エネルギモジュールの影が下側の太陽エネルギモジュールの受光面上に位置して大きなデッドスペースが生じてしまうことを抑制できる構成を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、太陽エネルギモジュール本体を支持する枠体の軒側縁に、高さ寸法が短く且つ軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールに重ね合わされる部位を備えさせ、太陽エネルギモジュール同士の連結と、軒側の太陽エネルギモジュール上における影の長さを短くする機能を持たせるようにした。
【００１９】
−解決手段−
具体的には、太陽エネルギモジュール本体の外縁部分が、この太陽エネルギモジュール本体の四辺を保持する枠体に支持されて成ると共に、屋根の軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュール上に枠体軒側縁が重ね合わされて屋根面に設置された太陽エネルギモジュールを前提とする。この太陽エネルギモジュールに対し、枠体軒側縁の下端部分に、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールの延長方向に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュールの棟側縁に重ね合わされる延在部を設けている。そして、この延在部に、枠体を構成するフレーム本体部の軒側端の下端部から軒側に延びる第１水平部と、この第１水平部の軒側端から下方に延びる垂下部と、この垂下部の下端から棟側に延びる第２水平部とを備えさせている。更に、この延在部の具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、図１０に示すように、枠体軒側縁５２の断面における延在部５２ｅの上部先端点Ａと枠体軒側縁５２の上部軒側点Ｂとを結ぶ直線Ｌと、枠体軒側縁５２の上部辺との間の角度θを、その角度θと屋根面の傾斜角度φとの和が８０度以下となるように設定している。
【００２０】
この特定事項により、太陽エネルギモジュール同士を連結する場合には、棟側の太陽エネルギモジュールの延在部を軒側の太陽エネルギモジュール上に重ね合わせる。この延在部は、枠体全体の高さ寸法よりも短く設定されているため、この延在部の影が軒側の太陽エネルギモジュールの受光面に達することは抑制される。このため、太陽エネルギモジュールの受光面への太陽光線の照射が良好に行われる。
【００２２】
また、太陽エネルギモジュールを５寸勾配の屋根面に設置した場合には、枠体軒側縁５２の断面における延在部５２ｅの上部先端点Ａと枠体軒側縁５２の上部軒側点Ｂとを結ぶ直線Ｌと、枠体軒側縁５２の上部辺との間の角度θが５３度以下に設定される。
【００２３】
これら設定の理由について以下に述べる。北緯３５度、東経１３５度の位置で夏至の日の午前８時から午後４時までの間に日照が得られる領域は、真北を向いたときに８０度以下の迎角が得られる領域である。このため、上述の如く延在部５２ｅの形状を設定することにより、この延在部５２ｅが太陽光線（図１０中の矢印）を遮断することはなくなる。
【００２５】
また、他の解決手段としては、太陽エネルギモジュール本体の外縁部分が、この太陽エネルギモジュール本体の四辺を保持する枠体に支持されて成ると共に、屋根の軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュール上に枠体軒側縁が重ね合わされて屋根面に設置された太陽エネルギモジュールを前提とする。この太陽エネルギモジュールに対し、枠体軒側縁の下端部分に、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールの延長方向に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュールの棟側縁に重ね合わされる延在部を設けている。そして、この延在部に、枠体を構成するフレーム本体部の軒側端の下端部から軒側に延びる第１水平部と、この第１水平部の軒側端から所定の傾斜角度をもって下方に傾斜された傾斜部と、この傾斜部の下端から下方に延びる垂下部と、この垂下部の下端から棟側に延びる第２水平部とを備えさせている。更に、この延在部の具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、図８に示すように、延在部５２ｅの底面に対する傾斜部５２Ｂの傾斜角度θを、上記延在部５２ｅの上部先端点Ａと枠体軒側縁の上部軒側点Ｂとを結ぶ直線Ｌと、枠体の底面との間の角度θに一致するか若しくは小さく設定している。
【００２６】
この特定事項により、傾斜部５２Ｂの存在によって延在部５２ｅが太陽光線を遮断してしまうことを確実に回避でき、しかも延在部５２ｅの高さ寸法を大きく設定して、その強度を高めることが可能になる。
【００３１】
更に、上述した太陽エネルギモジュールの複数個を一体的に組み付けて構築された太陽エネルギシステムや、この太陽エネルギシステムを屋根面に備えた住宅においても、延在部の影が軒側の太陽エネルギモジュールの受光面に達することは抑制され、太陽エネルギモジュールの高い出力が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。また、本形態では、太陽エネルギモジュールとして太陽電池モジュールを採用し、この太陽電池モジュールを住宅の屋根部分に直接葺設した場合について説明する。
【００３３】
図１は本実施形態に係る太陽電池モジュール２が葺設される住宅の屋根部分を示す一部を省略した斜視図である。この図に示すように、本住宅の屋根１は、切妻タイプのものであり、片側の屋根面（例えば南側に面する屋根面）１１のうち住宅桁方向略中央部分であって、屋根１の流れ方向の略中央部から軒先部分に亘って複数の太陽電池モジュール２，２，…が葺設されている。一方、他方の屋根面（例えば北側に面する屋根面）１２には図示しない屋根瓦が葺設されている。
【００３４】
上記各太陽電池モジュール２，２，…は、棟の延長方向及び屋根１の傾斜方向にマトリックス状に並べられている。また、太陽電池モジュール２は十分な耐火性（屋根瓦と同程度の耐火性）を有するものである。このため、この太陽電池モジュール２，２，…が並べられる部分には屋根瓦は葺設されておらず、太陽電池モジュール２，２，…自身が屋根葺き材として直接葺設されている。
【００３５】
−太陽電池モジュール２の構成−
以下、太陽電池モジュール２の構成について説明する。太陽電池モジュール２は、図２、図３及び図４に示すように太陽エネルギモジュール本体としての太陽電池モジュール本体４と枠体５とを備えて構成されている。図２は太陽電池モジュール２の分解斜視図である。図３は太陽電池モジュール本体４の側面図である。図４（ａ）は太陽電池モジュール２の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ矢視図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＣ矢視図である。
【００３６】
太陽電池モジュール本体４は、図２〜図４に示すように、多結晶シリコンにより形成された複数個の太陽電池セル４１ａ，４１ａ，…をインターコネクタ等により直列または並列に接続して成る太陽電池セル列４１を、透明樹脂で成る充填材４２，４２，…を介して、受光面を形成する白板強化ガラス板４３と、裏面を形成する鋼鈑入りフィルム４４とで挟み込むようにして矩形板状の太陽電池組立体に形成した構造となっている。また、この太陽電池モジュール本体４の裏面には端子ボックス４５が取り付けられている。この端子ボックス４５からは出力ケーブル４６が導出されている。尚、上記太陽電池セル４１ａは、単結晶シリコンやアモルファスシリコン等で形成されたものであってもよい。
【００３７】
枠体５は、図２、図４及び図５（図４におけるＶ部分の分解斜視図）に示すように、上記太陽電池モジュール本体４の四辺を保持するものであって、棟側フレーム材５１、軒側フレーム材５２、左右一対のけらば側フレーム材５３，５４を備えており、これらフレーム材５１，５２，５３，５４が一体的に組み付けられることにより枠状に形成されている。尚、図５は軒側フレーム材５２と右側のけらば側フレーム材５４との組み付け部分を示している。
【００３８】
各フレーム材５１，５２，５３，５４は、アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されている。棟側フレーム材５１は、太陽電池モジュール本体４における住宅棟側に位置する端縁を保持している。軒側フレーム材５２は、太陽電池モジュール本体４における住宅軒側に位置する端縁を保持している。各けらば側フレーム材５３，５４は、太陽電池モジュール本体４の左右両側縁をそれぞれ保持すると共に、上記棟側フレーム材５１及び軒側フレーム材５２の両端縁同士を連結している。
【００３９】
次に、これら各フレーム材５１，５２，５３，５４の構成について詳細に説明する。
【００４０】
先ず、図５及び図６（図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図）を用いて本発明でいう枠体軒側縁を構成する軒側フレーム材５２の断面形状について説明する。以下の断面形状の説明では、図５及び図６における左側を太陽電池モジュール２の外縁を構成する外側とし、各図中右側を太陽電池モジュール本体４を支持する側、つまり内側であるとする。
【００４１】
この軒側フレーム材５２は、略正方形状の閉断面で成るフレーム本体部５２ａを備えている。このフレーム本体部５２ａの内側には、けらば側フレーム材５３，５４をネジ止めするための締結座５２ｂが一体形成されている。また、この軒側フレーム材５２は、フレーム本体部５２ａの外側端の上端部から鉛直上方に延びた後、内側に屈曲されて成るモジュール保持片５２ｃを備えている。このモジュール保持片５２ｃとフレーム本体部５２ａの上面との間で内側に開放したモジュール保持溝５２ｄが形成されている。一方、この軒側フレーム材５２は、フレーム本体部５２ａの外側端の下端部から外側に延びた後、下方に屈曲され、更に内側に屈曲されて成る固定座５２ｅを備えている（この固定座５２ｅの形状の詳細については後述する）。この固定座５２ｅの内側にも、けらば側フレーム材５３，５４をネジ止めするための締結座５２ｆが一体形成されている。また、図４に示すように、この固定座５２ｅには、軒側に隣接する他の太陽電池モジュール２の棟側フレーム材５１または後述する軒先固定金具６への締結を行うためのボルト孔５２ｇ，５２ｇ，…が複数箇所に形成されている。
【００４２】
尚、断面形状を図示しないが、棟側フレーム材５１の断面形状も、この軒側フレーム材５２と略同様であって、太陽電池モジュール本体４の棟側の端縁部を保持するためのモジュール保持溝を備えていると共に、棟側に隣接する他の太陽電池モジュール２を連結するためのボルト孔５１ａ，５１ａ，…が複数箇所に形成されている（図４参照）。
【００４３】
次に、けらば側フレーム材５４の断面形状について図５及び図７（図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図）を用いて説明する。以下の断面形状の説明では、図５における手前側及び図７における右側を太陽電池モジュール２の外縁を構成する外側とし、図５における奥側及び図７における左側を太陽電池モジュール本体４を支持する側、つまり内側であるとする。
【００４４】
このけらば側フレーム材５４は、鉛直方向に延びる板状の本体部５４ａを有している。この本体部５４ａの長手方向（図５における左右方向）の両端縁は、上記軒側フレーム材５２及び棟側フレーム材５１の端縁形状に略一致している。また、この両端縁における上記締結座５２ｂ，５２ｆに対応する位置にはネジ孔５４ｂ，５４ｂが形成されている。上記本体部５４ａの外側面における上端部、下端部及びこの上端部と下端部との間の中間部のそれぞれには水平方向外側に延びるフランジ５４ｃ，５４ｄ，５４ｅが形成されている。一方、本体部５４ａの内側面における上端部及び中間部にも水平方向に延びるフランジ５４ｆ，５４ｇが形成されている。これらフランジ５４ｆ，５４ｇ同士の間で内側に開放したモジュール保持溝５４ｈが形成されている。尚、他方の側端フレーム材５３も同一の断面形状を有している。
【００４５】
次に、各フレーム材５１，５２，５３，５４同士の接続構造について説明する。ここでは、図５を用いて軒側フレーム材５２とけらば側フレーム材５４との接続構造を例に掲げて説明する。この図５に示すように、けらば側フレーム材５４の長手方向の一端縁部分が、軒側フレーム材５２の一端面に重ね合わされる。これにより、けらば側フレーム材５４のネジ孔５４ｂ，５４ｂと軒側フレーム材５２の締結座５２ｂ，５２ｆとが位置合わせされた状態になる。そして、この両者に図示しないネジをねじ込むことにより、両フレーム材５２，５４が互いに連結されるようになっている。同様にして、このけらば側フレーム材５４の他方の側端部分と棟側フレーム材５１の側端部分、他方のけらば側フレーム材５３の側端部分と棟側フレーム材５１及び軒側フレーム材５２の各側端部分も連結される。このようにして各フレーム材５１，５２，５３，５４を互いに連結し、図４に示すような枠状の枠体５が構成されることになる。
【００４６】
尚、各フレーム材５１，５２，５３，５４に対する太陽電池モジュール本体４の嵌め込み動作は、上述した各フレーム材５１，５２，５３，５４同士の連結作業と同時に行われる。つまり、各フレーム材５１，５２，５３，５４のモジュール保持溝５２ｄ，５４ｈに対して太陽電池モジュール本体４の端縁を嵌め込みながら、これら各フレーム材５１，５２，５３，５４同士を接続していく。また、この太陽電池モジュール本体４の嵌め込み時にはモジュール保持溝５２ｄ，５４ｈに、例えばＥＰＤＭゴムで成る止水部材５５を嵌め込んでおき、太陽電池モジュール本体４とモジュール保持溝５２ｄ，５４ｈとの間を封止しておく。このようにして太陽電池モジュール２が作製されることになる。尚、本形態の太陽電池モジュール２は白板強化ガラス４３が、長さ１９６５ｍｍ、幅５３０ｍｍとなっている。このため、十分な強度を得るために、各フレーム材５１〜５４の高さ寸法は３７ｍｍ程度に設定されている。
【００４７】
−固定座５２ｅの形状の詳細説明−
本形態の特徴は、上記固定座５２ｅの形状にある。以下、この固定座５２ｅの形状の詳細について説明する。図６及び図８（固定座５２ｅが軒側に隣接する太陽電池モジュール２に重ね合わされた状態の概略図）に示すように、固定座５２ｅは、フレーム本体部５２ａの外側端の下端部から外側に延びる第１水平部５２Ａと、この第１水平部５２Ａの外側端（図中左側端）から所定の傾斜角度をもって下方に傾斜された傾斜部５２Ｂと、この傾斜部５２Ｂの下端から下方に延びる垂下部５２Ｃと、この垂下部５２Ｃの下端から内側（図中右側）に延びる第２水平部５２Ｄとを備えている。第１水平部５２Ａと第２水平部５２Ｄとは互いに平行である。垂下部５２Ｃは各水平部５２Ａ，５２Ｄに対して直交している。この固定座５２ｅは、図９に示すように、軒側に隣接する太陽電池モジュール２の上側に重ね合わされる締結部として機能する。これにより、この固定座５２ｅは本発明でいう延在部として構成されている。言い換えると、この固定座５２ｅ（延在部）は、軒側フレーム材５２の下端部分に形成され、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュール２の延長方向（軒に向かう方向）に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュール２の棟側フレーム材（棟側縁）に重ね合わされる部分として構成されている。
【００４８】
次に、上記傾斜部５２Ｂの傾斜角度について説明する。図８に示すように、傾斜部５２Ｂの傾斜角度（第２水平部５２Ｄに対する傾斜角度）θは、屋根面の傾斜角度φとの和が８０°以下になるように設定されている。つまり、北緯３５度、東経１３５度の位置で夏至の日の午前８時から午後４時までの間に日照が得られる領域は、真北を向いたときに８０度以下の迎角が得られる領域である。図８に示す矢印は、迎角が８０°の場合の太陽光線（特に、朝日や夕日）の照射方向を示している。このため、上述の如く傾斜部５２Ｂの傾斜角度θを設定することにより、この固定座５２ｅが太陽光線を遮断することはなくなる。つまり、図８に示す矢印のように軒側フレーム材５２の上端縁付近を通過した太陽光線は、傾斜部５２Ｂ近傍を通過して太陽電池モジュール２の受光面に達することになる。
【００４９】
具体的には、５寸勾配の屋根面（傾斜角度２７度）に設置された場合、傾斜部５２Ｂの傾斜角度θは５３°以下に設定されている。言い換えると、傾斜部５２Ｂの傾斜角度θは、固定座（延在部）５２ｅの上部先端点（図８中の点Ａ）と軒側フレーム材（枠体軒側縁）５２の上部軒側点（図８中の点Ｂ）とを結ぶ直線Ｌと、枠体５の底面との間の角度θに一致するか若しくは小さく設定されている。
【００５０】
これにより、傾斜部５２Ｂの傾斜角度θと屋根面の傾斜角度φとの和が８０°以下になり、図８に矢印で示すように、固定座５２ｅが太陽光線を遮断することはなくなり、軒側に位置する太陽電池モジュール２の受光面上での軒側フレーム材５２の影は図中寸法Ｔ（例えば４ｍｍ）のみとなる。また、固定座５２ｅの長さ寸法（屋根の流れ方向の寸法）は２４ｍｍであり、高さ寸法は１１．５ｍｍに設定されている。これは固定座５２ｅの強度を十分に得るために必要な寸法である。尚、固定座５２ｅの各部の寸法はこれに限るものではない。
【００５１】
−太陽電池モジュール２の取り付け手順の説明−
次に、上述の如く構成された太陽電池モジュール２の取り付け手順について説明する。
【００５２】
図９に示すように、先ず、屋根の軒先部分に軒先固定金具６を固定する。この軒先固定金具６は、断面略Ｌ字型であって、太陽電池モジュール２における軒側フレーム材５２の固定座５２ｅが載置される本体部６１と、この本体部６１の下端から屋根面に沿って延びるリブ６２とを備えている。また、この軒先固定金具６は、本体部６１の上面及びリブ６２にネジ孔がそれぞれ形成されており、上記リブ６２に形成されたネジ孔に木ネジ６３が挿入されることにより、屋根面（野地板など）に固定されている。
【００５３】
この軒先固定金具６の固定動作の後、太陽電池モジュール２，２，…の設置動作に移る。先ず、最も軒側に位置する太陽電池モジュール２における軒側フレーム材５２の固定座５２ｅを軒先固定金具６の本体部６１に載置する。この際、軒側フレーム材５２のネジ孔５２ｇと軒先固定金具６の本体部６１のネジ孔とを位置合わせし、その上方からネジ５６をねじ込むことにより、太陽電池モジュール２の軒側端縁を軒先固定金具６を介して屋根面に固定する。
【００５４】
次に、軒側から２番目に位置する太陽電池モジュール２における軒側フレーム材５２の固定座５２ｅを、上記固定した太陽電池モジュール２の棟側フレーム材５１に固定する。つまり、軒側フレーム材５２のネジ孔５２ｇと棟側フレーム材５１のネジ孔５１ａとを位置合わせし、その上方から図示しないネジをねじ込むことにより、軒側から２番目に位置する太陽電池モジュール２を、最も軒側に位置する太陽電池モジュール２上に固定する。尚、この際の重ね合わせ寸法は例えば２８ｍｍに設定されている。この重ね合わせ寸法はこれに限るものではない。
【００５５】
このようにして軒側から棟側に向かって順に太陽電池モジュール２，２，…を住宅の屋根部分に直接葺設していく。これにより、複数の太陽電池モジュール２，２，…の集合体である太陽電池アレイが完成する。
【００５６】
このようにして屋根面に設置された複数の太陽電池モジュール２，２，…で成る太陽電池システムに太陽光線が照射されることにより、発電が行われる。
【００５７】
そして、太陽光線の照射時には、上述した如く、傾斜部５２Ｂの傾斜角度θが、屋根面の傾斜角度φとの和を８０°以下にするように設定されているため、固定座５２ｅが太陽光線を遮断することはなくなる。つまり、図８に示す矢印のように軒側フレーム材５２の上端縁付近を通過した太陽光線は、傾斜部５２Ｂ近傍を通過して太陽電池モジュール２の受光面に達し、発電に寄与することになる。
【００５８】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本形態では、軒側フレーム材５２に延在部としての固定座５２ｅを設け、これを軒側に隣接する他の太陽電池モジュール２への重ね合わせ部として利用している。そして、この固定座５２ｅに傾斜部５２Ｂを形成して、固定座５２ｅが太陽光線を遮断することを回避している。このため、太陽電池モジュール２の受光面における、棟側の太陽電池モジュール２の影を大幅に縮小でき、全ての太陽電池セル４１ａ，４１ａ，…において効果的に太陽光が照射されて発電が行われる。図８の仮想線は、従来の軒側フレーム材を示しており、この場合、軒側に位置する太陽電池モジュール２の受光面上での影は図中寸法Ｔ’と大きなものであった。このように、本形態では、太陽の迎角度に拘わりなく、全ての太陽電池セル４１ａ，４１ａ，…において効果的に発電が行われることになる。このため、システム全体としての高い出力を得ることができる。
【００５９】
−変形例−
次に、本発明の２タイプの変形例について説明する。
【００６０】
＜第１変形例＞
先ず、第１変形例について図１０を用いて説明する。本例に係る固定座５２ｅは傾斜部を備えていない。このため、軒側フレーム材５２の固定座５２ｅの上部先端点（図中点Ａ）と固定座５２ｅの上部軒側点（図中点Ｂ）とを結ぶ直線（図中直線Ｌ）と、第１水平部５２Ａ（軒側フレーム材５２の上部辺に平行）との間の角度θが、その角度θと屋根面の傾斜角度φとの和が８０度以下となるように設定されている。具体的には、本例においても、太陽エネルギモジュールは５寸勾配の屋根面に設置され、上記角度θは５３度以下に設定される。
【００６１】
この構成においても、固定座５２ｅが太陽光線を遮断することを回避できる（図１０中の矢印参照）。このため、太陽電池モジュール２の受光面における、棟側の太陽電池モジュール２の影を大幅に縮小でき（図中寸法Ｔ）、全ての太陽電池セル４１ａ，４１ａ，…において効果的に太陽光が照射されて発電が行われ、システム全体としての高い出力を得ることができる。
【００６２】
尚、本例の場合、固定座５２ｅの強度を十分に確保するべく、その高さ寸法を大きくしていくと、その分、影の長さも長くなってしまうことになる。このため、本例では、固定座５２ｅの高さ寸法は必要最小限度に止めておくことが好ましい。一方、上述した傾斜部５２Ｂを備えた固定座５２ｅにあっては、固定座５２ｅの高さ寸法を大きくしても、傾斜部５２Ｂの面積をそれに合わせて大きくしていけば（図８の矢印に沿わせて傾斜部５２Ｂを形成すれば）影の長さが長くなることは回避できる。
【００６３】
＜第２変形例＞
次に、第２変形例について図１１を用いて説明する。本例に係る固定座５２ｅは、第１水平部５２Ａ及び垂下部５２Ｃを備えておらず、軒側の面全体が傾斜部５２Ｂで形成されている。この場合にも、傾斜部５２Ｂの傾斜角度θは、屋根面の傾斜角度φとの和が８０°以下になるように設定されている。具体的には、本例においても、太陽エネルギモジュールは５寸勾配の屋根面に設置され、上記角度θは５３度以下に設定される。これにより、図１１に矢印で示すように、固定座５２ｅが太陽光線を遮断することはなくなる。
【００６４】
このため、本構成においても、太陽電池モジュール２の受光面における、棟側の太陽電池モジュール２の影を大幅に縮小でき（図１１に示す形状にあっては影が無くなる）、全ての太陽電池セル４１ａ，４１ａ，…において効果的に太陽光が照射されて発電が行われ、システム全体としての高い出力を得ることができる。
【００６５】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、太陽エネルギモジュールとして太陽電池モジュール２，２，…を採用し、この太陽電池モジュール２，２，…を住宅の屋根部分に葺設した場合について説明した。本発明は、これに限らず、太陽エネルギモジュールとして太陽熱温水器モジュールを採用することも可能である。
【００６６】
また、本発明は、切妻タイプの屋根１を有する住宅に限らず、寄棟タイプの屋根を有する住宅等への適用も可能である。
【００６７】
また、上記実施形態では、北緯３５度、東経１３５度の位置で夏至の日の午前８時から午後４時までの間に日照が得られるように固定座５２ｅの形状を特定するものであった。本発明はこれに限らず、夏至の日の迎角が８０°以外の地域に対して適用することもでき、その場合には、迎角に応じて傾斜部５２Ｂの傾斜角度その他の角度θが設定されることになる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、太陽エネルギモジュール本体を支持する枠体の軒側縁に、高さ寸法が短く且つ軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールに重ね合わされる部位を備えさせている。つまり、枠体軒側縁の下端部分に、軒側に隣接する他の太陽エネルギモジュールの延長方向に沿って延び、且つこの他の太陽エネルギモジュールの棟側縁に重ね合わされる延在部を設けている。このため、他の太陽エネルギモジュールに対する枠体の重ね合わせ部分が太陽光線を遮断することを回避でき、軒側の太陽エネルギモジュールの受光面における影を大幅に縮小できて太陽エネルギモジュールの高出力化を図ることができる。
【００６９】
また、枠体軒側縁の断面における延在部の上部先端点と枠体軒側縁の上部軒側点とを結ぶ直線と、枠体軒側縁の上部辺との間の角度を、その角度と屋根面の傾斜角度との和が８０度以下となるように設定したり、５寸勾配の屋根面に設置する際に、この角度を５３度以下に設定することによって、年間を通して上記影が受光面上に位置することが殆ど無くなる。このため、年間を通して、高出力の太陽エネルギを得ることができる。
【００７０】
更に、延在部の底面に対する傾斜部の傾斜角度を、上記延在部の上部先端点と枠体軒側縁の上部軒側点とを結ぶ直線と、枠体の底面との間の角度に一致するか若しくは小さく設定した場合には、延在部が太陽光線を遮断してしまうことを確実に回避できる。しかも延在部の高さ寸法を大きく設定して、その強度を高めることも可能になる。つまり、延在部の強度の向上と太陽エネルギモジュールの高出力化とを両立することができる。
【００７２】
加えて、上述した太陽エネルギモジュールの複数個が一体的に組み付けて太陽エネルギシステムを構築した場合には、システムの高出力化を図ることができる。また、この太陽エネルギシステムを住宅の屋根面に備えさせた場合には、本システムによって、その住宅で消費する電力を十分に賄うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る太陽電池モジュールが葺設された住宅の屋根部分を示す斜視図である。
【図２】太陽電池モジュールの分解斜視図である。
【図３】太陽電池モジュール本体の側面図である。
【図４】太陽電池モジュールを示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ矢視図である。
【図５】図４におけるＶ部分の分解斜視図である。
【図６】図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】傾斜部の傾斜角度を説明するための図である。
【図９】太陽電池モジュールの取り付け手順を説明するための図である。
【図１０】第１変形例における図８相当図である。
【図１１】第２変形例における図８相当図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールの分解斜視図である。
【図１３】モジュール枠による太陽電池モジュールの支持状態を示す断面図である。
【図１４】従来例における図９相当図である。
【図１５】従来例における太陽電池モジュールの重ね合わせ部を示す図である。
【符号の説明】
１        屋根
２        太陽電池モジュール（太陽エネルギモジュール）
４        太陽電池モジュール本体（太陽エネルギモジュール本体）
５        枠体
５２ｅ    固定座（延在部）
５２Ｂ    傾斜部（傾斜面）
【図１】
0003548496.tif 000002
【図２】
0003548496.tif 000003
【図３】
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【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】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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