(57)【要約】  【課題】  屋根面において太陽電池モジュ−ルがずらして配置された場合にも太陽電池素子の傾斜方向の目地がずれない外観の良い太陽光発電アレイを提供する。  【解決手段】  傾斜屋根を備えた建物の前記屋根傾斜方向に複数の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを複数行にわたり配設し、さらにそれぞれの行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの少なくとも一方の横端部と他の行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの前記横端部と同じ側の横端部との間に横方向のずれを設けた太陽電池アレイであって、前記複数の太陽電池モジュール内に配置される複数の太陽電池素子の前記屋根傾斜方向の目地を揃えるべく、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれの取付幅を前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にするとともに、前記ずれを前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にしたことを特徴とする太陽電池アレイ。  【選択図】  図３
2006041205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜屋根を備えた建物の前記屋根傾斜方向に複数の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを複数行にわたり配設し、さらにそれぞれの行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの少なくとも一方の横端部と他の行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの前記横端部と同じ側の横端部との間に横方向のずれを設けた太陽電池アレイであって、前記複数の太陽電池モジュール内に配置される複数の太陽電池素子の前記屋根傾斜方向の目地を揃えるべく、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれの取付幅を前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にするとともに、前記ずれを前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にしたことを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項２】
前記太陽電池素子の幅を略Ｘとし、前記太陽電池モジュール内に配置され、隣接する太陽電池素子の間の間隔を略Ｙとしたとき、前記太陽電池モジュ−ルの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離が略０.５Ｘ＋Ｙになるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記太陽電池モジュ−ル内に色の異なる太陽電池素子を横方向に交互に配置し、かつ前記太陽電池モジュ−ル内の横方向の太陽電池素子数を奇数にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台形状、三角形状もしくは平行四辺形状を成す傾斜屋根に太陽光で発電する矩形状の太陽電池モジュ−ルを設置した太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュール内の太陽電池素子の屋根傾斜方向の目地を揃えた太陽電池アレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来の太陽電池モジュールを寄棟屋根に複数設置したときの外観を示す配置図、図１３の（ａ）、（ｂ）は従来の太陽電池モジュールの実施の形態を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【０００３】
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の太陽電池モジュ−ルJは、受光面にガラスや樹脂等の光透過板１０２が設けられ、この光透過板１０２に多数の太陽電池素子１０５がＥＶＡ樹脂（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）等からなる封止材１０３によってラミネ−トされ、その裏面である非受光面にはテフロン（登録商標）フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレ−ト）などの耐候性フィルム１０４が貼着されたものであり、太陽電池素子１０５としては、例えばシリコン系半導体やガリウムヒ素等から成る化合物半導体などの単結晶、多結晶や非晶質の材料が用いられ、互いに直列及び／または並列に電気的に接続されて、太陽電池モジュ−ルＪの裏面、すなわち耐候性フィルム１０４の上にはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス１０６を接着し、太陽電池モジュ−ルＪの出力電力を取り出すターミナルに接続された送電線により出力が取り出される。また、太陽電池モジュールはガラスや樹脂等の光透過板１０２だけでは自重や加重等の外力によるたわみや曲がりに対して十分な強度を得られない。そこで太陽電池モジュールの外周には光透過板１０２や太陽電池素子１０５の保護や強度向上のために周囲に枠体１０１が取り付けられている。枠体には鉄やステンレス、アルミニウムのような金属の折り曲げ材や押し出し成形、ＦＲＰなどの樹脂成型品が用いられる。枠体１０１同士の組付けは直接ネジやリベットで結合されるものや、連結プレートのような補助部材を介して固定されたり、ガラスや樹脂等の光透過板１０２に接着することで行われる。また、一体成型された枠に光透過板１０２をはめ込む構造のものもある。一般に枠体１０１は太陽電池モジュールの強度向上の目的以外にも太陽電池モジュールＪ自身の設置用固定部の役割もあり、その下部に貫通穴やネジ穴が設けられて桟にネジやボルトで固定したり、枠体を金具で挟持固定するなどして桟に強固に固定される。
【０００４】
前述のような太陽電池モジュールを屋根上に複数載置して太陽光発電アレイとしていくのである。太陽電池モジュ−ルは矩形もしくは正方形状であるが、設置される屋根の形状は屋根面が矩形もしくは正方形状である切妻屋根であるとは限らず、台形状の寄棟屋根や平行四辺形状の片寄棟屋根などがあり、屋根の斜辺を超えないようにしつつ、太陽電池モジュールを最大枚数配置するようにしている。その一例としては台形状の寄棟屋根に矩形もしくは正方形状の太陽電池モジュールを載置する場合、図１２のように軒先側が太陽電池モジュールの設置枚数が一番多く、棟側に上がるにつれて設置枚数を減らして、太陽光発電アレイの概観が三角形もしくは台形状に配置することにより太陽電池モジュールの載置可能枚数を多く取れるようにする方法が用いられている。ただ、このとき太陽電池モジュ−ルは、上段の太陽電池モジュールＪ１と下段の太陽電池モジュ−ルＪ２やＪ３の端部を合わせずに左右方向の位置をずらして設置すると、太陽電池素子１０５の屋根傾斜方向の列が揃わず左右にずれるため、太陽電池素子の目地が揃わず、概観上好ましくない。
【０００５】
これを解決する方法として、太陽電池モジュ−ルの両端部に三角形や台形のモジュールを配置して、寄棟屋根に合わせる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような上段と下段の太陽電池モジュ−ルにおいて太陽電池素子の目地をあわせることができる利点がある一方で、寄棟屋根の隅棟の傾斜に合わせた角度をもった三角形モジュ−ルを別途に設定する必要があった。また、三角形モジュ−ルの傾斜に合わせた形で隅棟部分以外に置く矩形もしくは正方形状モジュ−ルのサイズを三角形モジュ−ルの配置を合わせることの出来る長さにあわせて決定する必要がある。
【０００７】
また、三角形モジュ−ルの角度は決まっているために、その角度と異なる傾斜の隅棟をもつ寄棟屋根へ設置した場合は、三角形モジュ−ルの傾斜辺の角度と屋根の隅棟の傾斜角度が大きくずれるといった問題がある。
【０００８】
さらに、屋根が単純な寄棟形状ではなく、異形状の場合は三角形モジュ−ル以外に平行四辺形モジュールなどを用いなければ対応できず、多種の太陽電池モジュールが必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は上述の諸事情に鑑みてなされたものであり、その目的は簡単な構成で太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュール内の太陽電池素子の屋根傾斜方向の目地を揃えることができる太陽電池アレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池アレイは、傾斜屋根を備えた建物の前記屋根傾斜方向に複数の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを複数行にわたり配設し、さらにそれぞれの行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの少なくとも一方の横端部と他の行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの前記横端部と同じ側の横端部との間に横方向のずれを設けた太陽電池アレイであって、前記複数の太陽電池モジュール内に配置される複数の太陽電池素子の前記屋根傾斜方向の目地を揃えるべく、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれの取付幅を前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にするとともに、前記ずれを前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の太陽電池アレイは、前記太陽電池素子の幅を略Ｘとし、前記太陽電池モジュール内に配置され、隣接する太陽電池素子の間の間隔を略Ｙとしたとき、前記太陽電池モジュ−ルの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離が略０.５Ｘ＋Ｙになるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の他の太陽電池アレイは、前記太陽電池モジュ−ル内に色の異なる太陽電池素子を横方向に交互に配置し、かつ前記太陽電池モジュ−ル内の横方向の太陽電池素子数を奇数にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池アレイによれば、傾斜屋根を備えた建物の前記屋根傾斜方向に複数の矩形状もしくは正方形状の太陽電池モジュールを複数行にわたり配設し、さらにそれぞれの行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの少なくとも一方の横端部と他の行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの前記横端部と同じ側の横端部との間に横方向のずれを設けた太陽電池アレイであって、前記複数の太陽電池モジュール内に配置される複数の太陽電池素子の前記屋根傾斜方向の目地を揃えるべく、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれの取付幅を前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にするとともに、前記ずれを前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にしたことにより、傾斜屋根に複数行にわたって配設される太陽電池モジュ−ルを横方向にずらして配置しても太陽電池素子の傾斜方向の目地を左右のずれなくそろえることが出来る。
【００１４】
また、本発明の他の太陽電池アレイによれば、前記太陽電池素子の幅を略Ｘとし、前記太陽電池モジュール内に配置され、隣接する太陽電池素子の間の間隔を略Ｙとしたとき、前記太陽電池モジュ−ルの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離が略０.５Ｘ＋Ｙになるようにしたことにより、前記太陽電池モジュール内に配置される太陽電池素子を中央対称にすることが出来る。
【００１５】
さらに、本発明の他の太陽電池アレイによれば、前記太陽電池モジュ−ル内に色の異なる太陽電池素子を横方向に交互に配置し、かつ前記太陽電池モジュ−ル内の横方向の太陽電池素子数を奇数にしたことにより、前記太陽電池アレイの美観性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る太陽光発電アレイにおいて、太陽電池素子の屋根傾斜方向の目地が上段と下段の太陽電池モジュ−ルで合わされている様子を模式的に示した配置図、図４は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池モジュ−ルの取付幅、太陽電池モジュールの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離Ｓの位置を模式的に説明する平面図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の太陽電池アレイにおいて、複数の太陽電池モジュールを複数行にわたり配設し、さらに前記複数の太陽電池モジュールを見栄えよく配置するためにそれぞれの行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの少なくとも一方の横端部と他の行に配設される１つもしくは複数の太陽電池モジュールの前記横端部と同じ側の横端部との間に横方向のずれを設けた太陽電池アレイにおいて、複数の太陽電池モジュールのそれぞれの取付幅を太陽電池素子の取付幅の略整数倍にするとともに、前記ずれを前記太陽電池素子の取付幅の略整数倍にしたとき、屋根傾斜方向の太陽電池素子の位置を縦にそろえることができるようになる。
【００１９】
なお、ここで太陽電池素子の配置は配置法則との対比を明確にするため例として全体に右に寄せたものとしているが、左右対称とすることも可能である。
【００２０】
以下に、太陽電池モジュールを屋根上に載置したときに太陽電池素子の目地をそろえることが可能な太陽電池モジュールおよび太陽電池素子の配置の方法を順を追って説明する。
【００２１】
まず、図４に示すように太陽電池モジュ−ルの屋根上への取付幅を決定する。ここで太陽電池モジュ−ルの取付幅とは、太陽電池モジュ−ル同士の間隔を含む横の長さであり、太陽電池モジュール本体の横方向の長さと隣接する太陽電池モジュールとの間隔を足したもの（両端にあるので１／２にはしない）である。太陽電池モジュ−ルの取付幅に太陽電池モジュ−ルの間隔を含まなければならない理由は、太陽電池モジュ−ルの間隔を考慮せずに太陽電池モジュ−ル幅のみからセル位置を算出した場合は、太陽電池モジュ−ルを設置していくに従ってズレが累積されて太陽電池素子の目地が揃わなくなるからである。
【００２２】
図５は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、複数の太陽電池モジュ−ルがある場合の、太陽電池モジュ−ルの取付幅のとりうる幅を模式的に説明する図である。
【００２３】
図５に示すように、太陽電池モジュールの取付幅は太陽電池素子の取付幅αの略整数倍である。（ａ）は太陽電池モジュールの取付幅が太陽電池素子の取付幅αの略８倍にしたものであり、（ｂ）は太陽電池モジュールの取付幅が太陽電池素子の取付幅αの略６倍にした例である。
【００２４】
図３は本発明に係る太陽電池モジュ−ルにおいて、太陽電池素子の幅Ｘ、太陽電池素子の間の間隔Ｙ、太陽電池素子の取付幅αを模式的に示した説明する平面図である。
【００２５】
図３に示すように、太陽電池素子の幅をＸとし、太陽電池素子の間の間隔をＹとし、太陽電池モジュ−ル中の太陽電池素子１枚の占める領域である太陽電池素子の取付幅αを定める。ここでαは太陽電池素子の幅Ｘに太陽電池素子左右の太陽電素子間の間隔０.５Ｙを和したものであり、
α＝Ｘ＋０.５Ｙ＋０.５Ｙ＝Ｘ＋Ｙ
となる。
【００２６】
次に目地あわせのための、最も基本的な考え方を示す。
【００２７】
図７は本発明に係る取付幅が８αと６αの太陽電池モジュ−ルを太陽電池素子の取付幅αで区切ったものを組み合わせた実施例を示した図、図６は本発明に係る太陽電池モジュ−ルにおいて、太陽電池素子の取付幅αを模式的に説明する図、図２は本発明に係る太陽光発電アレイにおいて、太陽電池素子が太陽電池モジュ−ルの中央に対称に配置され、太陽電池素子の傾斜方向の目地が上下の太陽電池モジュ−ルで合わされている様子を模式的に示した配置図である。
【００２８】
図７は取付幅が８αと６αの太陽電池モジュ−ルを太陽電池素子の取付幅αで区切ったものを組み合わせた例を示す。なお、上段の太陽電池モジュールは下段の太陽電池モジュ−ルとは、左端において２αだけはみ出すようになっている。
【００２９】
本発明の目地あわせの原理は太陽電池モジュ−ルの枠体１１がくる部分では、左右の合計で太陽電池素子の取付幅αの距離を太陽電池素子を配置しないものとすることである（図７の拡大部分参照）。さらに上段もしくは下段の太陽電池モジュ−ルをずらして配置してもαで区切られた線がずれないようにすることである。
【００３０】
以上のようにすることで図１に示すような、太陽電池モジュ−ルをずらして配置しても太陽電池素子の屋根傾斜方向の目地をそろえて配置する太陽電池モジュールおよびその配置方法とすることができる。
【００３１】
ただし、上述した方法では太陽電池素子の配置は必ずしも太陽電池モジュールの中点を基準とした左右対象なものとは限らない。そこで図３に示すような、中央対称とする太陽電池モジュールとする場合の太陽電池モジュールの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離Ｓを求める。
【００３２】
Ｓは、図３に示すように０.５αに太陽電池素子間隔０.５Ｙを和したものであり、αは図６に示すように太陽電池素子１枚の占める領域であるから、
Ｓ＝０.５α＋０.５Ｙ＝０.５Ｘ＋Ｙ
となり、この太陽電池モジュールの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離Ｓを用いることで太陽電池素子の配置を太陽電池モジュ−ルの中央対称にかつ、横方向の太陽電池モジュ−ルと太陽電池モジュ−ルの突合せ部分において太陽電池素子がない部分が太陽電池素子１枚分となるようにできる。その様子を図２に示す。
【００３３】
図８は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽光発電アレイが縦縞模様になる様子を模式的に示した配置図、図９は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイが横縞模様になる様子を模式的に示した配置図、図１０は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池の色調を傾斜方向と、横方向共に明暗交互に配置する法則をもちいてチェック柄とした事例を示した配置図、図１１は本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池素子の配置が縦横方向共に揃った状態をドットマトリックスに見立てて、任意の位置の色調を変えることで文字を描いた様子を模式的に示した配置図である。
【００３４】
図８に示すように、この太陽電池素子の配列がそろうことを利用し、１枚の太陽電池モジュ−ルに配置される太陽電池素子の横方向の枚数を奇数として交互に色を変えることで太陽光発電アレイ全体を交互に色合いの違う外観として美観性を高めることができる。なお、ここで奇数としたのは横方向の太陽電池モジュ−ルの合せ部分が太陽電池素子１枚分の幅を占めるため、上下の太陽電池モジュ−ルで見たときに傾斜方向に明・暗・明・暗の色調の変化をそろえるためであり、図９に示すように、一枚の太陽電池モジュ−ルの屋根傾斜方向に配置される太陽電池素子数を偶数として、横方向の色調をそろえてもよい。
【００３５】
また、上記色合いの違う太陽電池素子の配置を組み合わせることで図１０に示すようなチェック柄とすることも可能である。
【００３６】
さらには図１１に示すように、太陽電池素子の配置法則を利用しては縦横ともに目地を揃えることにより太陽電池素子をドットマトリックスに見立てることができるようになるので、色の異なる太陽電池素子を配置し、任意の文字や絵を描かせることも容易になる。
【００３７】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る太陽光発電アレイにおいて、太陽電池素子の屋根傾斜方向の目地が上段と下段の太陽電池モジュ−ルで合わされている様子を模式的に示した配置図である。
【図２】本発明に係る太陽光発電アレイにおいて、太陽電池素子が太陽電池モジュ−ルの中央に対称に配置され、太陽電池素子の傾斜方向の目地が上下の太陽電池モジュ−ルで合わされている様子を模式的に示した配置図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュ−ルにおいて、太陽電池素子の幅Ｘ、太陽電池素子の間隔Ｙ、太陽電池素子の取付幅αを模式的に示した説明する平面図である。
【図４】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池モジュ−ルの取付幅、太陽電池モジュールの取付幅の端部と前記太陽電池モジュール内に配置され、前記端部に一番近い太陽電池素子の端部との距離Ｓの位置を模式的に説明する平面図である。
【図５】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、複数の太陽電池モジュ−ルがある場合の、太陽電池モジュ−ルの取付幅のとりうる幅を模式的に説明する図である。
【図６】本発明に係る太陽電池モジュ−ルにおいて、太陽電池素子の取付幅αを模式的に説明する図である。
【図７】本発明に係る取付幅が８αと６αの太陽電池モジュ−ルを太陽電池素子の取付幅αで区切ったものを組み合わせた実施例を示した図である。
【図８】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽光発電アレイが縦縞模様になる様子を模式的に示した配置図である。
【図９】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池アレイが横縞模様になる様子を模式的に示した配置図である。
【図１０】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池の色調を傾斜方向と、横方向共に明暗交互に配置する法則をもちいてチェック柄とした事例を示した配置図である。
【図１１】本発明に係る太陽電池アレイにおいて、太陽電池素子の配置が縦横方向共に揃った状態をドットマトリックスに見立てて、任意の位置の色調を変えることで文字を描いた様子を模式的に示した配置図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールを寄棟屋根に複数設置したときの外観を示す配置図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は従来の太陽電池モジュールの実施の形態を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
５：太陽電池素子
１１：枠体
１０１：枠体
１０２：光透過板
１０３：封止材
１０４：耐候性フィルム
１０５：太陽電池素子
１０６：ジャンクションボックス
J、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｆ１、Ｆ２：太陽電池モジュール
Ｘ：太陽電池素子の幅
Ｙ：太陽電池素子の間の間隔
α：太陽電池素子の取付幅
Ｓ：太陽電池モジュールの取付幅の端部とこの端部に一番近い前記太陽電池モジュール内に配置される太陽電池素子の端部との距離
【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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【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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