(57)【要約】【課題】壁体に着脱可能でありながら、強風時でもソーラーパネルが煽られ難く、かつ上階からの落下物がソーラーパネルに衝突した場合でもパネルの損傷領域を低減可能な太陽光発電装置を提供する。【解決手段】装置架台を、壁体の外面に沿って配置される垂直ベース板と、垂直ベース板を壁体の上部に掛止するベース板掛止具とを有するものとした。またソーラーパネルを、垂直ベース板の外面に上下方向へ所定間隔をあけて多段配置され、先端へ向かうほど徐々に下方へ傾斜した多数枚の分割ソーラーパネルから構成した。その結果、強風時でもソーラーパネルが煽られ難く、かつ上階からの落下物がソーラーパネルに衝突した場合でもパネルの損傷領域を低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が解放された壁体に掛止される装置架台と、該装置架台に設けられたソーラーパネルとを備えた太陽光発電装置において、
前記装置架台は、前記壁体の外面に沿って配置される垂直ベース板と、該垂直ベース板を前記壁体の上部に掛止するベース板掛止具とを有し、
前記ソーラーパネルは、前記垂直ベース板の外面に上下方向へ所定間隔をあけて多段配置され、先端へ向かうほど徐々に下方へ傾斜した多数枚の分割ソーラーパネルからなる太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電装置、詳しくは例えばマンション（集合住宅）のベランダの腰壁や柵、窓の外壁など、上部（上方）が解放されている壁体に着脱可能な太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンションのベランダの腰壁や柵など、上部が解放された壁体に着脱自在に設置可能な太陽光発電装置として、例えば、特許文献１のものが知られている。これは、壁体の上部を支持部材間隔調整手段によりその挟持間隔を調整しながら、外部支持部材と内部支持部材とを用いてベランダの内外方向から挟持するとともに、壁体より外方に配置され、かつ裏面基材の表面に太陽電池セルが展張されるとともに、外周部に太陽電池支持フレームが周設されたソーラーパネルを、支持部材間隔調整手段が有する支持部材間隔調整プレートに傾斜状態で取り付けたものである。特許文献１の太陽光発電装置では、ソーラーパネルとして、太陽電池セルがより多くの太陽光を受けてより大きい電力が得られるように、大判な１枚パネルのものが採用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２８５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようにベランダの壁に着脱される太陽光発電装置は、固定式のものに比べて支持強度が低い。そのため、特許文献１のような大判の１枚パネルのソーラーパネルを用いた場合には、強風時にソーラーパネルが煽られ易く、ソーラーパネルに変形や破損が発生したり、壁体から太陽光発電装置が外れて飛ばされるおそれがあった。
また、マンションのベランダの壁体に対して、ソーラーパネルを壁体の外へ突出させて設置した場合、常に、上階からの落下物がソーラーパネルに衝突する危険性がある。特に、特許文献１のように、ソーラーパネルとして大判な１枚パネル方式のものを採用したときには、落下物がソーラーパネルに衝突する確率も高まる。しかも、大判な１枚パネルのものでは、仮に落下物が衝突したとき、ソーラーパネルの一部の変形や破損がソーラーパネルの全域へ伝搬し易く、パネルの損傷の程度が増大する傾向にあった。
【０００５】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、１枚の大判のソーラーパネルを、短冊状でかつ先端へ向かうほど徐々に下方へ傾斜した多数枚の分割ソーラーパネルとし、これらを多段に配置すれば、同一表面積のソーラーパネルで対比した場合、特許文献１のものに比べて、壁体からソーラーパネルの先端までの突出幅が短くなり、強風時でもソーラーパネルが煽られ難くなることを知見し、この発明を完成させた。
また、発明者は鋭意研究の結果、上階からの落下物がソーラーパネルに衝突した場合でも、このようにソーラーパネルを多段方式としたので、落下物が最上段の分割ソーラーパネルに当たって外方へ跳ね返り易い。その結果、最上段のパネルのみが損傷するに止まる可能性が高いことを知見し、この発明を完成させた。
【０００６】
この発明は、引っ越しなどの住居地の変更等により、上部が解放された壁体に着脱可能で、強風時でもソーラーパネルが煽られ難く、かつ上階からの落下物がソーラーパネルに衝突した場合でもパネルの損傷領域を低減することができる太陽光発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上部が解放された壁体に掛止される装置架台と、該装置架台に設けられたソーラーパネルとを備えた太陽光発電装置において、前記装置架台は、前記壁体の外面に沿って配置される垂直ベース板と、該垂直ベース板を前記壁体の上部に掛止するベース板掛止具とを有し、前記ソーラーパネルは、前記垂直ベース板の外面に上下方向へ所定間隔をあけて多段配置され、先端へ向かうほど徐々に下方へ傾斜した多数枚の分割ソーラーパネルからなる太陽光発電装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ソーラーパネルを大判の１枚パネルではなく、多数枚の分割ソーラーパネルとし、各分割ソーラーパネルを垂直ベース板の外面に互いに所定間隔をあけて上下方向へ多段配置した。これにより、ベース板掛止具を壁体の上部に掛止し、多数枚の分割ソーラーパネル付きの垂直ベース板を壁体の外面に沿って垂直に配置すれば、同一表面積のソーラーパネルで対比した場合、垂直ベース板の外面からソーラーパネルの先端までの突出幅が従来装置の場合より短くなり、強風時でもソーラーパネルが煽られ難い。その結果、上部が解放された壁体に着脱可能な太陽光発電装置において、この煽りを原因としたソーラーパネルの変形や破損が発生し難く、壁体から太陽光発電装置が外れて飛ばされるおそれが減少する。
また、太陽光発電装置を例えばマンションのベランダの壁体に掛止した際、仮に上階からの落下物がソーラーパネルに衝突したとしても、ソーラーパネルが多段式であるため、落下物は最上段の傾斜した分割ソーラーパネルに当たって外方へ跳ね返り易い。その結果、全ての分割ソーラーパネルのうち、損傷するのは最上段のパネルのみに止まる可能性が高く、損傷を最小限に抑えることができる。
【０００９】
「上部が解放された壁体」とは、上端面より上方に障害物が存在しない壁体であり、例えばマンション（集合住宅）の各階に設けられたベランダの腰壁や柵、マンションの庇や軒を有さないバルコニー、１階部分に設けられたテラス、ポーチ、ウッドデッキなどを採用することができる。
太陽光発電装置とは、平板形状の裏面基材の表面に、薄板形状の太陽電池セルが展張されたソーラーパネルを、装置架台に取り付けたものである。
太陽電池セルとしては、例えば単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、アモルファスシリコンと単結晶シリコンとを積層したＨＩＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｒｉｓｉｃ  Ｔｈｉｎ−ｌａｙｅｒ）太陽電池、銅とインジウムとガリウムとセレンとの化合物を使用するＣＩＧＳ系薄膜太陽電池、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）太陽電池、色素増感型太陽電池、有機薄膜太陽電池などを採用することができる。その他、複数のｐｎ接合を有した多接合太陽電池などを採用することができる。
【００１０】
一般的なソーラーパネルは、太陽電池セルと裏面基材との間に充填剤が充填されている。また、ソーラーパネルは、矩形状の太陽電池支持フレームによってその外周部が支持（補強）されている。裏面基材の素材としては、例えば透明な強化ガラス、アルミニウム合金などを採用することができる。裏面基材は、例えば、その先部（裏面基材の長辺方向の全域または一部）と、その元部（裏面基材の長辺方向の全域または一部）との素材を異ならせ、分割ソーラーパネルにおいて、各太陽電池セルの外周に露出した裏面基材（例えばアルミニウム合金製）に太陽光を反射させる機能を与えたり、この太陽電池セルの外周に露出した裏面基材（例えば強化ガラス製）に、太陽光を透過させる機能を与えて、下段の分割ソーラーパネルへの太陽光の受光量を増加させるなどの各種の機能性を付与してもよい。なお、一般的なソーラーパネルでは、パネル全域にわたって、裏面基材の外周縁と太陽電池セル（群）との間に５〜２０ｍｍの隙間が形成されている。
【００１１】
装置架台は、垂直ベース板とベース板掛止具とを有し、ソーラーパネルを壁体に掛止可能なものであれば、その構造は任意である。
垂直ベース板とは、壁体の外面に沿って配置される板材である。垂直ベース板の素材としては、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム合金といった各種の金属を採用することができる。ここでいう「壁体の外面に沿って配置される」とは、垂直ベース板が、その裏面（内面）を壁体の外面に接触させた状態、または、非接触状態でも垂直ベース板の裏面全域にわたって一定間隔を保持した状態であることをいう。
【００１２】
ベース板掛止具は、垂直ベース板を壁体の上部に掛止可能（着脱可能）な構造であれば任意である。例えば、フック形状の板材（例えば、垂直ベース板の上端に一端が連結され、かつ壁体の厚さと略同じ長さの水平板と、水平板の他端に連結され、かつ垂直ベース板の長さより短くて水平ベース板と平行な裏当て板とからなるもの）、クランパ（把持構造体）例えば、垂直ベース板の上端に一端が連結され、かつ壁体の厚さより若干長い水平板と、水平板の他端に設けられ、内蔵されるバネ材のばね力により、把持部材を壁体の上部に押し当てて、垂直ベース板と把持部材とにより壁体の上部を内外方向から挟持するもの）、壁体の上部に設けられた手摺などに掛止される吊り輪形状の部材などを採用することができる。ベース板掛止具は１種類の掛止具のみでなく、２種類以上の複合的な掛止具でもよい。具体的には、フック形状のものとクランパ形状のものの両方を備えたものでもよい。
【００１３】
また、垂直ベース板を壁体の外面に垂直に掛止する別のベース板掛止具として、例えば、壁体の外面の下部に突設され、垂直ベース板の下部を掛止する別の掛止部材（例えばフック形状の部材）を採用してもよい。
ここでいう「壁体の上部」とは、例えば壁体が手摺付きのものの場合、手摺のみまたは手摺を含む壁体の上側の部分をいう。手摺がない壁体の場合は、腰壁の解放された上側の部分のみをいう。
【００１４】
分割ソーラーパネルとは、短冊形状の細長い前記裏面基材の表面に、複数枚の前記太陽電池セルを１列または数例敷設したものである。分割ソーラーパネルの使用枚数は２枚以上であれば任意である。分割ソーラーパネルの傾斜角度は、取り付けられる垂直ベース板の外面に直交する水平面を基準として、３０°〜６０°である。３０°未満では発電効率が低下する。また、６０°を超えれば、日中、分割ソーラーパネルの陰が大きくなり、直下の分割ソーラーパネルの発電効率が低下する。分割ソーラーパネルの好ましい傾斜角度は、水平面に対して３０°〜４０°である。この範囲であれば、太陽光に対して直交に近い状態で受光可能な時間が長くなり、１日の発電効率を最も高めることができる。
垂直ベース板の外面からソーラーパネルの先端までの突出幅としては、例えば、９０〜２５０ｍｍである。９０ｍｍ未満では、十分な電力が得られない。また、２５０ｍｍを超えれば、設置スペースが拡大し、発電効率が低下する。垂直ベース板の外面からソーラーパネルの先端までの好ましい突出幅は、２００〜２２０ｍｍである。この範囲であれば、設置スペースを縮小し、発電効率を高めることができる。
【００１５】
分割ソーラーパネルの上段と下段との間隔は、全て一定でも個別に異なってもよい。間隔が一定の場合の分割ソーラーパネルのピッチとしては、前記突出幅が９０〜２５０ｍｍの場合で、４００〜６００ｍｍである。４００ｍｍ未満では、直上の分割ソーラーパネルが邪魔になって太陽光の受光量が低下し、発電効率が低くなる。また、６００ｍｍを超えれば、設置スペースが大きくなりすぎて、分割ソーラーパネルの設置数が減少し、発電効率が低下する。分割ソーラーパネルの好ましいピッチは、５００〜６００ｍｍである。この範囲であれば、太陽光を効率良く受光することができる。分割ソーラーパネルの形成数（使用数）は、２つまたは３つ以上であれば任意である。
なお、垂直ベース板の外面のうち、隣接する上下段の分割ソーラーパネルの間の領域に、分割ソーラーパネルと同一部材からなる直立型分割ソーラーパネルをそれぞれ展張してもよい。これにより、下段の分割ソーラーパネルの上面からの反射光を受光し、太陽光発電装置の全体における発電量を高めることができる。
【００１６】
垂直ベース板の上端には、上階からの落下物が分割ソーラーパネルに衝突するのを防止する落下物避け用の庇を設けた方が好ましい。庇の垂直ベース板の外面からの突出幅は、分割ソーラーパネルの突出幅と同じか、それより大きい。庇の傾斜角度は任意であるものの、垂直ベース板の外面に直交する水平面を基準にして４０°〜６０°が好ましい。この範囲であれば、庇に衝突してバウンドした落下物が例えばマンションのベランダ内へゆっくりと落ち易い。これにより、庇に衝突した落下物が、勢いよくベランダ内へ飛び込んで周辺物を壊したり、例えばマンションの下階方向へ落下物がこぼれ、マンション沿いの道を移動する歩行者や車両などに衝突する事故を未然に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、ソーラーパネルを大判の１枚パネルではなく、複数枚の分割ソーラーパネルとし、各分割ソーラーパネルを垂直ベース板の外面に互いに所定間隔をあけて上下方向へ多段配置するように構成したので、同一表面積のソーラーパネルで対比した場合、従来の大判の１枚パネルのものに比べて、壁体からソーラーパネルの先端までの突出幅が短くなり、強風時でもソーラーパネルが煽られ難い。その結果、この風による煽りを原因としたソーラーパネルの変形や破損が発生し難く、壁体から太陽光発電装置が外れて飛ばされるおそれが減少する。
また、太陽光発電装置をマンションのベランダの壁体に掛止した際、仮に上階からの落下物がソーラーパネルに衝突しても、ソーラーパネルが多段方式で、かつ分割ソーラーパネルが先端へ向かって徐々に下方傾斜しているため、落下物は最上段のパネルに当たって外方へ跳ね返り易い。その結果、全ての分割ソーラーパネルのうち、損傷するのは最上段のパネルのみに止まる可能性が高く、損傷を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施例１に係る太陽光発電装置の使用状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、マンションのベランダの腰壁に掛止される太陽光発電装置を例とする。
【実施例】
【００２０】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係る太陽光発電装置で、この太陽光発電装置１０は、上部が解放された南側のベランダの腰壁（壁体）１１の一部に、上方から被せるように掛止される装置架台１２と、装置架台１２に設けられたソーラーパネル１３とを備えたものである。
以下、これらの構成体を詳細に説明する。
装置架台１２は、腰壁１１の外面に沿って配置された垂直ベース板１４と、垂直ベース板１４の上辺部に同一素材で一体的に連結され、かつ腰壁１１の上部に垂直ベース板１４を掛止する逆Ｌ字形状の掛止板部材（ベース板掛止具）１５とを有している。垂直ベース板１４の下端部には、外方へ直角に屈曲した屈曲部１４ａが形成されている。屈曲部１４ａの屈曲幅（外方への突出長さ）は、後述する分割ソーラーパネル１６の垂直ベース板１４の外面からの突出幅と同じである。この屈曲部１４ａは、太陽光発電装置１０の腰壁掛止時において、腰壁１１の下端部の外面に、腰壁１１の長さ方向へ所定ピッチで植設された３本の短尺な支持棒１７の上に載置される。
【００２１】
垂直ベース板１４は、縦辺が腰壁１１と略同じ長さのステンレス製の矩形状の板材で、垂直ベース板１４の上端には、上階からの落下物が各分割ソーラーパネル１６に衝突するのを防止し、先端へ向かうほど徐々に上方傾斜した落下物避け用の庇３０が突設されている。垂直ベース板１４の外面からの庇３０の突出幅は、分割ソーラーパネル１６の突出幅と同じである。また、庇３０の傾斜角度θ１は、水平面を基準にして５０°である。この角度であれば、庇３０に衝突してバウンドした落下物をベランダ内へゆっくりと落とし込み易い。これにより、庇３０に衝突した落下物が、勢いよくベランダ内へ飛び込んで周辺物を壊したり、庇３０に衝突した落下物をマンションの下階方向へこぼし、例えばマンション沿いの道を移動する歩行者や車両などに衝突する事故を未然に防ぐことができる。また、庇３０は、最上段の分割ソーラーパネル１６の表面が雨に濡れたり、この表面上への降雪を防ぐことができる。
【００２２】
掛止板部材１５は、腰壁１１の厚さと略同じ長さを有する水平板１８と、垂直ベース板１４の長さ（高さ）の約４分の１の長さを有し、かつ腰壁１１の上部の内面に１〜２ｃｍの隙間をあけて平行配置される裏当て板１９とから構成されている。
なお、裏当て板１９の裏面には、ソーラーパネル１３の図示しない端子箱が固定されている。端子箱には接続ケーブル２０の一端部が接続され、接続ケーブル２０の他端部には、チャージコントローラ２１が接続されている。チャージコントローラ２１には、大小のバッテリ（蓄電用）２２，２３と、直流を交流に変換するインバータ２４が接続されている。インバータ２４には、ＡＣ用コンセントに接続するプラグが接続されている。また、バッテリ２２，２３はＬＥＤランプなどの電源として使用可能である。また、中型バッテリを電気スタンドなどの電源として使用してもよい。垂直ベース板１４の内面および掛止板部材１５の内面には、ゴム製または合成樹脂製の厚さ５〜１０ｍｍの緩衝シートを貼着してもよい。
【００２３】
また、ソーラーパネル１３は、垂直ベース板１４の外面に上下方向へ所定ピッチで複数段配置され、先端へ向かうほど徐々に下方へ傾斜（θ２＝３０°）した複数枚の分割ソーラーパネル１６からなる。各分割ソーラーパネル１６は、横方向へ細長い短冊形状の裏面基材２５の表面に、多数枚の太陽電池セル２６が２列で敷設されたものである。裏面基材２５はアルミニウム合金からなり、２列配置された太陽電池セル２６の群より大判であるため、平面視して矩形枠状の外周縁部２５ａが存在する。各分割ソーラーパネル１６の各太陽電池セル２６は、単結晶シリコン製（多結晶シリコン製でもよい）で、電気的に直列配置されて所定の電気が得られる。各分割ソーラーパネル１６の設置状態において、垂直ベース板１４の外面からの突出幅は３００ｍｍである。各分割ソーラーパネル１６は、元部が垂直ベース板１４の外面に固定され、アルミニウム合金製で側面視して略直角三角形の太陽電池支持フレーム２７に保持されている。
【００２４】
次に、図１を参照して、この発明の実施例１に係る太陽光発電装置１０の使用方法を説明する。
図１に示すように、太陽光発電装置１０は、マンションのベランダの腰壁１１に、上方から被せるように装着される。具体的には、まず垂直ベース板１４を腰壁１１の外面に当てがい、その後、この状態のまま、屈曲部１４ａが各支持棒１７に載置されるまで装置架台１２を徐々に下降させる。このとき、掛止板部材１５とベランダに設置された物干し台などの固定物とを、ロープなどにより繋いでおけば、１人の作業者でも安全に太陽光発電装置１０を腰壁１１に装着することができる。これにより、最終的に掛止板部材１５の水平板１８が腰壁１１の上縁面に載置される。このとき、掛止板部材１５が腰壁１１の上部に掛止される。この状態で垂直ベース板１４と腰壁１１との間にはほとんど隙間がない。  これにより、太陽光発電装置１０が腰壁１１に装着（掛止）される。なお、装置架台１２の腰壁１１への取り付け強度を高めるため、裏当て板１９の長さ方向の両端部に、ねじ込みボルト２８ａの先端部に固定された押圧パッド２８ｂを、腰壁１１の裏面に押し付けるねじ込み式固定具（ベース板掛止具）２８を配設してもよい。
【００２５】
このように、ソーラーパネル１３を大判の１枚パネルではなく、複数枚の分割ソーラーパネル１６から構成し、各分割ソーラーパネル１６を垂直ベース板１４の外面に互いに所定間隔をあけて上下方向へ多段配置したので、同一表面積のソーラーパネル１３で対比した場合、垂直ベース板１４の外面からソーラーパネル１３の先端までの突出幅が従来装置の場合より短くなり、着脱可能な太陽光発電装置１０でありながら、強風時でもソーラーパネル１３が煽られ難くなる。その結果、この煽りを原因としたソーラーパネル１３の変形や破損が発生し難く、腰壁１１から太陽光発電装置１０が外れて飛ばされるおそれが低減する。
また、太陽光発電装置１０をマンションのベランダの腰壁１１に掛止した際、仮に上階からの落下物がソーラーパネル１３に衝突したとしても、ソーラーパネル１３が多段方式であるため、落下物は最上段の傾斜した分割ソーラーパネル１６のみに当たって外方へ跳ね返り易い。その結果、全ての分割ソーラーパネル１６のうち、損傷するのは最上段のパネル１６のみに止まる可能性が高く、損傷を最小限に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明の太陽光発電装置は、例えば、マンションのベランダの腰壁や柵、窓の外壁などに設置可能な太陽光発電装置として有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  太陽光発電装置、
１１  腰壁（壁体）、
１２  装置架台、
１３  ソーラーパネル、
１４  垂直ベース板、
１５  掛止板部材（ベース板掛止具）、
１６  分割ソーラーパネル、
２８  ねじ込み式固定具（ベース板掛止具）。
【図１】
2011142183.tif 000003