(57)【要約】【課題】太陽電池パネルの裏面側の熱を効率的に排出することのできる太陽電池パネルの取付構造を提供する。【解決手段】建物の傾斜屋根１に、支持桟部２を介して太陽電池パネル３を取り付ける取付構造において、太陽電池パネル３を支持し、且つ、支持桟部２上に固定される横フレーム４ａ，４ｂに、傾斜屋根１の軒棟方向Ｄ１に空気を通過させる通気口４１０を設ける。通気口４１０を通じて、空気層７内で上部領域での空気の流れＦ２を生じさせる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の傾斜屋根に取り付けられる太陽電池パネルと、
前記傾斜屋根に固定される支持桟部と、
前記太陽電池パネルの縁部を支持し、且つ、前記支持桟部上に固定されるフレームと、
前記太陽電池パネルと前記傾斜屋根との間に形成される空気層と、を備え、
前記フレームは、前記傾斜屋根の軒棟方向に空気を通過させる通気口を有することを特徴とする太陽電池パネルの取付構造。
【請求項２】
前記空気層内の空気を棟側に向けて強制的に送り出す送風機構を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネルの取付構造。
【請求項３】
前記空気層の気密性を高める気密構造を、更に備えることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池パネルの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの取付構造に関し、詳しくは、太陽電池パネルの裏面側に空気の流れを作り出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、太陽電池パネルを傾斜屋根に取り付ける構造として、傾斜屋根に支持桟部を固定し、太陽電池パネルの縁部を支持するように取り付けたフレームを、この支持桟部上に固定する取付構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０６１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の取付構造では、支持桟部に貫通孔を設け、この貫通孔を通じて傾斜屋根上の排水と通気を行っていた。
【０００５】
従来の取付構造では、支持桟部にある貫通孔を通じて通気が行われるため、太陽電池パネルと傾斜屋根の間での空気の流れが、太陽電池パネルから離れた側の流れ（傾斜屋根に近い下側の流れ）になりやすい。そのため、従来の取付構造は、空気の流れによって太陽電池パネルの裏面側の熱を効率的に排出しにくいという課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記課題を解決する発明であり、太陽電池パネルの裏面側の熱を効率的に排出することのできる太陽電池パネルの取付構造を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明を、下記構成を具備する太陽電池パネルの取付構造とする。
【０００８】
本発明は、太陽電池パネルと、支持桟部と、フレームと、空気層とを備える太陽電池パネルの取付構造である。前記太陽電池パネルは、建物の傾斜屋根に取り付けられる。前記支持桟部は、前記傾斜屋根に固定される。前記フレームは、前記太陽電池パネルの縁部を支持し、且つ、前記支持桟部上に固定される。前記空気層は、前記太陽電池パネルと前記傾斜屋根との間に形成される。前記フレームは、前記傾斜屋根の軒棟方向に空気を通過させる通気口を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、太陽電池パネルの裏面側の熱を効率的に排出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の太陽電池パネルの取付構造を備えた建物の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の太陽電池パネルの取付構造の主要部の分解斜視図である。
【図３】図３Ａは、本発明の一実施形態の太陽電池パネルの取付構造で用いるフレームを取り付けた太陽電池パネルの平面図であり、図３Ｂは、本発明の一実施形態の太陽電池パネルの取付構造で用いるフレームを取り付けた太陽電池パネルの側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ断面図である。
【図６】図６Ａは図４の要部拡大図であり、図６Ｂは図４の他の要部拡大図であり、図６Ｃは図５の要部拡大図であり、図６Ｄは図５の他の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図６には、本発明の一実施形態の太陽電池パネルの取付構造を示している。
【００１３】
本実施形態の取付構造は、図１に示すように、建物の傾斜屋根１上に複数の太陽電池パネル３，３…を配置する構造である。
【００１４】
以下の本文中において、傾斜屋根１の傾斜した方向を「軒棟方向Ｄ１」といい、軒棟方向Ｄ１の下側を「軒側」、軒棟方向Ｄ１の上側を「棟側」という。平面視において軒棟方向Ｄ１と直交する方向を「横方向Ｄ２」という。
【００１５】
図２等に示すように、本実施形態の取付構造では、建物の傾斜屋根１の上面に、複数のベース板１０を配置する。ベース板１０は、軒棟方向Ｄ１に沿って複数連設し、且つ、横方向Ｄ２に沿って複数連設する。
【００１６】
各ベース板１０上には、横方向Ｄ２が長手方向となるように、ネジ等で支持桟部２を固定する。支持桟部２は、軒棟方向Ｄ１に貫通する通水孔２０を有する。
【００１７】
本実施形態では、軒棟方向Ｄ１に所定の間隔をあけて複数の支持桟部２が位置し、且つ、横方向Ｄ２に沿って複数の支持桟部２が一直線状に連続する。太陽電池パネル３は、軒棟方向Ｄ１に隣接する支持桟部２間に、架け渡して取り付ける。
【００１８】
図３Ａ、図３Ｂ等に示すように、矩形状の外形を有する太陽電池パネル３の周縁には、矩形枠状のフレーム４を取り付ける。
【００１９】
図６Ａ〜図６Ｄ等に示すように、フレーム４は、太陽電池パネル３の縁部３０を嵌め込んで支持するように断面コ字状に設けた支持部４０と、支持部４０から下方に延長した形状の下枠部４１とを有する。下枠部４１は、軒棟方向Ｄ１に貫通する複数の通気口４１０を有する。
【００２０】
更に具体的に述べると、全体として矩形枠状の外形を有するフレーム４は、一直線状である軒側の横フレーム４ａと、一直線状である棟側の横フレーム４ｂとを有する（図３Ａ参照）。軒側の横フレーム４ａと棟側の横フレーム４ｂとは、互いに平行に位置する。フレーム４は、横フレーム４ａ，４ｂの端同士をつなぐ一対の縦フレーム４ｃ，４ｃを、更に有する。
【００２１】
支持部４０のうち軒側の横フレーム４ａに含まれる部分は、太陽電池パネル３の縁部３０のうち軒側の縁部３０ａを支持する。支持部４０のうち棟側の横フレーム４ｂに含まれる部分は、太陽電池パネル３の縁部３０のうち棟側の縁部３０ｂを支持する。
【００２２】
フレーム４の下側部分である下枠部４１は、軒側の横フレーム４ａの下側部分である軒側下枠部４１ａと、棟側の横フレーム４ｂの下側部分である棟側下枠部４１ｂとを含む。
【００２３】
軒側下枠部４１ａと棟側下枠部４１ｂは共に、左右方向Ｄ２に所定の間隔をあけて複数の通気口４１０を有する（図３Ａ、図３Ｂ参照）。
【００２４】
軒側下枠部４１ａが有する通気口４１０の個数は、棟側下枠部４１ｂが有する通気口４１０の個数と、同一に設けている。また、軒側下枠部４１ａが有する通気口４１０，４１０間の距離は、棟側下枠部４１ｂが有する通気口４１０，４１０間の距離と、同一に設けている。
【００２５】
図４等に示すように、傾斜屋根１上に複数の太陽電池パネル３，３…を配置した状態で、最も軒側に位置する支持桟部２には、軒先カバー６０と、最も軒側に位置する太陽電池パネル３を支持する軒側の横フレーム４ａとが、図示略のボルトを用いて取付固定される。
【００２６】
この支持桟部２上において、取付固定された軒先カバー６０と横フレーム４ａの間には、軒棟方向Ｄ１に所定の隙間５０が位置し、上方からカバー６２を嵌め込むことで、隙間５０の上方を水密に封止する。
【００２７】
最も棟側に位置する支持桟部２には、最も棟側に位置する太陽電池パネル３を支持する棟側の横フレーム４ｂと、棟カバー６１とが、図示略のボルトを用いて取付固定される。
【００２８】
この支持桟部２上において、取付固定された横フレーム４ｂと棟カバー６１との間には、軒棟方向Ｄ１に所定の隙間５１が位置し、上方からカバー６３を嵌め込むことで、隙間５１の上方を水密に封止する。
【００２９】
更に、本実施形態では、隙間５１を気密に封止する気密材８０を設けている。気密材８０は、棟カバー６１と隙間５１の間に介在する（図６Ｂ参照）。
【００３０】
最も軒側の支持桟部２と最も棟側の支持桟部２を除く他の支持桟部２には、軒側に位置する太陽電池パネル３の横フレーム４ｂと、棟側に位置する太陽電池パネル３の横フレーム４ａとが、図示略のボルトを用いて取付固定される（図６Ａ参照）。
【００３１】
この支持桟部２上において、取付固定された横フレーム４ａ，４ｂ間には、軒棟方向Ｄ１に所定の隙間５２が位置する。隙間５２に上方からカバー６４を嵌め込むことで、隙間５２の上方を水密に封止する。
【００３２】
本実施形態では、隙間５２を気密に封止する気密材８１を設けている。気密材８１は、カバー６４と、軒側に位置する太陽電池パネル３の横フレーム４ｂとの間に介在し、且つ、カバー６４と、棟側に位置する太陽電池パネル３の横フレーム４ａとの間に介在する。
【００３３】
更に、本実施形態では、図５や図６Ｃに示すように、横方向Ｄ２に隣接する太陽電池パネル３，３のフレーム４，４間に、隣接する太陽電池パネル３，３間を気密に封止する気密材８２を介在させている。気密材８２は、隣接する太陽電池パネル３，３のフレーム４，４間の隙間を水密に封止するカバー６５の裏面側に配されている。
【００３４】
また、図５や図６Ｄに示すように、横方向Ｄ２の端に位置する太陽電池パネル３の縦フレーム４ｃと、この太陽電池パネル３に隣接して傾斜屋根１上に位置する側面カバー６６との間に、気密材８３を介在させている。
【００３５】
本実施形態の取付構造で複数の太陽電池パネル３，３…を傾斜屋根１に取り付けたとき、各太陽電池パネル３は傾斜屋根１に対して平行に位置し、各太陽電池パネル３と傾斜屋根１との間には、図４等に示すような空気層７が形成される。
【００３６】
軒棟方向Ｄ１に隣接する太陽電池パネル３，３のうち、軒側の太陽電池パネル３の下方にある空気層７（以下「軒側空気層７０」という。）と、棟側の太陽電池パネル３の下方にある空気層７（以下「棟側空気層７１」という。）とは、支持桟部２が有する通水孔２０（図２参照）を通じて、軒棟方向Ｄ１に連通する。
【００３７】
したがって、図４や図６Ａに矢印で示すように、通水孔２０を通じて軒側空気層７０から棟側空気層７１へと移動する空気の流れＦ１が発生する。ここでの空気の流れＦ１は、太陽電池パネル３の裏側で温められた空気が、傾斜屋根１に沿って棟側に移動する流れである。
【００３８】
空気の流れＦ１は、軒側空気層７０と棟側空気層７１のうち、傾斜屋根１に近い側の領域（下側領域）で、傾斜屋根１に沿って棟側に移動する。
【００３９】
加えて、軒側空気層７０と棟側空気層７１は、支持桟部２上にある横フレーム４ｂが有する通気口４１０と、支持桟部２上にある横フレーム４ａが有する通気口４１０と、隣接する横フレーム４ｂ，４ａ間の隙間５２とを通じて、軒棟方向Ｄ１に連通する。
【００４０】
したがって、図４や図６Ａに矢印で示すように、両側の通気口４１０，４１０と隙間５２を通じて、軒側空気層７０から棟側空気層７１へと移動する空気の流れＦ２が発生する。
【００４１】
ここで発生する空気の流れＦ２は、軒側空気層７０と棟側空気層７１のうち、各太陽電池パネル３に近い側の領域（上側領域）で、各太陽電池パネル３の裏面に沿って棟側に移動する流れである。
【００４２】
各太陽電池パネル３の温度は日照時に高温となるが、本実施形態では傾斜屋根１に近い下側領域で空気の流れＦ１が生じ、且つ、各太陽電池パネル３の裏面に近い上側領域で空気の流れＦ２が生じるので、各太陽電池パネル３の温度上昇が効果的に抑制される。
【００４３】
加えて、本実施形態では、各気密部材８０，８１，８２，８３を用いた気密構造により、太陽電池パネル３，３…と傾斜屋根１との間で互いに連通して位置する空気層７，７…の気密性を高め、且つ、空気層７，７…の空気を強制的に流す送風機構９を備えている。前記気密構造は、隣接する太陽電池パネル３，３間の気密性を気密材８１，８２等で高め、太陽電池パネル３と側面カバー６６との間の気密性を気密材８３等で高め、更に、太陽電池パネル３と棟カバー６１との間の気密性を気密材８０等で高める構造である。
【００４４】
本実施形態の送風機構９は、図４に示すように、傾斜屋根１の一部を開口させた吸気口９０と、吸気口９０から下方に連続する吸気路９１と、吸気路９１内に空気を引き込む図示略のファンとを備える。吸気口９０は、最も棟側に位置する太陽電池パネル３の下方に位置する。
【００４５】
送風機構９は、ファンを駆動させることで、最も棟側に位置する太陽電池パネル３の下方にある空気層７の空気を、建物内に強制的に引き込む。これにより、複数の太陽電池パネル３，３…を一枚のパネルのように連設したパネルブロック全体の下方で、軒側から棟側へと向かう一体的な空気の流れを、強制的な風量で生じさせる構造である。
【００４６】
以上のように、本実施形態の取付構造は、建物の傾斜屋根１に取り付けられる太陽電池パネル３と、傾斜屋根１に固定される支持桟部２と、フレーム４と、太陽電池パネル３と傾斜屋根１との間に形成される空気層７とを備える。フレーム４は、太陽電池パネル３の縁部３０を支持し、且つ、支持桟部２上に固定される。フレーム４は、傾斜屋根１の軒棟方向Ｄ１に空気を通過させる通気口４１０を有する。
【００４７】
本実施形態の取付構造によれば、フレーム４に貫通形成した通気口４１０を通じて、太陽電池パネル３の裏面に沿った上側領域において、棟側に移動する空気の流れＦ２が発生するので、太陽電池パネル３の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００４８】
更に、本実施形態の取付構造では、空気層７内の空気を棟側に向けて強制的に送り出す送風機構９を、備えている。
【００４９】
そのため、本実施形態の取付構造によれば、空気層７の上側領域での空気の流れＦ２を、大きな風量で発生させることができ、その結果として、太陽電池パネル３の温度上昇を更に効果的に抑制することができる。
【００５０】
更に、本実施形態の取付構造では、空気層７の気密性を高める気密構造を備えている。
【００５１】
そのため、本実施形態では、太陽電池パネル３の温度上昇を抑制する空気の流れＦ２を、空気層７において軒棟方向Ｄ１に沿って万遍なく生じさせることができる。その結果として、太陽電池パネル３の温度上昇を更に効率的に抑制することができる。
【００５２】
下記の表１には、本発明者らが人工気象室で行った実験の結果を示している。
【００５３】
この実験では、傾斜屋根１上で軒棟方向Ｄ１と横方向Ｄ２に沿ったマトリクス状に太陽電池パネル３，３…を取り付け、多数の照射ランプで太陽電池パネル３，３…に光を照射し、室温を３３℃に長時間保った状態で、太陽電池パネル３，３…の平均温度を測定した。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１に示す仕様Ｂは、本実施形態のような通気口４１０をフレーム４に設けず、送風機構９による強制的な送風を行わず、更に気密材８０，８１，８２，８３等の気密構造を設けない、いわゆる現行型の仕様である。現行の仕様Ｂで実験を行った結果、太陽電池パネル３，３…の平均温度は７４．８℃であった。表１にある温度比較の欄では、仕様Ｂでの平均温度との比較を示している。
【００５６】
表１に示す仕様Ａ１〜Ａ３は、いずれも通気口４１０をフレーム４に設けた仕様である。仕様Ａ２では、送風機構９によって５０ｍ３／ｈの強制的な送風を行い、仕様Ａ３では、送風機構９によって５０ｍ３／ｈの強制的な送風を行い、且つ、気密材８０，８１，８２，８３等の気密構造を設けている。仕様Ａ３は、図１〜図６で示した本実施形態の取付構造と同様の構造である。
【００５７】
仕様Ｂと仕様Ａ１との比較から分かるように、フレーム４に通気口４１０を設けることで、現行の仕様Ｂと比較してパネル平均温度は０．４℃低下した。これは、暖められた空気が太陽電池パネル３の裏面に沿って棟側に流動し、空気層７の上側領域での空気の流れＦ２が生じることで、太陽電池パネル３の温度上昇が抑えられたと考えられる。
【００５８】
仕様Ｂと仕様Ａ２との比較から分かるように、フレーム４に通気口４１０を設けて空気の流れＦ２が生じ得る構造にしたうえで、送風機構９によって強制的な送風を行うことで、パネル平均温度は３．８℃低下した。これは、太陽電池パネル３の裏面に沿って棟側に流れる空気の流れＦ２を強制的な風量で生じさせることで、太陽電池パネル３の温度上昇が更に抑えられたものと考えらえる。
【００５９】
なお、表１には示していないが、フレーム４に通気口４１０を設けない構造で、送風機構９による５０ｍ３／ｈの強制的な送風を行った場合にも、パネル平均温度は７３．２℃となり、現行の仕様Ｂと比較してパネル平均温度は１．６℃低下した。しかし、仕様Ａ２での温度低下（３．８℃）と比較すれば半分以下であり、この結果からも、フレーム４に通気口４１０を設けて空気の流れＦ２を生じさせた場合に、高い温度抑制効果が得られることが分かる。
【００６０】
仕様Ｂと仕様Ａ３との比較から分かるように、フレーム４に通気口４１０を設けて空気の流れＦ２が生じ得る構造にし、送風機構９によって強制的な送風を行い、気密材８０，８１，８２，８３等の気密構造を設けた場合には、パネル平均温度は４．１℃低下した。これは、送風機構９と気密構造を設けたことで、連設される複数の太陽電池パネル３，３…の下方にある空気層７，７…で、送風機構９による強制的な送風が万遍なく生じるようになり、その結果、太陽電池パネル３，３…の温度が万遍なく抑えられたと考えられる。
【００６１】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されない。本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１      傾斜屋根
２      支持桟部
３      太陽電池パネル
３０    縁部
４      フレーム
４１０  通気口
７      空気層
９      送風機構
Ｄ１    軒棟方向
Ｆ２    空気の流れ
【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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