(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面板部に太陽エネルギー変換モジュールを備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部を設けたパネル本体と、該パネル本体の成形部に取り付ける取付部材とからなる太陽電池パネルであって、
前記パネル本体の成形部は、裏面側へ折り下げた折り下げ部分を有し、
前記取付部材は、前記パネル本体の成形部を支持する支持部と、下地への固定部と、を有し、
パネル本体の面板部を裏面側から支持すると共に上方へ凸状の受支部と下地への接地面部とそれらを繋ぐ縦面部とを有する補強材を成形部間に跨がるように配置し、パネル本体の対向するそれぞれの成形部の裏面側を取付部材の支持部に支持させると共に成形部を取付部材に係合させて一体化させてなることを特徴とする太陽電池パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池パネルを、下地面に対して上方に凸状となるように敷設したことを特徴とする太陽電池パネルを用いた外装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新設時の下地や既存屋根（既存躯体）への負荷を軽減し、簡易な構成のパネルとすることでコストを抑制し、安価かつ簡易に太陽電池パネルを外装面に敷設することができる太陽電池パネル及びそれを用いた外装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池システムの社会的重要性は広く認識されるに至っているが、実際に太陽電池システムを導入するには、例えば屋根材自体に太陽電池パネルを一体的に組み込む方法と、屋根面に支持架台などの取付部材を固定してその上に太陽電池パネルを組み付ける方法とが知られている。
前記屋根材自体にアモルファスシリコンに代表される薄膜シリコン太陽電池を一体的に組み込む方法は、それ自体で強度を有さないため、外装材と一体化させて外装材と同様に施工するが、屋根材を製造する技術と太陽電池パネルを製造する技術とが必要であり、どのような下地にも対応できるものではなく、一体化させた外装材を敷設するためにそれに併せた下地構成にする必要があり、結果的に高価になっていた。
一方、屋根面に支持架台などを固定して太陽電池パネルを組み付ける方法は、既存の屋根上に、支持架台を枠状に組み付けて太陽電池パネルを設置する構造であって、支持架台等の部材点数が増えて部材管理に手間がかかったり、支持架台と太陽電池パネルの全体重量が構造体（躯体もしくは既存建築物）への大きな負担となることが多かった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の太陽電池は、前述の薄膜シリコン太陽電池のように軽量で、フレキシブルなモジュールとでき、厚手のシートと同様に、或いは通常の金属板材と同様に取り扱うことができるものが開発され、軽量化も高発電量化も果たされているため、容易に、特に既設の各種屋根に対しても適用（設置）できるものが希求されている。
【０００４】
そこで本発明は、新設時の下地や既存屋根（既存躯体）への負荷を軽減し、簡易な構成のパネルとすることでコストを抑制し、安価かつ簡易に太陽電池パネルを外装面に敷設することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、面板部に太陽エネルギー変換モジュールを備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部を設けたパネル本体と、該パネル本体の成形部に取り付ける取付部材とからなる太陽電池パネルであって、前記パネル本体の成形部は、裏面側へ折り下げた折り下げ部分を有し、前記取付部材は、前記パネル本体の成形部を支持する支持部と、下地への固定部と、を有し、パネル本体の面板部を裏面側から支持すると共に上方へ凸状の受支部と下地への接地面部とそれらを繋ぐ縦面部とを有する補強材を成形部間に跨がるように配置し、パネル本体の対向するそれぞれの成形部の裏面側を取付部材の支持部に支持させると共に成形部を取付部材に係合させて一体化させてなることを特徴とする太陽電池パネルに関するものである。
【０００７】
さらに、本発明は、前記太陽電池パネルを、下地面に対して上方に凸状となるように敷設したことを特徴とする太陽電池パネルを用いた外装構造をも提案するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の太陽電池パネルは、面板部に太陽エネルギー変換モジュールを備えるパネル本体に取付部材を一体化させてなる構成であって、従来技術のように支持架台を必要とせずしかも一体化した取付部材を屋根下地に固定するだけで極めて容易に取付施工でき、どのような下地屋根にも、例えば垂直面等にも設置が可能である。
したがって、本発明の太陽電池パネルは、新設時の下地や既存屋根（既存躯体）への負荷を軽減し、簡易な構成のパネルとすることでコストを抑制し、安価かつ簡易に太陽電池パネルを外装面に敷設することができる。
また、パネル本体の面板部を裏面側から支持すると共に上方へ凸状の受支部と下地への接地面部とそれらを繋ぐ縦面部とを有する補強材を成形部間に跨がるように配置するので面板部を安定に湾曲状に維持できる。
【００１０】
さらに、本発明の太陽電池パネルを用いた外装構造は、前記太陽電池パネルを、下地面に対して上方に凸状となるように敷設したので、断面性能が高い外装構造を得ることができる。そして、新設又は既存の屋根を問わずに容易に適用でき、太陽電池の導入に多大な貢献を果たすため、既存の電力会社の負担を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）本発明の太陽電池パネルの一実施例を示す拡大断面図、（ｂ）用いたパネル本体を示す拡大断面図、（ｃ）用いた取付部材の拡大正面図、（ｄ）その拡大平面図、（ｅ）その拡大側面図である。
【図２】（ａ）太陽電池パネルを構成するパネル本体の長さ方向の一部を省略して示す平面図、（ｂ）その断面図、（ｃ）その端部における側断面図、（ｄ）そのＡ−Ａ線における側断面図、（ｅ）そのＢ−Ｂ線における側断面図、（ｆ）そのＣ部を拡大して示す断面図、（ｇ）そのＤ部を拡大して示す断面図、（ｈ）その裏面側を縮小して全体を示す背面図である。
【図３】（ａ）太陽電池パネルに組み付ける以前のパネル本体の長さ方向の一部を省略して示す平面図、（ｂ）その断面図、（ｃ）その端部における側断面図、（ｄ）そのＣ−Ｃ線における側断面図、（ｅ）そのＡ部を拡大して示す側断面図、（ｆ）そのＢ部を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）用いた補強部材の側面図、（ｂ）その正面図、（ｃ）その平面図、（ｄ）それを縮小した全体の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の太陽電池パネルは、面板部に太陽エネルギー変換モジュール（以下、太陽電池という）を備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部を設けたパネル本体と、該パネル本体の成形部に取り付ける取付部材とからなる。
【００１３】
前記太陽電池は、特にその構成及び形状を限定するものではなく、多結晶，単結晶，アモルファス等のシリコン系、化合物系、有機系などどのような太陽電池を用いてもよい。例えば近年提案されたアモルファスシリコン、または微結晶シリコンを用いる薄膜シリコン太陽電池は、大量生産しやすく、軽量で、フレキシブルな（可撓性を有する）モジュールを造ることができる。
【００１４】
前記パネル本体は、前述のように面板部に太陽電池を備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部を設けた構成であり、それ以外の構成は特に限定するものではない。
例えば可撓性を有する板厚からなる金属板材の表面側に直接的に太陽電池を一体化させ、その対向する側縁を加工して成形部とした構成でもよいし、或いは後述する図示実施例のように防水シート材の表面に太陽電池を一体化させたものを、更に金属板材の表面に一体化させ、その対向する側縁を加工して成形部とした構成でもよい。また、面板部は、敷設以前から上方へ凸状に湾曲させて成形してもよいが、各種の仕様に対応できるように敷設以前には略平坦状に成形されることが多い。この面板部は、少なくとも敷設状態で上方へ凸状に湾曲状となるように取付部材が組み付けられ、断面性能を上げることができる。
【００１５】
前記パネル本体の成形部は、面板部から裏面側へ折り下げた折り下げ部分を有する構成であり、後述する図示実施例のように更に前記折り下げ部分を内側へ延在させた係止部分を設けることにより、断面略コ字状に形成してもよいが、特にこれに限定されるものではなく、この成形部は、後述する取付部材に係合するものであればよい。なお、ここで「内側」とは、このパネル本体は、太陽エネルギー変換モジュールが主たる構成であるから、面板部の中心方向を「内側」、遠ざかる方向を「外側」という。要するにこの係止部分は、面板部の裏面側に設けられるが、太陽エネルギー変換モジュールの中心方向へ向かって、即ち内側へ延在するように設けられる。
前記折り下げ部分は、後述する図示実施例のように略垂直状に折り下げて形成したものでもよいし、傾斜状に折り下げて形成したものでもよい。
前記係止部分は、後述する図示実施例のように略水平状の内向き片に形成したものでもよいし、後述する取付部材の係合部に係合されるものであれば、特にこれに限定するものではない。
【００１６】
前記取付部材は、前記パネル本体の成形部を支持する支持部と、下地への固定部と、を有する構成であり、後述する図示実施例のように更に前記パネル本体の係止部分を係合させる係合部を設けることにより、断面略２字状に形成してもよいが、特にこれに限定されるものではなく、この取付部材は、前記成形部に係合するものであればよい。なお、ここで「外側」とは、前記「内側」の逆方向を指し、面板部から遠ざかる方向を指す。
この取付部材は、通し材でも、ピース材でもよく、後者の場合は、後述する図示実施例のようにパネル本体の側縁に沿って適宜間隔にて複数の取付部材が取り付けられればよい。
前記支持部は、前記パネル本体の成形部の裏面側を支持するものであればよい。なお、この支持部は、前述のように略平坦状に形成されることが多い面板部の端部と略垂直状に形成されることが多い折り下げ部分との裏面側に沿うものであるが、断面性能を上げるために後述する図示実施例のように面板部を上方への凸状に湾曲させる目的で支持部を傾斜状（略水平状より上向き傾斜状）に形成してもよい。敷設以前の状態では、略水平状の固定部に対し、略平行状よりやや上向きに支持部を形成すればよい。
この取付部材（の係合部）は、前記パネル本体の成形部（の係止部分）を係合させるものであればよく、後述する図示実施例のように外側に向く係合溝状に形成されることが多いが、特にこれに限定するものではない。
【００１７】
前記取付部材が取り付けられる下地（下地屋根）としては、強度や雨仕舞い性等の屋根としての特性を備えるものであればよく、新設屋根又は既存屋根を問うものではなく、その形式等についても何等限定するものではない。
【００１８】
そして、本発明の太陽電池パネルは、前記構成のパネル本体と取付部材とからなり、パネル本体の対向するそれぞれの成形部の裏面側を取付部材の支持部に支持させると共に成形部を取付部材に係合させて一体化させてなる。そのため、従来技術のように支持架台を必要とせずしかも一体化した取付部材を屋根下地に固定するだけで極めて容易に取付施工でき、どのような下地屋根にも、例えば垂直面等にも設置が可能である。したがって、本発明の太陽電池パネルは、新設、既存を問わず、各種の屋根に対して容易に適用（設置）でき、一般家屋への太陽電池の導入に多大な貢献を果たす。
【００１９】
また、前記パネル本体の面板部の裏面側には、補強材を配してもよく、面板部への正荷重が作用して裏面側へ凹むことに対する抵抗となり、その変形を抑制することができる。
この補強材としては、パネル本体の面板部を裏面側から支持し、上方への凸状の受支部を有するものが用いられ、後述する図示実施例のように両端縁がパネル本体の成形部間に跨るように配置することにより、面板部を湾曲状に維持できるので望ましい。
【００２０】
さらに、本発明の外装構造は、前記太陽電池パネルを、下地面に対して上方に凸状となるように敷設したものである。
この下地面は、前述のように強度や雨仕舞い性等の屋根としての特性を備えるものであれば、新設屋根でも既存屋根でもよい。
【００２１】
そして、本発明の太陽電池パネルを用いた外装構造は、太陽電池の導入に多大な貢献を果たし、一般家庭で消費される余剰の電力を電力会社に戻す（売る）ことも可能となり、特に大きな電力消費が見込まれる夏季等には、電力会社の負担を軽減することにも多大な貢献を果たす。
【実施例】
【００２２】
図１（ａ）に示す本発明の一実施例の太陽電池パネル１は、図１（ｂ）や図２、図３に示すパネル本体１０と、図１（ｃ）〜（ｅ）に示す取付部材２とからなり、パネル本体１０は、面板部１１に太陽電池１Ａを備え、該面板部１１の少なくとも対向する側縁に成形部１２を設けた構成であり、取付部材２は、前記パネル本体１０の成形部１２に取り付ける構成である。なお、図２（ｂ），（ｆ）及び図３（ｂ）〜（ｆ）における符号５で示す破線は受光面を指す。
【００２３】
図示実施例のパネル本体１０は、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように合成樹脂製の防水シート材１Ｂの表面に可撓性を有する薄膜シリコン太陽電池である太陽電池１Ａを一体化させたものを、更に金属板材１Ｃの表面に一体化させ、その対向する側縁（＝長さ方向に沿う側縁）を加工して成形部１２とした構成である。
【００２４】
前記パネル本体１０の成形部１２は、図１（ｂ）等に示すように面板部１１から裏面側へ略垂直状に折り下げた折り下げ部分１２１と、該折り下げ部分１２１を内側（面板部１１側）へ延在させた略水平状の内向き片である係止部分１２２とを有する構成であり、断面略コ字状に成形されている。
なお、短手方向に沿う側縁は、図２（ｇ）に示すように単に面板部１１の端縁を下方へ折り下げた折り下げ部分１３のみを形成した構成とした。
【００２５】
前記取付部材２は、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すように前記パネル本体１０の成形部１２を支持する略直角状（Ｌ字状）の支持部２１と、前記パネル本体１０の係止部分１２２を係合させる外側に向く係合溝状の係合部２２と、該係合部２２の外側へ延在させた下地４への固定部２３と、を有する構成であり、断面略２字状のピース材としてに成形され、パネル本体１０の側縁に沿って適宜間隔にて複数の取付部材２が取り付けられている。また、前記固定部２３の略中央には、ビス等の固定具を挿通させる孔２３１が設けられている。図１（ａ）に示す実施例では、隣接する太陽電池パネル１，１の取付部材取付部材２，２同士がこの孔２３１，２３１を連通するように配設され、上向きの連結ボルト１ｄと締め付けナット１ｅにて連結されているが、前述のようにビス等にて上方から下地屋根に固定（固着）してもよい。
【００２６】
そして、図示実施例の取付部材２の支持部２１は、図１（ｃ）に示すように略水平状を向くものではなく、やや上方へ向くように傾いているため、該支持部２１に前記パネル本体１０の成形部１２を支持させると、図１（ａ）や図２（ｅ）に示すようにパネル本体１０の面板部１１が強制的に上方への凸状に湾曲され、断面性能を向上することができる。
なお、この取付部材２の支持部２１が略水平状を向く場合には、該支持部２１に成形部１２を支持させたパネル本体１０の面板部１１は、図３に示す配設以前のように略水平状に形成される。
【００２７】
前記取付部材２が取り付けられる下地（下地屋根）４としては、具体的構成には図示しておらず、破線にて示したに過ぎないが、前述のように強度や雨仕舞い性等の屋根としての特性を備えるものであれば、新設屋根又は既存屋根を問わず、その形式等についても何等限定しない。
【００２８】
また、図１（ｂ）に示す前記パネル本体１０の面板部１１の裏面側には、補強材３が配されており、面板部１１が裏面側へ凹むことに対する抵抗となり、その変形を抑制している。
この補強材３は、詳しくは図４（ａ）〜（ｃ）に示すようにパネル本体１０の面板部１１を裏面側から支持する受支部３１と、下地４への接地面部３２と、それらを繋ぐ縦面部３３とを備える断面略コ字状のフレーム材であり、長さ方向の両端縁がパネル本体１０の成形部１２を裏面側から支持する受部３４である。
なお、符号３４１はビスを示し、この受部３４の裏面側に成形部１２の係止部分（内向き片）１２２を沿わせ、裏面側からビス留めして固定した。
また、前記受支部３１の中央付近には、発泡ゴムの片面に粘着剤層を備える弾性接着層３１１が添設され、面板部１１の裏面と接着すると共に面板部１１に加えられる衝撃等を緩和する役割を果たす。
【００２９】
また、前記補強材３の受支部３１は、パネル本体１０の面板部１１を裏面側から支持するものであるから、この実施例では、前述のように上方へ凸状に湾曲する面板部１１に応じ、受支部３１を上方へ突出するアーチ状に形成した。したがって、この受支部３１を、前記パネル本体１０の面板部１１を接着することにより、この湾曲状の面板部１１はより安定に維持されるものとなる。
【００３０】
なお、図４（ｄ）は、この補強材３の加工以前の展開図を示し、付記した各符号、例えば（３１）は所定形状に加工した後には、受支部３１となる部分を示している。この実施例では、このように簡易構成の補強材３を、図２（ｈ）に示すように前記パネル本体１０の長さ方向に４列配置した構成であり、図２（ａ）にも一点鎖線にて補強材３を配置した位置を示している。
したがって、同図のＡ−Ａ線と前記一点鎖線とは合致しているので、このＡ−Ａ線における断面を示した図２（ｄ）には、パネル本体１０の裏面側に前記構成の補強材３が配置されている状態が示されている。
【００３１】
このように、本発明の太陽電池パネルは、前記構成のパネル本体１０と取付部材２とからなり、パネル本体１０の対向するそれぞれの成形部１２の裏面側を取付部材２の支持部２１に支持させると共に係止部分１２１を係合部２２に係合させて一体化させてなる構成である。
そのため、従来の支持架台を必要とせずしかも一体化した取付部材２を屋根下地４に固定するだけで極めて容易に取付施工でき、どのような下地屋根４にも、例えば垂直面等にも設置が可能である。そのため、本発明の太陽電池パネル１は、新設、既存を問わず、各種の屋根に対して容易に適用でき、太陽電池の導入に多大な貢献を果たす。
【００３２】
特にこの実施例では、パネル本体１０の面板部１１を裏面側から支持する受支部３１と、下地４への接地面部３２とを備える補強材３を、パネル本体１０の裏面側に一体化させたので、面板部１１への正荷重が作用して裏面側へ凹むことに対する抵抗となるため、その変形を抑制することができる。
【００３３】
また、図示実施例の取付部材２の支持部２１は、前述のように略水平状を向くものではなく、やや上方へ向くように傾いて形成されているため、このような支持部２１に前記パネル本体１０の成形部１２を支持させると、パネル本体１０の面板部１１が強制的に上方への凸状に湾曲され、断面性能を向上することができる。また、上方へ凸状に湾曲しているため、雨水等がその表面に留まることがなく、雨水とを容易に流下させることができる。
【００３４】
そして、このような構成の太陽電池パネル１を用いた外装構造は、新設又は既存の屋根を問わずに容易に適用でき、太陽電池の導入に多大な貢献を果たすため、家庭で消費した余剰の電力を逆に電力会社に提供（売る）ことにより、特に大きな電力消費が見込まれる夏季等には、電力会社の負担を軽減することにも多大な貢献を果たすものである。
【符号の説明】
【００３５】
１  太陽電池パネル
１０  パネル本体
１０１  ケーブル
１０２  端子ボックス
１Ａ  太陽電池
１Ｂ  防水シート
１Ｃ  金属板材
１ｄ  連結ボルト
１ｅ  締め付けナット
１１  面板部
１２  成形部
１２１  折り下げ部分
１２２  係止部分
２  取付部材
２１  支持部
２２  係合部
２３  固定部
２３１  孔
３  補強材
３１  受支部
３１１  弾性接着層
３２  接地面部
３３  縦面部
３４  受部
３４１  ビス
４  下地（下地屋根）
５  受光面
【図１】
0005664974.tif 000002
【図２】
0005664974.tif 000003
【図３】
0005664974.tif 000004
【図４】
0005664974.tif 000005