(57)【要約】【課題】家屋の外観を損ねずに配線が可能で、屋根上と屋内の配線作業を分離でき、太陽電池モジュールの出力配線の取り回し本数を削減し、接続箱の小型化が可能で、しかも防水性、施工性に優れた屋根用配線引き込み装置およびそれを用いた屋根構造を提供すること。【解決手段】屋根上に屋内に連通する屋根開口部１３に位置合わせした貫通孔９を備えた基体６を配設するとともに、この基体９の貫通孔９の近傍に、太陽電池モジュールからの出力配線８ａと屋内へ導く屋内側配線８ｂとを接続する端子部７を設け、この端子部７及び貫通孔９を基体６上で開閉可能なカバー体５で覆う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上に配設した太陽電池装置からの出力配線を屋内に引き込むように成した太陽電池装置の屋根配線構造であって、屋根上に屋内に連通する屋根開口部に位置合わせした貫通孔を備えた基体を前記太陽電池装置の下面に配設するとともに、前記基体における前記貫通孔の近傍に、前記出力配線と屋内へ導く屋内側配線とを接続する端子部を設け、且つ該端子部及び前記貫通孔を前記基体上で開閉可能なカバー体で覆ったことを特徴とする太陽電池装置の屋根配線構造。
【請求項２】
前記基体に、前記出力配線及び／または前記屋内側配線を支持するクランプ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置の屋根配線構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば太陽電池モジュールを配する太陽光発電装置などの太陽電池装置を屋根上に配設する場合において、太陽電池装置からの出力配線を屋内に引き込むように成した太陽電池装置の屋根配線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術のひとつとして、太陽電池により太陽エネルギーを電力に変換して利用する太陽光発電装置が注目され、その実用化が加速されてきている。
【０００３】
従来、図６に示すように、家屋等の屋根１９に複数の太陽電池モジュール２０どうしを電気的に接続して配設した太陽光発電装置Ｊは、太陽電池モジュール２０で発電された電力を出力配線２１を用いて接続箱２２へ送り、この接続箱２２から電力変換を行うパワーコンディショナ２３へと電力供給されるようにしている。
【０００４】
ここで、接続箱２２は屋外に設置されているが、パワーコンディショナ２３の多くは放熱や防水等の問題から屋内に設置されることが多い。このため、太陽電池モジュール２０から導出された出力配線２１は、屋根１９の表面を這うようにして家屋の軒先２４やけらば２５に配線され、図示のように配線が屋根から突出された状態で家屋壁面を這って接続箱２２へ配線されることとなり、太陽電池モジュール２０からの配線が家屋の外観を損ねる結果となりやすい。
【０００５】
また、図７に示すように、太陽電池モジュール２０の裏面には発電電力を出力する端子ボックス２６が設けられ、この端子ボックス２６から導出された出力配線２１を通じて外部へ送電するようにしているが、太陽電池モジュール２０の並列数などが増加してくると出力配線の本数も増加するので、家屋の外観をますます損ねることになる。さらに送電距離が長くなればなるほど使用電線の線径を太くする必要が生じる等から、外観のみならず家屋にかかる重量増加や施工に手間がかかるなどの問題が生じる。なお、図７における太陽電池モジュール２０は端子ボックス２６と出力配線２１の関係を模式的に説明するために便宜上透視状態として図示したものであり、実際の正確な設置態様を示したものではない。
【０００６】
また、一般的に屋根上では太陽電池モジュールは直列接続のみ行なわれたアレイの状態であり、接続箱では各太陽電池アレイを並列接続するための端子台が設けられていることが多い。しかしながら、この端子台上で並列接続を行うと、電流値が合成されて大きくなるので、端子台も大容量に耐えられるものである必要性から大型のものとなり、結果的に接続箱が大型化し、設置場所等の問題が生じる。
【０００７】
このような問題を改善するために、屋根上に屋内に抜ける貫通孔を設け、そこから出力配線を屋内にある接続箱まで取り回す方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３１１２７９号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で提案された技術では、屋内に取りまわす出力配線の本数はそのままであるので、屋根裏や壁内を何本もの出力配線を通さなくてはならず、施工が煩雑となる上に作業中に配線を傷つけたり、出力配線がどの太陽電池モジュールから導出されたものかを取り違えて誤配線したり、その後の作業の安全性を低下させるといった問題も生じる。また、出力線の接続箱への引き込みの際に屋内壁面に開ける貫通孔も大型化する。さらに、屋根上もしくは屋内のいずれか一方から引き回しの配線を送らなければならないので、屋根上と屋内とのそれぞれに人を配置させて配線通しの作業を行なうか、屋根上と屋内を人が行き来して配線通しを行なう必要があり、施工に手間がかかる。しかも、接続箱の大きさは変らないという問題があった。
【００１０】
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、家屋の外観を損ねずに配線が可能で、屋根上と屋内の配線作業を簡便に行え、太陽電池モジュールの出力配線の取り回し本数を削減することができ、接続箱の小型化が可能で、しかも防水性や施工性にも優れた太陽電池装置の屋根配線構造を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池装置の屋根配線構造は、屋根上に配設した太陽電池装置からの出力配線を屋内に引き込むように成し、屋根上に屋内に連通する屋根開口部に位置合わせした貫通孔を備えた基体を前記太陽電池装置の下面に配設するとともに、前記基体における前記貫通孔の近傍に、前記出力配線と屋内へ導く屋内側配線とを接続する端子部を設け、且つ該端子部及び前記貫通孔を前記基体上で開閉可能なカバー体で覆ったことを特徴とする。
【００１２】
また、前記基体に、前記出力配線及び／または前記屋内側配線を支持するクランプ部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、家屋の外観を損ねずに配線が可能で、屋根上と屋内の配線作業を分離でき、太陽電池モジュールの出力配線の取り回し本数を削減し、接続箱の小型化が可能で、しかも防水性、施工性に優れた太陽光発電装置の施工とできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、平板状の屋根設置体である太陽電池モジュールの複数を屋根上に配設して成る太陽光発電装置（太陽電池装置）の場合を例にとり、本発明に係る太陽電池装置の屋根配線構造の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１に本発明に係る屋根用配線引き込み装置Ｋの斜視図を、図２に屋根用配線引き込み装置Ｋを使用した太陽光発電装置Ｓの設置を説明するための断面図を示す。
【００１６】
図示されているように、屋根上に屋内に連通する屋根開口部１３に位置合わせした貫通孔９を備えた基体６を配設するとともに、この基体９の貫通孔９の近傍に、太陽電池モジュールからの出力配線８ａと屋内へ導く屋内側配線８ｂとを接続する端子部７を設け、この端子部７及び貫通孔９を基体６上で開閉可能なカバー体５で覆っている。
【００１７】
具体的には、基体６とカバー体５とを備えた屋根用配線引き込み装置Ｋが太陽光発電装置（主に複数の太陽電池モジュールで構成される太陽電池アレイ）の下面で且つ屋根上に配設されており、この屋根用配線引き込み装置Ｋは、全体が主に樹脂やアルミニウム等の金属からなり、基体６には貫通孔９と、太陽電池モジュールから導出された出力配線８ａ，屋内側配線８ｂをそれぞれ接続する端子部７とが設けられ、また、基体６上には貫通孔９及び端子部７の周囲を取囲み平面視でコ字状の枠状体３１が設けられ、さらに、枠状体３１の貫通孔９側に枠状体３１を覆うカバー体５が開閉可能で且つ枠状体３１に対し嵌合可能に取り付けられている。そして、基体６はそれに設けられた取付孔６ａにネジや釘などを挿入して屋根の野地板や屋根材上に固定される。
【００１８】
なお、カバー体５は基体６に蝶番などで一体的に取り付けても良いが、別体として分離できるようにしてもよい。また、カバー体５の出力配線８ａと交差する部分には半楕円状で肉薄に形成されたノックアウト部５ａを設け、出力配線８ａを通す部分にだけ切り欠くことができるようにすることで、カバー体５を閉じたときの防水性を高めるようにするとよい。また、基体６上にはその表面６ｂより高い位置に第１水返し片３２、端子部７、及び第２水返し片３３を設けることにより、外からの水分が屋内に浸入するのを極力防止している。さらに、カバー体５が枠状体３１の外周部において嵌合可能になっていることによっても水分等の浸入を防止している。
【００１９】
端子部７には図示のように端子台などが使用されており、太陽電池モジュールからの出力配線８ａと屋内側配線８ｂとが接続されるが、ここで複数の出力配線８ａを直列及び／または並列に接続する配線を行ない、屋内側配線８ｂの線材数を減らすことにより、屋内配線の取り回し線材数を少なくし、配線取り回しの施工作業を容易にできる。また、特に図示しないが配線取り回し後は従来どおり接続箱、パワーコンデジショナに接続されるようにするが、屋内での引き回しは接続箱を通した後としてもよい。
【００２０】
なお、図２に示すように、本発明の屋根用配線引き込み装置Ｋは屋根上の瓦材１１上にネジや釘で固定される。貫通孔９の箇所には、瓦材１１と野地板１２にも屋根開口部１３が開けられており、屋内側配線８ｂが屋内に容易に引き込めるようにしている。このとき屋根開口部１３の開口の大きさは屋内側配線８ｂが通る線材数分の大きさがあればよいので、防水性の向上を図ることができる。
【００２１】
次に、図３に示すように、複数の太陽電池モジュール２０から成る太陽電池アレイを例にとり配線の状態を説明する。なお、各太陽電池モジュール２０は端子ボックスと出力配線の関係を説明するために便宜上透視状態としているものであり、実際の設置状態を正確に図示したものではない。図に示すように、太陽電池モジュール２０が９枚集まった太陽電池アレイを３直３並列とする場合、１直列２本づつ、計６本の出力配線８ａが外部への出力配線となる。
【００２２】
この出力配線８ａを屋根用配線引き込み装置Ｋに引き込み、図４（ａ）に示すように端子部７にネジ締めする。このとき図４（ｂ）のように、ジャンパー線１４で並列接続の渡しを行なっておくことにより、屋内側配線８ｂは２本となり、６本の出力配線８ａを通すよりも小さい径寸法とでき、屋内の取り回し配線時の施工性が向上する。しかも、出力配線の総重量の軽減にもなる。屋内側配線８ｂの配線については、屋内側配線８ｂを屋内の取り回しを済ませた状態で端子部７に接続してもよいが、貫通孔９から配線を挿入して屋内へ線を送り込むようにしてもよく、太陽電池モジュール２０側の配線作業状態に左右されず、太陽電池モジュール２０側の施工作業と屋内の施工作業を分離できるので、施工作業の自由度が向上する。
【００２３】
また、太陽光発電装置Ｓの裏側からの出力配線８ａが屋根の外に出ないので屋根外観を損なわず、しかも太陽電池モジュール２０の直並列配線の一部、もしくは全部を屋根用配線引き込み装置Ｋ内で行なうことができる。これにより、接続箱内に直並列配線用の端子台が最小限でよくなり、接続箱の小型化も可能となる。また、屋内の壁面内等を取り回す際に出力配線のマーキングなどが取れてしまい、どの太陽電池モジュールからの配線なのかが不明になるなどにより誤配線も回避できるだけでなく、太陽電池と接続箱間で断線が生じた場合でも配線材の交換をスムーズに行なうことができる。
【００２４】
最後に図４（ｃ）に示すように、出力配線８ａを通す部分のノックアウト５ａを打ち抜き、カバー体５を閉じることにより屋内に繋がる空間が塞がれる。屋根用配線引き込み装置Ｋの出力配線８ａの挿入側は、屋根の軒先側に向けて取り付けるようにするので、屋根上を流れる雨水などは端子部７に浸入することはないが、出力配線８ａとカバー体５との間に生じる隙間から風等の侵入して、これにより水滴が浸入する可能性がある場合には、ノックアウト５ａの降りるところに防水パッキンを設けたり、端子部７の手前に雨返し用の衝立構造を設けるとよい。
【００２５】
また、図５に示すように、端子部７の前後に出力配線８ａ及び／または屋内側配線８ｂを支持するクランプ部１０を設けてもよい。このようにすることにより、出力配線８ａ，屋内側配線８ｂにかかる自重などの応力を端子部７で支えなくてよくなり、配線の断線や断線後に付近の端子とショートするなどの事故を回避できる。
【００２６】
なお、本実施形態では屋根用配線引き込み装置を瓦材の上に配したが、屋根材一体型太陽電池モジュールなどでは野地板上に直接配するようにしてもよい。また、屋根設置体として太陽電池モジュールを例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、屋根材一体型の太陽電池屋根や太陽電池瓦等の屋根上に太陽電池を配する太陽電池装置に好適に適用可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し実施が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の太陽電池装置の屋根配線構造によれば、太陽電池装置の配線を屋根上で完了させることができ、屋根上と屋内での作業の分離が可能となるので、配線通しなどの施工と屋根上の配線作業を平行して進行させることができ、屋内と屋根上を行き来する必要が無く施工が容易で、しかも施工順序などの自由度が増した優れた太陽電池装置の屋根配線構造を提供できる。
【００２８】
また、前記端子部から屋内へ通す屋内側配線を容量の大きい配線に変えることにより、屋内側配線の線材数を減らすことができるので、施工作業が容易になるだけでなく、出力配線の重量軽減にもなる。その上、屋内側配線の線材数削減により総外径寸法が小さくできるので屋根にあける屋根開口部だけでなく屋内の壁面等にあける配線引出し孔も最小限とすることができ、家屋へのダメージを最小限に抑えられる。
【００２９】
また、例えば太陽電池モジュールの直並列配線の一部もしくは全部をこの屋根配線構造内で行なうことができるので、例えば接続箱内に設ける直並列配線用の端子台が最小限でよくなり、接続箱の小型化も可能となる。また、屋内の壁面内等を取り回す際に出力配線のマーキングなどが取れてしまい、どの太陽電池モジュールからの配線なのか不明となるなどによる誤配線も回避できるだけでなく、太陽電池モジュールと接続箱間で断線が生じた場合でも配線材の交換をスムーズに行なうことができる。
【００３０】
また、前記出力配線及び／または前記屋内側配線を支持するクランプ部を設けるようにすることで、出力配線にかかる自重や外力による断線や、脱落による付近の端子とのショートなどの事故を回避できる。
【００３１】
さらに、出力配線が家屋屋根や壁面を這う事がなくなり、家屋の外観を損なわない見栄えのよい太陽電池装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る屋根用配線引き込み装置を屋根に設置した様子を模式的に説明する斜視図である。
【図２】本発明に係る屋根用配線引き込み装置を屋根に設置した様子を模式的に説明する断面図である。
【図３】本発明に係る屋根用配線引き込み装置を使用した場合の太陽電池モジュールの配線状態を屋根上面から見た透過斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る他の屋根用配線引き込み装置に出力配線を接続した様子を模式的に説明する斜視図である。
【図５】本発明に係る他の屋根用配線引き込み装置を模式的に説明する斜視図である。
【図６】従来の屋根上に太陽光発電装置を設置した例を模式的に説明する斜視図である。
【図７】従来の太陽電池モジュールの配線状態を屋根上面から見た透過斜視図である。
【符号の説明】
５：カバー体
５ａ：ノックアウト
６：基体
７：端子部
８ａ：出力配線
８ｂ：屋内側配線
９：貫通孔
１０：クランプ部
１１：瓦材
１２：野地板
１３：屋根開口部
１４：ジャンパー線
１９：屋根
２０：太陽電池モジュール
２１：出力配線
２２：接続箱
２３：パワーコンディショナ
２４：軒先
２５：けらば
２６：端子ボックス
３１：枠状体
Ｊ、Ｓ：太陽光発電装置
Ｋ：屋根用配線引き込み装置
【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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