(57)【要約】  【課題】  屋根上での太陽電池モジュールの配設・配線作業や保守・点検作業を簡便に行うことが可能な優れた瓦屋根用の太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイを提供する。  【解決手段】  瓦材とともに屋根面に配設されることによって、瓦材と協同して野地板を覆う太陽電池モジュールであって、野地板に配設された状態で、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされる位置合わせ体と、発電能力を有し、位置合わせ体に着脱可能に装着される発電体とを含むことを特徴とする。  【選択図】  図１
2004308409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓦材とともに屋根面に配設されることによって、瓦材と協同して野地板を覆う太陽電池モジュールであって、
野地板に配設された状態で、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされる位置合わせ体と、
位置合わせ体に着脱可能に装着される発電体とを含むことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
位置合せ体は、野地板に配設された状態で、下方への変位を阻止する変位阻止部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
位置合せ体は、野地板に配設された状態で、発電体の両端部をそれぞれ支持することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
位置合せ体は、予め定める装着位置に発電体を案内する案内部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
発電体が位置合せ体に装着された状態で、発電体に設けられる発電体側固定部分と位置合せ体に設けられる位置合せ体側固定部分とを着脱自在に固定する連結部材と、
連結部材を覆い、発電体側固定部分または位置合せ体側固定部分に着脱自在に装着されるカバー体とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
カバー体は、本体部と、
本体部に対して変位可能に設けられる可動部と、
予め定める変位方向一方に向かう弾発力を可動部に与える弾発力発生手段とを有し、
可動部が変位方向一方に位置する状態で、可動部が位置合せ体または発電体に係止されて、カバー体が位置合せ体または発電体に装着されることを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
発電機能を有し、互いに背となる２つの端部を有する発電体の一端部に軒側枠を、他端部に棟側枠をそれぞれ設け、前記軒側枠に他の太陽電池モジュールの棟側枠に当接可能なカバー体を脱着可能に取り付けて成るとともに、前記軒側枠に前記カバー体と係合する軒側枠係止部材を設け、且つ前記カバー体に前記軒側枠係止部材に係合させるカバー体係止部材と、前記前記軒側枠係止部材に当接して押圧する弾性部材とを設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記カバー体に雪止め部を設けたことを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
上段の太陽電池モジュールが下段の太陽電池モジュール又は瓦材の上に瓦重ねして設置される太陽電池モジュールであって、前記上段の太陽電池モジュールと前記下段の太陽電池モジュール又は前記瓦材との上下間に空隙を備えており、前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側面の全長に沿って、前記空隙への開口を設けるとともに、前記空隙が前記軒側面に対して直交する方向の換気通路を構成することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部もしくは前記瓦材の棟側端部を挟持する取付金具、又は、屋根面に固定された支持金具に係合される取付金具を、前記上段の太陽電池モジュールの下面に設けたことを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側端部が下方に撓んだ際に、前記上段の太陽電池モジュールを支持するストッパーを、前記軒側面よりも棟側に設けてなる請求項１０記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記ストッパーは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部または瓦材における棟側端部に、前記軒側面の全長に沿って設けられた突起であることを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記突起が軒側に傾斜していることを特徴とする請求項１２記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記上段の太陽電池モジュールの軒端部に、着脱自在なカバー体を垂設したことを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
野地板に配設されて、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされた状態で、上下方向に隣接する瓦材または他の太陽電池モジュールとの間に上下方向に空隙が形成され、その空隙は屋根上方の外部空間に連通することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
前記空隙から前記外部空間に連なる開口が下方側端部および上方側端部にそれぞれ形成され、開口は下方側端部および上方側端部の伸延方向全長にわたってそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１５記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
前記空隙が下方側端部の開口から上方側の開口に向かって略直線状に延びる換気通路を形成することを特徴とする請求項１６記載の太陽電池モジュール。
【請求項１８】
太陽電池モジュールが野地板に配設され、上方の太陽電池モジュールが下方に撓んだ状態で、上方の太陽電池モジュールの変形を阻止するストッパーが設けられることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
ストッパーは、上方の太陽電池モジュールの軒側端面に臨むことを特徴とする請求項１８記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
ストッパーは、太陽電池モジュールの上方側端部の伸延方向全長にわたって形成されることを特徴とする請求項１９記載の太陽電池モジュール。
【請求項２１】
ストッパーは、軒に向かうにつれて上方に突出して傾斜して延びることを特徴とする請求項２０記載の太陽電池モジュール。
【請求項２２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの複数どうしを互いに瓦重ねして、各太陽電池モジュールが電気的にそれぞれ接続されることを特徴とする太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの複数を建物の屋根上に設置し、これら太陽電池モジュール同士を瓦重ねして成る太陽電池アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば図３２に示すように、家庭の電気負荷を低減させるために、家屋の屋根上に太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する瓦一体型の太陽電池モジュール３０を瓦重ねして配設して成る太陽光発電屋根４００が知られている。
【０００３】
このような瓦型の太陽光発電屋根４００の場合、太陽電池モジュール３０は、図３３に示すように、瓦材１０と略同一形状をなす瓦状本体３１の上部に、ガラスや樹脂などの透光性基板に複数の太陽電池セルを貼り合せて構成される太陽電池３２を埋め込めませるようにし、瓦状本体３１と太陽電池３２とを樹脂等の接着剤により一体化させたものが用いられている。太陽電池モジュール３０は太陽電池３２を有しない瓦材１０と形状的には何ら変わりがないので、太陽電池モジュール３０の屋根上への配設は、通常の瓦材１０の施工と同様に、野地板３３上に配された桟木９に瓦材１０を屋根の軒先から順次瓦重ねしていくことができる。なお、太陽電池モジュール３０から出力される出力配線３４は、この瓦材１０の重なりにより生じる瓦材１０と野地板３３の隙間を通すものが一般的である。
【０００４】
また、図３４の（ｂ）に示すように、屋根の棟に対し平行な方向、すなわち屋根面に平行で水平な方向に隣り合う２つの瓦材１０のうち、一方の瓦材１０に形成され、下方へ突出する上部突出部３５と、他方の瓦材１０に形成され、上方へ突出する下部突出部３６とが噛み合わされており、瓦材１０どうしが容易にずれたりしないようにしている。
【０００５】
また、図３４の（ｂ）に示すように、家屋の軒先近傍に配される瓦材１０に、積雪の落下防止のために上方に突出させた雪止め用の突起２９を設けた雪止め付き平板瓦２７や波板瓦２８を配する場合がある。
【特許文献１】特開２０００−１９９３０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３３６８７４号公報
【特許文献３】特開２００２−６１３５６号公報
【特許文献４】特開２００１−１９３２４５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、上述のように屋根面に瓦材１０を一部積み重ねながら固定して配線して行く必要があるため、全ての配線作業の完了時には、太陽電池モジュール相互等の結線とともに、太陽電池モジュールの屋根面への固定も終えた状態となる。
【０００７】
したがって、後で結線の間違い等により、太陽電池モジュールの屋根面からの取り外し作業が必要となれば、その作業が煩雑となり問題である。
【０００８】
また、太陽電池モジュール等の保守・点検作業においても、太陽電池モジュールの取り外しが必要な作業であれば容易ではない。
【０００９】
さらに、前述したように、瓦一体型の太陽電池モジュールにおいて雪止め用の突起を設けると、太陽電池モジュールの受光面積（発電面積）が小さくなるだけでなく、突起が影を作るなどの問題が生じる。また、その問題を解消するために、通常の雪止め付き瓦材１０を使用すれば、施工が複雑化するだけでなく、雪止め部周辺には、堰き止められた雪により重量が増加するので、その過重に耐えられる強度を持たせる必要がある上に、雪止め付き瓦材１０と一般瓦材１０の２種類の瓦材１０を用意しなくてはならず、製造上及び施工上において工程が複雑化し問題である。
【００１０】
雪止め、配線の方式として、表面に凸部を設けこれを雪止め及び端子取り出し部の収納部として使用する太陽電池一体型屋根材(例えば、特許文献１を参照) や太陽電池一体型屋根材等の表面に雪止めを設ける方法(例えば、特許文献２を参照)が提案されているが、前述の問題を解決することはできない。
【００１１】
また、図３５に示す瓦型の太陽光発電屋根４０１の場合、太陽電池モジュール１３０は、ガラスや樹脂などの透光性基板と太陽電池セルを貼り合せて構成される太陽電池１３２に、瓦材１１０と置き換え可能な取付構造・防水構造をもつ金属などの枠１０８を取り付けたものであり、前記太陽電池モジュール１３０は他の太陽電池を有しない瓦材１１０と、混ぜ葺きすることができる。
【００１２】
しかしながら、上述のように太陽電池モジュール１３０を瓦状に葺く場合、一般の瓦葺を使用する場合よりも重ね合わせで生じる隙間が少なく、通気性が悪い。特に枠１０８が押し出し成型等で作製された金属の場合は、雨水の吹き込みや結露による湿気や夏場等に瓦裏にたまる熱気が排出されにくい。また、瓦材１１０と太陽電池モジュール１３０、及び太陽電池モジュール１３０どうしの重ねあわせ部で軋みによる騒音、レール材の被覆の磨耗などの問題が生じる。さらに、このように太陽電池モジュール１３０を瓦重ねに設置するとメンテナンス等で太陽電池モジュールを交換するとき、モジュールの着脱が煩雑となるといった問題がある。
【００１３】
図３６に示すように、一方、雨水の吹き込み防止の方法として、下段太陽電池モジュールの棟側枠１２６と上段太陽電池モジュールの軒側枠１２７の間に合成樹脂発泡体を挟むことが提案されている。(例えば、特許文献３参照)
また、瓦裏面の換気の方法として、軒側枠１２７にスリットをあける方法が提案されている。(例えば、特許文献４参照)
この方法では雨水の吹き込みは軽減できるが、一度入ってしまった雨水や結露による湿気がより排出されにくくなったり、内部に溜まった水により金属の腐食が生じるといった問題がある。
【００１４】
そこで、本発明では、屋根上での太陽電池モジュールの配設作業や保守・点検作業等を簡便に行うことが可能な太陽電池モジュールおよびそれを用いた太陽電池アレイを提供することを目的とする。さらに雪止めの機能を任意の太陽電池モジュールに持たせることが可能な優れた屋根用の太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイを提供することを目的とする。
【００１５】
また本発明では、瓦裏の湿気、熱気が排出され易くすること、瓦重ね部の軋みや磨耗をなくすること、メンテナンス時などに太陽電池モジュールを容易に取り外しすることを可能とする太陽電池アレイ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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールは、瓦材とともに屋根面に配設されることによって、瓦材と協同して野地板を覆う太陽電池モジュールであって、野地板に配設された状態で、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされる位置合わせ体と、位置合わせ体に着脱可能に装着される発電体とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、位置合せ体は、野地板に配設された状態で、下方への変位を阻止する変位阻止部を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、位置合せ体は、野地板に配設された状態で、発電体の両端部をそれぞれ支持することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、位置合せ体は、予め定める装着位置に発電体を案内する案内部を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、発電体が位置合せ体に装着された状態で、発電体に設けられる発電体側固定部分と位置合せ体に設けられる位置合せ体側固定部分とを着脱自在に固定する連結部材と、連結部材を覆い、発電体側固定部分または位置合せ体側固定部分に着脱自在に装着されるカバー体とをさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、カバー体は、本体部と、本体部に対して変位可能に設けられる可動部と、予め定める変位方向一方に向かう弾発力を可動部に与える弾発力発生手段とを有し、可動部が変位方向一方に位置する状態で、可動部が位置合せ体または発電体に係止されて、カバー体が位置合せ体または発電体に装着されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、発電機能を有し、互いに背となる２つの端部を有する発電体の一端部に軒側枠を、他端部に棟側枠をそれぞれ設け、前記軒側枠に他の太陽電池モジュールの棟側枠に当接可能なカバー体を脱着可能に取り付けて成るとともに、前記軒側枠に前記カバー体と係合する軒側枠係止部材を設け、且つ前記カバー体に前記軒側枠係止部材に係合させるカバー体係止部材と、前記前記軒側枠係止部材に当接して押圧する弾性部材とを設けたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記カバー体に雪止め部を設けたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、上段の太陽電池モジュールが下段の太陽電池モジュール又は瓦材の上に瓦重ねして設置される太陽電池モジュールであって、前記上段の太陽電池モジュールと前記下段の太陽電池モジュール又は前記瓦材との上下間に空隙を備えており、前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側面の全長に沿って、前記空隙への開口を設けるとともに、前記空隙が前記軒側面に対して直交する方向の換気通路を構成することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部もしくは前記瓦材の棟側端部を挟持する取付金具、又は、屋根面に固定された支持金具に係合される取付金具を、前記上段の太陽電池モジュールの下面に設けたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側端部が下方に撓んだ際に、前記上段の太陽電池モジュールを支持するストッパーを、前記軒側面よりも棟側に設けていること特徴とする。
【００２７】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記ストッパーは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部または瓦材における棟側端部に、前記軒側面の全長に沿って設けられた突起であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記突起が軒側に傾斜していることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記上段の太陽電池モジュールの軒端部に、着脱自在なカバー体を垂設したことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、野地板に配設されて、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされた状態で、上下方向に隣接する瓦材または他の太陽電池モジュールとの間に上下方向に空隙が形成され、その空隙は屋根上方の外部空間に連通することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記空隙から前記外部空間に連なる開口が下方側端部および上方側端部にそれぞれ形成され、開口は下方側端部および上方側端部の伸延方向全長にわたってそれぞれ形成されることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記空隙が下方側端部の開口から上方側の開口に向かって略直線状に延びる換気通路を形成することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールが野地板に配設され、上方の太陽電池モジュールが下方に撓んだ状態で、上方の太陽電池モジュールの変形を阻止するストッパーが設けられることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、ストッパーは、上方の太陽電池モジュールの軒側端面に臨むことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、ストッパーは、太陽電池モジュールの上方側端部の伸延方向全長にわたって形成されることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、ストッパーは、軒に向かうにつれて上方に突出して傾斜して延びることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールの複数どうしを互いに瓦重ねして、各太陽電池モジュールが電気的にそれぞれ接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１に記載の太陽電池モジュールによれば、瓦材とともに屋根面に配設されることによって、瓦材と協同して野地板を覆う太陽電池モジュールであって、野地板に配設された状態で、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされる位置合わせ体と、位置合わせ体に着脱可能に装着される発電体とを含むことで、位置合せ体が野地板に配設された状態で、発電体を取外すことができる。これによって屋根上での太陽電池モジュールの配設作業や保守および点検作業を簡便に行うことができる。たとえば太陽電池モジュール配設後の各発電体の結線の間違いおよび発電体の破損などによって、発電体を取外す必要が生じた場合に、発電体を容易に取外すことができる。
【００３９】
また、請求項２に記載の太陽電池モジュールによれば、位置合せ体は、野地板に配設された状態で、下方への変位を阻止する変位阻止部を有することで、太陽電池モジュールが下方にずれることを防ぐことができる。たとえば変位阻止部は、下方の瓦材、下方の他の太陽電池モジュールまたは野地板に設けられる係止部に係止される。
【００４０】
また、請求項３に記載の太陽電池モジュールによれば、位置合せ体は、野地板に配設された状態で、発電体の両端部をそれぞれ支持することで、発電体の両端部が支持されることによって、発電体の変形を防止することができる。これによって発電体が雪を積載しても発電体の破損を防ぐことができる。
【００４１】
また、請求項４に記載の太陽電池モジュールによれば、位置合せ体は、予め定める装着位置に発電体を案内する案内部を有することで、発電体が案内体に案内されて位置合せ体に装着される。これによって発電体の装着作業を容易に行うことができる。
【００４２】
また、請求項５に記載の太陽電池モジュールによれば、発電体が位置合せ体に装着された状態で、発電体に設けられる発電体側固定部分と位置合せ体に設けられる位置合せ体側固定部分とを着脱自在に固定する連結部材と、連結部材を覆い、発電体側固定部分または位置合せ体側固定部分に着脱自在に装着されるカバー体とをさらに含むことで、連結部材によって位置合せ体と発電体とを固定することによって、発電体を装着した後に、発電体が位置合せ体からずれること防ぐことができる。たとえば連結体は、ボルトによって実現され、各固定部分のいずれかは、ねじ孔が形成されることによって実現される。さらにカバー体が連結部材を覆うことによって、太陽電池モジュールの美観を向上することができる。
【００４３】
また、請求項６に記載の太陽電池モジュールによれば、カバー体は、本体部と、本体部に対して変位可能に設けられる可動部と、予め定める変位方向一方に向かう弾発力を可動部に与える弾発力発生手段とを有し、可動部が変位方向一方に位置する状態で、可動部が位置合せ体または発電体に係止されて、カバー体が位置合せ体または発電体に装着されるようにすることで、可動部は、弾発力発生手段によって弾発力が与えられた状態に保たれるので、カバー体が位置合せ体または発電体から脱離することを防ぐことができる。また弾発力に抗して可動部を変位方向他方に移動させることによって、可動部と、位置合せ体または発電体との係止状態を解除することができる。これによってカバー体と位置合せ体または発電体との装着状態を容易に解除することができる。
【００４４】
また、請求項７に記載の太陽電池モジュールによれば、発電機能を有し、互いに背となる２つの端部を有する発電体の一端部に軒側枠を、他端部に棟側枠をそれぞれ設け、前記軒側枠に他の太陽電池モジュールの棟側枠に当接可能なカバー体を脱着可能に取り付けて成るとともに、前記軒側枠に前記カバー体と係合する軒側枠係止部材を設け、且つ前記カバー体に前記軒側枠係止部材に係合させるカバー体係止部材と、前記前記軒側枠係止部材に当接して押圧する弾性部材とを設けたことで、弾性部材により軒側枠とカバー体とが強固に保持されるとともに、枠カバーの脱着も容易である。これによって太陽電池モジュールの屋根面からの取り外し作業が容易となり、太陽電池モジュールの保守作業、点検作業および太陽電池モジュール相互の結線作業などのために、屋根面から太陽電池モジュールを屋根面から容易に取り外すことができる。また汎用性の高い太陽電池モジュールを提供できる。
【００４５】
また、現地設置時に補強のために追加するなどして製品強度を変えることもできるので、同一部材で対応ができ、製品の種類を削減することができる。たとえば現地設置時に補強のために弾性部材を追加することで、軒側枠とカバー体との保持強度を向上することでき、同一部材で対応ができ、製品の種類を削減することができる。
【００４６】
また、枠カバー自体を固定するためのねじ等を設けなくて良いので、外観の向上や、ねじ部の防水構造が不要などの利点があり好適である。
【００４７】
また、請求項８に記載の太陽電池モジュールによれば、前記カバー体に雪止め部を設けたことで、屋根上に設置した太陽電池モジュールの任意位置に雪止め部を設けることが容易となるので、主要部材である太陽電池モジュールを１種類にすることができるとともに、雪止め用とそうでない一般の太陽電池モジュールとを分けて管理し、設置工事する必要がなく、施工が簡素化できる。しかも、カバー体のみ雪止め用に変更すればよいので、施工完了後の仕様変更も容易である。さらに太陽電池モジュールのいずれにも雪止めカバーを配することが可能なので、屋根上の軒側の太陽電池モジュールだけでなく、屋根の中間位置や棟側の太陽電池モジュールにも雪止め機構を備えたカバー体を配して、積雪の荷重が一部の太陽電池モジュールに集中しないように配慮することもできる。
【００４８】
また、請求項９に記載の太陽電池モジュールによれば、上段の太陽電池モジュールが下段の太陽電池モジュール又は瓦材の上に瓦重ねして設置される太陽電池モジュールであって、前記上段の太陽電池モジュールと前記下段の太陽電池モジュール又は前記瓦材との上下間に空隙を備えており、前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側面の全長に沿って、前記空隙への開口を設けるとともに、前記空隙が前記軒側面に対して直交する方向の換気通路を構成することで、瓦裏の湿気、熱気が前記開口から排出され易く、また、前記空隙は前記軒側面に対して直交する方向の換気通路を構成することから、前記開口とは反対側からも瓦裏の湿気、熱気が排出され易い。
【００４９】
また、請求項１０に記載の太陽電池モジュールによれば、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部もしくは前記瓦材の棟側端部を挟持する取付金具、又は、屋根面に固定された支持金具に係合される取付金具を、前記上段の太陽電池モジュールの下面に設けたことで、上段の太陽電池モジュールと下段の太陽電池モジュール又は瓦材との間で、取付金具に関する摺接部分を排除することができる。したがって、取付金具に関する瓦重ね部の軋みや摩耗をなくすることができる。
【００５０】
また、請求項１１に記載の太陽電池モジュールによれば、前記上段の太陽電池モジュールにおける軒側端部が下方に撓んだ際に、前記上段の太陽電池モジュールを支持するストッパーを、前記軒側面よりも棟側に設けることで、屋根上作業者などが太陽電池アレイに乗ったり、積雪などの荷重が加えられて、上段の太陽電池モジュールにおける軒側端部が下方に撓んだ際に、太陽電池モジュールの枠体が変形しにくい。
【００５１】
また、請求項１２に記載の太陽電池モジュールによれば、前記ストッパーは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部または瓦材における棟側端部に、前記軒側面の全長に沿って設けられた突起であるようにすることで、前記支持ストッパーは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部または瓦材における棟側端部に、前記軒側面の全長に沿って設けられた突起であることから、さらに雨水が吹き込みにくい。
【００５２】
また、請求項１３に記載の太陽電池モジュールによれば、前記突起が軒側に傾斜していることで、前記支持ストッパーは、前記下段の太陽電池モジュールにおける棟側端部または瓦材における棟側端部に設けられて、軒側に傾斜する突起であることから、前記突起が雨返しとなって、雨水が吹き込みにくい。
【００５３】
また、請求項１４に記載の太陽電池モジュールによれば、前記上段の太陽電池モジュールの軒端部に、着脱自在なカバー体を垂設したことで、前記上側の太陽電池モジュールの軒端部に着脱自在なカバー体を垂設したことから、太陽電池アレイの美観を向上させるとともに、メンテナンス時などに太陽電池モジュールを容易に取り外すことができる。
【００５４】
また、請求項１５に記載の太陽電池モジュールによれば、野地板に配設されて、瓦材または他の太陽電池モジュールに位置合せされた状態で、上下方向に隣接する瓦材または他の太陽電池モジュールとの間に上下方向に空隙が形成され、その空隙は屋根上方の外部空間に連通することで、太陽電池モジュールと野地板との間の湿気および熱気が空隙を通過して外部空間に移動する。これによって湿気および熱気が空隙に留まることが防がれる。
【００５５】
また、請求項１６に記載の太陽電池モジュールによれば、前記空隙から前記外部空間に連なる開口が下方側端部および上方側端部にそれぞれ形成され、開口は下方側端部および上方側端部の伸延方向全長にわたってそれぞれ形成されるようにすることで、開口を可及的に大きくすることができ、湿気および熱気が空隙に留まることをさらに防ぐことができる。
【００５６】
また、請求項１７に記載の太陽電池モジュールによれば、前記空隙が下方側端部の開口から上方側の開口に向かって略直線状に延びる換気通路を形成することで、熱気および湿気が換気通路を通過して外部空間に移動することによって、より確実に熱気および湿気が空隙に留まることを防ぐことができる。
【００５７】
また、請求項１８に記載の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールが野地板に配設され、上方の太陽電池モジュールが下方に撓んだ状態で、上方の太陽電池モジュールの変形を阻止するストッパーが設けられるようにすることで、上方の太陽電池モジュールが変形しても、下方の太陽電池モジュールのストッパーで支持することで、太陽電池モジュールが大きく変形することを防ぐことができる。これによって屋根上作業者などが太陽電池モジュールに乗ったり、積雪などの荷重が加えられても太陽電池モジュールの破損を防ぐことができる。ストッパーは、上方太陽電池モジュールおよび下方の太陽電池モジュールのいずれに形成されてもよい。
【００５８】
また、請求項１９に記載の太陽電池モジュールによれば、ストッパーは、上方の太陽電池モジュールの軒側端面に臨むことで、変形が大きい部分を支持することができ、上方の太陽電池モジュールの破損をより確実に防ぐことができる。
【００５９】
また、請求項２０に記載の太陽電池モジュールによれば、ストッパーは、太陽電池モジュールの上方側端部の伸延方向全長にわたって形成されるようにすることで、ストッパーが雨換えしとなって、雨水が野地板と太陽電池モジュールとの間に侵入することを防ぐことができる。また太陽電池モジュールがストッパーに当接したときに、太陽電池モジュールの一部に荷重が集中することを防ぐことができる。これによって上方の太陽電池モジュールが破損することをさらに確実に防止することができる。
【００６０】
また、請求項２１に記載の太陽電池モジュールによれば、ストッパーは、軒に向かうにつれて上方に突出して傾斜して延びることで、さらに確実に雨水が野地板と太陽電池モジュールとの間に侵入することを防ぐことができる。
【００６１】
さらに、請求項２１に記載の太陽電池アレイによれば、請求項１記載の太陽電池モジュールの複数どうしを互いに瓦重ねして、各太陽電池モジュールが電気的にそれぞれ接続されるようにすることで、上述したように位置合せ体が野地板に配設された状態で、発電体を取外すことができる。これによって屋根上での太陽電池アレイの配設作業や保守および点検作業を簡便に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００６３】
以下に、本発明に係る太陽電池モジュール１及びそれを用いた太陽電池アレイ９０の実施形態について、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００６４】
図１に太陽電池モジュール１の受光面側からみた斜視図を、図２に断面図を、図３に分解斜視図を、図４に２つに分離した分解断面図をそれぞれ示す。また、図５にこの太陽電池モジュール１の複数を結線して配設して成る太陽電池アレイ９０が、建物の屋根の一部に配設されている様子を示す。また、図６〜図１３、及び図１５〜図１６、図１８に太陽電池モジュール１の一部断面図を、図１４に枠カバー２の斜視図を、図１７に太陽電池モジュール１の出力配線を取り出す様子を示す。
【００６５】
図１に示すように、太陽電池モジュール１は、発電機能を有し平面略長方形をなす板状本体の太陽電池部５０と、ケーシング５１と、枠カバー２とを含んで構成される。太陽電池部５０は、発電能力を有する発電体となる。またケーシング５１は、瓦材１０、他の太陽電池モジュールまたは野地板に位置合せされる位置合せ体となる。太陽電池部５０は、太陽電池１１と、棟側長辺枠１２と、軒側長辺枠１３と、側面枠１４とを備える。太陽電池１１は、ガラスや樹脂などの透光性基板と複数の太陽電池セルとが貼り合されて、板状に形成される。棟側長辺枠１２は、太陽電池１１の棟側に配され、太陽電池１１に取り付けられる。軒側長辺枠１３は、太陽電池１１の軒側に配され、太陽電池１１に取り付けられる。側面枠１４は、太陽電池１１の左右両側に配され、太陽電池１１に取り付けられる。枠カバー２は、軒側長辺枠１３へ取り付けられる。
【００６６】
なお、本発明において、棟側とは、屋根面に設置される太陽電池モジュール１のうちの下方側である。また棟側とは、前記屋根面のうちの上方側である。また、本発明において、太陽電池モジュール１が屋根面に設置された場合において、屋根面と平行でかつ水平線に垂直な方向を傾斜方向Ｘとし、屋根面と平行でかつ水平線に沿って延びる方向を水平方向Ｙとし、鉛直な方向を鉛直方向Ｚとする。なお、傾斜方向一方Ｘ１は、屋根面に沿って上方に向かう方向となり、傾斜方向他方Ｘ２は、屋根面に沿って下方に向かう方向となる。
【００６７】
また図２〜図４に示すように、ケーシング５１は、長尺支持体１６と、軒側固定金具１７と、棟側固定金具１８とを含んで構成される。長尺支持体１６は、太陽電池１１の裏面、したがって太陽光を受光する光受光面に対して反対側に設けられる。軒側固定金具１７は、長尺支持体１６の軒側に取り付けられる。棟側固定金具１８は、長尺支持体１６の棟側に取り付けられる。そして、太陽電池部５０とケーシング５１とは、締結ねじ１９により締結されている。締結ねじ１９は、太陽電池部５０とケーシング５１とを固定する連結部材となる。また枠カバー２の内側には、軒側長辺枠１３に係止される弾性部材であるスプリング３が取り付けられている。
【００６８】
すなわち図３に示すように、太陽電池モジュール１は太陽電池部５０とケーシング５１とを含む。太陽電池部５０は、太陽光を受光面に受光することで発電する。ケーシング５１は、一端部が屋根に取付けられる。太陽電池部５０は、屋根に取り付けられるケーシング５１に着脱可能に収容され、締結ねじ１９により結合される。ここで、締結ねじ１９は軒側長辺枠１３を取り付ける枠カバー２により覆われ、外部からは見えないようにしている。また、枠カバー２はスプリング３の弾性変形により容易に脱着が可能である。
【００６９】
太陽電池１１は受光面にガラスや樹脂等の透光性基板が設けられ、この透光性基板に多数の太陽電池素子が収容された樹脂等からなる封止材が貼着されたものが好適である。また、太陽電池素子としては、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や非単結晶の材料が用いられ、互いに直列及び／または並列に電気的に接続される。また、太陽電池本体に設けた枠は、アルミニウム等の軽量で強度的に優れた金属材料等から構成されるが、耐候性に優れた樹脂材でもよい。また、ケーシング５１は強度的に優れた金属材料等を使用するのが好適である。
【００７０】
具体的には、太陽電池１１は、矩形板状に形成される。棟側長辺枠１２は、太陽電池１１の棟側縁辺３００を挟持して、棟側縁辺３００が延びる幅方向Ｙの全長にわたって延びる。棟側長辺枠１２は、太陽電池１１を挟持する挟持部３０７と、挟持部３０７から棟側に延びる基部３０１と、基部３０１から鉛直方向上方Ｚ１に突出するストッパー片３０２、３０３と、基部３０１から棟側に延びる係止部３０４とを有する。
【００７１】
ストッパー片３０２，３０３は、太陽電池モジュールが部分的に鉛直方向Ｚに重ねられた場合に、棟側の太陽電池モジュールが下方に変形した際に、軒側の太陽電池モジュールに当接する。そして当接した状態から、棟側の太陽電池モジュールがさらに変形することを阻止する。
【００７２】
基部３０１は、太陽電池１１の裏面よりも下方に突出し、太陽電池１１と平行に延びる下面３０９が形成される。係止部３０４は、先端部分３０５が係止部３０４の残余の部分３０６に対して上方Ｚ１に向かって滑らかに湾曲する。係止部３０４は、棟側に太陽電池モジュールが配置される場合に、棟側の太陽電池モジュール１に形成される変位阻止部３３１と嵌合して、棟側の太陽電池モジュール１を位置合せする。
【００７３】
軒側長辺枠１３は、太陽電池１１の軒側縁辺３１０を挟持して、軒側縁辺３１０が延びる幅方向Ｙの全長に沿って延びる。軒側長辺枠１３は、太陽電池１１を挟持する挟持部３１７と、挟持部３１７から軒側に延び、挿通孔が形成される太陽電池側固定部３１１と、挟持部３１７から棟側でかつ太陽電池１１の裏面に延びる嵌合部３１２とを有する。
【００７４】
ケーシング５１は、２つ設けられる。各ケーシング５１は、図３に示すように、太陽電池１１の幅方向Ｙに互いに間隔を開けてそれぞれ設けられる。各ケーシング５１は、同一形状に形成される。ケーシング５１は、太陽電池部５０よりも幅方向Ｙ寸法が短く、傾斜方向Ｘ寸法が太陽電池部５０とほぼ同様の寸法に形成される。
【００７５】
長尺支持体１６は、長方形板状に形成され、その長手方向が傾斜方向Ｘに沿って延びる。長尺支持体１６の上面３２０は、滑らかに延びる。太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、棟側長辺枠１２の基部３０１の下面３０９は、長尺支持体１６の上面３２０に当接する。
【００７６】
軒側固定金具１７は、長尺支持体１６の下方に延びて、野地板に当接する第１脚部３３０と、ケーシング５１が下方へ変位することを阻止する変位阻止部３３１と、太陽電池側固定部３１１に固定されるためのケーシング側固定部３３２とを有する。変位阻止部３３１は、軒側の太陽電池モジュール、軒側の瓦部材または野地板に設けられる係止部２１が嵌合する係止凹所３３３が形成される。
【００７７】
ケーシング側固定部３３２は、太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、太陽電池側固定部３１１に対向した位置に形成される。ケーシング側固定部３３２は、太陽電池側固定部３１１に形成される挿通孔と同軸のねじ孔が形成される。ねじ孔は、挿通孔よりも小さい直径を有する。連結部材である締結ねじ１９が太陽電池側固定部３１１の挿通孔を通過し、ケーシング側固定部３３２のねじ孔に羅合することによって、太陽電池部５０とケーシング５１とが着脱可能に固定される。
【００７８】
また軒側固定金具１７は、長尺支持体１６と協同して上方に開口を有する嵌合孔３３４が形成される。太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、嵌合孔３３４に軒側長辺枠１３の嵌合部３１２が嵌合することによって、太陽電池部５０とケーシング５１との傾斜方向Ｘの位置合せを容易に行うことができる。
【００７９】
棟側固定金具１８は、長尺支持体１６の下方に延びて、野地板に当接する第２脚部３４０と、長尺支持体１６の上方に延びるとともに、先端部分３４１が残余の部分３４２に対して軒側に屈曲する案内部３４３が形成される。第２脚部３４０は、野地板に当接するとともに野地板に設けられる浅木に棟側から当接する。これによってケーシング５０が野地板に対して位置合せされるとともに下方に変位することが阻止される。案内部３４３は、軒側に開放され、太陽電池部５０の係止部３０４が緩やかに嵌合する係止空間３４４が形成される。案内部３４３が設けられることによって、太陽電池部５０をケーシング５０に設けられる装着位置に容易に案内することができる。
【００８０】
軒側固定金具１７と棟側固定金具１８のそれぞれの脚部３３０，３４０が野地板に当接することによって、長尺支持体１６の両端を支持することができ、ケーシング５１に装着される太陽電池部５０を安定して支持することができる。また２つのケーシング５１が太陽電池部５０の幅方向両側を支持することによって、さらに安定して太陽電池部５０を支持することができる。また太陽電池部５０に出力配線６が接続される端子ボックス３５０が形成される場合、２つのケーシング５１が間隔をあけて配置されることによって、端子ボックス３５０とケーシング５１とが干渉することを防ぐことができる。
【００８１】
また図４に示すように、棟側長辺枠１２の基部３０１の下面３０９から突出する突起３０８が形成され、長尺支持体１６の上面３２０に凹所３２１が形成されてもよい。太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、前記突起３０８が前記凹所３２１に嵌合することによって、太陽電池部５０とケーシング５１とを位置合わせすることができる。また太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、太陽電池１１とケーシング５０とは、上下方向Ｚに間隔Ｌ１をあけて配置される。これによってケーシング５１および太陽電池５０の精度が低くても、確実に太陽電池部５０とケーシング５１とを装着させることができる。
【００８２】
枠カバー２は、太陽電池部５０がケーシング５１に装着された状態で、軒側長辺枠１３を覆う。図４に示すように、軒側長辺枠１３の太陽電池側固定部３１１には、第１係合凹所３５１と第１係合突起３５２とが形成される。第１係合凹所３５１および第１係合突起３５２は、幅方向Ｙに延びる。枠カバー２には、第１係合凹所３５１に係合する第２係合突起３５３と、第１係合突起３５２が係合する第２係合凹所３５４が形成される。枠カバー２の第２係合突起３５３が第１係合凹所３５１に係合し、太陽電池側固定部３１１の第１係合突起３５２が枠カバー２の第２係合凹所３５４に係合することによって、枠カバー２が傾斜方向Ｘに変位することが阻止される。また締結ボルト１９が太陽電池側固定部３１１とケーシング側固定部３３２とを固定した状態で、枠カバー２が太陽電池側固定部３１１に装着されることによって、締結ボルト１９を隠すことができる。
【００８３】
枠カバー２は、上述した第２係合突起３５３と第２係合凹所３５４とが形成される本体部３５５のほか、本体部３５５に対して傾斜方向Ｘに変位可能に設けられる可動部と、傾斜方向上方Ｘ１に向かう弾発力を可動部に与える弾発力発生手段を有する。本実施の形態では、可動部と弾発力発生手段とは、スプリング３によって実現される。この場合、スプリング３の先端部が可動部となる。スプリング３の先端部が、太陽電池側固定部３１１またはケーシング側固定部３３２に係止されることによって、枠カバー２が上下方向Ｚに変位することが阻止される。またスプリング３のばね力に抗する力を与えて、スプリング３の先端部を傾斜方向下方Ｘ２に移動させることによって、スプリング３の先端部と太陽電池側固定部３１１またはケーシング側固定部３３２との係止状態を解除することができる。図５に示すように、太陽電池モジュール１は、建物の屋根上にセラミックスや金属製の瓦材１０と混在させて設置することが可能である。太陽電池モジュール１は、瓦材１０に囲まれた設置や、瓦材１０を太陽電池モジュール１どうしの間に配した設置、または屋根の一面の全てに設置することができる。なお、図中の瓦材１０は外観が平坦な平板瓦を使用しているが、表面が波状の波型瓦としてもよく、棟側と軒側の瓦を交互に配する施工方法を採用しても、瓦が棟から軒まで一直線に並ぶように配する方法を採用してもよい。また、太陽電池モジュール１の長さは材瓦１０の外形寸法（または、瓦重ねした際には一つの瓦の表面に現れている面における幅）の略整数倍に合わせていることが好ましい。また、太陽電池モジュールを傾斜方向Ｘに並べる場合、傾斜方向Ｘに並ぶ２つの太陽電池モジュール１のうち、軒側の太陽電池モジュール１のケーシング５１と、棟側の太陽電池モジュール１のケーシング５１との幅方向Ｙの位置をずらすことが好ましい。これによって各太陽電池モジュール１のケーシング５１が干渉することを防ぐことができる。
【００８４】
次に、太陽電池モジュール１を瓦材１０と混在させて屋根上に設置していく方法について説明する。図６〜図８に示すように、瓦材１０は野地板３３上に配された桟木９に窪みを引掛ける形で軒側にずり落ちないように設置される。この瓦材１０の棟側の野地板３３上に、軒先側受け金具２０をねじや釘で固定して配し、軒先側受け金具２０の金具係止部２１を、太陽電池モジュール１の軒側固定金具１７の変位阻止部３３１に形成される係止凹所３３３に収容するように太陽電池モジュール１を移動させる。これによって太陽電池モジュール１を屋根上に固定するとともに、瓦材１０と太陽電池モジュール１とを瓦どうしのように瓦重ねさせることができる。太陽電池モジュール１は、軒側に移動することが阻止され、瓦材１０の棟側端部３６０の上方に太陽電池モジュール１の軒側端部３６１が配置される。このときケーシング５１が、太陽電池部５０を瓦材１０に対して、上下方向Ｚに間隔Ｌ２を開けた状態で太陽電池部５０を支持する。なお、太陽電池モジュール１の棟側固定金具１８は釘２４やねじ釘などで野地板上に打ち付けて固定する。
【００８５】
図９に示すように、瓦材１０の棟側端部３６１に係止部２１が形成されてもよい。この場合も、上述と同様に係止部２１を、太陽電池モジュール１の軒側固定金具１７の変位阻止部３３１に形成される係止凹所３３３に収容するように太陽電池モジュール１を移動させて、太陽電池モジュール１を野地板３３に固定する。
【００８６】
太陽電池モジュール１どうしの瓦重ねの場合も、同様にして、図１０〜図１２に示すように、軒側の太陽電池モジュール１Ａの棟側長辺枠１２の係止部３０４を、棟側の太陽電池モジュール１Ｂの軒側固定金具１７の変位阻止部３３１に形成される係止凹所３３３に収容するように棟側の太陽電池モジュール１Ｂを移動させることにより、図１２に示すように、太陽電池モジュール同士を瓦重ねさせることができる。
【００８７】
このようにして固定された棟側の太陽電池モジュール１Ｂの軒側長辺枠１３は、軒側の太陽電池モジュール１Ａの棟側長辺枠１２上部に覆い被さるように配置されており、棟側太陽電池モジュール１Ｂの軒側長辺枠１３に取り付けられた枠カバー２と、軒側の太陽電池モジュール１Ａのストッパー片３０２，３０３とにより雨かえし構造を形成し、雨や風の侵入を極力防止している。すなわち枠カバー２は、軒側長辺枠１３の幅方向Ｙの全長にわたって幅方向Ｙに延び、軒側の太陽電池モジュール１Ａの棟側長辺枠１２に上下方向Ｚに近接した位置まで延びる。同様にストッパー片３０２，３０３は、棟側長辺枠１２の幅方向Ｙの全長に渡って幅方向Ｙに延び、棟側の太陽電池モジュール１Ｂの軒側長辺枠１３に上下方向Ｚに近接した位置まで延びる。
【００８８】
また、枠カバー２と締結ねじ１９のねじ上部との空間をねじの全長よりも短くしておくことにより、締結ねじ１９が緩んだ際に完全に脱落してしまわないようにねじ頭を押さえておくことができる。
【００８９】
図１３の（ａ）〜（ｄ）に枠カバー２の取り付け方法を示す。図１３の（ａ）に示すように、枠カバー２の内側には傾斜部６１を有したスプリング３が取り付けられている。傾斜部６１の上面は、傾斜方向一方Ｘ１に向かうにつれて下方Ｚ２に傾斜する。また、図１３の（ｂ）に示すように、枠カバー２の係止部材である第２係合突起３５３を、太陽電池モジュール１の軒側長辺枠１３の係止部材である第１係合凹所３５１に軽く差し込み、斜め下方向に押し込む。これにより、図１３の（ｃ）に示すように、スプリング３が弾性変形により圧縮され、枠カバー２の係止部材である第２係合凹所３５４が、軒側長辺枠１３の係止部材である第１係合突起３５２上に移動し、第２係合突起３５３と第１係合凹所３５１、第２係合凹所３５４と第１係合突起３５２が、図１３の（ｄ）のようにそれぞれ嵌合することができるようになる。このときスプリング３は復元力により傾斜部６１が軒側長辺枠１３の下面に対向する位置に移動する。これによって軒側長辺枠１３に対し枠カバー２の上方Ｚ１に向かう変位が阻止され、枠カバー２と軒側長辺枠１３とが強固に保持される。
【００９０】
傾斜部６１はその傾斜度合いによって軒側長辺枠１３との接触点を上下に移動することが可能であり、長辺枠１３や枠カバー２、またはスプリング３自身の寸法誤差や精度を吸収することができる。また、軒側長辺枠１３と枠カバー２の嵌合精度を緩くする働きもある。さらに、傾斜部６１の先端に、傾斜方向他方Ｘ２に向かうにつれて上方Ｚ１に傾斜するスプリング突起部６２を設けることにより、軒側長辺枠１３にスプリング突起部６２が爪を立てることとなり、スプリング３を縮みにくくして枠カバー２の保持をよりいっそう強固にすることができる。また、前記工法では枠カバー２自体を固定するためのねじ等を表面に設けなくて良いので、概観の向上や、ねじ部の防水構造が不要などの利点があり好適であり、ねじ等の固定部材を別途準備する必要がないので取り付け作業が簡便である。
【００９１】
スプリング３は枠カバー２に接着剤、ねじ、リベット等で取付けてもよいが、図１４のように枠カバー２に形成されるスリットに挿入するようにしてもよい。スリットに挿入されるスプリング３は、幅方向Ｙに移動可能に形成される。また、枠カバー２への取り付け個数は、枠カバー２の長さやスプリング３の弾性強度により選定すればよく、現地設置時に補強のために追加するなどして製品強度を変えることもできるので、同一部材で対応ができ、製品の種類を削減することができる。
【００９２】
次に、図１５の（ａ）〜（ｄ）に枠カバー２の取り外し方法を示す。図１５の（ａ）に示すように、取り外し治具４０を枠カバー２の下から枠カバー２の内側に挿入した後、図中矢印の方向に引いてスプリング３を圧縮する。スプリング３が圧縮されると、図１５の（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１の軒側長辺枠１３への係止が解除され、軒側長辺枠１３の第１凹部１３ｂを通過できるようになる。すなわち枠カバー２を軒側長辺枠１３から取外すことが可能な状態となる。このため、図中矢印のように上方に持ち上げて、図１５の（ｃ）に示すように、第２係合突起３５３と第１係合凹所３５１、第２係合凹所３５４と第１係合突起３５２の嵌合が解除され、図１５の（ｄ）に示すように、容易に枠カバー２を取り外すことが可能となる。
【００９３】
このように枠カバー２が容易に取り外すことができるようになることにより、図１６の（ａ）に示すように、一旦設置が完了し、軒側の太陽電池モジュール１Ａと、棟側の太陽電池モジュール１Ｂと係合した後で、軒側の太陽電池モジュール１Ａの枠カバー２を取り外すことで、太陽電池部５０とケーシング５１を結合している締結ねじ１９を容易に取り外すことが可能となり、図１６の（ｂ）に示すように、棟側の太陽電池モジュール１Ｂの枠カバー２も取り外すことで、軒側の太陽電池モジュール１Ａの太陽電池部５０を取り外すことができるようになる。また、太陽電池モジュール１Ａ，１Ｂどうしの嵌め込みも逆の手順で容易に行なうことができる。また、これを利用し、例えば図１７に示すように、枠カバー２を外すと棟側の太陽電池モジュール１Ｂと軒側の太陽電池モジュール１Ａの軒側長辺枠１３の間に軒側の太陽電池モジュール１Ａの裏面に通じる隙間が生じるので、ここから軒側の太陽電池モジュール１Ａの出力配線６を引き出すことが可能である。そこで、太陽電池モジュール１の設置時には枠カバー２を外しておき、太陽電池モジュール１の出力配線６を外に引き出した状態で、太陽電池モジュール配設完了後に結線を行い、前記隙間から太陽電池モジュール裏面に押し込んだ後に枠カバー２を取り付けるようにする。
【００９４】
これにより、太陽電池モジュール１の配設と出力配線の結線を分けて作業することができるので、太陽電池モジュール１の配設中に配線工程が入るといった複雑な施工方法を簡略化させ、スムーズな配設作業とすることができる。しかも、出力配線の結線状況を確認した上で配線を収納することができるので、配線ミスを生じさせにくい。さらに、配線に問題が生じていた場合の結線状態の確認や修正も枠カバー２を外すだけで容易に行なうことができる。
【００９５】
また、太陽電池モジュール１の枠カバー２が取外し可能であることを利用し、図１８に示すように、軒側枠に雪止め機構４（雪止め部）を備えた雪止めカバー５を着脱可能に取り付けることができる。枠カバーとして受光面に対して上方に突出させた雪止め用突出部４（雪止め部）を備えた雪止めカバー５を使用することにより、屋根上の任意の位置に雪止め構造とすることが容易になるので、雪止め対応の特別な太陽電池モジュール１の製作が不要であるとともに、雪止め用とそうでない太陽電池モジュール１とに分けて管理し、設置工事する必要がなく、施工が簡素化される。
【００９６】
しかも、枠カバー２のみ雪止め用に変更すればよいので、施工完了後の仕様変更も容易である。さらに、太陽電池モジュール１の任意の位置に雪止めカバー５を配することが可能なので、屋根上の軒側だけでなく中間や棟側にも雪止めカバー５を配して、積雪の過重が一部の太陽電池モジュール１に集中しないように配慮することもできるので、太陽電池モジュール自体に要求される強度の緩和も可能である。
【００９７】
また図１９に示すように、太陽電池モジュール１を傾斜方向Ｘに並べた場合には、上方の太陽電池モジュールのケーシング５１と下方の太陽電池モジュールのケーシング５１の位置を幅方向Ｙにずらすことによって、ケーシングの干渉を防いで太陽電池アレイ９０を形成することができる。
【００９８】
以上、詳述したように、太陽電池モジュール１を瓦重ね状とした太陽電池アレイ９０において、他の太陽電池モジュールや瓦に一部を覆い被された状態であっても、太陽電池モジュール１を容易に取り外しすることが可能となり、太陽電池の交換や保守・点検作業等が簡単に行え、しかも太陽電池モジュールどうしの結線の確認が可能でかつ容易に行うことができる。また、たとえ結線等に間違いがあったり、施工のやり直しを行うことがあったとしても、きわめて短時間で修正等が可能となる。
【００９９】
以下に、本発明に係る太陽電池モジュール１０１及びそれを用いた太陽電池アレイ９１の実施形態について、模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。図２０に太陽電池モジュール１０１の受光面側からみた斜視図を、図２１に断面図を、図２２に分解斜視図を、図２３に２つに分離した分解断面図をそれぞれ示す。また、図２４にこの太陽電池モジュール１０１の複数を結線配設して成る太陽電池アレイ９１が建物の屋根９８の一部に配設されている様子を示す。また、図２５〜図３１に太陽電池モジュール１０１の一部断面図を示す。
【０１００】
図２０に示すように、太陽電池モジュール１０１は、発電機能を有し平面略長方形をなす板状本体の太陽電池部１５０とケーシング１５１と枠カバー１０２とを含んで構成される。太陽電池部１５０は、太陽電池１１１と、棟側長辺枠１１２と、軒側長辺枠１１３と、側面枠１１４とを備える。太陽電池１１１は、ガラスや樹脂などの透光性基板と複数の太陽電池セルとが貼り合されて形成される。棟側長辺枠１１２は、太陽電池１１１の棟側に配され、太陽電池１１１に取り付けられる。軒側長辺枠１１３は、軒側に配され、太陽電池１１１に取り付けられる。側面枠１１４は、太陽電池１１１の左右両側に配され、太陽電池１１１に取り付けられる。枠カバー１０２は、軒側に配される軒側長辺枠１１３へ取り付けられ、他の太陽電池モジュール１０１の軒側枠に当接する。ケーシング１５１は、太陽電池部１５０を支持し、屋根等に固定する。太陽電池部１５０とケーシング１５１は、図２１に示すように、太陽電池部１５０の裏面に設けた固定レール１１６に、軒側固定金具１１７と棟側固定金具１１８を取り付けて成るケーシングと締結ねじ１１９により締結されている。すなわち、太陽電池モジュール１０１は図２４に示すように、太陽電池部１５０とケーシング１５１は、一端部が屋根に取付けられるケーシング１５１に、発電を行わせる太陽電池部１５０が着脱可能に収容され、結合ねじ１１９により結合される。結合ねじ１１９は軒側長辺枠１１３の取り付けられる枠カバー１０２により覆われ、外部から隙間が見えにくくなるようにしている。本実施形態において、この枠カバー１０２が装着されているので、枠カバー１０２の前面が軒側面１０２ｄを形成する。また、前記枠カバー１０２の内側には軒側長辺枠１１３に支持されるスプリング１０３が取り付けてあり、枠カバー１０２が容易に着脱できるようにして締結ねじ１１９へのアクセスをし易くしている。
【０１０１】
図２０〜図２３に示す太陽電池モジュール１０１は、図１〜図４に示す太陽電池モジュール１とほぼ同様の構成を示す。したがって図２０〜図２３に示す太陽電池モジュール１０１の参照符号として、図１〜図４に示す太陽電池モジュールの構成の参照符号に１００を加算した値をそれぞれ用いる。また同様の構成については、説明を省略する場合がある。
【０１０２】
一方、太陽電池部１５０の軒側長辺枠１１３の下部には、太陽電池モジュール１０１の表面側からの荷重を支えるための枠下部支持部１１３ａが設けられており、棟側長辺枠１１２には、前記枠下部支持部１１３ａを受ける枠上部ストッパー突起４０２，４０３が設けられている。なお、枠下部支持部１１３ａを受けるのは第１枠上部ストッパー突起４０２および第２枠上部ストッパー突起４０３の両方、もしくはいずれかでよい。
【０１０３】
以下に前記太陽電池モジュール１０１を瓦材１０と混在させて住宅の屋根上に太陽電池アレイ９１を設置する施工方法については、前述と同様である。すなわち、太陽電池モジュール１０１は、建物の屋根１３３上に、セラミックスや金属製の瓦材１０と混在して設置することが可能で、瓦材１０に囲まれた設置や、瓦材１０を太陽電池モジュール１０１どうしの間に配した設置、または屋根の一面を全て太陽電池モジュール１０１とすることができる。また、瓦材１０は外観が平坦な平板瓦を使用しているが、波型瓦としてもよく、棟側と軒側の瓦材を交互に配する施工方法でも、瓦材が棟から軒まで一直線に並ぶように配してもよい。また、太陽電池モジュールＭの長さは瓦材１０の外形寸法（または、瓦重ねした際には一つの瓦の表面に現れている面の幅）の略整数倍に合わせるのが好ましい。
【０１０４】
図２５〜図２７に示すように、瓦材１０は野地板３３上に配された桟木９に窪みを引掛ける形で軒側にずり落ちないように設置される。この瓦材１０の棟側の野地板３３上に支持金具１２０をねじや釘で固定して配し、支持金具１２０の金具係止部１２１を、太陽電池モジュール１０１の軒側固定金具１１７の変位阻止部４３１に形成される係止凹所４３３に収容するように太陽電池モジュール１０１を屋根上に固定する。これによって瓦材１０と太陽電池モジュール１０１とを瓦材同士のように瓦重ねすることができる。なお、太陽電池モジュール１０１の棟側固定金具１１８は釘やねじ釘などで野地板３３上に打ち付けて固定することで太陽電池モジュール１０１が屋根上に固定される。
【０１０５】
太陽電池モジュール１０１同士の場合も同様に、図２８〜図２９に示すように、軒側の太陽電池モジュール１０１Ａの棟側長辺枠１１２の係止部４０４（棟側端部）を棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂの軒側固定金具１１７の変位阻止部４３１に形成される係止凹所４３３に収容するようにし、変位阻止部４３１で係止部４０４を挟持することにより、図３０の（ａ）のように瓦重ね状に固定される。このとき棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂは軒側の太陽電池モジュール１０１Ａの棟側長辺枠１１２上部に覆い被さるように配置されているが、ケーシング１５１により軒側の太陽電池モジュール１０１Ａと閉塞されないような空隙５００を空けて設置される。
【０１０６】
また、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂにおける軒側面１０２ｄの全長に沿って、前記空隙への開口５０１が設けられている。
【０１０７】
図２０〜図２３に示したように太陽電池部１５０には２個のケーシング１５１が取り付けられており、軒側固定金具１１７のない部分では図３０の（ｂ）のような断面であるので矢印のような換気通路５０２による通気が可能であり、太陽電池モジュール１０１の第１枠上部ストッパー突起４０２、第２枠上部ストッパー突起４０３と、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂの枠下部支持部１１３ａ間の隙間を通じて、進入した雨や結露による湿気、夏場などに発生する瓦下の熱気を排出することができる。
【０１０８】
また、第１枠上部ストッパー突起４０２は軒側に傾斜した構造となっており、雨水が吹き込みにくい構造としている。さらに、第１枠上部ストッパー突起４０２を乗り越えて進入した雨水についても、第２枠上部ストッパー突起４０３で堰き止められ、軒側に傾斜した第１枠ストッパー上部突起４０２の傾斜構造により、第１枠上部突起ストッパー４０２の裏側に溜まることなく排出される。
【０１０９】
一方、このような構造の場合には、ケーシング１５１がない部分へ積雪荷重や作業者がモジュールの上に乗るなどの荷重がかかると、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂの軒側が下方へたわみ、それによって軒側長辺枠１１３が変形して戻らなくなったり、枠カバー１０２が外れたり、変形して雨水が溜まる部分ができたりする恐れがある。そこで、図３０の（ｃ）に示すように、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂの軒側長辺枠１１３の下部に軒側面１０２ｄの荷重を支えるための枠下部支持部１１３ａを設け、荷重がかかったときに軒側の太陽電池モジュール１０１Ａの棟側長辺枠１１２の枠上部ストッパー突起４０２，４０３の少なくともいずれかが、これを支持し、軒側の太陽電池モジュール１０１Ａの棟側長辺枠１１２によって棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂとそこにかかった荷重を支えるようにする。
【０１１０】
このようにすることにより、作業者などが太陽電池モジュール１０１上に乗るなどにより荷重がかかった場合においても、太陽電池モジュールの軒側長辺枠１１３は少し下に動くだけですぐに前記枠上部ストッパー突起４０２，４０３により支えられるので、太陽電池モジュール１０１の四辺の枠が変形しにくい。積雪などの平均的な荷重に対しても同様である。
【０１１１】
ここで、前記ストッパー突起４０２，４０３が、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂにおける軒側面１０２ｄよりも棟側に設けられることが重要である。なお、本実施形態において、前記ストッパー突起４０２，４０３は、軒側の太陽電池モジュール１０１Ａに設けられているが、棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂに設けてもよい。
【０１１２】
また、荷重がかかった際にも枠カバー１０２が、軒側の太陽電池モジュール１０１Ａに押し付けられて表面を削るようなことがないので太陽電池モジュールの外観を保護できる。また、加重を支える支持部である枠上部ストッパー突起４０２，４０３、枠下部支持部１１３ａはともに、前記軒側面１０２ｄの全長に沿って設けられた、雨水の溜まらない雨返しの頭頂部分であるので、荷重による表面処理等の剥離が生じても製品品質に影響を及ぼす危険がない。さらにこれら太陽電池モジュール１０１の接触部分は通常時には離れているので軋み音などを生じさせることがない。
【０１１３】
次に、メンテナンス等で太陽電池モジュールを取り外す方法を説明する。
【０１１４】
図３１の（ａ）のように一旦設置が完了した太陽電池モジュール１０１Ｂを取り外す場合、図３１の（ｂ）のように取外すべき太陽電池モジュール１０１の枠カバー１０２ａを取り外すことで、太陽電池部１５０とケーシング１５１とを結合している締結ねじ１１９を容易に取り外すことが可能となり、さらに図３１の（ｃ）のように、取外すべき太陽電池モジュール１０１Ｂの棟側の太陽電池モジュール１０１Ｃの枠カバー１０２ｂも取り外すことで、太陽電池部１５０だけを取り外すことができるようになる。このとき、取外すべき太陽電池モジュール１０１Ｂの第１枠上部ストッパー突起４０２と、取外すべき太陽電池モジュール１０１の棟側の太陽電池モジュール１０１の枠下部支持部１１３ａの間に空隙が空けられていることにより、引っかかったり、傷ついたりすることなく、簡便に太陽電池部１５０を取り外すことができる。また、太陽電池モジュール同士の嵌め込みも逆の手順で容易に行なうことができる。
【０１１５】
以上、詳述したように、太陽電池モジュール１０１を瓦重ね状とした太陽電池アレイ９１において、軒側の太陽電池モジュール１０１Ａと棟側の太陽電池モジュール１０１Ｂの重ね合わさる部分に接合する突起または支持部を設けるとともに、前記突起間が通常時には閉塞されない空隙を設け、通常時は通気性を確保し、荷重がかかるときには突起が荷重を支えるようにしたので、瓦裏の湿気、熱気をためることなく、瓦重ね部の軋みや磨耗がなく、しかも、メンテナンス時などに太陽電池モジュールを容易に取り外しすることが可能となる。
【０１１６】
また、前述の太陽電池モジュール１０１は棟側枠上部に一個以上の雨返し用の突起を設け、そのうち一個以上の突起が上段太陽電池モジュールの荷重受け部を受けるようにすることにより、雨の吹き込みにも対応できる雨返し構造とできる。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものでなく、発明の目的を逸脱しない限り任意の形態とすることができることは云うまでもない。たとえば図１〜図４に示す太陽電池モジュール１と図２０〜図２３に示す太陽電池モジュール１０１の特徴を兼ねる太陽電池モジュールも本発明に属する。
【０１１８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明に係る太陽電池アレイ９０を構成する太陽電池モジュール１を模式的に説明する斜視図である。
【図２】図１の太陽電池モジュール１の構成を模式的に説明する断面図である。
【図３】図１の太陽電池モジュール１の分解斜視図である。
【図４】図２の太陽電池モジュール１の太陽電池部５０とケーシング５１の構成を模式的に説明する断面図である。
【図５】図１〜図４の太陽電池モジュール１が屋根の一部に配設されて太陽電池アレイ９０を形成している例を模式的に説明する斜視図である。
【図６】本発明に係る太陽電池アレイ９０の一例を説明する断面図である。
【図７】図６を拡大して示す断面図である。
【図８】太陽電池モジュール１が瓦材１０に位置合せされた状態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る太陽電池アレイ９０の他の設置例を説明する断面図である。
【図１０】図１〜図３の太陽電池モジュール１のさらに他の設置例を説明する断面図である。
【図１１】図１０を拡大して示す断面図である。
【図１２】太陽電池モジュール１同士が位置合せされた状態を示す断面図である。
【図１３】図１３の（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る太陽電池モジュール１の枠カバー２の取り付けの例を模式的に説明する側面図である。
【図１４】本発明に係る太陽電池モジュール１の枠カバー２及び、スプリング３の例を模式的に説明する斜視図である。
【図１５】図１５の（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る太陽電池モジュール１の枠カバー２の取り外しの例を模式的に説明する断面図である。
【図１６】図１６の（ａ）および（ｂ）は、本発明に係る太陽電池アレイ９０の太陽電池モジュール１の取外し方法の例を模式的に説明する断面図である。
【図１７】本発明に係る太陽電池モジュール１どうし、及び太陽電池モジュール１と瓦材１０の隙間から、太陽電池出力配線６の引き出し、収納を模式的に説明する斜視図である。
【図１８】本発明に係る太陽電池モジュール１の枠カバー２が雪止め構造を有する構造を模式的に説明する断面図である。
【図１９】図１〜図４の太陽電池モジュール１が屋根の一部に配設されて太陽電池アレイ９０を形成している他の例を模式的に説明する斜視図である。
【図２０】本発明に係る太陽電池アレイ９１を構成する太陽電池モジュール１０１を模式的に説明する斜視図である。
【図２１】図２０の太陽電池モジュール１０１の構成を模式的に説明する断面図である。
【図２２】図２０の太陽電池モジュール１０１の分解斜視図である。
【図２３】図２０の太陽電池モジュール１０１の太陽電池部１５０とケーシング１５１の構成を模式的に説明する断面図である。
【図２４】図２０〜２３の太陽電池モジュール１０１が屋根の一部に配設されて太陽電池アレイ９１を形成している例を模式的に説明する斜視図である。
【図２５】図２０〜２３の太陽電池モジュール１０１の設置例を説明する断面図である。
【図２６】図２５を拡大して示す断面図である。
【図２７】太陽電池モジュール１０１が瓦材１０に位置合せされた状態を示す断面図である。
【図２８】図２０〜２３の太陽電池モジュール１０１の他の設置例を説明する断面図である。
【図２９】図２８を拡大して示す断面図である。
【図３０】図３０の（ａ）〜（ｃ）は、図２０〜２３の太陽電池モジュール１０１の他の設置例を説明する断面図である。
【図３１】図３１の（ａ）〜（ｃ）は、図２０〜２３の太陽電池モジュール１０１の取外し方法の例を模式的に説明する断面図である。
【図３２】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する斜視図である。
【図３３】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する断面図である。
【図３４】図３４の（ａ）および（ｂ）は、従来の太陽電池瓦において瓦重ねの様子を模式的に説明する断面図である。
【図３５】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する斜視図である。
【図３６】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を模式的に説明する断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１Ａ、１Ｂ、３０、１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１３０：太陽電池モジュール
２、１０２：枠カバー
３：スプリング
４：雪止め機構（雪止め部）
５：雪止めカバー
６、３４：出力配線
９：桟木
１０、１１０：瓦材
１１、１３２：太陽電池
１２、１１２：棟側長辺枠
１３、１１３：軒側長辺枠
１３ｂ：第１凹部
１４、１１４：側面枠
１６：長尺支持体
１７、１１７：軒側固定金具
１８、１１８：棟側固定金具
１９、１１９：締結ねじ
２０：軒先側受け金具
２１、４０４：係止部
２７：平板瓦
２８：波板瓦
２９：突起
３１：瓦材本体
３２、１１１：太陽電池
３３：野地板
３５：上部突出部
３６：下部突出部
４０：取り外し治具
５０、１５０：太陽電池部
５１、１５１：ケーシング
６１：傾斜部
６２：スプリング突起部
９０、９１：太陽電池アレイ
９８、１３３、４００、４０１：屋根
１０２、１０２ａ、１０２ｂ：枠カバー
１０２ｄ：軒側面
１０８：枠
１１３ａ：枠下部支持部
１１６：固定レール
１２０：支持金具
１２６：棟側枠
１２７：軒側枠
３００：棟側縁辺
３０１：基部
３０２、３０３：ストッパー片
３０４：係止部
３０５：先端部分
３０６：残余の部分
３０７：挟持部
３０９：下面
３１０：軒側縁辺
３１１：太陽電池側固定部
３１２：嵌合部
３１７：挟持部
３２０：上面
３３０：第１脚部
３３１、４３１：変位阻止部
３３２：ケーシング側固定部
３３３、４３３：係止凹所
３３４：嵌合孔
３４０：第２脚部
３４１：先端部分
３４２：残余の部分
３４３：案内部
３４４：係止空間
３５０：端子ボックス
３５１：第１係合凹所
３５２：第１係合突起
３５３：第２係合突起
３５４：第２係合凹所
３５３：第２係合突起
３６０：棟側端部
３６１：軒側端部
４０２、４０３：ストッパー突起
５００：空隙
５０１：開口
５０２：換気通路
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２：傾斜方向
Ｙ：水平方向
Ｚ、Ｚ１、Ｚ２：鉛直方向
【図１】
2004308409.tif 000003
【図２】
2004308409.tif 000004
【図３】
2004308409.tif 000005
【図４】
2004308409.tif 000006
【図５】
2004308409.tif 000007
【図６】
2004308409.tif 000008
【図７】
2004308409.tif 000009
【図８】
2004308409.tif 000010
【図９】
2004308409.tif 000011
【図１０】
2004308409.tif 000012
【図１１】
2004308409.tif 000013
【図１２】
2004308409.tif 000014
【図１３】
2004308409.tif 000015
【図１４】
2004308409.tif 000016
【図１５】
2004308409.tif 000017
【図１６】
2004308409.tif 000018
【図１７】
2004308409.tif 000019
【図１８】
2004308409.tif 000020
【図１９】
2004308409.tif 000021
【図２０】
2004308409.tif 000022
【図２１】
2004308409.tif 000023
【図２２】
2004308409.tif 000024
【図２３】
2004308409.tif 000025
【図２４】
2004308409.tif 000026
【図２５】
2004308409.tif 000027
【図２６】
2004308409.tif 000028
【図２７】
2004308409.tif 000029
【図２８】
2004308409.tif 000030
【図２９】
2004308409.tif 000031
【図３０】
2004308409.tif 000032
【図３１】
2004308409.tif 000033
【図３２】
2004308409.tif 000034
【図３３】
2004308409.tif 000035
【図３４】
2004308409.tif 000036
【図３５】
2004308409.tif 000037
【図３６】
2004308409.tif 000038