(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを建築物の屋根下地面上に有し、前記太陽電池モジュールの電気配線を前記太陽電池モジュールと前記屋根下地面との間の空間に具備し、前記屋根下地面が有する貫通孔を通して前記電気配線が前記屋根下地面の裏の空間に至っている太陽電池屋根の構造において、
前記屋根下地面上に前記貫通孔を覆う、少なくとも一部は耐熱性材料または耐火性材料からなる封止部材を有し、前記電気配線の前記封止部材から前記太陽電池モジュールと前記屋根下地面との間の空間への出口が前記貫通孔の真上以外に設けられており、
前記貫通孔の周縁部と前記電気配線との間に前記封止部材の少なくとも一部が存在し、該貫通孔の周縁部と電気配線との間に存在する封止部材は、パテ、粘土、有機高分子材料から選ばれる前記貫通孔の周縁部よりも柔らかい材料からなり、前記貫通孔の周縁部と前記電気配線とが接触しておらず、
前記封止部材は、少なくとも貫通孔上を覆う第２の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の屋根下地面側に配置された第１の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の太陽電池モジュール側に配置された第３の封止部材とからなることを特徴とする太陽電池屋根の構造。
【請求項２】
前記封止部材の少なくとも一部は非透水性を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池屋根の構造。
【請求項３】
前記屋根下地面が傾斜を有しており、前記電気配線の前記封止部材から前記太陽電池モジュールと前記屋根下地面との間の空間への出口が前記貫通孔からみて傾斜を下る向きに設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池屋根の構造。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の太陽電池屋根の構造を有することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれか記載の太陽電池屋根の構造を有することを特徴とする建築物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池屋根の構造、その施工方法、太陽光発電装置及び建築物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化、化石燃料の枯渇、原発事故や放射性廃棄物による放射能汚染等が問題となっており、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。このような状況のもと、太陽電池等の太陽エネルギー収集装置は無尽蔵かつクリーンなエネルギー源として期待されており、特に太陽電池は、近年、住宅の屋根に設置できるものが提案され、普及が進みつつある。
【０００３】
太陽電池を建築物等の屋根に設置する形態としては、既設の屋根上に架台や固定用部材を設置しその上に太陽電池パネルを固定する方法や、光起電力素子を瓦や金属屋根と一体化し屋根葺き材として野地板上に設置するもの等が提案されている。
【０００４】
このうち、屋根上に設置される太陽電池は、図１２に示すように非受光面側から電力を取り出す構造になっており、各々の太陽電池はケーブル等の配線部材により互いに接続されて太陽電池モジュール１となっている。このケーブル等の終端部は、一般的には、接続箱３７と呼ばれる並列接続を行う端子台等に接続される。
【０００５】
この接続箱３７で並列接続された太陽電池モジュールの直流出力は、インバータとよばれる電力変換装置３８によって交流に変換されて、電力系統３９に出力され、受電家の負荷装置で使用されたり、電力会社に逆潮流されたりする。
【０００６】
しかしながら、従来、このような配線を行うためには、太陽電池と野地板の空間に通される配線を接続箱および太陽電池の直流電力インバータが設置されている屋内に引き込まなければならない。このために通常、野地板面に貫通孔を開けて、この貫通孔に電気配線を通している。また、特許第２５６５６１１号公報では、野地板と屋根パネルの間に通気層を設け、この空間に太陽電池の出力ケーブルを通し、棟部側で住宅内に配線することが提案されている。
【０００７】
一方、建築物の耐火構造等で、壁等に電気配線を貫通させて設ける工法として、例えば、特開平１０−８０５８号公報では、防火区画貫通部の防火措置工法が提案されている。しかしながら、この方法は、壁等の貫通孔周囲の部材が耐火構造であるものを対象としている。また、ケーブル等の配線部材が貫通部を構成している部材に対し垂直に設置されてされていることを前提としており、その構造において火炎を遮断することを目的としており、太陽電池モジュールと可燃性の屋根下地面によって構成される狭い空間に電気配線を設け、この空間から、貫通孔を介して建築物内部に電気配線を取り込むような場合について考慮されていなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的に住宅では、屋根下地（野地板）面には、アスファルトルーフィング等の防水下葺材を敷いて、その上の屋根葺材と二重で、雨水を防ぐ構法が用いられている。また、屋根葺材の結露水に対し防水する役割を果たしている。このため、野地板に貫通孔を開けるのは、その位置、サイズ等が制限され、その工事に注意が必要であった。一方、棟にできる空間から電気配線材を貫通させると、配線長が長くなり、電気抵抗が大きくなり電力ロスが増えるとともに配線材のコストが余分にかかるという問題があった。
【０００９】
また、建築物には、近隣火災からの飛び火を想定した延焼防止性能が要求される。太陽電池モジュールを建築物の屋根等の外囲体として使用している場合、屋根および建築物の構造体が延焼しなければ、屋根の延焼防止性能が高いと言えるが、太陽電池モジュールを屋根に施工する場合には、太陽電池もしくは混在して葺かれている一般の屋根葺材の裏面ではその発生した電気出力を取り出すためにケーブル等の電気配線が行われており、この貫通孔において野地裏空間に配線材が取り込まれている。通常この部分では、複数のケーブルが取り込まれている。万が一、近隣火災等の飛び火等により太陽電池モジュールを介して高温にさらされ、太陽電池モジュールが変形すると、太陽電池モジュールが直接複数のケーブルに接することにより、熱伝導により加熱される恐れがある。更に、酸素が多く含まれた空気が流通しやすい貫通孔に、多数のケーブルが集中しているような場合、特にこのケーブルが難燃材料でない場合、防火上弱点となる恐れがあった。このため、太陽電池の裏面に金属板等をつけ、変形を最小限に抑える方法が従来から取られているが、変形をおこさないようにするにはこの金属板等の機械強度を上げる必要があり、このために太陽電池モジュール自体の設計の自由度が下がるという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究開発を重ねた結果、火源と複数のケーブルが十分に距離を保ち、かつ外部からの新鮮な空気の流通をできるだけなくすような構造を有することが効果的であり、次のような構造が最良であることを見出した。
【００１１】
そこで本発明は、太陽電池モジュールを建築物の屋根下地面上に有し、前記太陽電池モジュールの電気配線を前記太陽電池モジュールと前記屋根下地面との間の空間に具備し、前記屋根下地面が有する貫通孔を通して前記電気配線が前記屋根下地面の裏の空間に至っている太陽電池屋根の構造において、
前記屋根下地面上に前記貫通孔を覆う、少なくとも一部は耐熱性材料または耐火性材料からなる封止部材を有し、前記電気配線の前記封止部材から前記太陽電池モジュールと前記屋根下地面との間の空間への出口が前記貫通孔の真上以外に設けられており、
前記貫通孔の周縁部と前記電気配線との間に前記封止部材の少なくとも一部が存在し、該貫通孔の周縁部と電気配線との間に存在する封止部材は、パテ、粘土、有機高分子材料から選ばれる前記貫通孔の周縁部よりも柔らかい材料からなり、前記貫通孔の周縁部と前記電気配線とが接触しておらず、
前記封止部材は、少なくとも貫通孔上を覆う第２の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の屋根下地面側に配置された第１の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の太陽電池モジュール側に配置された第３の封止部材とからなることを特徴とする太陽電池屋根の構造を提供する。
【００１５】
加えて本発明は、上記太陽電池屋根の構造を有する太陽光発電装置及び建築物を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上記本発明の構成とすることによって、防水性能を高めることができる。また、新鮮な空気が貫通孔を通じて流通することを防止することによって、太陽電池モジュールと屋根下地面との間の空間への酸素供給量を減らし、屋根の防火性能を向上させることができる。かかる作用は、封止部材に耐熱性材料又は耐火性材料を用いた場合に顕著となる。また、火災時に太陽電池モジュールが変形したとしても、貫通孔の上部での火種と電気配線との接触を防止することができる。かかる作用は、電気配線の前記封止部材から太陽電池モジュールと屋根下地面との間の空間への出口が前記貫通孔の真上以外に設けられている場合に顕著となる。この構成をとった場合には、電気配線を屋根下地面と平行乃至略平行に配置することが容易となるために、太陽電池モジュールと屋根下地面との間隔を狭くすることが可能であり、配線が動いて前記出口の周囲に隙間ができたとしてもその隙間が貫通孔にまで至る可能性が低いという利点がある。
【００１７】
本発明において、前記封止部材が複数の封止部材からなることが好ましい。かかる複数の封止部材のうち少なくとも二つは同一の材料からなっていてもよい。例えば、同一の材料からなる複数の部材を組み合わせて封止部材とすることによって施工の自由度を高めてもよい。もちろん、異種材料を用いてもよい。
【００１８】
また、前記太陽電池モジュールと前記貫通孔との間の電気配線が前記屋根下地面に概ね接していることが好ましい。かかる構成とすることによって、太陽電池モジュールと屋根下地面との間隔を狭くすることが可能となる。電気配線が太陽電池モジュールとの接続部以外で該モジュールの裏面に接していないようにすると、太陽電池モジュールが加熱された場合であっても、その熱が電気配線に伝わりにくくなるので好ましい。
【００１９】
封止部材を複数の封止部材から構成する好ましい例としては、▲１▼封止部材が少なくとも第１の封止部材と第２の封止部材とを有し、該第２の封止部材は、前記屋根下地面上の前記貫通孔の周辺部において電気配線の周囲を包囲し、貫通孔およびその周辺部を覆っているもの、▲２▼封止部材が、少なくとも前記貫通孔の通気を抑制するように該貫通孔の周縁部に取り付けられた第１の封止部材と、前記貫通孔上を覆う第２の封止部材とからなるもの、▲３▼封止部材が、少なくとも貫通孔上を覆う不燃性の第２の封止部材と、該第２の封止部材と前記屋根下地面との間隙に配置された難燃性の第１の封止部材とを有するもの、▲４▼封止部材が、少なくとも貫通孔上を覆う第２の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の屋根下地面側に配置された第１の封止部材と、前記貫通孔の周辺部でかつ電気配線の太陽電池モジュール側に配置された第３の封止部材とからなるもの（好適には前記第１の封止部材と前記第３の封止部材とは一体成形されている）、を挙げることができる。
【００２０】
上記▲２▼の構成では、第１の封止部材を周縁部の周囲に取り付けることにより、電気配線と周縁部との接触を防止することができ、周縁部との間の摩擦に起因する電気配線の傷つきを防止することができる。貫通孔の周縁部と電気配線との間に封止部材の少なくとも一部が存在するようにして、貫通孔の周縁部と電気配線とが接触しないようにすることによっても、かかる効果を得ることができる。貫通孔の周縁部と電気配線との間に存在する封止部材（あるいは封止部材の一部）は、周縁部よりも柔らかい材料からなることが好ましく、例えばパテ、粘土、有機高分子材料からなるものを用いることができる。
【００２１】
また、本発明で用いる封止部材は変形しうるものであることが好ましい。変形しうる封止部材を用いると施工時に電気配線の配置に追従するように封止部材が変形するので、施工が容易となる。さらに、封止部材として、経時的に硬化する材料からなるものを用いてもよい。経時的に硬化する材料を封止部材に用いることで、施工の容易性と、施工後の安定性とを同時に達成することができる。このような材料としては、パテ、粘土等が挙げられる。
【００２２】
前記封止部材の少なくとも一部は耐熱性材料または耐火性材料からなることが好ましい。貫通孔を塞ぐように耐熱性材料または耐火性材料が配置されていることがより好ましい。前記封止部材の全ては耐熱性材料または耐火性材料からなることがさらに好ましい。耐火性材料の方が耐熱性材料と比較して一層好ましいが、耐熱性材料として非常に高い熱に耐えられる材料を用いた場合、耐火性材料と同視できる。
【００２３】
前記封止部材の少なくとも一部は非透水性を有することが好ましい。非透水性を有する部分が貫通孔を覆っていることがより好ましい。かかる封止部材として非透水性層を有する部材を好適に用いることができる。封止部材の全部が非透水性であることがさらに好ましい。
【００２４】
また、屋根下地面が傾斜を有しており、電気配線の前記封止部材から太陽電池モジュールと屋根下地面との間の空間への出口が貫通孔からみて傾斜を下る向きに設けられていることが好ましい。かかる構成とすることによって、水分が電気配線を伝って貫通孔から屋根下地面の裏側へ侵入する可能性を低くすることができる。
【００２５】
前記電気配線は前記貫通孔乃至その上部において円弧を描いていることか好ましい。かかる構成とすることによって、電気配線を無理なく屋根下地面と平行乃至略平行に配置することが容易となる。
【００２６】
本発明に用いられる太陽電池モジュールは、不燃材料の支持手段（金属板など）を有する屋根材一体型太陽電池モジュールであることが好ましい。かかる構成とすることによって、太陽電池の変形を最小限にし、本発明の効果をさらに高めることができる。また、かかる構成とすれば、火種が支持手段を貫いて落下することがなくなる。かかる観点から、太陽電池モジュールの裏面の全面乃至略全面に不燃材料の支持手段が存在することがさらに好ましい。
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明の構造に基づき、太陽電池モジュール１を屋根葺材として、屋根に施工した例を示す図であり、図１（ａ）はその模式的な屋根伏図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面図（一部）、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’断面図（一部）である。また、図２は、本発明に用いられる太陽電池モジュールの一例を示す模式的な斜視図である。この太陽電池モジュールの裏面には、図２に示すように電力を取り出すための端子箱１３が取り付けられており、端子箱１３には、電気配線材７が接続されている。また、図１（ｂ）に示すように、建築物の母屋２に垂木３が固定され、この上に野地板４が張られ、屋根下地面が形成される。一般にこの上には防水下葺材５が張られ、吊り子６と呼ばれる固定部材によって屋根葺材１が固定される。屋根下地面と屋根葺材１の間には互いに接続された前記配線材７や、外部からの配線を接続するための屋根内配線（不図示）を有している。屋根下地面には、建築物の壁体より外側に、外部からの配線材を引き込むための引き込み手段である貫通孔８が設けられており、配線材７は、この貫通孔８を通されて屋根内配線（不図示）と接続される。この貫通孔８上には、封止手段（封止部材）９が設けられている。
【００２９】
（太陽電池モジュール１）
本発明に用いられる太陽電池モジュール１の好適な例としては、図２に示すように太陽電池１５が支持手段１６に取り付けられているものが挙げられる。支持手段１６としてガラス板、フィルム等を用い、太陽電池１５の受光面側において支持したり、図２に示すように支持手段１６として鋼板等を用い、太陽電池１５の非受光面側で支持したりすることができる。また強度を増すために支持手段１６は周囲にアルミニウム等のフレームを有していてもよい。本発明で使用する屋根葺材１は、上記のように野地板４の上に設置する場合のほかに、従来の屋根葺材や、屋根機能を持つ屋根材の上に設置することもできる。また、本発明で使用する屋根葺材１の太陽電池１５は、特に限定されないが、例えばシリコン半導体を用いた太陽電池としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、微結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池などが使用でき、化合物半導体を用いた太陽電池としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物太陽電池、ＩＩ−ＶＩ族化合物太陽電池、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物太陽電池などが使用できる。また、上記半導体を組み合わせた太陽電池も使用できる。
【００３０】
本発明に使用される太陽電池は、好ましくは、アモルファスシリコン太陽電池である。アモルファス太陽電池は、フィルム基板や導電性基板上に薄膜で形成することができるため、太陽電池自体を軽量にすることができる。また、アモルファスシリコン太陽電池は、結晶系太陽電池に比べ高温での出力特性がよいため、屋根上のように高温になる場合には好適である。さらに、基板として導電性基板を用いたアモルファスシリコン太陽電池は、構造的な強度が強く、しかも可撓性を有するため、形状自由度が高く、屋根面に「むくり」や「てり」があっても設置できる。
【００３１】
また、太陽電池の表面保護材にガラスではなく、耐候性フィルムを用い、かつ、裏面補強材に金属屋根に使用されるような金属鋼板を用いた場合には、金属屋根などと同様に折り曲げることができ、例えば折板形状、瓦棒形状、横葺形状に成形することができ、防水等の屋根葺材の機能を併せ持つので、新築やリフォーム時に設置する場合のトータルのコストを安くすることができ、好ましい。さらに、裏面補強材が金属板であるため、外部からの火炎を遮断することができ且つ変形も少ないため、防火性能が高い。
【００３２】
（野地板４）
野地板４は屋根葺材の施工のために屋根面全面に連続的に設ける下地板で、屋根上の正荷重を受けとめる構造体としての機能を有する。野地板４としては、一般に、合板、木毛セメント板、木片セメント板、石膏ボード、グラスウールボード、コンクリート、ＡＬＣパネル等があり、一部は、断熱性能を持ち合わせている。また、垂木と一体になって屋根パネルとなっているものもある。本発明の野地板４としては、屋根葺材１を固定できるものを適宜選択して用いることができる。
【００３３】
（防水下葺材５）
防水下葺材５は、屋根葺材１を野地板４の上面に葺き上げる際に、屋根の防水性能を向上するために用いられる。屋根葺材１と、屋根の勾配によって、完全に防水機能を得られるのならば防水下葺材５は不要ではあるが、一般的には、防水の補助的な手段として下葺が行われる。防水下葺材５としては、アスファルトルーフィングやアスファルトフェルトが多く用いられるが、これらに限られるものではない。
【００３４】
（配線材７）
本発明の電気配線として用いられる配線材７は特に限定されず、構造としてはケーブル構造が望ましいが平形電線やリボン電線も使用でき、使用環境に応じて要求される耐熱性・耐寒性・機械的強度・電気絶縁性・耐水性・耐油性・耐摩耗性・耐酸性・耐アルカリ性を満足する電線を適宜選択して使用することができる。
【００３５】
具体的には、ＪＩＳ・Ｃ・３６０５規格の６００Ｖポリエチレンケーブル（ＥＶ、ＥＥ、ＣＶ、ＣＥ）、ＪＩＳ・Ｃ・３６２１規格の６００ＶＥＰゴム絶縁ケーブル（ＰＮ・ＰＶ）、ＪＩＳ・Ｃ・３３４２規格の６００Ｖビニル絶縁ビニルシース（平形）ケーブル（ＶＶＲ、ＶＶＦ）、ＪＩＳ・Ｃ・３３２７規格の１種、２種、３種または４種ゴム絶縁ゴムキャブタイヤケーブル（１ＣＴ、２ＣＴ、３ＣＴ、４ＣＴ）、ＪＩＳ・Ｃ・３３２７規格の２種、３種または４種ゴム絶縁クロロプレンキャブタイヤケーブル（２ＲＮＣＴ、３ＲＮＣＴ、４ＲＮＣＴ）、ＪＩＳ・Ｃ・３３２７規格の２種、３種または４種ＥＰゴム絶縁クロロプレンキャブタイヤケーブル（２ＰＮＣＴ、３ＰＮＣＴ、４ＰＮＣＴ）あるいはＪＩＳ・Ｃ・３３１２規格のビニル絶縁ビニルキャブタイヤケーブルなどが、配線材として好適に用いられる。
【００３６】
本例では、電気配線の、後述する封止部材から屋根下地面上への出口は貫通孔の真上からずらすようにしている。
【００３７】
（貫通孔８）
貫通孔８は、野地板および屋根下地等の裏側に配線部材を引き込むために設けた孔である。
【００３８】
（封止手段（封止部材）９）
本発明に用いられる封止手段（封止部材）９は、図１に示すように、引き込み手段である貫通孔８を覆い、この貫通孔８からの空気流通を防ぎ、また、屋根葺材である太陽電池モジュール１からみて配線材７を被覆するように取り付けられる。封止手段９としては、高温にさらされても燃焼しない耐熱シール材や、各種金属板、ロックウール、ガラスウール等の不燃性を有する部材が好適に用いられる。耐熱シール材は、形状の自由度が大きくケーブル間の隙間にも詰めることができるので、封止手段として好適である。また、防水性を付与するために、耐熱シール材の表面に難燃性の表面保護材を塗布しても構わない。また、金属板等で表面を覆い、ケーブルとの隙間等を上記耐熱シール材を用いるなど、上記部材を組み合わせて封止手段としても構わない。金属板としてアルミ等の比較的融点の低い金属板を使用する場合には、変形防止の観点からその厚さを十分考慮する必要がある。
【００３９】
また、太陽電池モジュールと引き込み手段の距離に応じて、シリコーンゴム等耐熱性や難燃性を有する部材を用いることもできる。このような部材としては空気流通を阻止する能力に優れたものが好ましい。
【００４０】
耐熱性や難燃性を有する部材としては、一般に販売されている耐熱パテが入手も容易であり好適に用いられる。
【００４１】
耐熱性や難燃性を有する部材としては、一般に知られている各種の材料からなるものを適宜選択して用いることができる。例えば、含フッ素ポリイミド系材料、シリカ、ジルコン、アルミナ、スピネル、マグネシア、ドロマイト、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、ガラス繊維、炭化珪素、窒化珪素、黒鉛質カーボン等のカーボン系耐火材料、グラファイト、タングステン、モリブデン、等の高融点金属等を単独乃至適宜混合して用いうる。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
本実施例は、図２に示すようなアモルファスシリコン太陽電池１５を直列接続し、その裏面にガルバリウム鋼板１６を設けて耐候性樹脂で封止した太陽電池モジュール１を、横葺屋根状に折り曲げ加工し、野地板上に複数枚接続した例である。以下、詳細を説明する。
【００４４】
建築物の屋根を構成するために、図３に示すように軒桁１９、母屋２および垂木３等を配置し、その上に、構造用合板１２ｍｍを野地板４として設け、ドリルビスによって垂木３に固定した。この野地板４の表面に、防水を確実にするために、防水下葺材５であるアスファルトルーフィングを設け、ステープルによって野地板４に固定した。野地板４には、引き込み手段である貫通孔（直径９０ｍｍ）８を設けて、配線部材である延長用ＣＶケーブル７を、あらかじめこの野地板４の下部から上部へこの貫通孔８を通して、直列接続した太陽電池モジュール群の正極を取り出す位置と負極を取り出す位置まで引き入れた。貫通孔８の周辺では、図４のようにＣＶケーブル７をアスファルトルーフィング５の表面に接するように配置し、その上から、耐熱シール材９（日東化成工業製、商品名プラシール・ＮＦ−５ＤＳ）を、貫通孔中心から、半径８０ｍｍ程度の位置からケーブルが覆われるように取り付けた。
【００４５】
このあと、太陽電池の出力を取り出す接続ケーブルが互いに直列接続となるように太陽電池モジュールを接続しながら、図３に示すように吊り子６と呼ばれる固定部材によって固定した。
【００４６】
このように屋根を葺いた後に、延長用ＣＶケーブルを建築物内部の壁面に設置した接続箱に接続した。
【００４７】
本実施例によると、簡易に電気接続を行え、また、配線も短くなるため、配線抵抗による電力ロスが減り、信頼性が向上する。
【００４８】
なお、図５に示すように、従来の防火区画貫通部の防火措置工法に準じて、貫通孔８において、ケーブル７の周囲に耐熱シール材９を用いる方法では、屋根下地４が構造用合板を使用した野地板のように薄く、野地板４と屋根葺材１との空間が少なく、貫通孔８で湾曲部を有するケーブル７を用いた場合には、耐熱シール材９が十分固定できず、屋根での十分な防火性能を確保することができない。
【００４９】
本発明の方法で、図６に示すように、模擬屋根を製作し、米松約５５０ｇからなる火種１８を、貫通孔８の上部にあたる屋根葺材１に載せ、風速３ｍの風を送り燃焼させた屋根防火試験では、試験後の野地板面の変化がほとんどなく、防火上優れた結果が得られた。これは、貫通孔８からの空気流通をほぼ無くし、また、貫通孔８のようにケーブル７が集中する場所で、耐熱シール材９の吸熱作用を利用することで、貫通孔８周辺の野地板面の加熱を抑制できたものと考えられ、本発明の効果が実証できた。
【００５０】
（実施例２［参考例］）
実施例１のアモルファスシリコン太陽電池を使用した太陽電池モジュールに代えて、本実施例では、結晶系太陽電池を用いたガラス封止太陽電池モジュールを作成し、該モジュールのアルミフレームをアルミフレーム固定用金具を用いて野地板上に設置した。
【００５１】
図７を用いて以下に詳細を説明する。太陽電池１５としては結晶シリコン太陽電池を用い、これにグリッド電極をつけた。その後、この結晶シリコン太陽電池１５枚を直列化し、表面にガラス２４、裏面にアルミニウム箔をサンドイッチした耐湿性フッ素樹脂（「テドラー（デュポン社製）／アルミ箔／テドラー」）からなる裏面フィルム２５を設け、ＥＶＡ２６により封止し、４辺に補強材としてアルミフレーム２７を接着剤により接着固定して結晶系太陽電池モジュールとした。
【００５２】
野地板４として木毛セメント板、屋根下葺材としてアスファルトルーフィング２９を使用し、この上に太陽電池モジュールのアルミフレームを固定する固定部材３０を取り付け、図８（ａ）に示すように太陽電池モジュールを固定した。
【００５３】
太陽電池モジュールの出力配線およびアルミフレーム部に接続したアース線は屋根面に引き込み手段（貫通孔）８から、建築物内部に引き込んだ。
【００５４】
この引き込み手段において、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように亜鉛めっき鋼板３１を加工して、ケーブルを通過させる部分に、耐熱シール材（日東化成工業製、商品名プラシール・ＮＦ−５ＤＳ）９を取り付け、ケーブル７が貫通孔の低い方から、この部分に入るよう押し込んで取り付けた。
【００５５】
本実施例によると、簡易に電気接続ができ、また、配線の長さも短くできるため、配線抵抗が少なくでき、太陽電池の発電電力が有効に利用できる。
【００５６】
また、本実施例の方法で、実施例１で示した屋根防火試験をおこなったところ、実施例１と同様、優れた防火性能を示した。これは、貫通孔８からの空気流通をほぼ無くすことにより新鮮な空気が供給されにくくなり、燃焼を抑制したものと考えられる。
【００５７】
さらに、ケーブル７を貫通孔８の低い方から配線したので、ケーブルを伝って建築物に侵入する水分がなくなり、優れた防水性を有する。
【００５８】
（実施例３）
本実施例は、実施例１と同様の層構成をした太陽電池モジュールを、図９に示すように、瓦棒屋根状に折り曲げ加工して屋根葺材１とし、これを野地板４上に複数枚接続した例である。以下に詳細を説明する。
【００５９】
建築物において、図１０のように切妻の屋根を構成するために、軒桁、母屋および垂木３等を配置し、その上に、野地板４として木毛セメント板を配置し、ドリルビスによって垂木３に固定した。この野地板４の表面に、防水を確実にするために、下葺材５であるアスファルトルーフィングをステープルによって固定した。この上に、桟木１７を前記屋根葺材１の幅方向のおおよそ２分の１のピッチで縦方向に取り付けた。太陽電池モジュールの端子箱が桟木１７と干渉する部分は、凹形状とした。また、野地板４に、引き込み手段である貫通孔８を設けた。そして、配線部材である延長用ＣＶケーブル７を、あらかじめこの野地板４の下部から上部へこの貫通孔８を通して、直列接続した太陽電池モジュール群の正極を取り出す位置と負極を取り出す位置まで引き入れた。引き入れたケーブルの下には、第１の封止手段として第１の耐熱シール材（日東化成工業製、商品名プラシール・ＮＦ−５ＤＳ）３５を棒状にして貫通孔８周辺部に下葺材５になじむように取り付け、その上から、さらに第２の封止手段としての第２の耐熱シール材３４及び第３の封止手段としての第３の耐熱シール材３６（いずれのシール材も材料は第１のシール材と同じ）を貫通孔８中心から、半径８０ｍｍ程度の位置からケーブル７が覆われるように取り付けた。
【００６０】
このあと、太陽電池モジュールを太陽電池の出力を取り出す接続ケーブルを互いに直列接続となるように接続しながら、図１０（ｂ）に示すように吊り子６と呼ばれる固定部材によって固定して、屋根葺材相互間の部分には、心木キャップ２３をとりつけていった。
【００６１】
このように屋根を葺いた後に、延長用ＣＶケーブルを建築物内部の壁面に設置した接続箱に接続した。
【００６２】
本実施例によると、簡易に電気接続を行え、また、配線も短くなるため、信頼性が向上する。
【００６３】
また、貫通孔の高い方（つまりこの場合、棟側）からケーブルを取り込んだ場合でも、第１の耐熱シール材３５がケーブルの下側に取り付けられているため、水分がケーブルを伝わって建築物の内部に侵入することを防止することができ、また、防火性能も実施例１と同様となる。
【００６４】
本実施例では、ケーブルの下側に耐熱シール材３５を入れたが、図１１に示すように貫通孔８近傍全体が第２の耐熱シール材３４等で覆われる場合、第１の耐熱シール材、第３の耐熱シール材に代えて樹脂やゴム等のブッシング材や、各種コーキング材を封止手段３５、３６として用いても構わない。
【００６５】
（実施例４）
本実施例は、実施例３と同様な設置形態として、貫通孔８部のみ異なる例である。以下に詳細を説明する。
【００６６】
野地板４に、引き込み手段である貫通穴８を設けて、この貫通孔の周縁部に図１３のように、第１の封止手段としての第１の耐熱シール材（日東化成工業製、商品名プラシール、ＮＦ−５ＤＳ）３５を取り付け、配線部材である延長用ＣＶケーブル７を、あらかじめこの野地板４の下部から上部へ貫通孔８を通して、直列接続した太陽電池モジュール群の正極を取り出す位置と負極を取り出す位置まで引き入れてある。引き入れたケーブル７の上には、さらに第２の封止手段としての第２の耐熱シール材３４（材質は第１のシール材と同じ）を、貫通孔８中心から半径６０ｍｍ程度の位置までケーブル７を覆うように取り付けた。
【００６７】
このあと、太陽電池の出力を取り出す接続ケーブルが互いに直列接続となるように太陽電池モジュールを接続しながら、図２に示すように吊り子６と呼ばれる固定部材によって固定して、屋根材相互の部分には、心木キャップをとりつけていった。
【００６８】
このように屋根を葺いた後に、延長用ＣＶケーブルを建築物内部の壁面に設置した接続箱に接続した。
【００６９】
本実施例によると、簡易に電気接続を行え、また、配線も短くなるため、信頼性が向上する。
【００７０】
また、貫通孔８の高い方（つまりこの場合、棟側）からケーブル７を取り込んだ場合でも、第１の封止手段である耐熱シール材３５がケーブル７の下側に取り付けられているため、仮に第２の封止手段３４で防水できなくとも、水分がケーブル７を伝わって建築物の内部に侵入することを防止することができ、また、防火性能も実施例１と同様優れている。
【００７１】
本実施例では、第二の封止手段として耐熱シール材を入れたが、防水シール材や、図１３（ｂ）、（ｃ）のような電気配管システムで用いられる丸穴カバー等でも同様の効果が得られる。耐火シール材等で覆われる場合、これらの耐熱温度は若干低くてもよく、材質は樹脂等でも構わないが、好ましくは、金属等の不燃材料または、難燃性以上の防火性能を有する材料である。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の太陽電池屋根構造および施工方法により以下の効果を奏する。
【００７３】
（１）屋根下地上のケーブル引き込みのための貫通孔に封止手段を設けたために、防水性が向上する。
【００７４】
（２）屋根下地と太陽電池モジュールの空間のように狭い場所で、ケーブルのような有機物で構成されているような配線部材が集中している場所の防火性能を上げるために使用でき、施工が容易であるとともに太陽電池モジュール自体の設計の自由度を高めることができる。
【００７５】
（３）配線部材の引き込み方法の工夫、および配線部材の下の封止手段によってさらに防水性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の屋根の一例を示す模式的な屋根伏図、（ｂ）は屋根伏図（ａ）におけるｘ−ｘ’断面図（一部）、（ｃ）は屋根伏図（ａ）におけるｙ−ｙ’断面図（一部）。
【図２】本発明の屋根構造に使用する太陽電池モジュールの一例を示す模式的な斜視図。
【図３】本発明の太陽電池屋根構造の一例を示す模式的な断面図。
【図４】（ａ）は実施例１の太陽電池屋根構造の引き込み口を示す模式的な断面図、（ｂ）は実施例１の太陽電池屋根構造の引き込み口を示す模式的な斜視図。
【図５】従来の防火区画貫通部の防火措置工法の一例を示す模式的な斜視図。
【図６】（ａ）は防火性能試験の一例を示す模式的な斜視図、（ｂ）は防火性能試験の火種部周辺の模式的な断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は実施例２における太陽電池モジュールの模式的な斜視図。
【図８】（ａ）は実施例２の太陽電池屋根構造の模式的な斜視図、（ｂ）は実施例２の太陽電池屋根構造の封止手段を示す模式的な断面図、（ｂ）は実施例２の太陽電池屋根構造の封止手段のを示す模式的な斜視図。
【図９】実施例３で用いた太陽電池モジュールの模式的なの斜視図。
【図１０】（ａ）は実施例３における太陽電池屋根構造を示す模式的な内部斜視図、（ｂ）は実施例３における太陽電池屋根構造を示す模式的な断面図、（ｃ）は実施例３における太陽電池屋根構造の引き込み口を示す模式的な断面図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は実施例３における他の太陽電池屋根構造の引き込み口を示す模式的な断面図。
【図１２】本発明の太陽光発電システムの構成図。
【図１３】（ａ）は実施例４の封止手段の模式的な断面図、（ｂ）、（ｃ）は実施例４の封止手段の他の例を示す模式的な断面図、（ｄ）は（ｂ）に対応する上面図。
【符号の説明】
１  太陽電池モジュール（屋根葺材）
２  母屋
３  垂木
４  屋根下地（野地板）
５  防水下葺材
６  吊り子
７  配線材（ケーブル）
８  引き込み手段（貫通孔）
９  封止手段
１５  太陽電池
１６  支持手段
１７  桟木
１８  火種
１９  軒桁
２３  心木キャップ
２４  ガラス
２５  裏面フィルム
２６  ＥＶＡ
２７  アルミフレーム
２９  アスファルトルーフィング
３０  固定部材
３１  金属板（亜鉛めっき鋼板）
３４  第２の封止手段（耐熱シール材）
３５  第１の封止手段（耐熱シール材）
３６  第３の封止手段（耐熱シール材）
３７  接続箱（端子台）
３８  インバータ（電力変換装置）
３９  電力系統
【図１】
0004590052.tif 000002
【図２】
0004590052.tif 000003
【図３】
0004590052.tif 000004
【図４】
0004590052.tif 000005
【図５】
0004590052.tif 000006
【図６】
0004590052.tif 000007
【図７】
0004590052.tif 000008
【図８】
0004590052.tif 000009
【図９】
0004590052.tif 000010
【図１０】
0004590052.tif 000011
【図１１】
0004590052.tif 000012
【図１２】
0004590052.tif 000013
【図１３】
0004590052.tif 000014