(57)【要約】【課題】屋根面への施工後に太陽電池モジュールを交換する際に、出力ケーブルの加工作業が容易で、該出力ケーブルの再接続作業を効率良く行うことができる太陽電池モジュール一体型屋根材を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール２の裏面に配設した端子ボックス４０の軒側に出力ケーブル４１を接続し、該出力ケーブル４１を湾曲させながら端子ボックス４０を迂回して接続部４１ａとは反対側の棟側に引き出す。【選択図】図１
2007186905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールをベース材上に重ね合わせて一体に固定してなる太陽電池モジュール一体型屋根材であって、
太陽電池モジュールの裏面に配設した端子ボックスの出力ケーブルの接続部を軒側に配置し、且つ、
端子ボックスに接続された出力ケーブルを湾曲させながら該端子ボックスを迂回して、棟側より外部に引き出したことを特徴とする太陽電池モジュール一体型屋根材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋根面に敷設される屋根材に太陽電池モジュールを搭載した太陽電池モジュール一体型屋根材に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、建物の屋根や窓などに取り付けて利用され、業務用のみならず、一般住宅用にも需要が拡大してきている。一般住宅用としては、種々の太陽電池付き屋根材が開発されている。
【０００３】
従来、この種の太陽電池モジュール一体型屋根材では、図９及び図９のＣ−Ｃ’断面図である図１０に示すように、屋根材１０２上に固定される太陽電池モジュール１０３の裏面に端子ボックス１０４が配設されており、通常、そのケーブル接続部１０４ａは棟側へ向けて配置されている。太陽電池モジュール一体型屋根材１０１は、端子ボックス１０４のケーブル接続部１０４ａに接続される出力ケーブル１０５を太陽電池モジュール１０３の棟側から引き出した状態で、屋根面に施工される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、太陽電池モジュールの裏面に配設される端子ボックス及びそのケーブル接続部に接続される出力ケーブルの引き回し構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７６０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記太陽電池モジュール一体型屋根材１０１を屋根面に施工した後に太陽電池モジュール１０３を交換する場合には、図１１に示すように、屋根材１０２上から太陽電池モジュール１０３を持ち上げ、出力ケーブル１０５を切断して太陽電池モジュール１０３を取り外し、交換用の太陽電池モジュール１０３に切断した出力ケーブル１０５を再接続する必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の太陽電池モジュール一体型屋根材１０１では、端子ボックス１０４のケーブル接続部１０４ａに接続された出力ケーブル１０５を、上記接続部１０４ａが臨む方向と同一方向から引き出した状態で屋根面に施工しているので、出力ケーブル１０５の長さに余裕がない。従って、太陽電池モジュール１０３を持ち上げた時に屋根材１０２との間のスペースが小さく、切断した出力ケーブル１０５の加工作業が困難であり、該出力ケーブル１０５の再接続作業の効率を低下させていた。
【０００８】
本発明の目的は、屋根面への施工後に太陽電池モジュールを交換する場合に、出力ケーブルの加工作業が容易で、該出力ケーブルの再接続作業を効率良く行うことができる太陽電池モジュール一体型屋根材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池モジュールをベース材上に重ね合わせて一体に固定してなる太陽電池モジュール一体型屋根材であって、
太陽電池モジュールの裏面に配設した端子ボックスの出力ケーブルの接続部を軒側に配置し、且つ、
端子ボックスに接続された出力ケーブルを湾曲させながら該端子ボックスを迂回して、棟側より外部に引き出したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、太陽電池モジュールの裏面に配設された端子ボックスの接続部を軒側に配置し、該接続部に接続した出力ケーブルを、湾曲させながら折り返して反対側の棟側より外部に引き出すようにしたので、出力ケーブルを湾曲させて折り返した分だけ出力ケーブルの長さに余裕を持たせることができる。従って、屋根面への施工後に太陽電池モジュールを交換する際に、太陽電池モジュールを持ち上げた状態で屋根材（ベース材）との間にスペースを大きくとることができ、出力ケーブルの切断、再接続作業等の加工作業が容易で、太陽電池モジュールの交換作業を効率良く行うことができる。
【００１１】
また、本発明の太陽電池モジュール一体型屋根材の製造時や施工時に出力ケーブルを引っ張ってしまった場合でも、出力ケーブルの湾曲部分で引張り力が緩和されるため、端子ボックスと出力ケーブルとの接続部に該引張り力がかかりにくくなり、該接続部における損傷が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は当該実施形態に限るものではない。
【００１３】
図１は本発明の好ましい一実施形態の太陽電池モジュール一体型屋根材を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。図３は図１のＢ−Ｂ’断面図、図４は斜視図、図５、図６はそれぞれ、本実施形態の太陽電池モジュール一体型屋根材を屋根面に施工した状態の斜視図及び側断面図である。
【００１４】
図１〜図４に示すように、本例の太陽電池モジュール一体型屋根材１は、屋根材としてのベース材１０上に、固定部材２０を介して、光電変換装置である太陽電池モジュール２を一体的に固定したものである。
【００１５】
本例の太陽電池モジュール２は薄型太陽電池モジュールであって、扁平な直方体状を呈しており、封止材により光電変換素子が密閉されている。
【００１６】
太陽電池モジュール２を搭載するベース材１０は、例えば、セメント系の屋根材、粘土瓦または金属瓦等により形成されている。このベース材１０は、単純な平板形状であっても構わないが、外観を屋根材に似せるために、モジュール搭載部分１１の板厚が薄く形成され、その軒側端部に裏面側（設置面側）に向けて屈曲した低い高さの着座部１２が形成されている。また、図２に示すように、モジュール搭載部分１１の中央部には、後述する端子ボックス４０を収容するための収容凹部１１ａが形成され、該収容凹部１１ａは端子ボックス４０を下側から覆うように設置側に窪ませて形成されている。
【００１７】
また、ベース板１０の棟側端部の裏面側には屋根面に当接する側断面逆台形状の脚部１３が形成されており、その表面側（非設置面側）には棟側に隣接するベース材１０の着座部１２が着座する縦方向ラップ部１４が延設されている。縦方向ラップ部１４は、上記モジュール搭載部分１１よりも板厚を増大させて突設され、モジュール搭載部分１１に太陽電池モジュール２を配置した場合にその上面と該縦方向ラップ部１４の上面とが連続した平面となるように形成されている。この縦方向ラップ部１４には、釘やビス等で固定する止着孔１７が開設されている。この縦方向ラップ部１４の長手方向中央部のモジュール搭載部分側には、太陽電池モジュール２の下部から後述する出力ケーブル４１を引き出すための矩形の引き出し凹部１９が形成されている。
【００１８】
さらに、左右方向（軒棟方向に直交する方向）の一端部には、隣接するベース材１０を上側に重ねる横方向ラップ部１５が延設されている。横方向ラップ部１５は、上記屈曲した着座部１２によってベース材１０の他端部に区画される下部空間１６に該横方向ラップ部１５が配置される。尚、本例では、横方向ラップ部１５がベース材１０の左端部に延設されているが、これに限るものではなく、ベース材１０の右端部に延設してもよい。
【００１９】
図５及び図６に示すように、太陽電池モジュール一体型屋根材１は、野地板３等の屋根面上に沿って、瓦等の屋根材を縦横に敷設するように施工される。即ち、野地板３上に太陽電池モジュール一体型屋根材１を配置し、縦方向ラップ部１４の止着孔１７に不図示の釘やビス等を止着して固定する。左右方向における太陽電池モジュール一体型屋根材１の配置は、図５に示すように、横方向ラップ部１５上に左隣りの太陽電池モジュール一体型屋根材１の右端部が重なるように施工される。軒棟方向における太陽電池モジュール一体型屋根材１の配置は、図６に示すように、軒側の太陽電池モジュール一体型屋根材１の縦方向ラップ部１４上に棟側の太陽電池モジュール一体型屋根材１の着座部１２が着座して重なるように施工される。野地板３上には防水性のルーフ材が敷設される場合もあるが、本実施形態の太陽電池モジュール一体型屋根材１の施工法は基本的に変わらない。
【００２０】
このようにして屋根面上に縦横に敷設された複数の太陽電池モジュール２は、後述する出力ケーブル４１を接続して直列または／及び並列に電気的に接続される。
【００２１】
本例の太陽電池モジュール一体型屋根材１では、固定部材２０を介して、ベース材１０上に太陽電池モジュール２が一体的に固定されている。図３、図４及び図７に示すように、本例の固定部材２０は側断面形状がコ字状を呈しており、太陽電池モジュール２の長手方向（左右方向）または幅方向（軒棟方向）の端部を表裏面側から挟持する保持部２１と、ベース材１０上に当接するように配置される設置片２２と、この設置片２２に設けられ、ベース材１０に固定するボルト２３ａ及びナット２３ｂとを備えている。本例では、太陽電池モジュール２の幅方向両端部を左右両側において２対の固定部材２０で保持している。
【００２２】
保持部２１は、太陽電池モジュール２の表面側に対向する上水平部２１ａと、その裏面側に対向する下水平部２１ｂと、その側面に対向し、上記上水平部２１ａ及び下水平部２１ｂを連結する垂直部２１ｃとから構成され、これらは連続してコ字形を呈している。設置片２２と保持部２１の下水平部２１ｂとは連結部２４によって連結されている。
【００２３】
ボルト２３ａは、設置片２２にベース材１０に向けて立設されており、ベース材１０を貫通するように起立している。従って、図３及び図７に示すように、ベース材１０の四隅近傍の４箇所には、上記ボルト２３ａを挿通させるための貫通孔１８が開設されており、このボルト２３ａをベース材１０の貫通孔１８に挿通させて、ベース材１０の裏面側に突き出したボルト２３ａにナット２３ｂを締結することにより、屋根材としてのベース材１０と太陽電池モジュール２とが固定部材２０を介して一体的に固定される。
【００２４】
固定部材２０の材質としては、例えば、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミ合金、その他の金属または合成樹脂等が挙げられる。
【００２５】
尚、ベース材１０に開設した貫通孔１８から漏水するのを防止するために、固定部材２０の設置片２２とベース材１０との間に定形または不定形のシーリング材を介設したり、貫通孔１８内にシーリング材を充填してもよい。
【００２６】
本例の太陽電池モジュール一体型屋根材の固定構造は、上記固定部材２０を用いたものに限るものではなく、ベース材１０上に接着剤を用いて太陽電池モジュール２を固定してもよく、固定部材２０と接着剤とを併用しても構わない。
【００２７】
固定部材２０の保持部２１で太陽電池モジュール２を保持する場合には、太陽電池モジュール２の破損を防止するため、保持部２１と太陽電池モジュール２との間に緩衝材３０を介設することが好ましい。緩衝材３０は、弾力性を有するものであればよく、例えば、ゴム、エラストマーまたは合成樹脂が挙げられる。
【００２８】
また、図１に示すように、太陽電池モジュールの裏面、即ちベース材１０に対向する面には、そのケーブル接続部４０ａを軒側へ向けて端子ボックス４０が配設されている。この端子ボックス４０は、太陽電池モジュール２の出力端子を密閉保護するボックスであり、該ケーブル接続部４０ａに接続された出力ケーブル４１は、湾曲しながら反対側の棟側へ折り返され、ベース材１０の棟側に位置する引き出し凹部１９から外部へ引き出されている。
【００２９】
図５及び図６に示すように、屋根面に太陽電池モジュール一体型屋根材１を施工した場合には、軒棟方向の太陽電池モジュール一体型屋根材１同士の重ね合わせ部分において出力ケーブル４１の一部が日射側に露出するが、該出力ケーブル４１の露出部分を不図示の保護カバーにより覆うように構成してもよい。即ち、ベース材１０の引き出し凹部１９の上方を覆うように保護カバーを設けることが考えられる。出力ケーブル４１の露出部分を保護カバーで覆うことにより、紫外線によるケーブルの劣化を防ぐことができる。また、出力ケーブル４１の被覆材の色が太陽電池モジュール２やベース材１０の色と異なる場合には、太陽電池モジュール２やベース材１０の色に合わせて着色した保護カバーを用いることにより、全体の美観を向上させることができる。保護カバーの材質としては、例えば、ゴム、エラストマー、合成樹脂または金属などを用いることができる。
【００３０】
以上の如く構成された太陽電池モジュール一体型屋根材１を屋根面に施工した後、不具合のある太陽電池モジュール２を交換するには、上記固定部材２０または接着剤を切除して太陽電池モジュール２をベース材１０から持ち上げる必要がある。
【００３１】
具体的には、本例のように、ベース材１０上に固定部材２０を介して太陽電池モジュール２を固定している場合には、太陽電池モジュール２の幅方向端部を表裏面側から挟持する固定部材２０の保持部２１における少なくとも上水平部２１ａを切除し、太陽電池モジュール２を持ち上げる。或いは、ベース材１０上に接着剤により太陽電池モジュール２を固定している場合には、太陽電池モジュール２とベース材１０との間に介在する接着剤を鋸やナイフ等の刃物を用いて切除し、太陽電池モジュール２を持ち上げる。
【００３２】
すると、図８に示すように、ベース材１０上から離間させて太陽電池モジュール２を持ち上げることができる。この太陽電池モジュール２を持ち上げた状態で、出力ケーブル４１を切断して太陽電池モジュール２を取り外し、交換用の太陽電池モジュール２に切断した出力ケーブル４１を再接続する。このように切断した出力ケーブル４１の再接続作業を行った後、ベース材１０上に接着剤などを用いて交換用の太陽電池モジュール２を再固定する。
【００３３】
本例の太陽電池モジュール一体型屋根材１では、端子ボックス４０のケーブル接続部４０に接続された出力ケーブル４１を湾曲させながら折り返して上記ケーブル接続部４０ａが臨む軒側とは反対の棟側から引き出している。従って、出力ケーブル４１を湾曲させて折り返した分だけケーブル長さに余裕を持たせることができる。これにより、屋根面への施工後に太陽電池モジュール２を交換するに際して、太陽電池モジュール２を持ち上げた時に、該太陽電池モジュール２とベース材１０との間にスペースを大きくとることができ、切断した出力ケーブルの加工作業が容易であり、該出力ケーブル４１の再接続作業を効率良く行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュール一体型屋根材を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】図１の太陽電池モジュール一体型屋根材を示す斜視図である。
【図５】図１の太陽電池モジュール一体型屋根材を屋根面に施工した状態の斜視図である。
【図６】図１の太陽電池モジュール一体型屋根材を屋根面に施工した状態の側断面図である。
【図７】図１の太陽電池モジュール一体型屋根材における固定部材を示す側断面図である。
【図８】図１の太陽電池モジュール一体型屋根材における太陽電池モジュール交換時の状態を示す側断面図である。
【図９】従来の太陽電池モジュール一体型屋根材を示す平面図である。
【図１０】従来の太陽電池モジュール一体型屋根材のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１１】従来の太陽電池モジュール一体型屋根材における太陽電池モジュール交換時の状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  太陽電池モジュール一体型屋根材
２  太陽電池モジュール
３  野地板
１０  ベース材
１１  モジュール搭載部分
１１ａ  収容凹部
１２  着座部
１３  脚部
１４  縦方向ラップ部
１５  横方向ラップ部
１６  下部空間
１７  止着孔
１８  貫通孔
１９  引き出し凹部
２０  固定部材
２１  保持部
２１ａ  上水平部
２１ｂ  下水平部
２１ｃ  垂直部
２２  設置片
２３ａ  ボルト
２３ｂ  ナット
２４  連結部
３０  緩衝材
４０  端子ボックス
４０ａ  ケーブル接続部
４１  出力ケーブル
１０１  太陽電池モジュール一体型屋根材
１０２  屋根材
１０３  太陽電池モジュール
１０４  端子ボックス
１０４ａ  ケーブル接続部
１０５  出力ケーブル
【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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【図８】
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【図９】
2007186905.tif 000011
【図１０】
2007186905.tif 000012
【図１１】
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