(57)【要約】【課題】太陽電池の裏面側に断熱材を配設してなる太陽電池複合パネルを用いて屋根構造として各種の建築物に適用できる太陽電池敷設構造を提供する。【解決手段】本発明の太陽電池敷設構造は、太陽電池１と少なくとも表面が非透水性である断熱材３を空間２を隔てて一体化した太陽電池複合パネル４を、太陽電池１の表面が略平坦状になるように流れ方向及び流れ方向に交わる方向に敷設し、両方向に隣接する太陽電池複合パネル４，４は、防水状に接続されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と少なくとも表面が非透水性である断熱材を空間を隔てて一体化した太陽電池複合パネルを、太陽電池の表面が略平坦状になるように流れ方向及び流れ方向に交わる方向に敷設し、
両方向に隣接する太陽電池複合パネルは、防水状に接続されていることを特徴とする太陽電池敷設構造。
【請求項２】
防水状の接続として、隣接する端縁同士を重合状に接続するか、或いは裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池敷設構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の裏面側に断熱材を配設してなる太陽電池複合パネルを用いて屋根構造として各種の建築物に適用できる太陽電池敷設構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池を取り付けた屋根としては、種々の構造のものが知られており、各種の屋根構造に支持材や架台を介して太陽電池パネルを取り付ける構造と、例えば屋根板に太陽電池を一体化させて取り付ける構造とが知られているが、雨仕舞い性を屋根構造に依存する前者に比べ、後者はそれ自体に雨仕舞い性を有するので、全体厚みが薄くできる点で有利である。
後者に属する特許文献１は、凹凸状金属板（外囲板２）の表面に太陽電池（太陽電池モジュールパネル１８）が取り付けられている構成である。また、この提案における凹凸状金属板の裏面凹部には、発泡ウレタンからなる下地層１４が形成されている（充填されている）。
また、特許文献２に記載の太陽光発電ユニット１０は、断熱層１１と防水層１２とソーラパネル１３とが積層されたパネルである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２２９５１６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１では、凹凸状金属板（外囲板２）を全域に敷設することで「雨仕舞」を行い、その後に太陽電池（太陽電池モジュールパネル１８）を敷設するものであって、作業効率が悪いものであった。
また、前記特許文献２では、太陽電池（ソーラパネル１３）裏面が防水層１２に密着しているため、自身が発生する熱量が放散されず滞留されるため、太陽電池の効率低下は避けられない構成である。しかもユニット同士の隣接部分は、防水テープ（図４）や突き合わせ（図１２）によるものであって雨仕舞に大きな問題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は、太陽電池の裏面側に断熱材を配設してなる太陽電池複合パネルを用いて屋根構造として各種の建築物に適用できる太陽電池敷設構造を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、太陽電池と少なくとも表面が非透水性である断熱材を空間を隔てて一体化した太陽電池複合パネルを、太陽電池の表面が略平坦状になるように流れ方向及び流れ方向に交わる方向に敷設し、両方向に隣接する太陽電池複合パネルは、防水状に接続されていることを特徴とする太陽電池敷設構造に関するものである。
【０００７】
また、本発明は、前記太陽電池敷設構造において、防水状の接続として、隣接する端縁同士を重合状に接続するか、或いは裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続することを特徴とする太陽電池敷設構造をも提案する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の太陽電池敷設構造は、太陽電池と断熱材とが空間を隔てて一体化されているため、連通する空間により太陽電池自体の発熱による効率低下を招くことがなく、また万が一太陽電池の裏面側に浸入した雨水や空間内にて結露した雨水等を断熱材の表面にて流下させることができる。そのため、雨仕舞い性を備える屋根（下地）を必要としないので、全体厚みを薄く構築することができる。
【０００９】
また、防水状の接続として、隣接する端縁同士を重合状に接続するか、或いは裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続する場合には、公知の防水構造を用いて太陽電池複合パネルを重合状に配設するか、対向状に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）本発明の第１実施例の太陽電池敷設構造の流れ方向に交わる方向における接続部分を示す正断面図、（ｂ）流れ方向における接続部分を示す側断面図、（ｃ）用いた太陽電池を示す正面図、（ｄ）用いた固定部（材）を示す側面図及び正面図、（ｅ）用いた断熱材を示す正面図、（ｆ）組み付けられた太陽電池複合パネルを示す正断面図、（ｇ）用いた太陽電池複合パネルを縮小して示す側断面図である。
【図２】（ａ）第２実施例の太陽電池複合パネルを流れ方向に交わる方向に接続しようとする状態を示す正断面図、（ｂ）接続した状態を示す正断面図、（ｃ）流れ方向に接続しようとする状態を示す側断面図である。
【図３】（ａ）第３実施例の太陽電池敷設構造の流れ方向に交わる方向における接続部分を示す正断面図、（ｂ）流れ方向における接続部分を示す側断面図、（ｃ）太陽電池と断熱材とを一体化する別の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の太陽電池敷設構造は、太陽電池と少なくとも表面が非透水性である断熱材を空間を隔てて一体化した太陽電池複合パネルを、太陽電池の表面が略平坦状になるように流れ方向及び流れ方向に交わる方向に敷設してなるものである。なお、流れ方向に交わる方向とは、例えば切妻屋根の桁行方向に相当するものである。
また、両方向に隣接する太陽電池複合パネルは、防水状に接続されている。
【００１２】
前記防水状の接続としては、隣接する端縁同士を重合状に接続するか、或いは裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続する構造等から適宜に選択すればよく、公知の防水構造を用いて太陽電池複合パネルを重合状に配設するか、対向状に配設することができる。
【００１３】
本発明に用いる太陽電池は、太陽電池モジュールとその周縁に取り付ける枠体とで形成されるものである。
前記太陽電池モジュールとしては、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。
また、前記枠体は、前記太陽電池モジュールの周縁に取り付けられて矩形状のパネルを形成するものであり、太陽電池モジュールの端縁を保持するために略コ字状（溝部を有する）であることが多いが、その構成は特に限定するものではない。
【００１４】
本発明に用いる断熱材は、少なくとも表面が非透水性であれば、それ自体が非透水性の発泡樹脂で形成されるものでも、慣用的に断熱性能を有する材料の表面を非透水性の防水処理をしたものでもよいが、施工性を考慮すると軽量である発泡樹脂製（例えばＥＰＳ等）が好ましい。
この断熱材は、平板状であっても凹凸状であってもよい。また、この断熱材の表面は、浸入水等を円滑に流下、排出するための「溝」を有するものであってもよい。
さらに、この断熱材は、後述する第１実施例のように固定用の部材を固定部として一体的に備えるものでも良い。
【００１５】
前記太陽電池と前記断熱材との間に形成される空間は、太陽電池裏面に形成され、隣接するパネル同士の空間が連通可能であれば、その形状を限定するものではない。また、この空間は、前記太陽電池と前記断熱材とが完全に離間するものでも、部分的に当接するものでもよい。
【００１６】
そして、流れ方向とそれと交わる方向の両方向に隣接する太陽電池複合パネルは、防水状に接続されている。
この防水状の接続としては、隣接する端縁同士を重合状に接続する構成、或いは裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続する構成などの中から適宜に選択すればよい。
前者の態様、即ち断熱材の端縁に重合部、重合受部を形成する場合には、後述する図示実施例のように流れ方向の端縁、それと交わる方向の端縁のそれぞれに設けてもよいし、一方のみに設けてもよい。また、これらの重合部、重合受部は、単に重ねる（段差ができる）ものでも、相決り状（平坦状）であってもよく、空気流路としての機能を備えるものでもよいし、表面での排水を妨げなければ重合部分の態様は問わない。更に、重合と捨て板を併用してもよい。
後者の態様、即ち裏面に排水部材を配設して防水処理を施して接続する場合についても、公知の種々の防水構造を採用すればよい。
【００１７】
前記太陽電池、前記断熱材、前記空間より形成される太陽電池複合パネルは、太陽電池と断熱材との一体化方法について特に限定するものではない。例えば接着等によるものでも、太陽電池の枠体を利用するものでも、別途取付具（固定具を兼用でもよい）等を用いるものでもよい。なお、ここでの一体化とは、パネルとして施工可能な態様であればよく、恒久的な一体を意味するものではない。
【００１８】
前記太陽電池の枠体を利用して前記太陽電池と前記断熱材とを一体化する場合、断熱材は枠体の高さ内に収まる厚みであっても、枠体下部より下方に突出するものであってもよい。また、この太陽電池の枠体を用いて一体化する場合には、太陽電池は少なくとも対向する２辺に枠体を備えればよい。
また、前記断熱材は、太陽電池の端部に対してから延出状であっても、太陽電池に対して位相状でもよく、太陽電池と同等の大きさでも異なる大きさであってもよく、表面は雨水等の流下を円滑に行うために溝状部を設けてもよい。また、溝状部や相決りを採用する場合、円滑な流下を促すために下り傾斜状に形成してもよい。
【００１９】
以上の構成を有する本発明の太陽電池敷設構造は、太陽電池と断熱材とが空間を隔てて一体化されているため、連通する空間により太陽電池自体の発熱による効率低下を招くことがなく、また万が一太陽電池の裏面側に浸入した雨水や空間内にて結露した雨水等を断熱材の表面にて流下させることができる。また、そのため、雨仕舞い性を備える屋根（下地）を必要としないので、全体厚みを薄く構築することができる。
【実施例１】
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示す本発明の第１実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１と少なくとも表面が非透水性である断熱材３を空間２を隔てて一体化した太陽電池複合パネル４を、太陽電池１の表面が略平坦状になるように流れ方向及び流れ方向に交わる方向に敷設してなるものであり、両方向に隣接する太陽電池複合パネル４，４は、防水状に接続されている。
なお、図１（ａ）における左右方向が流れ方向と交わる方向を示し、図１（ｂ）における右左方向が流れ方向を示す。
【００２１】
この第１実施例における太陽電池複合パネル４を構成する太陽電池１は、図１（ｃ）に示すように太陽電池モジュール１１とその周縁に取り付けた枠体１２，１２'とで形成され、流れ方向に交わる方向（以下、単に左右方向という）の端縁に取り付けた枠体１２，１２には、その下端から内側へ突出する係止片１２１を備えている。なお、全ての枠体１２，１２'は、上端に太陽電池モジュール１１の端縁を保持するように略コ字状に形成されている。
【００２２】
また、この第１実施例における太陽電池複合パネル４を構成する断熱材３は、ビーズ法ポリスチレンフォーム（ＥＰＳ）の成形体であって、図１（ｅ）に示すように表面が略平坦状の面板部３１の左右方向の一方の端縁に重合受部３２が、他方の端縁に重合部３３が形成されている。また、図１（ｂ），（ｇ）に示すように面板部３１の流れ方向の一方の端縁に重合受部３４が、他方の端縁に重合部３５が形成されている。したがって、この断熱材３は、左右方向における接続部分においても、流れ方向における接続部分においてもそれぞれ相決り状の防水構造を形成して接続されるものである。なお、前記重合受部３４は、図１（ｅ）に示すように左右方向の他方側（図では左側）から一方側（図では右側）に下り傾斜するものであり、当該接続部分に至る雨水も他方側から一方側へ流下させるものである。
【００２３】
また、この断熱材３の表面側には、図１（ｇ）に示すように複数の凹状部３６が形成され、該凹状部３６にはそれぞれ図１（ｄ）に示すフレーム状の固定部（材）３ｂを嵌合状に取り付けたものを用いている。
この固定部（材）３ｂは、前記断熱材３を前記太陽電池１に一体的に取り付けるための固定部の役割を果たすものであって、その上面には左右に係止片１２１，１２１に取り付けるための係止爪３９，３９を有する断面逆Ｕ字状の帯状材である。なお、前記凹状部３６は、断熱材３の取り付けに固定部（材）３ｂが干渉しないための部位である。
【００２４】
この第１実施例において、前記太陽電池１と前記断熱材３とを一体化するには、図１（ｃ）と図１（ｄ）との間に矢印にて示すように前記太陽電池１に対して前記固定部（材）３ｂを回転させて取り付ける。即ち長尺な太陽電池１の枠体１２，１２の係止片１２１，１２１に対し、短幅の固定部（材）３ｂの係止片３９が係合するように取り付ける。そして、太陽電池１に対して固定した固定部（材）３ｂが前記凹状部３６に嵌合状に取り付けられるように断熱材３（本体）を臨ませて固定することができる。
【００２５】
さらに、前記断熱材３の左右方向の端縁の表面側には、それぞれ段状に切り欠いた形状の受部３７，３７'が形成され、太陽電池１の枠体１２，１２の下面を受支するため、安定な一体化構造が得られる。なお、各受部３７，３７'の隅部には太陽電池１の枠体１２，１２の係止片１２１，１２１が嵌合する嵌合溝３７，３７１'が形成されている。
同様な構成は、流れ方向の水上側及び水下側にも形成され、受部３８，３８が太陽電池１の枠体１２'，１２'の下面を受支するため、安定な一体化構造が得られる。
【００２６】
こうして一体化された太陽電池複合パネル４は、流れ方向の接続については、その太陽電池１，１同士を突き合わせるように、断熱材３，３同士は重合受部３４に重合部３５を重合させて相決り状に接続している。
【００２７】
また、左右方向の接続については、断熱材３，３同士は重合受部３２に重合部３３を重合させて相決り状に接続しているが、固定部（材）３ｂ，３ｂ同士を重合して固定具６ａにて接続し、太陽電池１，１同士は対向状に配設し、その対向間隔に化粧カバー用下地６ｂ及び化粧カバー６ｃを配設して固定ビス６ｄで防水状に接続している。
なお、前述のように断熱材３の左右方向の端縁には、それぞれ段状の受部３７，３７'を形成しているが、前記化粧カバー用下地６ｂを設置するために右方側の受部３７を長く形成している。
【００２８】
このように施工される第１実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１と断熱材３とが空間２を隔てて一体化されているため、連通する空間２により太陽電池１自体の発熱による効率低下を招くことがない。特にこの第１実施例では太陽電池１の裏面と断熱材３とは全く接触していない。そのため、熱量が滞留することがないので、効率低下を生じ難い。また万が一太陽電池１の裏面側に浸入した雨水や空間２内にて結露した雨水等を断熱材３の表面や相決り状の接続部分（３２，３３）にて流下できる。そのため、雨仕舞い性を備える屋根（下地）を必要としないので、全体厚みを薄く構築することができる。
【００２９】
図２（ａ）に示す第２実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１Ｂ自体については前記第１実施例における太陽電池１とほぼ同様であるが、太陽電池１Ｂと断熱材５との一体化は、別部材（固定具７）にて行っており、更に流れ方向の接続については図２（ｃ）に示すように前記第１実施例と同様に相決り状に接続しているが、左右方向の接続については図２（ｂ）に示すように排水部材８を用いて防水状に接続する態様である。
【００３０】
この第２実施例における太陽電池１Ｂは、前述のように前記第１実施例における太陽電池１とほぼ同様であるから、図面に同一符号（但し、符号の末尾にｂを付記した）を付して説明を省略する。
【００３１】
また、この第２実施例における断熱材５は、前記第１実施例と同様にビーズ法ポリスチレンフォーム（ＥＰＳ）の成形体であって、表面側には流れ方向に連続する凹状溝５１１を複数（７条）備え、図２（ｃ）に示すように流れ方向の中程に裏面側から切り欠かれた空部５２を備える構成であり、該空部５２には前記固定材７が嵌合状に配設され、この固定材７を介して断熱材５と太陽電池１Ｂとが一体化される構成である。なお、固定材７は、太陽電池１Ｂの係止片１２１ｂに裏面側からビス止め（ビス７ｂ）されている。
そして、この第２実施例における太陽電池１Ｂと断熱材５とは、空間２Ｂを隔てて一体化されて太陽電池複合パネル４Ｂを形成している。
【００３２】
前記固定材７は、前述のように所定幅の金属板等からなり、略中央が谷状（谷状部分７１）に形成される成型材であって、該谷状部分７１の左右の端縁に太陽電池１Ｂの係止片１２１ｂに重合状に固定される固定横片７２，７２を有し、該固定横片７２のさらに外側に取付縦片７３を有する構成である。なお、この取付縦片７３の下端には、内側へ折り返した係合片７３１が形成されている。
【００３３】
この第２実施例の太陽電池複合パネル４Ｂを左右方向に接続については、図２（ａ），（ｂ）に示すように裏面に排水部材８を配設して防水処理を施して接続する構成を採用した。
即ち流れ方向に連続する排水部材８を所定箇所に配し、それに跨るように取付材８ｂを固定し、この取付材８ｂに設けた接続受部８３に前記固定材７の取付縦片７３を取り付けて左右の太陽電池複合パネル４Ｂ，４Ｂを接続している。
なお、前記排水部材８は、排水部８１を形成する左右の側壁の上端が折り返された樋状であり、前記取付材８ｂは、前記排水部材８に跨る略門状の規制部８２と、その中央に設けられた左右の一対の起立片に形成される接続部８３とからなる、なお、この接続部８３を形成する起立片の上端には、内側へくさび状に形成した係合受片８３１が形成されている。したがって、前記取付材８ｂの接続受部８３に前記固定材７の取付縦片７３を取り付ける構成とは、具体的には係合受片８３１に係合片７３１を係合させる構成である。
【００３４】
この第２実施例の太陽電池複合パネル４Ｂの流れ方向の接続については、図２（ｃ）に示すように前記第１実施例と同様に相決り状に接続する構成を採用した。即ち太陽電池１Ｂ，１Ｂ同士を突き合わせるように、断熱材５，５同士は重合受部５３に重合部５４を重合させて相決り状に接続している。なお、その相決り状の接続に際し、重合受部５３に設けた凹部５３１に重合部５４に設けた凸部５４１も係合する。
【００３５】
こうして施工される第２実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１Ｂと断熱材５とが空間２Ｂを隔てて一体化されているため、前記第１実施例と同様に空間２Ｂにて太陽電池１Ｂ自体の発熱による効率低下を防ぐ。また万が一太陽電池１Ｂの裏面側に浸入した雨水や空間２Ｂ内にて結露した雨水等については、断熱材５の表面の凹部５１１や排水部材８の排水部８１にて流下させることができる。
【００３６】
図３（ａ）に示す第３実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１Ｃ自体については前記第１，２実施例における太陽電池１，１Ｂとほぼ同様であるが、太陽電池１Ｃと断熱材５Ｃとの一体化は、太陽電池１Ｃの枠体１２ｃにて行っており、更に流れ方向の接続については図２（ｃ）に示すように前記第１，２実施例と同様に相決り状に接続しているが、左右方向の接続については図３（ｂ）に示すように縦桟部材９の排水部９４を用いて防水状に接続する態様である。
【００３７】
この第３実施例における太陽電池１Ｃは、前述のように前記第１，２実施例における太陽電池１，１Ｂとほぼ同様であるから、図面に同一符号（但し、符号の末尾にｃを付記した）を付して説明を省略する。
この太陽電池１Ｃの枠体１２ｃ，１２ｃ間に断熱材５Ｃを挟み込む構成であるが、その作成手段を限定するものではない。例えば上端に略コ字状部分を、下方に横溝部分を有する枠体１２ｃ，１２ｃ間に、太陽電池モジュール１１ｃ及び断熱材５Ｃをそれぞれ配設しつつ一体化する（＝枠体１２ｃの後付け）ようにしてもよいし、先に太陽電池モジュール１１ｃに枠体１２，１２を嵌め付けた太陽電池１Ｃの裏面側から断熱材５Ｃを嵌め付ける（＝枠体１２ｃの先付け）ようにしてもよい。
【００３８】
また、この第３実施例における断熱材５Ｃは、前記第１，２実施例と同様にビーズ法ポリスチレンフォーム（ＥＰＳ）の成形体であって、表面側には流れ方向に連続する凹状溝５１１ｃを複数（３条）備え、前述のように太陽電池１Ｃの枠体１２ｃ，１２ｃ間に一体化される構成である。
そして、この第３実施例における太陽電池１Ｃと断熱材５Ｃとは、空間２Ｃを隔てて一体化されて太陽電池複合パネル４Ｃを形成している。
【００３９】
この第３実施例の太陽電池複合パネル４Ｃを左右方向に接続については、図３（ａ），（ｂ）に示すように裏面に縦桟部材９の排水部９４を配設して接続する構成を採用した。
即ち流れ方向に連続する縦桟部材９を所定箇所に配し、この縦桟部材９に設けた肩状の支持部９２，９２に左右の太陽電池複合パネル４Ｃ，４Ｃを支持させ、その対向間隔に化粧カバー兼押さえ材９ｄを取付ボルト９ｃ及びナット９ｅにて取り付けて接続している。
【００４０】
なお、前記縦桟部材９は、その頂部に上方が開放する溝部９１１を有する二段隆状部を備え、その上段を隆状部９１、下段の肩状部を支持部９２とし、その左右に外方へ延在する横片が形成される形状であって、該横片の中程に起立片９３を設けて前記下段との間を排水部９４とし、この排水部９４の外側に位置する横片を固定片９５とし、固定具９ｂを打ち込んで固定することができる。前記溝部９１１には、取付ボルト９ｃの頭部が収容され、太陽電池複合パネル４Ｃ，４Ｃ間を覆う化粧カバー兼押さえ材９ｄを配した上からナット９ｅを締め付けて固定することができる。
そのため、太陽電池複合パネル４Ｃを前記隆状部９１に当接するように配設することができ、仮に前記化粧カバー兼押さえ材９ｄから雨水等が裏面側へ浸入しても、排水部９４に導いて流下させることができる。
【００４１】
この第３実施例の太陽電池複合パネル４Ｃの流れ方向の接続については、図３（ｃ）に示すように前記第１，２実施例と同様に相決り状に接続する構成を採用した。即ち太陽電池１Ｃ，１Ｃ同士を突き合わせるように、断熱材５Ｃ，５Ｃ同士は重合受部５３ｃに重合部５４ｃを重合させて相決り状に接続している。
【００４２】
こうして施工される第３実施例の太陽電池敷設構造は、太陽電池１Ｃと断熱材５Ｃとが空間２Ｃを隔てて一体化されているため、前記第１，２実施例と同様に空間２Ｃにて太陽電池１Ｃ自体の発熱による効率低下を防ぐ。また万が一太陽電池１Ｃの裏面側に浸入した雨水や空間２Ｃ内にて結露した雨水等については、断熱材５Ｃの表面の凹部５１１ｃや縦桟部材９の排水部９４にて流下させることができる。
【００４３】
図４は、太陽電池４１と断熱材４３とを一体化する別の一例（手段）を示すものであって、太陽電池４１の枠体４２が断熱材４３の表面に突き刺さって一体化している態様を示すものである。なお、図中４４は、太陽電池４１と断熱材４３との間に形成される空間を示し、相互に係合可能な接続部材４５，４６として、ピース材を用いることにより、図中に矢印で示すように空間４４が連通することを示している。
【符号の説明】
【００４４】
１  太陽電池
１１  太陽電池モジュール
１２  枠体
２  空間
３  断熱材
３ｂ  固定部（材）
４  太陽電池複合パネル
【図１】
2017155541.tif 000003
【図２】
2017155541.tif 000004
【図３】
2017155541.tif 000005