(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール本体と、
前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、
前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、
を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、
前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記ケーシングは、軒棟方向に配される側面枠を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記側面枠は、プレート固定部を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記プレート固定部がレール形状をなすことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記荷重受プレートの中央部に樋部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の太陽電池モジュール同士を棟方向に対して平行に隣接して配してなる太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽エネルギーを利用して発電を行う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により太陽電池アレイを構成する、太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば図８に示すような家庭の電気負荷を低減するために、家屋の屋根上に太陽エネルギーを電気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Ｊが知られている。
【０００３】
このような瓦型の太陽光発電屋根の場合、太陽電池モジュール３０は図９に示すような、瓦材と略同一形状の瓦材３１の上部を太陽電池が埋め込めるように窪ませたものと、ガラスや樹脂などの透光体と太陽電池セルを張り合せた太陽電池３２を樹脂や接着剤により一体化させたものが用いられている。前記太陽電池モジュール３０は他の太陽電池を有しない瓦材１０と形状的には何ら変わりがないので、屋根上への配設は通常の瓦材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材を瓦重ねしていくことができる。。
【０００４】
また、図１０に示すように、屋根の棟に平行な方向で隣り合う瓦材どうしは、上部突出部３５と下部突出部３６とによって噛み合わされており、容易にずれたりしないようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、太陽電池モジュールを設置する場合、例えば、横隣に瓦材を配置する際、上部突出部３５または下部突出部３６に嵌合するような嵌合部を設けるようになっていたため、瓦の種類に対応して太陽電池モジュールを作製しなければならないという煩わしさがあった。
【０００６】
そこで、本発明ではこの問題を解消し、瓦材の形状の違いに対して、最低限の形状変更で対処できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールは、モジュール本体と、前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、瓦材の形状の違いを荷重受プレートの形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールの端部形状を設計する必要がない。したがって、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。
【０００９】
また、請求項２の太陽電池モジュールは、前記プレート固定部がレール形状をなすことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、前記荷重受プレートとの固定を、モノレールのような態様で行なうことができ、極めて簡単に行なうことができる。
【００１１】
次に、請求項３の太陽電池モジュールは、前記プレート固定部に前記荷重受プレートが固定されており、該荷重受プレートの中央部に樋部を形成したことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、雨水を確実に軒側に流すことができ、屋根からの水漏れを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る太陽電池モジュール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。
【００１４】
図１に太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールＭの斜視図を、図２に側面図を、図３に分解側面図を、図４に太陽電池モジュールＭ同士或いは太陽電池モジュールＭと瓦材の横方向の接合状態を示す説明図を示す。
【００１５】
図１に示すように、太陽電池モジュールＭは、ガラスや樹脂などの透光体と太陽電池セルを張り合せた太陽電池１１を備えたモジュール本体ＭＵと、このモジュール本体ＭＵを保持するケーシングＭＤとからなる。
【００１６】
前記モジュール本体ＭＵは、棟側に配される棟側長辺枠１２と、軒側に配される軒側長辺枠１３とを有する。他方、前記ケーシングＭＤは、軒側固定金具１７と棟側固定金具１８（図２、３参照）と、固定レール１６と、左右両側に配される側面枠１４とを有する。
【００１７】
ここで、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。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て成る。また、その他の部分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、太陽電池モジュールＭの側面枠１４の裏面には荷重受プレート１５が取り付けられ、太陽電池モジュール同士、および太陽電池モジュールと瓦材の横方向（棟に対し水平方向）の結合に対応する。
具体的には図４（ａ）に示すように、側面枠１４の下部に設けられたレール部３７に荷重受プレート１５が挿し込まれており、太陽電池モジュールＭと一体としている。すなわち、側面枠１４の全長に沿って他の太陽電池モジュールＭの荷重を受ける荷重受プレート１５を固定するためのプレート固定部（レール部３７）が形成されている。
太陽電池モジュールＭ同士を横並びに配した際、この荷重受プレート１５は隣合う太陽電池モジュールＭ４の下部に入り込んだ形となり、太陽電池モジュールＭ４の側面枠１４を支持するとともに、側面枠１４と側面枠１４の間に生じた隙間から侵入する雨水などを軒側に流す役割を果たしている。このため、上記荷重受プレート１５は、雨かえし構造として幅方向の両端部に折り返し部１５ａが形成され、中央には樋部１５ｂが形成されている。
また同様に、図４（ｃ）に示すように側面枠１４の隣に瓦材１０が配される場合にも、側面枠１４と瓦材１０の隙間から侵入する雨水などを軒側に流す樋の役割を果たす。
また、図４（ｂ）に示すように太陽電池モジュールＭの側面枠１４側に瓦材１０が配される場合、側面枠１４は瓦材の下部突出部３６に支持される。そして、側面枠１４と瓦材１０の隙間から侵入する雨水などは、瓦材１０の下部突出部３６が樋の役割をする。
【００１８】
上記荷重受プレート１５は、左右どちらの側面枠１４にも装着可能であり、太陽電池モジュールＭの左右どちらに瓦材が配されても対応できる設置の自由度が高いものである。さらに、荷重受プレートの形状を様々な瓦材に合った形とすることにより、どのような瓦材にも対応可能とすることができる。
【００１９】
本実施形態において、上記荷重受プレート１５は、上記側面枠１４のレール部３７との嵌合部１５ｃを１個備える。嵌合部１５ｃは、該嵌合部１５ｃに隣接する部分が段下がり部１５ｄとなっている。この段下がり部１５ｄにより、より広いスペースが生まれるので、前記瓦材の形状への対応性に優れる。
なお、荷重受プレート１５はレール部３５にねじなどで固定してもよい。
【００２０】
かかる構成によれば、瓦材の形状の違いを荷重受プレート１５の形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールＭの端部形状を設計する必要がない。したがって、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。
【００２１】
太陽電池モジュールＭは、図５に示すように建物の屋根Ｋ上に、セラミックや金属製の瓦材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Ｍ，Ｍ間に配した設置、または屋根Ｋの一面を全て太陽電池モジュールＭとすることができる。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、波型瓦としてもよく、棟側と軒側の瓦材１０を交互に互い違いになるように配する施工方法でも、瓦材１０が棟から軒まで一直線に並ぶように配する方法でもよい。また、太陽電池モジュールＭの長さは瓦材１０の外形寸法の略整数倍に合わせている。
【００２２】
次に、前記太陽電池モジュールの棟軒方向の結合態様について説明する。
【００２３】
図２に示すように、上記太陽電池モジュールＭは、太陽電池モジュールを瓦重ね可能とするため、裏面側に、他の太陽電池モジュールを押圧する押圧部２６と、表面側に、別の他の太陽電池モジュールに押圧される被押圧部２６ａを有する。本実施形態において、押圧部２６は軒側長辺枠１３と一体に突出形成されており、モジュール本体ＭＵに在る。また、被押圧部は棟側長辺枠１２に形成されており、ケーシングＭＤに在る。
【００２４】
また、図３に、前記側面枠１４を除いた状態の太陽電池モジュールＭの側面図を示す。同図に示すように、前記ケーシングＭＤには、固定レール１６が設けられ、この固定レール１６に、係止部材として、軒側固定金具１７と、棟側固定金具１８が取り付けられている。
【００２５】
図３の分解側面図から明らかなように、モジュール本体ＭＵとケーシングＭＤは、結合ねじ１９により着脱自在に結合される。
【００２６】
次に、太陽電池モジュールＭを組み付けて太陽電池アレイとする方法について説明する。図６（ａ）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の係合部としての金具突出部２１に太陽電池モジュールＭの軒側固定金具１７の係合部としての受け部２２（押圧部に近接する係止部）を挿入することにより、図６（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールＭを屋根上に固定するとともに、屋根瓦１０と太陽電池モジュールＭ１を瓦材同士のように瓦重ね施工することができる。なお、太陽電池モジュールＭ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。
太陽電池モジュール同士の場合も同様に、太陽電池モジュールＭ１の棟側長辺枠１２の係止部としての枠突出部２３（被押圧部に近接する係止部）に太陽電池モジュールＭ２の軒側固定金具１７の係止部としての受け部２２（押圧部に近接する係止部）を挿入することにより図７（ａ）に示すように、瓦重ね状に固定される。太陽電池モジュールＭ２の棟側は棟側固定金具１８を釘などで野地板上に固定する。
固定された太陽電池モジュールＭ２は、太陽電池モジュールＭ１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、太陽電池モジュールＭ２の軒側長辺枠１３に備える押圧部２６と、太陽電池モジュールＭ１の棟側長辺枠１２における被押圧部２６ａに備える枠上部突出部２５により雨かえし構造を形成し、雨や風の侵入を防止している。
ここで、棟側長辺枠１２の係止部としての枠突出部２３（被押圧部に近接する係止部）と軒側固定金具１７の係止部としての受け部２２（押圧部に近接する係止部）は、バネ性を有することが望ましい。バネ性を持たせることは、この部分を比較的厚さが薄い金属材料で構成することで可能である。かかる構成によれば、太陽電池モジュールが外部から受ける衝撃を緩和し、太陽電池モジュールの耐久性を向上させる
なお、上記太陽電池モジュールＭは、前記押圧部２６と前記被押圧部２６ａにそれぞれ近接して、瓦重ね固定用の係止部２２，２３を設けたことにより、太陽電池モジュールＭを設置する屋根の形状に合わせて係止部２２，２３の形状を調整することができるので、種々の屋根の形状に対応させることができる。
次に、太陽電池モジュールの１枚を取り外す方法について説明する。図７（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールＭ２、およびＭ３の、軒側長辺枠１３と軒側固定金具１７を締結している結合ねじ１９を取り外すことにより、太陽電池モジュールＭ２のモジュール本体ＭＵがフリーな状態となる。そこで図７（ｃ）に示すように、軒側長辺枠側を少し持ち上げて引き出すことによりモジュール本体ＭＵを取り外すことができる。このとき、モジュール本体ＭＵの枠上部突出部２５が太陽電池モジュールＭ３の軒側長辺枠１３に引っかかるようにして抜け止めとしているので、太陽電池モジュールＭ２を持ち上げて、太陽電池モジュールＭ３を少し浮かせるようにしないかぎり取り外すことができないので、勝手に滑り落ちていかないようになっている。
【００２７】
ここで、太陽電池モジュールは、前記押圧部２６を前記モジュール本体ＭＵに形成したものである。かかる構成によれば、モジュール本体ＭＵを取り外そうとする太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを押圧する上側の太陽電池モジュールとにおける、モジュール本体とケーシングとの固定状態を解放し、上側の太陽電池モジュールのモジュール本体を少し上に持ち上げるだけで、上側の太陽電池モジュールからの押圧状態を解放することができる。したがって、簡単に所定のモジュール本体を取り外すことができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。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。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールによれば、モジュール本体と、前記モジュール本体の端部を保持するケーシングと、前記ケーシングに固定される荷重受プレートと、を備えてなる太陽電池モジュールにおいて、前記荷重受プレートは、その一部が隣接する瓦材または他のモジュール本体の下方に位置していることにより、瓦材の形状の違いを荷重受プレートの形状変更のみで対応することができるので、瓦材の形状ごとに太陽電池モジュールの端部形状を設計する必要がない。したがって、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。
【００２９】
また、前記プレート固定部をレール形状とした場合、前記荷重受プレートとの固定を、モノレールのような態様で行なうことができ、極めて簡単に行なうことができる。
【００３０】
また、前記プレート固定部に前記荷重受プレートを固定し、該荷重受プレートの中央部に樋部を形成した場合、雨水を確実に軒側に流すことができ、屋根からの水漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に太陽電池モジュールの概略斜視図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールの概略側面図であり、側面枠を除いて示している。
【図３】図１の太陽電池モジュールの分解側面図であり、側面枠を除いて示している。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に太陽電池モジュール同士、または太陽電池と瓦材の横方向での接合状態を示す軒側面図である。
【図５】本発明に係る太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイ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６】（ａ）、（ｂ）は本発明の太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイの一部分解側面図である。（側面枠を除いて示している。）
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイの一部分解側面図である。（側面枠を除いて示している。）
【図８】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９】従来の太陽電池瓦が屋根の一部に配設されている例を示す側面図である。
【図１０】従来の太陽電池瓦の瓦重ねの様子を模式的に説明する斜視図である。
【符号の説明】
９：桟木
１０：瓦材
１１：太陽電池
１２：棟側長辺枠
１３：軒側長辺枠
１４：側面枠
１５：荷重受プレート
１６：固定レール
１７：軒側固定金具
１８：棟側固定金具
１９：結合ねじ
２０：軒先側受け金具
２１：金具突出部（係止部）
２２：受け部（係止部）
２３：枠突出部
２４：釘
２５：枠上部突出部
２６：押圧部
２６ａ：被押圧部
３０：瓦一体型太陽電池モジュール
３１：瓦材
３２：太陽電池
３３：野地板
３４：出力配線
３５：上部突出部
３６：下部突出部
３７：（プレート固定部）レール部
Ｊ：太陽光発電屋根
Ｋ：屋根
Ｍ：太陽電池モジュール
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４：太陽電池モジュール
ＭＵ：モジュール本体
ＭＤ：ケーシング
【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】
0004263875.tif 000009
【図９】
0004263875.tif 000010
【図１０】
0004263875.tif 000011