(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根上に、並設した複数の太陽電池モジュールの端部どうしを連結固定して成る太陽電池モジュール群を他の太陽電池モジュール群に瓦重ねして成る太陽電池アレイであって、
前記複数の太陽電池モジュール群の周縁一部が、屋根上に固定された支持体に、前記複数の太陽電池モジュール群の各裏面が外方に露出するように、地面に対し９０°を超える角度で回動可能に取付けられるとともに、前記複数の太陽電池モジュール群の周縁他部が、隣接する太陽電池モジュール群の表面に瓦重ねされるように成したことを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項２】
前記太陽電池モジュール群の表面側及び裏面側のそれぞれに、太陽電池モジュール群どうしを瓦重ねした際に、一方の太陽電池モジュール群の表面側と他方の太陽電池モジュール群の裏面側とが係合するための係止部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールは前記支持体に回動可能に取付けられた枠体と、該枠体に着脱可能に収容される太陽電池本体とから成ることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池アレイ。
【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、並設した複数の太陽電池モジュールの端部どうしを連結固定して成る太陽電池モジュール群どうしを瓦重ねして成る太陽電池アレイに関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
従来、例えば家庭の電気負荷の低減させるために、家屋の屋根上に太陽エネルギーを電気に変換する太陽電池モジュールを瓦重ねして配設して成る瓦型の太陽電池アレイが知られている。
【０００３】
このような瓦型の太陽電池アレイの場合、太陽電池モジュールを屋根面に一つ一つ固定しながら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。
【０００４】
したがってこのとき、結線作業が正確に行えたかどうかの確認を目視で行うことは不可能である上に、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。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。
【０００５】
そこで、本発明では上述した諸問題を解消し、屋根上での太陽電池モジュールの配設作業や保守・点検作業を簡便に行うことが可能な優れた瓦型の太陽電池アレイを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池アレイは、建物の屋根上に、並設した複数の太陽電池モジュールの端部どうしを連結固定して成る太陽電池モジュール群を他の太陽電池モジュール群に瓦重ねして成る太陽電池アレイであって、前記複数の太陽電池モジュール群の周縁一部が、屋根上に固定された支持体に、前記複数の太陽電池モジュール群の各裏面が外方に露出するように、地面に対し９０°を超える角度で回動可能に取付けられるとともに、前記複数の太陽電池モジュール群の周縁他部が、隣接する太陽電池モジュール群の表面に瓦重ねされるように成したことを特徴とする。
【０００７】
また、前記太陽電池モジュール群の表面側及び裏面側のそれぞれに、太陽電池モジュール群どうしを瓦重ねした際に、一方の太陽電池モジュール群の表面側と他方の太陽電池モジュール群の裏面側とが係合するための係止部材を設けたことを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の他の太陽電池アレイは、前記太陽電池モジュールは前記支持体に回動可能に取付けられた枠体と、該枠体に着脱可能に収容される太陽電池本体とから成ることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る太陽電池アレイ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１（ａ）,（ｂ）に太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールＭの平面図及び側面図を示す。図２にこの太陽電池モジュールＭの複数を結線配設して成る太陽電池アレイＡが建物の屋根Ｙの一部に配設されている様子を示す。また、図３に太陽電池アレイＡの一部分解透視側面図を、図４に太陽電池アレイＡの透視側面図をそれぞれ示す。
【００１０】
主に図１に示すように、太陽電池モジュールＭは、三方向が枠状に形成され、一端部が屋根に取付けられるケース（枠体）２に、発電を行わせる太陽電池本体１が着脱可能に収容されている。太陽電池モジュールの全体形状・大きさは一般の瓦の外形・大きさに合わせている。
【００１１】
ここで、ケース２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。また、太陽電池本体１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ている。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。
【００１２】
また、この太陽電池本体１の受光面側には、太陽電池アレイＡを構成した際に、隣接する太陽電池モジュールと係合可能な表面側係止部材６がアルミニウム等の軽量で強度的に優れた金属材料等により断面Ｌ字に形成されている。さらに、太陽電池本体１の先端部には、他の隣接する太陽電池モジュールや屋根Ｙ上に配設した係止部材１１と係合可能で断面Ｌ字状の裏面側係止部材７が表面側係止部材６と同様な材料で形成され、太陽電池本体１に対し着脱可能に取付けられている。
【００１３】
また、図１における３は半円筒状に形成された支持回動部であり、屋根に取付けられた支持体１３に、地面に対し９０°を超える角度で回動可能に支持されている。この支持体１３は、アルミニウム等の軽量で強度に優れた金属材料等で形成され、支持回動部３を堅固に保持する凸状部を備え、屋根材１５に固定される。
【００１４】
このように、太陽電池モジュールが地面に対し９０°を超える角度で回動可能であり、しかも太陽電池本体１がケース２に対して着脱可能であるので、配線作業が容易である上に、保守・点検作業もきわめて容易に行うことができる。また、図中９は裏面側係止部材７に収容されたケーブルであり、端子ボックス８に電気的に接続されており、太陽電池モジュールＭの出力を取り出すことが可能である。
【００１５】
図２に示すように、本発明の太陽電池アレイＡは、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池を備えた太陽電池モジュールＭの複数を建物の屋根Ｙ上に瓦重ねして成るものであり、例えば、一般家庭などの建物の屋根面に設置され、建物内の電気負荷を低減することができる。
【００１６】
図３及び図４に太陽電池モジュール群どうしの瓦重ねの様子を示すように、太陽電池アレイＡを構成する太陽電池モジュール群Ｍ１〜Ｍ４は、屋根Ｙ上に配設した支持体１３にその周縁一部の支持回動部３が屋根Ｙ上に固定された支持体１３に対し回動可能に取付けられ、その周縁他部が隣接する太陽電池モジュール群又は瓦Ｋ１の表面上に載置される。また、太陽電池アレイＡの上端部においては瓦Ｋ２の一端部が、太陽電池モジュール群Ｍ４の受光面側に載置されるようにしている。このように、本発明の太陽電池アレイは、太陽電池モジュール群の周縁一部が回動可能に取付けられるとともに、太陽電池モジュール群の周縁他部が、隣接する太陽電池モジュール群の表面に瓦重ねされるように成している。
【００１７】
前述したように、太陽電池モジュール群の表面側及び裏面側のそれぞれに、太陽電池モジュール群どうしを瓦重ねした際に、一方の太陽電池モジュール群の表面側と他方の太陽電池モジュール群の裏面側とが係合する係止部材６，７により、太陽電池モジュール群が風圧等により浮き上がることはない。
【００１８】
また、図４に示すように、太陽電池アレイＡの下端部に配設された太陽電池モジュール群Ｍ１において、係止部材７の下方端部７ａと、屋根Ｙ上に設けた断面Ｌ字状の係止部材１１の下方端部１１ａとが係合することにより、太陽電池モジュール群Ｍ１の浮き上がりを極力防止している。なお、係止部材１１もアルミニウム等の軽量で強度的に優れた金属材料等で形成される。
【００１９】
図２の太陽電池アレイＡにおける太陽電池モジュール群における太陽電池モジュールどうしの連結の様子を図６に示す。また、図６におけるＰ１拡大図を図７に、Ｐ２拡大図を図８に示す。なお、図中、ＭＡ、ＭＢは隣接する太陽電池モジュール、ＤＭはダミーモジュールである。
【００２０】
図６，図７に示すように、太陽電池モジュールＭＡとそれに隣接した太陽電池モジュールＭＢとの間には、目地カバーを兼ねた長尺の連結部材２１が配設されており、この連結部材の中央部には、双方の太陽電池モジュールの枠部材２３の突設溝部２２ａ、２２ｂに嵌合する凸条部２１ａ、２１ｂが形成されている。さらに、この連結部材２１の屋根下地側には樋部２１ｃが形成されており、雨水が流通して屋根下地側を防水できるように構成されている。また、枠部材２３よりも連結部材２１の樋部２１ｃが太陽電池モジュールの内側に位置しているので、よりいっそうの雨水の防水効果を期待できる。
【００２１】
同様にして図６，図８に示すように、太陽電池モジュールＭＡとそれに隣接したダミーモジュールＤＭとの間にも上記と同様な連結部材３１を配設しており、太陽電池モジュールＭＡの枠部材３２に嵌合させる。さらに、ダミーモジュールＤＭの端部に形成された凸部４０を上記構成と同様な樋部３１ｃに臨ませて防水効果を高めている。
【００２２】
上記太陽電池アレイにおいて、図５に示すように、各太陽電池モジュール群に対し、屋根Ｙ上に設けられた支持体１３に約１８０°回動可能に取付けることも可能であり、このようにすることで、よりいっそう配線作業や保守・点検作業等が簡単に行え、しかも太陽電池モジュール群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。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の太陽電池アレイによれば、太陽電池モジュールや太陽電池モジュール群を屋根面に一つ一つ固定しながら配線した後に、太陽電池モジュールや太陽電池モジュール群相互の結線状態の確認を目視で容易にかつ迅速に行うことができる。
【００２４】
また、結線作業の終了後に結線の間違い等により、太陽電池モジュールや太陽電池モジュール群の屋根面からの取り外し作業が必要となっても、太陽電池本体をはずして容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【００２５】
さらに、太陽電池モジュール等の保守・点検作業においても、作業をきわめて簡便に行うことが可能な、優れた瓦型の太陽電池アレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールを模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明に係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平面図である。
【図３】本発明に係る太陽電池アレイの一例を説明する一部分解透視側面図である。
【図４】本発明に係る太陽電池アレイの一例を模式的に説明する透視側面図である。
【図５】本発明に係る他の太陽電池アレイにおいて、太陽電池モジュール群を回動させた様子を模式的に説明する側面図である。
【図６】本発明に係る太陽電池モジュール群における太陽電池モジュールどうしを連結する箇所を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図６におけるＰ１拡大断面図である。
【図８】図６におけるＰ２拡大断面図である。
【符号の説明】
１：太陽電池本体
２：ケース（枠体）
３：支持回動部
６：表面側係止部材
７：裏面側係止部材
８：端子ボックス
１３：支持体
Ｍ，ＭＡ，ＭＢ：太陽電池モジュール
Ｍ１〜Ｍ４：太陽電池モジュール群
Ａ：太陽電池アレイ
【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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