(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともいずれか一方が透光性を有しかつ互いに重ねられた第一の基板および第二の基板と、これらの第一の基板および第二の基板の対向面のうちいずれか一方に設けられた薄膜太陽電池層とを備えた複数の太陽電池パネルが屋根面に沿って配列され、かつ隣接する前記太陽電池パネルの間にはスペーサが配置され、
前記スペーサは、前記太陽電池パネルの側面が当接される本体と、前記第一の基板および前記第二の基板のうちいずれか一方の上面に設けられる笠木部と、を備えた
ことを特徴とする太陽電池パネル付き屋根構造体。
【請求項２】
請求項１に記載した太陽電池パネル付き屋根構造体において、前記太陽電池パネルの第一の基板および第二の基板の間には、透光性を有する合成樹脂充填材が介装されていることを特徴とする太陽電池パネル付き屋根構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した太陽電池パネル付き屋根構造体において、前記スペーサは十字状に形成されていることを特徴とする太陽電池パネル付き屋根構造体。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載した太陽電池パネル付き屋根構造体において、前記スペーサはＴ字状に形成されていることを特徴とする太陽電池パネル付き屋根構造体。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載した太陽電池パネル付き屋根構造体において、前記第一の基板および第二の基板の対向面とは反対側の面のうちいずれか一方には、弾性を有する緩衝材が設けられていることを特徴とする太陽電池パネル付き屋根構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池パネル付き屋根構造体に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、建物の屋根等には、太陽エネルギーを電気として有効利用するために太陽電池が設けられることがある。
このような太陽電池を備えた屋根として、本出願人は、所定数のソーラーセルが収められた防水ケース周縁に縦枠および横枠を取り付けた太陽電池パネルを用い、屋根の傾斜に沿って設置したレール状の支持部材に太陽電池パネルの縦枠を支持させる構造を提案した（特開平7-180310号公報）。
【０００３】
また、本出願人は、表面に太陽電池が設けられたルーフィングを屋根下地材に張り、このルーフィング上に並設されたレール状の支持具にガラス板を一部が互いに重なるように配列して、その重ねられた部分をボルトおよびキャップにより支持具に固定する構造を提案した（特願平7-178764号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、太陽電池パネルを用いた構造では、太陽電池パネル自体の構造が複雑なため製造コストがかかるうえに、支持部材を屋根面に所定間隔で設置してから太陽電池パネルを配列するので施工に手間がかかるという問題があった。
また、ガラス板を用いた構造においても、ルーフィング上に支持具を設置しなければならないうえに、ガラス板を一部重なるように位置決めして配置しなければならず、施工が面倒であった。
【０００５】
本発明の目的は、容易に施工できる簡単な構造の太陽電池パネル付き屋根構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池パネル付き屋根構造体は、図面を参照して説明すると、少なくともいずれか一方が透光性を有しかつ互いに重ねられた第一の基板２１および第二の基板２２と、これらの第一の基板２１および第二の基板２２の対向面のうちいずれか一方に設けられた薄膜太陽電池層２３とを備えた複数の太陽電池パネル２０が屋根面に沿って配列され、かつ隣接する前記太陽電池パネル２０の間にはスペーサ３１，３２が配置され、前記スペーサ３１，３２は、前記太陽電池パネル２０の側面が当接される本体３１Ａ，３２Ａと、前記第一の基板２１および前記第二の基板２２のうちいずれか一方の上面に設けられる笠木部３１Ｂ，３２Ｂと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、第一の基板２１および第二の基板２２を重ねて太陽電池パネル２０を構成するので、太陽電池パネル２０の強度を向上できるようになり、従来のケースや縦枠および横枠が必要なくなり、太陽電池パネル２０の構造を簡略化できるとともに製造コストを低減することができる。
また、薄膜太陽電池層２３を第一の基板２１または第二の基板２２に直接設けるので、太陽電池パネル２０を簡単かつ低コストに形成できる。
【０００８】
そして、太陽電池パネル２０間にスペーサ３１，３２が配置されているので、設置の際に隣接する太陽電池パネル２０同士の位置決めを簡単に行えるようになり、太陽電池パネル２０を容易に施工することができる。また、従来の支持部材や支持具が必要なくなるため、それらを設置する手間を省略できるようになり、太陽電池パネル２０の施工を簡略化することができる。
さらに、太陽電池パネル２０のケースや縦枠および横枠が不要となるので、スペーサ３１，３２が簡単な構造でよくなるうえに、この簡単な構造のスペーサ３１，３２を用いるだけで太陽電池パネル２０を確実に屋根面に設置できる。
これらにより、前記目的が達成される。
【０００９】
また、前記太陽電池パネル２０の第一の基板２１および第二の基板２２の間には、透光性を有する合成樹脂充填材２４が介装されていることが望ましい。
【００１０】
このような透光性を有する合成樹脂充填材２４を介装すれば、薄膜太陽電池層２３への光の入射を妨げることなく第一の基板２１および第二の基板２２を簡単に接着できる。また、基板２１，２２が割れても飛散することがなくなるため、隣家への延焼を防止できるようになり、太陽電池パネル２０を配列するだけで防火性能が得られるようになる。
【００１１】
そして、前記スペーサ３１は十字状に形成されていてもよく、或いは、前記スペーサ３２はＴ字状に形成されていてもよい。
【００１２】
このようなスペーサ３１，３２を用いれば、隣接する複数枚の太陽電池パネル２０を一つのスペーサ３１，３２で確実に位置決めできるようになり、太陽電池パネル２０を迅速かつ容易に配列できるうえに、スペーサ３１，３２の部材点数が少なくて済む。
【００１３】
前記第一の基板２１および第二の基板２２の対向面とは反対側の面のうちいずれか一方には、弾性を有する緩衝材２５が設けられていることが望ましい。
【００１４】
これにより、緩衝材２５側の面を屋根面側に向けて太陽電池パネル２０を固定すれば、太陽電池パネル２０が緩衝材２５を介して屋根面に固定されるようになり、基板２１，２２に加わる衝撃を緩和することができる。従って、設置や保守点検等の際に作業者が太陽電池パネル２０上に乗っても基板２１，２２が割れることがなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態の太陽電池パネル付き屋根構造体１０が示されている。この屋根構造体１０は、例えば、屋根パネルであり、傾斜して設けられた屋根下地材１１と、この屋根下地材１１に張られたルーフィング１２と、屋根面であるルーフィング１２上に配列された複数の太陽電池パネル２０とを備えている。太陽電池パネル２０は縦横に配列され、隣接する太陽電池パネル２０の間には十字スペーサ３１およびＴ字スペーサ３２が配置されている。
【００１６】
図２および図３に示すように、太陽電池パネル２０は、透光性を有しかつ互いに重ねられた第一の基板２１および第二の基板２２と、第一の基板２１の第二の基板２２との対向面に設けられた薄膜太陽電池層２３とを備えている。
【００１７】
第一の基板２１および第二の基板２２は、矩形かつ略同じ大きさの平面形状を有し、ガラスやアクリル樹脂等の透光性を有する材料により形成されている。
第一の基板２１に設けられた薄膜太陽電池層２３は、例えば、気相成長により第一の基板２１に直接形成されたアモルファスＳｉおよび電極を含んで構成されている。
【００１８】
これらの第一の基板２１および第二の基板２２の間には透光性を有する合成樹脂充填材２４が介装されている。
合成樹脂充填材２４は、ＥＶＡ（Ethylene Vinylacetate）やＰＶＢ（Poly Vinylbutylol）等の透明な合成樹脂よりなる。第一の基板２１と第二の基板２２とは、この合成樹脂充填材２４を接着層として互いに接合されている。基板２１，２２同士の接着は、合成樹脂充填材２４を挟み込んだ状態で熱および圧力を加えることにより行われる。
【００１９】
第二の基板２２の第一の基板２１との対向面とは反対側の面には、弾性を有する面状の緩衝材２５が設けられている。緩衝材２５はエラストマからなり、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体配合物）、ブチルゴム、建築資材として使用されているゴム、シリコンを含むエラストマ等よりなる。
第一の基板２１の表面には、コネクタ２７を接続するための端子２６が設けられ、太陽電池パネル２０同士は端子２６間で電気接続されている。
このような太陽電池パネル２０は、ねじや釘等の止着具によりルーフィング１２上に固定されている。
【００２０】
図１に示すように、隣接する四枚の太陽電池パネル２０の間には十字スペーサ３１が配置され、端列に配置されて隣接する二枚の太陽電池パネル２０の間には、Ｔ字スペーサ３２が配置されている。なお、角隅に配置された太陽電池パネル２０には、平面形状Ｌ字状のコーナ材３３が接合されている
【００２１】
図４に示すように、十字スペーサ３１は、十字状の平面形状を有し、平面形状十字状の本体３１Ａおよび本体３１Ａの上部に設けられた笠木部３１Ｂを含んで構成されている。この十字スペーサ３１は、エラストマからなり、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体配合物）、ブチルゴム、建築資材として使用されているゴム、シリコンを含むエラストマ等よりなる。
十字スペーサ３１の本体３１Ａには太陽電池パネル２０の側面が当接されている。笠木部３１Ｂには第一の基板２１の上面が密着されて水の浸入が阻止されている。この十字スペーサ３１と太陽電池パネル２０とは、例えば、ねじ等の止着具、或いは、各々に設けた係合部を係合させること等により接合されている。
【００２２】
図５に示すように、Ｔ字スペーサ３２は、Ｔ字状の平面形状を有し、平面形状Ｔ字状の本体３２Ａおよび本体３２Ａの上部に設けられた笠木部３２Ｂを含んで構成されている。Ｔ字スペーサ３２は、十字スペーサ３１と同様なエラストマよりなる。このＴ字スペーサ３２には、十字スペーサ３１と同様に太陽電池パネル２０が接合され、笠木部３２Ｂにより防水性が確保されている。
【００２３】
このように構成された本実施形態においては、予め製造しておいた太陽電池パネル２０をルーフィング１２上に配列して固定する。
すなわち、ルーフィング１２上に最初の太陽電池パネル２０を位置決めして配置し、ねじ等の止着具により固定する。
続いて、固定した太陽電池パネル２０に十字スペーサ３１或いはＴ字スペーサ３２を接合し、この十字スペーサ３１或いはＴ字スペーサ３２に次の太陽電池パネル２０を接合してルーフィング１２上に固定する。
【００２４】
このように、固定した太陽電池パネル２０に接合した十字スペーサ３１或いはＴ字スペーサ３２に次の太陽電池パネル２０を接合してルーフィング１２上に固定することにより、太陽電池パネル２０を順次設置する。
太陽電池パネル２０を設置した後、第一の基板２１表面に露出した端子２６にコネクタ２７を接続して太陽電池パネル２０間の電気接続を行う。
なお、この太陽電池パネル２０の施工は工場で行ってもよく、建設現場で行ってもよい。
【００２５】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、第一の基板２１および第二の基板２２を重ねて太陽電池パネル２０を構成するので、太陽電池パネル２０の強度を向上できるようになり、従来のケースや縦枠および横枠が必要なくなり、太陽電池パネル２０の構造を簡略化できるとともに製造コストを低減することができる。
また、薄膜太陽電池層２３を第一の基板２１に直接設けるので、太陽電池パネル２０を簡単かつ低コストに形成できる。
【００２６】
そして、太陽電池パネル２０間に十字スペーサ３１およびＴ字スペーサ３２が配置されているので、設置の際に隣接する太陽電池パネル２０同士の位置決めを簡単に行えるようになり、太陽電池パネル２０を容易に施工することができる。また、従来の支持部材や支持具が必要なくなるため、それらを設置する手間を省略できるようになり、太陽電池パネル２０の施工作業を簡略化することができる。
【００２７】
さらに、太陽電池パネル２０の第一の基板２１および第二の基板２２の間には、透光性を有する合成樹脂充填材２４が介装されているため、薄膜太陽電池層２３への光の入射を妨げることなく第一の基板２１および第二の基板２２を簡単に接着できる。また、基板２１，２２が割れても飛散することがなくなるため、隣家への延焼を防止できるようになり、太陽電池パネル２０を配列するだけで防火性能が得られるようになる。
【００２８】
そして、十字スペーサ３１は平面形状十字状に形成され、Ｔ字スペーサ３２は平面形状Ｔ字状に形成されているので、隣接する複数枚の太陽電池パネル２０を一つのスペーサ３１，３２で確実に位置決めできるようになり、太陽電池パネル２０を迅速かつ容易に配列できるうえに、スペーサ３１，３２の部材点数が少なくて済む。
また、十字スペーサ３１およびＴ字スペーサ３２は上部に笠木部３１Ｂ，３２Ｂを有し、この笠木部３１Ｂ，３２Ｂが第一の基板２１の上面に密着されているため、太陽電池パネル２０間への水の浸入を阻止できるようになり、防水性が確保される。従って、防水処理を省略できるようになり、施工を一層容易化できる。
【００２９】
さらに、第二の基板２２の第一の基板２１との対向面と反対側の面には、弾性を有する緩衝材２５が設けられているので、第二の基板２２が緩衝材２５を介してルーフィング１２上に固定されるようになり、基板２１，２２に加わる衝撃を緩和することができる。従って、施工や保守点検等の際に作業者が太陽電池パネル２０上に乗っても基板２１，２２が割れることがなくなる。
【００３０】
また、第一の基板２１の表面に結線用の端子２６が設けられているため、配線作業を設置後の太陽電池パネル２０上面間で簡単に行うことができるうえに、太陽電池パネル２０同士を自由に電気接続できる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれる。
すなわち、前記実施形態においては、太陽電池パネル２０同士は、第一の基板２１の表面に露出した端子２６間で電気接続されていたが、図６に示すように、笠木部３１Ｂ，３２Ｂにより覆われる位置に端子２６を設け、コネクタ２７を十字スペーサ３１或いはＴ字スペーサ３２の下や内部に収納した状態で結線してもよい。これによれば、端子２６およびコネクタ２７が風雨に晒されることがなくなり、劣化や断線を防止することができる。
【００３２】
前記実施形態では、太陽電池パネル２０を縦横に直線的に配列したが、太陽電池パネル２０の配列は特には限定されず、例えば、図７に示すように、太陽電池パネル２０を一列おきに横方向にずらして配列してもよい。この場合、太陽電池パネル２０間には、図８に示すような笠木部３２Ｂの幅を前記実施形態よりも広くしたＴ字スペーサ３２を配置すればよい。
【００３３】
また、十字スペーサ３１およびＴ字スペーサ３２の材質はエラストマに限定されず、例えば、合成樹脂や金属であってもよい。しかし、防水性を確保するためにはエラストマにより形成することが好ましい。
さらに、十字スペーサ３１、Ｔ字スペーサ３２およびコーナ材３３は、接着剤やねじ等の止着具によりルーフィング１２上に固定してもよく、この場合、太陽電池パネル２０はスペーサ３１，３２およびコーナ材３３に接合されて保持されるので、ルーフィング１２上に固定しなくてもよい。
【００３４】
前記実施形態の太陽電池パネル２０の薄膜太陽電池層２３は第一の基板２１に設けられていたが、第二の基板２２の第一の基板２１との対向面に設けてもよい。
また、前記実施形態の第一の基板２１および第二の基板２２は、透光性を有する材料により形成されていたが、ルーフィング１２側に配置される第二の基板２２の材質は透光性を有するものでなくてもよく、例えば、合成樹脂等により形成されていてもよく、或いは、第二の基板２２を金属等の強度の高い材料により形成してもよく、これによれば太陽電池パネル２０全体の強度を向上できる。要するに、受光する側の基板が透光性を備えていれば、光を直接受けない側の基板の材質は任意である。但し、太陽電池パネル２０両面から屋内外の光を受光する場合には、両基板２１，２２を透光性を有する材料により形成する。
【００３５】
さらに、基板２１，２２の大きさや厚さはとくには限定されず、例えば、第一の基板２１と第二の基板２２とで厚さが異なっていてもよい。しかし、第一の基板２１および第二の基板２２に同じものを用いれば、製造コストを低減できる。
【００３６】
前記実施形態では、太陽電池パネル２０は屋根下地材１１に張ったルーフィング１２上に設置されていたが、屋根下地材１１に直接取り付けてもよい。
そして、屋根構造体１０は、屋根パネルに限らず、屋根ユニットであってもよく、垂木に固定される在来工法の屋根部であってもよく、本発明は、建物の屋根を構成する構造体であれば任意のものに適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、第一の基板および第二の基板を重ねて太陽電池パネルを構成したので、太陽電池パネルの強度を向上できるようになり、従来のケースや縦枠および横枠が必要なくなり、太陽電池パネルの構造を簡略化できるとともに製造コストを低減することができる。
また、薄膜太陽電池層を第一の基板または第二の基板に直接設けるので、太陽電池パネルを簡単かつ低コストに形成できる。
【００３８】
そして、太陽電池パネル間にスペーサが配置されているので、設置の際に隣接する太陽電池パネル同士の位置決めを簡単に行えるようになり、太陽電池パネルを容易に施工することができる。また、従来の支持部材や支持具が必要なくなるため、それらを設置する手間を省略できるようになり、太陽電池パネルの施工作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図。
【図２】前記実施形態の太陽電池パネルを示す斜視図。
【図３】前記実施形態の太陽電池パネルを示す断面図。
【図４】前記実施形態のスペーサを示す斜視図。
【図５】前記実施形態のスペーサを示す斜視図。
【図６】本発明の変形の形態を示す平面図。
【図７】本発明の他の変形の形態を示す斜視図。
【図８】前記他の変形形態のスペーサを示す斜視図。
【符号の説明】
１０  太陽電池パネル付き屋根構造体
２０  太陽電池パネル
２１  第一の基板
２２  第二の基板
２３  薄膜太陽電池層
２４  合成樹脂充填材
２５  緩衝材
３１，３２  スペーサ
【図１】
0003766720.tif 000002
【図２】
0003766720.tif 000003
【図３】
0003766720.tif 000004
【図４】
0003766720.tif 000005
【図５】
0003766720.tif 000006
【図６】
0003766720.tif 000007
【図７】
0003766720.tif 000008
【図８】
0003766720.tif 000009