JP2000160789A

JP2000160789A - 太陽電池搭載の屋根建材を用いた発電装置

Info

Publication number: JP2000160789A
Application number: JP10340456A
Authority: JP
Inventors: Masao Isshiki; 正男一色; Takuo Ono; 卓夫小野; Nobuo Matsui; 伸郎松井; Yukinobu Takahashi; 幸伸高橋; Tsunekazu Tsuchiya; 恒和土屋; Eiichiro Fujii; 栄一郎藤井; Yutaka Sada; 豊佐田; Tatsuaki Anpo; 達明安保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】屋根建材の確実な取付け状態を確保し、ショ
ートや感電等を起こすことなく取付け作業を完全に行な
えるようにする。【解決手段】屋根の土台１に配置された複数の集電バ
ー５に、その集電バー５の少なくとも２本に跨がって屋
根建材７を配置し、その屋根建材７内に、太陽電池９
と、その太陽電池９からの直流を交流に変換する変換器
１１と、その変換器１１からの電流が流れる一次コイル
１３とを配置する。また、前記集電バー５の内部に、前
記屋根建材７内の一次コイル１３と対向し二次コイルと
なる集電コイル２９と、固定孔３９を有する固定磁性体
３１とを配置し、前記屋根建材７の上方から結合磁性体
４７を、前記一次コイル１３、集電コイル２９、固定孔
３９の順に貫通させて前記集電コイル２９側に電力を取
り出す磁気回路を形成する一方、屋根建材７と集電バー
５とを結合固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池搭載の
屋根建材を用いた発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、瓦と一体化した太陽光発電モジュ
ールとしては、例えば、実公昭６３−１１７４７号公報
記載の如く、瓦の表面に太陽電池を実装し、瓦に実装さ
れた太陽電池からの電力をリード端子から取り出す構造
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】太陽電池から電力を取
り出すリード端子は、瓦の表面に露出した状態で突出し
ている所から、維持・管理が大変面倒になる。しかも施
工時に感電やショート等の事故が起きないように、作業
に神経を使うなど作業性の面でも望ましくなかった。

【０００４】そこで、この発明は、維持・管理が容易に
なると共に安全性、信頼性の面で優れた太陽電池搭載の
屋根建材を用いた発電装置を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にあっては、屋根の土台に配置された複数
の集電バーに、その集電バーの少なくとも２本に跨がっ
て屋根建材を配置し、その屋根建材内に、太陽電池と、
その太陽電池からの直流を交流に変換する変換器と、そ
の変換器からの電流が流れる一次コイルとを配置する一
方、前記集電バーの内部に、前記屋根建材内の一次コイ
ルと対向し二次コイルとなる集電コイルと、固定孔を有
する固定磁性体とを配置し、前記屋根建材の上方から結
合磁性体を、前記一次コイル、集電コイル、固定孔の順
に貫通させて前記集電コイル側に電力を取り出す磁気回
路を形成すると共に屋根建材と集電バーとを結合する。

【０００６】これにより、太陽電池、変換器、一次コイ
ルは、内部に配置され、露出することがないため、屋根
建材の施工時に直接触れることがなくなり、感電やショ
ート等の事故は起こらない。また、維持・管理が容易に
なると共に、作業に神経を使わないで済むようになる。

【０００７】また、この発明にあっては、結合磁性体が
貫通する屋根建材内に設けられた一次コイルの領域と、
集電バー内に設けられた集電コイル及び固定孔を有する
固定用磁性体領域を、弾性部材で作り、前後左右への動
きを可能とする。

【０００８】これにより、集電バーにセットした屋根建
材の上方から結合磁性体を挿入する時に、各コイルのコ
イル孔及び固定孔の各位置に若干の狂いが起きても、結
合磁性体の挿入に伴なって前後左右に動くことで、挿入
作業が容易に行なえると共に屋根建材と集電バーとを確
実に結合固定する。

【０００９】また、この発明にあっては、結合磁性体の
先端は、先が細くなっている。

【００１０】これにより、結合磁性体の挿入時に、各コ
イル及び固定孔に対して容易に挿入することができる。

【００１１】また、この発明にあっては、一次コイルと
集電コイルは、単相交流または多相交流が流れる構成で
ある。

【００１２】これにより、単相交流から多相交流にわた
って使用することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５の図面を参照
しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明す
る。

【００１４】図１において、１は防水シート３によって
覆われた屋根の土台を示している。屋根の土台１の上に
は、ほぼ平行に配置された集電バー５を介して屋根建材
７が取付けられている。

【００１５】屋根建材７は、瓦，スレート，ガラス繊
維，セラミック等いずれの材質でもよく、上方の左右角
部がカットされたプレート状の形状となっていて、内部
には、太陽電池９と変換器１１と一次コイル１３がそれ
ぞれ設けられている。

【００１６】太陽電池９は、屋根建材７の重ね合せ領域
から外れる下側に位置し、太陽の光を受けて、直接電気
エネルギーに変換する半導体装置となっている。太陽電
池９が埋設された領域の屋根建材７は透明体となってい
て太陽の光が直接太陽電池に届くようになっている。

【００１７】変換器１１は、太陽電池９からの電気エネ
ルギーとなる直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣ変換器と
なっていて、変換した交流を一次コイル１３に供給する
よう機能する。

【００１８】一次コイル１３は、図３に示す如く、コイ
ル状に巻かれた一対のコイル部１５，１５を有し、各コ
イル部１５のコイル内径と屋根建材７に設けられた挿入
孔１７の孔径はほぼ同一に設定されている。一次コイル
１３となる一対のコイル部１５，１５と挿入孔１７，１
７の領域は、屋根建材７と材質が異なる前後左右に若干
の移動が可能なゴム等の弾性部材２１となっている。

【００１９】なお、弾性部材２１は、後述する結合磁性
体４７と密着し、挿入孔１７から雨水等の侵入を阻止す
るシール部材を兼ねている。

【００２０】一方、集電バー５は、絶縁性の材質で作ら
れていて所定の間隔でほぼ平行に配置され、屋根の土台
１に対して固定手段（図示していない）によって固定支
持されている。

【００２１】集電バー５の上面には、屋根建材７を載せ
るセット部２３が階段状に作られていて、各セット部２
３に前記屋根建材７が屋根の下から上に向かって一部重
なり合う状態で順次敷き並べられている。

【００２２】屋根建材７がセットされた集電バー５のセ
ット部２７の内部には、誘導電圧を取り出す二次コイル
となる集電コイル２９と、固定磁性体３１が埋設されて
いる。

【００２３】集電コイル２９は、図１に示す如く、前記
一次コイル１３の各コイル部１５，１５と対向し合う位
置に一対のコイル部３３，３３を有している。集電コイ
ル２９の一端は、集電バー５に沿って配置されたプラス
端子線３５に、他端はマイナス端子線３７にそれぞれ接
続され、最終の端末から総合された電力が取り出せるよ
うになっている。

【００２４】固定磁性体３１は、図３に示す如く、前記
集電コイル２９の各コイル部３３，３３と対向し合うと
共にコイル部３３，３３のコイル内径と同一の固定孔３
９を有している。

【００２５】集電コイル２９及び固定磁性体３１が埋設
された領域は、前後左右に若干の動きが可能となるゴム
等の弾性部材４１となっている。

【００２６】弾性部材４１は、前記集電コイル２９のコ
イル部３３を有する挿入孔４３を有し、挿入孔４３は、
前記集電バー５に設けられた結合孔４５の孔径より小さ
く設定され、ガイド面を有して結合孔４５と連続し合う
と共に雨水等の侵入を阻止するシール部材を兼ねてい
る。

【００２７】一方、一次コイル１３のコイル部１５と集
電コイル２９のコイル部３３と固定磁性体３１の固定孔
３９にはＵ字状に形成された結合磁性体４７が挿入され
ている。

【００２８】結合磁性体４７は、先端４７ａが細い形状
となっていて挿入し易い形状となっており、屋根建材７
と集電バー５に対して結合固定する固定手段を兼ねる構
造となっている。

【００２９】このように構成された屋根建材を用いた発
電装置において、屋根建材７を取付けるには、図５に示
す如く屋根の下方図面下側から集電バー５を跨ぐように
屋根建材７をセットして行き、最下位の屋根建材７のセ
ットが完了した所で、結合磁性体４７を、一次コイル１
３と集電コイル２９の各コイル部１５，３３及び固定磁
性体３１の固定孔３９に挿入する。

【００３０】以下、次の段の屋根建材７をセットし、結
合磁性体４７を、一次コイル１３と集電コイル２９の各
コイル部１５，３３及び固定磁性体３１の固定孔３９に
挿入する動作を繰返すことで、集電バー５に対する屋根
建材７の取付けが支障なく行なえる。この時、結合磁性
体４７の上面は、屋根建材７の内面に設けられた凹部７
ａ内に納まり、重ね合せ時に悪影響は起きない。

【００３１】これにより、各コイル部１５，３３及び固
定孔３９に挿入された結合磁性体４７によって、磁気回
路が構成され、集電コイル２９を介して電力が取り出せ
る。

【００３２】また、各弾性部材２１，４１が結合磁性体
４７と密着し雨水等の侵入を阻止する。

【００３３】一方、屋根建材７のセット時に、集電バー
５の結合孔４５と屋根建材７の挿入孔１７とに若干の位
置ずれが起きても、結合磁性体４７は、先端４７ａが細
くなっているため、挿入孔１７及び結合孔４５に対して
支障なく挿入される。この時、各弾性部材２１，４１は
位置ずれした分、前後左右に若干動くことで、結合磁性
体４７の挿入作業が支障なく完了する。また、集電バー
５に対して屋根建材７を確実に固定支持することができ
ると共に、一次コイル１３、集電コイル２９等は内部に
埋設され、外部に突出する端子等がないため、ショート
や感電することなく作業が行なえる。また、屋根建材７
の管理が容易となる。

【００３４】なお、図６に示す如く、一次コイル１３の
コイル部１５及び集電コイル２９のコイル部３３を三つ
配置した三相タイプとした多相交流式としても同様の作
用効果が期待できる。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明した通りこの発明の太陽電池
搭載に屋根建材を用いた発電装置によれば、端子等の突
出がないため、屋根建材の管理が容易になると共に、シ
ョートや感電等を起こすことなく屋根建材の取付け作業
を完全に行なうことができる。

【００３６】また、結合磁性体によって集電バーに対す
る屋根建材を確実に取付けることができると共に信頼性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる太陽電池搭載の屋根建材を用
いた発電装置を示した一部分の説明図。

【図２】集電バーに屋根建材を取付けた一部分の概要説
明図。

【図３】結合磁性体を挿入する屋根建材と集電バーの要
部の拡大説明図。

【図４】屋根建材の概要平面図。

【図５】屋根建材の取付け状態を示した一部分の説明
図。

【図６】多相交流式とした図１と同様の説明図。

【符号の説明】

１土台５集電バー７屋根建材９太陽電池１１変換器１３一次コイル２９集電コイル３１固定磁性体３９固定孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井伸郎東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者高橋幸伸東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者土屋恒和東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者藤井栄一郎静岡県富士市蓼原336 株式会社東芝富士工場内 (72)発明者佐田豊神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者安保達明東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内Ｆターム(参考） 2E108 GG16 KK04 LL01 MM00 NN07 5F051 BA03 BA11 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屋根の土台に配置された複数の集電バー
に、その集電バーの少なくとも２本に跨がって屋根建材
を配置し、その屋根建材内に、太陽電池と、その太陽電
池からの直流を交流に変換する変換器と、その変換器か
らの電流が流れる一次コイルとを配置する一方、前記集
電バーの内部に、前記屋根建材内の一次コイルと対向し
二次コイルとなる集電コイルと、固定孔を有する固定磁
性体とを配置し、前記屋根建材の上方から結合磁性体
を、前記一次コイル、集電コイル、固定孔の順に貫通さ
せて、前記集電コイル側に電力を取り出す磁気回路を形
成すると共に屋根建材と集電バーとを結合したことを特
徴とする太陽電池搭載の屋根建材を用いた発電装置。
【請求項２】結合磁性体が貫通する屋根建材内に設け
られた一次コイルの領域と、集電バー内に設けられた集
電コイル及び固定孔を有する固定用磁性体領域は、弾性
部材で作られていて前後左右への動きが可能であること
を特徴とする請求項１記載の太陽電池搭載の屋根建材を
用いた発電装置。
【請求項３】結合磁性体の先端は、先が細くなってい
ることを特徴とする請求項１記載の太陽電池搭載の屋根
建材を用いた発電装置。
【請求項４】一次コイルと集電コイルは、単相交流ま
たは多相交流が流れる構成であることを特徴とする請求
項１記載の太陽電池搭載の屋根建材を用いた発電装置。