JP3929711B2 - 屋根用太陽電池モジュールの設置方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根上葺き材として用いられる屋根用太陽電池モジュールの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光エネルギーを利用する典型例である太陽光発電が一般の住居にも採用されるほどに発展、普及しつつある今日、用地の問題を解消するために、屋根を太陽電池で上葺きする方法が採用されている。太陽電池で屋根を上葺きする方法としては、所定の外形形状及び外形寸法を備える建材一体型の太陽電池モジュールを上葺き材として屋根を葺く方法が提案されている（特開平２０００−５４８７９号公報参照）。
【０００３】
図５の断面図に示すように、従来の太陽電池モジュール１０は、ガラスからなる表面基板に直接形成、或いは面一状に表面基板に配設された多数の太陽電池素子を有する太陽電池１１と、この太陽電池１１の裏面側に貼り付けられる金属裏当て板１２とを備える。これら太陽電池１１と金属裏当て板１２との間には、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などの接着剤が充填されて一体化され、太陽電池１１の周縁部と金属裏当て板１２との間にシリコーン樹脂やブチルゴムなどのシール材１３を挟み、両者の間に水や塵埃が侵入しないようにしてある。
【０００４】
図６の斜視図に示すように、金属裏当て板１２の棟側端部１２ａは太陽電池１１の棟側端面１１ａよりも棟側に延出され、この棟側端部１２ａを予め設計された形状に折り曲げて屋根の棟や棟側の太陽電池モジュール１０などに係合するための棟側係合部１２ｂが形成される。
【０００５】
又、金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃは該太陽電池モジュール１０の表面側に逆溝型に折上げられ、この軒側端部１２ｃに太陽電池１１の軒側端面１１ｂがシール材１３を挟んで受止められるようにしている。そして、この金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの下端縁を棟側に倒レ字形に折り曲げて軒側の太陽電池モジュール１０に係合するための軒側係合部１２ｄが形成される。
【０００６】
前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと太陽電池１１の表面１１ｃとは、当該太陽電池モジュール１０の上側に雨水などの水分が溜まらないようにするために、ほぼ面一に位置させてあり、又、前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃを所定の高さ（水下外側高さ）ｈ１に形成して、棟側と軒側とに並ぶ太陽電池モジュール１０の軒側係合部１２ｄと棟側係合部１２ｂとを係合させると、棟側と軒側の太陽電池モジュール１０の表面間に所定の高さの段差Ｈ１が形成されるようにしている。
【０００７】
なお、前記太陽電池１１の出力を取出すための端子ボックス１４は例えば金属裏当て板１２の棟側端部１２ａに搭載される。
【０００８】
前記太陽電池モジュール１０の太陽電池１１は、結晶系シリコン、非晶質シリコンなどからなる多数の太陽電池素子（光電気変換素子）とこれらを接続するリード線とを樹脂層の内部に封止したものであり、この樹脂層の表面を覆うガラス、合成樹脂などからなる表面側透明板を備えるものも含まれる。
【０００９】
又、前記金属裏当て板１２を構成する金属は、特に限定されず、例えば鉄、鋼、アルミニウム合金、銅、真鍮など従来から屋根の下葺きや上葺きに使用されている金属を用いればよく、これらの金属の中では、耐久性という観点からは、ステンレス鋼などの不銹性金属や、例えばめっき、塗装、アルマイト処理などの防錆処理を施した不銹性金属を含む金属が用いられ、耐熱性という観点からは鉄やステンレス鋼を含む鋼が多用され、軽量化という観点からはアルミニウム合金が多用されている。
【００１０】
又、前記シール材１３としては、太陽電池１１と金属裏当て板１２との間への水分や塵埃の侵入を防止できるものであれば特に限定されない。しかしながら、シール材１３としては耐久性に優れていることが好ましく、このような観点から、例えばシリコーン樹脂、ブチルゴムなどの耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐酸性などに優れ、かつ、長期間にわたって適当な弾性を備える素材からなるシール材１３が多用されている。
【００１１】
なお、このシール材１３は必要に応じて太陽電池１１と金属裏当て板１２との一方または両方に接着される。
【００１２】
このシール材１３とともに、又は、このシール材１３に代えて太陽電池１１と金属裏当て板１２との間に接着剤を充填する場合、この接着剤としては、太陽熱により太陽電池モジュール１０が加熱される温度、例えば１４０℃以下で所定の接着力を発揮する接着剤であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いても、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を用いてもよい。
【００１３】
又、この接着剤としては、液状のものを用いてもよいが、取扱が容易なシート状に形成された接着剤、例えば熱硬化性樹脂を主成分とする半硬化状態の接着剤をシート状に形成したプリプレグを用いることが好ましい。
【００１４】
ところで、上述したように、従来の太陽電池モジュール１０では、当該太陽電池モジュール１０の上側に雨水などの水分が溜まらないようにするため、前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと太陽電池１１の表面１１ｃとは、ほぼ面一に位置させてあるので、降雪時に各太陽電池モジュール１０の上に降った雪がある程度その表面に積もると、雪が自重で屋根の表面を滑り落ちる。そして、屋根の流れが長く、屋根を滑り落ちる雪の量がかなり多くなると、軒下の物が破壊されたり、軒下に居合わせた人が負傷したり、生き埋めになったりするという重大な結果を招くことになる。
【００１５】
この問題を解決するために、従来では太陽電池モジュール１０とは別に雪止め金具を作り、太陽電池モジュール１０の表側にこの雪止め金具の一部分が突出するように、この雪止め金具を例えば金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃに小ネジ、リベット、接着、溶接などにより固定し、太陽電池モジュール１０の表面から突き出た雪止め金具の一部分で積雪の屋根流れ方向の重量を受止めることにより、積雪の滑落を防止する方法が採用されている。
【００１６】
又、太陽電池モジュール１０を屋根の一部分に設置し、屋根の他の部分に雪止めを設けて屋根から積雪が滑落することを防止する方法も試みられている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、別途に製造した雪止め金具を太陽電池モジュール１０に取りつける従来方法では、太陽電池モジュール１０の他に雪止め金具を製造し、太陽電池モジュール１０に固定する必要があるので、製造工程ないし施工方法が複雑になり、コストダウンを図る上で不利になる上、太陽電池モジュール１０から突出する雪止め金具の部分が太陽電池モジュール１０に影を落し、発電量を減少させるという問題があることが分った。
【００１８】
また、太陽電池モジュール１０を屋根の一部分に設置し、その他の部分に雪止めを設置する従来方法によれば、太陽電池モジュール１０の上に影を落さないように雪止めを設置することができる反面、雪止めが影を落す領域以上に広い領域にわたって太陽電池モジュール１０が設置されないので、発電量が一層大幅に減少する。
【００１９】
本発明は、かかる従来技術の課題を解消し、雪止め機能を有する太陽電池モジュールを提供し、この太陽電池モジュールの好適な設置方法を提供することとを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る屋根用太陽電池モジュールの設置方法は、太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板とを備える第１の屋根用太陽電池モジュールと、太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板と、前記金属裏当て板の一部と連接し、前記太陽電池の表面よりも表側に突出した雪止め用突出部とを備える第２の屋根用太陽電池モジュールと、を備え、前記第１、第２の太陽電池モジュールの前記金属裏当て板の軒側端部は同じ高さに形成され、前記第２の太陽電池モジュールの金属裏当て板の軒側端部は、太陽電池の軒側端部が前記金属裏当て板の軒側端部表面より裏面側に控えて配置できるように形成され、前記太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より軒側端部裏面側に控えて配置されてなり、前記第１の太陽電池モジュールと前記第２の太陽電池モジュールを混用して屋根流れ方向に並べて葺き、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの軒側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面との間に形成される段差が、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの棟側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面と間に形成される段差と同じ高さになるように設置されることを特徴とする。
【００２１】
このように構成された本発明の太陽電池モジュールを葺き上げた屋根に雪が降って積もると、屋根の流れ方向に作用する積雪の荷重が突出部に受止められて、積雪の滑落が防止される。
【００２２】
ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいて、突出部を設ける位置は特に限定されず、例えば太陽電池の表面に突出部を配置しても、金属裏当て板の棟側端部に突出部を配置しても、金属裏当て板の軒側端部に突出部を配置してもよい。
【００２５】
前記突出部として金属裏当て板の一部分を折り曲げて突出部を形成することができ、この場合には、金属裏当て板の板取寸法を若干大きくし、必要に応じて折り曲げ位置を増加させたり、折り曲げ位置を変更したりするだけで材料コストや加工コストをほとんど増加させずに、簡単に突出部を形成することができる。
【００２６】
特に、太陽電池よりも軒側に延出された金属裏当て板の軒側部分の折曲げ位置を変更して突出部を形成する場合には、金属裏当て板の折り曲げ工数を増加させずに済むので有利である。
【００２７】
又、この場合に、金属裏当て板の軒側端部の高さを従来の太陽電池モジュールの軒側端部の高さよりも高く形成してもよいが、太陽電池モジュールの影が従来のものよりも大きくならず、又、材料コストの増加を少なくするために、前記金属裏当て板の軒側端部の高さ（水下外側高さ）を従来の屋根用太陽電池モジュールのそれと同じ高さにし、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置できるように折り曲げて、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置することにより、前記金属裏当て板の軒側端部を太陽電池の表面に対して表側に突出させ、この太陽電池の表面より表側に突出する金属裏当て板の軒側端部の部分で前記突出部を構成することが推奨される。
【００２８】
ところで、この突出部の突出高さを具体的にどの程度の高さにするかということは本発明を実施する上で重要であると思われる。そこで、突出部の高さ（水下内側高さ）ｈ３が５ｍｍ〜３０ｍｍの間で５ｍｍごとに異なる複数種類の本発明の太陽電池モジュールを試作し、更に、各種類ごとに太陽電池モジュールが屋根の流れ方向に１メートル間隔で設置され、屋根勾配を異ならせた複数種類の屋根上葺き構造を試作し、試作された各屋根上葺き構造の上に雪を載せ、突出部の高さごとに各積雪深度に対して積雪が滑落しない屋根勾配を求め、表１に示す結果を得た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１に示す結果より、突出部のない従来の太陽電池モジュール（従来例）については、積雪深度５０ｃｍ、８０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍにおいて屋根勾配２寸でも積雪の滑落が生じるのに対して、本発明の太陽電池モジュール（実施例）によれば、積雪量５０ｃｍでは、突出部の高さ（水下内側高さ）ｈ３が５ｍｍ以上であれば屋根勾配２寸以上の屋根に対して雪止め効果が得られることが分った。なお、ここで、２寸勾配とは、水平方向１０に対して垂直方向２の勾配を意味する。
【００３１】
また、１メートル間隔で５ｍｍということは、突出部のピッチ間隔との関係から考えると、ピッチ間隔に対して０．５％の高さになる。即ち、雪止めの効果は屋根の流れ方向に対する雪止め用突出部の面積であるので、突出部のピッチ間隔に対して０．５％以上の長さであれば効果がある。従って、２メートル間隔の場合は、ｈ３が１０ｍｍ以上であれば屋根勾配２寸以上の屋根に対して雪止め効果が得られる。
【００３２】
又、積雪深度８０ｃｍでは、突出部の高さｈ３が５ｍｍの実施例では屋根勾配２寸未満でも積雪の滑落が生じるが、突出部の高さｈ３が１０ｍｍ以上（１０以上）の実施例では屋根勾配２．５寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることも分った。
【００３３】
更に、積雪深度１００ｃｍでは、突出部の高さｈ３が５ｍｍでは屋根勾配２寸未満でも積雪の滑落が生じるが、１０ｍｍ以上になれば屋根勾配２寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることが分った。
【００３４】
積雪深度１５０ｃｍでは、突出部の高さｈ３が１０ｍｍでも屋根勾配２寸未満で積雪の滑落が生じるが、１５ｍｍ以上（１５％以上）になれば屋根勾配２．５寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることが分った。
【００３５】
そして、何れの積雪深度においても、突出部の高さが高くなるほど急勾配の屋根に対しても雪止め効果が得られることが分った。
【００３６】
なお、突出部による雪止め効果は、各突出部が受止める屋根流れ方向の積雪荷重が一定値（積雪層がせん断破壊される値）以下であれば発揮されると推断されるので、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると雪止め効果がより顕著になる。
【００３７】
即ち、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ積雪深度においては、同じ高さの突出部でより急勾配の屋根の雪止めができ、又は、高さの低い突出部で同じ屋根勾配の雪止めができる。
【００３８】
観点を変えると、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ屋根勾配に対しては、同じ高さの突出部でより深い積雪に対する雪止めができ、又は、同じ積雪深度の積雪を高さの低い突出部で雪止めできるようになる。
【００３９】
更に観点を変えると、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ積雪深度と同じ屋根勾配に対して高さが低い突出部で雪止めができるようになる。
【００４０】
ところで、本発明の太陽電池モジュールにおいては、前記太陽電池の表面に降った雨水、融雪水、融霜水、結露水などの水分や塵埃が屋根の流れに沿って自然に落下したり、箒などを用いて掃き出されたりする時には前記突出部が妨げになるという問題がある。
【００４１】
それ故に、本発明の太陽電池モジュールにおいては、この問題を解決するために、前記突出部に、該突出部を屋根流れ方向に貫通する排出溝又は排出孔を形成することが推奨される。
【００４２】
この排出溝の断面形状は、突出部の表面に開放された溝形であれば、とくに限定されず、たとえば角溝形、Ｖ字溝形、Ｕ字溝形、蟻溝形、Ｔ字溝形などの任意の溝形状を選択すればよく、又、その溝底は、水や塵埃の排出効率を高めるために、太陽電池の表面、或いは太陽電池の表面よりも裏面側に位置させることが好ましい。
【００４３】
前記排出孔の断面形状は、突出部の表面側に開放されていない形状であれば、特に限定されず、円形、楕円形、三角形、菱形や台形を含む四角形、五角形などの多角形など任意の断面形状を選択することができる。又、この排出孔は、水や塵埃の排出効率を高めるために、下縁が太陽電池の表面、あるいは太陽電池の表面よりも裏面側に位置するように開口させることが好ましい。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールを図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００４６】
図１は本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールを用いた屋根上葺き構造の断面図であり、この屋根上葺き構造は、例えば２寸勾配の野地板の上に設置される。
【００４７】
この屋根上葺き構造は、棟側から軒側に従来の太陽電池モジュール１０と本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭとを交互に並べ、順次係合したものであり、各太陽電池モジュール１０、Ｍの屋根流れ方向の呼び寸法Ｌを５００ｍｍとして、屋根流れ方向に約１ｍ間隔で本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭが配置されるようにしている。
【００４８】
ところで、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭは、大部分において従来の太陽電池モジュール１０と同様に構成されている。
【００４９】
即ち、太陽電池１とこれの裏面を覆う金属裏当て板２とを備え、これらの間に例えばシリコーン樹脂からなるシール材３を挟んで太陽電池１と金属裏当て板２との間に水分や塵埃が侵入しないようにしている。
【００５０】
この太陽電池１は結晶系シリコン、非晶質シリコンなどからなる多数の太陽電池素子（光電気変換素子）とこれらを接続するリード線とを樹脂層の内部に封止したものであり、更にこの樹脂層の表面を覆うガラス、合成樹脂などからなる透明板（表面材とも言う。）を備え、例えばシリコーン樹脂からなるシール材３を挟んでこの太陽電池１の周縁部が金属裏当て板２に接着される。
【００５１】
なお、太陽電池素子がアモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ）、ＣｄＴｅなどの薄膜系太陽電池素子の場合には太陽電池素子が透明板の裏面に直接形成され、その裏面側に樹脂製の保護層が形成される。
【００５２】
前記金属裏当て板２は、亜鉛メッキ、ガルバリウムメッキなどの防錆塗装を施した鋼板からなり、その棟側端部２ａを太陽電池１の棟側端面１ａよりも棟側に延出して予め設計された形状に折り曲げることにより棟側係合部２ｂが形成され、又、その軒側端部２ｃは逆角溝形に折上げて、シール材３を介して太陽電池１の軒側端面１ｂを受止めるようにしている。
【００５３】
更に、この金属裏当て板２の軒側端部２ｃの外側下縁部を棟側に倒レ字形に折り曲げて軒側の太陽電池モジュール１０と係合するための軒側係合部２ｄが形成されている。
【００５４】
加えて、太陽電池１が発電した直流電流を取出すための端子ボックス４は前記金属裏当て板２の棟側端部２ａに搭載してある。
【００５５】
本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭの軒側端部２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ２は、従来の太陽電池モジュール１０の軒側端部１２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ１と同じ高さにしてあり、本発明の太陽電池モジュールＭの表面とこれの軒側に係合される従来の太陽電池モジュール１０の表面との間に形成される段差Ｈ２が、本発明の太陽電池モジュールＭの表面とこれの棟側に係合される従来の太陽電池モジュール１０の表面と間に形成される段差Ｈ１と同じ高さになるようにしている。
【００５６】
さて、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと従来の太陽電池モジュール１０との異なる点は、従来の太陽電池モジュール１０では太陽電池１１の表面１１ｃが金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと面一状に配置されるのに対して、図１及び図２の斜視図に示すように、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭでは、太陽電池１を軒側で下がるように設けられ、軒側端部で太陽電池１の表面１ｃが金属裏当て板２の軒側端部２ｃの表面２ｅよりも水下内側高さｈ３だけ裏面側に控えて配置されるようにした点にある。
【００５７】
この水下内側高さｈ３は例えば５ｍｍ〜３０ｍｍとされ、太陽電池１の表面１ｃよりこの水下内側高さｈ３だけ表側に突出する軒側端部２ｃの部分（図２においてハッチングで示す部分）で雪止め機能を有する突出部５が構成される。
【００５８】
そして、この雪止め機能を有する高さ５ｍｍ〜３０ｍｍの突出部５を備えた本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと、従来の太陽電池モジュール１０とを上述したように混用したこの２寸勾配の屋根上葺き構造によれば、前掲の表１に示すように、積雪深度５０ｃｍ〜１５０ｃｍの積雪の滑落が防止できるのである。
【００５９】
しかも、雪止め機能を備える突出部５が太陽電池モジュールＭの一部分で構成されているので、別途に雪止め金具を作成する必要がない上、現地あるいは工場でこの雪止め金具を取りつける作業が不要になり、製造工程が簡単になるとともに、設置現場で本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと、従来の太陽電池モジュール１０とを従来と全く同じ方法で葺き上げればよいので、現地施工が非降雪地帯と同様に簡単になる。
【００６０】
又、金属裏当て板２の板取寸法を水下内側寸法だけ大きくし、軒側端部２ｃの折り曲げ位置を１箇所だけ変更すればよいので、加工費用は全く増加せず、材料費もほとんど増加させずに済む。
【００６１】
加えて、金属裏当て板２の軒側端部２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ２が従来の太陽電池モジュール１０の軒側端部１２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ１と同じ高さであるので、金属裏当て板２の軒側端部２ｃが作る影の大きさが従来の金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃが作る影の大きさと同じになり、雪止め機能のない屋根と同じ発電量をえることができる。
【００６２】
なお、このように太陽電池１の軒側端部を金属裏当て板２の軒側端部２ｃの表面２ｅよりも水下内側高さｈ３だけ裏面側に控えて配置することにより、太陽電池１の傾斜角度は従来の太陽電池モジュール１０のそれに比べて０．６°〜３．４°大きく傾斜することになるが、入射する太陽光強度に換算すると０．２％未満となり、出力にはほとんど影響はないといえる。
【００６３】
更に、各太陽電池モジュールＭ、１０の出力電圧を高電圧化し、インバータの入力電圧に合わせることで各太陽電池モジュールＭ、１０間の電機接続を全並列とすれば、各太陽電池モジュールＭ、１０に入射する太陽光強度の差による各太陽電池モジュールＭ、１０間の出力にバラツキがあっても、全アレイの出力は各太陽電池モジュールＭ、１０の出力の合計値となるので、システム全体としての出力の低下を防止できる。
【００６４】
図３の斜視図に示す本発明の他の実施例に係る太陽電池モジュールＭでは、前記突出部５の一部分を角溝形に切欠いた排出溝６が形成され、この排出溝６から太陽電池１上の水分や塵埃を排除できるようにしている。なお、排出溝６の端面はシール材３でシールしている。
【００６５】
この排出溝６の溝底は、太陽電池１上の水分や塵埃を残らず排出できるようにするために、太陽電池１の表面よりも裏面側に位置させてある。
【００６６】
この実施例のその他の構成、作用ないし効果の詳細な説明は前例のそれらと同様であるので、重複を避けるために省略する。
【００６７】
図４の斜視図に示す本発明の又他の実施例に係る太陽電池モジュールＭは、図３に示す排出溝６の代りに突出部５を貫通する排出孔７が形成される。この排出孔７の端面も排出溝６と同様にシール材３でシールしている。
【００６８】
この排出孔７の作用ないし効果の詳細な説明は前例の排出溝６のそれらと同様であり、又、この実施例のその他の構成、作用ないし効果の詳細な説明は前二例のそれらと同様であるので、重複を避けるために省略する。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池の表面よりも表側に突出する突出部が設けられるので、この突出部に屋根流れ方向の積雪の重量を受けて積雪の滑落を防止できる作用が得られ、いわゆる、雪止め機能を有する太陽電池モジュールを得ることができる。
【００７０】
特に本発明において、前記突出部が、太陽電池の軒側端部を受止める金属裏当て板の一部分を折り曲げることにより形成される場合には、金属裏当て板の板取寸法を若干長くして、必要に応じて軒側端部の折り曲げ位置を増加させたり、変更したりするだけで突出部を形成することができるので材料費をほとんど増加させずに済むという効果を得ることができる。
【００７１】
また、この場合に、前記金属裏当て板の軒側端部が従来の屋根用太陽電池モジュールのそれと同じ高さを備え、かつ、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置できるように折り曲げて、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置することにより、軒側端部で前記太陽電池の表面より表側に突出する金属裏当て板の軒側端部で前記突出部が構成されると、折り曲げ加工数を増加させずに済むので加工コストが増加しないという効果が得られる上、金属裏当て板の軒側端部が作る影の大きさが雪止め機能のない従来の太陽電池モジュールのそれと同じ大きさになるので、雪止め機能のない従来の太陽電池モジュールを用いる屋根上葺き構造と同じ発電量を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る屋根上葺き構造の断面図である。
【図２】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図３】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図４】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図５】 従来の屋根上葺き構造の断面図である。
【図６】 従来の屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【符合の説明】
１ 太陽電池
１ｃ 太陽電池の表面
２ 金属裏当て板
２ｃ 金属裏当て板の軒側端部
２ｅ 軒側端部の表面
５ 突出部
６ 排出溝
７ 排出孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根上葺き材として用いられる屋根用太陽電池モジュールの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光エネルギーを利用する典型例である太陽光発電が一般の住居にも採用されるほどに発展、普及しつつある今日、用地の問題を解消するために、屋根を太陽電池で上葺きする方法が採用されている。太陽電池で屋根を上葺きする方法としては、所定の外形形状及び外形寸法を備える建材一体型の太陽電池モジュールを上葺き材として屋根を葺く方法が提案されている（特開平２０００−５４８７９号公報参照）。
【０００３】
図５の断面図に示すように、従来の太陽電池モジュール１０は、ガラスからなる表面基板に直接形成、或いは面一状に表面基板に配設された多数の太陽電池素子を有する太陽電池１１と、この太陽電池１１の裏面側に貼り付けられる金属裏当て板１２とを備える。これら太陽電池１１と金属裏当て板１２との間には、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などの接着剤が充填されて一体化され、太陽電池１１の周縁部と金属裏当て板１２との間にシリコーン樹脂やブチルゴムなどのシール材１３を挟み、両者の間に水や塵埃が侵入しないようにしてある。
【０００４】
図６の斜視図に示すように、金属裏当て板１２の棟側端部１２ａは太陽電池１１の棟側端面１１ａよりも棟側に延出され、この棟側端部１２ａを予め設計された形状に折り曲げて屋根の棟や棟側の太陽電池モジュール１０などに係合するための棟側係合部１２ｂが形成される。
【０００５】
又、金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃは該太陽電池モジュール１０の表面側に逆溝型に折上げられ、この軒側端部１２ｃに太陽電池１１の軒側端面１１ｂがシール材１３を挟んで受止められるようにしている。そして、この金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの下端縁を棟側に倒レ字形に折り曲げて軒側の太陽電池モジュール１０に係合するための軒側係合部１２ｄが形成される。
【０００６】
前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと太陽電池１１の表面１１ｃとは、当該太陽電池モジュール１０の上側に雨水などの水分が溜まらないようにするために、ほぼ面一に位置させてあり、又、前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃを所定の高さ（水下外側高さ）ｈ１に形成して、棟側と軒側とに並ぶ太陽電池モジュール１０の軒側係合部１２ｄと棟側係合部１２ｂとを係合させると、棟側と軒側の太陽電池モジュール１０の表面間に所定の高さの段差Ｈ１が形成されるようにしている。
【０００７】
なお、前記太陽電池１１の出力を取出すための端子ボックス１４は例えば金属裏当て板１２の棟側端部１２ａに搭載される。
【０００８】
前記太陽電池モジュール１０の太陽電池１１は、結晶系シリコン、非晶質シリコンなどからなる多数の太陽電池素子（光電気変換素子）とこれらを接続するリード線とを樹脂層の内部に封止したものであり、この樹脂層の表面を覆うガラス、合成樹脂などからなる表面側透明板を備えるものも含まれる。
【０００９】
又、前記金属裏当て板１２を構成する金属は、特に限定されず、例えば鉄、鋼、アルミニウム合金、銅、真鍮など従来から屋根の下葺きや上葺きに使用されている金属を用いればよく、これらの金属の中では、耐久性という観点からは、ステンレス鋼などの不銹性金属や、例えばめっき、塗装、アルマイト処理などの防錆処理を施した不銹性金属を含む金属が用いられ、耐熱性という観点からは鉄やステンレス鋼を含む鋼が多用され、軽量化という観点からはアルミニウム合金が多用されている。
【００１０】
又、前記シール材１３としては、太陽電池１１と金属裏当て板１２との間への水分や塵埃の侵入を防止できるものであれば特に限定されない。しかしながら、シール材１３としては耐久性に優れていることが好ましく、このような観点から、例えばシリコーン樹脂、ブチルゴムなどの耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐酸性などに優れ、かつ、長期間にわたって適当な弾性を備える素材からなるシール材１３が多用されている。
【００１１】
なお、このシール材１３は必要に応じて太陽電池１１と金属裏当て板１２との一方または両方に接着される。
【００１２】
このシール材１３とともに、又は、このシール材１３に代えて太陽電池１１と金属裏当て板１２との間に接着剤を充填する場合、この接着剤としては、太陽熱により太陽電池モジュール１０が加熱される温度、例えば１４０℃以下で所定の接着力を発揮する接着剤であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤を用いても、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を用いてもよい。
【００１３】
又、この接着剤としては、液状のものを用いてもよいが、取扱が容易なシート状に形成された接着剤、例えば熱硬化性樹脂を主成分とする半硬化状態の接着剤をシート状に形成したプリプレグを用いることが好ましい。
【００１４】
ところで、上述したように、従来の太陽電池モジュール１０では、当該太陽電池モジュール１０の上側に雨水などの水分が溜まらないようにするため、前記金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと太陽電池１１の表面１１ｃとは、ほぼ面一に位置させてあるので、降雪時に各太陽電池モジュール１０の上に降った雪がある程度その表面に積もると、雪が自重で屋根の表面を滑り落ちる。そして、屋根の流れが長く、屋根を滑り落ちる雪の量がかなり多くなると、軒下の物が破壊されたり、軒下に居合わせた人が負傷したり、生き埋めになったりするという重大な結果を招くことになる。
【００１５】
この問題を解決するために、従来では太陽電池モジュール１０とは別に雪止め金具を作り、太陽電池モジュール１０の表側にこの雪止め金具の一部分が突出するように、この雪止め金具を例えば金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃに小ネジ、リベット、接着、溶接などにより固定し、太陽電池モジュール１０の表面から突き出た雪止め金具の一部分で積雪の屋根流れ方向の重量を受止めることにより、積雪の滑落を防止する方法が採用されている。
【００１６】
又、太陽電池モジュール１０を屋根の一部分に設置し、屋根の他の部分に雪止めを設けて屋根から積雪が滑落することを防止する方法も試みられている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、別途に製造した雪止め金具を太陽電池モジュール１０に取りつける従来方法では、太陽電池モジュール１０の他に雪止め金具を製造し、太陽電池モジュール１０に固定する必要があるので、製造工程ないし施工方法が複雑になり、コストダウンを図る上で不利になる上、太陽電池モジュール１０から突出する雪止め金具の部分が太陽電池モジュール１０に影を落し、発電量を減少させるという問題があることが分った。
【００１８】
また、太陽電池モジュール１０を屋根の一部分に設置し、その他の部分に雪止めを設置する従来方法によれば、太陽電池モジュール１０の上に影を落さないように雪止めを設置することができる反面、雪止めが影を落す領域以上に広い領域にわたって太陽電池モジュール１０が設置されないので、発電量が一層大幅に減少する。
【００１９】
本発明は、かかる従来技術の課題を解消し、雪止め機能を有する太陽電池モジュールを提供し、この太陽電池モジュールの好適な設置方法を提供することとを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る屋根用太陽電池モジュールの設置方法は、太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板とを備える第１の屋根用太陽電池モジュールと、太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板と、前記金属裏当て板の一部と連接し、前記太陽電池の表面よりも表側に突出した雪止め用突出部とを備える第２の屋根用太陽電池モジュールと、を備え、前記第１、第２の太陽電池モジュールの前記金属裏当て板の軒側端部は同じ高さに形成され、前記第２の太陽電池モジュールの金属裏当て板の軒側端部は、太陽電池の軒側端部が前記金属裏当て板の軒側端部表面より裏面側に控えて配置できるように形成され、前記太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より軒側端部裏面側に控えて配置されてなり、前記第１の太陽電池モジュールと前記第２の太陽電池モジュールを混用して屋根流れ方向に並べて葺き、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの軒側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面との間に形成される段差が、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの棟側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面と間に形成される段差と同じ高さになるように設置されることを特徴とする。
【００２１】
このように構成された本発明の太陽電池モジュールを葺き上げた屋根に雪が降って積もると、屋根の流れ方向に作用する積雪の荷重が突出部に受止められて、積雪の滑落が防止される。
【００２２】
ここで、本発明の太陽電池モジュールにおいて、突出部を設ける位置は特に限定されず、例えば太陽電池の表面に突出部を配置しても、金属裏当て板の棟側端部に突出部を配置しても、金属裏当て板の軒側端部に突出部を配置してもよい。
【００２５】
前記突出部として金属裏当て板の一部分を折り曲げて突出部を形成することができ、この場合には、金属裏当て板の板取寸法を若干大きくし、必要に応じて折り曲げ位置を増加させたり、折り曲げ位置を変更したりするだけで材料コストや加工コストをほとんど増加させずに、簡単に突出部を形成することができる。
【００２６】
特に、太陽電池よりも軒側に延出された金属裏当て板の軒側部分の折曲げ位置を変更して突出部を形成する場合には、金属裏当て板の折り曲げ工数を増加させずに済むので有利である。
【００２７】
又、この場合に、金属裏当て板の軒側端部の高さを従来の太陽電池モジュールの軒側端部の高さよりも高く形成してもよいが、太陽電池モジュールの影が従来のものよりも大きくならず、又、材料コストの増加を少なくするために、前記金属裏当て板の軒側端部の高さ（水下外側高さ）を従来の屋根用太陽電池モジュールのそれと同じ高さにし、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置できるように折り曲げて、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置することにより、前記金属裏当て板の軒側端部を太陽電池の表面に対して表側に突出させ、この太陽電池の表面より表側に突出する金属裏当て板の軒側端部の部分で前記突出部を構成することが推奨される。
【００２８】
ところで、この突出部の突出高さを具体的にどの程度の高さにするかということは本発明を実施する上で重要であると思われる。そこで、突出部の高さ（水下内側高さ）ｈ３が５ｍｍ〜３０ｍｍの間で５ｍｍごとに異なる複数種類の本発明の太陽電池モジュールを試作し、更に、各種類ごとに太陽電池モジュールが屋根の流れ方向に１メートル間隔で設置され、屋根勾配を異ならせた複数種類の屋根上葺き構造を試作し、試作された各屋根上葺き構造の上に雪を載せ、突出部の高さごとに各積雪深度に対して積雪が滑落しない屋根勾配を求め、表１に示す結果を得た。
【００２９】
【表１】
表１に示す結果より、突出部のない従来の太陽電池モジュール（従来例）については、積雪深度５０ｃｍ、８０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍにおいて屋根勾配２寸でも積雪の滑落が生じるのに対して、本発明の太陽電池モジュール（実施例）によれば、積雪量５０ｃｍでは、突出部の高さ（水下内側高さ）ｈ３が５ｍｍ以上であれば屋根勾配２寸以上の屋根に対して雪止め効果が得られることが分った。なお、ここで、２寸勾配とは、水平方向１０に対して垂直方向２の勾配を意味する。
【００３１】
また、１メートル間隔で５ｍｍということは、突出部のピッチ間隔との関係から考えると、ピッチ間隔に対して０．５％の高さになる。即ち、雪止めの効果は屋根の流れ方向に対する雪止め用突出部の面積であるので、突出部のピッチ間隔に対して０．５％以上の長さであれば効果がある。従って、２メートル間隔の場合は、ｈ３が１０ｍｍ以上であれば屋根勾配２寸以上の屋根に対して雪止め効果が得られる。
【００３２】
又、積雪深度８０ｃｍでは、突出部の高さｈ３が５ｍｍの実施例では屋根勾配２寸未満でも積雪の滑落が生じるが、突出部の高さｈ３が１０ｍｍ以上（１０以上）の実施例では屋根勾配２．５寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることも分った。
【００３３】
更に、積雪深度１００ｃｍでは、突出部の高さｈ３が５ｍｍでは屋根勾配２寸未満でも積雪の滑落が生じるが、１０ｍｍ以上になれば屋根勾配２寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることが分った。
【００３４】
積雪深度１５０ｃｍでは、突出部の高さｈ３が１０ｍｍでも屋根勾配２寸未満で積雪の滑落が生じるが、１５ｍｍ以上（１５％以上）になれば屋根勾配２．５寸以上の屋根でも雪止め効果が得られることが分った。
【００３５】
そして、何れの積雪深度においても、突出部の高さが高くなるほど急勾配の屋根に対しても雪止め効果が得られることが分った。
【００３６】
なお、突出部による雪止め効果は、各突出部が受止める屋根流れ方向の積雪荷重が一定値（積雪層がせん断破壊される値）以下であれば発揮されると推断されるので、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると雪止め効果がより顕著になる。
【００３７】
即ち、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ積雪深度においては、同じ高さの突出部でより急勾配の屋根の雪止めができ、又は、高さの低い突出部で同じ屋根勾配の雪止めができる。
【００３８】
観点を変えると、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ屋根勾配に対しては、同じ高さの突出部でより深い積雪に対する雪止めができ、又は、同じ積雪深度の積雪を高さの低い突出部で雪止めできるようになる。
【００３９】
更に観点を変えると、本発明の太陽電池モジュールの屋根流れ方向の設置間隔を狭くすると、同じ積雪深度と同じ屋根勾配に対して高さが低い突出部で雪止めができるようになる。
【００４０】
ところで、本発明の太陽電池モジュールにおいては、前記太陽電池の表面に降った雨水、融雪水、融霜水、結露水などの水分や塵埃が屋根の流れに沿って自然に落下したり、箒などを用いて掃き出されたりする時には前記突出部が妨げになるという問題がある。
【００４１】
それ故に、本発明の太陽電池モジュールにおいては、この問題を解決するために、前記突出部に、該突出部を屋根流れ方向に貫通する排出溝又は排出孔を形成することが推奨される。
【００４２】
この排出溝の断面形状は、突出部の表面に開放された溝形であれば、とくに限定されず、たとえば角溝形、Ｖ字溝形、Ｕ字溝形、蟻溝形、Ｔ字溝形などの任意の溝形状を選択すればよく、又、その溝底は、水や塵埃の排出効率を高めるために、太陽電池の表面、或いは太陽電池の表面よりも裏面側に位置させることが好ましい。
【００４３】
前記排出孔の断面形状は、突出部の表面側に開放されていない形状であれば、特に限定されず、円形、楕円形、三角形、菱形や台形を含む四角形、五角形などの多角形など任意の断面形状を選択することができる。又、この排出孔は、水や塵埃の排出効率を高めるために、下縁が太陽電池の表面、あるいは太陽電池の表面よりも裏面側に位置するように開口させることが好ましい。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールを図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００４６】
図１は本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールを用いた屋根上葺き構造の断面図であり、この屋根上葺き構造は、例えば２寸勾配の野地板の上に設置される。
【００４７】
この屋根上葺き構造は、棟側から軒側に従来の太陽電池モジュール１０と本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭとを交互に並べ、順次係合したものであり、各太陽電池モジュール１０、Ｍの屋根流れ方向の呼び寸法Ｌを５００ｍｍとして、屋根流れ方向に約１ｍ間隔で本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭが配置されるようにしている。
【００４８】
ところで、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭは、大部分において従来の太陽電池モジュール１０と同様に構成されている。
【００４９】
即ち、太陽電池１とこれの裏面を覆う金属裏当て板２とを備え、これらの間に例えばシリコーン樹脂からなるシール材３を挟んで太陽電池１と金属裏当て板２との間に水分や塵埃が侵入しないようにしている。
【００５０】
この太陽電池１は結晶系シリコン、非晶質シリコンなどからなる多数の太陽電池素子（光電気変換素子）とこれらを接続するリード線とを樹脂層の内部に封止したものであり、更にこの樹脂層の表面を覆うガラス、合成樹脂などからなる透明板（表面材とも言う。）を備え、例えばシリコーン樹脂からなるシール材３を挟んでこの太陽電池１の周縁部が金属裏当て板２に接着される。
【００５１】
なお、太陽電池素子がアモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ）、ＣｄＴｅなどの薄膜系太陽電池素子の場合には太陽電池素子が透明板の裏面に直接形成され、その裏面側に樹脂製の保護層が形成される。
【００５２】
前記金属裏当て板２は、亜鉛メッキ、ガルバリウムメッキなどの防錆塗装を施した鋼板からなり、その棟側端部２ａを太陽電池１の棟側端面１ａよりも棟側に延出して予め設計された形状に折り曲げることにより棟側係合部２ｂが形成され、又、その軒側端部２ｃは逆角溝形に折上げて、シール材３を介して太陽電池１の軒側端面１ｂを受止めるようにしている。
【００５３】
更に、この金属裏当て板２の軒側端部２ｃの外側下縁部を棟側に倒レ字形に折り曲げて軒側の太陽電池モジュール１０と係合するための軒側係合部２ｄが形成されている。
【００５４】
加えて、太陽電池１が発電した直流電流を取出すための端子ボックス４は前記金属裏当て板２の棟側端部２ａに搭載してある。
【００５５】
本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭの軒側端部２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ２は、従来の太陽電池モジュール１０の軒側端部１２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ１と同じ高さにしてあり、本発明の太陽電池モジュールＭの表面とこれの軒側に係合される従来の太陽電池モジュール１０の表面との間に形成される段差Ｈ２が、本発明の太陽電池モジュールＭの表面とこれの棟側に係合される従来の太陽電池モジュール１０の表面と間に形成される段差Ｈ１と同じ高さになるようにしている。
【００５６】
さて、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと従来の太陽電池モジュール１０との異なる点は、従来の太陽電池モジュール１０では太陽電池１１の表面１１ｃが金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃの表面１２ｅと面一状に配置されるのに対して、図１及び図２の斜視図に示すように、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭでは、太陽電池１を軒側で下がるように設けられ、軒側端部で太陽電池１の表面１ｃが金属裏当て板２の軒側端部２ｃの表面２ｅよりも水下内側高さｈ３だけ裏面側に控えて配置されるようにした点にある。
【００５７】
この水下内側高さｈ３は例えば５ｍｍ〜３０ｍｍとされ、太陽電池１の表面１ｃよりこの水下内側高さｈ３だけ表側に突出する軒側端部２ｃの部分（図２においてハッチングで示す部分）で雪止め機能を有する突出部５が構成される。
【００５８】
そして、この雪止め機能を有する高さ５ｍｍ〜３０ｍｍの突出部５を備えた本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと、従来の太陽電池モジュール１０とを上述したように混用したこの２寸勾配の屋根上葺き構造によれば、前掲の表１に示すように、積雪深度５０ｃｍ〜１５０ｃｍの積雪の滑落が防止できるのである。
【００５９】
しかも、雪止め機能を備える突出部５が太陽電池モジュールＭの一部分で構成されているので、別途に雪止め金具を作成する必要がない上、現地あるいは工場でこの雪止め金具を取りつける作業が不要になり、製造工程が簡単になるとともに、設置現場で本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールＭと、従来の太陽電池モジュール１０とを従来と全く同じ方法で葺き上げればよいので、現地施工が非降雪地帯と同様に簡単になる。
【００６０】
又、金属裏当て板２の板取寸法を水下内側寸法だけ大きくし、軒側端部２ｃの折り曲げ位置を１箇所だけ変更すればよいので、加工費用は全く増加せず、材料費もほとんど増加させずに済む。
【００６１】
加えて、金属裏当て板２の軒側端部２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ２が従来の太陽電池モジュール１０の軒側端部１２ｃの高さ（水下外側高さ）ｈ１と同じ高さであるので、金属裏当て板２の軒側端部２ｃが作る影の大きさが従来の金属裏当て板１２の軒側端部１２ｃが作る影の大きさと同じになり、雪止め機能のない屋根と同じ発電量をえることができる。
【００６２】
なお、このように太陽電池１の軒側端部を金属裏当て板２の軒側端部２ｃの表面２ｅよりも水下内側高さｈ３だけ裏面側に控えて配置することにより、太陽電池１の傾斜角度は従来の太陽電池モジュール１０のそれに比べて０．６°〜３．４°大きく傾斜することになるが、入射する太陽光強度に換算すると０．２％未満となり、出力にはほとんど影響はないといえる。
【００６３】
更に、各太陽電池モジュールＭ、１０の出力電圧を高電圧化し、インバータの入力電圧に合わせることで各太陽電池モジュールＭ、１０間の電機接続を全並列とすれば、各太陽電池モジュールＭ、１０に入射する太陽光強度の差による各太陽電池モジュールＭ、１０間の出力にバラツキがあっても、全アレイの出力は各太陽電池モジュールＭ、１０の出力の合計値となるので、システム全体としての出力の低下を防止できる。
【００６４】
図３の斜視図に示す本発明の他の実施例に係る太陽電池モジュールＭでは、前記突出部５の一部分を角溝形に切欠いた排出溝６が形成され、この排出溝６から太陽電池１上の水分や塵埃を排除できるようにしている。なお、排出溝６の端面はシール材３でシールしている。
【００６５】
この排出溝６の溝底は、太陽電池１上の水分や塵埃を残らず排出できるようにするために、太陽電池１の表面よりも裏面側に位置させてある。
【００６６】
この実施例のその他の構成、作用ないし効果の詳細な説明は前例のそれらと同様であるので、重複を避けるために省略する。
【００６７】
図４の斜視図に示す本発明の又他の実施例に係る太陽電池モジュールＭは、図３に示す排出溝６の代りに突出部５を貫通する排出孔７が形成される。この排出孔７の端面も排出溝６と同様にシール材３でシールしている。
【００６８】
この排出孔７の作用ないし効果の詳細な説明は前例の排出溝６のそれらと同様であり、又、この実施例のその他の構成、作用ないし効果の詳細な説明は前二例のそれらと同様であるので、重複を避けるために省略する。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池の表面よりも表側に突出する突出部が設けられるので、この突出部に屋根流れ方向の積雪の重量を受けて積雪の滑落を防止できる作用が得られ、いわゆる、雪止め機能を有する太陽電池モジュールを得ることができる。
【００７０】
特に本発明において、前記突出部が、太陽電池の軒側端部を受止める金属裏当て板の一部分を折り曲げることにより形成される場合には、金属裏当て板の板取寸法を若干長くして、必要に応じて軒側端部の折り曲げ位置を増加させたり、変更したりするだけで突出部を形成することができるので材料費をほとんど増加させずに済むという効果を得ることができる。
【００７１】
また、この場合に、前記金属裏当て板の軒側端部が従来の屋根用太陽電池モジュールのそれと同じ高さを備え、かつ、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置できるように折り曲げて、太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より裏面側に控えて配置することにより、軒側端部で前記太陽電池の表面より表側に突出する金属裏当て板の軒側端部で前記突出部が構成されると、折り曲げ加工数を増加させずに済むので加工コストが増加しないという効果が得られる上、金属裏当て板の軒側端部が作る影の大きさが雪止め機能のない従来の太陽電池モジュールのそれと同じ大きさになるので、雪止め機能のない従来の太陽電池モジュールを用いる屋根上葺き構造と同じ発電量を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る屋根上葺き構造の断面図である。
【図２】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図３】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図４】 本発明に係る屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【図５】 従来の屋根上葺き構造の断面図である。
【図６】 従来の屋根上葺き構造の要部の斜視図である。
【符合の説明】
１ 太陽電池
１ｃ 太陽電池の表面
２ 金属裏当て板
２ｃ 金属裏当て板の軒側端部
２ｅ 軒側端部の表面
５ 突出部
６ 排出溝
７ 排出孔
Claims (2)
- 太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板とを備える第１の屋根用太陽電池モジュールと、太陽電池と、この太陽電池の裏面に配置される金属裏当て板と、前記金属裏当て板の一部と連接し、前記太陽電池の表面よりも表側に突出した雪止め用突出部とを備える第２の屋根用太陽電池モジュールと、を備え、前記第１、第２の太陽電池モジュールの前記金属裏当て板の軒側端部は同じ高さに形成され、前記第２の太陽電池モジュールの金属裏当て板の軒側端部は、太陽電池の軒側端部が前記金属裏当て板の軒側端部表面より裏面側に控えて配置できるように形成され、前記太陽電池の軒側端部をこの金属裏当て板の表面より軒側端部裏面側に控えて配置されてなり、前記第１の太陽電池モジュールと前記第２の太陽電池モジュールを混用して屋根流れ方向に並べて葺き、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの軒側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面との間に形成される段差が、前記第２の太陽電池モジュールの表面とこれの棟側に係合される前記第１の太陽電池モジュールの表面と間に形成される段差と同じ高さになるように設置されることを特徴とする屋根用太陽電池モジュールの設置方法。
- 前記突出部に、該突出部を屋根流れ方向に貫通する排出溝又は排出孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の屋根用太陽電池モジュールの設置方法。
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| TWI487124B (zh) * | 2006-08-25 | 2015-06-01 | Sanyo Electric Co | 太陽電池模組及太陽電池模組的製造方法 |
| JP5461806B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2014-04-02 | 株式会社カネカ | 屋根構造 |
| JP2011113988A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Sharp Corp | 太陽電池モジュール、その製造方法及びその設置方法 |
| KR101235726B1 (ko) * | 2011-05-04 | 2013-02-27 | (주)지티씨코퍼레이션 | 풍압에 대한 설계 하중을 줄여 지주 철재가 절감되는 구조를 가진 태양광발전장치 |
| JP5993623B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-09-14 | 株式会社カネカ | 雪止金具、太陽電池モジュール、並びに太陽電池モジュールの敷設構造 |
| JP5993624B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-09-14 | 株式会社カネカ | 雪止金具、太陽電池モジュール、並びに太陽電池モジュールの敷設方法 |
| JP2015180171A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-10-08 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュール |
| JP6290725B2 (ja) * | 2014-06-26 | 2018-03-07 | 京セラ株式会社 | 太陽電池装置 |
| JP6779031B2 (ja) * | 2016-05-10 | 2020-11-04 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュールの配置構造及び太陽電池モジュール |
| JP6769736B2 (ja) * | 2016-05-10 | 2020-10-14 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュールの配置構造 |
| CN110670819A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-01-10 | 国网新疆电力有限公司昌吉供电公司 | 太阳能式变电站机房刮雪屋檐和防雪变电站机房 |
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-
2001
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012021298A1 (de) * | 2012-10-30 | 2014-02-13 | Matthias Bartnick | Schneefanganlage für Solaranlage |
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