JP2005133333A - 太陽電池モジュールの取付構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 フラット屋根（陸屋根）の方位にかかわらず、太陽電池モジュールを最適な方向へ向けて取付けられることができ、発電効率の向上を図ることのできる太陽電池モジュールの取付構造を提供すること。
【解決手段】 太陽電池モジュール１０をフラット屋根（陸屋根）５０に取付ける太陽電池モジュールの取付構造において、太陽電池モジュール１０がフラット屋根５０の任意の位置、方向に設置可能な３本以上の脚２３を備えた自立式の取付架台２０に取付けられ、該取付架台２０の両側面に設けられたワイヤグリップ２７に各々ワイヤ３０をかけて各々屋根５０の一方側から屋根５０の他方側に固定している。
【選択図】図１

Description

この発明は、建物のフラット屋根（陸屋根）面に太陽電池モジュールを配列する太陽電池モジュールの取付構造に関する。
近年、太陽電池モジュールを屋根に固定した太陽電池付き屋根が普及している。これに伴い、屋根面へ太陽電池モジュールを取り付ける際の施工性の改良や取付構造などの多数の提案がなされている。
例えば、太陽電池モジュールを屋根に取り付ける場合に、フラット屋根の方位にかかわらず、太陽電池モジュールを最適な方向へ向けて取付けることにより、発電効率の優れた太陽電池モジュールの取付構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、家屋の屋根表面の横方向に平行に２本の溝型鋼の架台に太陽電池を搭載し、該溝型鋼の端部に設けられた孔部を前記溝型鋼に直交するよう貫通し、両端部が前記屋根表面より離間するよう折り曲げられた２本の角パイプとを有し、前記２本の角パイプの、前記屋根の棟側の両端部及び軒側の両端部をそれぞれワイヤで挿通して、各々前記屋根の棟側及び軒側に固定することにより、風圧強度に十分耐え、しかも太陽電池全体に対して均等な張力がかかる高信頼性の設置架台が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−１９３２３１号公報 特許第２９７５５０８号公報
しかしながら、特許文献１記載の太陽電池モジュールの取付構造では、屋根固定金具が波形屋根材の山部を挟持して固定する構造であり、陸屋根等の平らな屋根面に対するものではない。
又、特許文献２記載の太陽電池設置架台では、傾斜屋根面に架台を設置し、４隅をワイヤで引張って固定する仕様であり、太陽電池の傾斜角度、方位が屋根勾配・配置に準じてしまい発電効率の最適化を図ることが難しい。又、太陽電池が風圧強度に耐えるには、ワイヤ張力は屋根構造が負担する構造であるので、過大な負荷が発生した場合には、屋根部が変形する恐れがある。
又、シート防水仕上陸屋根面にアンカーを施して太陽電池モジュールを固定する方法もあるが、アンカーを施した仕様ではアンカー部のコストが高く、また、太陽電池モジュールを積載し、風圧力を負担する架台も更に必要となりコストの高いものになる。
そこで、本発明では、上記の問題点を解消し、フラット屋根（陸屋根）の方位にかかわらず、太陽電池モジュールを最適な方向へ向けて取付けられることができ、発電効率の向上を図ることのできる太陽電池モジュールの取付構造を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項１に記載された発明では、太陽電池モジュールをフラット屋根（陸屋根）に取付ける太陽電池モジュールの取付構造において、太陽電池モジュールがフラット屋根の任意の位置、方向に設置可能な３本以上の脚を備えた自立式の取付架台に取付けられ、該取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定したことを特徴としている。
請求項２に記載された発明では、前記取付架台は太陽電池モジュールの受光面の角度調整が可能な取付金具を備えたことを特徴としている。
請求項３に記載された発明では、前記取付架台は矩形の形状をした太陽電池モジュールを受ける矩形状の架台と太陽電池モジュールの受光面の角度を調整する取付金具とフラット屋根に固定する３本以上の脚とからなり、該脚は各々伸縮可能で、フラット屋根面の不陸、傾斜を調整し、各脚裏にはズレ防止材が貼付されていることを特徴としている。
請求項４に記載された発明では、太陽電池モジュールをフラット屋根に取付ける太陽電池モジュールの取付構造において、前記取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定し、ワイヤ張力により生じた水平力を屋根の一方側から屋根の他方側に取付けられた反力梁により負担させたことを特徴としている。
請求項１記載にかかる発明によれば、太陽電池モジュールを３本以上の脚を備えた自立式の取付架台でフラット屋根の任意の位置、方向に設置できるので、太陽電池モジュールを受光方向に対して最適の方向に設置できるので、発電効率を向上することができる。
又、該取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定するので風圧力に十分対抗することができ、安定して固定することができる。
請求項２記載にかかる発明によれば、角度調整が可能な取付金具を用いることにより、簡単且つ自由に太陽電池モジュールを受光方向に対して最適な勾配に設置することができる。
請求項３記載にかかる発明によれば、フラット屋根に固定する３本以上の脚は各々伸縮可能で、フラット屋根面の不陸、傾斜を調整し、各脚裏にはズレ防止材が貼付されているので、フラット屋根面の不陸、傾斜を容易に調整することができる。また、各脚裏に貼付されたズレ防止材（塩ビ系）はフラット屋根の塩ビ系防水シート仕上げと良く馴染み密着性が良く設置の安定性、信頼性が向上する。
請求項４記載にかかる発明によれば、前記取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定し、ワイヤの引張りにより生じた水平力は屋根の一方側から屋根の他方側に取付けられた反力梁により負担する構造であるのでパラペット等の屋根構造に過大な負担がかかることが無くパラペット等への補強は軽微で済みコスト的に有利である。
以下、本発明の具体的な実施の形態について、塩ビ系防水シート仕上げの陸屋根の住宅に太陽電池モジュールを取付けた一例として図１〜図４を用いて説明する。
図１（ａ）は陸屋根の上に太陽電池モジュールを自立式取付架台により設置された断面図を示し、（ｂ）は図１（ａ）のイのパラペット部分を拡大して示す断面図、（ｃ）は図１（ａ）のロの取付架台部分を拡大して示す断面図、（ｄ）は図１（ｃ）のワイヤグリップ部分を拡大して示す斜視図である。図２は陸屋根の上に太陽電池モジュールの取付状況を示す全体平面図である。図３は太陽電池モジュールの受光角度を取付金具の伸縮により調整する構造を示す断面図である。図４（ａ）はワイヤ張力により発生する反力の状況を説明する模式図、（ｂ）はワイヤ張力により発生する取付架台の押下力の状況を説明する模式図である。
図１（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１０，１０，１０は塩ビ系防水シート仕上げの陸屋根５０の上に取付架台２０，２０，２０により設置されている。取付架台２０，２０，２０は陸屋根５０の一方のパラペット４０に設けられた接続仕口４２に一端を固定したワイヤ３０を取付架台２０，２０，２０のワイヤグリップ２７，２７，２７の間を通し他方のパラペット４０に設けられた接続仕口４２に張力をかけて固定する。又ワイヤ張力により生じた水平力を負担する反力梁３５もワイヤ３０と同じように、一方のパラペットに設けられた接続仕口４２から他方のパラペット４０に設けられた接続仕口４２に固定される。
図１（ｂ）に示すように、陸屋根５０は７５ｍｍの軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）製の屋根材５２の上に塩ビ系防水シート５１仕上げからなり、陸屋根５０の四周は手摺壁であるパラペット４０が設けられている。
図２に示すように、太陽光の向き２００に最適な方向に太陽電池モジュール１０，１０・・・を設置し、ワイヤ３０，３０・・をパラペット４０の両端（図２において上下）側に設けられた接続仕口４２，４２・・に固定する。このように、建物１００の設置方向に影響されること無く、太陽光２００に最適な向きに設置できるよう、パラペット４０の適宜な位置に接続仕口４２を設けることができる。
接続仕口４２は、図１（ｂ）に示すように、天井梁６０の上に梁上支持材４１をボルト４４等により固定し、梁上支持材４１の上部はパラペット４０の上に設けた接続仕口４２とバックアップ材４６、シーリング材４５等を介してボルト４３により固定されている。
そして、接続仕口４２にはターンバックル３１により６．０ｍｍφのＳＵＳ製のワイヤの一端が固定されている。また、接続仕口４２には６０×６０×２．３ｍｍ厚みの角パイプの反力梁３５の一端も固定されている。
図１（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール１０を設置する取付架台２０は自立式の４本の脚２３（図中断面図では２本）を備えている。脚２３は取付架台２０の陸屋根の不陸等の高さを調整するアジャスター部２３１、接地部脚２４及び陸屋根の塩ビ係防水シート仕上げとの間のズレ防止の塩ビ製底板２５とで構成されている。取付架台２０の本体部２２の両側側面にはワイヤ３０を係止するワイヤグリップ２７が取付けられている。
ワイヤグリップ２７は図１（ｄ）に示すように、ワイヤ３０を通し保持する保持部２７３と円形状の本体部２７１とで構成され、本体部２７１が取付架台の本体部２２にボルト２７２により固定されている。
太陽電池モジュール１０は取付架台２０の本体部２２に受光面を最適にし、発電効率の向上を図ることができるように、太陽電池モジュール１０の傾斜角度を調整する取付金具２１が取付けられている。取付金具２１は太陽光２００に対して太陽電池モジュール１０の前側に脚長の短い取付金具２１ａ、後側に脚長の長い取付金具２１ｂが取付けられる。
脚長の長い取付金具２１ｂは数種類用意されても良く、あるいは図３に示すように、伸縮可能な構造とされても良い。
図３においては、伸縮可能な太陽電池モジュール１０の後側の脚長の長い取付金具２１ｃの構造を示している。取付金具２１ｃは太陽電池モジュール１０側にボルト２１５で固定された脚２１１の他端側に複数の取付孔２１３を有し、取付架台２０の本体２２側にボルト２１６で固定された脚２１２の他端側に複数の取付孔２１３を有し、脚２１１の他端側に脚２１２の他端側を挿入し、適当な角度になる位置で勘合し各々の取付孔２１３をボルト２１４で固定する。このようにして太陽電池モジュール１０の受光面を最適にし、発電効率の向上を図ることができる取付構造が得られる。
本発明の太陽電池モジュールの取付構造においては、図４（ｂ）に示すように、ワイヤ３０を太陽電池モジュール１０の取付架台２０の本体部２２側面のワイヤグリップ２７に通して両側３０１，３０１方向に引張ることにより、取付架台２０の本体部２２に下方の押下力３０２が生じ、風圧力等に十分耐えられる構造となる。又、この押下力３０２により取付架台２０の脚２３の塩ビ製底板２５と塩ビ系防水シート仕上げの陸屋根５０とのスベリ防止効果も確実なものとなる。
そして、図４（ａ）に示すように、ワイヤ３０はパラペット４０に設けられた接続仕口４２，４２に引張状態で固定され、パラペット４０に引張力の水平反力４０１，４０１の負荷が生じるが、この負荷４０１，４０１は反力梁３５が受け持つので、パラペット４０に設けられた接続仕口４２部には比較的小さい鉛直力４０２，４０２だけが躯体である接続仕口部４２や梁上支持体４１に伝達されるので躯体への補強は軽微で済み、コスト的な負担が少なくて済む。
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、自立式の脚は４本に限定されるものではなく、矩形の取付架台の３方向に脚があれば自立できるので、３本以上の脚で取付けられたものであっても良い。
（ａ）は陸屋根の上に太陽電池モジュールを自立式取付架台により設置された断面図、（ｂ）は図１（ａ）のイのパラペット部分を拡大して示す断面図、（ｃ）は図１（ａ）のロの取付架台部分を拡大して示す断面図、（ｄ）は図１（ｃ）のワイヤグリップ部分を拡大して示す斜視図である。 陸屋根の上に太陽電池モジュールの取付状況を示す全体平面図である。 太陽電池モジュールの受光角度を取付金具の伸縮により調整する構造を示す断面図である。 （ａ）はワイヤ張力により発生する反力の状況を説明する模式図、（ｂ）はワイヤ張力により発生する取付架台の押下力の状況を説明する模式図である。
符号の説明
１０ 太陽電池モジュール
２０ 取付架台
２１ 取付金具
２２ 本体部
２３ 脚
２３１ アジャスター部
２４ 接地脚部
２５ 塩ビ製底板
２７ ワイヤグリップ
３０ ワイヤ
３１ ターンバックル
３５ 反力梁
４０ パラペット
４１ 梁上支持材
４２ 接続仕口
５０ 陸屋根
５１ 塩ビ系防止シート仕上
５２ ＡＬＣ
１００ 建物
２００ 太陽光

Claims (4)

  1. 太陽電池モジュールをフラット屋根（陸屋根）に取付ける太陽電池モジュールの取付構造において、太陽電池モジュールがフラット屋根の任意の位置、方向に設置可能な３本以上の脚を備えた自立式の取付架台に取付けられ、該取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定したことを特徴とする太陽電池モジュールの取付構造。
  2. 前記取付架台は太陽電池モジュールの受光面の角度調整が可能な取付金具を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの取付構造。
  3. 前記取付架台は矩形の形状をした太陽電池モジュールを受ける矩形状の架台と太陽電池モジュールの受光面の角度を調整する取付金具とフラット屋根に固定する３本以上の脚とからなり、該脚は各々伸縮可能で、フラット屋根面の不陸、傾斜を調整し、各脚裏にはズレ防止材が貼付されていることを特徴とする請求項１、または２記載の太陽電池モジュールの取付構造。
  4. 太陽電池モジュールをフラット屋根に取付ける太陽電池モジュールの取付構造において、前記取付架台の両側面に設けられたワイヤグリップに各々ワイヤをかけて各々屋根の一方側から屋根の他方側に固定し、ワイヤ張力により生じた水平力を屋根の一方側から屋根の他方側に取付けられた反力梁により負担させたことを特徴とする請求項１，２，３に記載の太陽電池モジュールの取付構造。
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