JP2010071046A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性が優れようにすること。
【構成】両縦框２１，２２、両横框２３，２４とで方形枠を形成した枠体２に、透明又は半透明状で平板状の太陽光発電セル１１ａを集合させた太陽光発電アレイ１１が収納された太陽光発電ユニットＡと、樋状部５１の幅方向両側には取付用側部５２，５２を設けた長尺のガッター材５と、主板６１の両側より立上り縁６２，６２を形成したジョイント材６とからなること。傾斜しつつ略平行に設けられた前記ガッター材５の樋状部５１上に、前記ジョイント材６の方向が略直交しつつその両端が載置され、且つ隣接する前記太陽光発電ユニットＡの対向する縦框２１，２２相互が載置されてなると共に、該対向する縦框２１，２２相互間に長尺の縦ジョイナー材７が、前記太陽光発電ユニットＡの水上側と水下側との間に横ジョイナー材８がそれぞれ介在されていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置に関する。

従来より、透明又は半透明状の太陽光発電モジュール体を使用して、構造物の屋根又は壁に設けた太陽光発電装置が存在している。例えば、傾斜した屋根又は壁とした場合に対応できるが、構造が複雑化して、価格的にも高価となる等の欠点があった。また、雨仕舞が良好にできない問題もあった。特に、特許文献１では、明細書の内容では、サッシを設けながら、構造が複雑化するものであった。特許文献２では、サッシに取り付ける構成であるが、具体的な構成としては、餅屋の雨仕舞に対するように、構成が極端に問題があった。さらに、特許文献３においては、太陽光発電モジュール体をサッシに取付けながらも、雨仕舞を良好にできにくいと考えられる構成であった。
特許第２９３９２３８号 特許第２８５７５８１号 特開２００１−２９８２０５

特許文献１乃至３では、何れも構造的には、複雑化しているが、雨仕舞い構造を複雑化しているが、該雨仕舞いが不完全である可能性が大である。このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の良好な太陽光発電装置を実現することである。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、両縦框、両横框とで方形枠を形成した枠体に、透明又は半透明状で平板状の太陽光発電セルを集合させた太陽光発電アレイが収納された太陽光発電ユニットと、樋状部の幅方向両側には取付用側部を設けた長手方向に長尺のガッター材と、平板部の両側より立上り縁を形成したジョイント材とからなり、傾斜しつつ略平行に設けられた前記ガッター材の樋状部上に、前記ジョイント材の方向が略直交しつつその両端が載置され、且つ隣接する前記太陽光発電ユニットの対向する縦框相互が載置されてなると共に、該対向する縦框相互間に長手方向に長尺の縦ジョイナー材が、さらに前記太陽光発電ユニットの水上側と水下側との間に横ジョイナー材がそれぞれ介在されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記太陽光発電ユニットの水上側の横框の高さのみ低く形成してなり、前記水上側と水下側との間の横ジョイナー材に高低差が形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記太陽光発電ユニットの両縦框、両横框のそれぞれと、前記ガッター材，ジョイント材との間に弾性的なクッション材が介在されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。請求項４の発明を、請求項１，２又は３において、前記両縦框、両横框には、前記太陽光発電パネルを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４において、前記太陽光発電ユニットの下側に２段目として透明又は半透明状で平板状の下側ガラスを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５において、前記太陽光発電ユニットの上側に、透明又は半透明状で平板状のガラスを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。

請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６において、前記ガッター材の樋状部は、立上り側部，載置部が対向して形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決した。請求項８の発明を、請求項１，２，３，４，５，６又は７において、前記縦ジョイナー材及び横ジョイナー材の断面ほぼπ形に形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。請求項９の発明を、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記横ジョイナー材の両端は、前記縦ジョイナー材の傾きと同等になるように形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置としたことにより、前記課題を解決したものである。

請求項１の発明においては、簡易で且つ迅速な施工ができると共に、水密性の優れた太陽光発電装置を提供できる。特に、本発明では、太陽光発電ユニットを前記ガッター材，ジョイント材上に敷き並べると共に、縦ジョイナー材及び横ジョイナー材を介在させるという極めて簡易且つ迅速に施工できる最大の利点がある。また、請求項２及び３においては、請求項１と同様の効果を奏する。請求項３の発明では、より一層雨仕舞いを良好にできる。また、請求項４では、請求項３と同様にできる。

請求項５では、下側に下部側ガラスを設けて二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。特に、上側が太陽光発電ユニットであるため、発電効率をも向上させることができる。請求項６の本発明では、太陽光発電ユニットの上側とはいえ、透明又は半透明状でガラスであり、発電効率には支障を与えない二重構造にでき、断熱性能を上昇させうる。請求項７の発明では、溢れた雨水は樋状部を介して良好な雨仕舞い処理ができる。請求項８の発明は、請求項１の発明と同様な効果を奏する。請求項９の発明では、より雨仕舞いの良好な太陽光発電装置を提供できる利点がある。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、平板状で、透明又は半透明の太陽光発電ユニットＡは、図１及び図２等に示すように、太陽光発電パネル１と枠体２との結合されたものである。前記太陽光発電パネル１は、透明又は半透明の太陽光発電セル１１ａ，１１ａ，・・・が多数集合されて太陽光発電アレイ１１が構成され、該太陽光発電アレイ１１が複数集合されて構成されている。具体的には、例えば、太陽光発電セル１１ａが数ｃｍ平方であり、太陽光発電アレイ１１が約３０ｃｍ平方である。太陽光発電パネル１が約１ｍ平方である。

前記枠体２は、図２（Ｂ）に示すように、両縦框２１，２２と、両横框２３，２４とで方形枠を形成するものである。前記縦框２１と縦框２２とは左右勝手反対であるため、前記縦框２１のみを図５及び図７に基づいて説明する。前記縦框２１は、コ字状部２１１の水平状下辺片より垂下片２１２が設けられ、該垂下片２１２の下端より下部側コ字状部２１３が形成され、該下部側コ字状部２１３の開放側に段差付き立上り片２１４が設けられると共に、該段差付き立上り片２１４の中間位置より前記下部側コ字状部２１３開放側にＬ字形片２１５が形成されている。さらに、前記下部側コ字状部２１３の開放側の水平状下辺片の端より下向きに傾斜する縦框下部縁２１６が形成されている。これらは、金属製材にて型材として一体形成されている。

前記縦框２１のコ字状部２１１にて、図５及び図７に示すように、前記太陽光発電パネル１の一側をガスケット材２１７，内側ガスケット材２１８及びコーキング材２１９を介して水密的に挟持するように構成されている。前記ガスケット材２１７の外れ防止として前記コ字状部２１１の開放側に対向して突起２１１ａ，２１１ａが形成され、該突起２１１ａ，２１１ａに対応して前記ガスケット材２１７に溝部２１７ａ，２１７ａが形成されている。前記縦框２２は、左右対称であるため説明しないが、前記縦框２１の部位（コ字状部２１１等）と同一の名称部位（コ字状部２２１等）とする。

前記横框２３と横框２４とは、図６及び図８に示すように、殆ど左右勝手であり、その大きな相違点は、水下位置コ字状部２３１と水上位置コ字状部２４１である。具体的には、その高低差と突起及び支持片の存否である。つまり、前記水下位置コ字状部２３１は、前記縦框２１のコ字状部２１１又は前記縦框２２のコ字状部２２１と同一形状にて形成され、勿論、突起２３１ａ，２３１ａが形成されている。そして、前記横框２４の水上位置コ字状部２４１は、前記水下位置コ字状部２３１の高さよりも低く形成されていると同時に、前記水上位置コ字状部２４１には何らの突起も形成されておらず、外側に支持片２４１ａが形成されている。

前記横框２３の水下位置コ字状部２３１の水平状下辺片より垂下片２３２が設けられ、該垂下片２３２の下端より断面としてＦ字状部２３３が形成されている。該Ｆ字状部２３３の上辺片の先端よりに支持受け片２３３ａ及び支持受け片２３３ｂが設けられている。前記横框２４の垂下片２４２及びＦ字状部２４３は、前記横框２３と同一である。すなわち、前記横框２３と横框２４とは、殆ど左右勝手であり、水下位置コ字状部２３１と水上位置コ字状部２４１とは高低差と突起の存否である。特に、高さの低い前記水上位置コ字状部２４１には、内側ガスケット材２４８が嵌められつつ、内部クッション材２４９が設けられて水密性を確保している。

ガッター材５は、図１乃至図３等に示すように、長手方向に長尺又は適宜の長さを有したものであり、樋状部５１の幅方向両側には取付用側部５２，５２が設けられて構成されている。断面Ｕ字状に形成された樋状部５１は、底部５１１及び両立上り側部５１２，５１２から構成される。そして、前記樋状部５１の両立上り側部５１２，５１２の上端に載置部５１３，５１３が形成され、該載置部５１３，５１３は水平状片５１３ａ，５１３ａの内端より前記底部５１１に向かって適宜に傾斜する傾斜端縁５１３ｂ，５１３ｂが形成されている。前記樋状部５１の両側には、取付底部５２１と立上り端部５２２から断面Ｌ字形の取付用側部５２，５２が一体形成されている。特に、実施形態では、金属製板材を折り曲げ形成しているが、押出形成する場合もある。

ジョイント材６は、その長さを、隣接する前記ガッター材５，５間の長さに相当させ、その断面は主板６１の両側には立上り縁６２が設けられている。特に、前記ジョイント材６の長手方向の両端は、前記ガッター材５の載置部５１３，５１３に嵌合可能に屈曲片６１ａ，６１ａが形成されている。縦ジョイナー材７及び横ジョイナー材８は、それぞれ隣接する前記太陽光発電ユニットの間に設けられている。さらに、具体的には、隣接する縦框２１，２２間を塞ぐのが縦ジョイナー材７であり、隣接する横框２３，横框２４間を塞ぐのが横ジョイナー材８である。

前記縦ジョイナー材７は、図５及び図７に示すように、長手方向に長尺な部材であって、頂部７１の幅方向中間両側に嵌合脚片７２，７２が形成され、該嵌合脚片７２，７２の下端には鈎状端縁７２ａ，７２ａが形成されたものである。前記嵌合脚片７２，７２長さは同一であり、全体断面は、ほぼπ形で、左右対称に形成されている。さらに具体的には、図５及び図７に示すように、頂部７１と嵌合脚片７２，７２とは金属材が押出成形にて一体的に形成されているが、金属板を適宜に屈曲して長手方向に長尺に形成することもある。特に、前記頂部７１は平坦状をなしている。

また、前記横ジョイナー材８は、図６及び図８に示すように、長手方向に適宜の長さの部材であって、段付き頂部８１の幅方向中間両側に嵌合脚片８２，８３が形成され、該嵌合脚片８２，８３の下端には鈎状端縁８２ａ，８３ａが形成されたものである。前記嵌合脚片８２，８３の長さは異なっており、全体断面は、ほぼπ形で、左右非対称に形成されている。さらに具体的には、図６及び図８に示すように、段付き頂部８１と嵌合脚片８２，８２とは金属材が押出成形にて一体的に形成されているが、金属板を適宜に屈曲して形成することもある。

下地部９は、リップ溝形鋼，Ｈ形鋼或いはＩ形鋼等の構造材９１及び断熱板等の下地材９２等から構成される。その下地部９が構造材９１のみから構成される場合には、図５及び図６に示すように、その構造材９１上にドリルビス等の固着具９３にて固着されている。また、場合によっては、溶接手段にて固着されることもある。

その施工順序及び施工された太陽光発電装置について説明する。該太陽光発電装置は、図３（Ａ）に示すように、構造物の屋根として施工された例である。Ｙ方向を屋根の傾斜方向とし、Ｘ方向を屋根の棟方向とする。グラントＧ（地表面）に対する傾斜角度をθとする（図６参照）。まず、下地部９が構造材９１のみから構成される場合であって、母屋などの構造材９１が棟方向に平行に所定間隔をおいて併設される。そして、前記ガッター材５，５，…が、所定間隔（前記太陽光発電ユニットＡの横幅に相当間隔）をおいて並列状態にして固着具９３にて固着される。

次いで、ジョイント材６が、隣接する前記ガッター材５，５間に取付けられる。具体的には、前記ジョイント材６の長手方向の両端の屈曲片６１ａ，６１ａが、前記ガッター材５の載置部５１３，５１３に係止され、且つ固着具６３にて固着されている。前記ジョイント材６の並列間隔は、前記太陽光発電ユニットＡの縦幅に相当する間隔をなしている。

そして太陽光発電ユニットＡが、図３（Ｃ）に示すように、クッション材３の接着剤を介して、前記ガッター材５の水上側及び水下側に取付られる。そのとき、本願発明の太陽光発電ユニットＡが、隣接する左右側の前記ガッター材５，５の間の水上側及び水上側に取付られる。このようにして太陽光発電ユニットＡ多数が、Ｙ方向及びＸ方向に整然と取り付けられる。

最後に、棟方向（棟方向）の太陽光発電ユニットＡ，Ａ間それぞれには、長尺の縦ジョイナー材７が挿入されて、嵌合脚片７２の鈎状端縁７２ａが、縦框２１，２２のコ字状部２１１，２２１の顎部に嵌合される（図５参照）。さらに、水上側と水下側の前記太陽光発電ユニットＡ，Ａ間それぞれに、所定長さの横ジョイナー材８が挿入されて、嵌合脚片８２の鈎状端縁８２ａが、横框２３，２４のコ字状部２２１，２４１の顎部に嵌合される（図６参照）そして、必要に応じて、縦ジョイナー材７と横ジョイナー材８との取付箇所の水密性向上のために、何らかのプレートなどで覆覆することもある。

さらに、図５及び図６に示すように、縦框２１，２２の下部側コ字状部２１３，２２３及びＬ字形片２１５，２２５のそれぞれの先にて、或いは、横框２３，２４のＦ字状部２３３の上側水平片の先端にて、前記太陽光発電パネル１と同等大きさの下部側ガラス４がガスケット材２１７を介して水密的に嵌合施工される。また、段差付き立上り片２１４，２２４及び下部側コ字状部２１３，２２３に、それぞれ水抜き孔を形成することがある。

特に、本願発明では、結合箇所においては、対向する横框２３，２４では、その水下側のコ字状部２４１の高さのみ低く形成してなり、その間には、図６に示すように、横ジョイナー材８が嵌合されている。また、図示しないが、前記太陽光発電パネル１の上に、水密処理した平板状のガラスを適宜な空間を有して設けることもある。

本発明の太陽光発電装置の一部斜視図である。 （Ａ）は太陽光発電パネルを分解した斜視図、（Ｂ）は枠体全体の斜視図である。 （Ａ）は太陽光発電パネルの集合体を屋根として施工した構造物の一部斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の屋根において縦ジョイナー材及び横ジョイナー材を外した平面略示図である。 本発明の太陽光発電装置の組立途中の一部斜視図である。 図２（Ｂ）のＰ−Ｐ矢視拡大断面図（縦ジョイナー材付き）である。 図２（Ｂ）のＱ−Ｑ矢視拡大断面図（横ジョイナー材付き）である。 （Ａ）及び（Ｂ）は縦框の断面図、（Ｃ）は太陽光発電パネルの水上側以外の断面図、（Ｄ）は縦ジョイナー材の断面図、（Ｅ）はガッター材の断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は横框の断面図、（Ｃ）は太陽光発電パネルの水上側の断面図、（Ｄ）は横ジョイナー材の断面図である。

符号の説明

Ａ…太陽光発電ユニット、１…太陽光発電パネル、１１…太陽光発電アレイ、
１１ａ…太陽光発電セル、２…枠体、２１…縦框、２２…横框、３…クッション材、
４…下部側ガラス、５…ガッター材、５１…樋状部、５２…取付用側部、
５１２…立上り側部、５１３…載置部、６…ジョイント材、６１…主板、
６２…立上り縁、７…縦ジョイナー材、８…横ジョイナー材。

Claims (9)

1. 両縦框、両横框とで方形枠を形成した枠体に、透明又は半透明状で平板状の太陽光発電セルを集合させた太陽光発電アレイが収納された太陽光発電ユニットと、樋状部の幅方向両側には取付用側部を設けた長手方向に長尺のガッター材と、平板部の両側より立上り縁を形成したジョイント材とからなり、傾斜しつつ略平行に設けられた前記ガッター材の樋状部上に、前記ジョイント材の方向が略直交しつつその両端が載置され、且つ隣接する前記太陽光発電ユニットの対向する縦框相互が載置されてなると共に、該対向する縦框相互間に長手方向に長尺の縦ジョイナー材が、さらに前記太陽光発電ユニットの水上側と水下側との間に横ジョイナー材がそれぞれ介在されてなることを特徴とした太陽光発電装置。
2. 請求項１において、前記太陽光発電ユニットの水上側の横框の高さのみ低く形成してなり、前記水上側と水下側との間の横ジョイナー材に高低差が形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置。
3. 請求項１又は２において、前記太陽光発電ユニットの両縦框、両横框のそれぞれと、前記ガッター材，ジョイント材との間に弾性的なクッション材が介在されてなることを特徴とした太陽光発電装置。
4. 請求項１，２又は３において、前記両縦框、両横框には、前記太陽光発電モジュールを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置。
5. 請求項１，２，３又は４において、前記太陽光発電モジュールの下側に２段目として透明又は半透明状で平板状の下部側ガラスを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置。
6. 請求項１，２，３，４又は５において、前記太陽光発電モジュールの上側に、透明又は半透明状で平板状のガラスを水密的に嵌合可能としてなることを特徴とした太陽光発電装置。
7. 請求項１，２，３，４，５又は６において、前記ガッター材の樋状部は、立上り側部，載置部が対向して形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置。
8. 請求項１，２，３，４，５，６又は７において、前記縦ジョイナー材及び横ジョイナー材の断面ほぼπ形に形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置。
9. 請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記横ジョイナー材の両端は、前記縦ジョイナー材の傾きと同等になるように形成されてなることを特徴とした太陽光発電装置。

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