JP3366888B2 - 太陽熱・給湯発電併用パネルおよびこれを用いた屋根パネル - Google Patents
太陽熱・給湯発電併用パネルおよびこれを用いた屋根パネルInfo
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Description
の他の建物等に用いらる太陽熱・給湯発電併用パネルお
よびこれを用いた屋根パネルに関する。
して、太陽電池を設置すると共に、温水を得るためのコ
イルを配管したものが提案されている。
び温水用のコイルを現場で別々に施工する構造のもので
あるため、太陽電池の設置や配管施工に手間がかかると
いう問題点があった。また、温水として回収できる熱量
が小さい等の問題点があった。施工を簡略化するものと
して、太陽電池と温水用のコイルを併用した屋根パネル
の開発も試みられているが、パネルの製作の容易性や熱
回収効率の面で、満足できるものではなかった。
作が容易で、熱回収効率が高い太陽熱・給湯発電併用パ
ネルおよびこれを用いた屋根パネルを提供することを目
的とする。
発電併用パネルは、板状の太陽電池の裏面に重ねて、熱
媒体の流路となる部材を設けたものである。 前記太陽電
池は鋼板に太陽電池層をラミネートした太陽電池ラミネ
ート鋼板からなり、この太陽電池ラミネート鋼板の下面
に前記集熱用パネルを積層したものを、パネルフレーム
の上面部に張り、前記集熱用パネルの下面に積層される
断熱材製のボードを前記パネルフレームの内側に設けて
も良い。前記太陽電池には、例えばアモルファス系のも
のを使用する。この構成によると、太陽電池の裏面に重
ねて、熱媒体の流路となる部材が設けられているため、
太陽電池から熱媒体流路への熱伝導率が良く、温水の生
成による熱回収の効率が良い。また、太陽電池と熱媒体
流路とを備えたパネルであるため、配管作業を行うこと
が不要で、太陽熱・給湯発電併用パネルの製作が容易で
ある。この構成の場合、集熱用パネルの下面に断熱材製
ボードを積層した構造とした ため、前記集熱用パネルに
集めた太陽熱が下面に逃げることが防止され、給湯用の
熱回収効率が高くなる。この太陽熱・給湯発電併用パネ
ルを屋根パネルの構成材として使用した場合、断熱材製
ボードにより屋根断熱の向上効果も得られる。また、太
陽電池が鋼板にラミネートされた層であるため、厚みが
薄く強度の高い板状のものを容易に製造できる。これら
太陽電池、集熱用パネル、および断熱材製ボードは、パ
ネルフレームに取付けるため、一体の太陽熱・給湯発電
併用パネルとして取り扱えて取扱性も良い。
流路を有する集熱用パネルであっても良い。すなわち、
熱媒体の流路を有する集熱用パネルを、板状の太陽電池
の裏面に積層した太陽熱・給湯発電併用パネルとしても
良い。このように、熱媒体の流路を集熱用パネルに設
け、これを太陽電池の裏面に積層することにより、太陽
熱・給湯発電併用パネルの製造が簡単となり、また熱媒
体の流路の熱媒体による熱回収の効率が良くなる。特
に、前記集熱用パネルは、内部に熱媒体の流路を有する
ものとすることが好ましい。このように、集熱用パネル
がそれ自体で熱媒体の流路が内部に形成されたものとし
た場合、この集熱用パネルが太陽電池の裏面全面に接着
されるので、温水の生成による熱回収の効率がより一層
高くなる。すなわち、独立したコイル(チューブ)を太
陽電池の裏面に接着する構造であると、温水用のコイル
と太陽電池との接触面積が小さく、熱伝導性を十分に得
ることが難しい。そのため、太陽電池表面の温度が高く
なる割には、温水として回収できる熱量が小さい。これ
に対して、内部に熱媒体の流路を有する集熱用パネルを
用いると、前記のように熱回収効率の向上が図れる。ま
た、集熱用パネルが内部に熱媒体の流路を有するもので
あるため、配管作業を行うことが不要で、太陽熱・給湯
発電併用パネルの製作が一層容易となる。
ルにおいて、空気層を介して前記太陽電池ラミネート鋼
板の上面を覆う透光板を前記パネルフレームに取付けて
も良い。透光板には透明のガラス板等が使用できる。こ
のように透光板を介して空気層を設けることで、一層の
集熱の効率向上が図れる。
ルは、野地板上に前記いずれかの構成の太陽熱・給湯発
電併用パネルを取付けたものである。この構成による
と、独立して製造される太陽熱・給湯発電併用パネルを
野地板に取付けることで、簡単に太陽熱・給湯発電併用
屋根パネルを製造でき、また太陽電池および集熱用パネ
ルの屋根への取付施工を簡単かつ安価に行うことができ
る。前記構成の太陽熱・給湯発電併用屋根パネルにおい
て、前記野地板の下面に空気層を介して発泡樹脂製の断
熱材を設け、この断熱材は下地桟を介して野地板に取付
けても良い。この構成の場合、下地桟を介して断熱材を
取付けるだけの簡単な構成で、屋根パネルの下面側に空
気層を介して断熱材が設けることができる。このように
空気層と断熱材とを設けることで、集熱用パネルに回収
される熱が屋根裏に放熱されるのを防止できて、熱回収
効率が一層向上し、また小屋裏に熱がこもることが防止
できる。
し図14と共に説明する。図1および図2は、各々この
実施形態にかかる太陽熱・給湯発電併用パネルを備えた
切妻屋根の北側斜面部および南側斜面部を桁方向から見
た断面図である。南側斜面部1Aの一部は、図1に示す
ように、屋根パネルフレームとなる垂木3を有する太陽
熱・給湯発電併用屋根パネル4Aを、母屋2上に設置し
て構成される。南側斜面部1Aの棟に近い部分には、嵌
殺し式の天窓5が設けられている。図3は、上記屋根パ
ネル4Aの取付部を妻と平行な方向から見た拡大断面図
を示す。図2に示すように、北側斜面部1Bの一部は、
屋根パネルフレームとなる垂木3を有する太陽電池付き
屋根パネル4Bを、母屋2上に設置して構成される。図
4は、上記太陽電池付き屋根パネル4Bの取付部を妻と
平行な方向から見た拡大断面図を示す。また、図2のよ
うに、北側斜面部1Bの棟に近い部分には、開閉式の天
窓6が設けられている。図5は、上記開閉式天窓6の取
付部を妻と平行な方向から見た拡大断面図を示す。
湯発電併用屋根パネル4は、図6に拡大して示すよう
に、野地板7の上に太陽熱・給湯発電併用パネル8を取
付けて構成される。このような構成により、太陽電池お
よび集熱用パネルの屋根への取付施工を簡単かつ安価に
行うことができる。野地板7の下面には通気層9を介し
て発泡樹脂製の断熱材10が設けられる。この断熱材1
0は、スペーサとなる下地桟11を介して野地板7に取
付けられる。また、断熱材10の下面に前記の垂木3が
設けられる。太陽熱・給湯発電併用パネル8は、板状の
太陽電池12の下面に集熱用パネル13を積層したもの
であり、これら太陽電池12および集熱用パネル13
は、アルミ型材製のパネルフレーム14の上面部に張ら
れる。集熱用パネル13の下面には断熱材製のボード1
5が積層され、このボード15はパネルフレーム14の
内側に配置される。また、屋根の棟部付近における陽電
池12の上面部分は、空気層16を介して強化ガラス等
の透光板17で覆われる。この実施形態では、透光板1
7は、ゴム製の透光板受け18を介してパネルフレーム
14に取付けられているが、パネルフレーム14自体が
透光板受け18を一体に有する形状のものであっても良
い。太陽電池12はアモルファス系のものであり、鋼板
にラミネートされた層からなる。これにより、鋼板にラ
ミネートした太陽電池12とすることで、厚みが薄く強
度の高い板状の太陽電池12を容易に製造できる。集熱
用パネル13は、図13に断面図で示すように、アルミ
等の高熱伝導材料の内部に熱媒体の流路13aを設けた
ものである。この集熱用パネル13は、例えば2枚の金
属板を積層し、両金属板の間に部分的に流路13aを形
成したものなどで構成される。
7の上に太陽熱・給湯発電併用パネル8を取付けて太陽
熱・給湯発電併用屋根パネル4Aが構成されるため、太
陽電池12および集熱用パネル8の屋根への取付施工を
簡単かつ安価に行うことができる。また、内部に流路1
3aを有する集熱用パネル13を用いるため、コイルを
太陽電池の裏面に接着する従来例のような面倒な配管施
工が不要で、製作が容易となるとともに、集熱用パネル
13が太陽電池12の裏面全面に接着されるので、給湯
用の熱回収効率が高くなる。また、既存の屋根パネルに
も容易に取付け可能となる。さらに、上記のように、集
熱用パネル13の下面に断熱材製ボード15が積層さ
れ、太陽電池12をラミネートした鋼板の上面が空気層
16を介して透光板17で覆われるので、給湯用の熱回
収効率が高くなる。また、太陽熱・給湯発電併用屋根パ
ネル4Aの下面側に通気層9を介して断熱材10が設け
られているので、集熱用パネル13に回収される熱が屋
根裏に放熱されるのを防止でき、熱回収効率が一層向上
する。
る開閉式天窓6の位置および開閉式天窓6を避けた位置
を桁方向から見た断面図である。開閉式天窓6より軒側
に設けられる太陽電池付き屋根パネル4Bは、上記太陽
熱・給湯発電併用パネル8の構成において、集熱用パネ
ル13を取り除いた構成のものである。この屋根パネル
4Bの場合、太陽電池12の上面は透光板17で覆われ
ない。開閉式天窓6の側方には、野地板7の上に調整桟
19を介して野地板合板20、ルーフィング21および
横葺き鋼板22を積層して構成される一般屋根パネル4
Cが設けられる。
および図10のように、太陽熱・給湯発電併用屋根パネ
ル4Aの側部は、野地板7上に屋根勾配の方向に向けて
設けられるアルミ型材製のジョイント部材23に固定さ
れる。ジョイント部材23のケラバ側に向く側面には、
ケラバ捨水切24が取付けられる。図5のC部およびD
部を拡大して示す図11および図12のように、開閉式
天窓6の枠体25にも、上記ジョイント部材23が固定
され、このジョイント部材23に天窓6のガラス窓枠2
6が固定される。
る太陽熱・給湯発電併用パネルを裏向けて示す斜視図で
ある。この例の太陽熱・給湯発電併用パネル8Bは、板
状の太陽電池12の裏面に直接に重ねて、熱媒体の流路
となる部材である熱媒体用配管30を設けたものであ
る。太陽電池12は、前記実施形態と同じくアモルファ
ス系のものであって、鋼板の表面にラミネートしたもの
としてある。熱媒体用配管30は、銅やアルミその他の
金属管が用いられ、太陽電池12の裏面に蛇行状に設け
られると共に、戻り部30aを介して配管接続具からな
る入口部31および出口部32が互いに同じパネル端部
側に近づけて配置されている。この構成の太陽熱・給湯
発電併用パネル4Bは、図1ないし図14に示した太陽
熱・給湯発電併用屋根パネル4Aにおいて、その太陽電
池12と集熱用パネル13とを積層した太陽熱・給湯発
電併用パネル8の代わりに用いられる。この構成の場合
も、製作が容易で、熱回収効率が高い太陽熱・給湯発電
併用パネルおよび屋根パネルとなる。
にかかる太陽熱・給湯発電併用パネルを裏向けて示す斜
視図である。この例の太陽熱・給湯発電併用パネル8C
は、金属板33の裏面に接して熱媒体の流路となる部材
である熱媒体用配管30を設けた集熱用パネル13A
を、太陽電池12の裏面に積層したものである。太陽電
池12は、前記各実施形態と同じくアモルファス系のも
のであって、鋼板の表面にラミネートしたものとしてあ
る。熱媒体用配管30は、図15の例と同じものであ
る。この構成の太陽熱・給湯発電併用パネル8Cも、図
1ないし図14に示した太陽熱・給湯発電併用屋根パネ
ル4Aにおいて、その太陽電池12と集熱用パネル13
とを積層した太陽熱・給湯発電併用パネル8の代わりに
用いられる。この構成の場合も、製作が容易で、熱回収
効率が高い太陽熱・給湯発電併用パネルおよび屋根パネ
ルとなる。
は、板状の太陽電池の裏面に重ねて、熱媒体の流路とな
る部材を設けたものであるため、製作が容易で、熱回収
効率も高く得られる。前記太陽電池は太陽電池ラミネー
ト鋼板からなり、その下面に前記集熱用パネルを積層し
たものを、パネルフレームの上面部に張り、前記集熱用
パネルの下面に積層される断熱材製のボードを前記パネ
ルフレームの内側に設けたため、集熱用パネルに集めた
太陽熱が下面に逃げることが防止され、給湯用の熱回収
効率が高くなる。この太陽熱・給湯発電併用パネルを屋
根パネルの構成材として使用した場合、断熱材製ボード
により屋根断熱の向上効果も得られる。また、太陽電池
が鋼板に太陽電池層をラミネートしたものであるため、
厚みが薄く強度の高い板状のものを容易に製造できる。
さらに、これら太陽電池、集熱用パネル、および断熱材
製ボードは、パネルフレームに取付けるため、一体の太
陽熱・給湯発電併用パネルとして取り扱えて取扱性も良
い。 前記熱媒体の流路となる部材が、熱媒体の流路を有
する集熱用パネルである場合は、より一層、製作が容易
で、熱回収効率も高く得られる。特に、前記集熱用パネ
ルが内部に熱媒体の流路を有するものであって、これを
板状の太陽電池の裏面に積層した構成とした場合は、コ
イルを太陽電池の裏面に接着する面倒な配管作業や配管
施工が不要で、太陽熱・給湯発電併用パネルの全体の製
作が容易であるとともに、集熱用パネルが太陽電池の裏
面全面に接着されるので、給湯用の熱回収効率がより一
層高くなる。また、既存の屋根パネルに容易に取付ける
ことができる。 また、この構成の太陽熱・給湯発電併用
パネルにおいて、空気層を介して前記太陽電池ラミネー
ト鋼板の上面を覆う透光板を前記パネルフレームに取付
けた場合は、一層の集熱の効率向上が図れる。この発明
の太陽熱・給湯発電併用屋根パネルは、野地板上に前記
構成の太陽熱・給湯発電併用パネルを取付けたものであ
るため、太陽熱・給湯発電併用屋根パネルの構造が簡単
で、また太陽電池および集熱用パネルの屋根への取付施
工を簡単かつ安価に行うことができる。前記太陽熱・給
湯発電併用屋根パネルにおいて、前記野地板の下面に空
気層を介して発泡樹脂製の断熱材を設け、この断熱材
を、下地桟を介して野地板に取付ける構成とした場合
は、集熱用パネルに回収される熱が屋根裏に放熱される
のを防止されて、熱回収効率が一層向上し、かつ屋根裏
に熱がこもることを防止できる。しかも、屋根パネルの
構成が簡単なもので済む。
電併用パネルを備えた切妻屋根の南側傾斜部を桁方向か
ら見た断面図である。
図である。
ル取付部を妻と平行な方向から見た断面図である。
を妻と平行な方向から見た断面図である。
方向から見た断面図である。
を桁方向から見た拡大断面図である。
ある。
る。
湯発電併用パネルを裏側から示す斜視図である。
熱・給湯発電併用パネルを裏側から示す斜視図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 板状の太陽電池の裏面に重ねて、熱媒体
の流路を有する集熱用パネルを設け、前記太陽電池は、
鋼板に太陽電池層をラミネートした太陽電池ラミネート
鋼板からなり、この太陽電池ラミネート鋼板の下面に前
記集熱用パネルを積層したものを、パネルフレームの上
面部に張り、前記集熱用パネルの下面に積層される断熱
材製のボードを前記パネルフレームの内側に設けた太陽
熱・給湯発電併用パネル。 - 【請求項2】 前記集熱用パネルは、高熱伝導材料の内
部に熱媒体の流路を有するものである請求項1記載の太
陽熱・給湯発電併用パネル。 - 【請求項3】 板状の太陽電池の裏面に直接に重ねて、
熱媒体の流路となる部材である熱媒体用配管を設け、前
記太陽電池は、鋼板に太陽電池層をラミネートした太陽
電池ラミネート鋼板からなり、この熱媒体用配管を設け
た太陽電池ラミネート鋼板を、パネルフレームの上面部
に張り、この熱媒体用配管を設けた太陽電池ラミネート
鋼板の下面に積層される断熱材製のボードを前記パネル
フレームの内側に設けた太陽熱・給湯発電併用パネル。 - 【請求項4】 空気層を介して前記太陽電池ラミネート
鋼板の上面を覆う透光板を前記パネルフレームに取付け
た請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の太陽熱・
給湯発電併用パネル。 - 【請求項5】 野地板上に請求項1ないし請求項4のい
ずれかに記載の太陽熱・給湯発電併用パネルを取付けた
太陽熱・給湯発電併用屋根パネル。 - 【請求項6】 前記野地板の下面に空気層を介して発泡
樹脂製の断熱材を設け、この断熱材は下地桟を介して野
地板に取付けた請求項5記載の太陽熱・給湯発電併用屋
根パネル。
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JP2000199649A (ja) | 2000-07-18 |
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