JP3887997B2 - 発電機能付き屋根及び電力ケーブル装置 - Google Patents
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Landscapes
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光発電システムに好適な発電機能付き屋根並びに電力ケーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電システムにおける発電機能付き屋根としては、例えば、予め住宅等の屋根の野地板上に専用の架台を取付け、該架台上に太陽電池モジュールを順次取付けたものがある。各モジュールの裏面側には発電された直流電力を出力するための出力部が設けられており、前記直流電力は、出力部同士を互いに直列接続した複数のモジュールのうち末端モジュールの出力部に接続される電力ケーブルによって屋内のインバータに集約され、ここで交流に変換されてから屋内の電気配線に供給される。前記電力ケーブルはモジュールと野地板との間を該モジュールの配列に沿って延設され、電力ケーブル先端の接続端子は所定のモジュールを設置する際に該モジュール裏面側の出力部に接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記電力ケーブルは野地板上に載置されたままの状態では配線が乱れて作業の妨げとなるため、通常、前記架台の側壁部に開口を穿設し、前記電力ケーブルを該架台内に収納してまとめた上で、架台上に順次モジュールを設置してゆき、所定の出力部に前記電力ケーブルの接続端子を接続する配線構造が採用されている。
しかし、前記架台には元来、雨仕舞を充分に考慮しつつ太陽電池モジュールを屋根本体上で強固に支持する構造が設けられており、その上更に電力ケーブル挿通用の開口を穿設すると、電力ケーブルに対する防水、防塵なども考慮すればその構造は非常に複雑となり、コストの上昇は避けられないといった問題があった。
【０００４】
一方、近年においては、上記架台を省略するとともに個別に取付台を設けることで、独立して野地板上に葺設可能とした太陽電池モジュールが主流となりつつある。このような完全独立タイプの太陽電池モジュールを用いる場合、前記電力ケーブルは太陽電池モジュールの予定される配列に沿って予め野地板上に載置され、その上を跨ぐ形で各太陽電池モジュールが順次葺設されていくのである。
このように野地板上に載置されたままの電力ケーブルは、太陽電池モジュールの葺設作業の際には、乱れたケーブルが作業者の足で踏まれて断線したり、先端の接続端子が既に固定した太陽電池モジュールと野地板の間に入って取り出し不能となるといった不都合が生じ易く、作業能率低下の原因になるとともに施工における安全性の点からも問題があった。
【０００５】
本発明は係る現況に鑑み為されたものであり、安全且つ効率良く施工できる発電機能付き屋根並びにこれに好適な電力ケーブル装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前述の課題を解決するにあたり鋭意検討を進めた結果、電力ケーブルの配線構造を工夫することでより安全且つ効率良く施工できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、野地板上に下地シートを敷設してなる屋根本体と、前記屋根本体の下地シート外面に沿って配列設置される複数の太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの裏面側に設けた出力部と、前記太陽電池モジュールの配列に沿って当該モジュールと屋根本体との間に介装され且つ所定の出力部に接続される複数の電力ケーブルと、前記電力ケーブルを屋根本体に仮止めする仮止め手段とを備えた発電機能付き屋根を提供する。
ここに前記仮止め手段は、電力ケーブルを屋根本体に拘束して、屋根上における姿勢の乱れを防止するものをいい、粘着テープやステープルを用いることも含まれる。
このように仮止め手段を設けた発電機能付き屋根にあっては、前記太陽電池モジュールの設置作業に際して電力ケーブルが作業の邪魔とならず、作業者の足で踏まれて電力ケーブルが断線したり、意外な位置にある電力ケーブルを踏んで施工者が屋根上で転倒するといった危険が未然に回避でき、更には、ケーブル先端の接続端子が既に固定した太陽電池モジュールと野地板の間に入って取り出し不能となることや接続端子を他のものと間違って接続するといったことが回避される。
【０００８】
特に、前記電力ケーブルの長手方向に沿った外被表面に単若しくは複数の薄肉突片又は略全長に渡り連続した薄肉突条を設けるとともに、前記仮止め手段を当該突片又は突条とこれを屋根本体に止着する釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより構成すれば、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく、手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で仮止めが可能となり、作業能率が向上する。
前記薄肉突片は、少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けることが好ましく、この場合には当該電力ケーブルを接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。前記薄肉突片を接続端子先端から３００ｍｍよりも離れた位置に設けた場合には、当該接続端子が既に設置した太陽電池モジュールの下に入り込んだり他の接続端子を間違えて太陽電池モジュールに接続するといった不都合が生じ易くなり、仮止めの効果が低下する。
【０００９】
前記仮止め手段の他の態様としては、単又は隣接平行な複数の電力ケーブルを着脱可能に抱持する抱持部並びに該抱持部に連続する被固定部を有した仮止め材を構成し、釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより前記被固定部を屋根本体に止着させることとすれば、前述のような薄肉突片を設けた特別な電力ケーブルを別途用意するまでもなく、通常の電力ケーブルを用いてこれを効率良く屋根上に仮止めすることができる。
【００１０】
ここで、前記抱持部としては、逆止機能を備えた半円形断面の抱持壁やループ状締結帯からなるものが適宜採用でき、このような抱持部は、仮止め作業時にその都度電力ケーブルに装着してもよいが、電力ケーブル配設前に予め当該ケーブルの適宜な箇所に装着しておくことが作業性の点で好ましい。
【００１１】
また、前記被固定部を屋根本体に止着する他の手段としては、被固定部の屋根本体側に粘着面を形成することや、被固定部に下地シート縁部を挾持する機能を付加することも好ましい。野地板上に敷設した下地シートは通常、防水や防火の機能を備えており、前記の如き止着手段を構成した場合には、釘等により当該下地シートを穿つことが回避又は削減されるので、良好な防水／防火効果を維持できる。
【００１２】
前記被固定部が連結部材を介して抱持部に連繋されたものにあっては、太陽電池モジュールの予定される配列に対する電力ケーブルの仮止め位置に関して多少の融通が利くとともに、接続端子の極近傍を仮止めした場合であっても、少なくとも前記連結部材の長手寸法分だけは接続端子を持ち上げることが可能となる。
【００１３】
このような抱持部は、ケーブル外被に薄肉突片を設ける場合と同様に、少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に装着されることが好ましい。
【００１４】
そして本発明は、上記発電機能付き屋根に好適な電力ケーブルとして、屋根本体と該屋根本体に設置される太陽電池モジュールとの間に介装され且つ太陽電池モジュールの裏面側に設けた所定の出力部に接続される電力ケーブル装置であって、電力ケーブル本体と、該電力ケーブル本体の先端に設けられ且つ所定の出力部に接続される接続端子と、前記電力ケーブル本体の長手方向に沿った外被表面に設けられ且つ釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される単若しくは複数の薄肉突片又は略全長に渡り連続した薄肉突条とよりなることを特徴とする電力ケーブル装置を提供する。
このような電力ケーブル装置にあっては、上述と同様に、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で屋根本体上に仮止めすることが可能となり、作業能率が著しく向上する。
また同様にして、前記薄肉突片は少なくとも接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けることが好ましく、この場合には当該電力ケーブル装置を太陽電池モジュールの裏面側に接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【００１５】
更に、前記薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けておけば、不注意により作業者が屋根上で電力ケーブルに足を引っ掛けても、当該ケーブルが前記亀裂案内部に沿って薄肉突片から分離することで屋根本体への仮止め状態は解除され、前記作業者が転倒するといった危険は回避される。
【００１６】
また本発明は、屋根本体と該屋根本体に設置される太陽電池モジュールとの間に介装され且つ太陽電池モジュールの裏面側に設けた所定の出力部に接続される電力ケーブル装置であって、電力ケーブル本体と、該電力ケーブル本体の先端に設けられ且つ所定の出力部に接続される接続端子と、前記電力ケーブル本体を着脱可能に抱持し且つ釘、ネジ、ホッチキス、粘着剤もしくはこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される仮止め材、又は同じく電力ケーブル本体を着脱可能に抱持し且つ屋根本体の下地シート縁部を挟持する仮止め材とよりなることを特徴とする電力ケーブル装置をも提供する。
このような電力ケーブル装置にあっても、上述と同様に、効率良く屋根上に仮止めすることが可能であり、前記仮止め材において粘着面を形成したものや、下地シート縁部を挾持する機能を付加したものにあっては、釘等により当該下地シートを穿つことが回避又は削減されるので、良好な防水／防火効果を維持できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の発電機能付き屋根１の全体構成図を示し、図１〜図７は本発明の第１実施形態、図８及び図９は第２実施形態、図１０は第３実施形態、図１１は第４実施形態、図１２は第５実施形態、図１３は第６実施形態、図１４は第７実施形態、図１５は第８実施形態、図１６は第９実施形態、図１７は第１０実施形態を示し、図中符号１０は屋根本体、２は太陽電池モジュール、３は電力ケーブルをそれぞれ示している。
【００１８】
先ず、本発明の第１実施形態に係る発電機能付き屋根１を図１〜図７に基づいて説明する。本発明の発電機能付き屋根１は、野地板１１に下地シート１２を敷設した屋根本体１０と、該下地シート１２の外面に沿って配列設置される複数の太陽電池モジュール２、・・・と、各太陽電池モジュール２の裏面側に設けられる出力部５と、前記太陽電池モジュール２の配列に沿って当該モジュールと屋根本体１０との間に介装され且つ所定の出力部５に接続される複数の電力ケーブル３、・・・と、前記電力ケーブル３を屋根本体１０に仮止めする仮止め手段４とを備えており、前記電力ケーブル３は、屋根本体１０の棟頂部１４に設けた図示しない隙間を通じて小屋裏空間へ導入され、屋内のインバータに接続されている。
太陽電池モジュール２を屋根本体１０へ固定する手段は、従来と同様に、予め屋根本体１０に設置した架台を用いるものや、太陽電池モジュール毎に個別の支持台を設けたものなど適宜な固定手段を採用できる。また、前記太陽電池モジュールには、単結晶シリコン太陽電池や多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池、有機半導体太陽電池など多種多様な光電変換素子が使用できる。
【００１９】
前記下地シート１２は、構造用合板等の野地板１１の表面に幅８０〜１２０ｃｍ程度を有するアスファルトルーフィング等の防水シートを一部重ねた状態で複数列敷設した防水層と、その上に同じく幅８０〜１２０ｃｍ程度のポリ塩化ビニル被覆シートを複数列敷設した防火層とからなる２層で構成され、その上に上記太陽電池モジュール２及び電力ケーブル３がそれぞれ設けられる。
【００２０】
太陽電池モジュール２の施工プロセスについて概略を説明すれば、先ず、野地板１１の表面に敷設した下地シート１２上に、太陽電池モジュール２の予定される配列に沿って屋根本体１０の勾配方向に棟側から軒側に向けて複数の電力ケーブル３を延設し、各電力ケーブル３は、それぞれ屋根本体１０上で乱れないよう仮止め手段４を用いて該屋根本体１０に拘束する。
次に、太陽電池モジュール２を屋根本体１０の棟側から順に前記電力ケーブル３を跨ぐ形で設置してゆくとともに、直列接続の始端及び末端に位置する所定の各太陽電池モジュール２に電力ケーブル３先端の接続端子をそれぞれ接続することで、太陽電池モジュールによる直列一系統が形成される。
同様にして各系統を順次形成した後、各電力ケーブル３を屋内に挿通している前記棟頂部１４に沿って、棟包み等を覆設する。
【００２１】
以下に各部の構成を更に詳しく説明する。
屋根本体１０に設置した各太陽電池モジュール２は、図２及び図３に示すように、太陽電池２０の裏面における後述の端子ボックス５０が設置された部位を除く略全面にガルバニウム鋼鈑等の金属板プレート２４を覆設するとともに、互いに極性の異なる２本の出力ケーブルが延出した端子ボックス５０を前記太陽電池２０の裏面側略中央に設けることで上記出力部５が構成されている。前記金属板プレート２４裏面の前記端子ボックス５０を挟む両側方には、それぞれ発泡体等で形成した断熱性の裏受け材２８が接着剤にて固定され、スペーサとしての緩衝効果とともにアニール効果を奏している。また同じく金属板プレート２４裏面の軒側端部には、出力ケーブル５１並びに電力ケーブル３が挿通される挿通溝２３をその中央部に形成した支持台２１が設けられ、独立して直接屋根本体１０上に葺設可能な太陽電池モジュール２を構成している。
【００２２】
前記太陽電池２０としては、表面に位置する４５０ｍｍ×９００ｍｍ程度の横長な矩形状のガラス基板裏面に、酸化スズ等の透明電極層、光半導体層、及び金属等の裏面電極層を順次形成し、これら各層をレーザ加工等でパターニングすることで発電部、配線部が形成された太陽電池素子を構成した後、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの充填材やテドラーフィルム等で前記素子形成面側を封止保護して、薄膜系の太陽電池が構成されている。なお、前記光半導体層には、非晶質シリコンａ−Ｓｉ、水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ、非晶質シリコンナイトライド等のほか、シリコンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金からなる非晶質シリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶を、ｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あるいはこれらを組み合わせた型などに合成した半導体層が用いられる。
【００２３】
前記支持台２１はアルミニウム製で、その上部には、前記金属板プレート２４の裏面に当着する内向きフランジ２６が太陽電池モジュール２の幅方向、即ち長手方向に沿って突出形成され、同じく上部には、前記金属板プレート２４の軒側端部を下方に折曲形成してなる折曲部２４ａに穿設された取付けネジ２９用の図示しない貫通孔に対応して、外方に開口する螺孔が設けられている。また、上段中程には、長手方向に沿って外方に開口し且つ隣接した太陽電池モジュール２の棟側端部をその金属板プレート２４及び防水用のガスケット２２とともに受け入れ咬合する取付け溝２５が形成されている。すなわち各太陽電池モジュール２は、屋根上方に既に隣接固定されている支持台２１の取付け溝２５により棟側端部を支持され且つ裏面側に固定した自らの支持台２１で軒側端部を支持した状態で、屋根下方に向かって順次配置されていくのである。支持台２１の底部には、取付けネジや釘等により屋根本体に固定される外向きフランジ２７が、同じく長手方向に沿って突出形成されている。
【００２４】
そして、図４及び図５に示すように、各太陽電池モジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、出力ケーブル５１ｂと出力ケーブル５１ｃ及び出力ケーブル５１ｄと出力ケーブル５１ｅをそれぞれ防水コネクタ５３を介して結線することで直列接続され、始端に設置される太陽電池モジュール２Ａの出力ケーブル５１ａには、軒側から別途延設した図示しない電力ケーブルを結線しておき、末端に設置される太陽電池モジュール２Ｃの出力ケーブル５１ｆには、屋根本体１０に仮止め状態で配設された電力ケーブル３を防止コネクタ３７、５３により接続して、各太陽電池モジュールによる直列一系統が形成される。
【００２５】
本実施形態では、太陽電池モジュール２の裏面側に配設する電力ケーブル３として、防水被覆した電力ケーブル本体３１の長手方向に沿った外被表面に薄肉突片３３を設けた電力ケーブル装置３０を構成し、且つ前記薄肉突片３３とこれを屋根本体１０に止着する釘４０により上記仮止め手段４を構成している。
前記電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の先端に接続端子３２を抱持する雄型又は雌型の防水コネクタ３７を有し、前記薄肉突片３３は当該電力ケーブル本体３１の前記接続端子３２先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍだけ離間した位置、及びその他適宜な途中位置に設けられ、電力ケーブル本体３１の外被と同材質により厚さ０．８〜３．０ｍｍに一体成形することで、作業者が不注意により電力ケーブル本体３１に足を引っ掛けても前記薄肉突片３３が簡単に切断されて、屋根上での転倒を未然に防止するように構成されている。前記薄肉突片３３の変形例としては、図６（ａ）及び（ｂ）に例示する如く、基端部位に長手方向に沿った切欠き３４や切割線３５などの亀裂案内部を設けたものも好ましい実施例である。
【００２６】
また、接続端子３２が防水コネクタ３７とともに既に設置した太陽電池モジュール２と屋根本体１０の間に入って取り出し不能となることや他の接続端子を間違えて接続するといった不都合を回避するためには、前記薄肉突片３３を接続端子３２の近傍に少なくとも一つ設けて屋根本体１０に固定する必要があるが、本実施形態における電力ケーブル本体外被上での突出位置は、上述したように接続端子３２の先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍ離間した位置とすることで、当該防水コネクタ３７を持ち上げ易くしている。尚、本発明はこれに限らず、例えば図７に示すように接続端子３２を抱持する防水コネクタ３７の外被上に、釘孔を穿設した薄肉突片３３Ａを突出形成しても良い。
【００２７】
次に、図８及び図９に基づいて本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記薄肉突片３３の代わりに、電力ケーブル本体３１の長手方向略全長に渡って連続する薄肉突条３６を当該電力ケーブル本体３１の外被に押出成形法を用いて一体形成したものである。前記薄肉突条３６の厚みは、上述の薄肉突片の場合と同様、０．８〜３．０ｍｍに設定され、該薄肉突条３６とこれを屋根本体１０に止着する釘４０により仮止め手段４が構成されている。
このような電力ケーブル装置３０を用いた発電機能付き屋根１にあっては、前記薄肉突条３６が長手方向に連続しているため釘４０で止着する位置を状況に合わせて適宜変更することが可能であり、また、隣接する薄肉突条を互いに重ね、これらを連通して釘等で止着すれば、複数の電力ケーブルを効率良く仮止めすることが可能である。その他の構造は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
次に、図１０に基づいて本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の適宜な位置に、該ケーブル本体を着脱可能に抱持する抱持部７並びに該抱持部７に連続し且つ屋根本体に止着される被固定部８を有する仮止め材６を設けたものであって、前記抱持部７として逆止機能を備えた半円形断面の抱持壁７０を構成するとともに、前記被固定部８として釘４０を挿通する貫通孔８１が予め略中央部に穿設された板状片８０を構成したものである。
前記仮止め材６は、金属製の板状体を電力ケーブル本体３１の外径に合わせて屈曲形成したものであり、屋根上に延設する以前に電力ケーブル本体３１の外被上における接続端子３２の先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍ離間した位置及びその他適宜な途中位置に予め抱持させておき、屋根上での仮止め作業は、前記貫通孔８１を通じて屋根本体に釘４０を打つだけのものとする。
尚、前記仮止め材６は金属の代わりに合成樹脂で一体成形しても良く、この場合には前記貫通孔８を特別設ける必要がない。
その他の構造は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
次に、図１１に基づいて本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記仮止め材６の被固定部８として、金属製の板状片８０に釘を貫通する貫通孔を穿設する代わりに、前記板状片８０の屋根本体側の面に、下地シートに粘着する粘着層８２を形成したものである。
前記粘着層８２は、シリコーン系粘着剤やアクリル系粘着剤等の通常の粘着剤を用いて構成され、使用前の粘着面にはろう引きした剥離紙が粘着させている。このような電力ケーブル装置３０を用いれば、釘などにより下地シートを穿つことが回避され、雨仕舞の点でも好ましい。
【００３０】
次に、図１２に基づいて本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、仮止め材６の被固定部８として、前記金属製の板状片８０の代わりに、下地シート１２の軒側縁部１３を挟持するクリップ８３を設けたものであり、図示したクリップ８３は下地シート１２の敷設方向に合わせて電力ケーブル本体の長手方向に沿った向きに前記下地シートを挟入するものが開示されているが、本発明はこれに限らず下地シートの敷設方向に合わせて適宜、前記クリップを他の方向に設けても良い。尚、本実施形態においても上記第４実施形態の場合と同様、釘などで下地シートを穿つことは回避される。
【００３１】
次に、図１３に基づいて本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、仮止め材６として、前記抱持部７と前記被固定部８を有する構造に加えて該抱持部７及び被固定部８を一体的に連繋する連結部材９を設けた構造である。前記連結部材９には金属製の鎖９０が用いられ、当該電力ケーブル装置３０は鎖９０の長さ寸法だけ遊びのある状態で屋根本体上に仮止めされるのである。本発明は前記連結部材９の材質、構造に限定されず、紐、ゴム、合成樹脂細線その他の通常の各種連結手段を用いることができ、特に前記合成樹脂細線を採用する場合には、仮止め材全体を合成樹脂材料で一体成形してなるものが好ましい。
【００３２】
次に、図１４に基づいて本発明の第７実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記仮止め材６の抱持部７として、電力ケーブル本体３１を抱持するループ状締結帯７１を構成したものである。前記ループ状締結帯７１は、合成樹脂製の帯状体７２の基端側に、該帯状体７２を長手方向に挿通した後に係止する係止機能を備えたロック部７３が設けられ、該ロック部７３を通過した前記帯状体７２の先端には、釘４０により屋根本体に止着される被固定部８が連続的に位置している。
【００３３】
次に、図１５に基づいて本発明の第８実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の適宜な位置に、該ケーブル本体を着脱可能に抱持する第１抱持部７Ａ並びに該第１抱持部７Ａに対して一体的に連続し且つ隣接平行に配置される他の電力ケーブル本体３１を同じく着脱可能に抱持する第２抱持部７Ａを一体に連設してなる仮止め材６を設けたものである。
【００３４】
次に、図１６に基づいて本発明の第９実施形態を説明する。本実施形態における仮止め手段４は、前記第７実施形態と同様の仮止め材、即ち合成樹脂製の帯状体７２の基端側に該帯状体７２を長手方向に挿通したのち係止する係止機能を有するロック部７３を設けたループ状締結帯７１と、前記帯状体７２の先端に連続的に形成され且つ釘４０により屋根本体に止着される被固定部８とからなる仮止め材６を用い、複数の電力ケーブル３、・・・を束ねて仮止めした構成である。尚、前記複数の電力ケーブルのうち少なくとも１本の電力ケーブルが既に別途構成した仮止め手段で屋根本体に仮止めされている場合、その他の電力ケーブルは、前記ループ状締結帯７１により、前記既に屋根本体に仮止めされた電力ケーブルに束ねられるだけで間接的に屋根本体に仮止めされ、前記被固定部８及び釘４０は不要となる。
【００３５】
次に、図１７に基づいて本発明の第１０実施形態を説明する。本実施形態における仮止め手段４は、下地シート１２上に粘着可能な粘着材４１を介して電力ケーブル３を屋根本体に仮止めした構成であり、前記粘着材４１としてはブチルゴムが好適に用いられる。
【００３６】
以上のように、本発明の発電機能付き屋根１は、仮止め手段４により電力ケーブル３を屋根本体１０上に仮止めしたものであり、太陽電池モジュール２の予定される配列位置に沿って延設される複数の電力ケーブル３は、それぞれ屋根本体１０に拘束されることで乱れることなく屋根上に整列され、前記太陽電池モジュール２の設置作業能率が著しく向上するのである。
尚、隣接平行な複数の電力ケーブル３のうち所定の電力ケーブル、特に屋根本体上で軒側まで延びる電力ケーブルを屋根本体２に仮止めしておけば、他の電力ケーブルは前記所定の電力ケーブルに拘束させるだけで屋根本体１０に対しても間接的に仮止めされることとなる。
また、上記第３実施形態から第９実施形態では、各種仮止め材６が予め工場にて電力ケーブル本体の所望の位置に装着された電力ケーブル装置３０を示しているが、前記各種の仮止め材６を屋根上での仮止め作業時にその都度電力ケーブルに装着して用いることも、部品管理の面では好ましい実施の形態である。
本発明の仮止め手段は、前記電力ケーブル３を屋根本体１０上で横方向に配設する場合や、太陽電池モジュールを固定する架台を設ける場合であっても、同様にして有効に利用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本願発明にかかる発電機能付き屋根によれば、電力ケーブルを屋根本体に仮止めする仮止め手段を備えているので、太陽電池モジュールの設置作業に際して電力ケーブルが作業の邪魔とならず、作業者の足で踏まれて電力ケーブルが断線したり、意外な位置にある電力ケーブルを踏んで施工者が転倒するといった危険が未然に防止できるとともに、ケーブル先端の接続端子が既に固定したモジュールと野地板の間に入って取り出し不可能になることや接続端子を他のものと間違って接続するといったことを未然に回避できる。また、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく、手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等だけで仮止めが可能となり、仮止め作業の能率を向上できる。
【００４０】
とくに、前記電力ケーブルの長手方向に沿った外被表面に、単若しくは複数の薄肉突片を設け、該薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けるとともに、前記仮止め手段は、当該突片とこれを屋根本体に止着する釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせとより構成したので、不注意により電力ケーブルに足を引っ掛けた際に作業者が屋根の上で転倒するといった危険が回避できる。
【００４１】
ここで、前記薄肉突片を少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けたので、電力ケーブルを接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【００４２】
また、本発明にかかる電力ケーブル装置によれば、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で仮止めが可能となり、仮止め作業の能率を向上できる。
【００４５】
とくに、前記電力ケーブル本体の長手方向に沿った外被表面に設けられ且つ釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される単若しくは複数の薄肉突片とよりなり、前記薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けたので、不注意により電力ケーブルに足を引っ掛けた際に作業者が屋根の上で転倒するといった危険が回避できる。
【００４６】
ここで、前記薄肉突片を、少なくとも接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けたので、当該電力ケーブル装置を太陽電池モジュールの裏面側に接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電機能付き屋根の野地板上に電力ケーブルを仮止めした状態を示す全体斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における太陽電池モジュールを示す一部破断斜視図。
【図３】同じく太陽電池モジュールの連結状態を示す要部の断面図。
【図４】同じく太陽電池モジュールの配線構造を示す要部の斜視図。
【図５】同じく太陽電池モジュールの配線構造を示す要部の断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は仮止め手段を備えた電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図７】同じく電力ケーブル装置の変形例を示す説明斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態を示す説明斜視図。
【図９】同じく電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１０】本発明の第３実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１１】本発明の第４実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１２】本発明の第５実施形態における電力ケーブル装置を下地シートに仮止めする様子を示す説明斜視図。
【図１３】本発明の第６実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１４】本発明の第７実施形態における電力ケーブル装置を釘で仮止めする様子を示す説明斜視図。
【図１５】本発明の第８実施形態における電力ケーブル装置を隣接平行な他の電力ケーブルに仮止めした状態を示す説明斜視図。
【図１６】本発明の第９実施形態における仮止め手段を示す説明斜視図。
【図１７】本発明の第１０実施形態における仮止め手段を示す説明斜視図。
【符号の説明】
１ 発電機能付き屋根
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 太陽電池モジュール
３ 電力ケーブル
４ 仮止め手段
５ 出力部
６ 仮止め材
７ 抱持部
７Ａ 第１抱持部
７Ｂ 第２抱持部
８ 被固定部
９ 連結部材
１０ 屋根本体
１１ 野地板
１２ 下地シート
１３ 軒側縁部
１４ 棟頂部
２０ 太陽電池
２１ 支持台
２２ ガスケット
２３ 挿通溝
２４ 金属板プレート
２４ａ 折曲部
２５ 取付け溝
２６ 内向きフランジ
２７ 外向きフランジ
２８ 裏受け材
２９ 取付けネジ
３０ 電力ケーブル装置
３１ 電力ケーブル本体
３２ 接続端子
３３、３３Ａ 薄肉突片
３４ 切欠き
３５ 切割線
３６ 薄肉突条
３７ 防水コネクタ
４０ 釘
４１ 粘着材
５０ 端子ボックス
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ 出力ケーブル
５２ 接続端子
５３ 防水コネクタ
７０ 抱持壁
７１ ループ状締結帯
７２ 帯状体
７３ ロック部
８０ 板状片
８１ 貫通孔
８２ 粘着層
８３ クリップ
９０ 鎖
Ｌ 距離
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光発電システムに好適な発電機能付き屋根並びに電力ケーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電システムにおける発電機能付き屋根としては、例えば、予め住宅等の屋根の野地板上に専用の架台を取付け、該架台上に太陽電池モジュールを順次取付けたものがある。各モジュールの裏面側には発電された直流電力を出力するための出力部が設けられており、前記直流電力は、出力部同士を互いに直列接続した複数のモジュールのうち末端モジュールの出力部に接続される電力ケーブルによって屋内のインバータに集約され、ここで交流に変換されてから屋内の電気配線に供給される。前記電力ケーブルはモジュールと野地板との間を該モジュールの配列に沿って延設され、電力ケーブル先端の接続端子は所定のモジュールを設置する際に該モジュール裏面側の出力部に接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記電力ケーブルは野地板上に載置されたままの状態では配線が乱れて作業の妨げとなるため、通常、前記架台の側壁部に開口を穿設し、前記電力ケーブルを該架台内に収納してまとめた上で、架台上に順次モジュールを設置してゆき、所定の出力部に前記電力ケーブルの接続端子を接続する配線構造が採用されている。
しかし、前記架台には元来、雨仕舞を充分に考慮しつつ太陽電池モジュールを屋根本体上で強固に支持する構造が設けられており、その上更に電力ケーブル挿通用の開口を穿設すると、電力ケーブルに対する防水、防塵なども考慮すればその構造は非常に複雑となり、コストの上昇は避けられないといった問題があった。
【０００４】
一方、近年においては、上記架台を省略するとともに個別に取付台を設けることで、独立して野地板上に葺設可能とした太陽電池モジュールが主流となりつつある。このような完全独立タイプの太陽電池モジュールを用いる場合、前記電力ケーブルは太陽電池モジュールの予定される配列に沿って予め野地板上に載置され、その上を跨ぐ形で各太陽電池モジュールが順次葺設されていくのである。
このように野地板上に載置されたままの電力ケーブルは、太陽電池モジュールの葺設作業の際には、乱れたケーブルが作業者の足で踏まれて断線したり、先端の接続端子が既に固定した太陽電池モジュールと野地板の間に入って取り出し不能となるといった不都合が生じ易く、作業能率低下の原因になるとともに施工における安全性の点からも問題があった。
【０００５】
本発明は係る現況に鑑み為されたものであり、安全且つ効率良く施工できる発電機能付き屋根並びにこれに好適な電力ケーブル装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前述の課題を解決するにあたり鋭意検討を進めた結果、電力ケーブルの配線構造を工夫することでより安全且つ効率良く施工できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、野地板上に下地シートを敷設してなる屋根本体と、前記屋根本体の下地シート外面に沿って配列設置される複数の太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの裏面側に設けた出力部と、前記太陽電池モジュールの配列に沿って当該モジュールと屋根本体との間に介装され且つ所定の出力部に接続される複数の電力ケーブルと、前記電力ケーブルを屋根本体に仮止めする仮止め手段とを備えた発電機能付き屋根を提供する。
ここに前記仮止め手段は、電力ケーブルを屋根本体に拘束して、屋根上における姿勢の乱れを防止するものをいい、粘着テープやステープルを用いることも含まれる。
このように仮止め手段を設けた発電機能付き屋根にあっては、前記太陽電池モジュールの設置作業に際して電力ケーブルが作業の邪魔とならず、作業者の足で踏まれて電力ケーブルが断線したり、意外な位置にある電力ケーブルを踏んで施工者が屋根上で転倒するといった危険が未然に回避でき、更には、ケーブル先端の接続端子が既に固定した太陽電池モジュールと野地板の間に入って取り出し不能となることや接続端子を他のものと間違って接続するといったことが回避される。
【０００８】
特に、前記電力ケーブルの長手方向に沿った外被表面に単若しくは複数の薄肉突片又は略全長に渡り連続した薄肉突条を設けるとともに、前記仮止め手段を当該突片又は突条とこれを屋根本体に止着する釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより構成すれば、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく、手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で仮止めが可能となり、作業能率が向上する。
前記薄肉突片は、少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けることが好ましく、この場合には当該電力ケーブルを接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。前記薄肉突片を接続端子先端から３００ｍｍよりも離れた位置に設けた場合には、当該接続端子が既に設置した太陽電池モジュールの下に入り込んだり他の接続端子を間違えて太陽電池モジュールに接続するといった不都合が生じ易くなり、仮止めの効果が低下する。
【０００９】
前記仮止め手段の他の態様としては、単又は隣接平行な複数の電力ケーブルを着脱可能に抱持する抱持部並びに該抱持部に連続する被固定部を有した仮止め材を構成し、釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより前記被固定部を屋根本体に止着させることとすれば、前述のような薄肉突片を設けた特別な電力ケーブルを別途用意するまでもなく、通常の電力ケーブルを用いてこれを効率良く屋根上に仮止めすることができる。
【００１０】
ここで、前記抱持部としては、逆止機能を備えた半円形断面の抱持壁やループ状締結帯からなるものが適宜採用でき、このような抱持部は、仮止め作業時にその都度電力ケーブルに装着してもよいが、電力ケーブル配設前に予め当該ケーブルの適宜な箇所に装着しておくことが作業性の点で好ましい。
【００１１】
また、前記被固定部を屋根本体に止着する他の手段としては、被固定部の屋根本体側に粘着面を形成することや、被固定部に下地シート縁部を挾持する機能を付加することも好ましい。野地板上に敷設した下地シートは通常、防水や防火の機能を備えており、前記の如き止着手段を構成した場合には、釘等により当該下地シートを穿つことが回避又は削減されるので、良好な防水／防火効果を維持できる。
【００１２】
前記被固定部が連結部材を介して抱持部に連繋されたものにあっては、太陽電池モジュールの予定される配列に対する電力ケーブルの仮止め位置に関して多少の融通が利くとともに、接続端子の極近傍を仮止めした場合であっても、少なくとも前記連結部材の長手寸法分だけは接続端子を持ち上げることが可能となる。
【００１３】
このような抱持部は、ケーブル外被に薄肉突片を設ける場合と同様に、少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に装着されることが好ましい。
【００１４】
そして本発明は、上記発電機能付き屋根に好適な電力ケーブルとして、屋根本体と該屋根本体に設置される太陽電池モジュールとの間に介装され且つ太陽電池モジュールの裏面側に設けた所定の出力部に接続される電力ケーブル装置であって、電力ケーブル本体と、該電力ケーブル本体の先端に設けられ且つ所定の出力部に接続される接続端子と、前記電力ケーブル本体の長手方向に沿った外被表面に設けられ且つ釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される単若しくは複数の薄肉突片又は略全長に渡り連続した薄肉突条とよりなることを特徴とする電力ケーブル装置を提供する。
このような電力ケーブル装置にあっては、上述と同様に、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で屋根本体上に仮止めすることが可能となり、作業能率が著しく向上する。
また同様にして、前記薄肉突片は少なくとも接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けることが好ましく、この場合には当該電力ケーブル装置を太陽電池モジュールの裏面側に接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【００１５】
更に、前記薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けておけば、不注意により作業者が屋根上で電力ケーブルに足を引っ掛けても、当該ケーブルが前記亀裂案内部に沿って薄肉突片から分離することで屋根本体への仮止め状態は解除され、前記作業者が転倒するといった危険は回避される。
【００１６】
また本発明は、屋根本体と該屋根本体に設置される太陽電池モジュールとの間に介装され且つ太陽電池モジュールの裏面側に設けた所定の出力部に接続される電力ケーブル装置であって、電力ケーブル本体と、該電力ケーブル本体の先端に設けられ且つ所定の出力部に接続される接続端子と、前記電力ケーブル本体を着脱可能に抱持し且つ釘、ネジ、ホッチキス、粘着剤もしくはこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される仮止め材、又は同じく電力ケーブル本体を着脱可能に抱持し且つ屋根本体の下地シート縁部を挟持する仮止め材とよりなることを特徴とする電力ケーブル装置をも提供する。
このような電力ケーブル装置にあっても、上述と同様に、効率良く屋根上に仮止めすることが可能であり、前記仮止め材において粘着面を形成したものや、下地シート縁部を挾持する機能を付加したものにあっては、釘等により当該下地シートを穿つことが回避又は削減されるので、良好な防水／防火効果を維持できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の発電機能付き屋根１の全体構成図を示し、図１〜図７は本発明の第１実施形態、図８及び図９は第２実施形態、図１０は第３実施形態、図１１は第４実施形態、図１２は第５実施形態、図１３は第６実施形態、図１４は第７実施形態、図１５は第８実施形態、図１６は第９実施形態、図１７は第１０実施形態を示し、図中符号１０は屋根本体、２は太陽電池モジュール、３は電力ケーブルをそれぞれ示している。
【００１８】
先ず、本発明の第１実施形態に係る発電機能付き屋根１を図１〜図７に基づいて説明する。本発明の発電機能付き屋根１は、野地板１１に下地シート１２を敷設した屋根本体１０と、該下地シート１２の外面に沿って配列設置される複数の太陽電池モジュール２、・・・と、各太陽電池モジュール２の裏面側に設けられる出力部５と、前記太陽電池モジュール２の配列に沿って当該モジュールと屋根本体１０との間に介装され且つ所定の出力部５に接続される複数の電力ケーブル３、・・・と、前記電力ケーブル３を屋根本体１０に仮止めする仮止め手段４とを備えており、前記電力ケーブル３は、屋根本体１０の棟頂部１４に設けた図示しない隙間を通じて小屋裏空間へ導入され、屋内のインバータに接続されている。
太陽電池モジュール２を屋根本体１０へ固定する手段は、従来と同様に、予め屋根本体１０に設置した架台を用いるものや、太陽電池モジュール毎に個別の支持台を設けたものなど適宜な固定手段を採用できる。また、前記太陽電池モジュールには、単結晶シリコン太陽電池や多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池、有機半導体太陽電池など多種多様な光電変換素子が使用できる。
【００１９】
前記下地シート１２は、構造用合板等の野地板１１の表面に幅８０〜１２０ｃｍ程度を有するアスファルトルーフィング等の防水シートを一部重ねた状態で複数列敷設した防水層と、その上に同じく幅８０〜１２０ｃｍ程度のポリ塩化ビニル被覆シートを複数列敷設した防火層とからなる２層で構成され、その上に上記太陽電池モジュール２及び電力ケーブル３がそれぞれ設けられる。
【００２０】
太陽電池モジュール２の施工プロセスについて概略を説明すれば、先ず、野地板１１の表面に敷設した下地シート１２上に、太陽電池モジュール２の予定される配列に沿って屋根本体１０の勾配方向に棟側から軒側に向けて複数の電力ケーブル３を延設し、各電力ケーブル３は、それぞれ屋根本体１０上で乱れないよう仮止め手段４を用いて該屋根本体１０に拘束する。
次に、太陽電池モジュール２を屋根本体１０の棟側から順に前記電力ケーブル３を跨ぐ形で設置してゆくとともに、直列接続の始端及び末端に位置する所定の各太陽電池モジュール２に電力ケーブル３先端の接続端子をそれぞれ接続することで、太陽電池モジュールによる直列一系統が形成される。
同様にして各系統を順次形成した後、各電力ケーブル３を屋内に挿通している前記棟頂部１４に沿って、棟包み等を覆設する。
【００２１】
以下に各部の構成を更に詳しく説明する。
屋根本体１０に設置した各太陽電池モジュール２は、図２及び図３に示すように、太陽電池２０の裏面における後述の端子ボックス５０が設置された部位を除く略全面にガルバニウム鋼鈑等の金属板プレート２４を覆設するとともに、互いに極性の異なる２本の出力ケーブルが延出した端子ボックス５０を前記太陽電池２０の裏面側略中央に設けることで上記出力部５が構成されている。前記金属板プレート２４裏面の前記端子ボックス５０を挟む両側方には、それぞれ発泡体等で形成した断熱性の裏受け材２８が接着剤にて固定され、スペーサとしての緩衝効果とともにアニール効果を奏している。また同じく金属板プレート２４裏面の軒側端部には、出力ケーブル５１並びに電力ケーブル３が挿通される挿通溝２３をその中央部に形成した支持台２１が設けられ、独立して直接屋根本体１０上に葺設可能な太陽電池モジュール２を構成している。
【００２２】
前記太陽電池２０としては、表面に位置する４５０ｍｍ×９００ｍｍ程度の横長な矩形状のガラス基板裏面に、酸化スズ等の透明電極層、光半導体層、及び金属等の裏面電極層を順次形成し、これら各層をレーザ加工等でパターニングすることで発電部、配線部が形成された太陽電池素子を構成した後、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの充填材やテドラーフィルム等で前記素子形成面側を封止保護して、薄膜系の太陽電池が構成されている。なお、前記光半導体層には、非晶質シリコンａ−Ｓｉ、水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ、非晶質シリコンナイトライド等のほか、シリコンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金からなる非晶質シリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶を、ｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あるいはこれらを組み合わせた型などに合成した半導体層が用いられる。
【００２３】
前記支持台２１はアルミニウム製で、その上部には、前記金属板プレート２４の裏面に当着する内向きフランジ２６が太陽電池モジュール２の幅方向、即ち長手方向に沿って突出形成され、同じく上部には、前記金属板プレート２４の軒側端部を下方に折曲形成してなる折曲部２４ａに穿設された取付けネジ２９用の図示しない貫通孔に対応して、外方に開口する螺孔が設けられている。また、上段中程には、長手方向に沿って外方に開口し且つ隣接した太陽電池モジュール２の棟側端部をその金属板プレート２４及び防水用のガスケット２２とともに受け入れ咬合する取付け溝２５が形成されている。すなわち各太陽電池モジュール２は、屋根上方に既に隣接固定されている支持台２１の取付け溝２５により棟側端部を支持され且つ裏面側に固定した自らの支持台２１で軒側端部を支持した状態で、屋根下方に向かって順次配置されていくのである。支持台２１の底部には、取付けネジや釘等により屋根本体に固定される外向きフランジ２７が、同じく長手方向に沿って突出形成されている。
【００２４】
そして、図４及び図５に示すように、各太陽電池モジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、出力ケーブル５１ｂと出力ケーブル５１ｃ及び出力ケーブル５１ｄと出力ケーブル５１ｅをそれぞれ防水コネクタ５３を介して結線することで直列接続され、始端に設置される太陽電池モジュール２Ａの出力ケーブル５１ａには、軒側から別途延設した図示しない電力ケーブルを結線しておき、末端に設置される太陽電池モジュール２Ｃの出力ケーブル５１ｆには、屋根本体１０に仮止め状態で配設された電力ケーブル３を防止コネクタ３７、５３により接続して、各太陽電池モジュールによる直列一系統が形成される。
【００２５】
本実施形態では、太陽電池モジュール２の裏面側に配設する電力ケーブル３として、防水被覆した電力ケーブル本体３１の長手方向に沿った外被表面に薄肉突片３３を設けた電力ケーブル装置３０を構成し、且つ前記薄肉突片３３とこれを屋根本体１０に止着する釘４０により上記仮止め手段４を構成している。
前記電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の先端に接続端子３２を抱持する雄型又は雌型の防水コネクタ３７を有し、前記薄肉突片３３は当該電力ケーブル本体３１の前記接続端子３２先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍだけ離間した位置、及びその他適宜な途中位置に設けられ、電力ケーブル本体３１の外被と同材質により厚さ０．８〜３．０ｍｍに一体成形することで、作業者が不注意により電力ケーブル本体３１に足を引っ掛けても前記薄肉突片３３が簡単に切断されて、屋根上での転倒を未然に防止するように構成されている。前記薄肉突片３３の変形例としては、図６（ａ）及び（ｂ）に例示する如く、基端部位に長手方向に沿った切欠き３４や切割線３５などの亀裂案内部を設けたものも好ましい実施例である。
【００２６】
また、接続端子３２が防水コネクタ３７とともに既に設置した太陽電池モジュール２と屋根本体１０の間に入って取り出し不能となることや他の接続端子を間違えて接続するといった不都合を回避するためには、前記薄肉突片３３を接続端子３２の近傍に少なくとも一つ設けて屋根本体１０に固定する必要があるが、本実施形態における電力ケーブル本体外被上での突出位置は、上述したように接続端子３２の先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍ離間した位置とすることで、当該防水コネクタ３７を持ち上げ易くしている。尚、本発明はこれに限らず、例えば図７に示すように接続端子３２を抱持する防水コネクタ３７の外被上に、釘孔を穿設した薄肉突片３３Ａを突出形成しても良い。
【００２７】
次に、図８及び図９に基づいて本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記薄肉突片３３の代わりに、電力ケーブル本体３１の長手方向略全長に渡って連続する薄肉突条３６を当該電力ケーブル本体３１の外被に押出成形法を用いて一体形成したものである。前記薄肉突条３６の厚みは、上述の薄肉突片の場合と同様、０．８〜３．０ｍｍに設定され、該薄肉突条３６とこれを屋根本体１０に止着する釘４０により仮止め手段４が構成されている。
このような電力ケーブル装置３０を用いた発電機能付き屋根１にあっては、前記薄肉突条３６が長手方向に連続しているため釘４０で止着する位置を状況に合わせて適宜変更することが可能であり、また、隣接する薄肉突条を互いに重ね、これらを連通して釘等で止着すれば、複数の電力ケーブルを効率良く仮止めすることが可能である。その他の構造は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
次に、図１０に基づいて本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の適宜な位置に、該ケーブル本体を着脱可能に抱持する抱持部７並びに該抱持部７に連続し且つ屋根本体に止着される被固定部８を有する仮止め材６を設けたものであって、前記抱持部７として逆止機能を備えた半円形断面の抱持壁７０を構成するとともに、前記被固定部８として釘４０を挿通する貫通孔８１が予め略中央部に穿設された板状片８０を構成したものである。
前記仮止め材６は、金属製の板状体を電力ケーブル本体３１の外径に合わせて屈曲形成したものであり、屋根上に延設する以前に電力ケーブル本体３１の外被上における接続端子３２の先端から距離Ｌ＝５０〜３００ｍｍ離間した位置及びその他適宜な途中位置に予め抱持させておき、屋根上での仮止め作業は、前記貫通孔８１を通じて屋根本体に釘４０を打つだけのものとする。
尚、前記仮止め材６は金属の代わりに合成樹脂で一体成形しても良く、この場合には前記貫通孔８を特別設ける必要がない。
その他の構造は、基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
次に、図１１に基づいて本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記仮止め材６の被固定部８として、金属製の板状片８０に釘を貫通する貫通孔を穿設する代わりに、前記板状片８０の屋根本体側の面に、下地シートに粘着する粘着層８２を形成したものである。
前記粘着層８２は、シリコーン系粘着剤やアクリル系粘着剤等の通常の粘着剤を用いて構成され、使用前の粘着面にはろう引きした剥離紙が粘着させている。このような電力ケーブル装置３０を用いれば、釘などにより下地シートを穿つことが回避され、雨仕舞の点でも好ましい。
【００３０】
次に、図１２に基づいて本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、仮止め材６の被固定部８として、前記金属製の板状片８０の代わりに、下地シート１２の軒側縁部１３を挟持するクリップ８３を設けたものであり、図示したクリップ８３は下地シート１２の敷設方向に合わせて電力ケーブル本体の長手方向に沿った向きに前記下地シートを挟入するものが開示されているが、本発明はこれに限らず下地シートの敷設方向に合わせて適宜、前記クリップを他の方向に設けても良い。尚、本実施形態においても上記第４実施形態の場合と同様、釘などで下地シートを穿つことは回避される。
【００３１】
次に、図１３に基づいて本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、仮止め材６として、前記抱持部７と前記被固定部８を有する構造に加えて該抱持部７及び被固定部８を一体的に連繋する連結部材９を設けた構造である。前記連結部材９には金属製の鎖９０が用いられ、当該電力ケーブル装置３０は鎖９０の長さ寸法だけ遊びのある状態で屋根本体上に仮止めされるのである。本発明は前記連結部材９の材質、構造に限定されず、紐、ゴム、合成樹脂細線その他の通常の各種連結手段を用いることができ、特に前記合成樹脂細線を採用する場合には、仮止め材全体を合成樹脂材料で一体成形してなるものが好ましい。
【００３２】
次に、図１４に基づいて本発明の第７実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、前記仮止め材６の抱持部７として、電力ケーブル本体３１を抱持するループ状締結帯７１を構成したものである。前記ループ状締結帯７１は、合成樹脂製の帯状体７２の基端側に、該帯状体７２を長手方向に挿通した後に係止する係止機能を備えたロック部７３が設けられ、該ロック部７３を通過した前記帯状体７２の先端には、釘４０により屋根本体に止着される被固定部８が連続的に位置している。
【００３３】
次に、図１５に基づいて本発明の第８実施形態を説明する。本実施形態における電力ケーブル装置３０は、電力ケーブル本体３１の適宜な位置に、該ケーブル本体を着脱可能に抱持する第１抱持部７Ａ並びに該第１抱持部７Ａに対して一体的に連続し且つ隣接平行に配置される他の電力ケーブル本体３１を同じく着脱可能に抱持する第２抱持部７Ａを一体に連設してなる仮止め材６を設けたものである。
【００３４】
次に、図１６に基づいて本発明の第９実施形態を説明する。本実施形態における仮止め手段４は、前記第７実施形態と同様の仮止め材、即ち合成樹脂製の帯状体７２の基端側に該帯状体７２を長手方向に挿通したのち係止する係止機能を有するロック部７３を設けたループ状締結帯７１と、前記帯状体７２の先端に連続的に形成され且つ釘４０により屋根本体に止着される被固定部８とからなる仮止め材６を用い、複数の電力ケーブル３、・・・を束ねて仮止めした構成である。尚、前記複数の電力ケーブルのうち少なくとも１本の電力ケーブルが既に別途構成した仮止め手段で屋根本体に仮止めされている場合、その他の電力ケーブルは、前記ループ状締結帯７１により、前記既に屋根本体に仮止めされた電力ケーブルに束ねられるだけで間接的に屋根本体に仮止めされ、前記被固定部８及び釘４０は不要となる。
【００３５】
次に、図１７に基づいて本発明の第１０実施形態を説明する。本実施形態における仮止め手段４は、下地シート１２上に粘着可能な粘着材４１を介して電力ケーブル３を屋根本体に仮止めした構成であり、前記粘着材４１としてはブチルゴムが好適に用いられる。
【００３６】
以上のように、本発明の発電機能付き屋根１は、仮止め手段４により電力ケーブル３を屋根本体１０上に仮止めしたものであり、太陽電池モジュール２の予定される配列位置に沿って延設される複数の電力ケーブル３は、それぞれ屋根本体１０に拘束されることで乱れることなく屋根上に整列され、前記太陽電池モジュール２の設置作業能率が著しく向上するのである。
尚、隣接平行な複数の電力ケーブル３のうち所定の電力ケーブル、特に屋根本体上で軒側まで延びる電力ケーブルを屋根本体２に仮止めしておけば、他の電力ケーブルは前記所定の電力ケーブルに拘束させるだけで屋根本体１０に対しても間接的に仮止めされることとなる。
また、上記第３実施形態から第９実施形態では、各種仮止め材６が予め工場にて電力ケーブル本体の所望の位置に装着された電力ケーブル装置３０を示しているが、前記各種の仮止め材６を屋根上での仮止め作業時にその都度電力ケーブルに装着して用いることも、部品管理の面では好ましい実施の形態である。
本発明の仮止め手段は、前記電力ケーブル３を屋根本体１０上で横方向に配設する場合や、太陽電池モジュールを固定する架台を設ける場合であっても、同様にして有効に利用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本願発明にかかる発電機能付き屋根によれば、電力ケーブルを屋根本体に仮止めする仮止め手段を備えているので、太陽電池モジュールの設置作業に際して電力ケーブルが作業の邪魔とならず、作業者の足で踏まれて電力ケーブルが断線したり、意外な位置にある電力ケーブルを踏んで施工者が転倒するといった危険が未然に防止できるとともに、ケーブル先端の接続端子が既に固定したモジュールと野地板の間に入って取り出し不可能になることや接続端子を他のものと間違って接続するといったことを未然に回避できる。また、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく、手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等だけで仮止めが可能となり、仮止め作業の能率を向上できる。
【００４０】
とくに、前記電力ケーブルの長手方向に沿った外被表面に、単若しくは複数の薄肉突片を設け、該薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けるとともに、前記仮止め手段は、当該突片とこれを屋根本体に止着する釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせとより構成したので、不注意により電力ケーブルに足を引っ掛けた際に作業者が屋根の上で転倒するといった危険が回避できる。
【００４１】
ここで、前記薄肉突片を少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けたので、電力ケーブルを接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【００４２】
また、本発明にかかる電力ケーブル装置によれば、傾斜した屋根上で転がり易い粘着テープを使用するまでもなく手持ちの釘、ネジ、ホッチキス等で仮止めが可能となり、仮止め作業の能率を向上できる。
【００４５】
とくに、前記電力ケーブル本体の長手方向に沿った外被表面に設けられ且つ釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される単若しくは複数の薄肉突片とよりなり、前記薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けたので、不注意により電力ケーブルに足を引っ掛けた際に作業者が屋根の上で転倒するといった危険が回避できる。
【００４６】
ここで、前記薄肉突片を、少なくとも接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けたので、当該電力ケーブル装置を太陽電池モジュールの裏面側に接続する際に接続端子を持ち上げることが可能となり、接続作業を容易且つ確実為らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電機能付き屋根の野地板上に電力ケーブルを仮止めした状態を示す全体斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における太陽電池モジュールを示す一部破断斜視図。
【図３】同じく太陽電池モジュールの連結状態を示す要部の断面図。
【図４】同じく太陽電池モジュールの配線構造を示す要部の斜視図。
【図５】同じく太陽電池モジュールの配線構造を示す要部の断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は仮止め手段を備えた電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図７】同じく電力ケーブル装置の変形例を示す説明斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態を示す説明斜視図。
【図９】同じく電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１０】本発明の第３実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１１】本発明の第４実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１２】本発明の第５実施形態における電力ケーブル装置を下地シートに仮止めする様子を示す説明斜視図。
【図１３】本発明の第６実施形態における電力ケーブル装置を示す説明斜視図。
【図１４】本発明の第７実施形態における電力ケーブル装置を釘で仮止めする様子を示す説明斜視図。
【図１５】本発明の第８実施形態における電力ケーブル装置を隣接平行な他の電力ケーブルに仮止めした状態を示す説明斜視図。
【図１６】本発明の第９実施形態における仮止め手段を示す説明斜視図。
【図１７】本発明の第１０実施形態における仮止め手段を示す説明斜視図。
【符号の説明】
１ 発電機能付き屋根
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 太陽電池モジュール
３ 電力ケーブル
４ 仮止め手段
５ 出力部
６ 仮止め材
７ 抱持部
７Ａ 第１抱持部
７Ｂ 第２抱持部
８ 被固定部
９ 連結部材
１０ 屋根本体
１１ 野地板
１２ 下地シート
１３ 軒側縁部
１４ 棟頂部
２０ 太陽電池
２１ 支持台
２２ ガスケット
２３ 挿通溝
２４ 金属板プレート
２４ａ 折曲部
２５ 取付け溝
２６ 内向きフランジ
２７ 外向きフランジ
２８ 裏受け材
２９ 取付けネジ
３０ 電力ケーブル装置
３１ 電力ケーブル本体
３２ 接続端子
３３、３３Ａ 薄肉突片
３４ 切欠き
３５ 切割線
３６ 薄肉突条
３７ 防水コネクタ
４０ 釘
４１ 粘着材
５０ 端子ボックス
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ 出力ケーブル
５２ 接続端子
５３ 防水コネクタ
７０ 抱持壁
７１ ループ状締結帯
７２ 帯状体
７３ ロック部
８０ 板状片
８１ 貫通孔
８２ 粘着層
８３ クリップ
９０ 鎖
Ｌ 距離
Claims (4)
- 野地板上に下地シートを敷設してなる屋根本体と、前記屋根本体の下地シート外面に沿って配列設置される複数の太陽電池モジュールと、各太陽電池モジュールの裏面側に設けられる出力部と、前記太陽電池モジュールの配列に沿って当該モジュールと屋根本体との間に介装され且つ所定の出力部に接続される複数の電力ケーブルと、前記電力ケーブルを屋根本体に仮止めする仮止め手段とを備え、前記電力ケーブルの長手方向に沿った外被表面に、単若しくは複数の薄肉突片を設け、該薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けるとともに、前記仮止め手段は、当該突片とこれを屋根本体に止着する釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせとよりなる発電機能付き屋根。
- 前記薄肉突片を、少なくとも電力ケーブルの接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けた請求項１記載の発電機能付き屋根。
- 屋根本体と該屋根本体に設置される太陽電池モジュールとの間に介装され且つ太陽電池モジュールの裏面側に設けた所定の出力部に接続される電力ケーブル装置であって、電力ケーブル本体と、該電力ケーブル本体の先端に設けられ且つ所定の出力部に接続される接続端子と、前記電力ケーブル本体の長手方向に沿った外被表面に設けられ且つ釘、ネジ若しくはホッチキス、又はこれらの組み合わせにより屋根本体に止着される単若しくは複数の薄肉突片とよりなり、前記薄肉突片の基端部位に、所定の引張り力の作用で当該薄肉突片を電力ケーブル本体から分離させる亀裂案内部を設けた電力ケーブル装置。
- 前記薄肉突片を、少なくとも接続端子先端から５０〜３００ｍｍ離間した位置に設けた請求項３記載の電力ケーブル装置。
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