JP5662003B2

JP5662003B2 - 太陽電池モジュールの設置構造

Info

Publication number: JP5662003B2
Application number: JP2009007930A
Authority: JP
Inventors: 吉夫普入
Original assignee: 株式会社シンク・エナジー
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: JP2010163815A

Description

本発明は、太陽光発電に使用されるパネル形の太陽電池モジュールを屋根に設置するための太陽電池モジュールの設置構造に係る技術分野に属する。

最近、環境保護に適応したクリーンエネルギとして着目されている太陽光発電が一般家庭においても小規模ながら実施されるようになってきている。一般家庭における実施では、設置スペースの関係から、太陽光発電に使用される大型構造物であるパネル形の太陽電池モジュールが屋根に設置される。太陽電池モジュールは、通常、屋根の仕上材（瓦，鋼板等）の上に取付けられた架台のような支持部材に支持されて設置される。このため、太陽電池モジュール，支持部材が屋根上に突出した格好となって風雪の影響を受けて損傷しやすいとともに、太陽電池モジュールの重量が屋根構造に過大な負荷を掛けしまうという不具合がある。そこで、太陽電池モジュールを屋根上に突出させずしかも屋根構造に過大な負荷を掛けることなく設置することのできる技術の開発が必要になってきている。

従来、太陽電池モジュールを屋根上に突出させずしかも屋根構造に過大な負荷を掛けることなく設置することを指向した技術としては、例えば、下記特許文献１に記載のものが知られている。
その特許文献１には、屋根の下地材（野地板，ルーフィング）に取付けられた支持部材に太陽電池モジュールが支持されて設置された太陽電池モジュールの設置構造が記載されている。
特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造は、太陽電池モジュールを仕上材として代替して太陽電池モジュールの設置面において仕上材を省略することで、太陽電池モジュールの設置高さを抑えて屋根上への突出を避けるとともに、省略された仕上材の重量分で屋根構造への負荷を軽減するものである。

特開２０００−９６７９３号公報

特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造では、太陽電池モジュールが単位パネルをフレームで継いだ構造で防水性が充分でなく、太陽電池モジュールと周囲の仕上材との間の防水構造が考慮されていないため、下地材に雨水が浸入（雨漏り）しやすいという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、太陽電池モジュールを屋根上に突出させずしかも屋根構造に過大な負荷を掛けることなく設置することができ、さらに屋根の下地材への雨水の浸入を阻止することのできる太陽電池モジュールの設置構造を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、屋根の下地材に取付けられた支持部材に太陽電池モジュールが支持された太陽電池モジュールの設置構造において、下地材の太陽電池モジュールの設置面に相当する部分と支持部材とに板状またはシート状の防水性を有したカバー材が被覆され、太陽電池モジュールと周囲の屋根の仕上材との間に防水構造物が介装され、太陽電池モジュールの妻側に介装される防水構造物は棟側から軒側に延びる堰と樋と覆板とからなり、堰は角形に形成され太陽電池モジュールに沿って下地材の上に取付けられ取付け高さが太陽電池モジュールの設置高さとほぼ同高とされ角形の太陽電池モジュール側の面である内側面と上側面とがカバー材で被覆され、樋は堰の外側面に当接される側面部と下地材に当接される底面部と下地材，仕上材の間に挿入される挿入部とからなり、覆板は堰に取付けられて太陽電池モジュールと仕上材との間に掛渡されていることを特徴とする。

この手段では、特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造と同様に下地材に取付けられた支持部材に太陽電池モジュールが支持されることで、太陽電池モジュールを仕上材として代替して太陽電池モジュールの設置面において仕上材が省略される。また、太陽電池モジュールと周囲の仕上材との間に防水構造物が介装されることで、太陽電池モジュールの設置面への雨水の侵入が阻止され、下地材，支持部材にシート状の防水性を有したカバー材が被覆されることで、太陽電池モジュールの設置面に高度の防水性が備えられる。また、太陽電池モジュールの妻側に介装される防水構造物が棟側から軒側に延びる堰と樋と覆板とからなり、太陽電池モジュールに掛かった雨水の一部を覆板で妻側の仕上材に流し、覆板の周囲に浸入した雨水を堰によって太陽電池モジュールの下方への流入を阻止して樋によって軒側に排水する。

また、請求項２では、請求項１の太陽電池モジュールの設置構造において、太陽電池モジュールの棟側に介装される防水構造物は棟側の仕上材の下方から太陽電池モジュールまで太陽電池モジュールに向けて下降傾斜して張設された防水板を含むことを特徴とする。

この手段では、太陽電池モジュールの棟側に介装される防水構造物に棟側の仕上材の下方から太陽電池モジュールまで太陽電池モジュールに向けて下降傾斜して張設された防水板が設けられることで、太陽電池モジュールの棟側に浸入しようとする雨水が太陽電池モジュールの表面を通って軒側に排水される。

また、請求項３では、請求項１または２の太陽電池モジュールの設置構造において、カバー材と下地材とに太陽電池モジュールから引出されたケーブルが配線される配線用孔が貫通されていることを特徴とする。

この手段では、カバー材と下地材とに太陽電池モジュールから引出されたケーブルが配線される配線用孔が貫通されることで、雨水の侵入が阻止された太陽電池モジュールの設置面に太陽電池モジュールから引出されたケーブルの家屋の内部への配線経路が確保される。

また、請求項４では、請求項３の太陽電池モジュールの設置構造において、配線用孔は太陽電池モジュールの設置面の棟寄りに配置され挿通されたケーブルの周囲に防水材が充填されていることを特徴とする。

この手段では、太陽電池モジュールから引出されたケーブルが太陽電池モジュールの下方に配線され、ケーブルの配設長が短縮され屋根への露出が隠蔽される。また、配線用孔が太陽電池モジュールの設置面の棟寄りに配置され挿通されたケーブルの周囲に防水材が充填されることで、配線用孔が最も雨水の滞溜しにくい傾斜の上部側に配置されて隙間が防止材で塞がれる。

本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造は、特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造と同様に下地材に取付けられた支持部材に太陽電池モジュールが支持されることで、太陽電池モジュールを仕上材として代替して太陽電池モジュールの設置面において仕上材が省略されるため、太陽電池モジュールを屋根上に突出させずしかも屋根構造に過大な負荷を掛けることなく設置することができる効果がある。また、太陽電池モジュールと周囲の仕上材との間に防水構造物が介装されることで、太陽電池モジュールの設置面への雨水の侵入が阻止され、下地材，支持部材に板状またはシート状の防水性を有したカバー材が被覆されることで、太陽電池モジュールの設置面に高度の防水性が備えられるため、屋根の下地材への雨水の浸入が阻止される効果がある。また、太陽電池モジュールの妻側に介装される防水構造物が棟側から軒側に延びる堰と樋と覆板とからなり、太陽電池モジュールに掛かった雨水の一部を覆板で妻側の仕上材に流し、覆板の周囲に浸入した雨水を堰によって太陽電池モジュールの下方への流入を阻止して樋によって軒側に排水するため、太陽電池モジュールの下方へ雨水が浸入することがない効果がある。

さらに、請求項２として、太陽電池モジュールの棟側に介装される防水構造物に棟側の仕上材の下方から太陽電池モジュールまで太陽電池モジュールに向けて下降傾斜して張設された防水板が設けられることで、太陽電池モジュールの棟側に浸入しようとする雨水が太陽電池モジュールの表面を通って軒側に排水されるため、屋根の下地材への雨水の浸入がより確実に阻止される効果がある。

さらに、請求項３として、カバー材と下地材とに太陽電池モジュールから引出されたケーブルが配線される配線用孔が貫通されることで、雨水の侵入が阻止された太陽電池モジュールの設置面に太陽電池モジュールから引出されたケーブルの家屋の内部への配線経路が確保されるため、太陽電池モジュールから引出されたケーブルの家屋の内部への配線によって家屋の内部に雨水が流入しない効果がある。

さらに、請求項４として、太陽電池モジュールから引出されたケーブルが太陽電池モジュールの下方に配線され、ケーブルの配設長が短縮され屋根への露出が隠蔽されるため、送電効率が良好になるとともに太陽電池モジュールまわりの外観体裁が良好になる効果がある。また、配線用孔が太陽電池モジュールの設置面の棟寄りに配置され挿通されたケーブルの周囲に防水材が充填されることで、配線用孔が最も雨水の滞溜しにくい傾斜の上部側に配置されて隙間が防止材で塞がれるため、太陽電池モジュールから引出されたケーブルの家屋の内部への配線によって家屋の内部に完全に雨水が流入しない効果がある。

本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造を実施するための形態の分解状態の斜視図である。図１の施工が完成された状態図である。図２の要部の拡大された縦断面図である。図２の要部の他の施工の拡大された縦断面図である。図２の他の要部の拡大された縦断面図である。図２の他の要部の他の施工の拡大された縦断面図である。図２のさらに他の要部の拡大された縦断面図である。

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの設置構造を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

この形態では、家屋の新築の際に、太陽電池モジュール１の設置面Ｓが屋根の軒沿いに設定されたものを示してある。

この形態は、図１，図２に示すように、前述の特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造について、カバー材２，防水構造物３，４を追加使用する。

太陽電池モジュール１を支持する支持部材５は、前述の特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造と同様に、下地材６（野地板６ａ，ルーフィング６ｂ）の上に取付けられる。支持部材５は、金属材，木材，合成樹材等で角柱形，角筒形に形成されて一定の間隔を介して並列され、釘等の取付具（図示せず）で瓦棒のように下地材６（野地板６ａ）に取付けられている。この支持部材は５については、好ましくは下地材６を支える垂木７に沿って並列させる。

カバー材２は、家屋の屋根の下地材６の上の太陽電池モジュール１の設置面Ｓに相当する部分とそこに取付けられている支持部材５とに被覆される。このカバー材２は、防水性を有した金属材（鋼板），合樹脂材等の板材で形成されたもので、下地材６と支持部材５の側面とに当接される幅広のコ字形の上向部材２ａと、支持部材５に被せられる狭幅の下向部材２ｂとからなる。上向部材２ａ，下向部材２ｂからなるカバー材２については、規格化されている場合には予め折曲げ加工して工場出荷され、規格化されていない場合には現場施工で折曲げ加工することになるが、嵌合，貼着，釘打，ボルト締等の手段で支持部材５，下地材６に取付けられることになる。

カバー材２が被覆された支持部材５には、角筒形の支持フレーム８を介して太陽電池モジュール１が支持される。太陽電池モジュール１は、方形の単位パネル１ａが連結フレーム１ｂで継がれ外周部分が支持フレーム８に支持される取付用フレーム１ｃで囲まれている。支持フレーム８は、支持部材５の上に直交して横桟形に取付けられるもので、太陽電池モジュール１の単位パネル１ａから引出されたケーブル１ｄの配線路として利用される。支持フレーム８の下面の一部には、太陽電池モジュール１のケーブル１ｄを外部に引出す引出孔が穿孔されている。なお、カバー材２の上向部材２ａの棟側に位置する部分には、太陽電池モジュール１のケーブル１ｄを屋内に引込むための配線用孔２ｃが穿孔されている。また、カバー材２の施工に先行して、下地材６にも配線用孔６ｃが穿孔される。

支持部材５に支持された太陽電池モジュール１の周囲の屋根には、太陽電池モジュール１との間にわずかの間隔を介して仕上材９が施工される。そして、図２に示すように、太陽電池モジュール１と妻側，棟側の仕上材９との間に防水構造物３，４が施工される。

太陽電池モジュール１と妻側の仕上材９との間に施工される防水構造物３は、図３，図４に示すように、堰３ａ，樋３ｂ，覆板３ｃからなる。堰３ａは、金属材，木材，合成樹脂材等で角柱形，角筒形に形成され、太陽電池モジュール１に沿って下地材６の上に取付けられ、内側面（太陽電池モジュール１側の面），上側面がカバー材２で被覆されている。堰３ａの取付け高さは、太陽電池モジュール１の設置高さとほぼ同高となっている。樋３ｂは、堰３ａの外側面に当接される側面部３ｂａと、下地材６に当接される底面部３ｂｂと、仕上材９の間に挿入される挿入部３ｂｃとからなる。樋３ｂの挿入部３ｂｃについては、仕上げ材９が瓦葺の場合に瓦９ａ，瓦棒９ｂの間に楔形に挿入され（図３参照）、仕上材９が鋼板葺の場合に下地材６から鋼板９ｃに向けての立上片形に挿入される（図４参照）。覆板３ｃは、堰３ａに取付けられて太陽電池モジュール１と仕上材９の瓦９ａ，鋼板９ｃとの間に掛渡されて張設された防水性を有した金属材，合成樹脂材の板材からなる。

太陽電池モジュール１と棟側の仕上材９との間に施工される防水構造物４は、図５，図６に示すように、太陽電池モジュール１から下地材６に向けて傾斜して設けられた覆板４ａと、覆板４ａを下支えするベース板４ｂとからなる。覆板４ａ，ベース板４ｂは、上端部が仕上材９の瓦９ａ，鋼板９ｃの下方へ差込まれた格好となっている。覆板４ａの張設の角度θは、軒側（太陽電池モジュール１側）に向けて下降傾斜するように設定されている。なお、下地材６に被覆されているカバー材２は、防水性を高めるために、仕上げ材９が瓦葺の場合に上端部が瓦９ａ，瓦棒９ｂの間に挟入され（図５参照）、仕上材９が鋼板葺の場合に上端部が鋼板９ｃに向けて折返されている（図６参照）。

なお、太陽電池モジュール１の軒側には、図７に示すように、唐草１０を覆う鼻隠１１と、太陽電池モジュール１から鼻隠１１に傾斜して軒カバー板１２が取付けられる。

この形態によると、前述の特許文献１に係る太陽電池モジュールの設置構造と同様に、太陽電池モジュール１を仕上材９として代替して太陽電池モジュール１の設置面Ｓにおいて仕上材９を省略することで、太陽電池モジュール１の設置高さを抑えて屋根上への突出を避けるとともに、省略された仕上材９の重量分で屋根構造への負荷を軽減することができる。従って、太陽電池モジュール１，支持部材５が屋根上に突出した格好となって風雪の影響を受けて損傷しやすくなるのを避けることができ、太陽電池モジュール１の重量が屋根構造に過大な負荷を掛けしまうことがなくなる。

さらに、太陽電池モジュール１に掛かった雨水は、一部が太陽電池モジュール１の表面を軒側に流れ他の一部が防水構造物３の覆板３ｃを妻側の仕上材９（瓦９ａ，鋼板９ｃ）に流れることになる。従って、雨水が太陽電池モジュール１の下方に落下することがない。

仮に、防水構造物３の覆板３ｃの周囲に浸入した雨水は、堰３ａによって太陽電池モジュール１の下方への流入が阻止され樋３ｂによって軒側に排水される。また、太陽電池モジュール１の棟側の仕上材９（瓦９ａ，鋼板９ｃ）に掛かった雨水は、防水構造物４の上を流れさらに太陽電池ジュール１の表面を軒側に流れることになる。

この結果、雨水が太陽電池モジュール１の下方に浸入することはない。ただし、前述のように防水性が充分でない太陽電池モジュール１から雨水が滴下するようなことがあっても、下地材６にカバー材２が被覆されているため、下地材６に雨水が浸入することはない。

さらに、太陽電池モジュール１から引出されたケーブル１ｄが太陽電池モジュール１の下方に配線されるため、ケーブル１ｄの配設長が短縮され送電効率が良好になるとともに、屋根への露出が隠蔽されて太陽電池モジュール１まわりの外観体裁が良好になる。なお、太陽電池モジュール１から引出されたケーブル１ｄの配設経路となるカバー２の配線用孔２ｃや下地材６の配線用孔６ｃについては、最も雨水の滞溜しにくい傾斜の上部側に配置され、しかも太陽電池モジュール１の下方に雨水がほとんど浸入することがないことから、ケーブル１ｄとの隙間に防水材１３を充填するだけで充分に防水性を確保することができ、ケーブル１ｄを伝わって家屋の内部に雨水が浸入することはない。

以上、図示した形態の外に、既設の家屋について、太陽電池モジュール１の設置面Ｓの仕上材９を部分的，全面的に除去して実施することもできる。

さらに、カバー材２として合成樹脂シート等を選択することも可能である。

さらに、防水構造物３の覆板３ｃや防水構造物４の覆板４ａ，ベース板４ｂとして合成樹脂シート等を選択することも可能である。

１太陽電池モジュール
１ｄケーブル
２カバー材
２ｃ配線用孔
３，４防水構造物
５支持部材
６下地材
９仕上材
１３防水材
Ｓ設置面

Claims

屋根の下地材に取付けられた支持部材に太陽電池モジュールが支持された太陽電池モジュールの設置構造において、下地材の太陽電池モジュールの設置面に相当する部分と支持部材とに板状またはシート状の防水性を有したカバー材が被覆され、太陽電池モジュールと周囲の屋根の仕上材との間に防水構造物が介装され、太陽電池モジュールの妻側に介装される防水構造物は棟側から軒側に延びる堰と樋と覆板とからなり、堰は角形に形成され太陽電池モジュールに沿って下地材の上に取付けられ取付け高さが太陽電池モジュールの設置高さとほぼ同高とされ角形の太陽電池モジュール側の面である内側面と上側面とがカバー材で被覆され、樋は堰の外側面に当接される側面部と下地材に当接される底面部と下地材，仕上材の間に挿入される挿入部とからなり、覆板は堰に取付けられて太陽電池モジュールと仕上材との間に掛渡されていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
請求項１の太陽電池モジュールの設置構造において、太陽電池モジュールの棟側に介装される防水構造物は棟側の仕上材の下方から太陽電池モジュールまで太陽電池モジュールに向けて下降傾斜して張設された防水板を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
請求項１または２の太陽電池モジュールの設置構造において、カバー材と下地材とに太陽電池モジュールから引出されたケーブルが配線される配線用孔が貫通されていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。
請求項３の太陽電池モジュールの設置構造において、配線用孔は太陽電池モジュールの設置面の棟寄りに配置され挿通されたケーブルの周囲に防水材が充填されていることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造。