JP2012184606A

JP2012184606A - 外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造

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Publication number: JP2012184606A
Application number: JP2011049110A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shirai; 信二白井
Original assignee: Showa Denko Kenzai KK
Current assignee: Resonac Kenzai Corp
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: JP5647545B2

Abstract

【課題】外装材に対して太陽光発電パネルを容易に装着することができ、前記パネルの交換作業も容易になし得ると共に、パネルの盗難防止対策および放熱対策にも配慮した外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造を提供すること。
【解決手段】外装材１の幅方向の両端部には互いに上下に対向するようにして係止溝４，５が施されている。
太陽光発電パネル２１の周辺に沿って、当該パネルを支持する支持枠部材２２，２３と、前記発電パネル２１を一方向に付勢するばね部材３２とが具備されている。前記外装材１に上下に対向するようにして形成された前記係止溝４，５に、発電パネル２１を支持する上下の支持枠部材２２を前記ばね部材３２と共に嵌め込むことにより、外装材１に対して発電パネル２１が取り付けられる。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば窯業系外装材に代表される建築用外装材の表面側に、太陽光発電パネルを着脱可能に取り付ける外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造に関する。

近年における公共施設や店舗、また戸建住宅等には、意匠および施工性に優れた窯業系外装材（セメント質原料および繊維質原料を用いて板状に成形した外装材）が多用されている。
この外装材は、幅が３００〜６００ｍｍ程度、長さが２０００〜３０００ｍｍ程度になされた各種の規格のものが提供されている。

また、前記各外装材には、幅方向の上縁部に沿って雄実連結部が形成され、また幅方向の下縁部に沿って雌実連結部が形成されたものが提供されており、下側の外装材の前記雄実連結部に、その上側に施工される外装材の前記雌実連結部が重ね合わされ、これらが建物の下地材に沿って垂直方向に順次積み上げられて全体が壁状となるように施工される。

一方、昨今においては、地球温暖化対策等の環境問題の観点から、太陽光発電パネル（ソーラパネル）の利用が注目され、前記建築用外装材の表面側に前記太陽光発電パネルを装着しようとする試みがなされている。
例えば特許文献１には、前記建築用外装材の表面側に可撓性の素材により形成された太陽光発電パネル（アモルファス型パネル）を装着した構成が提案されている。

特開２００９−２２１７１７号公報

ところで、前記した建築用外装材に太陽光発電パネル（以下、単にモジュールともいう。）を施工する場合には、例えば工場等において外装材の単体毎に予め前記モジュールを装着し、この状態の前記外装材を現場で壁状に施工する方法が考えられる。
また、外装材のみを建物の下地に沿って例えば垂直方向に順次積み上げ施工し、その後に前記外装材の表面側にモジュールを取り付け施工する方法も考えられる。

前者の施工方法を採用する場合においては、各外装材にそれぞれモジュールが加わるために重量が嵩み、特にガラス基材を用いたモジュールを利用する場合には、重量の増大に加えて輸送時においてモジュールを破損させたり、また外装材の施工時においてもモジュールを破損させるという問題も抱えることになる。

したがって、前記した問題点を考慮すると、後者の施工方法のように外装材のみを先に施工し、その後に外装材の表面にモジュールをそれぞれ取り付け施工する方法を採用することが望ましい。
この方法を採用すると、外装材のみを壁状に施工する専門の施工者と、その後にモジュールを施工し、各モジュール間を例えば工程表に基づいて直列もしくは並列接続して配電する専門の施工者に別けて作業を行うことができる。

この場合、外装材の表面側の適宜の位置に各モジュールを容易に装着することができる装着手段を採用することが重要であり、またモジュールを個別に交換する場合における操作も容易になし得るように配慮することも必要となる。
さらに、外装材からモジュールのみが取り去られるという盗難防止対策にも配慮する必要があり、モジュールと外装材との間に空気の流通空間などを備えた放熱対策も重要な課題となる。

この発明は、前記した諸問題に対応してなされたものであり、各外装材に対応させて各モジュールを容易に装着することができ、モジュールの個別の交換作業も容易になし得ると共に、モジュールの盗難防止対策および放熱対策にも配慮した外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる発電パネルの取り付け構造は、矩形状に形成された一端部および他端部に沿って雄実連結部および雌実連結部が備えられ、前記各連結部を介して壁面状に装填可能になされると共に、前記一端部および他端部の表面側に沿って互いに上下に対向するようにして係止溝が施されてなる外装材と、前記外装材の対向する各係止溝を利用して前記外装材の表面側に着脱可能に取り付けられる太陽光発電パネルとを備えた太陽光発電パネルの取り付け構造であって、前記太陽光発電パネルの周辺に沿って装着され、当該太陽光発電パネルを支持する支持枠部材と、前記支持枠部材に取り付けられて前記支持枠部材に支持された太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材とが具備され、前記外装材に上下に対向するようにして形成された前記係止溝に、太陽光発電パネルを支持する前記支持枠部材を嵌め込むことにより、外装材に太陽光発電パネルを取り付ける点に特徴を有する。

この場合、前記外装材に施されて上側に位置する一方の係止溝内には、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材が前記一方の係止溝内に向かってせり上がるのを阻止する上がり止め部材がさらに装着されていることが望ましい。

加えて、好ましい形態においては、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置には、前記太陽光発電パネルと外装材との間の空間部と外部とを連通する空気流通孔がそれぞれ形成される。

前記した外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造によると、支持枠部材によって支持された太陽光発電パネルは、外装材の表面側に沿って互いに上下に対向するように形成された係止溝を利用して取り付けることができる。
この場合、前記支持枠部材の上下にそれぞれ前記ばね部材を装着しておき、先ず外装材の上側の係止溝に、前記ばね部材と共に支持枠部材の上側枠を挿入し、続いて外装材の下側の係止溝に、前記ばね部材と共に支持枠部材の下側枠を落とすようにして挿入するいわゆる「上げ落とし」の操作を実行することにより、外装材に対して太陽光発電パネルを容易に取り付けることができる。
また、前記太陽光発電パネルの交換等に際しては、前記した装着時と逆の操作により太陽光発電パネルを容易に外装材から取り外すことができる。

さらに前記したばね部材は、前記太陽光発電パネルを一方向に付勢するように、たとえば、太陽光発電パネルを前記外装材から離れる方向に付勢するように働くので、外装材に装着した発電パネルが例えば風圧を受けてガタつき、騒音等を発生させるなどの問題を回避することができる。

加えて前記外装材の上側に位置する係止溝と、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材との間に、上がり止め部材を装着した構成にすることで、外装材からの太陽光発電パネルの容易な取り外しが抑制され、前記発電パネルが持ち去られるという盗難防止対策に対応することができる。

そして、太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置に、空気流通孔を形成したことで、前記発電パネルの放熱効果を促進させることができ、発電効率の良好な状態に維持させることができる。

外装材に対して二枚の太陽光発電パネルを取り付けた状態を示す正面図である。隣接する発電パネル間に配置したブランクパネル部分を拡大して示した正面図である。図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の断面図である。太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の部分断面図である。太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材の側面図および平面図である。上がり止め部材の正面図である。図２におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態の断面図である。図１におけるＣ−Ｃ線より矢印方向に見た状態の断面図である。

以下、この発明にかかる外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、外装材に太陽光発電パネル（モジュール）を取り付けた状態を正面図で示したものであり、この例においては、例えば長さが３０００ｍｍ、上下幅が６００ｍｍの矩形状に成形された外装材１の表面側に、長手方向の左右に２枚のモジュール２１をそれぞれ取り付けた例を示している。

そして図１に示す実施の形態においては、前記２枚のモジュール２１の間における外装材１の表面側にはブランクパネル４１が装着されており、このブランクパネル４１の装着部分は、図２に拡大して示している。

図３に断面図で示したように外装材１は、前記した長さおよび幅寸法となるように押し出し加工により成形され、その上側の一端部（幅方向の上縁部）に沿って雄実連結部２が形成され、下側の他端部（幅方向の下縁部）に沿って雌実連結部３が形成されている。
すなわち、前記外装材１は前記雄実および雌実連結部２，３を利用して、図３において外装材１の左側に位置する建物の下地材（図示せず）に沿って、順次垂直方向に積み上げられて全体が壁状となるように施工される。

また、前記外装材１には、幅方向の上縁部および下縁部の表面側に沿って、互いに上下に対向するようにして係止溝が施されている。なお、図においては上側の係止溝を符号４で示し、下側の係止溝を符号５で示している。

一方、前記モジュール２１は、平面状のガラス板を基材として矩形状に成形されており、このモジュール２１を保護および支持のために、モジュール２１の上下左右の四辺に沿って支持枠部材が額縁状に取り付けられている。
この支持枠部材は、アルミニウム素材を押し出し成形したものであり、前記モジュール２１の上縁部および下縁部に沿って装着される支持枠部材２２の断面形状が図４（Ａ）に示され、前記モジュール２１の左縁部および右縁部に沿って装着される支持枠部材２３の断面形状が図４（Ｂ）に示されている。

前記モジュール２１の上下辺の支持枠部材２２は、図４（Ａ）に示すように断面形状がほぼコ字状となるように成形されている。そして、コ字状に成形された溝内に樹脂製のグレチャン２５が介在されて、モジュール２１の上下辺にそれぞれ装着される。

この図４（Ａ）に示す支持枠部材２２には、当該支持枠部材２２の長手方向に沿って板状の挿入片２６が形成されている。この板状の挿入片２６は、前記外装材１に形成された上側および下側の係止溝４，５に挿入されて前記モジュール２１を支持する機能を果たす。また上下の前記支持枠部材２２は、縦方向に配列された複数本の補強用連結材２７の各端部にリベット２８を介して井桁状となるように連結されている。

一方、前記モジュール２１の左右辺の支持枠部材２３は、図４（Ｂ）に示すように断面がほぼコ字状に成形されている。そして、このコ字状に成形された溝内に樹脂製のグレチャン２９が介在されて、モジュール２１の左右辺にそれぞれ装着されている。
そして、上下辺の前記支持枠部材２２および左右辺の前記支持枠部材２３は、図２に示すように額縁状に組まれ、その隅角部においてボルト３０によって互いに締結され、これによりモジュール２１の上下左右の四辺を囲む支持枠部材を構成している。

図３に示すように、前記モジュール２１の上下辺に装着された支持枠部材２２に一体に形成された前記板状の挿入片２６には、金属板により成形されたばね部材３２が取り付けられる。
そして、前記ばね部材３２は、上下辺の支持枠部材２２と共に、前記外装材１に互いに上下に対向するようにして形成された前記係止溝４，５に嵌め込まれて取り付けられる。

この場合、先ず外装材１の上側の係止溝４に、前記ばね部材３２と共に支持枠部材２２に形成された挿入片２６を挿入し、続いて外装材１の下側の係止溝５に、前記ばね部材３２と共に支持枠部材２２に形成された挿入片２６を挿入する。
そして、前記モジュール２１および支持枠部材の全体を、自重により外装材１の下側の係止溝５側に落とし込むようにして挿入するいわゆる「上げ落とし」の操作を実行することで、外装材１の係止溝４，５に対して支持枠部材を介した前記モジュール２１を容易に嵌め込むことができる。
また、前記モジュール２１の交換等に際しては、前記した装着時と逆の操作によりモジュール２１を容易に外装材１から取り外すことができる。

図５は、金属板により成形された前記ばね部材３２の外観構成を示したものである。このばね部材３２には、図５（Ａ）に示すように屈曲部３２ａが形成され、この屈曲部３２ａの折り曲げ先端部に返し部３２ｂが形成されていて、図５（Ｂ）に示すように、前記屈曲部３２ａと返し部３２ｂの部分の幅が広く形成されている。

そして前記屈曲部３２ａの折り曲げ他端部は、図５（Ａ）に示すように湾曲部３２ｃになされ、この湾曲部３２ｃがばねの機能を果たす。なお、前記湾曲部３２ｃの幅は前記屈曲部３２ａと返し部３２ｂの部分の幅より狭く形成されており、これにより図５（Ｂ）に示すように、ばね部材３２の全体はＴ字状に形成されている。

前記ばね部材３２は、図３に示されているように、支持枠部材２２に形成された板状の挿入片２６に、前記屈曲部３２ａが嵌まり込んで取り付けられる。この場合、ばね部材３２に形成された前記返し部３２ｂが支持枠部材２２における板状の挿入片２６の一部に食いつき、挿入片２６からばね部材３２が脱落するのを防止している。

図３に示す前記ばね部材３２の前記湾曲部３２ｃは、原形の状態で示されているが、この湾曲部３２ｃは、前記外装材１側に当接して湾曲部３２ｃが直線状に延ばされ、これが湾曲しようとする反作用により、支持枠部材２２に装着された前記モジュール２１を一方向に付勢するように作用する。
すなわち、実施の形態においては、支持枠部材２２に装着された前記モジュール２１を前記外装材１から離れる方向に付勢する。

これにより、前記モジュール２１が例えば風圧を受けてガタついて、騒音等を発生させるなどの問題を回避することができる。
なお、この実施の形態においては、前記ばね部材３２は、上下の前記支持枠部材２２を連結する補強用の連結材２７の配置位置において使用されているが、これに限らず、前記モジュール２１の寸法等に応じて適宜使用されることもある。

一方、図３に示されているように、外装材１の上側に位置する前記係止溝４内には、上がり止め部材３４が装着されている。
この上がり止め部材３４は、一本の金属製の丸棒が利用され、一例として図６に示されているとおり、一端部が直角に曲げられて曲がり部３４ａが形成されており、この曲がり部３４ａは図２に一部が示されているように、支持枠部材２３と後述するブランクパネル４１との間に収容されて装着されている。

前記上がり止め部材３４が外装材１の上側の係止溝４内に装着されることで、支持枠部材２２，２３により支持された前記モジュール２１は、外装材１の係止溝４内に向かってせり上がるのが阻止される。
したがって、外装材１からのモジュール２１の取り外しが抑制され、前記モジュール２１が持ち去られるという盗難防止対策に対応することができる。

この実施の形態においては、前記モジュール２１を支持する上下の支持枠部材２２に、図３に示すように複数個の空気流通孔２２ａが長手方向に沿って形成されている。この空気流通孔２２ａの存在により、前記モジュール２１と外装材１との間の空間部と外部とが連通し、モジュール２１と外装材１との間の空間部に積極的に空気を流すことができる。
それ故、前記モジュール２１の放熱効果を促進させることができ、モジュール２１の良好な発電効率を維持することに寄与できる。
また、前記モジュール２１を支持する下側の支持枠部材２２には、図３に符号２２ｂで示すように水抜き孔を形成することが望ましい。

なお、この実施の形態においては、図２に示されているように、２枚のモジュール２１の間における外装材１の表面側にはブランクパネル４１が装着されている。このブランクパネル４１は、図７および図８に断面図で示したとおり、外装材１に対する前記モジュール２１の前面側への突出高さとほぼ同一の高さとなるように外装材１に施された前記係止溝４，５を利用して取り付けられている。

前記ブランクパネル４１の外装材１への取り付けに際しても、前記モジュール２１の取り付けと同様に、図２に示すようにばね部材３２が用いられている。
これにより、ブランクパネル４１が風圧を受けてガタついて、騒音等を発生させるなどの問題を回避することができる。

前記ブランクパネル４１は、前記各モジュール２１から導出されて互いに接続されるコネクタ４３の接続部を覆い、コネクタ４３の接続部が外部に露出しないように作用する。
なお、前記コネクタ４３は前記ブランクパネル４１の裏側に配置されるが、図２においては前記コネクタ４３およびばね部材３２は実線で描かれている。

図８には、前記外装材１に対する前記モジュール２１の取り付け状態が横断面図で示されており、前記モジュール２１の裏面に接続ボックス４５が取り付けられている。そして、前記接続ボックス４５の取り付け位置において、前記コネクタ４３への配電ケーブルがモジュール２１より導出されるように構成されている。

以上説明したように、この発明に係る外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造によると、外装材１の表面側に上下に対向するようにして係止溝４，５が施され、この外装材の係止溝を利用してモジュール２１を支持する支持枠部材２２を嵌め込む構成を採用するものである。
これに加えて、前記したばね部材３２および上がり止め部材３４等を採用することで、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

１外装材
２雄実連結部
３雌実連結部
４上側係止溝
５下側係止溝
２１太陽光発電パネル（モジュール）
２２上下支持枠部材
２２ａ空気流通孔
２２ｂ水抜き孔
２３左右支持枠部材
２６挿入片
２７連結材
３２ばね部材
３２ａ屈曲部
３２ｂ返し部
３２ｃ湾曲成形部
３４上がり止め部材
３４ａ曲がり部
４１ブランクパネル
４３コネクタ
４５接続ボックス

Claims

矩形状に形成された一端部および他端部に沿って雄実連結部および雌実連結部が備えられ、前記各連結部を介して壁面状に装填可能になされると共に、前記一端部および他端部の表面側に沿って互いに上下に対向するようにして係止溝が施されてなる外装材と、前記外装材の対向する各係止溝を利用して前記外装材の表面側に着脱可能に取り付けられる太陽光発電パネルとを備えた太陽光発電パネルの取り付け構造であって、
前記太陽光発電パネルの周辺に沿って装着され、当該太陽光発電パネルを支持する支持枠部材と、前記支持枠部材に取り付けられて前記支持枠部材に支持された太陽光発電パネルを一方向に付勢するばね部材とが具備され、
前記外装材に上下に対向するようにして形成された前記係止溝に、太陽光発電パネルを支持する前記支持枠部材を嵌め込むことにより、外装材に太陽光発電パネルを取り付けることを特徴とする外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造。
前記外装材に施されて上側に位置する一方の係止溝内には、前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材が前記一方の係止溝内に向かってせり上がるのを阻止する上がり止め部材がさらに装着されていることを特徴とする請求項１に記載された太陽光発電パネルの取り付け構造。
前記太陽光発電パネルを支持する支持枠部材の少なくとも上下位置には、前記太陽光発電パネルと外装材との間の空間部と外部とを連通する空気流通孔がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された太陽光発電パネルの取り付け構造。