JPH05239896A - 太陽電池付き屋根 - Google Patents

太陽電池付き屋根

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JPH05239896A
JPH05239896A JP4041756A JP4175692A JPH05239896A JP H05239896 A JPH05239896 A JP H05239896A JP 4041756 A JP4041756 A JP 4041756A JP 4175692 A JP4175692 A JP 4175692A JP H05239896 A JPH05239896 A JP H05239896A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池付き屋根において、太陽電池の高熱
化によるエネルギー変換効率の低下を防ぎ、常に安定し
た電力供給が得られるとともに、太陽電池の電線の配線
を風雨の影響を受けにくくし、かつ屋内配線を容易にで
きる構成とする。 【構成】 太陽電池モジュール４を、屋根パネル本体３
にスペーサ１８を介して貼り、屋根パネル本体３と太陽
電池モジュール４との間に通気層５を形成した屋根パネ
ルを、通気層５が、軒先部１９から棟部２０に向かう勾
配に沿って延びるよう並べて棟梁２１、屋根梁２３、２
４に取り付け、太陽電池モジュール４の電線３１を、棟
部２０から住宅Ｊ内に下ろした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、住宅等の屋根であっ
て、太陽電池が取り付けられているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、住宅等の建築構造物の屋根上に太
陽電池を設置し、この太陽電池から住宅に電力を供給
し、省エネルギー化を図ることが実施されている。太陽
電池を屋根に設置するにあたっては、既設の屋根の上
に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池ユニット
を専用架台により固定する架台固定式、あるいは、瓦に
太陽電池を内蔵させたいわゆる太陽電池瓦を、屋根パネ
ルに葺くといった手段が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池は
太陽光により発電するものであるが、太陽電池自身が過
度に熱せされると、エネルギー変換効率が低下する傾向
があるが、上記のような架台固定式や太陽電池瓦の場
合、熱の逃げ（放熱）対策を施して、エネルギー変換効
率の低下を防ぐ手段が必要となる。
【０００４】また、架台固定式の場合、太陽電池の電線
の配線を外部に露出させることになり、直接風雨や太陽
光の影響を受けやすく耐久上の問題があるとともに、雨
仕舞いが難しく、さらに配線の屋内への取り回しは屋根
に上ってしなければならないから手間がかかる。
【０００５】また、太陽電池瓦においては、瓦どうしの
接合部に通電用のコネクタを設けているが、雨水が侵入
してこのコネクタが腐食しやすい問題がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、高熱化によるエネルギー変換効率の低下を防
ぎ、常に安定した電力供給が得られるとともに、太陽電
池の電線の配線を、風雨や太陽光の影響を受けにくく、
かつ屋内への取り回しを容易とする構成とした、太陽電
池付き屋根パネルを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであって、複数の太陽電池付き
屋根パネルが並べられて梁に固着されてなる住宅等の太
陽電池付き屋根において、前記屋根パネルを、屋根パネ
ル本体に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池ユ
ニットを貼設し、屋根パネル本体と太陽電池ユニットと
の間に、一方向に延びる通気層を形成したものとし、こ
の屋根パネルを、前記通気層が軒先部から棟部に向かい
その勾配に沿って延びる状態で、前記梁に固着し、前記
太陽電池の電線を、前記通気層を経て前記棟部から住宅
内に配線したことを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の太陽電池付き屋根パネルによれば、屋
根パネルの通気層を通る空気流が、軒先部から棟部に向
かう上昇気流となり、このため、太陽電池ユニットの熱
放散が促進されて温度上昇が抑制され、その結果、太陽
電池ユニットのエネルギー変換効率が常に高く維持さ
れ、安定した電力供給が図れる。
【０００９】また、太陽電池ユニットの電線は通気層に
配線され、太陽電池ユニットにより保護されて外部に露
出しないので、直接風雨の影響を受けにくい。
【００１０】さらに、通気層に配線された太陽電池ユニ
ットの電線が、棟部から住宅内に配線されているから、
電線を、屋根パネルを組み立てる際に結線して棟部側に
引き出しておけば、施工時に通気層から棟部側に引き出
して屋内に配線することができ、これによって、屋根に
上っての配線作業を行う必要がなく屋内配線の取り回し
が容易となる。
【００１１】また、太陽電池モジュールの電線は通気層
に配線され、太陽電池モジュールにより保護されて外部
に露出しないので、直接風雨や太陽光の影響を受けにく
い。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、その一実施例の太陽電池付き屋根パネ
ル（以下屋根パネルと略称）１が複数用いられて屋根２
が構成された、住宅Ｊの屋根部分を示しており、それら
屋根パネル１は、南に面する屋根２Ａ全体を構成してい
る。
【００１３】屋根パネル１は、住宅Ｊの軒先部Ｊ１から
棟部Ｊ２にわたって一体に形成されたもので、屋根パネ
ル本体３に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池
モジュール４が複数貼設され、両者の間に、軒先部Ｊ１
から棟部Ｊ２にわたって連通する通気層５が形成された
基本構成となっている。
【００１４】屋根パネル本体３は、図２および図３に示
すように、屋根２の棟部Ｊ２側に張られる屋根パネル本
体３Ａと、軒先部Ｊ１側に張られる屋根パネル本体３Ｂ
が接合されてなる。これらはいずれも長方形状で、幅は
同じであるが、長さは、屋根パネル本体３Ｂの方が長く
設定されている。
【００１５】屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）は、上面
にアスファルトルーフィング６が施された長方形状の合
板７の下面に、複数の縦芯材８および横芯材９が固着さ
れてなる。縦芯材８は、合板７の長さ方向に沿った両縁
部および中央に固着されている。また、横芯材９は、合
板７の幅方向に沿った両縁部に固着された横芯材９ａ
と、これらの間に合板７の幅方向に沿って合板７に固着
された複数本（この場合２本）の横芯材９ｂの２種類あ
る。各横芯材９は、等間隔に配置されている。これら縦
芯材８、横芯材９は、接着剤および釘打ちにより、合板
７に固着されている。
【００１６】一方、太陽電池モジュール４は、図４に示
すように、矩形状の透明板１０に太陽電池（図示略）が
内蔵され、この透明板１０が、シールジョイント１１に
より複数（この場合６枚）長方形状に組み合わされたパ
ネル状のものである。太陽電池としては、ＰＮ接合を利
用したエネルギー変換器であって、たとえば、Ｎ形Ｓｉ
基板に１〜３μのＰ形層を形成して表面より光がＰＮ接
合に到達するようにし、その光起電力効果を利用したも
のを用いる。
【００１７】この太陽電池モジュール４は、前記各屋根
パネル本体３Ａ、３Ｂと幅が同じで、これら屋根パネル
本体３Ａ、３Ｂの上面に、長さ方向を各屋根パネル本体
３Ａ、３Ｂのそれに一致させた状態で、複数（この場合
５枚）貼設されている。
【００１８】前記シールジョイント１１は、図５に示す
ように、透明板１０の接合端部をシールするブチルゴム
等の弾性部材１３と、これら弾性部材１３の間に設けら
れたパッキン１４と、これら弾性部材１３およびパッキ
ン１４とを挾持するクッション１５と、これらクッショ
ン１５を挾持するジョイントピース１６とからなるもの
であり、上側のジョイントピース１６とパッキン１４と
の間をビス１７で固定することにより、透明板１０・１
０が互いに接合する。なお、このシールジョイント１１
は、弾性部材１３等によって、透明板１０・１０間を止
水するようになっている。
【００１９】各屋根パネル本体３Ａ、３Ｂの上面であっ
てその長さ方向に沿った両縁部および両縁部間の中央に
は、角柱状のスペーサ１８が、接着剤等により固着され
ている。これらスペーサ１８は、屋根パネル本体３Ａ、
３Ｂの長さ方向に沿って延びており、これらスペーサ１
８上に、前記シールジョイント１１の下側のジョイント
ピース１６が接着剤等で固着され、これによって、各太
陽電池モジュール４は、屋根パネル本体３（３Ａ、３
Ｂ）の上面に貼設されている。そして、図２等に示すよ
うに、スペーサ１８があることにより、屋根パネル本体
３（３Ａ、３Ｂ）の上面と各太陽電池モジュール４の下
面との間には、スペーサ１８の厚さ分の空隙が形成され
ており、この空隙が、屋根パネル１の長さ方向に延びて
軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２にわたる前記通気層５となって
いる。
【００２０】屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）に、太陽
電池が設けられたパネル状の太陽電池モジュール４が複
数貼設され、両者の間に通気層５が形成された、上記本
実施例の屋根パネル１は、図１に示すように、太陽電池
モジュール４を上に向け、屋根パネル本体３Ａを棟部Ｊ
２側に、屋根パネル本体３Ｂを軒先部Ｊ１側に配した状
態で、棟梁２１、外壁パネル２２上端の屋根梁２３、お
よびこれらの間の屋根梁２４に固着される。
【００２１】詳しく言うと、屋根パネル本体３Ａの各縦
芯材８の長さ方向両端部が、棟梁２１および屋根梁２４
に固着され、屋根パネル本体３Ｂの各縦芯材８の棟部Ｊ
２側の端部が屋根梁２４に、また各縦芯材８の軒先部Ｊ
１寄りが屋根梁２３に、それぞれ固着されている。各縦
芯材８の固着は、接着剤等による。
【００２２】そして、複数の屋根パネル１が、横方向に
互いに密接してて並べられて、屋根２Ａが構成される。
なお、隣り合う屋根パネル１どうしの接合は、前記シー
ルジョイント１１によって太陽電池モジュール４（の透
明板１０）どうしを互いに接合することによりなされ
る。
【００２３】なお、軒先部Ｊ１には、図３に示すよう
に、断面Ｌ字状の軒先金物２５、鼻隠し２６がそれぞれ
取り付けられており、妻２７の端部には、ケラバ金物２
８ａおよび破風２８ｂがそれぞれ取り付けられている。
また、軒先金物２５と破風２８ｂとの間の、軒先部Ｊ１
の全長にわたる開口には、図６に示す、多数の小さい孔
４０ａがあけられたガラリ４０が装着され、通気層５へ
の風雨の侵入が阻止されるようになっている。
【００２４】上記屋根パネル１は、住宅Ｊの南に面する
屋根２Ａを構成し、反対側の屋根２Ｂは、上記屋根パネ
ル本体３（３Ａ、３Ｂ）の上に芯材４１を介して一般の
屋根葺材４２が張られて構成されている。
【００２５】また、住宅Ｊの棟部Ｊ２の構成は、図７に
示すように、屋根２Ａ、２Ｂを構成する上側の屋根パネ
ル本体３Ａの間に左右一対の結合棟木２９・２９が挟ま
れて固着され、屋根２Ａから屋根２Ｂにかけて、棟金物
３０が固着されている。屋根２Ａ側の前記スペーサ１８
と、屋根２Ｂ側の前記芯材４１は、結合棟木２９・２９
の上面まで延びており、これらスペーサ１８と芯材４１
には、棟の長さ方向に延びる断面コ字状のアングル４３
がそれぞれ固定され、棟金物３０にはアングル４４が固
定されている。また、棟金物３０の側部３０ａには、複
数の換気孔４５が間隔をおいて棟金物３０の長さ方向に
形成されている。
【００２６】上記のようにして屋根２Ａが構成された状
態で、前記通気層５は、各スペーサ１８により、軒先部
Ｊ１から棟部Ｊ２に向かいその勾配に沿って延びてお
り、これらが横方向に多数並んだ状態となっている。こ
れら通気層５は、軒先部Ｊ１側がガラリ４０を介して外
部に開放しており、棟部Ｊ２側は、棟金物３０内を経て
換気孔４５より外部に開放している。
【００２７】さて、上記各太陽電池モジュール４におい
ては、図４に示すように、隣り合う太陽電池の異極どう
しが、各屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）と各太陽電池
モジュール４の間の通気層５を通して電線３１により接
続され、電線３１は、最終的に棟部Ｊ２側に取り回さ
れ、屋根パネル本体３Ａと、左側の結合棟木２９および
棟梁２１の間を通して、住宅Ｊ内に設けられた充電手段
（図示略）に接続され、この充電手段から屋内配線がな
されて、電力が供給されるようになっている。
【００２８】上記構成の本実施例の屋根パネル１によれ
ば、屋根パネル本体３（３Ａ、３Ｂ）と、この屋根パネ
ル本体３（３Ａ、３Ｂ）の上面に貼設された太陽電池モ
ジュール４との間に、通気層５が形成されているので、
太陽電池モジュール４の熱放散がなされ温度上昇が抑制
される。しかも、通気層５は、軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２
に向かいその勾配に沿って延びているので、この通気層
５内には軒先部Ｊ１から棟部Ｊ２に向かって上昇気流が
発生し、その気流は、棟金物３０内を経て換気孔４５よ
り外部に抜け出ていく。つまり、通気層５内の空気の流
れは、上昇気流により活発であり、このため、太陽電池
モジュール４の温度上昇の抑制作用がより促進される。
この結果、太陽電池モジュール４のエネルギー変換効率
が常に高く維持され、安定した電力供給が図れる。
【００２９】また、各太陽電池モジュール４の電線３１
は、通気層５に配線され、各太陽電池モジュール４によ
り保護されて外部に露出していないので、直接風雨や太
陽光の影響を受けにくい。
【００３０】さらに、通気層５が軒先部Ｊ１から棟部Ｊ
２にわたって連通していることにより、太陽電池の電線
３１を、屋根パネル１を組み立てる際に結線して棟部Ｊ
２側に引き出しておけば、施工時に通気層５から棟部Ｊ
２側に引き出して屋内に配線することができ、これによ
って、屋根の上で太陽電池の配線作業を行う必要がな
く、施工に手間がかからない。
【００３１】なお、上記実施例では、南側の屋根のみを
太陽電池付き屋根パネル１で構成したが、もちろん南北
両側を太陽電池付き屋根パネル１で構成してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の太陽電池付き屋根パネルによれば、複数の太陽電池付
き屋根パネルが並べられて梁に固着されてなる太陽電池
付き屋根において、前記屋根パネルを、屋根パネル本体
に、太陽電池が設けられたパネル状の太陽電池ユニット
を貼設し、屋根パネル本体と太陽電池ユニットとの間
に、一方向に延びる通気層を形成したものとし、この屋
根パネルを、前記通気層を軒先部から棟部に向かいその
勾配に沿って延びる状態で、前記梁に固着し、前記太陽
電池の電線を、前記通気層を経て前記棟部から住宅内に
配線したことを特徴とするもので、屋根パネルの通気層
を通る空気流が、軒先部から棟部に向かう上昇気流とな
り、このため、太陽電池ユニットの熱放散が促進されて
温度上昇が抑制され、その結果、太陽電池ユニットのエ
ネルギー変換効率が常に高く維持され、安定した電力供
給が図れるとともに、太陽電池ユニットの電線は太陽電
池ユニットにより保護されて外部に露出しないので、直
接風雨の影響を受けにくく、さらにその電線は、住宅の
略中央の上端である棟部から住宅内に配線されることに
より、電線を、屋根パネルを組み立てる際に結線して棟
部側に引き出しておけば、施工時に通気層から棟部側に
引き出して屋内に配線することができ、これによって、
屋内配線の取り回しが容易となるといった、種々の効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の太陽電池付き屋根パネルが
適用された住宅の屋根の斜視図である。
【図２】屋根の側断面図である。
【図３】図２のＰーＰ線断面図である。
【図４】一実施例の太陽電池付き屋根パネルの斜視図で
ある。
【図５】太陽電池モジュールの接続部材の断面図であ
る。
【図６】軒先部の拡大側面図である。
【図７】棟部の断面図である。
【符号の説明】
１ 太陽電池付き屋根パネル ２（２Ａ） 屋根 ３（３Ａ、３Ｂ） 屋根パネル本体 ４ 太陽電池ユニット ５ 通気層 ２１ 棟梁 ２３、２４ 屋根梁 ３１ 電線 Ｊ 住宅 Ｊ１ 軒先部 Ｊ２ 棟部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 雅人 東京都杉並区高井戸東２丁目４番５号 ミ サワホーム株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の太陽電池付き屋根パネルが並べら
    れて梁に固着されてなる住宅等の太陽電池付き屋根にお
    いて、 前記屋根パネルは、屋根パネル本体に、太陽電池が設け
    られたパネル状の太陽電池ユニットが貼設され、屋根パ
    ネル本体と太陽電池ユニットとの間に、一方向に延びる
    通気層が形成されてなり、 この屋根パネルが、前記通気層が軒先部から棟部に向か
    いその勾配に沿って延びる状態で、前記梁に固着され、 前記太陽電池の電線が、前記通気層を経て前記棟部から
    住宅内に配線されていることを特徴とする太陽電池付き
    屋根。
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