JP2013019203A - 外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の太陽光発電パネルを接続する配線ケーブルについて、これを体裁良く敷設することができる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】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２および雌実連結部３がそれぞれ形成され、前記各連結部を介して壁面状に装填可能になされた建築用外装材１と、前記外装材の一方の面にそれぞれ取り付けられる太陽光発電パネル１１とが備えられる。前記太陽光発電パネル１１が取り付けられる外装材１の一方の面に、前記太陽光発電パネルからの出力電流を伝送する配線ケーブル３１が収容される凹状の溝部６ａ〜６ｄが形成され、前記太陽光発電パネルが取り付けられた状態で、前記配線ケーブルが太陽光発電パネルと外装材に形成された前記凹状の溝部６ｄとの間に収まるように構成されている。
【選択図】図２

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、長さが２０００〜３０００ｍｍ程度、幅が３００〜６００ｍｍ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、長手方向の上縁部に沿って雄実連結部が形成され、また長手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面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、前記した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、前記した太陽光発電パネル（以下、これをモジュールともいう。）は、これより出力される動作電圧は、１モジュールあたり２０Ｖ以下であり、一般的に複数のモジュールを直列接続して、１系統で３００Ｖに近い直流動作電圧を得るようになされる。そして、これらを複数系統備えることで、一つの太陽光発電システムが構築される。

したがって、各モジュールを１系統内で直列接続するためには、配線ケーブルを各モジュール沿ってそれぞれ接続する必要がある。これに加えて、各モジュールの直列接続により得られた１系統ごとの各出力をインバータ側に伝送する複数系統の配線ケーブルも必要になる。

それ故、前記した雄実連結部および雌実連結部を利用して、全体が壁面状となるように施工された建築用外装材に、それぞれ前記モジュールを取り付けた場合には、各モジュール間を接続する配線ケーブルが外装材およびモジュールの前面に露出して体裁を悪くするという問題を招くことになる。よって、この配線ケーブルを容易にかつ体裁良く敷設できる工夫が必要となる。

また、配線ケーブルの敷設にあたっては外装材の表面に前記モジュールを取り付けると同時に、モジュールと前記配線ケーブルをコネクタを介して接続する操作が必要になり、前記コネクタを含む配線ケーブルの接続部についても露出を避けて第三者の手に触れることができない工夫が必要となる。

この発明が解決しようとする主たる課題の一つは、前記した建築用外装材の表面側に太陽光発電パネルを装着するにあたり、多数の太陽光発電パネルを接続する配線ケーブルについて、これを体裁良く敷設することができる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にある。

また、この発明が解決しようとする主たる課題の他の一つは、前記配線ケーブル同士を接続するコネクタを含む接続部についても、これらの露出を避けて外見上の体裁を整えることができると共に、前記接続部が第三者の手に触れることを防止して、太陽光発電システムによる給電の信頼性を確保することができる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にある。

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太陽光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それぞれ形成され、前記雄実連結部および雌実連結部を介して壁面状に装填可能になされる建築用外装材と、前記外装材の一方の面に取り付けられる太陽光発電パネルとを備えてなる外装材への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が取り付けられる外装材の一方の面に、前記太陽光発電パネルからの出力電流を伝送する配線ケーブルが収容される凹状の溝部が形成され、前記太陽光発電パネルが取り付けられた状態で、前記配線ケーブルが太陽光発電パネルと外装材に形成された前記凹状の溝部との間に収まるように構成したことを特徴とする。

また、前記太陽光発電パネルと前記外装材に施された凹状の溝部に収容された配線ケーブルとを接続するコネクタを含む接続部を覆うカバー部材がさらに具備されることが望ましく、前記カバー部材は隣接する太陽光発電パネルの各端部に跨がるようにして外装材の前記一方の面に取り付けられた構成を好適に採用することができる。

この場合、好ましい実施の形態においては、矩形状に形成された前記外装材は、その長手方向の上縁部に沿って前記雄実連結部が形成され、長手方向の下縁部に沿って前記雌実連結部が形成され、かつ外装材の前記一方の面の長手方向に沿って前記配線ケーブルを収容するための複数本の凹状の溝部が、互いに平行状態に形成された構成にされる。

前記した太陽光発電パネルの取り付け構造によると、建築用外装材はこれに形成された雄実連結部および雌実連結部を利用して全体が壁面状となるように施工することができ、施工後の各外装材の一方の面（表面）に、それぞれ太陽光発電パネル（モジュール）が取り付けられる。
この場合、前記外装材の一方の面に施された凹状の溝部を利用してモジュールからの出力電流を伝送する配線ケーブルを収容し、この状態で凹状の溝部を覆うようにしてモジュールを装着することで、前記配線ケーブルをモジュールの裏面側に体裁良く敷設することができる。

さらに、前記モジュールと凹状の溝部に収容された配線ケーブルとを接続するコネクタを含む接続部をカバー部材で覆う構成を採用することで、コネクタを含む配線ケーブルの接続部についても、これらの露出を避けて外見上の体裁を整えることができ、前記接続部が第三者のいたずらを受ける問題も回避でき、これにより給電の信頼性を確保することができる。

前記した建築用外装材においては、これを押し出し加工により成形する際において、長手方向（押し出し方向）の上縁部および下縁部に沿って雄実連結部および雌実連結部を形成させると同時に、その長手方向の表面に沿って配線ケーブル埋設用の凹状の溝部を形成させることができる。したがって、格別な手間やコストを要することなく前記した作用効果を奏する外装材を得ることができる。

外装材に対して太陽光発電パネルおよびカバー部材を取り付けた状態を示す正面図である。 図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の拡大断面図である。 図２に示す外装材の要部をさらに拡大して示した断面図である。 隣接する太陽光発電パネル間に設置したカバー部材を拡大して示した透視図である。 図２に示す上下の外装材の接合部を拡大して示した断面図である。

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、水平方向の長さが例えば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、モジュール１１を取り付けた例を示している。

なお、図１に示す状態は外装材１の水平方向（長さ方向）の左右に同じ寸法の外装材１を並設した例を示しているが、前記外装材１は後述するように長手方向の上縁部および下縁部に沿って形成された雄実連結部および雌実連結部を利用して上下方向にも同じ寸法の外装材１が並設され、全体として壁状となるように施工される。

そして、この実施の形態においては各外装材１ごとに、その表面に一枚のモジュール１１が装着される構成が採用されている。
また各外装材１の表面側に、前記モジュール１１が装着されると共に、隣接する外装材１に装着されたモジュール１１の各端部に跨がるようにしてカバー部材２１が外装材１の表面側に取り付けられている。

図２は、図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態、すなわち前記外装材１にカバー部材２１が取り付けられた部分を断面図で示したものである。また図３は、前記カバー部材２１を除いた外装材１の単体を一部を拡大して示した断面図である。
図３に示したように、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、その一端部（長手方向の上縁部）に沿って雄実連結部２が形成され、その他端部（長手方向の下縁部）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は図２に示されているように、前記雄実連結部２および雌実連結部３を利用して、外装材１の左側に位置する図示せぬ建物の下地材に沿って、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。

また図３に示すように、前記外装材１にはさらに長手方向に沿って多数の中空孔４が形成されると共に、その一方の面（表面）における幅方向の上下には段部５ａ，５ｂが形成されている。この段部５ａ，５ｂは後述するカバー部材３１を取り付ける際の取り付け金具の位置決めとして利用される。
さらに外装材１の前記表面側には、外装材の長手方向に沿って配線ケーブルを収容するための４本の凹状の溝部６ａ〜６ｄが、互いに平行状態に形成されている。
なお、前記４本の凹状の溝部６ａ〜６ｄが形成された部分に隣接する前記中空孔４は、その厚さ方向の寸法を小さくして外装材１の強度が確保できるように配慮されている。

前記した構成の外装材１はすでに説明したおり、押し出し加工により成形される。この押し出し加工によれば、前記した雄実連結部２および雌実連結部３に加えて、多数の中空孔４および凹状の溝部６ａ〜６ｄも同時に成形することができる。

前記モジュール１１としては、フレキシブルなアモルファス型の発電パネルを好適に利用することができ、この実施の形態においては、一例として長さが２８４９ｍｍ、上下幅が３９４ｍｍの矩形状になされ、その厚さが４ｍｍ程度に成形されたモジュールが利用される。このモジュール１１は、例えば両面接着テープを利用して前記外装材１の前記表面側に装着される。

この場合、外装材１の表面側に成形された前記凹状の溝部６ａ〜６ｄの１つ、すなわち図に示した例においては溝部６ｄに予め配線ケーブル３１を収容し、この状態でモジュール１１が外装材１の表面におけるほぼ中央に貼着される。
したがって、前記配線ケーブルは３１は、前記モジュール１１によって覆われた状態で前記凹状の溝部６ｄ内に収められる。

図４は、隣接するモジュール１１および外装材１の端部を跨ぐようにして外装材１の表面側に取り付けられたカバー部材２１の配置部分を拡大して示した透視図である。
図４に示されているように、前記溝部６ｄ内に収められた配線ケーブルは３１は、外装材１の長さよりも若干長い寸法に切断加工され、その両端部にはそれぞれコネクタ３２，３３が取り付けられている。

また、図４に示されているように、前記モジュール１１の長手方向の一端部には、モジュール１１における正負（＋，−）の出力端子１２，１３が設けられている。
この正負の出力端子１２，１３には引き出しケーブル３５，３６が接続され、この引き出しケーブルの各端部には、それぞれコネクタ３７，３８が取り付けられている。

そして、引き出しケーブル３６のコネクタ３８は、配線ケーブル３１に取り付けられたコネクタ３２に接続され、引き出しケーブル３５のコネクタ３７は、水平方向に隣接する外装材１に埋設された配線ケーブル３１に取り付けられたコネクタ３３に接続される。
これにより、水平方向に隣接する外装材１にそれぞれ装着されたモジュール１１は直列接続され、したがって、個々のモジュール１１により得られる直流動作電圧が加算されて、インバータにおいて必要な所定の直流動作電圧を得ることができる。

なお図２には、前記したように各モジュール１１が直列接続されて得られた１系統の直流動作電圧を伝送する帰りの配線ケーブル３１が、外装材１に施された溝部６ａに埋設されている様子を示している。

図４に示すモジュール１１における前記した正負の出力端子１２，１３、これに接続された引き出しケーブル３５，３６、この引き出しケーブルの端部に設けられたコネクタ３７，３８、前記コネクタ３７，３８に接続される配線ケーブル３１の各端部に設けられたコネクタ３２，３３を含む接続部は、カバー部材２１によって覆われている。

このカバー部材２１は、例えばアルミニウムを押し出し成形することによって得られ、押し出し方向に直交する断面形状が偏平なコ字状に成形されている。そして、上下の端面にはプレート状のカバーキャップ２１ａがネジ止めされて函状に形成されている。
なおこのカバー部材２１の上下方向の寸法は、図４に示すように外装材１の上下幅の寸法に近いに寸法に成形されている。

図５は、上下に隣接する外装材１と、各外装材に取り付けられたカバー部材２１の部分拡大図であり、前記したとおりカバー部材２１の上下の端面にはプレート状のカバーキャップ２１ａがネジ２２によってネジ止めされて函状に形成されている。
函状に形成された前記カバー部材２１は、取り付け金具２３を利用して、前記外装材１の表面に取り付けられる。
前記取り付け金具２３は、図５に端面の形状が示されているように金属板をＵ字状に折り曲げ形成して両脚部を形成すると共に、一方の脚部はさらに外側に直角に折り曲げられてプレート部を構成している。

図５に示されているように前記カバー部材２１は、その内部において前記した構成の２つの取り付け金具２３を用いて外装材１に取り付けられる。すなわち、外装材１に形成された前記段部５ａ，５ｂに接するようにして取り付け金具２３が位置決めされ、この状態でネジ２４により取り付け金具２３の前記プレート部が外装材１に固定される。

続いて、前記カバー部材２１が前記出力端子１２，１３、コネクタ３２，３３，３７，３８等を含む接続部を覆うようにして装着され、カバー部材２１の表面より、ネジ２５が前記取り付け金具２３のＵ字状折り曲げ部の背面に螺合して、カバー部材２１が前記取り付け金具２３に固定される。
これにより、前記カバー部材２１は前記取り付け金具２３を介して外装材１の表面に取り付けられる。

斯くして、前記した太陽光発電パネルの取り付け構造によると、外装材１の一方の面に施された凹状の溝部６ａ〜６ｄを利用してモジュール１１からの出力電流を伝送する配線ケーブル３１が収容されるので、配線ケーブルの装着作業が容易であり、かつ配線ケーブルをモジュールの裏面側に体裁良く敷設することができる。

加えて、モジュール１１の出力端子１２，１３と配線ケーブル３１とを接続するコネクタ３２，３３，３７，３８を含む接続部を、カバー部材２１で覆う構成を採用しているので、コネクタ等を含む配線ケーブルの接続部についても、体裁を整えることができ、前記接続部が第三者のいたずらを受ける問題も回避できるなど、前記した発明の効果の欄に記載した独自の作用効果を発揮することができる。

１ 外装材
２ 雄実連結部
３ 雌実連結部
４ 中空孔
５ａ，５ｂ 段部
６ａ〜６ｄ 溝部
１１ 太陽光発電パネル（モジュール）
１２，１３ 出力端子
２１ カバー部材
２１ａ カバーキャップ
２２ ネジ
２３ 取り付け金具
２４，２５ ネジ
３１ 配線ケーブル
３２，３３ コネクタ
３５，３６ 引き出しケーブル
３７，３８ コネクタ

Claims (3)

1. 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それぞれ形成され、前記雄実連結部および雌実連結部を介して壁面状に装填可能になされた建築用外装材と、前記外装材の一方の面に取り付けられる太陽光発電パネルとを備えてなる外装材への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が取り付けられる外装材の一方の面に、前記太陽光発電パネルからの出力電流を伝送する配線ケーブルが収容される凹状の溝部が形成され、前記太陽光発電パネルが取り付けられた状態で、前記配線ケーブルが太陽光発電パネルと外装材に形成された前記凹状の溝部との間に収まるように構成した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。
2. 前記太陽光発電パネルと前記外装材に施された凹状の溝部に収容された配線ケーブルとを接続するコネクタを含む接続部を覆うカバー部材がさらに具備され、前記カバー部材は隣接する太陽光発電パネルの各端部に跨がるようにして外装材の前記一方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載された外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造。
3. 矩形状に形成された前記外装材の長手方向の上縁部に沿って前記雄実連結部が形成され、前記外装材の長手方向の下縁部に沿って前記雌実連結部が形成され、かつ外装材の前記一方の面の長手方向に沿って前記配線ケーブルを収容するための複数本の凹状の溝部が、互いに平行状態に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に記載された外装材への太陽光発電パネルの取り付け構造。

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