JP3887997B2 - Roof with power generation function and power cable device - Google Patents
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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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roof with a power generation function and a power cable device suitable for a solar power generation system.
[0002]
[Prior art]
As a roof with a power generation function in a solar power generation system, for example, there is one in which a dedicated gantry is attached in advance on a roof base plate of a house or the like, and solar cell modules are sequentially attached on the gantry. An output unit for outputting the generated DC power is provided on the back side of each module, and the DC power is connected to the output unit of the end module among a plurality of modules in which the output units are connected in series with each other. The power cable is integrated into an indoor inverter, where it is converted into alternating current and then supplied to the indoor electrical wiring. The power cable extends between the module and the base plate along the arrangement of the modules, and the connection terminal at the tip of the power cable is connected to the output section on the back side of the module when a predetermined module is installed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the state where the power cable is placed on the base plate, the wiring is disturbed and the work is hindered. Therefore, normally, an opening is formed in the side wall portion of the gantry, and the power cable is installed in the gantry. A wiring structure is adopted in which the modules are sequentially installed on the gantry and the modules are sequentially installed, and the connection terminal of the power cable is connected to a predetermined output unit.
However, the frame is originally provided with a structure for firmly supporting the solar cell module on the roof body while fully considering the rain, and further opening an opening for inserting the power cable. Considering waterproofing and dustproofing for power cables, the structure becomes very complicated, and there is a problem that cost increases are inevitable.
[0004]
On the other hand, in recent years, solar cell modules that can be installed on a base plate independently by omitting the above-mentioned mounts and individually providing a mounting base are becoming mainstream. When such a completely independent type solar cell module is used, the power cable is previously placed on the ground plate along a predetermined arrangement of the solar cell modules, and each solar cell module is sequentially placed so as to straddle it. It will be erected.
In this way, the power cable that is still placed on the ground plate is broken when the distorted cable is stepped on by the operator's feet when the solar cell module is installed. Inconveniences such as inability to take out between the already fixed solar cell module and the base plate are likely to occur, causing a reduction in work efficiency and a problem in terms of safety in construction.
[0005]
The present invention has been made in view of the present situation, and aims to provide a roof with a power generation function that can be safely and efficiently constructed, and a power cable device suitable for the roof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that construction can be performed more safely and efficiently by devising the wiring structure of the power cable, and the present invention has been completed.
[0007]
That is, the present invention is provided on the back side of each solar cell module, a roof main body in which a base sheet is laid on a base plate, a plurality of solar cell modules arranged and installed along the outer surface of the base sheet of the roof main body. And a plurality of power cables interposed between the module and the roof body along the arrangement of the solar cell modules and connected to the predetermined output section, and temporarily fixing the power cables to the roof body Provided is a roof with a power generation function provided with temporary fixing means.
Here, the temporary fixing means refers to a means for restraining the power cable from being restrained on the roof body to prevent the posture from being disturbed on the roof, and includes the use of adhesive tape or staples.
In such a roof with a power generation function provided with a temporary fixing means, the power cable does not interfere with the work in installing the solar cell module, and the power cable is stepped on the operator's foot and the power cable is disconnected. In addition, it is possible to avoid the danger that the installer falls on the roof by stepping on the power cable in an unexpected position, and furthermore, the connection terminal at the end of the cable enters between the already fixed solar cell module and the ground plate and cannot be removed. It is avoided that the connection terminal is mistakenly connected to another.
[0008]
In particular, one or a plurality of thin projection pieces or a thin projection continuous over substantially the entire length is provided on the outer surface of the power cable along the longitudinal direction, and the temporary fixing means includes the projection pieces or the projections. If it is composed of nails, screws or staples that are fixed to the roof body, or a combination of these, it is possible to temporarily fix them with hand-held nails, screws, staples, etc. without using adhesive tape that is easy to roll on an inclined roof. Thus, work efficiency is improved.
The thin protrusion is preferably provided at a position at least 50 to 300 mm away from the tip of the connection terminal of the power cable. In this case, the connection terminal can be lifted when the power cable is connected, and the connection work can be performed. Easy and reliable. When the thin protrusion is provided at a position more than 300 mm away from the tip of the connection terminal, the connection terminal enters under the already installed solar cell module or mistakenly connects another connection terminal to the solar cell module. Such an inconvenience is likely to occur, and the effect of temporary fixing is reduced.
[0009]
As another aspect of the temporary fixing means, a temporary fixing material having a holding part that detachably holds a single or adjacent parallel power cables and a fixed part continuous to the holding part is configured. If the fixed part is fixed to the roof body by a nail, a screw or a stapler, or a combination thereof, it is not necessary to prepare a special power cable provided with a thin-walled protrusion as described above, This can be temporarily fixed on the roof efficiently using a normal power cable.
[0010]
Here, as the holding portion, a holding wall having a semicircular cross-section having a check function or a loop-like fastening band can be appropriately adopted, and such holding portion can be used each time during temporary fixing work. Although it may be attached to the power cable, it is preferable in terms of workability to be attached in advance to an appropriate portion of the cable before the power cable is provided.
[0011]
Further, as other means for fixing the fixed portion to the roof body, an adhesive surface is formed on the roof main body side of the fixed portion, or a function of holding the base sheet edge on the fixed portion is added. It is also preferable. The base sheet laid on the base plate usually has a waterproof and fireproof function, and when the fastening means as described above is configured, it is avoided or reduced to pierce the base sheet with nails or the like. , Good waterproof / fireproof effect can be maintained.
[0012]
In the case where the fixed portion is connected to the holding portion via a connecting member, there is some flexibility regarding the temporary fixing position of the power cable with respect to the expected arrangement of the solar cell modules, and the pole of the connection terminal Even when the vicinity is temporarily fixed, the connection terminal can be lifted at least by the longitudinal dimension of the connecting member.
[0013]
Such a holding portion is preferably mounted at a position at least 50 to 300 mm away from the front end of the connection terminal of the power cable, as in the case of providing a thin protrusion on the cable jacket.
[0014]
The present invention provides a predetermined output provided as a power cable suitable for the roof with the power generation function, provided between the roof body and the solar cell module installed on the roof body and provided on the back side of the solar cell module. A power cable device connected to a power supply unit, a power cable main body, a connection terminal provided at a tip of the power cable main body and connected to a predetermined output unit, and an outer side along a longitudinal direction of the power cable main body An electric power comprising a single or plural thin protrusions or a thin protrusion continuous over substantially the entire length provided on the surface and fixed to the roof body by nails, screws or staples, or a combination thereof. Provide a cable device.
In such a power cable device, as described above, it is possible to temporarily fix it on the roof body with a hand-held nail, screw, stapler, etc. without using an adhesive tape that easily rolls on an inclined roof. Thus, the work efficiency is remarkably improved.
Similarly, the thin protrusion is preferably provided at least at a
[0015]
Furthermore, if a crack guide portion is provided at the base end portion of the thin-walled projecting piece to separate the thin-walled projecting piece from the power cable body by the action of a predetermined tensile force, an operator may inadvertently place the power cable on the roof. Even if a leg is caught, the cable is separated from the thin protruding piece along the crack guide portion, so that the temporarily fixed state to the roof body is released, and the danger that the operator falls is avoided.
[0016]
Further, the present invention is a power cable device that is interposed between a roof body and a solar cell module installed on the roof body and connected to a predetermined output unit provided on the back side of the solar cell module, A power cable main body, a connection terminal provided at a tip of the power cable main body and connected to a predetermined output unit, and detachably holding the power cable main body, and a nail, a screw, a stapler, an adhesive or the like A power cable device comprising: a temporary fixing material that is fixed to the roof main body by combination, or a temporary fixing material that detachably holds the power cable main body and sandwiches the edge of the base sheet of the roof main body. Also provide.
Even in such a power cable device, it is possible to efficiently temporarily fix the roof on the roof, as described above, and to hold the temporary fixing material formed with an adhesive surface or the edge of the base sheet In the case of adding a function, it is avoided or reduced that the base sheet is pierced by a nail or the like, so that a good waterproof / fireproof effect can be maintained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a roof 1 with a power generation function according to the present invention, FIGS. 1 to 7 are a first embodiment of the present invention, FIGS. 8 and 9 are a second embodiment, and FIG. 10 is a third embodiment. 11 is a fourth embodiment, FIG. 12 is a fifth embodiment, FIG. 13 is a sixth embodiment, FIG. 14 is a seventh embodiment, FIG. 15 is an eighth embodiment, FIG. 16 is a ninth embodiment, and FIG. Reference numeral 17 denotes the tenth embodiment, where
[0018]
First, the roof 1 with a power generation function according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The roof 1 with a power generation function of the present invention includes a
The means for fixing the
[0019]
The
[0020]
The outline of the construction process of the
Next, the
Similarly, after each system is sequentially formed, a wrapping or the like is covered along the
[0021]
The configuration of each part will be described in more detail below.
As shown in FIGS. 2 and 3, each
[0022]
As the
[0023]
The
[0024]
As shown in FIGS. 4 and 5, each of the
[0025]
In the present embodiment, as the
The
[0026]
Moreover, in order to avoid the inconvenience that the
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. In the
In the roof 1 with the power generation function using such a
[0028]
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. The
The
The
Since the other structure is basically the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0029]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described based on FIG. The
The pressure-
[0030]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described based on FIG. The
[0031]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described based on FIG. The
[0032]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
[0033]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
[0034]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The temporary fixing means 4 in this embodiment is a temporary fixing material similar to that in the seventh embodiment, that is, a mechanism that locks the belt-
[0035]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The temporary fixing means 4 in the present embodiment has a configuration in which the
[0036]
As described above, the roof 1 with the power generation function of the present invention is obtained by temporarily fixing the
If a predetermined power cable among a plurality of adjacent
In the third embodiment to the ninth embodiment, the
The temporary fixing means of the present invention can be effectively used in the same manner even when the
[0037]
【The invention's effect】
According to the present inventionAccording to the roof with the power generation function, since the power cable is temporarily fixed to the roof body, the power cable does not interfere with the work when the solar cell module is installed, and is stepped on by the operator's feet. Therefore, it is possible to prevent the risk that the power cable is disconnected or the operator falls by stepping on the power cable in an unexpected position, and the connection terminal at the end of the cable enters between the already fixed module and the ground plate and cannot be removed. It is possible to avoid the possibility of being possible and connecting the connection terminal to another by mistake.Further, it is not necessary to use an adhesive tape that is easy to roll on an inclined roof, and temporary fixing is possible only with hand-held nails, screws, staples, etc., and the efficiency of temporary fixing work can be improved.
[0040]
In particular,A single or a plurality of thin-walled projecting pieces are provided on the outer surface of the power cable along the longitudinal direction of the power cable, and the thin-walled projecting pieces are separated from the power cable body by a predetermined tensile force at the base end portion of the thin-walled projecting piece. Since the crack guide portion to be separated is provided, the temporary fixing means is composed of the projecting piece and a nail, a screw, a stapler, or a combination thereof for fixing the protruding piece to the roof body. The danger that the operator falls on the roof when hooked is avoided.
[0041]
Here, since the thin-walled projecting piece is provided at a position at least 50 to 300 mm away from the front end of the connection terminal of the power cable, the connection terminal can be lifted when connecting the power cable, so that the connection work can be performed easily and reliably. It can be made.
[0042]
In addition, according to the power cable device of the present invention, it is possible to temporarily fix with a hand-held nail, screw, stapler, etc. without using an adhesive tape that is easy to roll on an inclined roof, improving the efficiency of the temporary fixing work. it can.
[0045]
In particular,The thin-walled projecting piece comprises one or a plurality of thin-walled projecting pieces which are provided on the outer jacket surface along the longitudinal direction of the power cable body and are fixed to the roof body by nails, screws or staples, or a combination thereof. A crack guide that separates the thin-walled projecting piece from the power cable body by the action of a predetermined pulling force is provided at the base end of the power cable. You can avoid the danger of falling.
[0046]
Here, since the thin projection piece is provided at a position at least 50 to 300 mm away from the tip of the connection terminal, it is possible to lift the connection terminal when connecting the power cable device to the back side of the solar cell module, Connection work can be easily and reliably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view showing a state in which a power cable is temporarily fixed on a roof base plate having a power generation function according to the present invention.
FIG. 2 is a partially broken perspective view showing the solar cell module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a connected state of solar cell modules.
FIG. 4 is a perspective view of a main part showing the wiring structure of the solar cell module.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part showing the wiring structure of the solar cell module.
6A and 6B are explanatory perspective views showing a power cable device provided with a temporary fixing means. FIG.
FIG. 7 is an explanatory perspective view showing a modified example of the power cable device.
FIG. 8 is an explanatory perspective view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory perspective view showing the power cable device.
FIG. 10 is an explanatory perspective view showing a power cable device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory perspective view showing a power cable device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory perspective view showing a state where a power cable device according to a fifth embodiment of the present invention is temporarily fixed to a base sheet.
FIG. 13 is an explanatory perspective view showing a power cable device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory perspective view showing a state where a power cable device according to a seventh embodiment of the present invention is temporarily fixed with a nail.
FIG. 15 is an explanatory perspective view showing a state in which a power cable device according to an eighth embodiment of the present invention is temporarily fixed to another adjacent parallel power cable.
FIG. 16 is an explanatory perspective view showing temporary fixing means in a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory perspective view showing temporary fixing means in a tenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Roof with power generation function
2, 2A, 2B, 2C Solar cell module
3 Power cable
4 Temporary fixing means
5 Output section
6 Temporary fixing materials
7 holding part
7A 1st holding part
7B 2nd holding part
8 Fixed part
9 Connecting members
10 Roof body
11 Field board
12 Ground sheet
13 side edges
14 Building top
20 Solar cell
21 Support stand
22 Gasket
23 Insertion groove
24 Metal plate
24a bending part
25 Mounting groove
26 Inward flange
27 outward flange
28 Backing material
29 mounting screws
30 Power cable device
31 Power cable body
32 connection terminals
33, 33A Thin-walled protrusion
34 Notch
35 Cut line
36 Thin-walled ridges
37 Waterproof connector
40 nails
41 Adhesive
50 terminal box
51, 51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f Output cable
52 Connection terminal
53 Waterproof connector
70 holding wall
71 Loop fastening band
72 Band
73 Lock part
80 plate
81 Through hole
82 Adhesive layer
83 clips
90 chains
L distance
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