JP-2026076867-A - 太陽光発電装置

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Abstract

【課題】建物の外装材上に配設されるとともに、局所的な吹き上げ荷重が付加されても外装材の破損が抑制可能である太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽光発電装置１は、８本の線状体１２と、発電モジュール１０と、を備える。線状体１２は、それぞれが可撓性を有し、Ｘ方向に順に配される。発電モジュール１０は、互いに分割された複数の分割体１１で構成されている。各分割体１１は、線状体１２に支持されている。８本の線状体１２の各々は、Ｘ方向およびＹ方向の双方に斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃ，・・を有する。各線状体１２は、斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃ，・・の一方側の端部でＸ方向の一方側に隣接する線状体１２に連結され、斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃ，・・の他方側の端部でＸ方向の他方側に隣接する線状体１２に連結されている。【選択図】図３

Inventors

松田仁
堀井智紀
俊成雄一朗

Assignees

神鋼鋼線工業株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (6)

建物の外装材上に取り付けられる太陽光発電装置であって、それぞれが可撓性を有するとともに、前記外装材の外面に沿う第１方向に順に配されたｎ本（ｎ：４以上の偶数）の線状体と、前記ｎ本の線状体によって支持され、太陽光エネルギを電力に変換する発電モジュールと、を備え、前記ｎ本の線状体の各々は、前記外装材における前記第１方向に交差する第２方向に離間した箇所で両端部が定着されて張設されており、前記ｎ本の線状体の内の、前記第１方向における両外側に配された２本の線状体を除く線状体を中間線状体とする場合に、前記外装材の外面に直交する第３方向からの平面視において、前記中間線状体の各々は、前記第１方向および前記第２方向の双方に対して斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部を有し、前記中間線状体の各々は、当該中間線状体に対して前記第１方向の一方側に隣接する線状体と前記斜め方向延伸部の一方側の端部で連結され、当該中間線状体に対して前記第１方向の他方側に隣接する線状体と前記斜め方向延伸部の他方側の端部で連結されている、太陽光発電装置。
各々が前記第１方向に延びるとともに、互いに前記第２方向に離間した状態で前記外装材に固定された２本のレールと、前記２本のレールに対して各々が配され、前記レールに沿って前記第１方向に移動可能に構成された複数の定着フレームと、をさらに備え、前記ｎ本の線状体の各々は、前記２本のレールの内の一方のレールに配された前記定着フレームと、前記２本のレールの内の他方のレールに配された前記定着フレームとに両端部が固定されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記発電モジュールは、可撓性を有するとともに、前記平面視で各々が前記第１方向に延びる帯形状を有し、かつ、前記ｎ本の線状体の内の少なくとも２本の線状体間に張設された膜体と、可撓性を有するとともに、光電変換機能を有し、かつ、前記膜体に固定されたモジュール本体と、を備える、請求項２に記載の太陽光発電装置。
前記発電モジュールは、互いに分割された複数の分割体を有し、前記複数の分割体は、前記第１方向および前記第２方向の少なくとも一方向において、隣接する同士の間に隙間を空けて配されている、請求項３に記載の太陽光発電装置。
前記複数の分割体の内の少なくとも一部は、前記平面視において前記中間線状体の少なくとも一部を前記モジュール本体が跨ぐように配されている、請求項４に記載の太陽光発電装置。
前記ｎ本の線状体は、前記第３方向からの平面視でマトリクス状に配された複数の六角形の格子または複数の菱形の格子が構成されるように、配策および連結されている、請求項１から請求項５の何れかに記載の太陽光発電装置。

Description

本発明は、太陽光発電装置に関し、特に、建物の外装材への太陽光発電装置の取り付け構造に関する。近年では、建物の屋根などの外装材上に太陽光発電装置を取り付けられる場合がある。特許文献１には、複数本の支持構造体と、支持構造体に固定された複数枚の太陽電池モジュールと、を備えた太陽光発電装置が開示されている。複数本の支持構造体は、互いに間隔を空けて平行に配置されている。それぞれの支持構造体は、パンタグラフ構造を有して伸縮可能であって、一端で屋根あるいは外壁に固定されている。すなわち、特許文献１の太陽光発電装置では、屋根等に各支持構造体の一端が固定された片持ち梁の状態で設けられている。複数枚の太陽電池モジュールは、隣り合う支持構造体同士の各間において、支持構造体の伸縮方向に並ぶように配設されている。特許第６４５２２２２号公報第１実施形態に係る太陽光発電装置を屋根に取り付けた状態で示す平面図である。（ａ）は展開状態の分割体を示す断面図であり、（ｂ）は畳んだ状態の分割体を示す断面図である。太陽光発電装置の一部構成を示す平面図である。（ａ）は屋根への太陽光発電装置の定着に用いられる定着フレームを示す断面図であり、（ｂ）は定着フレームへの線状体の固定構造を示す断面図である。太陽光発電装置に局所的な吹き上げ荷重が付加された場合の荷重の分散について説明するための模式的な図である。比較例に係る太陽光発電装置に局所的な吹き上げ荷重が付加された場合の荷重の伝達について説明するための模式的な図である。第２実施形態に係る太陽光発電装置の一部構成を示す平面図である。変形例１に係る太陽光発電装置の一部構成を示す平面図である。変形例２に係る太陽光発電装置の一部構成を示す平面図である。変形例３に係る太陽光発電装置の一部構成を示す平面図である。変形例４に係る太陽光発電装置の一部構成を示す断面図である。以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明を例示的に示すものであって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。［第１実施形態］第１実施形態に係る太陽光発電装置１は、建物の外装材上に取り付けられる。なお、本実施形態において、太陽光発電装置１の取付け対象は、一例として屋根３である。１．太陽光発電装置１の概略構成太陽光発電装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、屋根３の上に取り付けられた太陽光発電装置１を上方から平面視した平面図である。図１に示すように、屋根３の上には、４つの太陽光発電装置１が取り付けられている。ただし、屋根３の上に取り付けられる太陽光発電装置１の数は、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい、屋根３の面積と太陽光発電装置１が占める面積との関係などを考慮して、屋根３の上に取り付ける太陽光発電装置１の数を決めることができる。屋根３は、折板屋根であって、Ｘ方向（第１方向）に山部と谷部とが交互に並び、Ｙ方向（第２方向）に山部および谷部の各々が延びる。屋根３には、３本のレール２が固定されている。３本のレール２は、各々が第１方向（Ｘ方向）に延びるとともに、互いに第２方向（Ｙ方向）に離間するように配されている。４つの太陽光発電装置１の各々は、隣り合うレール２同士の間で張設されるｎ本（ｎ：４以上の偶数）の線状体１２と、発電モジュール１０と、を備える。なお、本実施形態では、各太陽光発電装置１が備える線状体の数ｎは、一例として８本である（ｎ＝８）。ただし、線状体１２の数は、４以上の偶数であればこれに限定されない。各太陽光発電装置１において、発電モジュール１０は、複数の分割体１１に分割されている。なお、本実施形態では、各太陽光発電装置１における発電モジュール１０が５つの分割体１１に分割されている。各分割体１１は、線状体１２に支持されている。各線状体１２は、Ｙ方向における両端部がレール２を介して屋根３に定着されている。各太陽光発電装置１に備えられる８本の線状体１２は、Ｘ方向の一方側から他方側に向けて順に配されており、互いに交差しないように配されている。線状体１２は、一例として、ワイヤケーブルで構成されている。２．各分割体１１の構造各分割体１１の構造について、図２を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、発電モジュール１０の各分割体１１は、可撓性を有する膜体１１ａと、同じく可撓性を有するモジュール本体１１ｂと、により構成されている。膜体１１ａは、風雨に対する体制を有する材料、例えば、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）・エチレン共重合体やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、ポリ塩化ビニル樹脂材料やポリエチレン樹脂材料などで形成されている。膜体１１ａは、Ｘ方向に細長い帯形状を有する膜本体部１１１と、当該膜本体部１１１との間で線状体１２を挟み込むように配設される膜片１１２と、を有する。膜本体部１１１の一方の主面である外面１１１ａに対してはモジュール本体１１ｂが固定される（矢印Ｂ１）。膜片１１２は、線状体１２を間に挟んだ状態で膜本体部１１１の他方の主面である内面１１１ｂに対して固定される。膜本体部１１１の外面１１１ａへのモジュール本体１１ｂの固定、および膜本体部１１１への膜片１１２の固定は、一例として接着剤を用いてなされる。モジュール本体１１ｂは、光電変換機能を有するデバイスである。モジュール本体１１ｂには電力送出用の配線が接続されるが、本明細書に添付の図では図示を省略している。なお、本実施形態では、膜体１１ａを介してモジュール本体１１ｂが線状体１２に支持された構造を採用するが、膜体１１ａを介することなくモジュール本体１１ｂを線状体１２に直接取り付けることもできる。ただし、風などの影響により線状体１２が撓んだような場合に膜体１１ａが荷重を緩衝する役割を果たすためモジュール本体１１ｂが損傷したりするのを抑制できる点で本実施形態の構造は望ましい。３．分割体１１の相互の配置形態発電モジュール１０を構成する分割体１１の相互の配置形態について、図３を用いて説明する。なお、図３では、太陽光発電装置１の一部を抜き出して図示しているが、他の部分も同様の構成を有する。図３に示すように、各分割体１１は、８本の線状体１２の上を通過するとともに、各通過箇所で線状体１２に支持されている。複数の分割体１１は、Ｙ方向に隣接する分割体１１同士の間に隙間Ｇが空くように配されている。Ｙ方向における分割体１１同士の間の隙間Ｇは、屋根３と発電モジュール１０との間に風が吹き込んだ場合の風の排出経路の役割を果たす。なお、図３に示すように、本実施形態では、Ｘ方向に延びる帯形状の膜体１１ａに対して、Ｘ方向に隣接配置された線状体１２同士の間の領域に収まるように、モジュール本体１１ｂが配置された構成が採用されるが、モジュール本体１１ｂの配設形態はこれに限定されない。例えば、一部の線状体１２の上をＸ方向に通過する形態のモジュール本体１１ｂを採用してもよい。４．線状体１２の連結構造線状体１２の連結構造について、引き続き図３を用いて説明する。上述のように、本実施形態において、各太陽光発電装置１は、８本の線状体１２を備える。以下の説明において、８本の線状体１２を互いに区別するために、Ｘ方向での配列順に、第１線状体１２１、第２線状体１２２、第３線状体１２３、第４線状体１２４、第５線状体１２５、第６線状体１２６、第７線状体１２７、第８線状体１２８とする。この内、Ｘ方向の配列において、両外側に配される第１線状体１２１および第８線状体１２８を除く線状体１２２～１２７が中間線状体である。８本の線状体１２１～１２８の各々は、Ｙ方向に張設されている。なお、図３では、第１線状体１２１および第８線状体１２８の各々がＹ方向に対して斜め方向に延びる部分を有するように図示しているが、第１線状体１２１および第８線状体１２８が図３に示すような斜め方向に延びる部分を必ずしも有さなくてもよい。すなわち、第１線状体１２１および第８線状体１２８の各々については、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されていてもよい。第２線状体１２２は、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃと、Ｙ方向に沿って延びるレール間方向延伸部１２２ｂと、を有する。そして、第２線状体１２２は、Ｘ方向の一方側に隣接する第１線状体１２１に対して斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃの各一方側の端部で連結されている（連結部Ｐ１，Ｐ２）。また、第２線状体１２２は、Ｘ方向の他方側に隣接する第３線状体１２３に対して斜め方向延伸部１２２ａ，１２２ｃの各他方側の端部で連結されている（連結部Ｐ３，Ｐ４）。図３の拡大部分に示すように、連結部Ｐ３においては、線状体１２２と線状体１２３とが連結部材ＪＭで連結されている。連結部材ＪＭで連結される線状体１２２と線状体１２３とは、連結部Ｐ３で相対的に変位できないように拘束されている。なお、図３の拡大部分では、連結部Ｐ３だけを図示しているが、他の連結部Ｐ１～Ｐ２，Ｐ４～Ｐ１４についても同様の構成で線状体１２同士が連結されている。Ｙ方向において、一方側に隣接する第１線状体１２１との連結部Ｐ１，Ｐ２と他方側に隣接する第３線状体１２３との連結部Ｐ３，Ｐ４とは、相対的にズレを有する位置関係で配されている。第３線状体１２３は、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部１２３ａ，１２３ｃと、Ｙ方向に沿って延びるレール間方向延伸部１２３ｂと、を有する。そして、第３線状体１２３は、Ｘ方向の一方側に隣接する第２線状体１２２に対して斜め方向延伸部１２３ａ，１２３ｃの各一方側の端部で連結されている（連結部Ｐ３，Ｐ４）。また、第３線状体１２３は、Ｘ方向の他方側に隣接する第４線状体１２４に対して斜め方向延伸部１２３ａ，１２３ｃの各他方側の端部で連結されている（連結部Ｐ５，Ｐ６）。Ｙ方向において、Ｘ方向の一方側に隣接する第２線状体１２２との連結部Ｐ３，Ｐ４と他方側に隣接する第４線状体１２４との連結部Ｐ５，Ｐ６とは、相対的にズレを有する位置関係で配されている。太陽光発電装置１では、Ｘ方向に配列された４本の線状体１２１～１２４により、連結部Ｐ１～Ｐ６を頂点とする六角形の格子が構成される。六角形の格子は、第２線状体１２２の連結部Ｐ１～Ｐ４の間の各部１２２ａ～１２２ｃ、および第３線状体１２３の連結部Ｐ３～Ｐ６の間の各部１２３ａ～１２３ｃを外辺として構成される。第４線状体１２４は、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部１２４ａ，１２４ｃと、Ｙ方向に沿って延びるレール間方向延伸部１２４ｂと、を有する。そして、第４線状体１２４は、Ｘ方向の一方側に隣接する第３線状体１２３に対して斜め方向延伸部１２４ａ，１２４ｃの各一方側の端部で連結されている（連結部Ｐ５，Ｐ６）。また、第４線状体１２４は、Ｘ方向の他方側に隣接する第５線状体１２５に対して斜め方向延伸部１２４ａ，１２４ｃの各他方側の端部で連結されている（連結部Ｐ７，Ｐ８）。Ｙ方向において、Ｘ方向の一方側に隣接する第３線状体１２３との連結部Ｐ５，Ｐ６と他方側に隣接する第５線状体１２５との連結部Ｐ７，Ｐ８とは、相対的にズレを有する位置関係で配されている。第５線状体１２５は、Ｘ方向およびＹ方向の双方に対して斜めとなる方向に延びる斜め方向延伸部１２５ａ，１２５ｃと、Ｙ方向に沿って延びるレール間方向延伸部１２５ｂと、を有する。そして、第５線状体１２５は、Ｘ方向の一方側に隣接する第４線状体１２４に対して斜め方向延伸部１２５ａ，１２５ｃの各一方側の端部で連結されている（連結部Ｐ７，Ｐ８）。また、第５線状体１２５は、Ｘ方向の他方側に隣接する第６線状体１２６に対して斜め