專利名稱：太陽能電池發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池發(fā)電裝置，特別是能夠作為住宅或辦公室等的自家用發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代生活中，照明、加熱、動力、空調(diào)、暖氣等工作中都使電力。通常，電力是由公共的商業(yè)用電源所供給，最多也就是在醫(yī)院等處與應(yīng)急用自家發(fā)電機(jī)一并使用的程度。但是，近年來，伴隨著太陽能電池的發(fā)電效率的提高與價格的下降，一般的住宅或辦公室等也采用了由太陽光進(jìn)行自家發(fā)電。
歷來，在太陽光自家發(fā)電中所使用的太陽能電池，是作為所規(guī)定的規(guī)格尺寸的面板而提供，為了接收太陽光而設(shè)置在房頂面上時，配列所規(guī)定數(shù)目的面板。而且，從配列的面板延伸的輸出電纜以適當(dāng)?shù)臄?shù)目串聯(lián)連接，得到所希望的輸出電壓，同時，再將串聯(lián)連接的這些電纜進(jìn)行適當(dāng)數(shù)目的并聯(lián)連接，得到所希望電力容量。
這些輸出電纜的連接，是在房頂面上各面板之間依次進(jìn)行。也就是說，如圖4所示，太陽能電池面板99在建筑物的坡度房頂上縱橫多枚配置。從斜坡下側(cè)的太陽能電池面板99的輸出電纜100引出到斜坡上側(cè)的太陽能電池面板99的背面，在一方的“+”極與另一方的“-”極相連接的同時，所述一方的“-”極與另一方的“+”極進(jìn)而引向上側(cè)的太陽能電池面板99的背面，這樣，使在縱向排列的多枚太陽能電池面板99呈串聯(lián)連接。而且，引出到最上段的輸出電纜100，在集合電纜101上依次將“+”極與“+”極、“-”極與“-”極相接而形成并聯(lián)連接，通過坡度房頂上的貫通孔而進(jìn)入建筑物內(nèi)部，經(jīng)過直流/交流變換器或絕緣變壓器而連接于配電盤。
而且，在住宅等建筑結(jié)構(gòu)物的房頂上設(shè)置太陽能電池，由該太陽能電池向住宅供給電力，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。在房頂上設(shè)置太陽能電池，可以采用在已有的房頂上由專用的臺架固定設(shè)置有太陽能電池的太陽能電池面板的固定臺架式，或在瓦中內(nèi)藏太陽能電池，就是使用太陽能電池瓦修建房頂?shù)确椒ā?br> 而且，在住宅的房頂上設(shè)置太陽能電池發(fā)電裝置的情況下，以雙坡房頂為例，最希望設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置的房頂面能夠朝向日照條件最好的正南面。但是，對于已經(jīng)建造的住宅，太陽能電池發(fā)電裝置的設(shè)置，就必須遵照該住宅的房頂面的取向。因此，在歷來的住宅中，很多情況下，設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置的房頂面并不能朝向日照條件最好的正南面，使之成為太陽能發(fā)電效率明顯降低的主要原因，即使是在房頂上設(shè)置太陽能電池發(fā)電裝置，也往往不能得到所希望的發(fā)電量，這會使居住在太陽能電池發(fā)電住宅的人們提出抱怨。

發(fā)明內(nèi)容
由于所述歷來的輸出電纜100的連接必須在各太陽能電池面板99的背面一側(cè)進(jìn)行，所以會在施工或檢修時帶來種種不便。也就是說，由于在各太陽能電池面板99的背面一側(cè)存在有房頂面材料，所以在房頂上設(shè)置各太陽能電池面板99之后不能夠再進(jìn)行配線。因此，各輸出電纜100的連接操作與各太陽能電池面板99的設(shè)置操作必須平行進(jìn)行，此外，為了串聯(lián)連接，太陽能電池面板99必須按連接的順序而設(shè)置，存在有為了電纜連接使面板的施工受到限制等問題。進(jìn)而，由于輸出電纜100的連接是在太陽能電池面板99的背面進(jìn)行，所以在對這些連接進(jìn)行檢點與修繕時必須將太陽能電池面板99取下，又由于是在房頂上操作，所以就不能避免檢修的繁雜化。特別是，在不明白哪一枚太陽能電池是否不良時，還可能發(fā)生必須將所有的太陽能電池面板99全部取下，依次進(jìn)行檢測的情況，所以存在有檢修非常麻煩的問題。鑒于上述問題，本發(fā)明的第一目的在于，提供一種設(shè)置與檢修都能夠容易進(jìn)行的太陽能電池發(fā)電裝置。
然而，太陽能電池雖然是利用太陽光進(jìn)行發(fā)電的裝置，但如果太陽能電池自身過度發(fā)熱，也會出現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換率下降的問題，因此，在臺架固定式或太陽能電池瓦的情況下，必須實施放熱對策，需要能夠防止能量轉(zhuǎn)換率下降的措施。而且，在臺架固定式的情況下，太陽能電池電線的配線都露在外部，直接受到風(fēng)雨及太陽光的影響，還存在有耐久性的問題。鑒于上述問題，本發(fā)明的第二目的在于，提供一種太陽能電池發(fā)電裝置，具有能夠防止由高溫而引起的能量轉(zhuǎn)換率的下降，經(jīng)常供給穩(wěn)定的電力，同時，使太陽能電池電線的配線不容易受到風(fēng)雨及太陽光的影響，且能夠容易地引進(jìn)室內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的第三目的在于，提供一種在房頂設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置的住宅設(shè)置結(jié)構(gòu)，在設(shè)置有構(gòu)成太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池發(fā)電裝置的住宅中，能夠穩(wěn)定地得到所需要的發(fā)電量，在設(shè)置在房頂設(shè)有太陽能電池發(fā)電裝置的住宅時，能夠盡量避免各種制約因素的影響。
本發(fā)明的特征在于是使用多枚太陽能電池面板20的太陽能電池發(fā)電裝置19，從所述多枚太陽能電池面板20所輸出的電纜21分別與配線連接器相連接，由所述配線連接器將所述輸出電纜21相互連接，使所述各太陽能電池面板20成為所規(guī)定的連接關(guān)系。而且，其特征還在于所述配線連接器設(shè)置有與所述輸出電纜21相連接的多個輸入接頭，以及與所述輸入接頭個別連接的多個輸出接頭，通過由接線電纜2將所述輸出接頭與輸出接頭之間的連接，使連接在各輸入接頭的輸出電纜21相互連接。
進(jìn)而，其特征還在于所述輸入接頭及輸出接頭配置在所述配線連接器的正面與背面，且各自與所述太陽能電池面板20的配置形式相對應(yīng)而分組。而且，其特征還在于所述太陽能電池面板20配置在建筑物的坡度房頂?shù)恼?，所述配線連接器配置在所述坡度房頂內(nèi)的房頂里層空間內(nèi)，從所述各太陽能電池面板20所輸出的電纜21分別貫通所述坡度房頂，與所述配線連接器相導(dǎo)通。
而且，其特征還在于在安裝有多個太陽能電池的房頂面板33并排排列，且固定于梁的住宅等的安裝有太陽能電池的房頂上；所述房頂面板33，是在房頂面板主體39上貼附設(shè)置有太陽能電池的太陽能電池面板20，在房頂面板主體39與太陽能電池面板20之間，形成向一個方向延伸的通氣層41；安裝有該太陽能電池的該房頂面板33，是呈沿著所述通氣層41從房檐部37向屋脊部38的斜坡而延伸的狀態(tài)，固定于所述梁；所述太陽能電池的電線66，經(jīng)過所述通氣層41從所述屋脊部38向住宅J內(nèi)配線。
而且，本發(fā)明的房頂34上設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置19的住宅J的設(shè)置結(jié)構(gòu)特征是，在雙坡房頂98的房頂面上設(shè)置有太陽光發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池發(fā)電裝置19的住宅J中，所述雙坡房頂98的房頂面的坡度方向，朝向?qū)τ谡戏较颉?0度的范圍內(nèi)而配置建筑。所以，通過設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置19的住宅J雙坡房頂98的房頂面的坡度方向朝向?qū)τ谡戏较颉?0度的范圍內(nèi)而配，能夠經(jīng)常得到規(guī)格范圍內(nèi)的發(fā)電量。
根據(jù)權(quán)利要求1～4中所述的本發(fā)明，從各面板的輸出電纜全部引出到配線連接器，在該配線連接器上相互連接。所以，在設(shè)置時，首先設(shè)置面板，將輸出電纜引出到配線連接器，接著在配線連接器上進(jìn)行各配線的連接即可，可以不采用歷來技術(shù)中的平行操作，使操作的自由度提高。而且，在檢修時，能夠?qū)ε渚€連接器的全部的輸出電纜的連接關(guān)系進(jìn)行檢查等，還能夠通過輸出電纜進(jìn)行各面板的導(dǎo)通不良的檢查，沒有必要像歷來的技術(shù)那樣將各面板依次取下，能夠使檢修操作大幅度簡化。
特別是，通過使用接線電纜進(jìn)行配線連接器中輸出電纜的相互連接，使連接能夠迅速、容易地進(jìn)行，在檢修時也能夠簡單地識別配線關(guān)系。而且，與面板的縱橫分組相對應(yīng)進(jìn)行配線連接器中的接頭配置，能夠更加順利且確實地進(jìn)行施工與檢修。進(jìn)而，將配線連接器設(shè)置在房頂里層，可以不露出設(shè)置有太陽能電池的房頂，僅對房頂里層配置的配線連接器就能夠完成檢修，能夠使操作性得到大幅度提高。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于是通過配線連接器而進(jìn)行太陽能電池面板的輸出電纜的相互連接，所以能夠省去設(shè)置時的平行操作、檢修時面板的取下等操作，由此使設(shè)置及檢修能夠更容易地進(jìn)行。
根據(jù)權(quán)利要求5所述的本發(fā)明中安裝有太陽能電池的房頂面板，通過房頂面板通氣層的空氣流，成為從房檐部向屋脊部的上升氣流，所以能夠促進(jìn)太陽能電池面板的放熱，抑制溫度的上升，其結(jié)果是，能夠經(jīng)常維持高的太陽能電池面板的能量轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到供給穩(wěn)定的電力的目的。而且，太陽能電池面板的電線配置在通氣層內(nèi)，受到太陽能電池面板的保護(hù)而不露在外面，所以不容易直接受風(fēng)雨的影響。進(jìn)而，由于通氣層內(nèi)所配置的太陽能電池面板的電線，是從屋脊部到室內(nèi)而配置，所以在安裝房頂面板時將電線接線并引出屋脊一側(cè)，在施工時就能夠從通氣層引出到屋脊一側(cè)，配線到室內(nèi)。由此，可以省去在房頂上進(jìn)行配線操作，容易地進(jìn)行室內(nèi)配線。而且，將太陽能電池組件的電線配置于通氣層，電線受到太陽能電池組件的保護(hù)而不露在外面，所以不容易直接受風(fēng)雨的影響。
根據(jù)設(shè)置有權(quán)利要求6所述的在房頂上設(shè)置太陽能電池發(fā)電裝置的住宅的設(shè)置結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置有太陽能電池發(fā)電裝置的住宅的雙坡房頂?shù)姆宽斆娴钠露确较颍浅驅(qū)τ谡戏较颉?0度的范圍內(nèi)而配置建筑，所以能夠經(jīng)常得到穩(wěn)定的規(guī)格范圍內(nèi)的發(fā)電量。因此，在由高效率地太陽能發(fā)電，得到所希望的發(fā)電量的同時，還能夠減少各種制約因素對構(gòu)筑太陽能發(fā)電住宅時的影響。


圖1是表示本發(fā)明中太陽能電池發(fā)電裝置的一個實施形式的側(cè)面模式圖。
圖2是表示所述實施形式的主要部分的側(cè)面模式圖。
圖3是表示本發(fā)明中太陽能電池發(fā)電裝置的另一個實施形式的正面圖。
圖4是表示歷來的例子的側(cè)面模式立體圖。
圖5是表示設(shè)置了安裝有本發(fā)明太陽能電池的房頂面板的住宅房頂?shù)囊粋€實施形式的立體圖。
圖6是設(shè)置了安裝有太陽能電池的房頂面板的住宅房頂?shù)膫?cè)截面圖。
圖7是設(shè)置了安裝有太陽能電池的房頂面板的住宅房頂?shù)慕孛鎴D。
圖8是安裝有太陽能電池的房頂面板的立體圖。
圖9是太陽能電池組件的連接構(gòu)件的截面圖。
圖10是適用于安裝有太陽能電池的房頂面板的住宅房頂?shù)奈菁共康慕孛鎴D。
圖11是表示太陽能電池面板的接頭部實施形式的截面圖。
圖12是在房頂上設(shè)置安裝有太陽能電池的房頂面板的住宅的設(shè)置結(jié)構(gòu)配置方位的平面圖。
符號說明7-配電盤19-太陽能發(fā)電裝置20-太陽能電池面板23-終端箱24-變換器26-變壓器箱
33-安裝有太陽能電池的房頂面板41-通氣層44-縱向芯材45a、45-橫向芯材46-透明板47-密封接頭53-隔離片75-勾縫密封墊78-接頭用太陽能電池面板J-住宅具體實施方式
下面結(jié)合附圖對權(quán)利要求1～4所述的本發(fā)明的實施形式加以說明。圖1是表示設(shè)置本發(fā)明中太陽能電池發(fā)電裝置19的住宅J。本實施形式的住宅J，在接受由商業(yè)電源12供給的電力的同時，還由太陽能電池發(fā)電裝置19進(jìn)行電力自給乃至向商業(yè)電源12反向充電。
商業(yè)電源12通過電源線13連接于住宅J，該電源線13是經(jīng)過設(shè)置在住宅J附近的通道14而進(jìn)入住宅J內(nèi)。通道14內(nèi)設(shè)置有配線箱15，在其內(nèi)部各自串聯(lián)設(shè)置有累計計算從電源線13向住宅J所供給電力量的購買電度表16、累計計算從住宅J向商業(yè)電源12反向流動電力量的電度表17、以及為了切斷電源線13中過大電流的外部切斷器18。
住宅J內(nèi)設(shè)置有配電盤7，接入的電源線13通過配電盤7分線連接于住宅J內(nèi)各照明器具或插座等一般負(fù)荷8的室內(nèi)配線9。在配電盤7中，設(shè)置有在分線前的電源線13上的主干斷電器10、以及分別在分線后的室內(nèi)配線9上的各系統(tǒng)斷電器11。主干斷電器10，是在電源線13中的導(dǎo)通電流超過與契約(合同)相對應(yīng)的值(例如60安培)時切斷電流的斷電器。各系統(tǒng)斷電器11，是在各系統(tǒng)的室內(nèi)配線9的導(dǎo)通電流超過允許值(例如20安培)時切斷電流的斷電器。
太陽能電池發(fā)電裝置19，是由設(shè)置在房頂面的多個太陽能電池面板20將太陽光轉(zhuǎn)換為電力而利用的裝置。各太陽能電池面板20的輸出，連接到配線連接器，即終端箱23，由變換器24將其從直流變換為交流后，經(jīng)過變壓器箱26連接于配電盤7。
在變壓器箱26內(nèi)，設(shè)置有為了將變換器24以前的電與配電盤7絕緣的變壓器27；在向配電盤7的商業(yè)電源12中途斷絕時切斷通電的繼電器線路28；以及由過大電流將通電切斷的斷電器29。而且，在變壓器27與繼電器線路28之間的部分，還通過斷電器31分線連接有應(yīng)急用插座32。從變壓器箱26到配電盤7的電源供給線路，即電源線30，通過配電盤7的各系統(tǒng)斷電器11中的一個與電源線13及各室內(nèi)配線9的分線部分相連接。
在圖2中，表示的是太陽能電池面板20及終端箱23的配線狀態(tài)的模式。從太陽能電池面板20的背面，引出分別平行形成“+”極導(dǎo)線與“-”極導(dǎo)線的輸出電纜21。各輸出電纜21全部通過房頂面斜坡上部乃至屋脊部附近而引入到房頂里層(參照圖1)。在各輸出電纜21的先端，安裝有“+”極與“-”極各自的連接插頭22。作為連接插頭22，可以適宜地使用6.5mm徑的標(biāo)準(zhǔn)插頭、或PCA銷插頭等已有的各種形式的插頭。
在終端箱23的背面，配置有能夠與連接插頭22相連接的輸入插座(圖中省略)，在與此相對面的表面上，配置有相同數(shù)量的輸出插座1。各輸出插座1分別與對應(yīng)的輸入插座相連接。各輸出電纜21的各“+”極與“-”極的連接插頭22，全部連接于終端箱23的輸入插座。
終端箱23的輸出插座1，連接于到達(dá)特定的兩個變換器24的電纜25，其余部分連接于在兩端具有連接插頭的接線電纜2。此時，電纜25的“+”極側(cè)與某一個輸出電纜21的“+”極相連接，該輸出電纜21的“-”極在接線電纜2與其它輸出電纜21的“+”極相連接。而且，電纜25的“-”極與某一個輸出電纜21的“-”極相連接，該輸出電纜21的“+”極在接線電纜2與其它輸出電纜21的“-”極相連接。通過這樣的在終端箱23內(nèi)的配線，實現(xiàn)全部太陽能電池面板的串聯(lián)連接。
還有，在終端箱23內(nèi)的配線，也并不限于全部串聯(lián)，也可以采用并聯(lián)插座或“Y”型分線電纜等已有的分線方法，也可以采用將串聯(lián)連接的兩個系統(tǒng)分組進(jìn)行并聯(lián)，串聯(lián)與并聯(lián)等連接設(shè)定，只要是與太陽能電池面板20的數(shù)量、所要求的電壓(串聯(lián)連接的積累)、所要求的電流(由并聯(lián)連接完成)等相適應(yīng)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)置即可。
在這樣的本實施形式中，按以下的順序進(jìn)行設(shè)置。首先，在房頂上依次排列配置太陽能電池面板20。此時，從各太陽能電池面板20的輸出電纜21延伸到住宅J內(nèi)?？紤]到電纜的操作，希望能夠從下側(cè)的太陽能電池起開始設(shè)置。而且，考慮到后面的配線與檢修等，在各輸出電纜21的先端安裝能夠表示是哪個太陽能電池面板20的標(biāo)簽等。
接著，在住宅J內(nèi)，將送入的各輸出電纜21連接于終端箱23。進(jìn)而，將電纜25連接于接線電纜2及變換器24，使各自處于所規(guī)定的配線狀態(tài)。此時，由輸出電纜21先端的標(biāo)簽將太陽能電池面板20進(jìn)行分組，這樣檢修非常容易。
另一方面，在本實施形式中，按以下的順序進(jìn)行檢修。首先，在住宅J內(nèi)，在終端箱23的輸出插座1中，從與相同太陽能電池面板20相對應(yīng)的“+”到“-”極依次拔出接線電纜2等，在此處連接檢測器，通過輸出電纜21檢測太陽能電池面板20是否導(dǎo)通，以及測定電阻等電特性。而且，通過反復(fù)進(jìn)行調(diào)查取下的接線電纜2的導(dǎo)通狀態(tài)，或者是檢查連接順序等，能夠從住宅J內(nèi)檢測太陽能電池面板20及其連接狀態(tài)。
根據(jù)這樣的本實施形式，由于在終端箱23進(jìn)行了輸出電纜21的連接配線，所以能夠分別進(jìn)行太陽能電池面板20的設(shè)置與輸出電纜21的相互連接，不必采用歷來的平行操作即可，因此使操作的自由度提高。這樣，在由少的人數(shù)就能夠進(jìn)行操作的同時，還能夠使房頂上的操作迅速完了，可以減低高空操作的危險性，還能夠減低雨天時雨水的浸入。
而且，在檢修時，能夠住宅J內(nèi)的終端箱23中進(jìn)行外部的輸出電纜21的連接關(guān)系的檢查，同時，還能夠通過輸出電纜21對各太陽能電池面板20的導(dǎo)通不良等進(jìn)行檢查。所以，就沒有必要像歷來的裝置那樣，每次對各太陽能電池面板20自身或連接狀況進(jìn)行檢修時，需要登上房頂進(jìn)行將太陽能電池面板20依次取下等煩瑣的操作，這樣在避免高空作業(yè)的危險性的同時，還能夠使檢修操作大幅度地簡化。
特別是，在本實施形式的終端箱23中，由于是使用接線電纜2進(jìn)行將各輸出電纜相互連接，所以設(shè)置時能夠迅速、容易地進(jìn)行連接，檢修時的拆卸與安裝也容易，且能夠簡單地識別配線關(guān)系。
圖3是表示本發(fā)明的其它實施形式。本實施形式基本上與上述圖2中所示的實施形式相同，但終端箱23的形式不同。也就是說，在終端箱23的表面，配置有多個輸出插座1，雖然從由適宜的接線電纜2進(jìn)行連接這一點上與上述實施形式相同，但在本實施形式中，既定數(shù)的輸出插座1在每個區(qū)段3匯總。
具體說來，在各區(qū)段3配置10個輸出插座1，所以在每個區(qū)段3內(nèi)可以有5枚太陽能電池面板20依次串聯(lián)連接。而且，設(shè)置有6個區(qū)段3。還有，在所述表面的一端設(shè)置有別的區(qū)段4，在那里縱向并列有多個次插座5。這些插座15的右側(cè)作為“-”極，左側(cè)作為“+”極相互并列連接，“+”“-”各極通過斷電器6連接于朝向變換器24的電纜25。
并聯(lián)連接的各區(qū)段3的兩端“+”“-”極分別與次插座5的“+”“-”極相連接，由此使在區(qū)段3串聯(lián)連接的各太陽能電池面板20在區(qū)段4內(nèi)并聯(lián)連接，呈向變換器24輸出的狀態(tài)。根據(jù)這樣的本實施形式，由于通過在終端箱23中各太陽能電池面板20的串聯(lián)連接而分組，能夠使各組的并聯(lián)連接容易地進(jìn)行，所以能夠容易地設(shè)定各太陽能電池面板20的連接關(guān)系，得到所希望的電壓及電流，由于表面的區(qū)段3、14的明了，能夠提高檢修的效率。
還有，本發(fā)明并不限于上述實施形式，以下所示的變化等也屬于本發(fā)明。也就是說，在所述實施形式中，是在從太陽能電池面板20的輸出電纜21的先端設(shè)置連接插頭22，連接于終端箱23的輸入插座，但也不限于這樣的插頭與插座，也可以剝?nèi)ル娎|21的表面皮膜，露出芯線，采用螺絲式的接頭進(jìn)行連接。由于在這種情況下，在表面?zhèn)鹊妮敵霾遄?也能夠拔插自由，所以與上述實施形式同樣，也能夠容易地進(jìn)行檢修。
還有，在上述實施形式中的住宅J、商業(yè)電源12、太陽能電池發(fā)電裝置19的各部分結(jié)構(gòu)等，都可以根據(jù)實施而進(jìn)行適宜的選擇，電流逆流的有無、配電盤7的形式及容量、太陽能電池面板的配置及形態(tài)、以及終端箱23的形態(tài)等都可以進(jìn)行任意的變更。
參照附圖對權(quán)利要求5中本發(fā)明的實施形式加以說明。圖5是使用多枚安裝有該實施形式的太陽能電池的房頂面板1(以下簡稱房頂面板)構(gòu)成房頂34，表示的是住宅J的房頂部分，這些安裝有太陽能電池的房頂面板33，構(gòu)成面向南的房頂35的全體。
安裝有太陽能電池的房頂面板33的基本結(jié)構(gòu)是，從住宅J的房檐部37向屋脊部38而一體形成，房頂面板主體39上，多個貼敷設(shè)置有設(shè)有太陽能電池的面板狀太陽能電池組件40，在二者之間，形成從房檐部37向屋脊部38的通氣層41。
如圖6及圖7所示，房頂面板主體39是由向房頂34的屋脊部38一側(cè)擴(kuò)張延伸的房頂面板主體39a與向房檐部37一側(cè)擴(kuò)張延伸的房頂面板主體39b接合而成。它們的形狀都是長方形，寬度相同，房頂面板主體39b的長度較長。
房頂面板主體39(3A、3B)，在上面實施了瀝青鋪頂42的長方形的膠合板43的下面，緊密固定有多個縱向芯材44及橫向芯材45?？v向芯材44是緊密固定在沿著膠合板43長度方向的兩邊緣部及中央。而橫向芯材45具有兩種，緊密固定在沿著膠合板43寬度方向的兩邊緣部的橫向芯材45a，及在它們之間沿著膠合板43寬度方向緊密固定在膠合板43上的多根(這種情況下是兩根)橫向芯材45b。各橫向芯材45等間距配置。這些縱向芯材44與橫向芯材45，是由黏結(jié)劑或釘子緊密固定于膠合板43。
另一方面，如圖8所示，太陽能電池組件40，在矩形的透明板46中內(nèi)藏有太陽能電池(圖示省略)，該透明板46是由密封接頭47組成多枚(在這種情況下是6枚)長方形的面板狀的板。作為太陽能電池，是利用PN結(jié)的能量轉(zhuǎn)換器，例如在N型的Si板上形成1～3層的P型層，光從表面達(dá)到PN結(jié)，利用其光電效應(yīng)。
該太陽能電池組件40，與所述各房頂面板主體39a、39b具有相等的寬度，在這些房頂面板主體39a、39b上面，在長度方向與各房頂面板主體39a、39b的長度一致的狀態(tài)下，貼敷設(shè)置有多枚(這種情況下是5枚)。
如圖9所示，所述太陽能電池組件40，是由密封透明板46的結(jié)合端部的丁基橡膠等構(gòu)成的彈性構(gòu)件48；設(shè)置在這些彈性構(gòu)件48之間的襯墊49；夾持這些彈性構(gòu)件48與襯墊49的緩沖墊50、以及夾持這些緩沖墊50的連接片51所構(gòu)成。通過將上側(cè)的連接片51與襯墊49之間固定于小螺釘52，使透明板46·10相互接合。還有，該密封接頭47是通過彈性構(gòu)件48起到透明板46·10之間的隔水作用。
在各房頂面板主體39a、39b的上面沿其長度方向的兩邊緣部及兩邊緣部的中央，由黏結(jié)劑等緊密固定有棱柱狀的隔離片53。這些隔離片53沿著房頂面板主體39a、39b的長度方向而延伸，在這些隔離片53上，由黏結(jié)劑等緊密固定有所述密封接頭47下側(cè)的連接片51，由此，各太陽能電池組件40就貼附設(shè)置在房頂面板主體39(3A、3B)上。而且，如圖6等所示，由于有隔離片53的存在，使房頂面板主體39(3A、3B)的上面與太陽能電池組件40的下面之間形成相當(dāng)于隔離片53的厚度隙的空隙，該空構(gòu)成沿著安裝有太陽能電池的房頂面板的長度方向，從房檐部37到屋脊部38的所述通氣層41。
在房頂面板主體39(3A、3B)上，貼附設(shè)置有多個設(shè)有太陽能電池的面板狀太陽能電池組件40，二者之間形成通氣層41，如圖1所示，上述本實施形式的安裝有太陽能電池的房頂面板33，是在太陽能電池組件40向上、房頂面板主體39a在屋脊部38一側(cè)、房頂面板主體39b在房檐部37一側(cè)的狀態(tài)，緊密固定于屋脊梁54、外壁面板55上端的房頂梁56、以及它們之間的房頂梁57。
詳細(xì)地講，房頂面板主體39a的各縱向芯材44的長度方向兩端部，緊密固定于屋脊梁54及房頂梁57，房頂面板主體39b的各縱向芯材44的屋脊部38一側(cè)的端部緊密固定于房頂梁57，各縱向芯材44的房檐部37一側(cè)則緊密固定于房頂梁56。各縱向芯材44的緊密固定是使用黏結(jié)劑等進(jìn)行。
而且，安裝有多個太陽能電池的房頂面板33，在橫向相互緊密接觸排列，構(gòu)成房頂35。還有，相鄰的安裝有太陽能電池的房頂面板33之間的接合是通過由所述密封接頭47將太陽能電池組件40(的透明板46)之間的相互接合而實現(xiàn)的。
還有，如圖7所示，在房檐部37內(nèi)，分別安裝有截面為“L”型的房檐前金屬器具58、椽頭板59，在房屋側(cè)板60的端部，分別安裝有邊緣金屬器具61及山墻封檐板62。
上述安裝有太陽能電池的房頂面板33，構(gòu)成住宅J面向南的房頂35，相反一側(cè)的房頂36，是在上述房頂面板主體39(3A、3B)上，通過芯材68鋪設(shè)一般的房頂板69而構(gòu)成。
而且，如圖10所示，住宅J的屋脊部38的結(jié)構(gòu)，是在構(gòu)成房頂35、2B的上側(cè)房頂面板主體39a之間夾持緊密接合有左右一對的結(jié)合脊木63、29，從房頂35到房頂36，緊密接合有屋脊金屬器具64。房頂35一側(cè)的所述隔離片53與房頂36一側(cè)的所述芯材68，延伸到結(jié)合脊木63、29的上面，在這些隔離片53與芯材68中，分別固定有沿屋脊的長度方向延伸、截面形狀為“コ”型的角鐵70，在屋脊金屬器具64上固定有角鐵71。而且，在屋脊金屬器具64的側(cè)部65上，在屋脊金屬器具64的長度方向上間隔形成多個換氣孔72。
在上述構(gòu)成房頂35的狀態(tài)下，所述通氣層41根據(jù)各隔離片53，由房檐部37向屋脊部38沿其傾斜坡度而延伸，它們在橫向上呈多數(shù)并排的狀態(tài)。這些通氣層41，房檐部37一側(cè)通過平臺67而向外部開放，屋脊部38一側(cè)，經(jīng)過屋脊金屬器具64內(nèi)由換氣孔72向外部開放。
這樣，在上述各太陽能電池組件40中，如圖8所示，相鄰的太陽能電池的異極之間，由通過各房頂面板主體39(3A、3B)與各太陽能電池組件40之間通氣層41的電線66所連接，電線66最終圍在屋脊部38一側(cè)，通過房頂面板主體39a、左側(cè)的結(jié)合脊木63及屋脊梁54之間，與住宅J內(nèi)設(shè)置的充電裝置(未圖示)相連接，由該充電裝置向室內(nèi)配線，供給電力。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本實施形式的安裝有太陽能電池的房頂面板33，由于在各房頂面板主體39(3A、3B)與各房頂面板主體39(3A、3B)上貼附設(shè)置的各太陽能電池組件40之間形成有通氣層41，所以能夠抑制太陽能電池組件40的放熱引起的溫度上升。而且，由于通氣層41是由房檐部37向屋脊部38沿其傾斜坡度而延伸，所以在該通氣層41內(nèi)發(fā)生由房檐部37向屋脊部38的上升氣流，該氣流經(jīng)過屋脊金屬器具64內(nèi)由換氣孔72向外部排出。也就是說，通氣層41內(nèi)空氣的流動，由上升氣流而活躍，由此，能夠更加促進(jìn)抑制太陽能電池組件40的溫度上升的作用。其結(jié)果是，能夠經(jīng)常維持太陽能電池組件40的高的能量轉(zhuǎn)換率，達(dá)到供給穩(wěn)定的電力的目的。
而且，由于各太陽能電池組件40的電線66是鋪設(shè)在通氣層41，受到各太陽能電池組件40的保護(hù)，不露在外部，所以不易直接受到風(fēng)雨及太陽光的影響。
進(jìn)而，通氣層41是從房檐部37到屋脊部38連通的，由此，在組裝帶有太陽能電池的房頂面板33時，將太陽能電池的電線66接線并從屋脊部38一側(cè)引出，就能夠在施工時從通氣層41向屋脊部38一側(cè)引出而向室內(nèi)配線，這樣，就沒有必要在房頂上進(jìn)行太陽能電池的配線操作，減少了施工的麻煩。
還有，在上述實施形式中，僅南側(cè)的房頂是由安裝太陽能電池的房頂面板33所構(gòu)成，當(dāng)然，也可以南北兩側(cè)的房頂都是由安裝太陽能電池的房頂面板33所構(gòu)成。
而且，如圖11所示，本實施形式中太陽能電池面板的安裝結(jié)構(gòu)，是預(yù)先在工廠就在多個房頂面板主體39上安裝軌道狀的安裝構(gòu)件88，同時，在該安裝構(gòu)件88上安裝太陽能電池面板20，在現(xiàn)場，在鄰接的房頂面板39之間安裝太陽能電池面板78。
房頂面板主體39，例如可以是在由槽鋼構(gòu)成的框架的表面上貼附膠合板等房頂面材而構(gòu)成，在房頂面材的表面，貼附瀝青鋪頂?shù)让芊獠牧?3。
太陽能電池面板20，是具有收納有所規(guī)定數(shù)目太陽能電池的平板狀防水箱盒80，以及在該箱盒80的四周所安裝的角狀的框體81的面板。這些箱盒80由框體81更加防水和加強(qiáng)，能夠防止內(nèi)部的太陽能電池由雨水而引起的漏電或短路等事故，保護(hù)太陽能電池面板20的表面免受外界的載荷。
在圖11中，沿著與紙面垂直方向而延伸的框體81的縱框架部82，其下部部分比圖中向左右方向延伸的橫框架部83的下面更向下方突出，成為太陽能電池面板20的支架84。這樣，由該支架84使太陽能電池面板20的荷重傳到所述安裝構(gòu)件88。而且，在支架84上設(shè)置有外側(cè)的下端部分向外側(cè)突出的固定用凸緣部85。
如上所述，預(yù)先在工廠就沿著房頂?shù)膬A斜方向以既定的間隔敷設(shè)有多根軌道狀的安裝構(gòu)件88，形成如圖11所示的結(jié)構(gòu)。也就是說，安裝構(gòu)件88，具有圖中向上開口、截面形狀為“コ”型的溝槽部89，與在該溝槽部89的下方所一體設(shè)置、截面形狀為四邊形的管部90。溝槽部89在承受太陽能電池面板20的支架84的同時，還能夠?qū)⑾掠陼r注入太陽能電池面板20的雨水集中并向房檐部排出。而且，在溝槽部89的底部91上，承載支架84的同時，還螺栓結(jié)合有貫通支架84的固定用凸緣部85的攻絲螺釘92。這樣，底部91就成為固定太陽能電池面板20的固定部。
如圖11所示，在相鄰太陽能電池面板20之間的接縫部分，設(shè)置有截面為曲柄狀的固定件86。該固定件86的下端固定于溝槽部89的底部91，同時，上側(cè)從上方壓緊固定在安裝構(gòu)件88上的太陽能電池面板20的凸緣部79。
而且，管部90是太陽能電池面板20的側(cè)面傾斜，底面部變窄的筒狀，能夠?qū)呐c攻絲螺釘92相螺絲接合的溝槽部89的底部91的螺絲孔所進(jìn)入的雨水等向房檐部排出。在管部90的傾斜側(cè)面上的下端附近，突起設(shè)置有安裝用凸緣部93，通過將貫通該安裝用凸緣部93的螺絲94固定于房頂面板主體39，將安裝構(gòu)件88固定。
這樣的鄰接房頂面板主體39的各自的端部，在安裝既定數(shù)目的與房頂面板主體39不對應(yīng)(不能收納整數(shù)枚)的既定大小的太陽能電池面板20時，可以使用調(diào)整用接合部77，在該調(diào)整用接合部77上安裝接合用太陽能電池面板78。如圖11所示，該太陽能電池面板78與太陽能電池面板20具有完全相同的結(jié)構(gòu)。
鄰接安裝構(gòu)件88之間的接縫部74成為防水結(jié)構(gòu)。也就是說，在鄰接安裝構(gòu)件88的相互對面的側(cè)面之間安裝有襯墊構(gòu)件95、96的同時，跨越這些安裝構(gòu)件88鋪設(shè)有防水帶97。而且，在接縫部74的上部，插入使在圖中上下方向形成3段的舌狀部76向水平方向突出的裝修接縫墊圈75。
而且，在所述實施形式中，房頂面板主體39上太陽能電池面板20的周圍所配置的房頂構(gòu)件87是具有與太陽能電池面板20幾乎同樣大小的四邊形，但并不限于此，例如，也可以由一枚房頂構(gòu)件所形成，所述構(gòu)件將覆蓋除接合部77與太陽能電池面板20部分之外的所有。這樣，能夠使制作與安裝更加容易。
圖12是表示在房頂上設(shè)置安裝有太陽能電池的房頂面板的住宅J的設(shè)置結(jié)構(gòu)配置方位的平面圖。住宅J的發(fā)電效率，在設(shè)置安裝有太陽能電池發(fā)電裝置19的住宅J的雙坡房頂98坡度方向朝向正南時，住宅J的發(fā)電效率最高。但是，由于住宅建筑受到種種限制，所以，雙坡房頂98方向并不總是能夠設(shè)置得朝向發(fā)電效率最高的正南方向。
因此，在發(fā)電電力的規(guī)格范圍內(nèi)對能夠得到所希望發(fā)電量的雙坡房頂98的房頂面的坡度方向的范圍進(jìn)行研究探討的結(jié)果表明，在對于正南方向的±30度的范圍內(nèi)，都能夠經(jīng)常得到規(guī)格范圍內(nèi)的發(fā)電量。由此，如圖12所示，只要將設(shè)置安裝有太陽能電池19的住宅J的雙坡房頂98的房頂面的坡度方向設(shè)置在±30度的范圍內(nèi)(屋脊方向在對于東西方向的±30度的范圍內(nèi))，就可以得到所希望的發(fā)電電力。
根據(jù)這樣的配置建筑住宅J，能夠減少對住宅J在建筑上的各種制約因素的影響，同時，又不使住宅J的發(fā)電效率低下，能夠穩(wěn)定地得到所希望的發(fā)電電力。
而且，雖然未圖示，本發(fā)明的目的還有提供能夠?qū)⑻柲茈姵匕l(fā)電裝置以足夠的安裝強(qiáng)度安裝于房頂面板的安裝太陽能電池的房頂結(jié)構(gòu)，作為其實施形式做以下的說明。
由鄰接的太陽能電池面板之間在房頂?shù)钠露确较蛐纬山涌p部，在該接縫部填充干式防水材料(例如乙烯丙烯三元聚合物(合成橡膠)密封材料、EDPM泡沫材料等)。
在鄰接的太陽能電池面板之間的接縫部填充干式防水材料，使太陽能電池表面成為雨水的通路。
根據(jù)這樣構(gòu)成的安裝有太陽能電池的房頂結(jié)構(gòu)，由于房頂面板與太陽能電池面板的寬度是同一形成的，所以太陽能電池面板的接縫部與房頂面板的接縫部能夠一致。這樣，由于在房頂面板接縫部固定軌道構(gòu)件，在該軌道上固定太陽能電池面板的接合部，所以能夠由房頂面板的椽子確實支撐大重量的太陽能電池的集合體，即太陽能電池發(fā)電裝置，能夠以足夠的強(qiáng)度將太陽能電池發(fā)電裝置安裝在房頂面板上。而且，由于在軌道構(gòu)件的兩側(cè)是以房頂面板寬度的1/2的節(jié)距相互錯開而固定于房頂面板，所以能夠避免來自兩側(cè)的螺絲釘?shù)母蓴_，能夠從操作性良好的斜方向釘入，使操作性提高。進(jìn)而，由于在軌道上形成的鄰接太陽能電池面板之間的接縫部填充了干式防水材料，所以能夠利用太陽能電池面板的表面排出雨水。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池發(fā)電裝置，其特征在于是使用多枚太陽能電池面板的太陽能電池發(fā)電裝置，從所述多枚太陽能電池面板所輸出的電纜分別與配線連接器相連接，由所述配線連接器將所述輸出電纜相互連接，使所述各太陽能電池面板成為所規(guī)定的連接關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池發(fā)電裝置，其特征在于所述配線連接器設(shè)置有與所述輸出電纜相連接的多個輸入接頭，以及與所述輸入接頭個別連接的多個輸出接頭，通過由接線電纜將所述輸出接頭與輸出接頭之間的連接，使連接在各輸入接頭的輸出電纜相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池發(fā)電裝置，其特征在于所述輸入接頭及輸出接頭配置在所述配線連接器的正面與背面，且各自與所述太陽能電池面板的配置形式相對應(yīng)而分組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的太陽能電池發(fā)電裝置，其特征在于所述太陽能電池面板配置在建筑物的坡度房頂?shù)恼?，所述配線連接器配置在所述坡度房頂內(nèi)的房頂里層空間內(nèi)，從所述各太陽能電池面板所輸出的電纜分別貫通所述坡度房頂，與所述配線連接器相導(dǎo)通。
5.一種太陽能電池發(fā)電裝置，其特征在于在安裝有多個太陽能電池的房頂面板并排排列且固定于梁的住宅等安裝有太陽能電池的房頂上，所述房頂面板，是在房頂面板主體上貼附設(shè)置有太陽能電池的太陽能電池面板，在房頂面板主體與太陽能電池面板之間，形成向一個方向延伸的通氣層，該房頂面板，是呈沿著所述通氣層從房檐部向屋脊部的斜坡而延伸的狀態(tài)，固定于所述梁，所述太陽能電池的電線，是經(jīng)過所述通氣層從所述屋脊向室內(nèi)配線。
6.一種在房頂設(shè)置有太陽能發(fā)電裝置的住宅的設(shè)置構(gòu)造，其特征在于在雙坡房頂?shù)姆宽斆嫔显O(shè)置有太陽光發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池發(fā)電裝置的住宅中，所述雙坡房頂?shù)姆宽斆娴钠露确较虺驅(qū)τ谡戏较颉?0度的范圍內(nèi)而配置建筑。
全文摘要
在房頂面設(shè)置的太陽能電池面板(20)輸出的電纜(21)全部導(dǎo)入建筑物內(nèi)的終端箱(42)，連接輸入插座。在反向一側(cè)的輸出插座(11)上連接接線電纜(12)，各太陽能電池面板(20)串聯(lián)連接，在其兩端連接通向變換器的電纜(43A)。由此能夠省去在太陽能電池面板(20)背面的連接及操作。而且，在太陽能電池面板(20)與房頂面板(33)之間形成通氣層(41)而放熱，電線(66)經(jīng)過通氣層從屋脊部配置到住宅J內(nèi)，能夠防止風(fēng)雨。而且，住宅J是在對于正南方向(30)度范圍內(nèi)的方位而配置建筑，能夠得到穩(wěn)定的電力供給。由此提供一種太陽能電池發(fā)電裝置，能夠容易地進(jìn)行設(shè)置與檢修，同時，能夠防止能力轉(zhuǎn)換率的降低，配線不容易受到環(huán)境的影響，且能夠供給穩(wěn)定的電力。
文檔編號H02N6/00GK1627621SQ200310121319
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者石川修 申請人:三澤住宅株式會社