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発明の名称 太陽光発電装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−90296(P2001−90296A)
公開日 平成13年4月3日(2001.4.3)
出願番号 特願平11−268939
出願日 平成11年9月22日(1999.9.22)
代理人 【識別番号】100082968
【弁理士】
【氏名又は名称】苗村 正 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2E108
5F051
【Fターム(参考)】
2E108 KK01 LL01 MM00 NN07 
5F051 BA03 BA18 EA01 EA17 JA02 JA08 JA09
発明者 駒井 浩 / 森川 淳
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】家屋の屋根に太陽電池を設けるとともに、この太陽電池から得られる直流の電気をインバータにより交流の電気に変換して利用する太陽光発電装置であって、少なくとも前記インバータを、小屋裏を換気する小屋裏換気経路に配したことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項2】前記小屋裏換気経路は、小屋裏に空気を導入しうる吸気口と、小屋裏の空気を排出しうる排気口との間で形成されかつ前記換気を促進するファンを具えるとともに、前記インバータを前記吸気口又は排気口の一方に寄せて配したことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置。
【請求項3】前記屋根は、枠組に野地板を配した偏平な屋根パネル基体の前記野地板上面に前記太陽電池が配されかつ前記小屋裏に向く野地板下面に形成される前記小屋裏換気経路内に前記インバータを配したことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを長寿命化させるのに役立つ太陽光発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の太陽光発電装置は、例えば図6に示すように、太陽電池aを屋根bの上に設置するとともに、屋内かつ例えば分電盤cの近傍にインバータdを配したものが知られている。そして、太陽電池aからの直流の電気は、中継端子箱fを介して前記インバータdにより交流の電気に変換され、分電盤cを介して供給される。これにより、発電された電力は、電力会社から供給される電力と併せて負荷iに利用しうるよう構成されている。なお符号gは、需要した電力を計測する電力計、符号hは発電により余剰した電力を電力会社に逆潮流させる際の余剰電力計をそれぞれ示している。
【0003】ところで、インバータdはスイッチング素子などを周期的に導通させることにより直流−交流変換を行うため発熱しやすく、その熱による損傷等により寿命が短いという問題がある。また従来の太陽光発電装置では、インバータdは前記屋根bに配された太陽電池aの全発電量に見合った比較的大型のものが採用されるため、大きな設置面積を必要とし家屋内のスペースを犠牲にするなどの不具合があった。
【0004】本発明は以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、インバータを、小屋裏を換気する小屋裏換気経路に配することを基本として、換気に伴いインバータを空冷でき、しかも家屋の居住スペースを圧迫することなくインバータを設置しうる太陽光発電装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1記載の発明は、家屋の屋根に太陽電池を設けるとともに、この太陽電池から得られる直流の電気をインバータにより交流の電気に変換して利用する太陽光発電装置であって、少なくとも前記インバータを、小屋裏を換気する小屋裏換気経路に配したことを特徴としている。
【0006】また請求項2記載の発明は、前記小屋裏換気経路は、小屋裏に空気を導入しうる吸気口と、小屋裏の空気を排出しうる排気口との間で形成されかつ前記換気を促進するファンを具えるとともに、前記インバータを前記吸気口又は排気口の一方に寄せて配したことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置である。
【0007】また請求項3記載の発明は、前記屋根は、枠組に野地板を配した偏平な屋根パネル基体の前記野地板上面に前記太陽電池が配されかつ前記小屋裏に向く野地板下面に形成される前記小屋裏換気経路内に前記インバータを配したことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図1には、本発明の実施形態として家屋Hの斜視図を示している。図において、本実施形態の太陽光発電装置1は、家屋Hの屋根2に太陽電池3を設けるとともに、この太陽電池3から得られる直流の電気をインバータ4により交流の電気に変換し、その交流電力を家屋の負荷iに利用する。
【0009】前記屋根2は、本実施形態では切妻屋根を例示し、図1に示す如く、屋根2の一方の面Aにのみ太陽電池3を設けており、他方の面Bには一般的な屋根葺材が施工されているものを示す。屋根2の前記一方の面Aは、例えば図2、図3に示す如く、発電用の屋根パネルPを含んで形成されたものを例示する。
【0010】前記発電用の屋根パネルPは、例えば枠材を用いた枠組7の一方の側に野地板9を配した偏平な屋根パネル基体10と、前記野地板9の上面に配された前記太陽電池3とからなり、この太陽電池3が本例では屋根材を形成している。そして前記屋根2の一方の面Aは、本例では発電用の屋根パネルPを3枚用いることにより構成されたものを示している。ただし屋根2を構成する発電用の屋根パネルPの枚数や形状は例示のものに限定されず種々変更しうる。
【0011】前記太陽電池3は、太陽電池セルS(図5に示す)を最小単位とし、これを複数個つなぎ合わせた集合体として定義される。本例では、前記複数個の太陽電池セルSを略矩形に並べてユニット化した太陽電池モジュールMを前記屋根パネル基体10に合計12枚並べて配置している。また前記太陽電池モジュールMは、図4、図5に示す如く、本例では略矩形をなす板状部12Aと、その向き合う両縁辺を把持しかつ前記野地板9に固着される一対の支持部12Bとから構成されている。
【0012】前記板状部12Aは、その断面を図5に拡大して示すように、板状をなす基部13に、ブチルゴム等からなるシールを兼ねたスペーサ15を介して透明な透光板14を張り合わせて構成される。また透明板14の下面には、複数の太陽電池セルS…が例えば蒸着等により固着される。なお太陽電池セルSと基部13との間には空気層が介在している。また前記基部13の下面には、取付金具19を介して固着された樹脂等からなる端子箱17を具えている。該端子箱17は、端子又は該端子からのびるリード線20(図3、図4に示す)を有しており、例えば複数の太陽電池モジュールM間をつなぎ合わせる際に用いうる。
【0013】また前記発電用の屋根パネルPは、図3に示した如く、野地板9の上面に、主ケーブル24を配するとともに、該主ケーブル24には前記各太陽電池モジュールMに対応して配線用の中継箱25を設けている。そして、前記太陽電池モジュールMの支持部13をビス、釘等を用いて前記野地板9の上面に固着し、各太陽電池モジュールMの端子箱17と前記中継箱25とをリード線22にて配線接続する。これにより、12個の太陽電池モジュールMをつなぎ合わせた太陽電池3を構成しうる。この際、リード線20には、配線を容易とするため端部にコネクタ22等を設けるのが好ましい。
【0014】また前記主ケーブル24は、本例では前記野地板9の一方の端部に設けた開口27を通り該野地板9の下面へのびるとともに、本例では該野地板9の下面に固着した例えば放熱フィン付きのケース体Uに内装されたインバータ4に接続されている。このように、発電用の屋根パネルPを用いたときには、太陽電池3、インバータ4等を屋根パネルとして組み込んでユニット化しうる結果、各種の施工、配線などを予め工場等で行うことができ、施工現場での設置作業をより簡易化しうる点で好ましい。また、各発電用の屋根パネルPには、それぞれのパネル分の太陽電池3に見合ったインバータ4を具えることにより、従来に比して1個当たりのインバータ4の装置寸法を軽量かつ小型化でき、例えばパネルに組み込む際の取付が容易となり、また温度上昇なども抑制することが可能になる。なお前記ケース体Uには、インバータ4の他、例えば事故等の場合に系統を保護する系統連係保護装置などを内装しても良い。
【0015】そして本実施形態では、上述のような発電用の屋根パネルPを用いて屋根2を構成することにより、図2に示す如く、前記インバータ4を内装するケース体Uを、小屋裏5を換気する小屋裏換気経路6に配している。このように、発熱しやすいインバータ4を、小屋裏5の換気に際して空気流れが生じる小屋裏換気経路6に配することにより、前記換気空気の流れを有効に利用して該インバータ4を冷却することができ、スイッチング素子などの熱損傷を減じ該インバータの長寿命化を図りうる。またインバータ4が小屋裏5に配されることにより、小屋裏スペースの有効利用を図ることができ、家屋の居住スペースが圧迫されるのも防止できる。
【0016】また小屋裏換気経路6は、本例では例えば小屋裏5に空気を導入しうる吸気口Iと、小屋裏5の空気を排出しうる排気口Oとの間で形成され、本例では換気を促進するファンFを具えたものが例示される。前記吸気口Iは、例えば屋根2の軒先29と外壁Wとの間の小隙間として形成される。この吸気口Iは、例えば棟方向に亘って連続して形成される。また前記排気口Oは、本例では屋根2の棟に換気煙突30を設け、グリルを設けたその換気口31として形成したものを示す。
【0017】前記換気煙突30は、本例では棟部分に固着された換気ボックス30Aと、空気が通過自在な前記換気口31を向き合う2つの面に設けかつ前記換気ボックス30Aを覆う箱状のカバー体30Bとから構成されている。また前記換気ボックス30Aは、前記向き合う換気口31、31間をのびる筒部32を有し、かつその上面に開口部33を具えている。また本実施形態では、前記換気ボックス30A内に前記ファンFを配したものを例示している。従って、本例の小屋裏換気経路6は、前記吸気口Iから、前記発電用の屋根パネルPの野地板9の下面に沿いかつ前記換気ボックス30Aを通って換気口31に至るものとして形成される。そして、前記ファンFを駆動することにより、前記小屋裏換気経路を流れる空気の流速を高め、換気効率をさらに向上させ、ひいてはインバータ4の冷却効果をさらに高めて長寿命化を図るのに役立つ。
【0018】また前記インバータ4を内装するケース体Uを前記吸気口I又は排気口Oの一方に寄せて配することにより、さらに冷却効果を高めることができ、本実施形態では前記インバータ4を前記排気口O側に寄せて配したものが例示されるが、小屋裏5の温度は外気温度よりも高いことが多いため、好ましくは図1の左右の発電用の屋根パネルPL、PR(又は図2の一点鎖線で示す)の如く、吸気口Iに寄せて配することが特に望ましい。またインバータ4の熱により、周囲の空気温度を高めたときには小屋裏5内に上昇気流を発生させ、排気効率を促進するのにも役立つ。
【0019】
【発明の効果】上述したように、請求項1記載の発明では、インバータを、小屋裏を換気する小屋裏換気経路に配することにより、換気に伴う空気の流れによりインバータを冷却しうる。これにより、インバータの熱による素子の破壊等を長期に亘り抑制でき、長寿命化を図りうる。またインバータが小屋裏に配されることにより、小屋裏スペースの有効利用を図ることができ、家屋の居住スペースを圧迫することが防止される。
【0020】また請求項2記載の発明は、前記小屋裏換気経路は、小屋裏に空気を導入しうる吸気口と、小屋裏の空気を排出しうる排気口との間で形成されかつ前記換気を促進するファンを具えることにより、換気がより一層促進されひいてはインバータの冷却効果をより一層高めて長寿命化を図るのに役立つ。また前記インバータを前記吸気口又は排気口の一方に近接して配することにより、さらに冷却効果を高めることができる。
【0021】また、請求項3記載の発明では、前記屋根は、枠組に野地板を配した偏平な屋根パネル基体の前記野地板上面に前記太陽電池が配されかつ前記小屋裏に向く野地板下面に形成される前記小屋裏換気経路内に前記インバータを配しているため、太陽電池、インバータ等を屋根パネルとして組み込んでユニット化しうる結果、各種の配線などを予め工場等で行うことができ、施工現場での設置作業を簡易化しうる。




 

 


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