屋頂部件及其安裝方法
2023-04-22 20:46:46 1
專利名稱：屋頂部件及其安裝方法
技術領域：
本發明涉及包括太陽能電池的屋頂部件。更具體地，本發明涉及易於安裝及電安全性能優異的屋頂部件以及組合太陽能電池和屋頂部件的金屬加強件的接地方法。
在太陽能電池的使用中，需要抗來自外部環境影響、如溫度、溼度或衝擊影響的耐久性。因此，普通太陽能電池組件以這樣的結構來構成光電元件被密封在填充材料中，其表面蓋有抗天氣影響膜或玻璃作為保護材料，並在其外圍或背面附設金屬加強件。
在電安全性方面，為了避免當人接觸到太陽能電池組件外部的金屬加強件部分時被電擊的最壞情況，迄今已採用了將太陽能電池組件外部接地的方法。
圖13和14表示傳統的框架安裝類型的太陽能電池裝置。
如圖13所示，該傳統例的太陽能電池組件陣列由固定在框架1302上的多個太陽能電池組件1301構成。
如圖14的橫截面圖所示，用於該傳統例的太陽能電池組件以這樣的結構來構成太陽能電池元件1401密封在樹脂1404中，其上表面被玻璃1403保護，其下表面由抗天氣影響膜1402保護，及用於加強並安裝到框架上的鋁框架1405連接在其周圍。
對該傳統例的太陽能電池組件的接地將參照圖14作出描述。為了獲得連接到太陽能電池組件的鋁框架1405、不鏽鋼螺栓1407及經由不鏽鋼螺栓1407的不鏽鋼框架1406三個部件的導電，將電纜連接到設在屋頂上的框架1406的一部分上並將該電纜接地，由此獲得每個太陽能電池組件的接地。
但是，對於用來使包括屋頂部件及太陽能電池元件的屋頂部件和太陽能電池的組合的金屬加強件的接地還未開發出不使用上述框架的實用方法。不用說，用電纜來接地大大增加了成本及降低了工作效率，因此產生了問題。
本發明提供了裝在屋頂上的組合太陽能電池及屋頂部件(包括太陽能電池的屋頂材料)的接地方法。
本發明的屋頂部件是固定在屋頂上的部件，每個屋頂部件是具有太陽能電池元件及金屬加強件的組合太陽能電池及屋頂組件，其中金屬部件設在組合太陽能電池及屋頂部件的下面或金屬部件沿相鄰的組合太陽能電池和屋頂部件之間的相鄰部分設置，其中金屬部件作成對多個組合太陽能電池和屋頂部件的金屬加強件導電，及其中金屬部件被接地。
金屬部件最好是設在組合太陽能電池及屋頂部件下面的金屬板，設在相鄰太陽能電池及屋頂部件之間的金屬板或安裝在木架上的金屬板。金屬部件最好也用作組合太陽能電池及屋頂部件相鄰部分的金屬架、長保持夾或蓋。
此外，最好通過部分導電的保持夾獲得組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件和設在襯頂上的金屬部件之間的導電。
也可以考慮保持夾設有螺絲，及通過螺絲使組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件和保持夾之間的導電狀態更可靠。
圖1是表示本發明的板條接縫型屋頂部件的安裝狀態的橫截面圖；圖2是根據本發明的(用於板條接縫型)保持夾的外觀圖；圖3是解釋本發明的板條接縫型屋頂部件的外觀圖；圖4是本發明的(板條接縫型)組合太陽能電池及屋頂部件的外觀圖；圖5是本發明的(水平蓋頂型)組合太陽能電池及屋頂部件的外觀圖；圖6是根據本發明的(水平蓋頂型)保持夾的外觀圖；圖7是解釋本發明的水平蓋頂型屋頂部件安裝方法的外觀圖；圖8是表示本發明的水平蓋頂型屋頂部件安裝狀態的橫截面圖9是表示根據本發明的太陽能電池元件例子的橫截面圖；圖10是本發明的組合太陽能電池及屋頂部件的橫截面結構圖；圖11是根據本發明的一個椽子的例子的透視圖；圖12是根據本發明的保持夾例子的透視圖；圖13是傳統例中框架安裝型太陽能電池裝置的透視圖；圖14是傳統例中框架安裝型太陽能電池裝置的局部橫截面圖；圖15是根據本發明的具有板條的板條接縫型屋頂部件的橫截面結構圖；圖16是使用本發明的長保持夾的屋頂部件的橫截面結構圖。
本發明的組合太陽能電池及屋頂部件包括一個屋頂部件及組成屋頂部件的太陽能電池元件，它們的形狀例表示在圖4上。
圖1是表示圖4中所示屋頂組件安裝狀態的橫截面圖。金屬椽108被預製好，作為位於組合太陽能電池及屋頂部件101下方的金屬件並固定在檁條115上，如圖1所示。隔熱材料110被放置及固定在各金屬椽108之間。每個組合的太陽能電池及屋頂部件101由待固定到金屬椽108上的保持夾105保持。螺絲113被擰在保持夾105上，以使得其頂部壓在組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件上，以獲得電連接。金屬基件114及裝飾蓋111被安裝在保持夾的固定部分上。此外，將一電纜連接在每個金屬椽上，由此獲得電的接地。
在屋頂部件的下方可設置一個襯頂或類似物，以便增強防火及防水性能，由此形成雙層頂的結構。(保持夾)在圖2中表示一個保持夾的例子。如圖所示，該保持夾105具有用於固定到金屬椽上的部分及用於保持組合太陽能電池及屋頂部件的部分。保持夾利用圖中的透孔106固定在支承件如金屬椽上。在圖中，配合部分107是擰入螺絲的部分，用於保證對保持夾的導電。
最好保持夾上攻有螺紋，用於將螺絲固定在保持夾上，或採用另外可使用的措施，例如將螺母焊在保持夾上。可使用自攻螺釘。
另一種可想像的使其導電更可靠的措施是，例如在組合太陽能電池及屋頂部件中形成透孔，將螺絲穿入並將螺絲擰入螺母，而使組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件部分和保持夾相夾緊的一種方法。
也可以考慮，導電的可靠性的增強將通過局部地將組合太陽能電池及屋頂部件焊到保持夾上的方法，將它們彼此用導電粘劑粘合的方法，及類似方法。
另一種可考慮的方法是，將由導電橡膠或薄金屬片如不鏽鋼片作的導電板簧件放置在保持夾及組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件之間。
又一種可考慮的方法是，在保持夾及組合太陽能電池及屋頂部件之間的接觸部分進行鍍錫。
因為保持夾需要具有對組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件的導電性能，最好是使至少它的一部分具有導電性能。此外，因為保持夾具有將該組合太陽能電池及屋頂組件安裝在金屬架上的功能，故它需要具有對此應有的足夠強度。
雖然圖中表示出用於保持組合太陽能電池及屋頂部件一部分的部分保持夾，但其強度還可進一步增強，例如可通過使用長保持夾來保持組合太陽能電池及屋頂部件一側的整個長度。
此外，該組合太陽能電池及屋頂部件可在多部分處或一部分處被保持。
當一個組合太陽能電池及屋頂部件由多個保持夾固定時，組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件及保持夾之間的導電需要對每個太陽能組件至少在一個部分上給出，而用於僅保持組合太陽能電池及屋頂部件的其它保持夾可以是不考慮導電的保持夾。
保持夾可通過處理金屬板來製成。具體地，保持夾例如可通過壓制或折褶0.8mm或1mm厚的不鏽鋼板或鍍鋅鐵板製成。此外，保持夾也可由複合材料如用銀片或銅片的疊層製作，以便增加導電率。
對於將保持夾接地的另外可能措施包括事先將一接地電纜連接到保持夾上的方法，或使用螺栓或類似物將保持夾固定到導電金屬椽上及將金屬椽接地的方法。
(放置在襯頂上的金屬件)放置在襯頂上的金屬件例子為金屬椽、具有附於其上的金屬片的木椽、切割成矩形的金屬板，等。選擇其中之一應考慮與建築物襯頂結構方式相兼容。
在鋼筋結構建築物的情況下使用金屬椽尤其可取。在此情況下，金屬椽的功能不僅是作為導電材料，而且也作為結構材料。金屬椽可由輕型鋼、帽形鋼、帶緣槽鋼、工字鋼作成或通過彎折薄鋼板來製得。
具有普通木椽的金屬板組合特別適合應用於木結構的建築物。這種金屬板的橫截面最好確定成儘可能大。在此情況下，為了減小屋頂上的工作量，金屬板最好預先與椽相組合。組合的方法可以是將金屬折彎成U形並覆蓋木椽的方法，或用螺絲將木椽與具有等寬或近似寬度的金屬板相固定的方法。這允許使用如釘子的固定方法，發揮木材特性的優點並減少了重量。金屬板可以是鍍鋅鐵板、不鏽鋼板或類似板材。
對於具有各種襯頂的屋頂，通過預製具有小寬度及長度範圍為從屋頂部件下面的屋頂一邊緣到另一邊緣的金屬板可獲得與組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件接地的同樣效果。如果該金屬板以網絡圖案裝設，則很容易作到對所有組合太陽能電池及屋頂部件在屋頂上的接地。
對於放置在襯頂上的各金屬件的接地將使用金屬椽作為例子來描述。
例如，可通過將電纜連接到每個金屬椽上並將電纜引入到室內使它們接地，其方式與太陽能電池的輸出電纜相同。
可採用金屬椽之間形成導電的措施，以便通過僅在一部分上這樣連接電纜來實現接地。例如在使用螺栓或類似物將金屬椽固定在接近與金屬椽垂直交叉的建築物金屬檁條上的情況下，通過金屬椽及金屬檁條之間通過螺栓的電連接及通過金屬檁條的接地可獲得金屬椽間的接地。
此外，類似地，通過使用附設在屋頂周圍的屋簷緣板、封簷板、脊蓋、隔板、或類似物可獲得金屬椽之間的導電。
這種可類似的應用不僅用於金屬椽，而且可用於這樣的結構，即其中將金屬板連接在木緣上及將金屬板布置得延伸在屋頂的兩邊緣之間，如同金屬椽但不具有足夠的結構材料強度。上述的安排使得所有組合太陽能電池及屋頂部件的接地成為可能。
如果需要，金屬椽可設有透孔或槽，組合太陽能電池及屋頂部件之間的輸出電纜可通過這些孔或槽。(沿組合太陽能電池及屋頂部件相鄰部分放置的金屬件)沿組合太陽能電池及屋頂件相鄰部分放置的金屬件可以是用利用相鄰部分空間固定金屬板的方法安裝的金屬板。在如板條接縫屋頂的屋頂形式中，可將U形金屬板預先與條板相結合。
也可以是起固定組合太陽能電池及屋頂部件的作用或起相鄰部分裝飾蓋作用的長保持夾。
它的長度最好足以從屋頂的一個邊緣延伸到另一邊緣。與組合太陽能電池及屋頂部件的導電及接地和安裝在襯頂上及位於組合太陽能電池及屋頂部件下部的金屬件的情況相同。(組合太陽能電池及屋頂部件)一個組合太陽能電池及屋頂部件的概要橫截面結構圖被接著表示在圖10中。在圖10中，標號1001表示一個光電元件，1002表示一個下表面加強金屬板，1003表示抗氣候影響的膜，及1004表示填充材料。在本發明的該組合太陽能電池及屋頂部件中，最好使用金屬加強件以保證屋頂的強度。
金屬加強件可以是接近U形的安裝在一部分或周圍上的鋁或不鏽鋼的金屬框件，但更可取的是金屬板或金屬板作成的盒形或各種屋頂形狀的部件。
其理由是不用框架可減少重量及成本。使用作成通常用於金屬屋頂件的形狀的金屬板能使其外觀及安裝方法接近上述優選的那些外觀及方法，並能有助於組合太陽能電池及屋頂部件和金屬屋頂部件的混合蓋頂或類似情況。
金屬板的所需條件是具有足夠的結構強度，可彎曲及優異的可加工性能，具有高抗氣候影響性能及抗蝕性，具有對粘接太陽能電池元件的高粘接強度，等。另一所需條件是可選擇彩色色調，因為根據設施形狀，色調將影響其外觀。
金屬加強件是從鋼板、專門電鍍鋼板、層疊/塗層鋼板或類似板，尤其是銅板、鋁合金板、不鏽鋼板、鍍鋅鋼板或鋅鋁合金電鍍鋼板中選擇的。這些鋼板的厚度最好為0.2mm-2.0mm。最好用聚酯樹脂基漆、環氧樹脂基漆或類似漆塗色，但為了獲得對保持夾可靠的導電，在對保持夾導電的部分上塗膜應被去掉。此外，也容許使用僅塗上一部分而不影響組裝後屋頂外觀的金屬板或類似物。
因為組合太陽能電池及屋頂部件是用於戶外，它們需要具有足夠的抗氣候影響性能及由此需要保護其頂面部分的保護材料。該表面保護材料最好有極佳的透光性及抗氣候影響性能，及它最好具有揮發性，以便防止表面汙染。
該表面保護材料為玻璃膜或抗氣候影響膜。尤其優選的材料是易於達到減輕組合太陽能電池及屋頂部件的重量及增加其尺寸的抗氣候影響膜。
太陽能電池元件最好密封在填充材料中，以保護太陽能電池元件免受外部環境影響，如碰撞的影響。填充材料的具體例子為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，乙烯-丙烯酸酯共聚物樹脂(EEA)，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，矽樹脂及丙烯酸樹脂。
非單晶類型的薄膜半導體太陽能電池特別適於在本發明的屋頂部件中作為太陽能電池元件使用。該太陽能電池元件的例子表示在圖9中。在圖9中，標號901表示襯底，902表示底部反射層，903表示半導體光電層，904表示透明導電層，及905表示收集電極。該太陽能電池元件可以是其中光從襯底側入射的結構。用於半導體光電層的材料可從矽基材料及複合基材料中選擇，而半導體結可從pn結、pin結及肖特基結中選擇。例子(例1)圖4中所示屋頂部件已被製造及安裝，由此獲得良好的接地。
首先，如圖10所示，非晶矽太陽能電池元件1001被夾在EVA(防氣候影響等級的乙烯-醋酸乙烯共聚物；商標名Evflex150，可從Mitsui-DuPont化學公司獲得)板之間，它們設在厚度為0.4mm的塗有聚酯樹脂(商標名Color Grip，可從Daido Kohan KabushikiKaisha公司獲得)的鍍鋅鋼板1002上，然後在其上放置ETFE(乙烯-四氟乙烯；商標名Aflex，可從Asahi Glass公司獲得)1004。它們在真空中受壓並被加熱，形成包括鋼板及太陽能電池元件的整體。然後將接線盒及將電力從太陽能電池元件引到外部的帶有連接器的電纜接在其背面。
此外鋼板的兩對立側在上表面側被彎成豎立狀，如圖4中所示。彎曲是在輥軋成型機上進行的。
圖3表示將本發明的組合太陽能電池及屋頂部件安裝在屋頂上的方法。多個金屬椽108被平行地放置在金屬檁條上並用鑽孔螺絲固定。將刨花扳作為隔熱件110放置並固定在檁條上的金屬椽108之間。金屬椽108設有透孔109，用於各組合太陽能電池及屋頂部件101之間的連接，及在隔熱件110中設有讓電纜103通過的空間。
組合太陽能電池及屋頂部件101被放置在金屬椽108上，並通過連接各組合太陽能電池及屋頂部件101之間的連接器104形成電連接。各組合太陽能電池及及屋頂部件101被圖2中所示的保持夾105保持，並用鑽孔螺絲112固定在金屬椽108上。此外，用螺絲將組合太陽能電池及屋頂部件101壓在並固定在保持夾105的配合部分113上。
利用螺絲的這種固定是在每個組合太陽能電池及屋頂部件的一部分上作出的。
接著，安裝及固定金屬基件114及再在其上附加裝飾蓋111，如圖1的橫截面圖中所看到的。
最後，將5.5mm2的聚氯乙烯絕緣導線通過不鏽鋼螺栓連接到中央金屬椽的脊側邊緣，然後將該導線從屋頂的脊側導入室內，其方式與來自太陽能電池的輸出電纜相同，並且它被接地。
對於本例中每個組合太陽能電池及屋頂部件的接地路徑將參照圖1來描述。首先，從組合太陽能電池及屋頂部件101經過螺絲113、保持夾105及固定保持夾的攻絲螺栓112到金屬椽108形成導電。因為金屬椽108從脊緣延伸到簷緣，所有布置在簷-脊方向上組合太陽能電池及屋頂部件101可以產生對一個金屬椽108的導電。
每個金屬椽108經過攻絲螺栓116對金屬檁條115形成導電。因為金屬檁條115從屋頂的左緣延伸到右緣，所有的金屬檁條水平地平行布置，因此也能類似地形成導電。其結果是，所有組合太陽能電池及屋頂部件101的金屬加強件均形成對一個金屬椽108的導電，最後通過連接在該金屬椽上的導線而接地。
在本發明中，各組合太陽能電池及屋頂部件不用任何屋頂鋪面上的框架進行安裝，由此能大大降低成本及獲得具有屋頂和建築物極佳統一的優異外觀。
此外，通過組合太陽能電池及屋頂部件、保持夾及金屬椽之間的電連接可獲得高的工作效率，並以低成本對各個組合太陽能電池及屋頂部件的金屬外側部分形成接地。此外，通過將螺絲擰入保持夾，增加了對組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件的導電可靠性。
因為組合太陽能電池及屋頂部件在底面具有金屬板，其形狀類似於傳統金屬屋頂，並由保持夾固定，因此能以高可靠性及高工作效率安裝。(例2)本例的組合太陽能電池及屋頂部件基本上用與圖1相同的結構來構成，所不同的是屋頂部件是水平蓋頂類型的屋頂安裝構型。
圖10中所示的金屬加強件及太陽能電池元件的整個組合被彎成圖5中所示形狀。對於組合太陽能電池及屋頂部件，當安裝在屋頂上時位於簷側的邊緣被彎向組合太陽能電池及屋頂部件501的底側並形成U形的簷側連接部分，及在脊側的邊緣被向上彎然後折向後邊並形成脊側連接部分。
接線盒及用於太陽能電池之間電連接的帶有電連接器504的電纜503以與例1中相同的方式連接。
將參照圖7及8來描述組合太陽能電池及屋頂部件的安裝。
通過將0.8mm厚的鍍鋅鋼扳彎曲獲得的帽形鋼件作為金屬椽508被用攻絲螺釘連接到金屬檁條上。
在各金屬椽之間放置並固定作為隔熱件510的刨花板。
然後將組合太陽能電池及屋頂部件501以下述方式安裝到屋頂上。首先從屋簷側開始固定太陽能電池組件；在水平線上的組合太陽能電池及屋頂部件被固定到簷側，然後將逐行的組合太陽能電池及屋頂部件依次地朝著脊側固定。
通過在固定組合太陽能電池及屋頂部件時逐次地連接帶有連接器504的電纜503就獲得了各組合太陽能電池及屋頂部件501之間的電連接。
最簷側的組合太陽能電池及屋頂部件501與阿拉伯式簷509相連接，然後該屋頂部件與屋簷側它上面的下個屋頂部件501相連接。位於脊側的脊側連接部分被它上面的保持夾505保持，並且該保持夾505的基部用攻絲螺釘514固定在金屬椽508上。
保持夾505具有透孔506，用於將保持夾固定到金屬椽508上的攻絲螺釘514穿過該透孔，及具有一配合部分507，用於對組件造成可靠導電的螺絲穿過該配合部分，如圖6所示。
如圖8的概要橫截面圖所示，導電螺絲515被擰緊，因此在保持夾505固定後被壓在組合太陽能電池及屋頂部件上。該螺線的擰緊使組合太陽能電池及屋頂部件501和保持夾505之間的導電更可靠。
這樣，這些太陽能電池及屋頂部件就逐行地從屋簷側安裝到屋脊側。
一根電纜被連接地金屬椽508的脊側端並通過屋頂保護板上的孔被導入室內，其方式與太陽能電池的輸出電纜相同。
現在將描述本例中的每個組合太陽能電池及屋頂部件的接地路徑。首先，獲得從組合太陽能電池及屋頂部件金屬加強件經過螺絲、保持夾、及固定保持夾的攻絲螺栓到金屬椽的導電。因為金屬椽從脊緣延伸到簷緣，所有布置在簷-脊方向上的組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件可作成對一個金屬椽導電。每個金屬椽通過攻絲螺釘對金屬檁條形成導電。因為金屬檁條從屋頂的左緣延伸到右緣，所有的金屬檁條水平地平行布置，因此也能類似地形成導電。其結果是，所有組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件均形成對一個金屬椽的導電，最後通過連接在該金屬椽上的導線而接地。
本例的屋頂部件以與例1中相同的方式高工作效率及低成本地實現了組合太陽能電池及屋頂部件的安裝及組合太陽能電池及屋頂部件的金屬外側部分的接地，及屋頂部件具有水平蓋頂類型屋頂的優異外觀，即具有接近階梯形的外觀及可優先應用於傳統的建築物中。(例3)本例的組合太陽能電池及屋頂部件陣列基本上與例1中相同，所不同的是木椽被不鏽鋼扳覆蓋以獲得各組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件之間的導電。
如圖11所示，木椽1101被作為導電部分的不鏽鋼扳1102覆蓋，它是用來獲得對保持夾導電的部件。不鏽鋼板在需要上螺絲及釘子的部分上設有透孔1103，以便增加固定組件或類似件的工作效率。
如圖12所示，保持夾1104具有透孔1105，用於將保持夾固定到該木椽的螺絲穿過該透孔；及具有一配合部分1106，用於對組合太陽能電池及屋頂部件造成可靠導電的螺絲連接到該配合部分；以及具有另一配合部分1107，用於對設在木椽上的金屬導電部分形成可靠導電的螺絲連接在該配合部分上。在組件被固定後，將螺絲連接到保持夾1104的配合部分1106、1107上。
當簷緣金屬板作為設在各木椽上的導電部分1102之間的導電部件被連接時，與設在各木椽上的導電部分1102的簷側端相接近的部分用攻絲螺絲固定到所有的木椽上。
這就獲得了所有組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件之間的導電。從木椽進行接地的方法與例1中的相同。
本例的屋頂部件以與例1中相同的方式高工作效率及低成本地實現了組合太陽能電池及屋頂部件的安裝及組合太陽能電池及屋頂部件的金屬外側部分的接地，並且它們也是外觀上優異的屋頂部件。此外，使用木椽實現了在通常使用這種木椽的木結構屋上以高工作效率及低成本安裝屋頂部件。(例4)本例的屋頂部件是通過屋頂安裝方法安裝的屋頂部件，稱為用於普通金屬屋頂部件的用扳條作扳條接縫的蓋頂方法。使用在本例中的組合太陽能電池及屋頂部件以與例1中相同方式製作。
圖15是本例的屋頂部件的橫截面結構圖。
板條1502安裝在屋頂護板1506上。
屋頂護板1506在與組合太陽能電池及屋頂部件的端子導出部分重疊的部分上設有槽，太陽能電池通過電纜輸出的串聯連接可通過槽部分作出。
板條1502上覆蓋有作為金屬部件的U形不鏽鋼板1503，用於對組合太陽能電池及屋頂部件1501的導電。
組合太陽能電池及屋頂部件1501被放置在各板條1502之間，並且穿過組合太陽能電池及屋頂部件1501和金屬部件1503將釘子1505釘入板條1502以固定它們。
最後裝上裝飾蓋板1504。
電纜被連接到屋頂脊側緣的金屬部件上。從組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件通過釘子到結合在板條上的金屬件的導電就被獲得，最後將電纜引入屋內，於是就得到最終的接地。
在本例的屋頂部件中，與板條結合的金屬件使所有從脊緣到簷緣布置的各組合太陽能電池及屋頂部件的導電成為可能，本例的屋頂部件以與例1中相同的方式高工作效率及低成本地實現了各組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件的安裝及接地，並且屋頂組件也在外觀上很優異。
板條與金屬板相結合，及它們的使用允許屋頂部件能用通常在屋頂上使用的釘子來固定，這樣進一步提高了工作效率。(例5)本例的屋頂部件是通過屋頂安裝方法安裝的屋頂部件，稱為用於普通金屬屋頂部件的板條接縫的蓋頂方法。
其組合太陽能電池及屋頂部件以與例1中相同的方式製作。
圖16是本例的屋頂部件的橫截面結構圖。
屋頂護板1606被鋪在椽子上。屋頂護板1606。在位於組合太陽能電池及屋頂部件1601的端子引出部分上設有槽，由此能通過槽部分使太陽能電池用電纜作輸出串聯連接。
組合太陽能電池及屋頂部件1601被放置在屋頂護板上。通過整體地從屋頂脊緣到簷緣形成的不鏽鋼保持夾1602來保持組合太陽能電池及屋頂部件1601並用螺絲1603固定。該保持夾用攻絲螺釘1604固定到屋頂護板1606上。電纜被連接到屋頂脊側緣的金屬件上，電纜的另一端被導入屋內，用於接地。最後將裝飾蓋1605連接其上。
本例的屋頂部件以與例1中相同的方式高工作效率及低成本地實現了各組合太陽能電池及屋頂部件的安裝及組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件的接地，並且它們也是外觀上極佳的屋頂部件。
此外，使用長保持夾增加了固定的可靠性，及實現使用組合太陽能電池及屋頂部件相鄰部分的空間作為接地面且不需要加工頂襯或類似物。
本發明的效果本發明通過採用以上措施提供了易於安裝、外觀極佳且用電安全的廉價組合太陽能電池及屋頂部件。
該組合太陽能電池及屋頂部件不用任何框架安裝到鋪設的屋頂上，就去除了用於框架的費用及用於安裝框架的工作，並能使成本顯著降低。
因為無從屋頂突出的框架，就獲得了具有屋頂及建築極佳統一的優異外觀。
在組合太陽能電池及屋頂部件的下面或在太陽能電池之間的相鄰部分中設置金屬部件，及通過用於導電的金屬部件將屋頂部件接地，由此使每個組合太陽能電池及屋頂部件不需要使用許多電纜便能接地。
放置金屬板作為導電的金屬部件，由此使甚至在組合太陽能電池及屋頂組件周圍很小空間的情況下也能放置金屬部件。因為金屬板易於得到、便宜、高耐久性及不用專門處理就可使用，本發明可以作到以高工作效率及低成本放置用於導電的金屬部件。
當金屬部件是安裝在木椽上的金屬板時，對組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件的導電變得容易了。其原因是，組合太陽能電池及屋頂部件的固定部分位於在木椽部分上，就更增加了強度及通過使用固定部分使它們之間的導電變得更加容易。此外，通過預先將金屬板固定在木椽上能夠減少屋頂上的工作量。因為木椽通常用在具有木襯底結構的建築中，本發明能夠與傳統蓋頂方法沒有多大區別地放置金屬部件。
當金屬部件是金屬椽時，使廉價及方便的安裝成為可能。金屬椽通常用在具有如鋼筋結構的襯底結構的建築中作為結構部件。通過該金屬椽的接地避免了放置分開的導電金屬部件的需要。
當金屬部件是放置在相鄰的組合太陽能電池及屋頂部件之間的長保持夾時，就同時地實現了太陽能電池組件的固定及導電，並使屋頂部件變為高工作效率及低安裝成本的部件。
此外，當金屬部件是設置成也蓋住相鄰部分的金屬板及類似於作為相鄰部分上裝飾蓋的功能時，屋頂部件變為在成本、工作效率及外觀上極佳。
當組合太陽能電池及屋頂部件被保持夾固定時，不會在組合太陽能電池及屋頂部件的螺栓部分上產生應力集中的問題。這避免了需要使用重框架作為在構架上的安裝件。也使得在固定組合太陽能電池及屋頂部件時不需要任何加工處理，如在組合太陽能電池及屋頂組件中形成栓孔成為可能。其結果是，這種設計使組合太陽能電池的重量降低及成本下降成為可能。迄今作為屋頂部件使用的金屬屋頂部件通常以與上述固定方法相同的方式使用連接或保持夾來安裝。組合太陽能電池及屋頂部件的形狀被作成更接近於這些傳統金屬屋頂部件的形狀，這就增加了固定方法的共同性、附件的共同性等，及它實現了改進工作效率及具有優異外觀的屋頂部件。也可以使組合太陽能電池及屋頂部件及普通金屬屋頂部件混合蓋頂成為可能。
此外，一部分保持夾是導電的及通過組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件及鋪設在襯頂上的金屬部件之間的保持夾獲得導電，由此可在組合太陽能電池及屋頂部件及金屬部件之間不使用電纜便能獲得導電，於是就實現了低成本及高工作效率的屋頂部件。
保持夾具有導電螺絲及在組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件、螺絲及保持夾的導電部分之間獲得導電，由此使組合太陽能電池及屋頂部件的金屬外側部分和保持夾之間的導電更可靠。
當金屬增強件是設在組合太陽能電池及屋頂部件周圍至少一部分上的金屬框件時，對於用作屋頂部件的太陽能電池就達到了足夠的強度。
當組合太陽能電池及屋頂部件的金屬加強件是設在太陽能電池底部的金屬板時，屋頂部件能夠以與傳統的金屬屋頂相似的形狀形成，及組合太陽能電池和屋頂部件在屋頂強度、外觀及工作效率方面極佳。該組合太陽能電池及屋頂部件能無框架縫地安裝，閃光性能優異及重量輕，因此該組合太陽能電池及屋頂部件是對建築物無重負荷及具有高安裝工作效率的部件。
權利要求
1.一種屋頂部件，包括太陽能電池及金屬加強件，其中所述金屬加強件放置在至少一個導電部件上，該導電部件與金屬加強件電連接及該導電部件被接地。
2.根據權利要求1的屋頂部件，其中所述導電部件是金屬板。
3.根據權利要求1的屋頂部件，其中所述導電部件是安裝在木椽上的金屬板。
4.根據權利要求1的屋頂部件，其中所述導電部件是金屬椽。
5.根據權利要求1的屋頂部件，其中所述金屬加強件及所述導電部件通過保持夾形成導電，保持夾的至少一部分具有導電性能。
6.根據權利要求5的屋頂部件，其中所述保持夾具有配合部分，一個螺絲使所述金屬加強件壓在保持夾的配合部分上，在金屬加強件、所述螺絲，及所述保持夾的導電部分之間形成導電。
7.根據權利要求5的屋頂部件，其中所述保持夾是金屬保持夾，所述金屬保持夾具有鉤狀連接部分，用於保持金屬加強件；固定部分，用於固定到屋頂襯底上；及配合部分，金屬螺絲與它相連接，其中包括金屬加強件的部分被夾在保持夾的連接部分及屋頂襯底之間，保持夾的固定部分被固定到屋頂襯底上，擰在保持夾上的金屬螺絲處於與金屬加強件靠固接觸的狀態，及金屬加強件和保持夾通過金屬螺絲形成導電。
8.根據權利要求1的屋頂部件，其中金屬加強件是設在屋頂部件周圍至少一部分上的金屬框件。
9.根據權利要求1的屋頂部件，其中金屬加強件是設在屋頂部件底面的金屬板。
10.根據權利要求9的屋頂部件，其中所述屋頂部件具有在非電力產生區域中的金屬板塑性加工獲得的連接部分，所述連接部分具有至少一個未有絕緣膜的部分，其中所述金屬板至少通過未有絕緣膜的部分與設在屋頂襯底上的導電部件形成導電。
11.一種屋頂部件，包括太陽能電池及金屬加強件，其中多個所述屋頂部件被放置在至少一個公共導電部件的附近，所述導電部件與金屬加強件電連接，並且導電部件接地。
12.根據權利要求11的屋頂部件，其中所述導電部件是放置在所述各屋頂部件之間的金屬板。
13.根據權利要求12的屋頂部件，其中所述導電部件是使屋頂部件彼此相鄰地固定的長保持夾。
14.根據權利要求11的屋頂部件，其中所述導電部件設置成蓋住相鄰部分。
15.根據權利要求13的屋頂部件，其中所述導電部件具有帶導電性能的螺絲，所述螺絲連接得與金屬加強件相接觸，並在金屬加強件、所述螺絲及所述導電部件之間獲得導電。
16.根據權利要求11的屋頂部件，其中所述金屬加強件是設在屋頂部件周圍至少一部分上的金屬框件。
17.根據權利要求11的屋頂部件，其中金屬加強件是設在屋頂部件底面上的金屬板。
18.根據權利要求17的屋頂部件，其中所述屋頂部件具有在非電力產生區域中的金屬板塑性加工獲得的連接部分，所述連接部分具有至少一個未有絕緣膜的部分，其中所述金屬板至少通過未有絕緣膜的部分與所述導電部件形成導電。
19.一種包括太陽能電池及金屬加強件的屋頂部件的安裝方法，包括在屋頂襯底上設置導電部件的步驟，在所述導電部件上安裝所述屋頂部件的步驟，使所述導電部件對金屬加強件導電的步驟，及將所述導電部件接地的步驟。
20.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件是金屬板。
21.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件是裝在木椽上的金屬板。
22.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中所這導電部件是金屬椽。
23.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中對於所述屋頂部件，每個至少有一個保持夾，所述保持夾的一部分是導電的，並且金屬加強件和設在屋頂襯底上的導電部件通過所述保持夾形成導電。
24.根據權利要求23的屋頂部件的安裝方法，其中所述保持夾具有帶導電性能的螺絲，所述螺絲連接得與金屬加強件相接觸，並在金屬加強件、所述螺絲及所述導電部件之間獲得導電。
25.根據權利要求23的屋頂部件的安裝方法，其中所述保持夾是金屬保持夾，所述金屬保持夾具有鉤狀連接部分，用於保持屋頂部件；固定部分，用於固定到屋頂襯底上；及配合部分，金屬螺絲與它相連接，其中包括金屬加強件的部分被夾在保持夾的連接部分及屋頂襯底之間，及保持夾的固定部分被固定到屋頂襯底上，以使得擰在保持夾上的金屬螺絲處於與金屬加強件靠固接觸的狀態，其中金屬加強件和保持夾通過金屬螺絲形成導電。
26.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中金屬加強件是設在屋頂部件周圍至少一部分上的金屬框件。
27.根據權利要求19的屋頂部件的安裝方法，其中金屬加強件是設在屋頂部件底面的金屬板。
28.根據權利要求27的屋頂部件的安裝方法，其中所述屋頂部件具有在非電力產生區域中的金屬板塑性加工獲得的連接部分，所述連接部分具有至少一個未有絕緣膜的部分，其中所述金屬板至少通過未有絕緣膜的部分與設在屋頂襯底上的導電部件形成導電。
29.一種包括太陽能電池及金屬加強件的屋頂部件的安裝方法，其中多個所述屋頂部件被放置在至少一個公共導電部件的附近，所述導電部件與金屬加強件電連接，並且導電部件接地。
30.根據權利要求29的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件是放置在所述各屋頂部件之間的金屬板。
31.根據權利要求30的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件是使屋頂部件彼此相鄰地固定的長保持夾。
32.根據權利要求29的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件設置成蓋住相鄰的部分。
33.根據權利要求31的屋頂部件的安裝方法，其中所述導電部件具有帶導電性能的螺絲，所述螺絲連接成與金屬加強件相接觸，並在金屬加強件，所述螺線及所述導電部件之間獲得導電。
34.根據權利要求29的屋頂部件的安裝方法，其中所述金屬加強件是設在屋頂部件周圍至少一部分上的金屬框件。
35.根據權利要求29的屋頂部件的安裝方法，其中所述金屬加強件是設在屋頂部件底側的金屬板。
36.根據權利要求35的屋頂部件的安裝方法，其中所述屋頂部件具有在非電力產生區域中的金屬板塑性加工獲得的連接部分，所述連接部分沒有絕緣膜，其中所述金屬板至少通過未有絕緣膜的部分與所述導電部件形成導電。
全文摘要
本發明的屋頂部件是固定在屋頂上的組件,每個屋頂部件是具有太陽能電池元件及金屬加強件的組合太陽能電池及屋頂組件,其中金屬部件設在組合太陽能電池及屋頂部件的下面或金屬部件沿相鄰的組合太陽能電池和屋頂部件之間的相鄰部分設置,其中金屬部件作成對多個組合太陽能電池和屋頂部件的金屬加強件導電及其中金屬部件被接地。基於該結構,該屋頂部件易於安裝、外觀優異及供電安全。
文檔編號E04D13/18GK1196433SQ9810709
公開日1998年10月21日 申請日期1998年2月5日 優先權日1997年2月5日
發明者大冢宗志, 深江公俊, 三村敏彥, 森昌宏 申請人:佳能株式會社