JP2002158367A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電量を向上させ、調光可能な透光機能を備
える太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 【解決手段】 両面発電型の太陽電池素子２，２，…を
透光部２ｂ，２ｂ，…となる間隔を隔てて平面的に配置
し、前記太陽電池素子２，２，…の一面側に複数の光反
射板６，６，…を太陽電池素子２，２，…に対する傾斜
角が調節可能であるよろい戸状に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透光機能を備える太
陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】透光機能を備えた太陽電池モジュールは
窓材又は天窓材等に用いられる。図９は透光機能を備え
る従来の太陽電池モジュールの構成を示す縦断面図であ
る。図中２ａは太陽電池素子であり、数枚〜数十枚の該
太陽電池素子２ａ，２ａ，…を太陽光線を透過させるた
めの透光部２ｂ，２ｂ，…となる間隔を隔てて配置して
いる。該透光部２ｂ，２ｂ，…の面積は必要な採光量を
考慮し決定する。

【０００３】前記太陽電池素子２ａ，２ａ，…は、該太
陽電池素子２ａ，２ａ，…が発生させた電力を取り出す
端子箱に接続可能なように、図示しない配線を用いて直
列又は並列に接続されている。

【０００４】接続された前記太陽電池素子２ａ，２ａ，
…は透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シー
ト）で挟み、その外側を透光性の強化ガラス材を用いた
透光板１と透明プラスチックフィルムを用いた透光フィ
ルム４とで挟み、熱圧着加工を施し、合成樹脂シート３
を架橋、硬化して一体化し、透光板１及び透光フィルム
４の周縁部をアルミニウムを用いた枠体５に嵌め込んで
太陽電池モジュールとしている。

【０００５】以上のような太陽電池モジュールを窓材と
して用いる場合、透光板１側を太陽光線８に向けて縦置
きに用いる。このとき、太陽電池素子２ａ，２ａ，…は
太陽光線８を発電に利用して遮断するが、透光板１及び
透光フィルム４は太陽光線８をほとんど減衰させること
なく透過させるため、透光部２ｂ，２ｂ，…からの採光
が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透光機
能を備える従来の太陽電池モジュールは、透光部２ｂ，
２ｂ，…を設けるため太陽電池モジュールの面積に対す
る太陽電池素子２ａ，２ａ，…の面積の占める割合が制
限されて発電効率が低いという問題があった。

【０００７】また、該太陽電池モジュールは調光が不可
能であって、屋内に射し込む太陽光線８が強い場合、該
太陽電池モジュールとは別に、ブラインド、カーテン等
を併用する必要があるという問題もあった。

【０００８】本発明は斯かる問題を解決するためになさ
れたものであり、両面発電型の太陽電池素子を用い、該
太陽電池素子の一面側に光反射板を備え、該光反射板の
前記太陽電池素子に対する傾斜角の調節が可能であるよ
う配置することにより、発電量を向上させることができ
る太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明の他の目的は、光反射板の傾
斜角を調節することにより、採光量を最大限から最小限
まで調節でき、前記傾斜角が小さい場合は透視を防止で
きる調光可能な透光機能を備える太陽電池モジュールを
提供することにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、前記光反射板
を複数備えることにより、光反射板をよろい戸状に構成
して美観を向上させることができる太陽電池モジュール
を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、複数の光反射
板の傾斜角を該光反射板毎に調節することにより、一部
の光反射板の傾斜角を大きくして採光し、他部の光反射
板の傾斜角を小さくして部分的に透視を防止することが
できる太陽電池モジュールを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る太陽電池
モジュールは、複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、
透光部となる間隔を隔てて平面的に配置してなる太陽電
池モジュールにおいて、前記太陽電池素子の一面側に光
反射板が配置されており、該光反射板の前記太陽電池素
子に対する傾斜角を調節する手段を備えることを特徴と
する。

【００１３】第２発明に係る太陽電池モジュールは、前
記光反射板が複数であることを特徴とする。

【００１４】第３発明に係る太陽電池モジュールは、複
数枚の両面発電型の太陽電池素子を、透光部となる間隔
を隔てて平面的に配置してなる太陽電池モジュールにお
いて、前記太陽電池素子の一面側に複数の光反射板が配
置されており、該光反射板の前記太陽電池素子に対する
傾斜角を個々に調節する手段を備えることを特徴とす
る。

【００１５】第１発明にあっては、光反射板で反射した
太陽光線が太陽電池素子の裏面に入射するよう光反射板
の傾斜角を調節することにより、入射した太陽光線の一
部は太陽電池素子の表面に入射して発電に寄与し、前記
太陽光線の他部は透光部を透過し、透光部を透過した太
陽光線の一部は光反射板に入射し、光反射板で反射した
太陽光線の一部は太陽電池素子の裏面に入射して発電に
寄与して、発電量を向上させることができる。

【００１６】また、光反射板の傾斜角を適宜調節するこ
とにより、光反射板と太陽電池素子の裏面との間で乱反
射した太陽光線を採光し、採光量を増減して、前記傾斜
角が小さい場合は透視を防止できる調光可能な透光機能
を備えることができる。

【００１７】更に、光反射板が太陽電池素子に対して平
行になるよう傾斜角を調節した場合は、採光量を最小限
に調節でき、透視を完全に防止できる。

【００１８】第２発明にあっては、光反射板をよろい戸
状に構成して美観を向上させることができ、窓材として
用いる場合、屋内側への奥行寸法を抑えることができ
る。

【００１９】第３発明にあっては、第１発明及び第２発
明によって得られる効果を得ることができ、また、一部
の光反射板の傾斜角を大きくして採光し、他部の光反射
板の傾斜角を小さくして部分的に透視を防止することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。 実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１に係る太陽
電池モジュールの構成を示す平面図、図２は図１のII−
II線の断面図、図３は該太陽電池モジュールのよろい戸
部の構成を示す斜視図である。

【００２１】図中２は矩形の両面発電型の太陽電池素子
（例えばＨＩＴ太陽電池素子）であり、数枚〜数十枚の
太陽電池素子２，２，…を接近して平面的に横方向に配
置して太陽電池素子群２ｃとし、該太陽電池素子群２ｃ
は複数が縦方向に並置され、太陽電池素子群２ｃと太陽
電池素子群２ｃとの間に夫々透光部２ｂ，２ｂ，…とな
る間隔を縦方向に隔てて平面的に配置されている。透光
部２ｂ，２ｂ，…の面積は、必要な採光量を考慮して決
定する。

【００２２】また、太陽電池素子２，２，…は、配線９
ａ（例えば銅板に半田メッキした接続用銅板導線）を用
いて直列又は並列に接続し、配線９ｂを介して太陽電池
素子２，２，…が発生させた電力を取り出すための端子
箱９に接続してある。

【００２３】前記前記太陽電池素子２，２，…は矩形の
透光性の合成樹脂シート３（例えばＥＶＡ樹脂シート）
で挟み、その外側を該合成樹脂シート３と同形状同面積
の透光性の強化ガラス材を用いた透光板１と透明プラス
チックフィルムを用いた透光フィルム４とで挟み、熱圧
着加工を施し、合成樹脂シート３を架橋、硬化して一体
化し、透光板１及び透光フィルム４の周縁部をアルミニ
ウムを用いた枠体５に嵌め込んでいる。

【００２４】枠体５は、屋内側となるべき透光フィルム
４側に光反射板６，６，…を取り付けるために突出量を
大きくしている。

【００２５】光反射板６，６，…は白色に塗装された横
長の長方形の鋼板であり、横方向の長さは、枠体５の横
方向の内法とほぼ同長であり、縦方向の長さは太陽電池
素子群２ｃ，２ｃ，…の配置ピッチとほぼ同長である。
また、縦方向の両端部の取り付け片側には枢軸６ｂが設
けてあり、枠体５の側壁に貫通した軸受け穴に挿通して
光反射板６，６，…を取り付け、全体としてよろい戸状
としてよろい戸部６０となしてある。

【００２６】光反射板６，６，…の縦方向の長さは、採
光量、発電量、光反射板６，６，…の枚数、枠体５の縦
方向の内法、及び太陽電池モジュールの屋内側の奥行き
等を考慮して、光反射板６を用いて透光部２ｂを遮断す
ることができる長さから、光反射板６を用いて透光部２
ｂを挟んだ２列の太陽電池素子群２ｃ，２ｃを遮断でき
る長さまでの間に設ければ良い。採光量を重視する場合
は光反射板６，６，…の幅を短くし、発電量を重視する
場合は長くする。

【００２７】枠体５の屋内側の端部となす部分には透光
性のガラス板２０が嵌め込まれ、該ガラス板２０と透光
フィルム４との間に空気を密閉して断熱層を設けてあ
る。ガラス板２０と透光フィルム４との間の距離は、太
陽電池モジュールの屋内側の奥行き、及び密閉された空
気による断熱効果等を考慮して決定する。

【００２８】図４は傾斜角調節手段の構成を示す拡大斜
視図、図５は傾斜角調節手段の光反射板との連結部の構
造を示す斜視図、図６は傾斜角調節手段の断面図であ
る。以上の如く構成されたよろい戸部６０の光反射板
６，６，…は前記枠体５に設けられた傾斜角調節手段７
によって前記太陽電池素子２，２，…に対する傾斜角が
調節される。

【００２９】傾斜角調節手段７は、前記枠体５の横方向
の一側壁５ａに枢支され、その一端に伝動歯車７２を有
する回転軸７１と、前記伝動歯車７２に噛合する伝動歯
車７３が一端に設けられた駆動軸７４と、前記回転軸７
１の他端に固定され、その長手方向に長い案内孔７５ａ
を有する伝動アーム７５と、前記案内孔７５ａに摺動可
能に挿入され、前記回転軸７１の回転運動を直線運動に
変換する変換軸７６と、該変換軸７６に取付けられ、枠
体５の上下方向に長い連動杆７７と、該連動杆７７及び
前記光反射板６を相対移動可能に連結する連結具７８と
を備えている。

【００３０】駆動軸７４は前記伝動歯車７２，７３を覆
うように前記一側壁５ａに取付けられたカバー体５ｂに
回転可能に支持されている。また、この駆動軸７４の中
間部は前記カバー体５ｂの外側で折り曲げられ、その他
端にグリップ７４ａが設けられている。

【００３１】変換軸７６は前記枠体５内の最下位に配置
された光反射板６の枢支側と反対側の縁に固定されてお
り、変換軸７６が前記案内孔７５ａ内で摺動するとき、
前記最下位の光反射板６を揺動させることができるよう
にしてある。

【００３２】連結具７８は連動杆７７に固定された複数
の半円形の固定環７８ａと、該固定環７８ａに回動可能
に掛止された掛止環７８ｂとを有しており、前記光反射
板６，６，…の横方向の一端に穿設された貫通孔６ｃに
前記掛止環７８ｂが挿通されている。

【００３３】以上の如く構成された傾斜角調節手段７に
おいて、光反射板６，６，…の傾斜角を調節する場合、
グリップ７４ａを掴み、駆動軸７４を回転操作すること
により、該駆動軸７４の回転が回転軸７１、伝動アーム
７５、変換軸７６、連動杆７７及び連結具７８を介して
光反射板６，６，…の夫々に伝達され、全ての光反射板
６，６，…の傾斜角を一度に調節することができる。

【００３４】光反射板６，６，…の傾斜角を小さくする
場合は、前記駆動軸７４を図３の反時計方向に回転操作
することにより、前記伝動アーム７５が図３の時計方向
に揺動し、該伝動アーム７５の案内孔７５ａと変換軸７
６との係合位置が変わりつつ変換軸７６を介して最下位
の光反射板６が図３の時計方向に揺動し、さらに、連動
杆７７が枠体５の上方へ移動し、該連動杆７７及び連結
具７８を介して上方側の光反射板６，６，…が図３の時
計方向に揺動し、光反射板６，６，…の傾斜角を小さく
することができる。

【００３５】また、光反射板６，６，…の傾斜角を大き
くする場合は、前記駆動軸７４を図３の時計方向に回転
操作することにより、前記伝動アーム７５が図３の反時
計方向に揺動し、該伝動アーム７５の案内孔７５ａと変
換軸７６との係合位置が変わりつつ変換軸７６を介して
最下位の光反射板６が図３の反時計方向に揺動し、さら
に、連動杆７７が枠体５の下方へ移動し、該連動杆７７
及び連結具７８を介して上方側の光反射板６，６，…が
図３の反時計方向に揺動し、光反射板６，６，…の傾斜
角を大きくすることができる。

【００３６】以上のような太陽電池モジュールを窓材と
して用いる場合、透光板１側を太陽光線８に向け、太陽
電池素子群２ｃ，２ｃ，…を横方向にして縦置きにす
る。

【００３７】このとき、光反射板６，６，…で反射した
太陽光線８が太陽電池素子２，２，…の裏面に入射する
よう傾斜角を調節することにより、入射した太陽光線８
の一部は太陽電池素子２，２，…の表面に入射して発電
に寄与し、前記太陽光線８の他部は透光部２ｂ，２ｂ，
…を透過し、透光部２ｂ，２ｂ，…を透過した太陽光線
８の一部は光反射板６，６，…に入射し、光反射板６，
６，…で反射した太陽光線８の一部は太陽電池素子２，
２，…の裏面に入射して発電に寄与するため、発電量を
向上させることができる。

【００３８】また、傾斜角調節手段７の駆動軸７４を回
転操作して光反射板６，６，…の傾斜角を適宜調節する
ことにより、光反射板６，６，…と太陽電池素子２，
２，…の裏面との間で乱反射した太陽光線８は、光反射
板６と光反射板６との間に生じた光通過部６ａ，６ａ，
…を通過して採光に寄与するため、透光機能を備えるこ
とができる。

【００３９】また、傾斜角調節手段７の駆動軸７４を回
転操作して光反射板６，６，…の傾斜角を適宜調節する
ことにより、採光量を増減して、前記傾斜角が小さい場
合は、屋内側から屋外を、又は屋外側から屋内を透視す
ることを防止できる。

【００４０】更に、光反射板６，６，…が太陽電池素子
２，２，…に対して平行になるよう傾斜角を調節した場
合は、光通過部６ａ，６ａ，…を完全に遮蔽するため、
採光量を最小限に調節でき、更に、透視を完全に防止で
きる。

【００４１】図７は本発明の実施の形態１に係る太陽電
池モジュールの光反射板の傾斜角度と太陽電池素子の出
力との関係を示すグラフである。太陽光線８の入射角度
を太陽電池素子２，２，…に対して４５°とし、図中横
軸は光反射板６と太陽電池素子２，２，…とがなす傾斜
角θ（°）、縦軸は光反射板６，６，…を用いない場合
の該太陽電池モジュールの出力を１とした規格化出力で
ある。

【００４２】図７より、傾斜角が約３０°のときに出力
は最大となり、更に傾斜角を大きくすると効果が小さく
なることがわかる。これは光反射板６，６，…の傾斜角
が大きくなることにより、光反射板６，６，…で反射し
た太陽光線８が太陽電池素子２，２，…の裏面ではなく
屋内に入射するためであると考えられ、このことから該
太陽電池モジュールによれば採光量の調節が可能である
ことがわかる。

【００４３】実施の形態２．図８は本発明の実施の形態
２に係る太陽電池モジュールのよろい戸部の構成を示す
斜視図である。 該太陽電池モジュールは、前述した実
施の形態１の太陽電池モジュールの傾斜角調節手段７に
代えて、光反射板６，６，…を枠体５に枢支する枢軸６
ｂ，６ｂ…の一端を枠体５の外側へ突出させ、該枢軸６
ｂ，６ｂ…の一端に摘み体７ａを設け、該摘み体７ａを
傾斜角調節手段としたものである。

【００４４】この実施の形態２においては、摘み体７ａ
又は枢軸６ｂ，６ｂ…の回転に抵抗を加える抵抗付加手
段を設け、摘み体７ａが調節した調節角度を前記抵抗付
加手段によって維持することができるようにしてある。

【００４５】実施の形態２にあっては、摘み体７ａを回
転操作することにより、光反射板６，６，…の傾斜角を
個々に調節可能であるため、例えば該太陽電池モジュー
ルの上側の光反射板６，６，…の傾斜角を大きくして採
光し、下側の光反射板６，６，…の傾斜角を小さくして
部分的に透視を防止しすることができる。

【００４６】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
じであるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００４７】なお、以上説明した実施の形態では、手動
操作が可能な駆動軸７４又は摘み体７ａを有する傾斜角
調節手段としたが、その他、例えば前記駆動軸を正逆回
転させるモータを備えた構成としてもよく、傾斜角調節
手段の構成は特に制限されない。

【００４８】また、以上説明した実施の形態では、太陽
電池素子群に対して複数の光反射板６，６，…を備えた
構成としたが、その他、太陽電池素子群に対して一つの
光反射板６を備えた構成としてもよく、光反射板の個数
は特に制限されない。

【００４９】また、以上説明した実施の形態では、白色
に塗装された鋼板を用いてなる光反射板６としたが、そ
の他、光反射板６は白色に塗装された金属板、合成樹脂
板等でも良い。また、ある程度の採光量を常時確保した
い場合は、光反射板６にある程度の透光性を有する材質
を用いても良い。

【００５０】また、前記太陽電池モジュールは透光フィ
ルム４とガラス板２０との間の断熱層によって断熱性に
優れるが、太陽電池モジュールの屋内側の奥行きを抑え
たい場合、又は断熱効果を得る必要がない場合等は、ガ
ラス板２０を備える必要はない。

【００５１】

【発明の効果】本発明の太陽電池モジュールによれば、
光反射板で反射した太陽光線が太陽電池素子の裏面に入
射するよう光反射板の傾斜角を調節することにより、入
射した太陽光線の一部は太陽電池素子の表面に入射して
発電に寄与し、前記太陽光線の他部は透光部を透過し、
透光部を透過した太陽光線の一部は光反射板に入射し、
光反射板で反射した太陽光線の一部は太陽電池素子の裏
面に入射して発電に寄与して、発電量を向上させること
ができる。

【００５２】また、光反射板の傾斜角を適宜調節するこ
とにより、光反射板と太陽電池素子の裏面との間で乱反
射した太陽光線を採光し、採光量を増減して、前記傾斜
角が小さい場合は透視を防止できる。

【００５３】また、光反射板が太陽電池素子に対して平
行になるよう傾斜角を調節した場合は、採光量を最小限
に調節でき、透視を完全に防止できる。また、光反射板
をよろい戸状に構成して美観を向上させることができ、
窓材として用いる場合、屋内側への奥行寸法を抑えるこ
とができる。更に、一部の光反射板の傾斜角を大きくし
て採光し、他部の光反射板の傾斜角を小さくして部分的
に透視を防止することができる等、本発明は優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルの構成を示す平面図である。

【図２】図１のII−II線の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルのよろい戸部の構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルの傾斜角調節手段の構成を示す拡大斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルの傾斜角調節手段の光反射板との連結部の構造を示す
斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルの傾斜角調節手段の断面図である。

【図７】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュー
ルの光反射板の傾斜角度と太陽電池素子の出力との関係
を示すグラフである。

【図８】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュー
ルのよろい戸部の構成を示す斜視図である。

【図９】透光機能を備える従来の太陽電池モジュールの
構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 太陽電池素子 ２ｂ 透光部 ６ 光反射板 ６０ よろい戸部 ７ 傾斜角調節手段 ７ａ 摘み体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、
   透光部となる間隔を隔てて平面的に配置してなる太陽電
   池モジュールにおいて、 前記太陽電池素子の一面側に光反射板が配置されてお
   り、該光反射板の前記太陽電池素子に対する傾斜角を調
   節する手段を備えることを特徴とする太陽電池モジュー
   ル。
2. 【請求項２】 前記光反射板が複数であることを特徴と
   する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】 複数枚の両面発電型の太陽電池素子を、
   透光部となる間隔を隔てて平面的に配置してなる太陽電
   池モジュールにおいて、 前記太陽電池素子の一面側に複数の光反射板が配置され
   ており、該光反射板の前記太陽電池素子に対する傾斜角
   を個々に調節する手段を備えることを特徴とする太陽電
   池モジュール。