JP2005101209A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、発光体による表示性や装飾性を高めるとともに、発光体の光の強度を高め、離れたところからの視認性を高めた太陽光発電装置を提供することにある。
【解決手段】受光面とその反対側の非受光面とを有する太陽電池モジュールの内部に所定間隔で面状に配列された複数個の太陽電池素子と、隣接する前記太陽電池素子同士の間隙を通して前記受光面の方向に向けて発光させるべく、前記太陽電池モジュールの非受光面側に配置された複数の発光体とを具備した太陽光発電装置であって、少なくともこれらの発光体の照射光路に対応する前記非受光面の外面上の部位を、光透過性かつ凸状レンズ状としてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は複数個の太陽電池素子を面状に並べてなる太陽光発電装置に関し、とくにこれらの太陽電池素子にＬＥＤなどの発光体を配し、表示性や装飾性を高めるとともに、発光体の視認性を高めた太陽光発電装置に関するものである。

一般的に太陽光発電装置は、住宅の屋根などに太陽電池アレイを配置し、太陽光のエネルギーを光電変換し、電力エネルギーを得るものである。

具体的な使用例を図１４と図１５により説明する。図１４は住宅１の屋根などに太陽光発電装置２を配置した場合を示し、図１５はこの太陽光発電装置２において、その太陽電池アレイ３を構成する個々の太陽電池モジュール４の概略の断面構造図である。同図の太陽光発電装置２によれば、太陽電池モジュール４を複数配設して太陽電池アレイ３とし、この太陽電池アレイ３で発電された電力を送電ケーブル５およびジャンクションボックス（接続箱）６を通して系統連系インバータ７へ送電する。

すなわち、太陽電池アレイ３は、複数枚の太陽電池モジュール４を直列に接続してストリングとし、このストリングを１列、もしくは２列以上集めて組み合わせ、必要な電力を得るようにしている。そして、送電ケーブル５の電線は、このようなストリングの数に応じて設けられ、互いにジャンクションボックス６で並列接続されて、太陽電池アレイ３で発電された直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータ７に入力され、一般の交流負荷に供給したり、もしくは系統連系により電力会社へ売電したりすることができるようになっている。

図１５に示す太陽電池モジュール４の概略の断面構造図によれば、太陽電池素子８は、例えばシリコンなどからなる半導体の光電変換効果を利用して電力が得られるように構成したものであって、このような太陽電池素子８を複数個直列および並列に電気的に接続し、そして、耐候性のある素材で覆い、所要の出力電圧や出力電流を得る。

このような太陽電池モジュール４においては、太陽電池素子８の受光面にはガラス板や合成樹脂板などの光透過板９を配置し、その裏面である非受光面にはテフロン（R）フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム１０を被着し、そして、これらの光透過板９、太陽電池素子８および耐候性フィルム１０の重ね構造の矩形状の本体に対し、その各辺周囲をアルミニウムやＳＵＳなどからなる枠体１１を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール４全体の強度を高めている。

また、太陽電池モジュール４の裏面には、すなわち耐候性フィルム１０の上にはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウムなどの金属で構成したジャンクションボックス１２を接着し、太陽電池モジュール４の出力電力を取り出すターミナルとしている。

以上のとおり、一般的には太陽光発電装置２は、太陽光を電気に変換する発電用として用いられている。

これに対して、上述の太陽電池モジュールの内部に複数個の同形の太陽電池素子を並べた構成を利用し、一部の太陽電池素子の色を他の素子の色と異ならせて、太陽電池モジュール（または太陽電池アレイ）上に文字や模様を構築し、意匠性を備えさせる技術が提案されている。

また特許文献１によれば、夜間において視認できるように、受光面側にガラス板を配置し、その端部にＬＥＤを設け、そして、このＬＥＤによって太陽電池モジュールの受光面を発光させることも記載されている。図１６に特許文献１に記載された太陽電池モジュールの構造図を示す。なお、図１５に示す太陽電池モジュール４と同一箇所には同一符号を記す。この太陽電池モジュール１３においては、光透過板９の端面に向かってＬＥＤ１４を配置しており、その他の構成は図１５に示す太陽電池モジュール４と同じである。上記構成の太陽電池モジュール１３によれば、ＬＥＤ１４によって光透過板９の端面を照射して、太陽電池素子８に対し夜間、ライトアップができる。

その他、意匠性を備えた太陽電池モジュールではないが、ＬＥＤなどの発光体を太陽電池モジュールに組み込んだ公知技術を参考までに述べておく。特許文献２に示す安全警告灯は、省電力の発光ダイオ−ドと蓄電池とを組み合わせて、蓄電池からの電気を供給させ発光ダイオ−ドを発光させることが記載されている。また、特許文献３によれば、太陽電池モジュール内に発光体を組み込み、そして、太陽電池モジュールの故障が生じた場合に、その発光体の発光で故障を表示する。これにより、異常が生じている太陽電池モジュールを特定する作業が容易になり、多くの時間と労力を要せず正常発電へ迅速な回復をすることができるようになった。
特開２００３−９２００８号公報 実開平６−８６１８７号公報 特開平９−１４８６１３号公報

上述の太陽電池モジュールの内部の太陽電池素子の色を他の素子の色と異ならせて、太陽電池モジュール上に文字や模様を構築し、意匠性を備えるようにしたものは、太陽電池素子自体を外部から視認させることを目的としたものであるが、それ自体が発光するものではなく、夜間など外部からの認識が難しいという問題がある。さらに、太陽電池素子はもともと太陽光の反射を抑えるように構成されているのが常であり、仮に夜間に太陽電池素子そのものをライトアップしたとしても、外部から認識するのは難しい。

また上述の特許文献１の太陽電池モジュールは、受光面側のガラス板の端部にＬＥＤを設け、太陽電池素子そのものを夜間ライトアップする技術であって、より積極的に表示性や装飾性を高めたものではない。また、特許文献２や特許文献３に示されている技術は、ＬＥＤを単に信号を表示させるために用いるものであり、表示性や装飾性を高めるように工夫されたものではない。

本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めた結果、複数個の太陽電池素子を面状に並べた太陽電池素子群に対し、さらにこれらの各太陽電池素子の間に発光体を配置すれば、個々の発光体の点灯に対し、その傍に配置した太陽電池素子群が背面となり、それらの点灯がより顕著になり、コントラストを高め、優れた表示性や装飾性が得られることを見出した。そしてさらに研究を重ね、発光体の光の照射光路に対応する非受光面の外面上の部位を、光透過性かつ凸状レンズ状として構成することにより、より明るい光とし、例えば、離れたところからでもはっきりと視認することができる構成を見出すに至った。

本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的は発光体による表示性や装飾性を高めるとともに、発光体の光の強度を高め、離れたところからの視認性を高めた太陽光発電装置を提供することにある。

本発明の請求項１にかかる太陽光発電装置は、受光面とその反対側の非受光面とを有する太陽電池モジュールの内部に所定間隔で面状に配列された複数個の太陽電池素子と、隣接する前記太陽電池素子同士の間隙を通して前記受光面の方向に向けて発光させるべく、前記太陽電池モジュールの非受光面側に配置された複数の発光体とを具備した太陽光発電装置であって、少なくともこれらの発光体の照射光路に対応する前記非受光面の外面上の部位を、光透過性かつ凸状レンズ状としてなる。

このような構成としたので、発光体から放射された光は、この非受光面の外面上の光透過性かつ凸状レンズ状の部位で屈折し、集光されてより明るい光となる。

また本発明の請求項２あるいは請求項３にかかる太陽光発電装置は、請求項１にかかる太陽光発電装置において、複数個の太陽電池素子をマトリックス状に配列するか、複数個の太陽電池素子を千鳥状に配列するようにしたので、用途に応じて発光体を配置する位置を変えることができ、装飾性、表示性を容易に付与することができる。

そして本発明の請求項４あるいは請求項５にかかる太陽光発電装置は、請求項１から３にかかる太陽光発電装置において、前記太陽電池モジュールが三角形状、矩形状、台形状もしくは多角形状または、円形もしくは楕円形としたので、その外観をさまざまな様相にし、装飾性や表示性を付与することができる。

さらに本発明の請求項６にかかる太陽光発電装置は、請求項１から５にかかる太陽光発電装置において、前記前記太陽電池モジュールとこの太陽電池モジュールとを支持する枠体を備えるようにしたので、太陽電池モジュールに強度が付与され、太陽電池モジュールのサイズが大きい場合にも、太陽電池モジュールが自重などでたわむことがない。

そして本発明の請求項７にかかる太陽光発電装置は、請求項１から６のいずれかに記載の太陽光発電装置において、前記発光体は、ＬＥＤとしたので、低い電力かつ長寿命の発光体とすることができる。

また本発明の請求項８にかかる太陽光発電装置は、請求項１から６にかかる太陽光発電装置において、前記発光体は、集光用の反射鏡を備えた無指向性の光源としたので、発光体から放射された光を効率的に集光し、極めて明るい光とすることができる。

本発明の請求項１にかかる太陽光発電装置によれば、発光体から放射された光は、この非受光面の外面上の光透過性かつ凸状レンズ状の部位で屈折し、集光されてより明るい光となるので、例えば、離れたところからでもはっきりと確認することができ、高い視認性を有するものとなる。

さらに本発明の請求項２あるいは請求項３にかかる太陽光発電装置によれば、用途に応じて発光体を配置する位置を変えることができ、装飾性、表示性を容易に付与することができる。

そして本発明の請求項４あるいは請求項５にかかる太陽光発電装置によれば、その外観をさまざまな様相にし、装飾性や表示性を付与することができる。

また本発明の請求項６にかかる太陽光発電装置によれば、太陽電池モジュールに強度が付与され、太陽電池モジュールのサイズが大きい場合にも、太陽電池モジュールが自重などでたわむことがない。

さらに本発明の請求項７にかかる太陽光発電装置によれば、発光体はＬＥＤとしたので、低い電力かつ長寿命の発光体とすることができる。

そして本発明の請求項８にかかる太陽光発電装置によれば、発光体から放射された光を効率的に集光し、極めて明るい光とすることができるので、遠いところから見たときの視認性をより高くすることができる。

以下に、本発明にかかる太陽光発電装置の実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５を模式的に説明する概略の断面構造図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の図中のＸ部の拡大図である。以下、図１を用いながら、この太陽光発電装置を構成する太陽電池モジュール１５について述べる。

図１（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１５は主にシリコンなどからなる太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を所定の枚数を直列および並列に接続してなり、任意の出力電圧、出力電流を得るようにしている。

本例においては、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）をマトリックス状に配列する。この太陽電池素子１６は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池や、薄膜系太陽電池などにより構成する。

これらの太陽電池素子１６の受光面にはガラス板や合成樹脂板などの光透過板１７を配置し、他方の非受光面（裏面）には光透過性のある背面板１８を被着する。このような背面板１８としては、ガラス板や合成樹脂板などの光透過性のある素材を用いる。なお、テフロン（R）（デュポン社の登録商標）製のフィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルムのように可撓性のある素材を用いることも可能である。

そして、光透過板１７と背面板１８との間には、充填材１９として、例えばＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などからなる透明な合成樹脂を介在させている。

このような構成の太陽電池モジュール１５において、さらに非受光面（裏面）側の背面板１８の外側には、ＡＢＳ樹脂やアルミニウム金属などからなるジャンクションボックス２０を接着している。そして、このジャンクションボックス２０を通して出力電力を取り出すようにターミナルとしている。

また、このような太陽電池モジュール１５は、通常、矩形状をなすが、その本体の周囲四方を挟み込む枠体２１を設け、そして、枠体２１で太陽電池モジュール１５の本体を支持し、全体の強度を向上させている。このような枠体２１は、例えばアルミニウム金属やＳＵＳなどにより構成される。

上述のように、太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）は、所定の枚数を直列および並列に接続してなるが、所定の出力電力を得られるように直列および並列数を定める。そして、このように配列する場合、隣り合う太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）同士の正極、負極の配線や短絡防止のために間隙２２が設けられる。例えば、太陽電池素子１６ａと太陽電池素子１６ｂとの間には間隙２２ａ、太陽電池素子１６ｂと太陽電池素子１６ｃとの間には間隙２２ｂ、太陽電池素子１６ｃと太陽電池素子１６ｄとの間には間隙２２ｃ、太陽電池素子１６ｄと太陽電池素子１６ｅとの間には間隙２２ｄが存在する。

ここで、図１（ｂ）の要部拡大図に示すように、本発明の太陽光発電装置では、このように複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を面状に並べた太陽電池モジュール１５において、これらの隣接する各太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）の間となる非受光面側の背面板１８の部位に発光体２３を配置し、間隙（２２ａ〜２２ｄ）を通して、太陽電池モジュール１５の受光面の方向に向けて発光させるように構成され、その照射光路に対応する背面板１８の部位を凸状レンズ１８ａとしている。

本例によれば、間隙２２ａに対応して発光体２３ａを、間隙２２ｂに対応して発光体２３ｂを、間隙２２ｃに対応して発光体２３ｃを、間隙２２ｄに対応して発光体２３ｄを配置する。これらの発光体２３（２３ａ〜２３ｅ）としては、例えば、ハロゲンランプやＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。

このようにしたことにより、発光体２３から放射された光は、この凸状レンズ１８ａによって、より集光する方向に屈折され、光の強度が高くなる。その結果、外部からこの太陽電池モジュール１５に備えられた発光体２３を見たときに、離れたところからでも視認することが可能となる。

これらの発光体２３は、発光体取付部材２３１を介して、凸状レンズ１８ａと発光体２３とが所定の距離を隔てて対向するように、アクリル系両面接着テープや、アクリル系接着剤、シリコン系接着材（樹脂）などからなる接着部材によって背面板１８に取り付ける。これらの接着材は、耐候性がよく、しかも後の取り外しが容易であるという点でよい。例えば、ＶＨＢテープ（３Ｍ社の登録商標）が好適である。

また、図２に示すように、発光体が、ハロゲンランプなどのような無指向性の光源のときは、集光用の反射鏡２９を備えて、太陽電池モジュール１５の受光面の方向に集光させてやることが望ましく、この反射鏡２９と凸状レンズ１８ａとの相乗効果により、発光体２３から放射された光をより一層効率的に集光し、さらに離れた場所から視認することを可能とすることができる。

図３を用いて、本発明の作用効果を説明する。図３は図１（ｂ）と同一であるが、簡略化のため一部の部材を省略している。同図中、発光体２３から伸びている矢印は発光した光の進路を表し、点線は凸状レンズ１８ａが存在しなかった場合、実線は凸状レンズ１８ａが存在するときの光の進路を表す。図３からもわかるように、凸状レンズ１８ａが存在することによって、発光体２３から放出された光のうち、点線の矢印によって挟まれた領域の光はすべて隣接する太陽電池素子１６同士の間隙を抜けて太陽電池モジュール１５の受光面側に到達することが可能となり、凸状レンズ１８ａがないときと比べて、光の強度が強くなることがわかる。

なお、この凸状レンズ１８ａの面の形状については、発光体２３から放射された光が、この凸状レンズ１８ａにおいて屈折されて、この凸状レンズ１８ａがないときと比べて、より多くの光が集光され、隣接する太陽電池素子１６同士の間隙２２を透過するように構成されていれば本発明の目的は達成され、特に限定されるものではない。例えば、球面の一部であってもよいし、また非球面であってもよい。

さらに、この凸状レンズ１８ａは、あらかじめ背面板１８を作製するときに、型による成型を用いて、必要な部位に設けてもよいし、背面板１８とは別の部材で作製して、発光体２３に応じて、必要な部位に透光性を有する接着剤を用いて貼り付けてもよい。

図４に凸状レンズを背面板１８と別の部材で作って貼り付けて形成した例を示す。図４（ａ）は太陽電池モジュールの非受光面側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、この要部拡大図である。このように、背面板１８と別の部材で作製する方が、凸状レンズ１８ａの作製も簡単であり、コストの面でも有利である。また、凸状レンズ１８ａとしては、背面板１８と同じ材料を用いてもよいが、光透過性を有する材料であれば、特に同じ材料を用いなくてもよい。例えば、ガラスの他、ポリカーボネート、アクリル、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの光透過性を有する樹脂材を用いることができる。さらに、凸状レンズ１８ａを背面板１８に貼り付けるための透光性の接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤を用いることができ、空気と接触して硬化するタイプのものや紫外線を照射することにより硬化するタイプのものを好適に用いることができる。

次に、本発明の太陽光発電装置における太陽電池モジュール１５において、太陽電池素子１６および発光体２３の配置の方法について説明する。

図５は太陽電池モジュール１５において、本発明における発光体の取り付け可能な領域（同図中、斜線部分で示す）を示す上面図である。図５に示すように、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）をマトリックス状に配列し、枠体２１で囲うように構成した太陽電池モジュール１５とすれば、図５の斜線部分、すなわち格子状となった間隙２２の部分に発光体２３を配置することによって、良好に本発明の目的を達成することができる。

このように、表示や装飾を行うための発光体２３について、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）が配置されているので、発光体２３のコントラストが相対的に高くなり、良好な視認性が得られる。とくに青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にすれば、その発光体２３を顕著に視認することができるようになった。

また、太陽電池素子１６と枠体２１と間にも間隙２２を設けた構成の太陽電池モジュール１５においては、そのような間隙２２に対しても発光体２３を配置し、これによって、さらに表示性や装飾性を高めてもよい。

さらに、本発明においては、上記のような間隙２２によれば、発光体２３を配置した部位以外の領域においては、太陽電池モジュールの裏側が屋根などで遮光されているので、間隙２２は影になるので暗く、例えば灰色や黒っぽい色になる傾向にあり、このような領域と比べて発光体２３のコントラストが顕著になるので、昼間など外来光が存在する場合にも発光体を良好に視認することができる。

図６は本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５において、外来光が太陽電池素子で遮られる様子を説明する一部透視図である。同図は図５に示す切断面線Ａ−Ａによる断面図である。

外来光の光路を示す図６によれば、矢印（破線）で示した外来光は光透過板１７を通過した後、太陽電池素子１６により遮られ、間隙２２の下にまで光が到達しにくくなる。これにより、間隙２２によって発光体２３の前面に周囲よりも暗い部分を作り出し、その結果、コントラストが生じ、発光体２３の発する光をより明るく視認させることができる。

以上のとおり、昼間などの外来光がある場合、発光体２３だけであれば、その発光を視認することが難しいが、本発明のように発光体２３の前方に遮光物、すなわち本発明における太陽電池素子１６を配するので、発光体２３の発光が顕著になる。よって、発光体２３の数量を増やすこともなく、明るさを向上させ、これによって部品点数が削減でき、消費電力の低減化がはかられる。

なお参考までに、もし発光体２３の前方に遮光物がないとすれば、通常ＬＥＤや電球などの発光体が発光した光を外部に効率よく取り出すために、その発光体の周りに透明もしくは透光性のガラス材や樹脂材などで作製したカバーを設けることが考えられる。しかしながら、昼間の太陽光の光などを受けた場合には、発光体が太陽光で照らされ、発光体の発光と周囲の明るさとの差が少なくなる。その結果、コントラストが低くなるばかりか、ＬＥＤなどのように構造上発光部に反射鏡面を有するものでは、ＬＥＤの発光輝度よりも輝度の高い太陽光（散乱光を含む）も反射させることになり、より一層視認性が低下してしまう問題がある。

つぎに図７を用いて太陽光発電装置の発光体２３への配線方法を説明する。同図においては、図１４に示すように、住宅１の屋根などに本発明の太陽光発電装置を配置した場合について説明する。

太陽電池モジュール１５（１５ａ〜１５ｄ）を有する太陽光発電装置では、家屋の屋根上からジャンクションボックス６に引き回される送電ケーブル２４（２４ａ〜２４ｄ）やジャンクションボックス６と系統連系インバータ７とを接続する送電ケーブル２５とは別に、さらに発光体２３に電力を供給する送電線２６を設ける。具体的には商用電力系統２７からの交流電力を点灯制御回路２８に送り、さらに点灯制御回路２８から発光体２３を点灯（もしくは点滅）させる電力を送電線２６で送るものである。

このような構成によれば、発光体２３への電力供給に対し、専用の電力線を使用しているので、発光体２３は直流による駆動でも、あるいは交流による駆動でもよい。したがって、発光体２３を電球からＬＥＤに変更や、その逆への変更を容易に行うことができる。

なお、本例では商用電力系統２７から電力を取っているが、この商用電力系統に代えて、バッテリーや燃料電池などの直流電力源、もしくは昼間の発光であれば、太陽電池の発電電力から電力を取るようにしてもよい。

なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。

例えば、上述の説明では、発光体２３と凸状レンズ１８ａ、発光体取付部材２３１、反射鏡２９などの光学部材をそれぞれ別々に作製した後に、組み立てて本発明にかかる太陽電池装置を構成するようにしたが、図８に示すようにこれらを一体化させて光学ユニットとしても構わない。図８（ａ）は、発光体と凸状レンズと発光体取付部材とを一体化させた光学ユニット２３２ａをこれを背面板１８の所定の位置に取り付ける例を示す図であり、図８（ｂ）は、（ａ）に対してさらに、反射鏡を組み合わせた光学ユニット２３２ｂを同様に背面板１８の所定位置に取り付けた例を示す図である。このようにユニット化することによって、凸状レンズ・発光体・反射鏡などの光学部材の光学的な位置をあらかじめ合わせておくことができるので、組み立ての際に位置合わせする手間が省けるというメリットがある。

また上述の説明では、背面板１８を全面が光透過性の部材を用いた例によって説明したが、これに限るものではなく、発光体２３から放射された光の照射経路に対応する部分のみ光透過性としておいてもよい。これによって背面板１８の意図しない箇所から外部への光の漏れを抑えることができ、特に夜間の発光時に効果的である。さらに、昼間などにおいては、背面板１８の意図しない箇所から光が侵入して太陽電池モジュール１５の内部において迷光が発生し、発光体２３と太陽電池素子１６との間のコントラストを下げてしまうことを防止することができる。

さらに図４のように凸状レンズ１８ａを別部材とする場合、凸状レンズ１８ａの原料に顔料を混合するなどして着色したものを用いても構わない。これによって発光部分のみ色変更を容易に行うことができるので、発光体の発光色の変更が容易となり、装飾性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施例について説明する。

上述で説明した構成にしたがい、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列した太陽電池モジュール１５を用いて、本発明の太陽光発電装置を構成した。光透過板１７の材質は３．２ｍｍ厚の白板ガラス、背面板１８の材質は２．１ｍｍ厚の白板ガラスをそれぞれ用いた。さらに実施例の１、３、５では発光体２３として、ＬＥＤ、実施例の２、４は反射鏡２９を備えた無指向性の発光体３０であるハロゲンランプを用いた。

そして背面板１８の発光体２３を備えるとともに、その照射光路に相当する位置に、透光性を有するポリカーボネート樹脂の型成型品である凸状レンズ１８ａをアクリル系接着剤によって貼り付け、本発明にかかる構造を有する太陽光発電装置を作製した。

実施例１〜５は、上述の構成により作製した応用例である。これらの実施例の太陽光発電装置の正面図を図９〜図１３に示す。

本例を図９に示す。同図は本発明の太陽光発電装置を一枚の太陽電池モジュール１５ｅによって構成し、そして、一枚の太陽電池モジュール中に複数の文字や数字を７セグメントなどの表示方法で表示させるものである。

この太陽光発電装置（太陽電池モジュール１５ｅ）は、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列し、枠体２１で太陽電池モジュール１５ｅの本体を支持している。これらの太陽電池素子１６の間隙２２に発光体２３を配列して、本発明の構成となるようにし、日時を表示するように点灯させた。

この太陽電池モジュール１５ｅの上段に日付「１２日」を示し、下段に時間「１９：００」を示す。これらの表記には、７セグメントなどの表示方法にしたがって発光体を配置し、本例によれば、黒点で発光体２３の発光を示す。なお、間隙２２には、これらの黒点で点灯した発光体２３を示すが、これら以外にも非点灯の発光体２３（明記せず）が配列されている。

このように本発明の太陽光発電装置によれば、７セグメント表示の発光体２３に対し、発光体２３から隣接する太陽電池素子１６の間隙２２を通して、太陽電池モジュール１５ｅの受光面の方向に向けて発光させ、その照射光路に対応する背面板１８の外面上の部位を凸状レンズ１８ａとしたので、外部からこの発光体２３を見たときに、より離れたところから、はっきりと視認することが可能となった。

なお、本例では枠体２１を有する太陽電池モジュールとしているが、枠体２１ではなく、支持部材に固定カバーなどで固定される取り付け構造としてもよい。

本例を図１０に示す。同図に示す太陽光発電装置によれば、複数の太陽電池モジュール１５ｆを配列し、それぞれの太陽電池モジュール１５ｆで、個々の文字や数字、アルファベットなどを表記する。

本例においては、４枚の太陽電池モジュール１５ｆによって構成し、そして、「ＫＯＢＥ」と表記した場合である。この太陽光発電装置によれば、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列した太陽電池モジュール１５ｆを、４個配列し、それぞれの太陽電池モジュール１５ｆに対し、表示文字に対応して発光体２３の配置部位を固定している。

このように本発明の太陽光発電装置によれば、表示文字に対応して配置した発光体２３に対し、発光体２３から隣接する太陽電池素子１６の間隙２２を通して、太陽電池モジュール１５ｆの受光面の方向に向けて発光させ、その照射光路に対応する背面板１８の外面上の部位を凸状レンズ１８ａとしたので、外部からこの発光体２３を見たときに、より離れたところから、はっきりと視認することが可能となった。

本例を図１１に示す。同図に示す太陽光発電装置によれば、複数の太陽電池モジュール１５ｇを配列し、これらによって一つの文字や数字、アルファベットなどを表記する。

本例においては、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列した２枚の太陽電池モジュール１５ｇによって構成し、そして、「京」と表記した場合である。なお、表示文字に対応して発光体２３の配置部位を固定している。

このように本発明の太陽光発電装置によれば、表示文字に対応して配置した発光体２３に対し、発光体２３から隣接する太陽電池素子１６の間隙２２を通して、太陽電池モジュール１５ｇの受光面の方向に向けて発光させ、その照射光路に対応する背面板１８の外面上の部位を凸状レンズ１８ａとしたので、外部からこの発光体２３を見たときに、より離れたところから、はっきりと視認することが可能となった。

本例の太陽光発電装置においては、複数の太陽電池モジュール１５ｇに跨って１文字を表示しているので、複雑な漢字などの表示が容易になる。

また、本例では枠体を廃し、支持部材に固定カバーなどで固定される取り付け構造としたが、このような構造にしたので、複数の太陽電池モジュールの文字が連続して見え、文章を作るのに好適である。

上述した実施例１〜実施例３の太陽光発電装置においては、矩形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて三角形状の太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置を図１２によって説明する。

同図に示す太陽光発電装置によれば、一個の三角形状の太陽電池モジュール１５ｈに対し、その内部に複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列し、さらに、枠体２１で太陽電池モジュール１５ｈの本体を支持している。なお、同図において、発光体２３の配置部位は略記する。

このように本発明の太陽光発電装置によれば、表示性や装飾性のある発光体２３に対し、発光体２３から隣接する太陽電池素子１６の間隙２２を通して、太陽電池モジュール１５ｈの受光面の方向に向けて発光させ、その照射光路に対応する背面板１８の外面上の部位を凸状レンズ１８ａとしたので、外部からこの発光体２３を見たときに、より離れたところから、はっきりと視認することが可能となった。

また、本例の太陽光発電装置においては、三角形状の太陽電池モジュール１５ｈを用いたので、その表示性能が高くなり、装飾性が向上し、さまざまな機能に適用できた。

上述した実施例１〜実施例３の太陽光発電装置においては、矩形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて円形状の太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置を図１３によって説明する。

同図に示す太陽光発電装置によれば、一個の円形状の太陽電池モジュール１５ｉに対し、その内部に複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列し、さらに、枠体２１で太陽電池モジュール１５ｉの本体を支持している。なお、同図において、発光体２３の配置部位は略記する。

このように本発明の太陽光発電装置によれば、発光体２３から隣接する太陽電池素子１６の間隙２２を通して、太陽電池モジュール１５ｉの受光面の方向に向けて発光させ、その照射光路に対応する背面板１８の外面上の部位を凸状レンズ１８ａとしたので、外部からこの発光体２３を見たときに、より離れたところから、はっきりと視認することが可能となった。

また、本例の太陽光発電装置においては、円形状の太陽電池モジュール１５ｉを用いたので、その表示性能が高くなり、装飾性が向上し、さまざまな機能に適用できた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良などはなんら差し支えない。

例えば、上述の説明では太陽電池素子１６を、青色や濃青色の場合によって説明したが、これに限るものではなく、茶色、赤色、紺色、黒色、灰色、緑色、金色、紫色、赤紫色などを呈した太陽電池素子１６を用いても本発明の作用効果を奏する。

また、例えば実施例４の太陽光発電装置においては、三角形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて台形状もしくは多角形状にしてもよい。

また、例えば実施例５の太陽光発電装置においては、円形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて楕円形状にしてもよい。

さらにまた、実施例１〜実施例４の太陽光発電装置においては、太陽電池素子１６をマトリックス状に配列したが、これに代えて千鳥状に配列してもよい。そして、実施例５の太陽光発電装置においては、太陽電池素子１６を千鳥状に配列したが、これに代えてマトリックス状に配列してもよい。

本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールを模式的に説明する概略の断面構造図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の要部Ｘの拡大図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる別の太陽電池モジュールの断面構造の要部拡大図である。 本発明の太陽光発電装置の作用効果を説明する図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールの凸状レンズを背面板とは別の部材で構成した例であり、（ａ）は太陽電池モジュールの非受光面側からみた斜視図であり、（ｂ）は要部拡大図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおいて、発光体の取り付け可能な領域を示す上面図である。 図５に示す太陽電池モジュールにおいて、切断面線Ａ−Ａによる断面図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる発光体への配線を説明する配線図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の太陽光発電装置にかかる光学部材をユニット化した例である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおける表示例を示す正面図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおける他の表示例を示す正面図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおける、さらに他の表示例を示す正面図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおいて、三角形状の太陽電池モジュールを示す正面図である。 本発明の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールにおいて、円形状の太陽電池モジュールを示す正面図である。 住宅の屋根に本発明の太陽光発電装置を配置した斜視図である。 従来の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールの概略の構造断面図である。 従来の他の太陽光発電装置にかかる太陽電池モジュールの概略の構造断面図である。

符号の説明

１：住宅
２：太陽光発電装置
３：太陽電池アレイ
４：太陽電池モジュール
５：送電ケーブル
６：ジャンクションボックス
７：系統連系インバータ
８：太陽電池素子
９：光透過板
１０：耐候性フィルム
１１：枠体
１２：ジャンクションボックス
１３：太陽電池モジュール
１５、１５ａ〜１５ｉ：太陽電池モジュール
１６、１６ａ〜１６ｅ：太陽電池素子
１７：光透過板
１８：背面板
１８ａ：凸状レンズ
１９：充填材
２０：ジャンクションボックス
２１：枠体
２２、２２ａ〜２２ｄ：間隙
２３、２３ａ〜２３ｄ：発光体
２３１：発光体取付部材
２３２ａ、２３２ｂ：光学ユニット
２４、２４ａ〜２４ｄ：送電ケーブル
２５：送電ケーブル
２６：送電線
２７：商用電力系統
２８：点灯制御回路
２９：反射鏡
３０：発光体（無指向性）

Claims (8)

1. 受光面とその反対側の非受光面とを有する太陽電池モジュールの内部に所定間隔で面状に配列された複数個の太陽電池素子と、隣接する前記太陽電池素子同士の間隙を通して前記受光面の方向に向けて発光させるべく、前記太陽電池モジュールの非受光面側に配置された複数の発光体とを具備した太陽光発電装置であって、少なくともこれらの発光体の照射光路に対応する前記非受光面の外面上の部位を、光透過性かつ凸状レンズ状としてなる太陽光発電装置。
2. 前記複数個の太陽電池素子は、マトリックス状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 前記複数個の太陽電池素子は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
4. 前記太陽電池モジュールは、三角形状、矩形状、台形状もしくは多角形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
5. 前記太陽電池モジュールは、円形もしくは楕円形であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
6. 前記太陽電池モジュールと、この太陽電池モジュールを支持する枠体とを具備してなる請求項１から５のいずれかに記載の太陽光発電装置。
7. 前記発光体は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の太陽光発電装置。
8. 前記発光体は、集光用の反射鏡を備えた無指向性の光源であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の太陽光発電装置。

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