JP2009283520A - 軽量太陽光発電パネル - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜太陽光発電シートを基板及び透明板から分離可能に搭載した軽量太陽光発電パネルを提供することを目的とする。
【解決手段】透明板６と基板７との間に薄膜太陽光発電シート１を入れ替え可能に収納したので、薄膜太陽光発電シート１を収納した状態で透明板６及び基板７の４辺を挟み込む枠体８を取り外すことにより、また、建築物の屋根又は外壁に固定される架台治具１１に装着される押え治具１０を締め付ける締付具９を緩めることにより、透明板６及び基板７のみを交換したときは、薄膜太陽光発電シート１を継続してそのまま使用でき、逆に、薄膜太陽光発電シート１のみを交換したときは、繊維補強プラスチック等の透明板６及び基板７を継続してそのまま使用できる利点がある。更に、薄膜太陽光発電シートと、透明板及び基板とを分別して廃棄できるのでリサイクル上での利点もある。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜太陽光発電シートを基板及び透明板から分離可能に搭載した軽量太陽光発電パネルに関する。

特許文献１には以下の記載がある。即ち、段落［０００４］には、「…フレキシブル太陽電池をプラスチック製平板により裏打ちし，適度な剛性を付与する。裏打ちはエポキシ樹脂，ウレタン樹脂等により，接着する。プラスチック製平板の材質はアクリル，ポリカーボネート，ガラス維強化プラスチック，塩化ビニル等が対象となるが…（中略）…周囲にプラスチック板を枠状に配し，太陽電池をサンドイッチすることにより，フレキシブル太陽電池の層間接合品質の向上と覆蓋，防音壁に固定する際の締結補強効果が期待出来る。この押え枠は対象器材と同色に塗装することとが可能であり簡便性，美観，耐候性，耐久性に優れた構成となる。」と記載され、また、段落［０００５］には、「…曲率半径が自由に選択出来るので，新設・既設を問わずにアーチ形状器材に設置可能であり，新規設計においても制約が大幅に軽減される。…」と記載されている。

特許文献２には以下の記載がある。即ち、［請求項１］には、「可撓性樹脂フィルム上に薄膜半導体が設けられてなる太陽電池セルまたはモジュールが、不飽和ポリエステル樹脂からなる光入射面側パネルおよび背面側パネルによって封止されてなる太陽電池パネル。」、［請求項４］には、「前記背面側パネルには、該背面側パネルを構成する不飽和ポリエステル樹脂より線膨張率が小さい充填材が分散されてなる…」、［請求項５］には、「前記充填材はガラス繊維である…」、段落［００１３］には、「本発明は、光入射面側パネルを構成する不飽和ポリエステル樹脂中に、従来用いられていたガラス繊維の代わりに無機微粒子を分散させること…」、段落［００２７］には、「…光入射面側パネル４および背面側パネル５の構成は、少なくとも光入射面側パネル４が十分な光透過能を有し、本発明の規定を満たすものであれば、特に限定されるものではなく、本発明の規定を満たすものであれば、特に限定されるものではなく、２つのパネルとして太陽電池セルまたはモジュール２を封止するものであってもよく、一体形成されたものであってもよい。」、段落［００４２］には、「太陽電池パネルの製造を容易なものとするためには、背面側パネル材料にはＳＭＣ（Sheet Molding Compound）製法による不飽和ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。成形性が高いＳＭＣ製法を用いて太陽電池パネルを成形する場合は、形状を維持するための特別の部品を用いずとも種々の複雑な曲面形状に賦形することができ、工程の簡略化ならびに製造コストの削減を達成できるからである。」と記載されている。
特開２００８−１０３６５２ 特開２００２−２４６６２７

特許文献１に記載されるように、フレキシブル太陽電池をガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ:Fiber Reinforced Plastics）よりなるプラスチック製平板により裏打ちすると、フレキシブル太陽電池とプラスチック製平板とが一体化されて容易に分離できないので、プラスチック製平板が劣化ないし損傷した場合、又は、変換効率の良いフレキシブル太陽電池に交換したい場合でも、プラスチック製平板のみ又はフレキシブル太陽電池のみを交換できず、フレキシブル太陽電池及びプラスチック製平板を全体として交換するしかなかった。

また、特許文献２に記載されるように、太陽電池セルまたはモジュールを光入射面側パネルおよび背面側パネルで封止すると、太陽電池セルまたはモジュールと透明な光入射面側パネルおよび背面側パネルとが一体化されて容易に分離できないので、透明な光入射面側パネルおよび背面側パネルが劣化ないし損傷した場合、又は、変換効率の良い太陽電池セルまたはモジュールに交換したい場合でも、特許文献１と同様に、透明な光入射面側パネルおよび背面側パネルのみ又は太陽電池セルまたはモジュールのみを交換できず、太陽電池セルまたはモジュールと透明な光入射面側パネルおよび背面側パネルを全体として交換するしかなかった。

本発明は、上述した従来技術に鑑みてなされたものであり、薄膜太陽光発電シートを基板及び透明板から分離可能に搭載した軽量太陽光発電パネルを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決する本発明の請求項１に係る軽量太陽光発電パネルは、透明板と基板との間に薄膜太陽光発電シートを入れ替え可能に収納したことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項２に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項１記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記透明板及び前記基板は方形であり、前記透明板及び前記基板の間に入れ替え可能に前記太陽光発電シートを収納した状態で前記透明板及び前記基板の４辺を枠体にてそれぞれ挟み込むことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項３に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項２記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記枠体は、建築物の屋根又は外壁に固定される架台治具と、当該架台治具に取り外し可能に装着される押え治具と、前記架台治具に対して前記押え治具を締め付ける締付具とからなることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項４に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項１，２又は３記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記透明板及び前記基板は、繊維補強プラスチックよりなることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項５に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項１，２，３又は４記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記基板は、透明であることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項６に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項５記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記透明板又は前記基板は、着色透明であることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項７に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項１，２，３，４，５又は６記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記透明板又は前記基板の表面は、不規則な凹凸が形成されることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項８に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項１，２又は３記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記基板は、窯業系建材であることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項９に係る軽量太陽光発電パネルは、請求項３記載の軽量太陽光発電パネルにおいて、前記架台治具と基板との間に、又は、前記押え治具と前記透明板との間に、振動を吸収する弾性体を挿入したことを特徴とする。

本発明の軽量太陽光発電パネルは、透明板と基板との間に薄膜太陽光発電シートを入れ替え可能に収納したので、薄膜太陽光発電シートを透明板及び基板から分離して透明板及び基板又は薄膜太陽光発電シートのみを容易に交換できる。また、太陽光発電シートを収納した状態で透明板及び基板の４辺を挟み込む枠体を取り外すことにより、また、建築物の屋根又は外壁に固定される架台治具に装着される押え治具を締め付ける締付具を緩めることにより、透明板及び基板又は薄膜太陽光発電シートのみを容易に交換できる。特に、薄膜太陽光発電シートのみを交換する場合には、繊維補強プラスチック等の透明板及び基板を継続してそのまま使用できる利点があり、逆に、透明板及び基板のみを交換する場合には、薄膜太陽光発電シートを継続してそのまま使用できる利点ある。更に、薄膜太陽光発電シートと、透明板及び基板とを分別して廃棄できるのでリサイクル上での利点もある。

以下に実施例として説明する態様が本発明を実施するための最良の形態である。

以下、本発明の第１の実施例について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１は薄膜太陽光発電シートの平面図、図２は薄膜太陽光発電シートの図１中のＡ−Ａ’断面図、図３は軽量太陽光発電パネルの施工例を示す斜視図、図４は軽量太陽光発電パネル（一例）の断面図、図５は軽量太陽光発電パネル（他の例）の断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施例に係る薄膜太陽光発電シート１は、薄膜太陽光発電セル４を透明な可撓性樹脂シート３，３の間に挟み込み、接着剤５にて封止したものであり、薄膜太陽光発電セル４にはコネクタ２，２が接続されている。
薄膜太陽光発電セル４としては、アモルファス型に限らず、薄膜結晶型、化合物半導体型等が使用できる。薄膜太陽光発電セル４の厚さは、数十ミクロン程度である。
可撓性樹脂シート３としては、耐候性のあるフッ素系等のフレキシブルな樹脂シートが使用できる。可撓性樹脂シート３の厚さは、約０．５ｍｍ程度である。

このような構成の薄膜太陽光発電シート１は、図４に示すように、表面に不規則な凹凸のある透明板６と基板７との間に入れ替え可能に収容され、本実施例に係る軽量太陽光発電パネル１２が構成されている。
ここで、図４において、透明板６と基板７は、同形の四角形をなすものであり、透明板６と基板７の間に薄膜太陽光発電シート１を入れ替え可能に収容した状態で、透明板６と基板７の４辺（図４中ではその２辺を示す）がそれぞれコ型ジョイナー（枠体）８で挟み込まれている。

従って、透明板６と基板７から少なくとも１個のコ型ジョイナー８を取り外し、透明板６と基板７の間から薄膜太陽光発電シート１のみを引き抜いて容易に交換することが可能となっている。
薄膜太陽光発電シート１の交換としては、発電効率の高い薄膜太陽光発電シート１に交換する場合に限らず、故障した薄膜太陽光発電シート１を正常な薄膜太陽光発電シート１に交換する場合がある。
逆に、透明板６又は基板７が劣化ないし損傷した場合には、透明板６と基板７の間から薄膜太陽光発電シート１のみを引き抜いて、透明板６又は基板７を交換することができる。
特に、故障した薄膜太陽光発電シート１と、劣化ないし損傷した透明板６又は基板７とを分別して廃棄できるので、軽量太陽光発電パネル１２を一体として廃棄する場合に比較して、リサイクル上での利点もある。

従来の技術の欄で説明した通り、特許文献１では、フレキシブル太陽電池のみを交換できず、フレキシブル太陽電池及びプラスチック製平板を全体として交換するしかなく、また、特許文献２でも、太陽電池セルまたはモジュールのみを交換できず、太陽電池セルまたはモジュールと透明な光入射面側パネルおよび背面側パネルを全体として交換するしかなかった。
そのため、特許文献１，２では、フレキシブル太陽電池、太陽電池セルまたはモジュールを交換する費用が高額となっていたのに比較し、本発明では、透明板６と基板７の間から薄膜太陽光発電シート１のみを引き抜いて、透明板６及び基板７又は薄膜太陽光発電シート１のみを容易に交換することができ、言い換えると、透明板６及び基板７又は薄膜太陽光発電シート１は継続してそのまま使用できるので、交換費用が低額で済むという効果がある。

ここで、本実施例における透明板６及び基板７としては、何れも、軽量の薄板である繊維補強プラスチック板とすることが望ましい。建築物をリフォームする際に太陽光発電パネルを設置することを想定すると、太陽光発電パネルの重量が嵩むと、建築物の構造仕様自体を変更する必要を生じるからである。例えば、従来一般に使用されている太陽光発電パネルが約１５ｋｇ／ｍ²以上であるところ、本発明の軽量太陽光発電パネルは、その半分程度、例えば、６〜８ｋｇ／ｍ²程度が好ましい。

また、本実施例における透明板６及び基板７として、透明なＦＲＰを用いることで、光透過性の太陽光発電パネルが得られ、また、いずれか一方を着色された透明ＦＲＰを用いることで色の重なり効果でデザイン性の高い光透過性太陽光発電パネルが得られる。
例えば、本実施例の軽量太陽光発電パネル１２を通路（アーケード）や車庫の光透過性屋根として使用すると、透明な基板７を通じて、下側から薄膜太陽光発電シート１が視覚的に認識できるので、太陽光発電による省エネを行っている事をアピールできると共に、薄膜太陽光発電シート１の周囲から着色透明である透明板６又は基板７を通じて太陽光が木洩れ日のように差し込んでくるという意匠的（デザイン的）な効果がある。

特に、本実施例では、透明板６の表面に不規則な凹凸を設けているため、差し込んでくる太陽光がぼかされて柔らかい光となるという効果も加わり、更に、不規則な凹凸を工夫することにより、太陽光を乱反射させて薄膜太陽光発電セル４による発電効率の向上も期待できる。
なお、基板７としては、透明な繊維補強プラスチック板に限るものではなく、例えば、セメント板、珪酸カルシウム板、セラミック板等の窯業系建材を使用することも可能である。窯業系建材を基板として用いることで、安価で耐久性があり易施工性の軽量太陽光発電パネルが得られる。

一方、図５に示す実施例は、図４において透明板６と基板７の４辺を挟み込むコ型ジョイナー８に代えて、図示しない建築物の屋根又は外壁に固定される架台治具１１と、架台治具１１に取り外し可能に装着される押え治具９と、架台治具１１に対して押え治具９を締め付けるビス（締付具）１０を使用するものである。
従って、発電効率の高い薄膜太陽光発電シート１に交換する場合等には、ビス１０を緩めて、架台治具１１から押え治具９を取り外し、透明板６と基板７の間から薄膜太陽光発電シート１のみを引き抜いて容易に交換することが可能となっている。
逆に、透明板６又は基板７が劣化ないし損傷した場合には、透明板６と基板７の間から薄膜太陽光発電シート１のみを引き抜いて、透明板６又は基板７を交換することができる。
特に、故障した薄膜太陽光発電シート１と、劣化ないし損傷した透明板６又は基板７とを分別して廃棄できるので、軽量太陽光発電パネル１２を一体として廃棄する場合に比較して、リサイクル上での利点もある。

実際に、軽量太陽光発電パネル１２を建築物に対して施工する際には、軽量太陽光発電パネル１２の４辺の全てを架台治具１１、押え治具９及びビス１０にて締め付ける必要はなく、図３に示すように、軽量太陽光発電パネル１２の４辺のうちの２辺を架台治具１１、押え治具９及びビス１０にて締め付けるようにしても良い。
なお、図５に示す実施例では、図４において透明板６の表面に不規則な凹凸の形成したのに代えて、基板７の表面に不規則な凹凸を設けたため、不規則な凹凸による太陽光の乱反射で薄膜太陽光発電セル４による発電効率の向上を期待できるという効果以外は、図４に示す実施例と同様な効果を奏するものである。

本発明の第２の実施例について、図６を参照して説明する。図６は、本実施例に係る軽量太陽光発電パネルの断面図である。
本実施例では、薄膜太陽光発電シート１が振動に弱いことに鑑みて、振動を吸収できるようにしたものである。
即ち、本実施例は、図６に示す通り、架台治具１１と基板７との間に振動吸収用の弾性体１３を挿入すると共に、押え治具９と透明板６との間に振動吸収用の弾性体１３を挿入したものであり、架台治具１１に対して押え治具９がビス（締付具）１０にて締め付けられている。

従って、建築物の屋根又は外壁が振動したとしても、架台治具１１と基板７との間との間に挿入される弾性体１３により振動が吸収されるだけでなく、押さえ治具９と透明板６との間に挿入される弾性体１３により振動が吸収され、薄膜太陽光発電シート１に殆ど振動が伝わらなくなる。
その結果、薄膜太陽光発電シート１の損傷が未然に回避できるという利点がある。
なお、本実施例では、架台治具１１と基板７との間及び押さえ治具９と透明板６との間に弾性体１３をそれぞれ挿入していたが、架台治具１１と基板７との間又は押さえ治具９と透明板６との間の何れかに弾性体１３を挿入しても、相当な効果を期待できる。

本発明の軽量太陽光発電パネルは、太陽光発電とデザイン性が要求される建築物の屋根、外壁の新築・リフォーム、ルーバー、通路（アーケード）や車庫の光透過性屋根に利用できる他、上下水道処理施設の覆蓋、高速道路の防音壁にも利用でき、更に、自動車などの移動物にも利用可能なものである。

本発明の第１の実施例に係る薄膜太陽光発電シートの平面図である。 本発明の第１の実施例に係る薄膜太陽光発電シートの図１中のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の第１の実施例に係る薄膜太陽光発電シートを交換可能に搭載した軽量太陽光発電パネルの施工例を示す斜視図 本発明の第１の実施例に係る薄膜太陽光発電シートを交換可能に搭載した軽量太陽光発電パネル（一例）の断面図である。 本発明の第１の実施例に係る薄膜太陽光発電シートを交換可能に搭載した軽量太陽光発電パネル（他の例）の断面図である。 本発明の第２の実施例に係る薄膜太陽光発電シートを交換可能に搭載した軽量太陽光発電パネルの断面図である。

符号の説明

１ 薄膜太陽光発電シート
２ コネクタ
３ 樹脂シート
４ 薄膜太陽光発電セル
５ 接着剤
６ 透明板
７ 基板
８ コ型ジョイナー
９ 押さえ治具
１０ ビス
１１ 架台治具
１２ 軽量太陽光発電パネル
１３ 振動吸収用の弾性体

Claims (9)

1. 透明板と基板との間に薄膜太陽光発電シートを入れ替え可能に収納したことを特徴とする軽量太陽光発電パネル。
2. 前記透明板及び前記基板は方形であり、前記透明板及び前記基板の間に入れ替え可能に前記太陽光発電シートを収納した状態で前記透明板及び前記基板の４辺を枠体にてそれぞれ挟み込むことを特徴とする請求項１記載の軽量太陽光発電パネル。
3. 前記枠体は、建築物の屋根又は外壁に固定される架台治具と、当該架台治具に取り外し可能に装着される押え治具と、前記架台治具に対して前記押え治具を締め付ける締付具とからなることを特徴とする請求項２記載の軽量太陽光発電パネル。
4. 前記透明板及び前記基板は、繊維補強プラスチックよりなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の軽量太陽光発電パネル。
5. 前記基板は、透明であることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の軽量太陽光発電パネル。
6. 前記透明板又は前記基板は、着色透明であることを特徴とする請求項５記載の軽量太陽光発電パネル。
7. 前記透明板又は前記基板の表面は、不規則な凹凸が形成されることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の軽量太陽光発電パネル。
8. 前記基板は、窯業系建材であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の軽量太陽光発電パネル。
9. 前記架台治具と前記基板との間に、又は、前記押え治具と前記透明板との間に、振動を吸収する弾性体を挿入したことを特徴とする請求項３記載の軽量太陽光発電パネル。

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