JP2012151224A

JP2012151224A - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP2012151224A
Application number: JP2011007833A
Authority: JP
Inventors: Toru Iriyama; 山徹入
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】雪下ろし作業を必要とする降雪地域で使用する融雪タイプの太陽光発電装置（ソーラーパネル）において、融雪のための発熱構造が簡易で、既存装置にも容易に適用できる装置を提供する。
【解決手段】透明保護部（透明ガラス基板）１の背面に、太陽光発電素子及び出力回路を備えた太陽光発電モジュール層２を配置し、前記発電モジュール層２の背面に電気的絶縁を介して金属基板３を積層し、金属基板の背面に電熱部（電熱シート４）を形成すると共に、断熱層部（発泡樹脂層５）で被覆してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として家屋の屋根上に設置する所謂ソーラーパネルと称されている太陽光発電装置に関するものである。

家屋の屋根上に使用する太陽光発電装置は周知のとおり、光電変換素子（セル）を並べて配線したモジュールを単数或いは複数（アレイと称する）をパネル化し、前記パネルを屋根部材の一部（屋根葺部材）として、屋根葺きを行ったり、屋根置き用の独立部材として屋根上に設置し、太陽光の有効利用を図っているものである。

特に降雪地域では、太陽光発電装置（発電パネル）の表面に積雪すると、受光面が塞がり、発電効果が著しく低下すると共に、屋根上から雪下ろしが必要となった場合には、発電パネルが雪下ろし作業の障害となり、雪下ろしを行わずにいると、屋根から落雪が生じ危険である。

このため従前より降雪地域で使用することを前提として融雪機構を内装した太陽光発電装置が提案されている。

基本的には光電変換素子に通電して発電モジュール自体を発熱させて融雪する手段（例えば特開２００２−３１９６８７号公報参照）と、別に発熱線を備えて当該発熱線に通電して融雪する手段が知られているが、前者は通電量即ち発熱量に制限があり、急激な降雪に対応できない。

融雪機構を付設する手段としては、発電装置表面の硬質保護ガラス板と発電モジュール層との間に電熱部材（電熱線、電熱シート）を介在させているものが知られている（特許文献１，２，３）。

また、発電パネルの枠部材に発熱構造を付設しているものも提案されている（特許文献４、特開２００５−２１６９６４号、特開２００４−２７８２７０号）。

特開平８−２５０７５６号公報。特開２００２−２１２６５号公報。特開２００４−３９７５３号公報。実用新案登録３０６９９９８号公報。

発電パネルの枠部材に発熱部を設けるには、構造的に容易であるが、発電パネル上の積雪に対する融雪効率が悪い。

また発電パネルの発電モジュール層（：発電セル）の表面側に発熱部を設ける構造は、前記の枠部材に発熱部を設ける構成に比較して、発電モジュール層表面側で発熱するので融雪効果に優れているが、構造が煩雑になってしまう。

例えば発熱線を迂回させる構造では、発熱線の配置が発電セルへの太陽光入射の阻害要因とならないように迂回形状配線としなければならなく、且つ充分な融雪機能を備えさせるには相応の通電を行わなければならなく、表面の透明保護板（硬質保護ガラス板）において温度傾斜が必然的に生じ、透明保護板に高い耐熱性が要求される。

また熱の均一性を求めるために、ヒートシートを介在させる場合には、前記ヒートシートに透光性が要求される。而も既存品は、透明保護板と発電モジュール層（若しくはアレイ層）が一体となっており、これに前記の発熱部を組み込むことは面倒である。

そこで本発明は、既存の安価な発熱シート体を使用して、安価に製造できると共に、既存の非融雪タイプの太陽光発電装置に容易に組み込むことができる新規な太陽光発電装置を提案したものである。

本発明に係る太陽光発電装置は、透明保護部の背面に、太陽光発電素子及び出力回路を備えた発電モジュール層を配置し、前記発電モジュール層の背面に電気的絶縁を介して金属基板を積層し、金属基板の背面に電熱部を形成すると共に、断熱部で被覆してなることを特徴とするものである。

而して通常時は透明保護部を通して入射した太陽光によって発電モジュール層で所定の発電を行うものであり、降雪時は、電熱部に通電すると金属基板が温められ、これに伴って透明保護部も均一に温められ、透明保護部の表面の降雪は直ぐに融かされ、太陽光発電装置の表面に積雪が発生しない。

本発明の構成は上記の通りで、透明保護部と発電モジュール層の間に発熱部を形成せずに、発電モジュール層の背面側で且つ金属基板を介在させて発熱部を組み込んだもので、安価に既存の電熱シートを部材として使用でき、また非融雪タイプの既存の太陽光発電装置にも容易に付加することができ、融雪タイプの太陽光発電装置を容易に提供できるものである。

本発明の実施形態の一部断面図。同一部裁断した表面図。

次に本発明の実施形態について説明する。実施形態で示した太陽光発電装置は、所定の積層体（１〜５）を枠体６で保持して構成され、独立部材（設置タイプ）とした場合には、前記枠体６を屋根上に設置する金具等と連結するようにし、また屋根葺部材（屋根一体タイプ）とした場合には、屋根葺材と連結してなるものである。

積層体は、表面より透明保護部１、発電モジュール層２、金属基板３、電熱部４、断熱部５で構成されるものである。

透明保護部１は、透明ガラス基板（硬質ガラス板、強化ガラス板）、透明樹脂板或いは透明樹脂シート等で形成されているもので、後述する発電モジュール層２の具体的組み込み構造や、後述する金属基板３の厚さ（強度）との組み合わせによる積層体全体の強度を考慮して、その材質や厚さが定められるものである。

発電モジュール層２は、従前の太陽光発電装置と同様に、透明保護部１にガラス板を採用して、前記ガラス板を基盤として光電変換素子としてのアモルファスシリコンや表裏透明電極、及び回路構成用透明電極膜を形成して（薄膜セルを形成する）、適宜な封止材（ＥＶＡ，ＰＶＢ、シリコン樹脂等）を充填してバックシートで発電セル形成部分を封止したり、或いは発電セルを封止材中に配設して発電セルや配線電極部分を透明保護部１の背面にバックシートで封止してなる。

金属基板３は、アルミ薄板や、薄鋼板等の任意の材質の金属板で形成されたもので、発電モジュール層２の背面に重ね合わせたものである。尚前記金属基板３は、バックシートを介在させて、発電セル部分とは電気的に絶縁されているものである。

電熱部４は、電熱シートで形成され、金属基板の背面に貼着したものであり、非透明であり既存のものを採用できる。電熱部４に対する通電制御は、別に設けた温度センサによる気温感知によって、気温が一定以下（多雪地域では、気温の低下に伴って降雪する確率が高くなる）になると通電したり、降雪センサを別設し、降雪の有無を検知し、降雪時にのみ通電する等の適宜な制御手段を備えるものである。

断熱部５は、例えば電熱部４を貼着後に、その表面（積層体の裏面側）をウレタン発泡樹脂で被覆するようにしたものである。

而して前記の太陽光発電装置は、独立部材として屋根上に設置したり、或いは屋根部材として屋根葺時に屋根として設けるもので、設置後は従前の太陽光発電装置と同様に透明保護部１を通して入射した太陽光によって発電モジュール層２で所定の発電がなされ、太陽光の有効利用を図るものである。

特に本発明装置は、発電装置の主体である積層体において背面側に、金属基板３と電熱部４と断熱部５を順序積層して形成しているものであるから、降雪時は、電熱部４に通電すると金属基板３が温められ、これに伴って透明保護部（積層体表面）１も均一に温められ、本発明装置の表面への降雪は直ぐに融かされ、装置表面には積雪が発生しない。

従って装置上の雪下ろし作業は必要が無く、且つ晴天時には直ぐに発電を開始するものである。

また本発明装置は、積層体の裏面に発熱構成部材（金属基板３、電熱部４、断熱部５）を設けているものであるから、既存の太陽光発電装置において、前記の発熱構成部材を既存装置の発電モジュール層の背面に組み込むことで、非融雪タイプの発電装置を容易に融雪タイプの装置とすることができる。

１透明保護部
２発電モジュール層
３金属基板
４電熱部
５断熱部
６枠体

Claims

透明保護部の背面に、太陽光発電素子及び出力回路を備えた発電モジュール層を配置し、前記発電モジュール層の背面に電気的絶縁を介して金属基板を積層し、金属基板の背面に電熱部を形成すると共に、断熱層部で被覆してなることを特徴とする太陽光発電装置。
電熱部が電熱シートである請求項１記載の太陽光発電装置。
断熱部を発泡樹脂で形成してなる請求項１又は２記載の太陽光発電装置。