JP2012530201A - 屋根用光発電タイル - Google Patents

Abstract

本発明は、隣接する少なくとも２枚のタイルが少なくとも部分的に重なり合った複数枚のタイルでなる光発電タイルに関し、頂端部（２０）と底端部（２２）でなる重なり端部を有し、頂端部（２０）が少なくとも１枚の隣接タイルの底端部（２２）を覆って形成された本体（１２）と、光発電層（４０）と、導電体（５４）により光発電層（４０）に接続された電気コネクター（５２）とで構成されている。電気コネクター（５２）は、アセンブリー（５７，５８）にまとめて設置され、アセンブリーは、重なり端部の上に設けられて、隣合う２枚のタイルを設置する時には重なり端部（２０，２２）が互いに移動しないようにし、アセンブリー（５７，５８）にまとめることにより電気コネクター（５２）が互いに電気的に接続される。本発明は、また光発電タイルの製造方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根用光発電タイルに関するものであり、より詳細に本発明は、少なくとも２枚の隣接するタイルが部分的に互いに重なっている複数枚のタイルでなる屋根用光発電タイルに関するものである。

この光発電タイルは、次のものからなっている。
−頂端部と底端部があり、頂端部が隣接する少なくとも１枚のタイルの底端部を覆うように形成された重なり端部を有する本体、
−底端部の外にあり、本体の上表面の空いた場所に置かれた光発電層、
−導電体で光発電層に接続され、隣接する少なくとも２枚の屋根タイルにある光発電層同士を互いに電気的に接続する電気コネクター。

このタイプのタイルは、特許文献オランダ特許１００５２８７号で知られており、その光発電タイルは、コネクターを有していて、コネクターの接続には、その損傷を防ぐためにタイルの正確な作業が要求されている。

本発明は、従来技術の欠点を解決することを目的としている。

この目的を達成するためになされた本発明は、隣接する少なくとも２枚のタイルが少なくとも部分的に重なり合った複数枚のタイルでなる屋根用の光発電タイルに関するものであり、頂端部と底端部でなる重なり端部を有し、頂端部が隣接する少なくとも１枚のタイルの底端部を覆っている本体と、底端部の外で、本体上表面の空いた場所に置かれた光発電層と、
導電体により光発電層に接続され、隣接する少なくとも２枚の屋根タイルにある光発電層同士を電気的に接続する電気コネクターと、で構成されている。

このタイルでは、電気コネクターは、アセンブリーにまとめて設置され、アセンブリーは、重なり端部上に設けられて、隣合う２枚のタイルが設置される時に、重なり端部が互いに移動しないようにし、アセンブリーにまとめることにより電気コネクターが互いに電気的に接続される。
このような配列により、タイルの同じ部分で、電気的な接続機能と、隣接するタイルとの相互位置保持機能の両方に寄与することになる。
本発明によるタイルの様々な実施形態では、次の条件の１つ以上を使用することができる。

−導電体は、タイル本体の内部にあって、光発電層とそれらの電気コネクターの間を連結している。
−アセンブリーは、一方には、頂端部あるいは底端部の１つから突出する少なくとも１つの固定接点があり、他方には、反対側の底端部あるいは頂端部から凹んだハウジングでなっていて、電気コネクターが、固定接点とハウジングに嵌入されている。

−固定接点は、その重なり端部から突出するプラグを形成し、ハウジングは、その重なり端部から凹むタップを形成している。
−固定接点とハウジングは、タイルが施される屋根面と平行なタイル中心面に対し実質的に垂直である。
−光発電層は、外環境に直接接している。
−光発電層は、タイルの本体に接着されたフィルムであり、本体とフィルムの間の膨張差を吸収することができる柔軟性のある接着剤を使用して接着される。

−光発電層を構築するフィルムは、本体上表面の空いた位置で上表面から凹んだ空隙に収容され、その空隙は、フィルムの上表面が本体上表面の何もない端部の周辺と同じ高さにする深さとする。
−光発電フィルムによって覆われた本体の上表面域は、本体と光発電フィルムの間に空気の流れができる冷却通路をもつ少なくとも部分的な窪みを作っている。
−冷却通路は、溝であり、本体は、一方が溝に、他方がタイル下表面に通じる空気排出管を設けている。
−光発電層は、光発電ナノ粒子層である。

−タイル本体は、例えばセラミックを混合したポリマーベース材料、あるいは木材ベース材料で作成される。
−本体は、成型後冷却してから、あるいは成型中に重合された材料をベースにする。
−タイルの本体の上表面は、特に紫外線から保護する保護鉱物層で覆われる。
−タイルは、本体の下表面に熱遮断層を有している。
−熱遮断層は、下仕上げ層で覆われる。

−本体は、上半シェルと下半シェルを有して、内部空間を作っている。
−上半シェルと下半シェルの間となる内部空間は、フォームで充填される。
−本体は、少なくとも１つの内部熱遮断層を有している
−本体は、直流を交流に変換する電子ユニットを有している。

更に、本発明は、本発明による光発電タイルを製造する方法に関するものであり、この方法は、少なくとも１端が電気コネクターに取付けられた導電体を鋳型内部に置くステップと、その導電体が置かれた鋳型でタイルの本体を成型するステップでなっている。

１つの実施形態によれば、この方法は、本体を成型するステップの前に、鋳型中に光発電層を置くステップを有している。

別の実施形態によれば、この方法は、成型するステップの後、および鋳型から本体を取り出すステップの後に、本体の上表面に光発電層を取付けるステップを有している。

他の態様によれば、この方法は、フレーム面上に第１のタイルを置いた後に、第２のタイルをその頂端部が第１のタイルの底端部と相対する位置の近くにもってきて、第２タイルの頂端部の一部が第１タイルの底端部と重なり、第１のタイルとフレーム面に対して実質的に垂直に隣接して第２のタイルを置き、他方、アセンブリーをフレーム面に対し実質的に垂直にまとめてタイルを機械的に保持し、電気的に接続するステップを有している。

更に、本発明は、本発明による光発電タイルの複数枚が互いに隣接するように置かれて、１枚のタイルの頂端部が隣接する少なくとも１枚のタイルの底端部と重なり合い、電気コネクターが電気的に接続されている屋根覆い集合体に関するものである。

本発明のその他の目的、態様および利点は、添付した図面を参照して、限定しない実施例として示すいくつかの実施形態の記載で明らかとなろう。
本発明による光発電タイルを上から見た斜視図である。 本発明によるタイルを、図１のＩＩ−ＩＩラインに沿っての縦方向部分断面図であり、アセンブリーと電気コネクター部材を示している。 図１のタイルの平面図である。 図３のタイルのＩＶ−ＩＶラインに沿っての断面図である。 図３のタイルのＶ−Ｖラインに沿っての断面図である。 図３のタイルのＶＩ−ＶＩラインに沿っての断面図である。

図１に示したタイルの複数枚組合わせを示す斜視図である。 図１に示したタイルを下から見た斜視図である。 図１に示したタイルの電気コネクターの詳細を示す部分斜視図である。 図８に示したタイルの電気コネクターの詳細を示す部分斜視図である。 図１〜１０に示したタイルの極性と配線を示す図である。 図１〜１０に示したタイルの極性と配線を示す図である。 本発明によるタイルの内部にある導電体の別の実施形態を示す図３と同種の図である。 図１３に示したタイルの極性と配線を示す図である。 図１３に示したタイルの極性と配線を示す図である。

図１のタイプとは別の実施形態である平板状タイルを、上から見た斜視図である。 図１のタイプとは別の実施形態である薄いタイルを、上から見た斜視図である。 本発明によるタイルの光発電面に対して垂直長さ方向に沿った断面図であり、タイル本体とそのコネクターの別の実施形態を示している。 図１８に示したタイルの電気コネクターの詳細を示す上から見た部分斜視図である。 図１８に示したタイルの電気コネクターの詳細を示す下から見た部分斜視図である。 タイルの光発電面に対して垂直長さ方向に沿っての断面図であり、図１８のタイル本体の別の実施形態を示している。 タイルの光発電面に対して垂直長さ方向に沿っての断面図であり、図１８のタイル本体の別の実施形態を示している。

それぞれの図面で、同じ符号は同じまたは同様の部材を示している。
図に示した本発明の実施形態では、光発電タイル１０は、波状の本体１２と、本体１２の厚さ方向の半分、すなわち中心面Ｐを横切る右側端面１６と左側端面１４でなっている。
波状のタイルは、正弦曲線をしており、その結果、中心面Ｐは、正弦曲線の横座標軸に対応する軸を横切る、つまり、中心面Ｐはタイルの厚さの中央にあり、タイルの頂点を通る平面と平行になっている。このように、中心面Ｐは、タイルが屋根に組み込まれるときにタイルが置かれるフレーム面と平行になる。

側端部分では、本体１０は、頂端部２０と底端部２２でなる重なり端部があり、頂端部は、隣接する少なくとも１枚の屋根タイルの底端部を覆うように形成されている。頂端部２０は図１の左側に、そして底端部２２は図１の右側にある。頂端部２０と底端部２２でのタイル１０の厚さは、重なり端部の間にある中央部分のタイルの厚さに比べて薄くなっている。

頂端部２０は、一方で側止め肋材２４を有して、その側縁が左側端面１４であり、他方で左側端面１４と平行して側止め肋材２４からタイルの内方向に、本体１２の下面１２Ａに作られた側止め溝２５がある。
一方、底端部２２は、側止め肋材２６を有して、その側縁が右側端面１６であり、その形状は、側止め溝２５の形状と相補関係にある。

底端部２２は、前述した右側端面１６と平行し、側止め肋材２６からタイルの内方向に側止め溝２７を有しており、その形状は、側止め肋材２４の形状と相補関係にあって、本体１２の上表面１２Ｂに作られている。
タイルには、本体１２の下表面１２Ａに、本体の底端部に止め収容部３２（図８）を形成する止め壁３０（図２）がある。本体１２の厚さは、止め壁３０からタイルの上端面３４の方向に一定割合で狭くなり、その表面３４の厚さは、実質的に止め壁３０の高さに相当している。

止め壁３０は、一方で、フレーム材が止め収容部３２に収容されて、フレーム材の上に屋根の下水平列タイルを取付け可能にしている。他方、止め壁３０は、次にくる下列タイルの上端面３４の上にあって、別の水平列のタイルを取り付け可能にしている。
下列タイルの上端縁３６は、上列タイルの止め収容部３２に収容される。

タイル１０は、外環境に直接接する光発電層４０を有している。光発電層４０は、少なくとも底端部２２と上端縁３６である境界域を除いて、本体１２の上表面１２Ｂに重なっている。底端部２２と上端縁３６の２つの端部は、タイルが屋根に取付けられるとき光が当たらない。

光発電層の表面を最高に大きくして電気エネルギーの生産を最大にするために、光発電層の表面は、本体の上表面に可能な限り大きくして、タイルが屋根に組み入れられたとき光に当たることができるようにする。

図示した実施形態では、光発電層４０は、本体１２とフィルム４０の間の膨張差を吸収できる柔軟性のある接着剤を用いてタイルに接着されたフィルムである。
このタイプのフィルムは、エナジーコンバージョンデバイセス（Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＥＣＤ）社の子会社であるユナイテッドソーラーオヴォニック（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｏｌａｒ Ｏｖｏｎｉｃ）社で製造されユニソーラー（ＵＮＩ−ＳＯＬＡＲ）名で上市されて入手可能である。このタイプのフィルムは、カリフォルニア州のナノソーラー（ＮＡＮＯＳＯＬＡＲ）社、コロラド州のアセントソーラー（Ａｓｃｅｎｔ Ｓｏｌａｒ）社からも入手できる。この光発電フィルムは、例えば透明な保護層を組込むことで屋外使用条件に耐えられる。

図３〜６に示したように、光発電層４０を形成するフィルムは、本体の上表面１２Ｂに彫られた窪み１２Ｃに収容され、窪み１２Ｃの底部には空気流通溝４２と、一方が空気流通溝４２の一つで他方がタイルの下表面１２Ａに通じる空気排出管４４がある。空気流通溝４２および空気排出管４４は、フィルムとタイル本体の間に空気を局部循環させることで光発電層４０を冷却させている。

図示していない別の実施形態では、本体と光発電フィルムの間に空気を局部的に通すために、溝に代って、ミクロ刃あるいはミクロ穿孔器で本体に冷却空洞を彫って形成することができる。

見た目を別にして、この窪みに収容されるフィルムは、タイルの周囲で本体１２の上表面１２Ｂから突出しない、例えばその表面が浮き上がらないようにするのがよく、これにより貯蔵時にタイルを積み重ねたときにフィルムの破損を避けることができる。

頂端部２０と底端部２２は、水平な導電体５４を介して光発電層４０に接続されている電気コネクター５２が取付けられ、屋根の上に隣り合って設置されたタイル１０の光発電層４０を互いに電気的に接続することができる。

電気コネクター５２は、アセンブリーにまとめて形成され、その結果、あるタイル１０の上に別のタイル１０をまとめ、すなわち本体１２のアセンブリーを一緒に固定することで、タイル１０の電気コネクター５２が互いに電気的に接触する。

図１〜１０で示した実施形態では、電気コネクター５２は、一方が側止め溝２５内に突出するプラグを形成する固定接点５７であり、他方が側止め肋材内に凹んで並べられたタップを形成する収容部５８で構成されるアセンブリーの一部である。

固定接点５７と収容部５８は、タイル１０の本体１２で中心面Ｐに対して実質的に垂直、あるいは僅かに傾いて、例えば１０あるいは２０度に傾いている。

図９と１０に示した実施形態では、電気コネクター５２の固定接点５７と収容部５８は、本体１２と一体になっていて、２つの向き合う側の長さが異なる、すなわち一方の側が他方の側より長い六角形断面をしている。

プラグを形成する固定接点５７とタップを形成する収容部５８は、一般にＣＰＵやコンピューターモニターに使用されるプラグとタップに似たタイプのものである。雄型コネクターを形成する３つのピン５８Ａは、例えば銅で作られ、その軸と平行、タイル１０の本体１２の中心面Ｐに垂直に延びている。

２つの半シェル内に形成された雌型接続部をなす３つの差込口５７Ａは、例えば銅で作られ、固定接点５７に形成される。ピンの数は、３つに限定するものではなく、例えば３つより少ないシングルピンでも可能である。

収容部５８それぞれの開口部および固定接点５７それぞれの根元部は、シール溝５７Ｂとゴムの囲い５８Ｂを有している。ピン５８Ａおよび差込口５７Ａの高さは、タイルの波型形態と、固定接点の先端とタイルの中心面Ｐに平行な収容部５８の底との本体実効厚さに合わせる。

導電体５４は、コンピューター電源タップとプラグと同じように、ピン５８Ａと差込口５７Ａに電気的に接続される。

本体は、ポリマー材料を例えばセラミックをフィラーとして配合して成型、例えば押出しあるいは圧縮成型して得られる。ポリマーは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、あるいはその他屋外大気条件に耐え、例えば雹にも破れない強さの同等の材料である。その他材料として、本体は、上記のポリマーに木材フィラーや木材糊を配合して成型あるいは形成される。

図１〜８に示した実施形態では、導電体５４とそれらのピンおよび差込口への接続は、成型材料で作られた本体１２に埋め込まれると、成型材料が電気絶縁体として働く有利さがある。

図１に図示したタイルの寸法は、長さが約１ｍ、幅が約０．５ｍで、厚さがタイルの最も薄い部分で約２５ｍｍと止め壁３０で約５０ｍｍと変わっていく。しかし、本発明はより小さなタイル、例えば長さと幅が半分の小さなタイル、あるいは必要ならばより大きなタイルも可能である。

１つの実施形態では、本体１２の上表面１２Ｂは、厚さが１ｍｍ以下、例えば、数ミクロンの超薄層の保護鉱物層で覆われ、長期間の気候、例えば太陽からの紫外線から充填ポリマーを保護することを目的としている。保護鉱物層は、本体の製造時に、あるいはその後の仕上げ時に作成することができる。タイル上に任意に設ける鉱物層の硬化は、一体化した電気システムが耐えられる温度で行われる。

タイル１０は、光発電層４０が自然環境に耐えられるものであるので、光発電層４０と本体１２を囲む外側を透明なパッケージングをしないでよい。
電気コネクター５２と導電体５４の両方は、そのタイルあるいは隣接するタイルの本体１２によって保護される。

タイル１０の操作と使用は、これまでの記載から部分的に出てきており、ここに詳細に説明する。
タイルを設置するときに、典型的には垂直な梁とその上に水平な角材を固定したフレームの上で、先ず、タイルの止め壁３０が止め収容部３２の内部にある角材の垂直面と面するようにタイルの下列を位置させる。

これらのタイルは、釘またはネジをタイルの上端縁３６を貫通させてフレームの第２角材上に釘づけまたはネジ止めされる。
次に、上列を、例えば、タイルを垂直に降ろした後でタイル１０の中心面Ｐが、角材面と実質的に平行になるように置き、タイルそれぞれを中心面に垂直方向である下方向に移動させて、タイルの上に一つづつ置いていく。
この下方向に移動するときに、上列のタイルの止め壁３０を、下列のタイルの上端縁３６（図７）の上表面３４の上になるように置く。

この下方向への移動で、頂端部２０が底端部２２の上に置かれ、側止め肋材２４または２６は、対応する側止め溝２７または２５にまとめられ、アセンブリーは互いに中心が合わせられると、電気コネクター５２が互いに正確に電気的に接触するようになる。実際、この中心に合わせることで、タイルが良好な位置取りができ、電気コネクター５２を損傷なく接続できる。

固定接点５７と収容部５８がタイル１０の中心面Ｐに対して斜めに延びるとき、この傾斜は、下方向への移動が中心面Ｐに直角より垂直に近い方向となるよう選ばれ、傾斜角度は、屋根の傾斜面の大きさと同じ程度であり、例えば屋根の傾斜面より僅か小さくする。

アセンブリーとそのコネクターは、タイルの機械的な組立てと同時に電気的な接続ができ、これは、屋根への組立て時間を短くし、タイルの微妙な操作をなくす利点がある。アセンブリーは、またその設置時にタイルを機械的に互いに保持しておくことができる。

タイルそれぞれの配置を完成するには、タイルを角材に釘打ちまたはネジ止めするだけであり、隣接する光発電タイルに特別な配線を行う必要がない。
タイルを建物の電気ネットワークに配線するには、タイルを、フレームに設けられた対応するコネクターに接続するだけである。このコネクターは、タイルのコネクターと同種のものであり、図１２に図示したタイプの電気回路に一体化することができる。

図１２に示した配線は、縦列に隣接したタイルの電気接続であり、便宜上、タイルの直列接続と呼ぶ。この配線方式には、図１１に示すように、タイル１０の頂上に位置した電気コネクター５２が、例えば３つのモジュール４０Ａでなる光発電層４０の陽極に接続されている。

タイル１０の底に位置した電気コネクター５２は、光発電層４０の陰極に接続される。直交流変換器６３は、典型的に屋根の頂部から最低部に延びるタイル列毎に接続され、列の陰極は底部に、陽極は頂部にある。例えば、標準タイプの直交流変換器６３は、それぞれ１００ボルトおよび４アンペアであるタイルを１６〜１８枚使用する。

図１３には、別のタイルを示しており、導電体は垂直で、タイルのその他部分は変更していない。図１３に示したようなタイルは、横列に隣接して並ぶタイルの電気接続であり、図１５に示した配線で互いに連結され、便宜上、タイルの並列接続と呼ぶ。この場合、タイル１０の左側に位置した電気コネクター５２が、例えば光発電層４０の陽極に接続され、光発電層４０ は、図に示すように３つのモジュール４０Ａでなっている。

タイル１０の右に位置した電気コネクター５２は、光発電層４０の陰極（図１４）に接続される。直交流変換器は、３枚のタイルでなるグループの列毎に接続され、例えば列の陰極が列の右に、陽極が右側になる。

図１６に、別のタイルを示しており、本体は、波型でなく平板であり、タイルのその他部分は図１〜１２に関して記載したと変えていない。コネクター５２は、図９および図１０に示したものと同じであるが、ここに図示する。

図１７には、図１〜１２に関して記載したタイルとは別のタイルを示しており、タイルの本体は薄く、実質的に同じ厚さであるが、側止め溝と側止め肋材を有していない。
側止め溝と側止め肋材は、図１〜１２に関して記載した実施形態のタイルを垂直に取付ける側取付け壁７０のある側重なり端部６８のシステムに代えられている。

ここで、頂端部２０と電気コネクター５２のある底端部２２は、それぞれタイル下端部と上端部である。固定接点とハウジングは、図１７に図示しており、タイル間の機械的連結をするに役立ち、それらを正しい位置にし、互いの滑りを抑えつつ、導電体の接続されているコネクターを繋ぎ合わせている。
コネクターは、例えば図２、９および１０に示したようなものであり、あるいは固定接点の無い端部とハウジングの底部が重なり合う平板状である。
上に記載したタイルは、直線状の配列でも５点型配列でも両方できる有利さがある。

示していない１つの実施形態では、タイル１０は、本体１２の下表面１２Ａ上に熱遮断層を有している。熱遮断層は、例えば繊維、あるいはフォーム、あるいは例えばそれぞれ石綿とポリウレタンのようなフォームと繊維状の組合せ材料がある。熱遮断層は、下仕上げ層、例えばポリマー板あるいはフィルムで覆われて、熱遮断層を、タイルの取扱い時の衝撃、および万一の場合の湿気から護ることができる。

示していない１つの実施形態では、光発電層は、上に述べた“ナノソーラー（Ｎａｎｏｓｏｌａｒ）”の名称で知られているインクとフィルムに使用されるタイプの光発電性ナノ粒子の層である。

本発明によるタイル１０の製造方法を、詳細に説明する。
最初に、導電体５４に接続されたフィルム状の光発電層４０を、鋳型の底に押え付け、導電体５４を、鋳型内に置き、固定接点、あるいは例えば導電体５４の接続していない方の端部で電気コネクター５２に接続した鋳型への固定挿入物などで保持する。

前述した導電体５４とコネクター５２を保持した鋳型を閉じた後に、鋳型にポリマー材料とフィラーを注入して、本体１２を形成し、導電体５４をその中に埋める。

次いで、鋳型からタイルを取り出すと、その後でのコネクターと導電体の一体物の溶解温度より高い温度での硬化なしで使用できる。実際、成型は、本体１２の材料を導電体とコネクターが劣化しない温度で注入することができなければならない。

別の方法では、材料は、注入で成型するのではなく、上記のステップを変更せずに、低温または高温圧縮で成型する。
有利な方法は、ポリマー材料の重合を、成型および／または造形時に直接行い、鋳型から取り出して冷却し、従来の素焼きタイルのように硬化をしない。その材料は、成型後の冷却時に重合する、あるいは低温造形時に重合を行う。

別の方法では、フィルム形状の光発電層４０を、成型時にモールドに入れないで、本体を鋳型から取り出した後にコネクター５２に接続し、導電体が取付けられた本体に接着する。例えば端子などの接続部材を、導電体と光発電層４０の界面に取り付ける。

別の方法では、タイルに保護鉱物層を付けるとき、保護鉱物層は、例えば光発電層の周囲に設ける。あるいは、保護鉱物層を本体に付け、その後に光発電層を保護鉱物層と重ねてタイルの本体に付ける。

別の方法では、タイル１０が熱遮断層を持っている場合、熱遮断層を、本体の成型物の上に注入するか、あるいは本体に付着させ、次いで下仕上げ層を再成型あるいは接着剤で固定する。

別の方法では、成型中の本体に導管を設けて成型物中に仕切りを作り、本体を鋳型から出した後に導電体を導管に挿入し、光発電層に接続する。これら導管は、閉じるか、あるいは開いたままにしておく。

図１８〜２１は、タイル１０の別の実施形態を示しており、その本体１２は、上半シェル１２０Ａと下半シェル１２０Ｂを有して、内部空間を形成している。これら半シェルには縁壁があり、上半シェル１２０Ａの縁壁が下半シェル１２０Ｂの縁壁に重なっている。

図１９と図１８での実施形態では、左側に示したタイル１０を考えると、底端部２２は、直線状肋材１２７Ｃによって分離された２つの平行な溝１２７Ａおよび１２７Ｂでなる側止め溝２７を有している。溝１２７Ｂは、側止め肋材２４の近くにあり、平面状シール材１２７Ｄを受ける。

この実施形態中で、それぞれの固定接点５７とハウジング５８は、長方形縁の壁で仕切られて、円筒形状の部材のある２つの同心コネクター５２を有している。
ハウジング５８の開口部にあるゴム製の囲い５８Ｂは、端端部２２の側止め肋材２６から突出する長方形輪郭を持っている。ハウジング５８の内部には、上半シェル１２０Ａが、２つのピラー１５８Ｄを分け、ピラー１５８Ｄそれぞれは、コネクター５２のピン５８Ａから延びているブッシュ１５８Ａが挿入される。ブッシュ１５８Ａの１つを、図１９ではタイルから外れた状態で、図２０では、接続されようとしている状態で示している。

固定接点５７それぞれには、差込口５７Ａがあり、対応するピン５８Ａが収容される接続ブッシュ１５７Ａを有している。固定接点５７は、隣接するタイルと機械的および電気的に接続されると差込口５７Ａを仕切る壁があり、対応するハウジング５８を区画する壁と一緒に機能する。

このように、この壁の囲い５８Ｂは、対応するシール溝５７Ｂに係合する。接続ブッシュ１５７Ａの１つを、図２０では接続されようとしている状態で示している。接続ブッシュ１５７Ａは、図１９では、タイルに組み立てられ、固定接点５７にマウントされている。

コネクター５２それぞれは、４つ切り円形パッド１５２を有し、半シェル１２０Ａと１２０Ｂの間に延びる導電体に接続される。
頂端部２０は、固定接点５７とは別に、側止め肋材２４の内部に形成された直線状溝１２４があり、対応する平行な溝１２７Ａと１２７Ｂの間に位置する直線状肋材１２７Ｃに相対している。側止め肋材２４の一部は、平面状シール材１２７Ｄの上にある。

この実施形態では、半シェル１２０Ａと１２０Ｂとの間の内部空間は、例えば、コネクターを取付けた後にポリウレタンフォーム１５９で充填される。このように、内部空間を充填するフォームは、タイルの本体内での凝縮を防ぎ、タイルの断熱効果と関係してくる。

タイルを製造するには、この方法は、半シェル１２０Ａ、１２０Ｂを射出成型あるいは圧縮成型する。これらのシェルは、例えば、前述した実施形態におけると同じようにセラミックあるいは木材充填ポリマーをベースにしている。

次に、コネクターを、例えば、嵌め込みあるいはネジ固定でその半シェルに取付ける。次いで、コネクターと光発電層に導電体を接続する。電気的に装備され接続されていない半シェル１２０Ａと１２０Ｂを、ポリウレタンフォームを注入する鋳型に置き、半シェルを互いに接近させてタイルを閉じていく。平面状シール材１２７Ｄを溝に接着させる。

図２１に図で示した別の実施形態では、内部の熱遮断層１６０は、半シェル１２０Ａと１２０Ｂの間に位置している。この熱遮断層１６０は、例えば、その半シェルと一緒に成型された突出部１６２を用いて下半シェル１２０Ｂの底と平行に保持し、半シェルと、内部の熱遮断層１６０との間にスペースを残し、ポリウレタンフォーム１５９でタイルを充填する。

導電体を通したりおよび／またはそれらのメンテナンスができるように、熱遮断層は、典型的に、例えばファイバーやハネカムなどのような真空カプセル化絶縁体である。その材料は、ポリウレタンフォームより数倍大きな熱遮断力を持つものが選ばれる。

結合部１６４は、上半シェル１２０Ａの開口に埋め込まれる。結合部は、光発電層４０からエネルギーを回収し、導電体５４を通してコネクター５２に接続することを可能にする。

この別の実施形態では、ポリウレタンフォームを注入する前に、熱遮断層１６０を下半シェル１２０Ｂの内に置き、結合部１６４を上半シェル１２０Ａに置く。

図２１に図示した実施形態に示していない別の形態では、複数の内部の熱遮断層が、互いに平行に位置し、保持されている。
示していない別の実施形態では、タイルの本体の内部熱遮断層が、例えば図２に示した固体タイルに設けられる。この場合、タイル本体が、熱遮断層の周囲にモールドされ、導電体および／またはコネクターの保持媒体として役立たせることができる。

図２２に図示した別の実施形態では、電気ユニット１７０が、内部熱遮断層１６０と、下半シェル１２０Ｂの底との間に取付けられている。この電気ユニット１７０は、直流から交流への変換器であり、タイル１０を、他のタイルに連結および／または建物の電気回路に接続するときに電気的に自由度を高めている。
この電気ユニット１７０は、比較的平坦な長方形であり、下半シェルと一緒に成型で形成された突出部１７２によって下半シェル１２０Ｂの底と平行に保持され、半シェルと内部熱遮断層の間にスペースを作り、タイルをポリウレタンフォーム１５９で充填させる。

この電気的な機能に関して、電気ユニット１７０は、入力として、結合部１６４を経て光発電層４０に連結する導電体を接続する２つのコネクターを、出力として、タイルのアセンブリー中に形成されたコネクターに通じる導電体を接続する２つのコネクターを有している。
ここで、“直流から交流への変換器”は、タイルからの電気エネルギーをコントロールし、変動を少なくするインバーターでもある。

Claims (27)

1. 隣接する少なくとも２枚のタイルが少なくとも部分的に重なり合った複数枚のタイルでなっていて、
   頂端部（２０）と底端部（２２）でなる重なり端部を有し、頂端部（２０）が隣接する少なくとも１枚のタイルの底端部（２２）を覆って形成された本体（１２）と、
   底端部の外にあり、本体上表面の空いた場所に置かれた光発電層（４０）と、
   導電体（５４）により光発電層（４０）に接続され、隣接する少なくとも２枚の屋根タイル（１０）にある光発電層同士を電気的に接続する電気コネクター（５２）とで構成された光発電タイルであって、
   前記電気コネクター（５２）は、アセンブリー（５７，５８）にまとめて設置され、前記アセンブリーは、前記重なり端部の上に設けられて、隣り合う２枚のタイルが設置される時には前記重なり端部（２０，２２）が互いに移動しないようにし、前記アセンブリー（５７，５８）にまとめることにより前記電気コネクター（５２）が互いに電気的に接続されることを特徴とする光発電タイル。
2. 前記導電体（５４）が、タイル本体の内部にあって、前記光発電層（４０）と前記電気コネクター（５２）の間を連結していることを特徴とする請求項１に記載の光発電タイル。
3. 前記アセンブリーは、一方は、頂端部（２０）あるいは底端部（２２）の１つから突出する少なくとも１つの固定接点（５７）があり、他方は、反対側の底端部（２２）あるいは頂端部（２０）から凹んだハウジング（５８）でなっていて、電気コネクター（５２）が、固定接点とハウジングに嵌入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光発電タイル。
4. 前記固定接点（５７）は、その重なり端部（２０）から突出するプラグを形成し、前記ハウジング（５８）は、その重なり端部（２２）から凹んだタップを形成していることを特徴とする請求項３に記載の光発電タイル。
5. 前記固定接点（５７）と前記ハウジング（５８）は、タイル（１０）が施される屋根面と平行なタイル中心面に対し実質的に垂直であることを特徴とする請求項４に記載の光発電タイル。
6. 前記光発電層（４０）は、外環境に直接接していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光発電タイル。
7. 前記光発電層（４０）は、前記タイル（１０）の本体（１２）に接着されたフィルムであり、前記本体（１２）と前記フィルムの間の膨張差を吸収することができる柔軟性のある接着剤を使用して接着されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光発電タイル。
8. 前記光発電層（４０）を構築する前記フィルムは、前記本体（１２）上表面の空いた位置で上表面から凹んだ空隙に収容され、その空隙は、前記フィルムの上表面が本体上表面の何もない端部の周辺と同じ高さにする深さとすることを特徴とする請求項７に記載の光発電タイル。
9. 前記光発電フィルム（４０）によって覆われた本体（１２）の上表面域は、前記本体と前記光発電フィルムの間に空気の流れができる冷却通路（４２）をもつ少なくとも部分的な窪みを作っていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光発電タイル。
10. 前記冷却通路（４２）は、溝であり、前記本体（１２）は、一方が前記溝（４２）に、他方がタイル（１０）下表面（１２Ａ）に通じる空気排出管を設けていることを特徴とする請求項９に記載の光発電タイル。
11. 前記光発電層（４０）は、光発電ナノ粒子層であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光発電タイル。
12. 前記タイル（１０）の本体（１２）は、ポリマーベース材料から作成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光発電タイル。
13. 前記タイル（１０）の本体（１２）は、セラミックを混合したポリマーベース材料から作成されることを特徴とする請求項１２に記載の光発電タイル。
14. 前記タイル（１０）の本体（１２）は、木材ベース材料から作成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光発電タイル。
15. 前記本体（１２）は、成型後冷却してからあるいは成型中に重合された材料をベースにすることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光発電タイル。
16. 前記タイル（１０）の本体（１２）の上表面（１２Ｂ）は、特に紫外線から保護する保護鉱物層で覆われることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の光発電タイル。
17. 前記タイル（１０）は、前記本体（１２）の下表面（１２Ａ）に熱遮断層を有していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光発電タイル。
18. 前記熱遮断層は、下仕上げ層で覆われることを特徴とする請求項１６に記載の光発電タイル。
19. 本体（１２）は、上半シェル（１２０Ａ）と下半シェル（１２０Ｂ）を有して、内部空間を作っていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光発電タイル。
20. 前記上半シェル（１２０Ａ）と前記下半シェル（１２０Ｂ）の間となる前記内部空間は、フォームで充填されることを特徴とする請求項１９に記載の光発電タイル。
21. 本体（１２）は、少なくとも１つの内部熱遮断層を有していることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の光発電タイル。
22. 前記本体は、直流を交流に変換する電子ユニット（１７０）を有していることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の光発電タイル。
23. 請求項２乃至２２のいずれか１項に記載の光発電タイルの製造方法であって、
    この方法は、少なくとも１端が電気コネクター（５２）に取付けられた導電体を鋳型内部に置くステップと、前記導電体が置かれた前記鋳型でタイル（１０）の本体（１２）を成型するステップでなることを特徴とする光発電タイルの製造方法。
24. 前記本体（１２）を成型するステップの前に、鋳型中に光発電層（４０）を置くステップを有することを特徴とする請求項２３に記載の光発電タイルの製造方法。
25. 前記成型するステップの後、および前記鋳型から本体を取り出すステップの後に、本体（１２）の上表面（１２Ｂ）上に光発電層（４０）を取付けるステップを有することを特徴とする請求項２３に記載の光発電タイルの製造方法。
26. 請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の光発電タイルがあるフレームの製造方法であって、
    フレーム面上に第１のタイル（１０）を置いた後に、第２のタイルをその頂端部（２０）が第１のタイル（１０）の底端部（２２）と相対する位置の近くにもってきて、第２タイルの頂端部（２０）の一部が第１タイルの底端部（２２）と重なり、第１のタイル（１０）とフレーム面に対して実質的に垂直に隣接して第２のタイル（１０）を置き、他方、アセンブリー（５７，５８）をフレーム面に対し実質的に垂直にまとめてタイルを機械的に保持し、電気的に接続するステップを有していることを特徴とする光発電タイルがあるフレームの製造方法。
27. 請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の光発電タイルの複数枚は、１枚のタイルの頂端部（２０）が隣接する少なくとも１枚のタイルの底端部（２２）と重なり合い、電気コネクター（５２）が電気的に接続されていることを特徴とする屋根覆い集合体。

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