JP2013181305A

JP2013181305A - 太陽電池一体型建材

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Publication number: JP2013181305A
Application number: JP2012045029A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hashimoto; 好之橋本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: JP5948965B2

Abstract

【課題】一定の周期で凹凸が出現する波板や折板の建材に複数の太陽電池セルを組み込む構造において、太陽電池セルの面積あたりの発電量（費用対効果）を向上させる。
【解決手段】一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返して形成されたベース材に、複数の太陽電池セルが組み込まれてなる太陽電池一体型建材であって、前記凸部の頂部を含む各々の凸領域に、前記太陽電池セルが配置され、隣り合う前記太陽電池セルが、前記凸領域の間の凹領域で電気的に接続されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池一体型建材に関し、特に、凹凸が繰り返して出現するベース材に太陽電池セルが組み込まれた屋根材や壁材などの建材に関する。

現在、住宅用の屋根はスレート瓦、ビルの屋根は防水コンクリートなどが主流であるが、町工場の屋根や軒、カーポートなどには、安価で設置が容易な波板や折板の建材が多用されている。また、町工場や倉庫、カーポートなどの壁にも、波板や折板の壁材が多用されている。この波板や折板の建材は、薄くて軽い建材であるにかかわらず、十分な強度を得ることができるという特徴がある。

また、ＢＩＰＶ（Building Integrated Photovoltaics）と呼ばれる太陽電池を組み込んだ建材も注目されている。このＢＩＰＶには薄膜系の太陽電池が使用されるが、薄膜系の太陽電池は、薄さと軽さが特徴であるため、薄膜系の太陽電池を組み込んでも、軽くて強いという建材の特徴を維持することができる。

このような建材に組み込まれる太陽電池に関して、例えば、下記特許文献１には、太陽電池層を有する波板状のソーラ屋根材において、表面の少なくとも凹部にシリコーン層を形成し、そのシリコーン層の上に二酸化チタン含有被膜を形成し、その二酸化チタン含有被膜の水との接触角を１０°以下にした構成や、表面の少なくとも凹部に二酸化チタン含有被膜を形成し、その二酸化チタン含有被膜の水との接触角を１０°以下にした構成が開示されている。

また、下記特許文献２には、三角山形突条を並列した三角波型太陽電池パネルが開示されている。この特許文献２には、三角山形突条にすることで、平板型の太陽電池よりも単位設置面積あたりの太陽電池面積を増やし、発電量を高めることができること、太陽方向に対して好適な角度となり、発電効率を向上させることができること、また、三角方向を縦横混在させることにより、太陽光発電の発電量を朝昼夕で平均化できることが記載されている。

２００１−５９３１４号公報２００１−２１７４４８号公報

従来の太陽電池は、発電量を増やすことを重視しているため、建材上のできるだけ広い領域に太陽電池を搭載しており、例えば、上記特許文献では、建材の全面に太陽電池セルを配置する構造が採用されている。

しかしながら、波板や折板の建材は、その構造上、凹部にごみやホコリなどが溜まりやすいという問題があった。この問題に対して、上記特許文献１では、建材の表面に二酸化チタン含有被膜を形成し、水との接触角を１０°以下に設定することによって、凹部に溜まったごみやホコリなどが雨などで流れやすくなるようにしている。しかしながら、この方法でも、溜まったごみやホコリなどを長期間放置した場合や、少量の雨が降った場合には、ごみやホコリなどが建材の表面に付着して太陽光の透過を妨げてしまい、太陽電池の発電量を著しく低下させてしまう。

また、波板や折板の建材は、その構造上、凹部は凸部の影になりやすく、太陽電池の発電量が低下するという問題があった。この問題に対して、例えば、太陽光を凹凸の傾斜部で反射させて、凹部に設置した太陽電池セルに導く方法が考えられる。しかしながら、この方法でも、太陽の方向によっては太陽光を効率的に反射させることができず、また、太陽光を反射させたとしても、上述したように凹部はごみやホコリなどが溜まりやすいため、やはり、太陽電池の発電量の低下を確実に防止することができない。

また、上記問題は屋根材に限らず、太陽電池を設置可能な任意の建材に対して同様に生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、凹凸が繰り返して出現する波板や折板の建材に複数の太陽電池セルを組み込む構造において、太陽電池セルの面積あたりの発電量（費用対効果）を向上させることができる太陽電池一体型建材を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返して形成されたベース材に、複数の太陽電池セルが組み込まれてなる太陽電池一体型建材であって、前記凸部の頂部を含む各々の凸領域に、前記太陽電池セルが配置され、隣り合う前記太陽電池セルが、前記凸領域の間の凹領域で電気的に接続されているものである。

本発明の太陽電池一体型建材によれば、凹凸が繰り返して出現する波板や折板の建材に複数の太陽電池セルを組み込む構造において、太陽電池の面積あたりの発電量（費用対効果）を向上させることができる。

その理由は、一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返して形成されたベース材に、複数の太陽電池セルを組み込む際に、凸部の頂点を含む各々の凸領域に太陽電池セルを配置し、隣り合う太陽電池セルを凸領域の間の凹領域で電気的に接続する構造を採用しているからである。

このように、ごみやホコリなどが溜まりやすい、汚れが付着しやすい、影になりやすいといった太陽光発電にとって不利な凹部を避け、太陽光発電に適した凸部に太陽電池セルを優先的に配置することによって、費用対効果を高めた太陽光発電を行うことができる。

従来の波板形状の建材（屋根材）を示す図である。従来の波板形状の建材（屋根材）に太陽電池セルを組み込む場合の太陽電池セルの配置例を示す図である。太陽電池セルの配置位置と費用対効果との関係を示す図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材の構造を示す斜視図、断面図及び部分拡大図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材の構造（非対称配置構造）を示す斜視図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材の設置場所と太陽電池セルの配置との関係を示す断面図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材の構造（位置調整機能付きの構造）を示す上面図及び断面図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材の構造（位置調整機能及び位置調整基準付きの構造）を示す断面図及び部分拡大図である。本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材における太陽電池セルの配置例を示す斜視図である。

背景技術で示したように、従来の太陽電池は、屋根材などの建材の大きさあたりの発電量を増やすことを重視し、建材上のできるだけ広い領域に太陽電池を搭載する構造を採用していたが、太陽電池は高価であるため、太陽光発電を普及させるためには、太陽電池を出来るだけ効率的に使用することが求められる。すなわち、出来るだけ少ない太陽電池を用いて、出来るだけ多くの発電量が得られるような構造にすることが望ましい。そのためには、屋根材などの建材の中で最も効率良く発電できる領域を中心にして、太陽電池を配置することが効果的である。

また、太陽電池モジュールは、モジュール内に複数の太陽電池セルを搭載しており、太陽電池セル同士を直列若しくは並列に接続することによって電圧値や電流値を高め、実用的な電圧や電流が得られるようにしている。従って、太陽電池セル間の接続領域は太陽電池モジュールには必須であるが、この接続領域は太陽電池セル同士を接続する配線部材を配置する領域であり、発電には寄与しない領域となるため、太陽電池セルを組み込む場合には、太陽光発電に有利な領域に太陽電池セルを配置し、太陽光発電に不利な領域に配線部材を配置することが望ましい。

そこで、本発明の一実施の形態では、一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返して形成された波板形状や折板形状のベース材に、複数の太陽電池セルを組み込む構造において、凸部の頂部を含む各々の凸領域に凹凸形状に沿って太陽電池セルを配置し、凸領域の間の凹領域で隣り合う太陽電池セルを接続する構造とし、波板形状や折板形状の建材が持つ良い特徴（安価であり、雨音の消音効果があるなどの特徴）を損なうことなく、効率的に太陽光発電ができるようにする。

また、太陽電池セルの配置を、建材が設置される場所や向きに応じて、凸部の頂部を中心にして非対称に配置する（すなわち、左右どちらかに不均等にずらす）ことができる構造とし、より効率的に太陽光発電ができるようにする。更に、複数の建材を組み合わせて使用する場合には、複数の建材を重ね合わせる領域の凸領域には太陽電池セルを配置しないようにして、波板形状や折板形状の建材が持つ良い特徴（施工が容易であるなどの特徴）を損なうことのない太陽電池一体型建材が提供できるようにする。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る太陽電池一体型建材について、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、従来の波板形状の建材（屋根材）の構造を示す図である。また、図２は、従来の波板形状の建材（屋根材）に太陽電池セルを組み込む場合における太陽電池セルの配置例を示す図であり、図３は、太陽電池セルの配置位置と費用対効果との関係を示す図である。また、図４は、本実施例の太陽電池一体型建材の基本構造を示す図であり、図５乃至図９は、本実施例の太陽電池一体型建材の変形構造を示す図である。

なお、本明細書において、太陽電池発電装置は、太陽電池モジュールと太陽電池モジュールから出力される電力を処理する制御部とで構成され、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルで構成されているものとする。また、本発明は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの配置に特徴を有するものであり、太陽電池モジュールから電力を出力する構造や太陽電池セル自体の構造などは特に限定されない。例えば、太陽電池セルとしては、透明なフィルムの間に有機色素を挟み、光に当たった色素が電子を放出して陽イオンとなり、別の電極から電子を受け取ることを繰り返すことで電流が発生する色素増感型太陽電池などがあるが、建材の形状に合わせて形成可能な任意の構造の太陽電池セルを利用することができる。

まず、町工場の屋根や軒、カーポートなどに使用されることが多い波板の屋根材について説明する。波板の屋根材（波形スレート）は、塩化ビニールやポリカーボネードなどの安価なプラスチック材料若しくは鉄などの金属材料で形成される。この波板の屋根材は、軽さと強度を両立させるために、図１に示すように、薄い部材を周期的に湾曲させ、一定の方向に延在する凸部１１及び凹部１２が繰り返して現れるように加工される。

このような構造の波板の屋根材１０を屋外に設置する場合、凹部１２は凸部１１よりもごみやホコリなどが溜まりやすい。溜まったごみやホコリなどは、大量の雨が降ればその多くは下流に流されるが、ごみやホコリが溜まった状態で長期間放置された場合や少量の雨が降った場合には、ごみやホコリが建材の表面にこびりついて汚れとなってしまう。

また、太陽は一日の中で東から西へと移動するため、屋根材１０を南向きに設置した場合、朝夕は波板の屋根材１０に斜めから太陽光が注がれることになる。その際、波板の屋根材１０の構造上、凸部１１は、朝から夕まで太陽光が注がれるが、凹部１２は、一部又は全部が影になってしまう。

図２は、このような特徴を持つ波板の屋根材１０に平板状の太陽電池セル２０を設置した状態を示している。波板の屋根材１０の凸部と凹部の双方に太陽電池セル２０を設置した場合、太陽電池モジュールとしての発電量を高めることができるが、太陽電池セル２０は高価であるため、費用対効果（導入費用に対する発電量）の低下を招いてしまう。

そのため、費用対効果を考慮して、波板の屋根材１０に太陽電池セル２０を設置する場合は、一般的に、図２（ａ）に示すように波板の凸部１１に配置するか、図２（ｂ）に示すように波板の凹部１２に配置するかのいずれかの構成にすることになると考えられるが、波板の屋根材１０の凹部１２は、上述したように汚れやすく、影になりやすいため、太陽電池セル２０で効率的に発電することができなくなる。

従って、波板の屋根材１０に太陽電池セル２０を設置する場合は、単に発電量のみを求めるのではなく、費用対効果の面から判断する必要があり、凸部１１を中心に太陽電池セル２０を設置することが得策と言える。このように、太陽電池セル２０を発電に有利な凸部１１を中心に配置することで、太陽電池の面積に対する発電量の比率を高めることができる。

また、波板の屋根材１０に太陽電池セル２０を設置する場合、凹凸に合わせて太陽電池セル２０を繰り返し設置してモジュール化することが効果的であり、この場合、太陽電池セル２０同士は電線等で電気的に接続することになる。ここで、太陽電池セル２０間の隙間や電気的な接続領域は太陽光発電に寄与しない領域であるため、太陽電池セル２０同士の接続は発電に不利な凹部１２で行うことが効果的と言える。

図３は、太陽電池セル２０の配置と費用対効果とを比較する図である。凹凸が繰り返して出現する波板の屋根材１０に太陽電池セル２０を設置する場合、図３（ｃ）に示すように、凹部１２を中心に太陽電池セル２０を配置すると、上述した通り、汚れや影の点から費用対効果が最も低くなる。また、図３（ｂ）に示すように、凹部１２と凸部１１の双方に太陽電池セル２０を配置した場合、凸部１１の太陽電池セル２０によって発電量は増えるものの、コストが２倍に上昇し、また、太陽電池セル２０同士の間隔が狭くなるため、太陽電池セル２０同士の電気的接続が難しくなる。一方、図３（ａ）の左図に示すように、凸部１１を中心に太陽電池セル２０を配置した場合、発電量を維持しつつコストを抑えることができ、費用対効果を高くすることができる。また、太陽光発電に不利な凹部１２で太陽電池セル２０間の電気的接続を行うことができるため、発電量の低下を招くことなく、取り付け作業を容易にすることもできる。また、図３（ａ）の右図のような折板の屋根材に太陽電池セル２０を配置する場合も、同様に費用対効果を高くし、取り付け作業を容易にすることができる。

そこで、本実施例では、図３（ａ）の構造を基本として太陽電池セル２０を組み込んだ建材を提案する。なお、以下では、波板又は折板の屋根材に太陽電池セル２０を組み込む場合について説明するが、波板又は折板の壁材に太陽電池セル２０を組み込む場合も同様である。また、以下では、建材の形状として波板又は折板の形状を例にして説明するが、一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返し出現する任意の形状に対して同様に適用することができる。

図４は、波板（又は折板）の屋根材の凸部１１に沿って太陽電池セル２０を組み込んだ本実施例の太陽電池一体型建材１（屋根材）の一例を示す斜視図、断面図及び部分拡大図である。本実施例の太陽電池一体型建材１は、構造体となるベース屋根材１０ａと、そのベース屋根材１０ａに組み込まれた複数の太陽電池セル２０と、で構成される。

構造体となるベース屋根材１０ａは、塩化ビニールやポリカーボネード、鉄などの材料を用いて波板（又は折板）の形状に加工されている。なお、図では、凸部１１と凹部１２とを同じ幅としているが、凸部１１の幅を凹部１２よりも広く若しくは狭くしてもよい。また、図では、凸部１１及び凹部１２を同じ幅で繰り返す構造としているが、凸部１１及び／又は凹部１２の幅を徐々に若しくは段階的に変化させて、凸部１１及び凹部１２を繰り返す構造としてもよい。

そして、凸部１１を中心とした各々の領域に、太陽電池セル２０が接着剤３１によって貼り付けられ、固定されている。上記凸部１１を中心とした領域は、図の構成に限定されず、凸部１１の頂部（波板の場合は最上部、折板の場合は上面の中央部）を含み、凸部１１の両側の凹部１２で分離された領域であればよい。また、固定方法も接着剤に限定されず、例えば、耐候性の高い両面テープなどを用いてもよい。

また、太陽電池セル２０は、フレキシブルなフィルム状の薄膜太陽電池である。フィルム状の薄膜太陽電池は、ＣＩＧＳ（銅（Copper）、インジウム（Indium）、ガリウム（Galium）、セレン（Selenium）の４元素からなる化合物）やアモルファスシリコン系の太陽電池として商品化されている。なお、フィルムのようなフレキシブル性（可撓性）を有する構造の他、薄膜ガラスを封止材に用いた太陽電池セルであっても、製造時に予め波板（又は折板）の屋根材と同じ形状で作成すれば、ベース屋根材１０ａの凹凸に沿って密着させ、屋根材本来の波板（又は折板）形状の特徴を損なわない太陽電池一体型建材１を実現することができる。

また、凸部１１を中心とした各々の領域に組み込まれた太陽電池セル２０は、凹部１２側の端部において、隣り合う太陽電池セル２０と接続するための電気配線３０や、太陽電池モジュール外部へ出力するための電気配線が接続されている。

このように、波板又は折板の凹凸形状に沿って太陽電池セル２０を組み込んだ本実施例の構造では、建材本来の特徴を損なわないため、従来の建材と同様の設置方法（重ね合わせ、サイズを調整して母屋に固定する方法）と、建材の形状による効果（凸部により雨水を所望の方向に導き、雨の落下時の衝撃を受け流して雨音を緩和するなどの効果）を維持することができる。従って、本実施例の構造は、波板又は折板の屋根材に太陽電池セルを平板状にして設置する構造よりも優れていると言える。

図４では、本実施例の太陽電池一体型建材１の一例として、凸部１１の頂部を中心として対称な位置に太陽電池セル２０を配置する場合について説明したが、太陽電池一体型建材１が設置される場所や設置方向は様々であることから、より効率的に太陽光発電ができるように、太陽電池セル２０の配置を調整することも可能である。

例えば、太陽が南に登る地域において、図５（ａ）に示すように、建物の周囲（図では西側と南側と東側の３箇所）に屋根材が設けられる場合を想定する。この場合、屋根材の全面を太陽電池セルで覆うようにすれば、どの方向を向いた屋根材に設置された太陽電池セルでも、高い発電量を得ることができるが、上述したように、太陽電池セル２０は屋根材のベースとなる材料に比べて高価であり、費用対効果が悪化する。そのため、凸部を中心とした領域のみに太陽電池セル２０を配置することになるが、その際、太陽電池セル２０の配置を屋根材の設置場所や方向に合わせて調整し、どの方向を向いた屋根材に設置された太陽電池セル２０でも高い費用対効果が得られるようにする。

具体的には、西向きの屋根に設置される、波板又は折板形状の屋根材は、太陽が南にある時、向かって右斜め上から太陽光が照射される。そのため、同じ表面積の太陽電池セル２０を搭載する場合は、図５（ｂ）に示すように、凸部の頂部に対して南寄り（図の右側寄り）に搭載した方が、太陽光を真正面から受けやすくなり、発電量が多くなる。

また、南向きの屋根に設置される、波板又は折板形状の屋根材は、太陽が南にある時、ほぼ正面方向の斜め上から太陽光が照射される。そのため、同じ表面積の太陽電池セル２０を搭載する場合は、図５（ｃ）に示すように、凸部の頂部に対して左右均等に搭載した方が、太陽光を真正面から受けやすくなり、発電量が多くなる。

また、東向きの屋根に設置される、波板又は折板形状の屋根材は、太陽が南にある時、向かって左斜め上から太陽光が照射される。そのため、同じ表面積の太陽電池セル２０を搭載する場合は、図５（ｄ）に示すように、凸部の頂部に対して南寄り（図の左側寄り）に搭載した方が、太陽光を真正面から受けやすくなり、発電量が多くなる。

従って、太陽電池セル２０を波板又は折板形状の凸部の頂部に対して、左側にずらして配置したもの、右側にずらして配置したもの、左右均等に配置したものを用意することによって、３つの設置方向に対して、最適な発電量を得ることができる。更に、左右にずらす程度を細分化した、複数種類の太陽電池一体型建材１を用意することによって、南南東、東南東、西南西、南南西など、様々な設置方向に対して、最適な発電量を得ることができる。

このように、予め凸部の頂部を中心にして、太陽電池セル２０の配置を左右対称にした太陽電池一体型建材１と左右非対称にした太陽電池一体型建材１とを用意し、施工の方角に対して最適な太陽電池一体型建材１を選択することによって、発電量を高めることができる。しかしながら、この方法では、製造メーカ側は複数種類の太陽電池一体型建材１を用意する必要があり、製品管理が煩雑になる。また。稀なケースではあるが、東向きで使用していた屋根を南向きの屋根に移設するなど、太陽電池一体型建材１の向きを変える場合には、最適な発電量を得ることができなくなる場合もある。更に、季節に応じて太陽の移動軌跡は変化するため、その時に最適な位置に太陽電池セル２０を配置しないと、最適な発電量を得ることができない。

この問題に対して、太陽電池一体型建材１に、太陽電池セル２０の位置を、凸部の頂部を中心として左右に調整できるようにする機能を付加することもでき、このような位置調整機能を付加することによって、メーカの品揃えを減らして管理を簡略化することができ、また、施工者も設置向きに応じて発注すべき建材を選択する手間がなくなり、更に、季節が変化しても常に最適な発電量を得ることができる。

例えば、太陽電池セル２０を南向きの屋根材に組み込む場合は、図６（ａ）に示すように、朝昼夕と東から西に移動する太陽の光の総量が最大になるように、太陽電池セル２０の位置を凸部の頂部に対して左右均等位置に調整する。また、太陽電池セル２０を東南向きの屋根材に組み込む場合は、図６（ｂ）に示すように、凸部の頂部に対して、太陽電池セル２０が南寄り（図の左寄り）に配置されるように位置を調整する。また、太陽電池セル２０を南西向きの屋根材に組み込む場合は、図６（ｃ）に示すように、凸部の頂部に対して、太陽電池セル２０が南寄り（図の右寄り）に配置されるように位置を調整する。

図７は、本実施例の太陽電池一体型建材１に、太陽電池セル２０の位置を凸部の頂部に対して左右方向に移動できるようにする位置調節機能を設けた構造の一例を示している。太陽電池一体型建材１は、表シェルと裏シェルの２重構造をとり、２枚のシェルの間に太陽電池セル２０を挟み込む構造になっている。また、隣り合う太陽電池セル２０は、ワイヤなどのセル接続部３２で接続されており、建材の少なくとも一方の端部に配置される太陽電池セル２０に設けたワイヤなどの位置調整部３３を引っ張ることによって、太陽電池セル２０が順次、内部でスライドし、凸部に対する位置を調整することができる。また、太陽電池セル２０にある程度の強度があれば、位置調整部３３を押し込む動作でも太陽電池セル２０の位置を調整することができる。

なお、セル接続部３２は、太陽電池セル２０同士を電気的に直列又は並列に接続できるように、銅線など通電可能な素材で形成することが好ましい。また、図７では、位置調整部３３を引っ張る（若しくは押し込む）動作によって、太陽電池セル２０の位置を調整する構造としたが、図示しない電動モータなどを利用してスイッチなどで太陽電池セル２０を自動的にスライドさせることもできる。

また、太陽電池セル２０の位置を調整する際、どの程度、太陽電池セル２０をスライドさせればよいかが分かりにくい。そのような場合には、上述した位置調整機能に加え、最適な調整位置を簡単に識別できるようにするための目盛りを設けることもできる。例えば、屋根材の施工現場では、コンパス（方位磁石）や地図等を用いて屋根の方角を知ることができることから、屋根材の設置方角に最適な太陽電池セル２０の位置を算出し、その位置が分かる目盛り等の基準を設ける。

図８は、その一例であり、固定の屋根材（シェル）側に、屋根材の設置方角に最適な調整位置を示す印（図では三角マーク）などの目盛りを設けている。この構成では、南向きに設置する場合は、中央の三角マークに太陽電池セル２０の端部を合わせ、西向きに設置する場合は、右側の三角マークに太陽電池セル２０の端部を合わせ、東向きに設置する場合は、左側の三角マークに太陽電池セル２０の端部を合わせる。また、南南東や東南東などの方角の場合は、３つの三角マークの途中の位置に太陽電池セル２０の端部を合わせたり、マークを細かく刻んで設けたりする。

このように、太陽電池セル２０の位置調整機能と、屋根材の設置方角に最適な太陽電池セル２０の位置を知らせる目盛りと、を設けることにより、施工現場で簡単に最適な発電ができるように太陽電池セル２０の位置を調整することができる。

なお、上記説明では、手動で太陽電池セル２０の位置を調整する場合を示したが、例えば、タイマや光センサなどを用いて太陽光の照射方向を判別し、その時々の太陽光の照射方向に適した太陽電池セル２０の位置を演算し、演算したその位置に太陽電池セル２０が配置されるように、図示しない電動モータなどを用いて太陽電池セル２０を自動的にスライドさせることもできる。

以上、独立した太陽電池一体型建材１について説明したが、広い屋根や壁などに建材を設置する場合、複数の建材を組み合わせることになる。例えば、波板又は折板の屋根材の場合、図９（ａ）に示すように、屋根材同士を重ねあわせて施工するだけで、継ぎ目にパッキンなどの防水処理を施す必要がない。また、波板又は折板の屋根材の場合、一般に２凹凸半または３凹凸半重ねて施工すれば、吹きこむような雨の時でも継ぎ目から雨が漏れることが無い。この簡単につなぎあわせて施工できるという特徴は、太陽電池セル２０を組み込んだ波板又は折板形状の屋根材にも求められる。しかしながら、重ね合わせたときの下側に太陽電池セル２０があると、その太陽電池セル２０では発電できなくなり、高価な太陽電池セル２０が無駄になってしまう。

また、波板又は折板形状の屋根材が多用される別の理由として、施工時に母屋と接続するための固定金具の取り付け穴を、母屋の骨組みの位置などに合わせて、施工現場で自由に設けることができることにある。この母屋の骨組みに合わせて自由な位置に取り付け穴を施工できるという特徴も、太陽電池セル２０を組み込んだ波板又は折板形状の屋根材にも求められる。通常、取付け金具の施工穴は波板又は折板形状の屋根材の雨が流れない凸部に設けられる。しかしながら、太陽電池セル２０を発電に有利な凸部側に設けると施工穴をあけることができない。また、誤って太陽電池セル２０に穴をあけてしまうと太陽電池セル２０が損傷してしまい、高価な太陽電池セル２０が無駄になってしまう。

そこで、本実施例の太陽電池一体型建材１では、建材同士を重ね合わせて施工する際、図９（ｂ）に示すように、重ね代部分に太陽電池セル２０を搭載しないようにする。これにより、簡単な施工で雨漏りを防止できる機能を有した、波板又は折板形状の太陽電池一体型建材１を提供することができる。

以上説明したように、一定の方向に延在する凸部１１及び凹部１２が繰り返して形成された波板又は折板の屋根材や壁材などの建材に、複数の太陽電池セル２０を組み込む場合に、凸部の頂部を含む凸領域に太陽電池セル２０を配置し、隣り合う太陽電池セル２０を凸領域の間の凹領域で接続することにより、汚れや影に起因する発電量の低下を防止することができる。また、建材の設置場所や方角に合わせて、凸部の頂部に対する太陽電池セル２０の位置を調整するための位置調整機構や調整の基準となる目盛りなどを設けることにより、建材の設置場所や方角によらず、最適な発電量を得ることができる。また、複数の建材を組み合わせて使用する場合には、重なり部分に太陽電池セル２０を配置しないことにより、波板又は折板の建材の特徴を損なうことなく、効率的に太陽光発電を実施することができる。

なお、上記実施例では、屋根材と壁材について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、凹凸が繰り返して出現する任意の建材に対して、同様に適用することができる。

本発明は、凹凸が繰り返して出現する波板や折板などの建材、特に、屋根材や壁材に利用可能である。

１太陽電池一体型建材
１０波板の屋根材
１０ａベース屋根材
１１凸部
１２凹部
２０太陽電池セル
３０電気配線
３１接着剤
３２セル接続部
３３位置調整部

Claims

一定の方向に延在する凸部及び凹部が繰り返して形成されたベース材に、複数の太陽電池セルが組み込まれてなる太陽電池一体型建材であって、
前記凸部の頂部を含む各々の凸領域に、前記太陽電池セルが配置され、隣り合う前記太陽電池セルが、前記凸領域の間の凹領域で電気的に接続されている、ことを特徴とする太陽電池一体型建材。
各々の前記太陽電池セルは、前記ベース材の凹凸形状に沿って配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池一体型建材。
各々の前記太陽電池セルは、前記凸部の頂部を中心にして非対称に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池一体型建材。
各々の前記太陽電池セルは、表材と裏材とに挟まれており、前記表材と前記裏材との隙間を移動できるように構成され、
隣り合う前記太陽電池セルは、接続部によって共動可能に接続され、
端に配置された前記太陽電池セルは、一部が前記表材と前記裏材との隙間からはみ出している位置調整部によって、前記太陽電池セルの配列方向に移動可能に構成される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の太陽電池一体型建材。
複数の前記太陽電池一体型建材は、前記凹凸の一部を重ね合わせて使用され、
各々の前記太陽電池一体型建材の重ね合わされる領域の前記凸領域には、前記太陽電池セルが配置されていない、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の太陽電池一体型建材。
前記ベース材は、波板又は折板の、屋根材又は壁材である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の太陽電池一体型建材。