JP2013185336A - フィルム型太陽電池の設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム型太陽電池と防水層との接着性を強固にしていわゆる額縁張りの必要がなく、このため太陽電池表面に水溜りができにくく安定的な発電が可能であり、また施工後の太陽電池の張り直しなども防水層に損傷を及ぼす惧れがないフィルム型太陽電池の設置構造の提供を目的としている。
【解決手段】建造物の防水層におけるフィルム型太陽電池の設置構造であって、防水層に貼付した保護板とこの保護板表面に接着剤を介して固着したフィルム型太陽電池とを具えてなり、前記フィルム型太陽電池は薄膜状のフレキシブルな太陽電池のセル部分がアモルファスシリコンで構成するとともに前記保護板表面には接着剤との親和層を形成したフィルム型太陽電池の設置構造を提供して、上記課題を解決する。

【選択図】 図２

Description

この発明は、屋上等の防水層上に安定的に固着する技術に関し、なお詳しくは防水層上に所要の機能を具備する保護板を介してフィルム型太陽電池を貼付することにより、種々の場面において防水層を損傷させる惧れのない設置技術に関するものである。

近年、風力、水力、波力、潮流などの自然エネルギーによる電力の生成が環境保全の見地から改めて重要視されている。 前記自然エネルギーのうち、水力、風力、波力、潮流、太陽光などの利用はそれなりの装置、器具類を必要とし小規模のものといえども身近で手軽に利用することは困難である。
これらに比べて、太陽光の場合は、熱利用、光電変換利用のいずれも比較的容易であり、前者はソーラー温水器などにより以前から広く利用されてきた経緯がある。 そして、今日さらに手軽な太陽光エネルギーの利用として太陽光発電が普及し始めている。
太陽光発電は、いわゆる太陽光電池で光電変換をなして得えられた電力を利用するものあり、受光面すなわち、太陽光電池の設置場所として建造物の屋上、屋根等が盛んに利用されている。 太陽電池のうちで、フレキシブルなフィルム型太陽電池は超軽量であり、所望の場所へ手軽に接着剤で貼付できることから、例えば露出防水層などへも多用されている。 防水層への設置は従来、フィルム型太陽電池と防水層との接着が困難であるためポリマーセメントモルタルによる処理、あるいはフィルム型太陽電池の周縁を被覆材で押さえる構成の、いわゆる額縁構造が採用されてきた。

なお、本願発明に関連して以下のような特許文が存在する。
特開２０１０−１５６１２４号公報 特開２０１０−１６３１号公報 特開２０１１−１２４３２０４号公報

特許文献１に示すものは、いわゆる額縁構造の１種であり、太陽電池シートの周縁に被覆材を設ける構成のため、太陽電池シート面には降雨その他により水溜りができやすく、水溜りが解消するまで発電ができないかもしくは発電効率が低下するという不都合が生じる。

また、特許文献２に示すものは、フィルム型太陽電池を露出防水層に接着剤により貼付する内容であるが、フィルム型太陽電池は金属板で裏打ちされた金属一体型のものであることを要し、また防水層への接着にあたり、特別な内容の弾性モルタル層を介在させることが必要な構成となっている。 このため、施工が煩雑になり全体的なコストも高くならざるを得ない。

さらに、特許文献３には、平面状の太陽電池モジュールの周縁に張り出すフラップを太陽電池モジュールに接合してなる太陽電池シートが開示されていて、この太陽電池シートは電池自体とフラップとを接着剤により被設置面に接合させる実施形態が示されている。 しかしながら、そもそも太陽電池モジュールと防水層との接着が困難であり、この解決策としていわゆる額縁工法が提案されてきた経緯がある。 いかに、フラップにより接着を補強しても防水層との接着が困難である状況を根本的に解決することは難しい。 また、フラップの張り出しゆえに設置場所が限定されてしまうこともあり、また、フラップが張り出す構成であることから隣接する太陽電池シート相互間に所要の余地が必要となるばかりか、フラップの貼付はそれなりの工程が必要となりコスト高を招く惧れもある。

本願発明は、防水層上に貼付されたフィルム型太陽電池の防水層への設置において、フィルム型太陽電池と防水層との接着性を強固にしていわゆる額縁張りの必要がなく、このため太陽電池表面に水溜りができにくく安定的な発電が可能であり、また施工後の太陽電池の張り直しなども防水層に損傷を及ぼす惧れがなく可能とするフィルム型太陽電池の設置構造の提供を目的としている。

本願発明は、建造物の防水層におけるフィルム型太陽電池の設置構造であって、防水層に貼付した保護板とこの保護板表面に接着剤を介して固着したフィルム型太陽電池とを具えた構成のフィルム型太陽電池の設置構造を提供して、上記従来の課題を解決しようとするものである。

また、段落０００８のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記フィルム型太陽電池は薄膜状のフレキシブルな太陽電池で構成するとともに電池の裏面はブチル系接着剤が塗布され、前記保護板表面には前記接着剤との親和層を形成する構成となすことがある。

さらに、段落０００８または０００９記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板は外気暴露環境における良好な寸法安定性、無吸水性、弾性または非剛直性を具えるとともに、防水層との接着性がよく長期にわたり剥離しない材質で形成する構成となすことがある。

さらにまた、段落０００９又は００１０いずれか記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板表面における接着剤親和層は、金属箔または樹脂フィルムの貼付あるいは塗膜の形成で構成することがある。

また、段落０００８ないし段落００１１いずれか記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、保護板は複数片を並列させた構成となすことがある。

さらに、段落００１２記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、並列される各保護板の隣接部には防水層の挙動による影響を軽減するための緩衝手段を設け構成となすことがある。

また、段落００１３記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記緩衝手段は隣接部分に貼付したテープ状体又はプレート状体で構成することがある。

そして、段落０００８ないし００１４いずれか記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板には勾配を設定してフィルム型太陽電池の表面の排水性を確保する構成となすことがある。

以上のような構成により、本願発明は次のような効果を得ることができる。
イ：フィルム型太陽電池の接着が強固であるため、従来の額縁張りの必要がなくなり、このためフィルム型太陽電池の表面における水溜りがなくなり、また工期の短縮が実現される。
ロ：施工後にフィルム型太陽電池に不良が生じた場合、防水層を損傷することなくフィルム型太陽電池の張りなおしが可能となる。
ハ：防水層とフィルム型太陽電池との間に保護板が介在するので、その厚みにより防水層上に軽微な水溜りが生じても、フィルム型太陽電池が水没せず発電が可能である。
ニ：フィルム型太陽電池の表面における水溜りができにくいから、表面への埃・泥などが堆積しづらく、この結果清掃メンテナンスが軽減され、発電効率の低下も防止できる。

本願発明において、フィルム型太陽電池は保護板を介して防水層に接着設置されるから、保護板の物性、材質が防水層との相性の関係でも重要なものとなる。 保護板はまず、大気露出環境で寸法安定性があり、吸水性を有しないこと、防水層への追従性の確保の意味で弾性を有することなどが求められこのような見地から、材質は合成樹脂性のものが望ましい。

さらに、保護板の具体的な材質は防水層の材質に対応して選択することが望ましい。 例えば、アスファルト防水層の場合は、保護板はアスファルト成型板が望ましく、保護板と防水層との接着はアスファルト系接着剤を使用する。

また、塩ビ防水層およびウレタン防水層の場合は、保護板は硬質塩ビ材等で形成し、この保護板と防水層との接着剤ウレタン系若しくはシリコン系のものを使用する。

保護板の表面にフィルム型太陽電池が接着剤により接合されるが、良好な接着性を確保するために、保護板の表面には接着剤親和層を形成する。 この親和層は金属箔、樹脂フィルム、アスファルト調整剤（改質アスファルトと所定のフィラーの混合物）などによる塗膜などにより形成する。

以下、本願発明の１実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本願発明の１実施例に係るフィルム型太陽電池の設置構造の概要を示す一部断面図である。 図において、１はコンクリート下地、２は防水層、３はこの防水層２に貼付された保護板、４は前記保護板３の表面に接着剤を介して固着されたフレキシブルなフィルム型太陽電池である。 この実施例では、前記フィルム型太陽電池は薄膜状のフレキシブルな太陽電池で構成されていて、後述のように前記保護板３表面には接着剤との親和層が形成されている。

また、保護板３は外気暴露環境における良好な寸法安定性、無吸水性、弾性または非剛直性を具えるとともに、防水層との接着性がよく長期にわたり剥離しない材質で形成されるが、材質としては、例えば、アスファルト成型板、硬質塩ビ板が前記の諸機能を具備している。

さらに、保護板３を設置する防水層２としては、アスファルト防水層、塩ビ防水層、ウレタン防水層が考えられるが、この実施例では防水層２はアスファルト防水層を採用しており、これにより保護板３の材質はアスファルト防水層と相性がよく、長期に亘り隔離しないアスファルト成型板が採用されている。

図２は、図１に示す取り付け構造の詳細を示す分解断面図である。 保護板３の表面には接着剤との親和層３aが形成されており、裏面には接着剤層３ｂが形成されている。 この実施例では、防水層２をアスファルトで構成しているので前記接着剤層３ｂはアスファルト系接着剤で形成されている。 防水層２が塩ビまたはウレタンで形成される場合は、保護板３には硬質塩ビ材を使い、保護板３裏面の接着剤層３ｂはウレタン系又はシリコン系接着剤を使用することが好ましい。

また、親和層３aは、この実施例では保護板３にアスファルト成型板を採用したことから改質アスファルトとフィラーを混合してなるアスファルト下地調整剤による塗膜によって形成されているが、樹脂フィルムやアルミなどの金属箔の貼付により構成してもよい。

図２において、フィルム型太陽電池４の裏面には接着剤層４aが形成されており、この実施例では接着剤層４aはブチル系接着剤が使用されている。
以上の構成になる保護板３を図２の矢符Ａ方向に押圧して接着剤層３ｂにより防水層２の表面に固着する。 次いで、固着された保護板３の表面の親和層３a面にフィルム型太陽電池４を矢符Ｂ方向に押圧して接着剤層４aにより保護板３の上面に固着する。

図３は、本願発明の他の実施例を示す一部断面図である。 この実施例では、保護板３は前記実施例におけるフィルム型太陽電池４の大きさに等しい一枚板ではなく、複数片３１，３１，３１を並列させてフィルム型太陽電池４の大きさに対応するように設置されている。 複数片３１，３１，３１に分割することにより、防水層２の挙動の影響を衰減してフィルム型太陽電池４の保護板３からの剥離を極力防止しようとするものである。 なお、各保護板３１，３１，３１の隣接部には防水層２の挙動による影響を軽減するための緩衝手段としてのテープ５が貼設されている。 そして、保護板３を複数片で構成することにより、施工効率が向上する。 すなわち、一般的に汎用されているフィルム型太陽電池の寸法は幅が394mm、長さが2849〜5486mmであることが多いから、この寸法に見合った保護板を一枚板で構成すると大きくなりすぎて、運搬、施工に際して取り扱いが容易ではなく、このため実施例に示すように施工作業等の実情に見合った大きさの複数片で保護板を構成することが必要となる。

図４は、本願発明のさらに他の実施例を示す一部断面図である。この実施例では、保護板３には勾配が設定されていて、この勾配により保護板３上に設置されるフィルム型太陽電池４の表面が所定角度の斜面を形成することにより、フィルム型太陽電池４の表面の排水性を確保するようになっている。 この実施例で、保護板３は、幅（394mm）方向で,一端の厚さを他端の厚さより低くして保護板３の表面に勾配を形成してあり、具体的には一端は３ｍｍに他端は５０ｍｍとなるように設定されている。 なお、保護板３における勾配は施工面に応じて種々選択することができる。

本願発明の１実施例に係るフィルム型太陽電池の設置構造の概要を示す一部断面図である。 図１に示す取り付け構造の詳細を示す分解断面図である。 本願発明の他の実施例を示す一部断面図である。 、本願発明のさらに他の実施例を示す一部断面図である。

１．．．．．コンクリート下地
２．．．．．防水層
３．．．．．保護板
３ａ．．．．親和層
３ｂ．．．．接着剤層
３１．．．．複数片からなる保護板
４．．．．．フィルム型太陽電池
４a．．．．接着剤層
５．．．．．防水層の挙動による影響を軽減するための緩衝手段

Claims (8)

1. 建造物の防水層におけるフィルム型太陽電池の設置構造であって、防水層に貼付した保護板とこの保護板表面に接着剤を介して固着したフィルム型太陽電池とを具えたことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
2. 請求項１記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記フィルム型太陽電池は薄膜状のフレキシブルな太陽電池で構成するとともに前記保護板表面には接着剤との親和層を形成したことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
3. 請求項１または２記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板は外気暴露環境における良好な寸法安定性、無吸水性、弾性または非剛直性を具えるとともに、防水層との接着性がよく長期にわたり剥離しない材質で形成したことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
4. 請求項２又は３いずれか記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板表面における接着剤親和層は、金属箔または樹脂フィルムの貼付あるいは塗膜の形成で構成したことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
5. 請求項１ないし４いずれか記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、保護板は複数片を並列させてなることを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
6. 請求項５記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、並列される各保護板の隣接部には防水層の挙動による影響を軽減するための緩衝手段を設けたことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
7. 請求項６記載のフィルム型太陽電池の設置構造において、前記緩衝手段は隣接部分に貼付したテープ状体又はプレート状体で構成したことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。
8. 請求項１ないし７記載いずれかのフィルム型太陽電池の設置構造において、前記保護板には勾配を設定してフィルム型太陽電池の表面の排水性を確保するようにしたことを特徴とするフィルム型太陽電池の設置構造。

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