JP2013194503A - 太陽電池パネルの設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
建築物の外観体裁、装飾性を損なわず、未利用部位の広い外壁面を有効に使って、一体成形加工型の簡素な構成の両面受光及び／叉は片面受光太陽電池パネルの多数複数組を設置し、屋根部の発電を補助することが可能な太陽電池パネルの設置構造である。
【解決手段】 建築物の外壁面から突き出るよう、簡素な一体成形加工型の両面受光太陽電池パネル、叉は片面受光太陽電池パネルを組み合わせた多数複数組を、袖壁状に鉛直設置する。さらに、カバーガラスにセラミックス凸状膨隆部及び表面彩色層の配設と共に、反射光抑制の構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルの設置構造に関し、詳しくは建築物の立地条件等で太陽光線が該パネルの両方向から入射する場所には、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして組み立て一体成形型に加工した両面受光型太陽電池パネル、また、太陽光線が該パネルの一方向から入射する場所には片面受光太陽電池パネル、並びに前記両面受光太陽電池パネルと前記片面受光太陽電池パネルとの組み合わせとして、広い受光面を有する建築物の外周壁又は屋外壁の最外面壁に対して多数複数組を袖壁状に鉛直設置し、屋上に加えて発電面積の拡大を図り、同時に建築物の体裁を悪化させることなく意匠性を向上せしめると共に、環境景観への配慮を図った太陽電池パネルの設置構造に関する。

近年、太陽光発電は地球環境保全の立場からも排気ガス、放射線等の公害を発生することのないクリ−ンなエネルギ−源として注目され、多種多様の太陽電池が開発され、かつ量産化による価格低減も進んで、幅広い用途開発ガなされ、政府の住宅に関する環境政策も相俟ってビル等の建造物にも多用されるようになってきた。このように太陽光発電の普及や促進が図られるのに伴って、その外観も重要な位置付けとなってきており、ビル壁面や屋上等の広い受光面を有する建築物に太陽光発電システムを設置するとき、発電以外にも景観環境への配慮と共に、装飾デザインや文字、図柄等による宣伝・広告等の情報伝達媒体としての利用にも関心が高まりつつある。
ビル等の建築物の屋上や住宅の屋根は、空きスペースで、かつ日当たりの最も良い部位であることから設置場所は専らここに集中している。ところが、ビルの屋上にはエレベーターの機械室や階段室、場合によっては空調の室外機等の設置場所が必要であり、また、最近ではヒートアイランド現象の防止或いは自然環境と共生する意識の高揚から屋上庭園やビオトープ、菜園等を設けるビルも多く利用面積に限りがある。できる限り広範囲を占有したくとも太陽電池パネルの設置場所は自ずと限定されてしまうのが通例である。
上記の問題点を解決する為、設置面積の拡大を図る手段として、例えば下記のような提案がなされている。特開２００２−０７６４１５号公報や特開平０８−１６２６６０号公報には、太陽電池モジュールを１本のポールに多段にわたって取り付けることにより空きスペースを有効に使えると提案されているが、短冊状の複数のモジュールが風圧を受けて揺れ安定性に疑問がある。また、特開平０６−３１８７２６号公報及び特開平０６−２４４４４５号公報には、屋根のみならず外壁への設置も提案されている。しかしながら、これらの発明は、傾斜角依存性など効率的な受光手段のみに注意が払われており、建築物の意匠性、周囲の環境等に関しては余り配慮がなされていない。
また、壁面への太陽電池パネルの設置で庇型ルーバーでは、太陽光の方角依存性迄を備えた可動庇型ルーバーで、特開２００１−１３２１８７号公報には太陽電池パネルを取り付けたルーバー、特開２００３−２２１８９６号公報には太陽電池ルーバーを設置できるルーバー、また、庇構造については、特開平１１−１５２８６９号公報には、傾斜角を可変でき。かつ建物の外観を低下させない可動庇、特開２００６−１１２１３号公報には、太陽電池付き後付け庇ユニットが提案されており、可動庇型ルーバ等では、目隠し及び通風機能や体裁を害することなく発電できるとしている。しかし、本発明の袖壁状鉛直設置はビル壁面での傾斜角入射で受光変換効率で劣るとしても、簡易な構造ながら、壁面温度の阻害要因を回避し壁面直接でなく空間間隙を設けた取り付け設置と共に、多数複数組の両面受光型太陽電池の設置で、特にビル街で特有の直達光はもとより反射光、散乱光迄を捕捉取り込み、これによって屋上部での発電を補うと共に、庇のように上部に取り付けるものではないので、採光を妨げることもないし、ブラバシー保護のための目隠し或いはパーテーションとしても機能する。また、庇型ルーバ等に比し、室内よりの外観見通しや室内での明るさ維持の妨げにならないのみならず、本発明でのビル壁面への縦筋鉛直方向の太陽電池パネルの多数複数組の鉛直設置では、横筋水平方向の庇ルーバー型の設置に比しても、建築物の外観見栄えを損なうとか体裁を悪化させることなく、本発明の縦筋方向の鉛直設置が、庇型の横筋水平方向の太陽電池パネ設置と外観装飾性でも劣るとはいえない。

先行特許文献

特許文献１（特開２００８−１１１３２２号公報）には、壁面に取り付ける建築用化粧板であって、その表面に可視光透過率が、２０％以上の色素増感型太陽電池を設けておくことにより、太陽電池を透して化粧板の文樣が視認できると提案されている。太陽電池パネル自体のデザイン性を追求した発明ではあるが、壁面に対する取り付けが平面状であることから、設置面積を大きく稼ぐことにはなっていない。 特許文献２（特開平２００２−０１０４９４号公報）には、高速道路の橋桁や柵、側壁、コンクリート柱等に取り付けることが提案されている。膨大なスペースの有効利用という発想は優れているものの、側壁に対しては平面状に取り付けられており、前述のように建造物としての意匠性は低い。 特許文献３（特開平２００５−２２３１６４号公報）には、両面受光太陽電池が記載されており、太陽の方向に合わせて壁面に垂直に設置すれば効率よく発電が可能であると提案されている。しかしながら、特許文献３の両面受光型太陽電池の裏面側、即ち透明バックシート側の發電効率は特に薄膜シリコン型太陽電池を使った場合、表面側のそれに比べて劣るであろうから、単結晶か多結晶シリコン型を用いざるを得ず、これらは黒っぽく不透明であることから室内を暗くし鬱陶しい感じが拭えない。また、単結晶か多結晶シリコン型は薄膜シリコン型と比べて高価で数多くのパネルを並列させると極めて不経済である。更に、特許文献３の両面受光型太陽電池で設置角度を６０度とした時、片面受光型に比べて１２０度の電力量が得られると記載されており、表面のみで發電する片面受光型に比べて裏面にも發電機能を備えたシステムは年間発電量が大きくなるのは当然である。また、垂直設置方法において、建築物の屋上、主としてその周囲にフェンス一体形、または手摺一体形として地表面に対して垂直することを特徴としており、複数の該パネルは、平面状に配列されているだけで建築物の壁面から垂直に突き出るよう設置することにはなっておらず、設置面積の有効利用を鑑みると不十分である。高速道路の側壁や橋脚等の部位への設置においても同様で、平面状受光に変わりない。 特許文献４（ＷＯ２００５／０７４０３９）には、太陽電池素子を複数個接続し配置した太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置が記載されており、片面受光の太陽電池素子群を中間部材を挟んで充填材（ＥＶＡ）で上下を一体として組み立て両面受光パネルとして１枚のパネルに形成した構成である。しかしながら、特許文献４には、両面受光型太陽電池モジュールを建築物の外壁面から直角に突き出るように袖壁状に鉛直設置すること、また、外壁面等への取り付けについては、庇状或いは鉛直状取り付けか、また、壁面に直接取り付けかを含め、その取り付け形態はもとより、その構造について全く記載がない。さらに、ビル壁面等への太陽電池パネルの設置では、建築物が南向きか等の立地条件によっては片面受光パネルとの組み合わせが適しており、また、ビル外壁面の設置において、その表面ガラスの反射光による環境公害についていずれも記載がない。 特開２００３−１６６２２０公報には、防護柵の道路の反対側に両面型太陽電池パネルが突設されている屋外工作物が開示されている。すなわち両面型太陽電池パネルを取り付けた屋外工作物の概念図が記載されており、両面型太陽電池パネルを備えた防護柵からなる屋外工作物は、その防護柵の柵体が両面型太陽電池パネルであることを特徴としている。しかし両面型太陽電池パネルを備えた防護柵を図示しているが、具体的にどのように設置するのか、その設置方法並びに設置構造として取り付け方法についても何ら記載がない。 特許文献６（特開２００１−１３２１８７号公報）は、ルーバーパネルの表面に太陽電池をコンパクトに取り付けた構造が記載されている。図１はそのルーバーの実施例を示す縦断面説明図であり、ルーバーパネルの表面に太陽電池をコンパクトに取り付けることにより、目隠し機能及び通風機能を維持しつつ、体裁を害することなく多くの電力を得ることができると記載されている。しかしながら、特許文献６の構成では、目隠しや通風機能を維持できるとしても、本発明の袖壁状に鉛直設置と対比しても、本発明では、庇ルーバーの上部に取り付けられるものではないので、採光を妨げるものでもなく、プライハシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても機能する。また、建築物の体裁悪化や外観見栄えでも、本発明の袖壁状に多数複数組の設置は、ビル壁面等で特有の反射光、散乱光迄を捕捉取り込み、本発明の課題である屋上部の発電を補助する条件を充足すると共に、一方、外観上でも、その体裁見栄えを損なうことなく、意匠性の向上、或いは環境景観への配慮からみても、ビル室内からの外観見通しや明るさ維持等の室内での居住性、さらに建築物の外観装飾性を向上するように働き、いずれにしても本発明のビル外壁面等に袖壁状に多数複数組の設置は、一石二鳥の効果を発揮するように働く。

本発明での、建築物の外壁面等への太陽電池パネルの設置では、建築物の立地条件等で太陽光線が該パネルの両方向から入射する場所には、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして組み立て一体成形型に加工した両面受光型太陽電池パネル、また、太陽光線が該パネルの一方向から入射する場所には片面受光太陽電池パネルを、並びに建築物の外壁面の入射角等の設置場所の条件によっては、前記両面受光太陽電池パネルと前記片面受光太陽電池パネルとの組み合わせとして、広い受光面を有する建築物の外周壁又は屋外壁の最外面壁に対して多数複数組を袖壁状に鉛直設置し、屋上に加えて発電面積の拡大を図り、同時に建築物の体裁を悪化させることなく意匠性を向上せしめる太陽電池パネルの設置構造では、１）建築物のビル外壁等は傾斜角依存性からも屋上叉は屋根面に比して受光変換効率で劣る難点がある点。２）ビル外壁等に太陽電池パネルを突設叉は立設形態では、近くで見上げる場合は勿論のこと遠方からも視認され易く、建築物の外観上の体裁の悪化、見栄えを損ないかねず、その意匠性、及び環境景観に配慮した建築物の外観見栄えでの制約がある点。３）ビル壁面等への設置では、メインテナンス上も強風圧等の環境条件に耐える取り付け設置が必要である点。更に、４）建築物の外壁面等は、屋上叉は屋根部に比して広い受光面を有するものの傾斜角入射て受光変換効率が劣ることからも、できるだけ複数組多数の太陽電池バネルを設置が必要の為、太陽電池パネルは、製造コストを含め量産に適した形態が望ましい。また、広い面積のビル外壁面等での太陽電池パネルの取付けでは、作業性からも構成部品の可及的な簡素化と共に、作業工程での簡易化が望ましく、かつ上記の通りメインテナンス面でも建築物のビル壁面での耐強風圧性の維持を図った設置方式が望まれる。さらに、５）近年の地域環境意識の潮流からも都市部に限らず特にビル外壁面での太陽電池バネルの設置では、その立地条件等によっては、モジュールの表面ガラス部材の反射光による環境公害等も看過できない。
したがって、建築物のビル壁面等への太陽電池パネルの設置では、このような取付け条件を充足することが望まれ、いずれにしても上記の如き条件からも、広い発電面積を有しながらもビル外壁面等への太陽電池パネルの設置は、太陽の仰角の悪影響を受け、かつ設置方向や時間帯によって発電量も変化する等、今迄未利用部位であった。すなわち、本発明は、太陽電池パネルの広い受光面を有するビル外壁面への設置において、建築物の立地条件等で太陽光線が該パネルの両方向から入射する場所では、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして組み立て一体成形型に加工した両面受光型太陽電池パネル、また、太陽光線が該パネルの一方向から入射する場所では片面受光太陽電池パネルが適しており、さらに南向きでない等の建築物の立地条件等においては、該片面受光太陽電池パネルを前記両面受光型太陽電池パネルとの組み合わせとして、広い受光面を有する建築物の外壁面などに多数複数組を設置することを解決課題とする。すなわち、ビル外壁面等に、屋上部の発電を補助する為、多数複数組の太陽電池パネルの設置が必要の為、該パネルは製造コストを含めて量産に適した形態が望ましい。また、広い受光面積を有するビル外壁面等への太陽電池パネルの取付けでは、設置作業が煩雑となるため作業性からも構成部品の可及的な簡素化と共に、作業工程での簡易化が望ましく、かつメインテナンス面でも建築物のビル壁面等での耐強風圧性の維持を図った設置方式が必要である。さらに、立地条件等の環境によっては、モジュール表面ガラスの反射光による公害発生も解決課題であり、いずれにしてもビル外壁面等への太陽電池パネルの設置では、建築物の外観体裁の悪化や見栄えデザイン性を損ねることなく、広い面積を有するビル外壁面等の未利用部位を有効に使って設置でき、かつ表面ガラスの反射光による公害発生も解決課題とし、屋上叉は屋根部の発電を補助することが可能な太陽電池パネルの設置構造の提供を目的としている。

本発明では、一体成形加工型の簡易な構造からなる両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルを、建築物の立地条件並びに環境景観等を配慮のうえ、外壁面から直角に突き出るよう立体的に多数複数組を袖壁状に鉛直設置する構造に関し、詳しくは、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にした一体成形加工型の簡易な構造からなる両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルを、ビル壁面への設置では、傾斜角依存性からも受光変換効率は屋上部より劣る属性からも可及的多数個の設置が必要であり、多数個の太陽電池パネルを複数組み合わせた（多数複数組と略記する）設置のため量産に適し、製造コスト低減も図ることができ、かつ壁面への設置工事が煩雑になる等の問題もあり、設置作業の簡略化を図り得る両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルの組み合わせとし、建築物では、傾斜角入射ながら太陽が太陽電池パネルの両方向から入射する場所では、両面受光太陽電池パネルが適しても、ビル街等での立地条件によって太陽光線が一方向から入射する場所では片面受光太陽電池パネルが適しており、いずれにしても建築物でのこれら傾斜角入射場所に適した両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルの多数、かつその複数の組み合わせを、建築物の外壁面等に袖壁状に鉛直設置することに想到し、本発明を完成するに至った。
従来のいわゆる一体成形型の両面受光太陽電池パネルの構造については、特開平１１−３１８３４公報には、たとえば板ガラスに、ＥＶＡ（酢酸ビニールアセテート）フィルム、そのＥＶＡフィルムの上に太陽電池セル、更に太陽電池セルの上にＥＶＡフィルムを、更にＥＶＡフィルムの上に、テドラーフィルム（商標デュポン社：フッ素系樹脂フィルム）を載せた状態のものを、ラミネーター内で加圧、加熱および真空脱泡により製造される太陽電池モジュールでは、上記のＥＶＡフィルムは溶融してＥＶＡフィルムとなり、硬化して太陽電池ホルを周囲から包んで保護すると共に、板ガラスとテドラーフィルムとの間の空間を埋める充填剤となっているガラスサンドイッチ型太陽電パネルが記載されている。また、特開平１１−３１８３４では、複数の板ガラスを一定の間隔で配置してなる復層ガラスの太陽光入射側と反対側の板ガラスの内面に板ガラスを設け、両板ガラスの外周囲を封止材により封止し、前記復層ガラスの内部空白部に特殊な樹脂からなる充填剤を封入したガラスサンドイッチ型太陽電池パネルが記載されている。また、ＷＯ２００５／０７４０３９公報には、太陽電池素子一枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直列的に実用的な電気出力が取り出せるようにする必要があり、この為複数の太陽電池素子を直列的に接続して、透光性の表面部材と裏面部材との間に設置し、エチレンビニールアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して、太陽電池モジュールを作製することが通常行われていると記載されている。
本発明に係る両面受光太陽電池パネルの構造は、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にし、導電性電極層基体、絶縁保護層を設けると共に、表面側のカバーガラスと、裏面側のカバーガラスを背中合わせとした中間部の合わせ目に接着層を設けた一体成形加工型の簡易な構造であって、さらに、前記表面側のカバーガラスと裏面側のカバーガラスの基体表面、または少なくとも一方の基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に、着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された太陽電池パネルの構造、また、前記凸状膨隆部での凸部の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる太陽電池パネルの構造である。
また、本発明において、片面受光太陽電池パネルの構造は、受光面を外側にした表面側のカバーガラスと、その内側に導電性電極層基体、絶縁保護層と、さらに裏面被覆材を設けた簡素な構造である。さらに、光入射表面側のカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に、着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された片面受光太陽電池パネルの構造、また、前記凸状膨隆部出の凸部の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と、表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる太陽電池パネルの構造である。本発明による太陽電池パネルでは、立地環境条件等によってはモジュールの表面ガラスの反射光による公害要因も看過できず、出願人が提案の先行特許第３２８６５７７号公報、特許第３４８２３７０号公報及び特許第３０４９２３８号公報に記載のセラミック・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
その中でも、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールは、凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成からなるもので、例えば、光透過性を有する非印刷部と彩色層の印刷部を上下に配設しておくことにより、上方からの受光による発電及び下方から見上げた場合は、色彩豊かなファツション性を併せ持った太陽電池パネルの設置構造を提供しようとするものである。

また、該特許第３０４９２３８号公報記載の太陽電池モジュールでは、セラミックス・インキを用いてスクリーン印刷法により所望設定の略均整かつ規則的に形成せしめた凸状膨隆部での凸部の少なくとも片面に表面彩色層を設けた透光性基板の構成であって、太陽電池モジュールの表面カバーガラスの彩色効果と併せて、直接反射光を抑制するように働き、太陽光の入射に対する乱反射による太陽電池セルへの受光効率の低下防止の効果が期待でき、太陽電池モジュールの直接反射の抑制が期待できる構成である。
そこで、本発明に係る太陽電池の設置構造において、表面カバーガラスの凸状膨隆部の半面に色彩印刷を施した構成では、本発明における壁面設置の場合、観察者が地上より見上げる形になった場合には、色彩面を強調して見せることができる効果を奏する。また、雨水、塵埃等を除去し易い為、長期間の屋外暴露でも發電効率が低下せずコスト低減が図れる。このように、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールでのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて、表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを外周壁又は屋外壁に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくしディスプレイ効果を奏し、外装部材としての用途が拡がりを発揮するように働く。
また、本発明による太陽電池パネルは、上記出願人が提案の先行特許第３４８２３７０号にも、セラミックス印刷凸状膨隆部を設けた構成は、長期間の屋外暴露での受光面の汚れの付着、塵埃等を流し易いが、さらにマイナス静電気を形成するトルマリン鉱石の粉粒体を混練したセラミックス・インキを用い、汚れ防止の機能を発揮するとの記載がある。本発明では、着色セラミックス・インキを用い表面彩色層による色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、色彩豊かなファツション性を併せ持たせるためにも、受光面のカバーガラスの汚れ防止には、上記トルマリン鉱石の粉粒体を混練の他、光触媒二酸化チタン含有、又は稀有元素類を含む天然鉱石粉末並びに遠赤外線セラミックスの含有混合物により、受光面の汚れ防止を図った構成とすることができる。
もっとも、特許文献５に記載の両面受光型太陽電池、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型或いは薄膜シリコン型等の太陽電池も用いることもできる。その中でも安価な薄膜シリコン型はモジュールの大きさを自由に変えられるという利点から好適である。
袖壁状鉛直設置構造にあっては、開口部を有しない側壁全面に複数個設置しても良いし、開口部と開口部の間に設置しても良く、開口部の大きさや、その位置と太陽光パネルの設置場所をバランス良く設置することにより、豊かな表情を持った建築物を創出することができる。室内側からは外部風景の視認が可能で、また、庇のように上部に取り付けられるものではないので採光を妨げるもこともないし、プライバシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても機能する。
受光面に当たった光は、表面のガラスを透過して太陽電池素子に吸収されるが、朝夕の太陽高度が低い時、即ち入射角が大きい場合は光線が吸収されにくく、低反射ガラスを使用した太陽光パネルであっても完全吸収はあり得ず、屋上に設置された平置きタイプでは反射光は逸散してしまうだけである。これに対して、本発明の多数複数組の両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルを鉛直設置することにより、隣接するパネルの反射光、叉はビル街等での散乱光迄を貰い受けて発電に供することが可能となり、その結果パネル１組当たりの発電効率は向上する。
また、壁面では傾斜角入射で各屋上に設置されたものに比べて発電効率が低下するが、設置枚数を多くし、多数複数組の設置で補えばよく、これによるスケールメリットを生かして原価の低減を図ることが可能で、更に、夏季における夕暮れ時には西日を遮り室内の気温上昇を抑制できる。
また、本発明のビル外壁等に袖壁状に鉛直設置する構造では、設計士の感性によって、本発明の両面受光型太陽電池及び／叉は片面受光型太陽電池と、例えば、出願人の保有する特許第４８３４８９４号（太陽電池パネルの設置構造）での、２枚の片面受光型太陽電池パネルの受光面を外側にして合わせた両面受光型太陽電池を三角出窓状に組み立て設置する三角出窓状太陽電池パネルとの組み合わせて配置することにより、建築物の外観体裁を悪化させず、見栄えファッション性をより向上させることができる。
一般に、半導体素子は湿度の上昇に伴い素子の性能が低下することが知られており、非結晶光半導体素子太陽電池は、温度上昇１℃当たり変換効率は約０．２５％低下するといわれている。よって、パネルの温度上昇を如何にして低く抑え変換効率の低下を防ぐかは重要課題のひとつである。本発明の両面受光型太陽電池パネル叉は片面受光型太陽電池パネルでは、壁面と２枚のパネル間で形成される三角状組み立ての場合の如き空洞は形成されないが、ビル外壁面への設置では、該パネル本体は、躯体にボルト、ナット等の設置金具を用い、外壁面に直接でなく取り付け装着されており、その間隙空間の存在は温度上昇を僅かでも抑制するように働く。
戸建住宅の勾配屋根に取付けられるタイプや、ビル屋上に設置される平置きタイプ等は、降雨による汚染物質の影響を受け易く、汚れによる発電効率の低下が問題視されている。例えば、特２００９−１６４４３４号公報には、水が滞留しないようフレームの形状を工夫した提案がなされている。また、特開平１０−２９００２０公報には、付着した汚染物質を光触媒によって分解する手段が提案されている。本発明によれば、鉛直方向に設置されるので降雨を直接受けることが少ない上、ガラス表面はセラミックス印刷が施されている故、付着した塵埃は容易に洗い流されるので発電効率の低下を防止することができる。建築物の外壁面等では、傾斜角入射乍ら太陽が太陽電池パネルの両方向から入射する場所では両面受光太陽電池パネルが適しており、ビル街等での立地条件によって両面受光太陽電池パネルを設置の場合、設置可能なパネルの大きさは、大きければ大きいほど受光面積は大きくなるが、取付け強度に限界がある上、内部から外景を望む場合の圧迫感や建築物の外観状況を鑑み、幅、即ち短片方向が３００〜６００ｍｍ、長さ、即ち長手方向が階高に相当する程度、例えば２５００〜３０００ｍが望ましい。また、厚さは片面受光太陽電池パネルを背中合わせに一体成形した両面受光型パネルの場合は１００ｍｍ程度となる。新築ビルへの設置は、躯体の横筋に固定されているアンカーボルトに、プレートを介して太陽電池パネルの長辺部に設けたボルト、ナット、ワッシャー等の設置金具を接合して壁面に固定すればよい。
また、階高毎に外壁周囲の連続型バルコニーが設けられている場合は、設置金具による接合に加えて、太陽電池パネルの下端をバルコニー上に設置すればより安定する。
リニューアルによる後付けの場合は、躯体構造物に穴あけの後、ケミカルアンカーを固着し、これに太陽電池パネルの設置金具を固定すればよい。

本発明に係る太陽電池パネルの設置構造によれば、未利用部位であった広い受光面を有する建築物の外壁面等に太陽電池パネルの設置では、該建築物の立地条件等で太陽光線が該パネルの両方向から入射する場所には、片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして組み立て一体成形型に加工した両面受光型太陽電池パネル及び／叉は太陽光線が該パネルの一方向から入射する場所には片面受光太陽電池パネルを、建築物の外周壁又は屋外壁の最外面壁に対して多数複数組を袖壁状に鉛直設置し、屋上に加えて発電面積の拡大を図り、同時に建築物の体裁を悪化させることなく意匠性を向上せしめると共に、環境景観への配慮を図った太陽電池パネルの設置構造を提供する。
また、本発明での一体成形加工型の両面受光太陽電池パネル及び／叉は片面受光太陽電池パネルの多数複数組を袖壁状に鉛直設置は、採光を妨げるものでもなく、プライハシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても機能するのみならず、ビル壁面等で特有の反射光、散乱光迄を捕捉取り込み、屋上部の発電を補助する条件を充足すると共に、建築物の外観装飾性を向上する様に働き、さらにビル室内からの外観見通しや明るさ維持等の室内での居住性も損なわず、本発明のビル外壁面等に袖壁状に多数複数組の設置は一石二鳥の効果を発揮するように働く。
また、本発明の太陽電池パネルをビル外壁面等にに設置するとき、環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくしディスプレイ効果を付加でき、外装部材としての用途の拡がりを発揮するよう効果を奏する。
さらに、本発明に係る太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、そのカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を形成した構成では、長期間屋外暴露の条件による汚れ堆積等も流れ易く防汚性に作用すると共に、凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成では、光の反射防止、並びに表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、ディスプレイ効果を増幅でき、その用途の拡がりを発揮するように働く。

本発明において、該セラミックス印刷凸状膨隆部を設けた構成は、本発明を実施するための最良の形態として望ましいが、建築物の外周壁叉は屋外壁の最外壁は広い受光面を有するものの、市街地ビル街等での立地条件では、環境景観への配慮等により近年の環境条令等の施行地域で、広告或いは色彩装飾表示に規制叉は制限が求められる事情によっては、該セラミックス印刷凸状膨隆部を設けず省略した構成とすることができる。

以下、本発明に係る両面受光太陽電池パネル及び片面受光太陽電池パネルの設置構造の実施例を図面を示し説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成しない一体成形加工型の両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。建築物のデザイン性を損ねることなく、未利用部位である外壁面等を有効に使って、多数かつ複数を組み合わせた両面受光太陽電池パネルを袖壁状に鉛直設置し、屋根部の発電を補助する為に装着する両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図であって、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は接着層、８はフレーム、９は發電電力取出し用リード線、１０は突設端被覆材である。

図２は、本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成した一体成形加工型の両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。建築物のデザイン性を損ねることなく、未利用部位である外壁面等を有効に使って、多数かつ複数を組み合わせた両面受光太陽電池パネルを袖壁状に鉛直設置し、屋根部の発電を補助する為に装着する両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図であって、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、３はセラミック印刷凸状膨隆部、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は接着層、８はフレーム、９は發電電力取出し用リード線、１０は突設端被覆材である。

図３は、本発明に係る両面受光太陽電池パネル叉は片面受光太陽電池パネルの設置構造例の要部断面説明図であり、両面受光太陽電池パネル本体叉は片面受光太陽電池パネル本体１は、躯体１６にボルト、ナット、ワッシャからなる設置金具１３を用いて取付け固定装着されている。１１はプレート、１２はアンカーボルト、１４は縦筋、１５は横筋である。

図４は、本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成しない片面受光太陽電池パネルの要部断面説明図で、１は片面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材である。

図５は、本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成した片面受光太陽電池パネルの要部断面説明図であり、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、３はセラミック印刷凸状膨隆部、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は接着層、８はフレーム、９は發電電力取出し用リード線、１０は突設端被覆材である。

図６は、本発明に係る両面受光太陽電池パネル叉は片面受光太陽電池パネルを建築物の外壁面へ袖壁状に鉛直設置例を示す模式斜視図であり、両面受光太陽電池パネルを建築物の外壁面への多数複数組の設置例において、２はカバーガラス、２０は建築物外壁、２１は両面受光型太陽電池パネルである。

図７は、本発明に係る両面受光太陽電池パネル叉は片面受光太陽電池パネルと、三角出窓状に鉛直設置した太陽電池パネルを組合わせて配置した設置例を示す模式斜視図である。１は太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、２０は建築物外壁、２２は三角出窓状太陽電池パネル、２３は両面受光型太陽電池パネルである。

図１は本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成しない両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。 図２は本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成した両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。 図３は本発明に係る太陽電池パネルのビル外壁面への設置構造例を示す斜視図である。 図４は本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成しない片面受光太陽電池パネルの要部断面図である。 図５は本発明に係るセラミック印刷凸状膨隆部を形成した片面受光太陽電池パネルの要部断面図である。 図６は本発明に係る両面受光太陽電池パネル叉は片面受光太陽電池パネルの建築物の外壁面へ設置構造例を示す模式斜視図である。 図７は本発明に係る太陽電池パネルと、三角出窓状に鉛直設置した太陽電池パネルを組み合わせて配置した設置例を示す模式斜視図である。

１ 太陽電池パネル本体
２ カバーガラス
３ セラミック印刷凸状膨隆部
４ 導電性電極層基体
５ 絶縁保護層
６ 裏面被覆材
７ 接着層
８ フレーム
９ 發電電力取出し用リード線
１０ 突設端被覆材
１１ プレート
１２ アンカーボルト
１３ 設置金具
１４ 縦筋
１５ 横筋
１６ 躯体
２０ 建築物外壁
２１ 太陽電池パネル
２２ 三角出窓状太陽電池パネル

Claims (8)

1. ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物に立体的に設置する両面受光型太陽電池パネルの設置構造であって、該建築物の隣地境界線を越えない範囲内で、太陽光線が該パネルの両方向から入射する場所に、建築物の外壁面から直角に突き出るように、少なくとも多数複数組の両面受光太陽電池パネルを設置してなることを特徴とする太陽電池パネルの設置構造。
2. 前記両面受光型太陽電池パネルが、２枚の片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして組み立て一体成形加工してなる両面受光型太陽電池パネル、叉は２枚の片面受光太陽電池パネルの受光面を外側にして中間部材層を設けて一体成形加工してなる両面受光型太陽電池パネルであって、該建築物の隣地境界線を越えない範囲内で、建築物の外壁面から直角に突き出るように、少なくとも多数複数組の該両面受光型太陽電池パネルを、袖壁状に鉛直設置してなる請求項１記載の太陽電池パネルの設置構造。
3. ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物に立体的に設置する片面受光太陽電池パネルの設置構造であって、該建築物の隣地境界線を越えない範囲内で、太陽光線が該パネルの一方向から入射する場所に、建築物の外壁面から直角に突き出るように、少なくとも多数複数組の片面受光型太陽電池パネルを設置、叉は両面受光太陽電池パネルと組み合わせて設置してなることを特徴とする太陽電池パネルの設置構造。
4. 前記片面受光型太陽電池パネルを、該建築物の隣地境界線を越えない範囲内で、建築物の外壁面から直角に突き出るように、少なくとも多数複数組の片面受光型太陽電池パネルを、袖壁状に鉛直設置してなる請求項３記載の太陽電池パネルの設置構造。
5. 前記両面受光型太陽電池パネルの表面叉は裏面のカバーガラスの少なくともいずれか一方の基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項１ないし２記載の太陽電池パネルの設置構造。
6. 前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に、着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項５記載の太陽電池パネルの設置構造。
7. 前記片面受光型太陽電池パネルの表側のカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項３ないし４記載の太陽電池パネルの設置構造。
8. 前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に、着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項７記載の太陽電池パネルの設置構造。

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