JP2015516673A - ハイブリッド太陽電池統合型ガラスブロック、および半透明の建物外装を建築するためのガラスブロックを乾式組み立てによってパネル化したプレストレストパネル - Google Patents

Abstract

ハイブリッド太陽電池統合型のガラスブロック構造であって、太陽放射に露出するようにされた少なくとも１つの光透過面（２、９、１３）を有する少なくとも１つのガラス外殻（０）と、光透過面を介して太陽放射を受容するために光透過面（２、９、１３）と関連し、電気接触部を有する色素増感太陽電池（ＤＳＣ）装置（３、８）と、装置接触部へと続く電気接続部をガラスブロック外部範囲へ通せるようにするための少なくとも１つの穴（７、１１、１５、１７）と、さらに、エネルギーの製造および節約に関して高い性能を提供することも可能な、半透明の建物外面（高層建物の場合も含む）を建築するための、プレストレスをかけ、乾式で組み立てたガラスブロックパネルとを備えている。【選択図】 図１．１

Description

本発明は、ガラスブロックおよびハイブリッド太陽電池と、並びに、このようなガラスブロックとハイブリッド太陽電池を乾式組み立てによってパネル化した半透明の建物外装建築用の革新的な装置とに関する。適用分野は建物および建築部門である。

ガラスブロックは、１ドロップの溶融ガラスをスタンプ上に押圧して得た２枚のガラス外殻を、高温または低温接着処理によって、内部に空洞を作成する形に接合して構成される。ガラスブロックは、ガラスの色とガラス外殻の表面仕上げとに応じた多様な比率で光を通過させる。

半透明の建物外装の建築には、熱と音の遮断性、耐火性（空洞の存在による）、光透過性、およびモジュール性の点から、従来の板ガラスよりもガラスブロックが好ましいかもしれない。

色素増感太陽電池モジュールは、ハイブリッド太陽電池としても知られる多数の色素増感太陽電池（ＤＳＣ）で構成されてよい。

色素増感太陽電池の典型的な構造は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）（例えばＦＴＯ、つまりフッ素ドープ酸化スズ）の薄膜で導電化した後に、半導体材料のメソポーラス膜、一般には無毒で生体適合性のあるＴｉＯ_２でコーティングした透明基板（例えばガラス）から成る。感光染料分子がＴｉＯ_２表面に吸収されてＤＳＣ装置の光陽極を構成し、次いで、触媒機能を持つプラチナ膜で上面被覆した透明なＦＴＯの対向電極で封止する。最後に、装置を密封剤（樹脂またはガラスフリットなど）で気密封止し、電解質溶液で充填して、電池を完成させ、メカニズムが機能できるようにする。

ＤＳＣは光学分子の励起、電子およびイオンの移動によって、植物の光合成を真似た工程で動作する。

最近、ＤＳＣ技術は、現在市場を占めているシリコンベースのソーラー技術に匹敵する世界レベルの効率性（電池とモジュールの両方に関する）を達成した。

何らかのＤＳＣ製品を設けた最新技術が既に市場に出回っている。これらのモジュールは、やはり建物への統合に適した部品または完全なパッケージにて販売されている。

ガラスブロックのパネル／壁／屋根の建築に用いられる従来の湿式組み立てシステムは、建物構造の垂直面外側に設置した特にガラスブロックパネルから成る高層建物外装の建築には向いていない。モルタルおよびスチールロッドとで組み立てられたプレキャストガラスブロックパネルは、その構造のために築壁と同化させることができるが、壁面に対し垂直にかかる応力により典型的な欠点が生じる。当然ながら、パネルに作用する水平な風の力は、可変本体の各種要因に応じたたわみ変形の原因となる。したがって、建物、特に高い建物の外面をガラスブロックで建築する場合に湿式組み立てシステムが適してないことは容易に認識できる。

最新技術を分析することで、プレキャスト乾式組み立てガラスブロックパネルの建築への異なる解決法を示すいくつかの特許の存在が強調された。しかし、これらの特許は概して屋内用途向けであり、建物正面を建築するためのものではない。最も顕著な解決法の中でも、パネルの支持構造として働く連続的または一部連続的なプロフィールを参照したものについて言及する。これらのプロフィールはガラスブロックどうしの間に配置され、両者が有効に協働することで、閉鎖要素として機能するだけでなく、パネルの機械抵抗を高める（すなわち、１９９１年４月３０日出願のＥａｒｌ Ｔｈｏｍｐｓｏｎによる特許文献１、「ガラスブロック建築組み立て」）。本質的に、このような乾式組み立てシステムに関する特許は、支持要素の製造に使用する材料（すなわち、鋼鉄、アルミニウム、プラスチック）と、その形状とに関してそれぞれ異なる。アルミニウムまたはプラスチック製のプロフィールは、パネル／壁の建築物を非常に高い機械応力に耐え得るようにするために、補剛用ロッドを配置する特別なハウジングを設けることができる。分析した全ての特許の中でも、清水建設株式会社に帰属するもの（特許文献２、１９９３年）のみが、２方向（垂直および水平方向）にプレストレスをかけたガラスブロックパネルの建築を予見している。

米国特許第５０１０７０４号 特開平５−２３０８９９（Ａ）号

図１．１〜図５．５は本発明によるガラスブロックの様々な実施形態を示す。
図６〜図９は本発明によるパネルを示す。
特に：
説明中で仮定１として個別化され、第００１４段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定１ａとして個別化され、第００１７段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定２として個別化され、第００１８段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定２ａとして個別化され、第００２０段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定３として個別化され、第００２２段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定３ａとして個別化され、第００２４段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で仮定４として個別化され、第００２７段落の箇所に提示されたガラスブロック構成のアクソノメトリック展開図を示す。 上記構成の断面図を示す。 上記構成の正面図を示す。 上記構成の詳細部の拡大断面図を示す。 説明中で「サーマルベルト」として個別化され、第００２６段落の箇所に提示され、この場合にはＤＳＣモジュールを搭載している、プラスチックプロフィールの分解状態構成の正面図を示す。 上記プラスチックプロフィールの組み立て状態構成の正面図を示す。 上記プラスチックプロフィールの水平断面図を示す。 説明中で仮定４として個別化され、第００２７段落の箇所に提示されている、ガラスブロックの分解状態構成の側面図を示す。 上記ガラスブロックの組み立て状態構成の側面図を示す。 第００３３段落の箇所に提示された本発明によるパネルの正面および上面図を示す。 上記パネルの詳細部の拡大正面および上面図および断面図を示す。 上記パネルの垂直輪郭の上面図および断面図を示す。 上記パネルの水平輪郭の上面図および２つの断面図を示す。 上記パネルの展開３次元図を示す。

ハイブリッド太陽電池をガラスブロックに取り付ける方法がいくつか存在する。ＤＳＣの取り付け方法は、ガラス外殻のうち１つの外面（仮定１、２）または内面（仮定３）に堆積させる、あるいは、ＤＳＣを特定の支持上に個別に組み立て、これをガラスブロックのガラス外殻外面（仮定１ａ、２ａ）またはガラス外殻内面（仮定３ａ）に固定するか、もしくは、「サーマルベルト」としても機能し、ガラス外殻が低温接着される特別形状のプラスチックガスケットを使用して、ブロック自体を構成している２つのガラス外殻の間に固定する（仮定４）ものであってよい。活性膜の堆積は単純なスクリーン印刷工程によって行うことができ、この工程を用いれば、特定形状のＤＳＣモジュール設計の使用も可能になる。

本発明の目的のために、製造工程は、太陽電池モジュールをガラスブロックに取り付ける方法によって異なる。

各々の仮定は異なるガラスブロックの異なる構成を示す。ＤＳＣ統合型ガラスブロックの各仮定からは、半透明の建物外装の建築に使用できる２つの電気接続部（＋／−）が得られ、１つは別のガラスブロック／ＰＶ（太陽光発電）モジュールに接続するための、もう１つは乾式組み立て型ＰＶパネル（１８）（図６）を作成するためのものである。連続するガラスブロックの並列によって形成された水平空洞および垂直空洞には、パネル（１８）の補剛用スチールロッド（２３）が入ったプラスチックプロフィール（２０、２１）と電気相互接続部とが収納される。

仮定１（図１．１、図１．２、図１．３）は、ＤＳＣとの統合によって生じる、ガラス外殻（０）のうちの１つ（太陽に露出されるものと推定）の変形を予見している。ガラス外殻（０）の面（２）の構成は、外面の外周全体にかけてフレーム様のへり（１）を設けている。面（２）は各種ＴＣＯで被覆することができる。へり（１）は、事前にＴＣＯと触媒膜で被覆したガラス板（４）を統合するのに適した厚さを持ち、ガラス外殻（０）の平面範囲（２）に配置された電池（３）を封止するために使用される。へりにより堆積のための有効範囲が狭まるが、へりはガラス板をしっかりと固定して縁を保護するために有用である。従来の高温接着によるガラスブロックの組み立ては維持する。実際には、太陽電池（３）の堆積はガラスブロックの組み立て後に実施される。ガラスブロックの組み立て工程とＤＳＣ膜の堆積とを分けることは、製品の実現に有利である。透明電極の組み立てと装置封止を行った後に、閉鎖用ガラス板（４）の表面の穴（５）から電解液を充填することができ、電解液の充填は太陽電池（３）の保護と機能のために必要である。穴は透明な密封剤で封止する必要がある。装置は、大気要因からの保護、および封止用ガラス板（４）をガラス外殻（０）に固定する目的で、密封剤（６）によって気密封止される。装置から出ている電気接続部（＋／−）のために、ガラス外殻（０）を貫通した少なくとも１つの穴（７）が予見される。乾式組み立て半透明太陽電池パネル（１８）の場合には、電気接続部を１つにまとめてプラスチックプロフィール（プラスチック形状）（２０、２１）内部に隠し、並列させたガラスブロックどうしの間の空間内に収納することができる。

第００１４段落の箇所で述べた仮定１では、電解液を凝固（ゲル）重合体で代用する可能性についても探求できるため、電解液のカプセル封じと蒸発の問題を回避でき、堆積を別の工程で行えるようになる。

ＴＣＯ被覆前のガラス外殻（０）の平面範囲（２）上に触媒を堆積させ、ガラス板（４）上に太陽電池（３）を取り付けることにより、装置製造工程の高効率化かつ容易化を保証するために、電極の反転およびこれによるＤＳＣ（３）堆積工程の反転とを予見することも可能である。こうすることで、活性膜がガラスブロックの外面上に露出し、その結果、より多量の太陽放射を受けられるようになる。

仮定１ａ（図１．１ａ、図１．２ａ、図１．３ａ）は、仮定１で述べた変形したガラス外殻（０）に、既に製造され、両電極が導電性ガラス板から成るＤＳＣモジュール（８）全体を統合する可能性を予見する。このＤＳＣモジュール（８）は、ガラス外殻（０）の、へり（１）で囲まれた平面範囲（２）内に配置されてよい。仮定１ａは、一方でガラスの使用量が多いことを意味し、他方で装置（ＤＳＣモジュールとガラスブロック）の製造簡素化にもつながる。

仮定２（図２．１、図２．２、図２．３）は、ガラス外殻（０）の変形と、既に組み立てられたガラスブロックへのＤＳＣの統合とを予見する。この解決法により、ＤＳＣ堆積のための有効範囲が拡大する。ガラス外殻（０）の全面（９）は平坦であるので、太陽電池（３）を堆積するための完全な平面範囲を提供できるであろう。これが太陽電池装置の透明な基板となるが、この基板は、適切な形状にされ、ＤＳＣの全周に走行している境界に付加された密封剤（６）の手段によってガラス外殻（０）自体に固定されたガラス板（１０）で封止されている。互いに接触し合う２つの平坦面を用いて作業することで、電極どうし間の接合部を使用し得る電解液注入工程の簡素化と、封止用ガラス板（１０）の表面への穴加工工程の回避とが可能になる。装置から出ている電気接続部（＋／−）のための、ガラス外殻（０）を貫通した少なくとも１つの穴（１１）が予見される。乾式組み立てによる半透明の太陽電池パネル（１８）の場合では、電気接続部を１つにまとめ、プラスチックプロフィール（２０、２１）内に隠し、並列したガラスブロックどうし間の空間内に収納することができる。

仮定２についても、第００１５段落の箇所で述べたのと同様の電解液の代用を予見することができる。さらに、第００１６段落の箇所で述べたのと同様の電極反転も予見できる。

仮定２ａ（図２．１ａ、図２．２ａ、図２．３ａ）は、仮定２で述べたガラス外殻（０）の変形面（９）に、既に製造されたＤＳＣモジュール（８）全体を統合できることを予見している。ＤＳＣモジュール（８）はガラス外殻（０）の平面（９）上に固定される。これはつまり、ガラス、実際にはガラス外殻（０）の表面をより広範囲に使用してもそれが太陽電池の基板を構成することはないが、同時に、この仮定がこの装置（ＤＳＣモジュールとガラスブロック）の製造の簡素化につながることを意味する。

第００１８段落、および第００２０段落の箇所で述べたガラスブロック構成における弱点は、既に組み立てられたガラスブロックのガラス外殻（０）の平面範囲（９）上に位置決めした上部ガラス板の縁に見られる。次に、装置を大気要因による腐食の可能性から保護し、縁の機械抵抗を保証することが可能な、ガスケットのような保護要素が必要である。保護フレーム（１２）はプラスチック材料から成ってよく、また、例えばガラス外殻（０）の背部の溝および／または低温接着などの機械的接合によりガラス外殻（０）の外周に固定される。第００２０段落の箇所で述べた仮定２ａの場合、この保護フレームは、ガラスブロックの組み立てと、装置のメンテナンスおよび／または代用とにおける簡素化を意味する。

仮定３（図３．１、図３．２、図３．３）では、ガラス外殻（０）の形状はそのままで、その内部平坦面（１３）が太陽電池（３）を堆積するための基板として機能する。次に、適切な形状にしたガラス板（１４）を使用して装置を封止する。ガラスブロック空洞内における太陽電池の位置は、一方では、装置の耐性の点で非常に有利であり、実際に、装置は外部環境から、つまり大気要因（雨、ひょう、風など）やその他の機械的または化学的要因から保護される。他方では、ガラスブロックを組み立てた時点では電池（３）の堆積が起こらず、さらに、従来の２つのガラス外殻（０）を高温（９００℃）で高温接着することはＤＳＣにとって致命的となるため、樹脂の手段による低温組み立てを用いる必要がある。ガラス板（１４）で構成された電極を組み立て、装置を密封（６）した後に、封止用ガラス板（１４）の表面の穴から電解液を充填することができる。この後、電解液を密封する必要がある。電気接続部（＋／−）はガラスブロックの空洞内部を通り、２つのガラス外殻（０）間の接合部の樹脂に開けた少なくとも１つの穴（１５）から出ている。

仮定３については、第００１５段落の箇所で述べたように電解液の代替を予見することもできる。

仮定３ａ（図３．１ａ、図３．２ａ、図３．３ａ）では、一方のガラス外殻の内部平面（１３）上への既に製造されたＤＳＣモジュール（８）の統合を予見する。これはつまり、ガラス、実際にはガラス外殻（０）の内部表面をより広範囲に使用してもそれが太陽電池の基板を構成するのではなく、同時に、この仮定によってこの装置（ＤＳＣモジュールとガラスブロック）の製造の簡素化につながることを意味する。

仮定４（図４．１、図４．２、図４．３、図４．４）は、透過、特に対流を低減するために、ガラスまたは各種の半透明の高遮断性材料（例えば、ポリカーボネート＋エアロゲル、エアロゲルまたはポリカーボネート）から成る板をガラスブロック自体の内部に挿入することで、ガラスブロックの内部空洞の一部に設けた製品の熱性能を最適化するガラスブロックの新規構成に基づく。

「サーマルベルト」（１６）は遮断板を挿入するためと、サーマルブレイクを作るために使用される（図５．１、図５．２、図５．３）。これはプラスチックプロフィールから成り、２つのガラス外殻（０）が低温接着されている（図５．４、図５．５）。

仮定４（図４．１、図４．２、図４．３、図４．４）では、第００２５段落の箇所で言及した各種の材料の板の代わりに、ＤＳＣモジュール（８）を「サーマルベルト」（１６）内に挿入する。「サーマルベルト」は、簡単な組み立てシステムによってＤＳＣモジュールに支持を提供する。「サーマルベルト」のＵ字型部分（１６ａ）はＤＳＣモジュール（８）を収納し、また、雄雌接続システムの手段によって同ベルトの上部（１６ｂ）で閉じられる。その後、この組み立てられた「サーマルベルト」にガラス外殻（０）を低温接着する。

仮定４では、「サーマルベルト」（１６）には、装置から出ている電気接続部（＋／−）のための少なくとも１つの穴（１７）も存在している。この配線用の穴は「サーマルベルト」の上部プロフィール（１６ｂ）に位置している。

２面式で、ガラスブロックの中間に位置したＤＳＣ装置は、外部環境および屋内から入る光を容易に吸収できる。ガラス外殻（０）の内面は、ＤＳＣモジュールに到達する光を最適化できるように仕上げまたは改造することが可能である。これを行わない場合には、ガラス外殻（０）は元のままでよい。しかし、ガラス外殻（０）の側面の寸法を変更して、製品の異なる熱／音遮断レベルに応じた異なる寸法の空洞をガラスブロック内に確保できるようにすることが予見できる。この仮定は、「サーマルベルト」内に統合するようにカスタマイズされた既成のＤＳＣモジュールを利用でき、このＤＳＣモジュールを使用して簡単にガラス外殻の組み立てへと進むことができるので、産業製品に関する利点を示している。

本発明では、ガラスブロック（１９）から成る半透明パネル（１８）（従来型と、第００１４〜００２９段落の箇所で述べたようなＰＶ統合型との両方）を建造するための革新的な乾式組み立てシステムも提供する。

新規の乾式組み立てシステムは、パネルに適切な機械抵抗を与えつつ、従来の湿式組み立てシステムからの制限を克服する。本発明は、外部応力に応じてパネルの能動部品として動作することが可能なガラスブロックの機械抵抗に関する性能を利用している。

本発明の基礎にはプレストレス技術があり、また本発明は、パネルの長手寸法に関した垂直方向のみにおけるプレストレスを予見する。これは、プレストレスに必要な要素をパネルの頂部と底部のみに事前に配置することと、非常に薄い接合部を維持しながらパネルを並べて配置できることと、建物外面自体を構成する水平帯の連続性とを可能にする。ガラスブロックパネルに付加されたプレストレスは、水平力（つまり、風または地震の作用）によるものとは反対の応力状態を生じ、また、２つの応力状態（プレストレスと水平力）が重なることで、外力作用下でのパネルのより高い抵抗が決定される。パネルのプレストレスによる影響により、例えば半透明の屋根を建築するためにパネルを水平位置に設置できるようにもなる。この場合、プレストレスが垂直負荷（自重と、雪や風などの不慮の荷重）による作用のバランスをとる。

パネル（１８）は、従来のものおよび第００１４〜００２９段落（図６）の箇所で述べたようなＰＶ統合型のもの両方の、乾式で組み立てたガラスブロック（１９）から成る。２つの連続したガラスブロック間の空洞内部には、プラスチック材料から成る支持構造が配置されている。この支持構造は、パネル（１８）の基部と等しい長さを持つ水平連続要素（２０）と、ガラスブロック（１９）の寸法と等しい長さを持つ垂直要素（２１）とで構成されている。垂直要素（２１）は、プレストレス工程で使用する垂直な補剛用スチールロッド（２３）を通すための穴（２２）を設けている（図８．１）。水平プロフィール（２０）も、垂直な補剛用スチールロッド（２３）を通すための穴（２４）を設けている（図８．２）。支持構造（２０、２１）は、ガラスブロック（１９）同士間の空洞の形状に応じて成形され、ガラスブロックの側面に付着され、その突出羽根どうしを厚さ僅か２ｍｍの連結部（２５）で離間させている（図７）。支持構造（２０、２１）は次のような各種機能を持つ。垂直プロフィール（２１）は、プレストレスに必要な補剛用スチールロッド（２３）を通過させるために必要であり、水平プロフィール（２０）は、ガラスブロックの横列にかかるプレストレスの影響を伝達または均等分散させるために必要であり、ガラスブロックが（第００１４〜００２９段落の箇所でのべたような）ＰＶ統合型である場合には、水平プロフィール（２０）はパネルの電気接続部を収納するように改造される。パネル（１８）をプレストレスするために、スチール板（２６）をパネル（１８）の頂部および底部のプラスチック板（２７）の上に配置する。このプラスチック板（２７）は、スチール板をガラスブロック（１９）の側面から分離させるために必要である。プラスチック板（２７）は、ガラスブロックの側面に固定されるべく、樹脂膜上にもたれかかっている。先述した２枚の板（２６、２７）には、スチール板（２６）とクランプナット（２８）の間にスチールワッシャ（２９）を位置決めした後に、クランプナット（２８）を通り応力がかかったスチールロッド（２３）を貫通させるための穴が設けられている（図７）。本発明により、寸法の異なるガラスブロック自体に応じた多様な寸法のパネルを建築できるので、ガラスブロックの組み立てが簡易化される。パネルの組み立てを建築現場（従来のガラスブロックの湿式組み立ての場合は、建築現場での組み立てが通常）ではなく工場内で行うことができるので、建築工程が合理化され、これにより製品の品質が保証され、半透明の建物正面および屋根の建築にかかる時間とコストが削減される。さらに、プレストレス技術の使用により、パネルの高い機械的性能および建物の外観に関して高い品質が保証される。上述の説明を要約すると、ハイブリッド太陽電池（色素増感太陽電池（ＤＳＣ）としても知られる）を統合したガラスブロックと、従来のガラスブロックまたはＤＳＣ統合型ガラスブロックから成る、乾式組み立て型パネルとを開示した。ガラスブロックとＤＳＣモジュールの組み合わせにより、エネルギー節約および製造に関してガラスブロックの性能が向上する。最終的な完成品では、どちらの部品も（ガスケットとＤＳＣモジュール）クリーンエネルギーを製造するように最適化された品質を持つ。ガラスブロックの透明性と、熱および音の遮断性とを、各設置事例の特定の必要性に従って調節できる。ＤＳＣは種々の色および多様なパターンで印刷できるので、ガラスブロックとパネルのモジュール性の恩恵により、ガラスブロックの審美性の面にも介入でき、建物正面の図面化も簡単にできる。さらにＤＳＣは、各種の光条件において、エネルギー的に活性化することができ（拡散光の場合にも、内蔵の人工光に切り替わる）、また太陽放射角度を問わない。本発明では、ＤＳＣとガラスブロックの統合と、新規製品および／または従来のガラスブロックを、建物の外面（高層建物の場合も含む）を構成するプレストレストパネル（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｐａｎｅｌ）に組み立てるシステムにおいて７つの仮定を提示している。建物外装の建築にこれ以上の技術要素は不要であることから、この組み立てシステムはコストおよび材料の点で経済的に好ましいことを暗示している。パネルの支持構造は、ガラスブロックを並列させることでできる水平空洞および垂直空洞内に配置したプラスチックプロフィールによって構成される。支持構造は補剛用スチールロッドと、電気接続部（太陽電池パネルを構築するＤＳＣ統合型ガラスブロックの場合）とを収納する。ガラスブロックの組み立てに従来使用されている湿式組み立てシステムで生じる制限を克服するために、スチールロッドにプレストレス力を付加することで、設置面に対して垂直に働く動作（風や地震など）への適切な機械抵抗をパネルに与えている。この構成では、ガラスブロックの機械抵抗を利用する。スチールロッド内に挿入されたナットのグリップにわたって、パネルの頂部および底部に配置されたスチール板に対抗する、（パネルの長手寸法に沿った）双方向のプレストレスが得られる。スチール板はプラスチック板上に配置され、樹脂の手段によってガラスブロックの側面に固定される。

Claims (14)

1. ハイブリッド太陽電池統合型のガラスブロック構造であって、
   太陽放射に露出するようにされた少なくとも１つの光透過面（２、９、１３）を有する少なくとも１つのガラス外殻（０）と、
   前記面を介して太陽放射を受容するために前記面（２、９、１３）と関連し、電気接触部を有する色素増感太陽電池（ＤＳＣ）装置（３、８）と、
   前記装置接触部へと続く前記電気接続部を前記ガラスブロック外部範囲へ通せるようにするための少なくとも１つの穴（７、１１、１５、１７）とを備えることを特徴とするハイブリッド太陽電池統合型のガラスブロック構造。
2. 前記光透過面は、太陽放射に晒されるようにされた、前記ガラスブロックの一側部における外部光透過面（２）であり、前記外面（２）は、ハイブリッド太陽電池（３）の積層膜の電極として働くべく導電性であり、前記太陽電池（３）上に封止用の導電性ガラス板（４）が配置されて隙間を形成しており、前記封止用板（４）は、前記隙間内部に電解液を充填するための１つ以上の穴（５）を有することを特徴とする請求項１に記載の構造。
3. 前記外面（２）には、前記外面を超える厚みを有するへり（１）が設けられており、前記ハイブリッド太陽電池膜（３）と前記封止用板（４）は前記へり（１）の厚みの内に収容されていることを特徴とする請求項２に記載の構造。
4. 前記装置は、事前に組み立てられた色素増感太陽電池（ＤＳＣ）モジュール（８）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造。
5. 前記光透過面は、太陽放射に露出するように設けられた、前記ガラスブロックの一側部における外部光透過性平坦面（９）であり、前記外部平坦面（９）は、ハイブリッド太陽電池（３）の積層膜の電極として働くべく導電性であり、前記太陽電池（３）膜の上には、前記膜（３）の全周にわたる境界に付加された密封剤（６）の手段により、さらなる導電性ガラス板（１０）が付加されて、内部に電解液が充填される連結部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の構造。
6. 前記光透過面は、太陽放射に晒されるようにされた、前記ガラスブロックの一側部における外部光透過平坦面（９）であり、前記装置は、前記平坦面（９）に付加される、事前に組み立てられた色素増感太陽電池（ＤＳＣ）モジュール（８）であることを特徴とする請求項１に記載の構造。
7. 前記ガラス外殻（０）の外周には、機械的連結部または低温接着によって保護フレーム（１２）が固定されていることを特徴とする請求項５〜６のいずれか１項に記載の構造。
8. 前記装置接触部へ続く電気接続部が前記ガラスブロックの外部範囲へ通過できるようにするための穴（１５）を有する樹脂接合によって組み立てた２つのガラス外殻（０）を備え、前記光透過面は前記ガラス外殻（０）の光透過性内面（１３）であり、前記内面（１３）は、ハイブリッド太陽電池（３）の積層膜の電極として働くべく導電性であり、前記電池（３）の上には閉鎖用の導電性ガラス板（１４）が密封（６）により付加されて隙間を形成しており、前記封止用板（１４）は、前記隙間内部に電解液を充填するための１つ以上の穴（５）を有することを特徴とする請求項１に記載の構造。
9. 前記装置接触部へ続く電気接続部が前記ガラスブロックの外部範囲へ通過できるようにするための穴（１５）を有する樹脂接合によって組み立てた２つのガラス外殻（０）を備え、前記光透過面は前記ガラス外殻（０）の光透過性内面（１３）であり、前記装置は、前記面（１３）に付加された、事前に組み立てられた色素増感太陽電池（ＤＳＣ）モジュール（８）であることを特徴とする請求項１に記載の構造。
10. 前記２つのガラス外殻（０）が低温接着され、前記装置接触部へと続く電気接続部を前記ガラスブロックの外部範囲へと通過させる１つ以上の穴（１７）が設けられている、熱遮断性プロフィールから成るサーマルベルト（１６）によって組み立てられた、２つのガラス外殻（０）を備え、前記装置は、前記サーマルベルト（１６）に搭載された、事前に組み立てられた色素増感太陽電池（ＤＳＣ）モジュール（８）であり、前記光透過面はガラス外殻（０）表面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の構造。
11. 前記モジュール（８）は２面モジュールであることを特徴とする請求項１０に記載の構造。
12. 支持構造を提供する事実によって特徴付けられたプレストレストパネルであって、前記支持構造は、
    穴（２２、２４）を設けたプラスチックプロフィール（２１、２０）であって、優勢方向および非優勢方向に従ってガラスブロック（１９）の横列の間に配置されている、プラスチックプロフィール（２１、２０）と、
    前記優勢方向に沿って前記プロフィール（２１）の前記穴（２２）内に配置され、前記非優勢方向に沿って配置された前記プロフィール（２０）の前記穴（２４）を交差貫通し、両端部にねじ山を設けた補強用スチールロッド（２３）と、
    前記パネルの頂部および底部の、前記スチール板どうしを前記ガラスブロック（１９）の側面から離間させる、プラスチック板の上に配置されたスチール板（２６）であって、前記スチール板およびプラスチック板（２６、２７）には、前記スチールロッド（２３）が通過するための穴が設けられている、スチール板（２６）と、
    前記スチールロッドの端部にねじ止めして、前記パネルを前記優勢方向のみへ圧縮することができる、応力付加クランプナット（２８）とを備えており、
    前記ガラスブロックは請求項１〜１１のうち少なくとも１つに従って作成されていることを特徴とするプレストレストパネル。
13. 前記プロフィール（２０）は前記パネルガラスブロックの電気相互接続部を収納するように設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のプレストレストパネル。
14. 支持構造を提供するという事実によって特徴付けられる、乾式組み立て型のガラスブロック（１９）から成るプレストレストパネルであって、前記支持構造は、
    穴（２２、２４）を設けたプラスチックプロフィール（２１、２０）であって、優勢方向および非優勢方向に従った前記ガラスブロックの横列間に配置されている、プラスチックプロフィールと、
    前記優勢方向に沿って前記プロフィール（２１）の前記穴（２２）内に配置され、前記非優勢方向に沿って配置された前記プロフィール（２０）の前記穴（２４）を交差貫通し、両端部にねじ山を設けた補強用スチールロッド（２３）と、
    前記パネルの頂部および底部の、前記スチール板どうしを前記ガラスブロック（１９）の側面から離間させる、プラスチック板（２７）の上に配置されたスチール板（２６）であって、前記スチール板およびプラスチック板（２６、２７）には、前記スチールロッド（２３）が通過するための穴が設けられている、スチール板（２６）と、
    前記スチールロッドの端部にねじ止めして、前記パネルを前記優勢方向のみへ圧縮することができる、応力付加クランプナット（２８）とを備えていることを特徴とする乾式組み立て型のガラスブロック（１９）から成るプレストレストパネル。

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