JP2017157539A - 融雪機能を備えた太陽光発電モジュール及び該太陽光発電モジュールを設置した建設物 - Google Patents
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Abstract
Description
特開2015−126180号公報(特許文献1)には、図5(a),(b)に示すように、太陽光電池モジュールユニット201又は202の背面側(受光面側の反対側)に発熱シートユニット150を積層した融雪太陽電池パネルが開示されているが、この融雪太陽電池パネルでは、発熱シートユニット150が太陽光電池モジュールユニット201又は202の背面側に配置されているため、太陽光電池モジュールユニット201又は202の受光面の積雪を経済的かつ効率的に除去することはできない。
○発熱ユニット層を、複数の太陽電池セルの受光面側に設けること、
○発熱ユニット層を、1)透明な絶縁基材の表面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部を設けた発熱体の導入、又は2)透明な表面保護部材の受光面側及び/又は背面側の表面、又は前記太陽電池セルの受光面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部からなる発熱層の形成により設けること、及び
○発熱ユニット層の一対の電極及び発熱部を、複数の太陽電池セル間のすき間、並びに各太陽電池セルのフィンガー電極及びバスバー電極の受光面側上部に配置すること
により、太陽光発電モジュールの受光面の積雪を経済的かつ効率的に除去することができ、しかも、降雪時以外の通常時においても太陽光発電モジュールの発電効率を低下させることのない、融雪機能を備えた太陽光発電モジュールを提供することができる。(本発明において、「発熱ユニット層の一対の電極及び発熱部を、太陽電池セル間のすき間、並びに各太陽電池セルのフィンガー電極及びバスバー電極の受光面側上部に配置する」とは、「太陽光発電モジュールの受光面を垂直方向から見た場合に、太陽電池セル間のすき間、並びに各太陽電池セルのフィンガー電極及びバスバー電極が占める範囲に、発熱ユニット層の一対の電極及び発熱部が入り込むように配置する」ことを意味する。)
本発明の第1の特徴点は、発熱ユニット層を、太陽光発電モジュールの太陽電池モジュールの受光面側に設けたことである。これにより、太陽光発電モジュールの受光面の積雪を経済的かつ効率的に除去することができる。
本発明では、発熱ユニット層を、複数の太陽電池セルの受光面側に設けることにより、太陽光発電モジュールの受光面の積雪を経済的かつ効率的に除去することができる。
本発明の発熱ユニット層は、透明な絶縁基材の表面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部を設けた発熱体(以下、「導入発熱体」ともいう。)を、太陽光発電モジュールの層として新たに導入して発熱層(以下、「導入発熱層」ともいう。)とすることもできるし、また、透明な表面保護部材の受光面側及び/又は背面側の表面、又は太陽電池セルの受光面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部からなる層を形成して発熱層(以下、「形成発熱層」ともいう。)とすることもできる。
これらのCNTのうち、CNT自体の強度の向上の点から、多層CNTを用いることが好ましい。
a)発熱ユニット層1の発熱部4の幅aを、この発熱ユニット層1が設置される太陽電池モジュールの太陽電池セル6におけるフィンガー電極8の幅dよりも小さくすること、
b)発熱ユニット層1の発熱部4のピッチbを、この発熱ユニット層1が設置される太陽電池モジュールの太陽電池セル6におけるフィンガー電極8のピッチeの整数倍とすること、及び
c)発熱ユニット層1の電極A2及び電極B3の幅cを、この発熱ユニット層1が設置される太陽電池モジュールの太陽電池セル6における、太陽電池セル6間のすき間7の幅f及びバスバー電極9の幅gよりも小さくすること、
により、実現することができる。
I)予め、透明な絶縁基材の表面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部を設けた発熱体(導入発熱体)を作成しておき、これを発熱層(導入発熱層)として導入する手法
II)透明な表面保護部材の受光面側及び/又は背面側の表面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部からなる発熱層(形成発熱層)を形成する手法
III)前記太陽電池セルの受光面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部からなる発熱層(形成発熱層)を形成する手法
1)導入発熱体が設置される太陽光発電モジュールの、太陽電池セル6間のすき間7、フィンガー電極8及びバスバー電極9の配置パターンを写し取る。
2)上記の基本事項a)〜c)に基づき、導入発熱体の発熱部4の幅a、発熱部4のピッチb、電極A2及び電極B3の幅cを決定する。
3)上記配置パターンにおける、太陽電池セル6間のすき間7及び/又はフィンガー電極8の位置に導入発熱体の発熱部4を配置し、太陽電池セル6間のすき間7及び/又はバスバー電極9の位置に導入発熱体の電極A2及び電極B3が配置されるようにして、導入発熱体の電極A2及び電極B3並びに発熱部4の印刷原版を作成する。
4)この印刷原版を用いて、透明な絶縁基材の表面に、導電性材料を溶媒に分散した導電性インクを印刷し複数の細帯状の発熱部4を設ける。
5)この印刷原版を用いて、透明な絶縁基材の表面に銀ペースト等の一般的な電極材料を印刷する、銅テープ等の導電性テープを発熱部に貼着する等の公知の手段を用いて、電極A2及び電極B3を設ける。電極A2及び電極B3の設置は、発熱部4を印刷した後に行ってもよいし、発熱部4を印刷する前に行ってもよい。
6)このようにして発熱部4並びに電極A2及び電極B3を設けた導入発熱体を、太陽光発電モジュールの表面保護部材等の構成部材に貼り付けて、又は、表面保護部材、複数の太陽電池セル、バックシート等の構成部材と共に封止して、太陽光発電モジュールを製造することができる。
脱イオン水に、両性イオン界面活性剤、カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]及びナノサイズの銀粒子(粒子径:20〜60nm)を配合し、分散機で均一に分散して、両性イオン界面活性剤の含有率が0.1質量%、カーボンナノチューブの含有率が4.2質量%、ナノサイズの銀粒子の含有率が0.1質量%の分散液を得た。
分散液におけるナノサイズの銀粒子の含有率を0.2質量%とした以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は29Ωであった。
ナノサイズの銀粒子に代えて、ナノサイズの酸化亜鉛粒子(粒子径:20〜50nm)を用いた以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は34Ωであった。
ナノサイズの銀粒子に代えて、ナノサイズの酸化亜鉛粒子(粒子径:20〜50nm)を用いた以外は、参考実施例2と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は32Ωであった。
ナノサイズの銀粒子(粒子径:20〜60nm)を配合しない以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は69Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT9000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は52Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT9000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例2と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は51Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT9000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例3と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は54Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT9000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例4と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は55Ωであった。
ナノサイズの銀粒子(粒子径:20〜60nm)を配合しない以外は、参考実施例5と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は101Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT7000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は38Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT7000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例2と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は39Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT7000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例3と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は42Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[FT7000(CNano Technology社)]を用いた以外は、参考実施例4と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は41Ωであった。
ナノサイズの銀粒子(粒子径:20〜60nm)を配合しない以外は、参考実施例9と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は77Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[NC7000(ナノシル社製)]を用いた以外は、参考実施例1と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は31Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[NC7000(ナノシル社製)]を用いた以外は、参考実施例2と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は32Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[NC7000(ナノシル社製)]を用いた以外は、参考実施例3と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は37Ωであった。
カーボンナノチューブ[C100(アルケマ社製)]に代えて、カーボンナノチューブ[NC7000(ナノシル社製)]を用いた以外は、参考実施例4と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は35Ωであった。
ナノサイズの銀粒子(粒子径:20〜60nm)を配合しない以外は、参考実施例13と同様にして、面状発熱体を製造した。
この面状発熱体の電極間抵抗値は71Ωであった。
参考実施例1〜16及び参考比較例1〜4の結果を、表1〜4に整理して示す。
2 電極A
3 電極B
4 (発熱ユニット層の)発熱部
5 (発熱ユニット層の発熱部間の)スリット
6 太陽電池セル
7 (太陽電池セル間の)すき間
8 (太陽電池セルの)フィンガー電極
9 (太陽電池セルの)バスバー電極
150 発熱シートユニット
201 太陽光電池モジュールユニット
202 太陽光電池モジュールユニット
301 太陽光発電モジュール
302 太陽電池セル
303 導電線
307 表面保護部材
308 バックシート
402 (受光面側の)ガラスパネル
405 太陽電池モジュール
406 (透明な)面状発熱シート
414 積雪
a (発熱ユニット層の)発熱部の幅
b (発熱ユニット層の)発熱部のピッチ
c (発熱ユニット層の)電極の幅
d (太陽電池セルの)フィンガー電極の幅
e (太陽電池セルの)フィンガー電極のピッチ
f 太陽電池セル間のすき間の幅
g (太陽電池セルの)バスバー電極の幅
Claims (6)
- 透明な表面保護部材とバックシートとの間に複数の太陽電池セルが配置され、これらが封止材により封止された太陽光発電モジュールにおいて、
発熱ユニット層が、前記複数の太陽電池セルの受光面側に設けられており、
前記発熱ユニット層は、1)透明な絶縁基材の表面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部を設けた発熱体を導入すること、又は2)前記透明な表面保護部材の受光面側及び/又は背面側の表面、又は前記太陽電池セルの受光面に、一対の電極並びに該一対の電極の間を接続する複数の細帯状の発熱部からなる発熱層を形成すること、により設けられており、
前記発熱ユニット層の前記発熱部は、導電性材料を溶媒に分散した導電性インクを用いて印刷されたものであり、
前記発熱ユニット層の前記電極及び前記発熱部が、前記複数の太陽電池セル間のすき間、並びに各太陽電池セルのフィンガー電極及びバスバー電極の受光面側上部に配置されていることを特徴とする、融雪機能を備えた太陽光発電モジュール。 - 前記発熱ユニット層が、前記透明な表面保護部材の受光面側及び/又は背面側の表面に形成された発熱層であることを特徴とする、請求項1に記載の融雪機能を備えた太陽光発電モジュール。
- 前記発熱ユニット層が、前記複数の太陽電池セルと前記透明な表面保護部材との間に導入された発熱体からなることを特徴とする、請求項1に記載の融雪機能を備えた太陽光発電モジュール。
- 前記導電性材料がカーボンナノチューブからなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の融雪機能を備えた太陽光発電モジュール。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の融雪機能を備えた太陽光発電モジュールを屋根及び/又は屋上に設置した建設物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の融雪機能を備えた太陽光発電モジュールを側壁に設置した建設物。
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