JP3058802U - 光発電素子を有した複層ガラス材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱性及び遮音性を有すると共に、太陽光発
電を行うことができ、その太陽光発電を行うためのモジ
ュールの配置に関して配置箇所の制限を受けにくく、カ
ーテンウォールとして使用することが可能な光発電素子
を有した複層ガラス材を提供することを目的とする。 【解決手段】 本考案の光発電素子を有した複層ガラス
材１は、複数の板ガラス２，２をスペーサ３を介して積
層した板ガラス２，２の積層中空空間２Ａに、多数の光
発電素子４を、各素子４間に採光のための間隔を存して
配置したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、断熱及び遮音機能を備え、光発電素子を有した複層ガラス材に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、エネルギーの枯渇問題や環境汚染問題が深刻となっており、これら問題 を解決する一方法として、クリーンなエネルギーである太陽光発電の需要が高く なってきている。こうした太陽光発電は、光発電素子に太陽光を当てることで発 電を行うため、例えば一般家庭の場合、太陽光を良好に受けることのできる、屋 根の上面や屋上に配置したり、またビルディングや大規模な建築物の場合、屋上 に配置する他、外壁のルーバーとして配置した例もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した太陽光発電としての、例えば太陽電池は、光発電素子 に太陽光が効率よく受光可能な場所において、外部に広範囲で露出して配置する 必要があるために、場所的又は配置上の制限を受け、容易に配置できるものでは ない。

【０００４】 また、従来の太陽電池における光発電素子は、配置個所における外部からの衝 撃で破損しないように、例えば強化ガラスなど特別な部材を光発電素子の受光面 に配置する必要があると共に、光発電素子の保護のために、上記の太陽光を良好 に受ける箇所に配置することに加えて、外部から衝撃を受けないような安全な箇 所に配置する必要があった。なお、上記したように太陽電池における光発電素子 を外壁のルーバーとして配置した例は、近年における新しい試みであり、この例 からも、上記のエネルギー枯渇問題や環境汚染問題が深刻であることが伺える。

【０００５】 しかし、太陽電池の光発電素子を外壁のルーバーとして設けたものは、面積上 の制限や、配置個所の制限をある程度脱却しているものの、外観上の制限を受け たり、また、太陽電池の光発電素子と外壁とを各々別体で設けているので、太陽 電池側には、外壁としての、断熱性や遮音性、その他採光などについての考慮が なされていなかった。

【０００６】 一方、断熱性、遮音性、及び採光性に優れた建築材料としては、例えばアルミ 製のスペーサを介して板ガラスを積層した複層ガラスがあり、この複層ガラスは 、板ガラス間の積層中空空間によって断熱性及び遮音性を持たせている。さらに 、こうした複層ガラスは、結露防止、氷結防止、及び曇り防止のために、板ガラ ス間の積層中空空間における板ガラスの少なくとも１枚にヒータを設けたものや 、また、断熱性及び遮音性の向上と強度を強化する目的で、板ガラスに強化ガラ スを用いたものもある。

【０００７】 しかしながら、従来の複層ガラスの積層中空空間は、ヒータを設けるといった 利用しかされておらず、この積層中空空間については断熱と遮音機能を持たせる ためだけの利用に止まっていた。また、従来のヒータを有した複層ガラスは、板 ガラス間の積層中空空間に配したヒータの配線取り出し口が、ガラスのコーナー 部に限られており、自由度が低く、使い勝手が悪かった。

【０００８】 本考案は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、断熱性及び遮音性を有 すると共に、室内への採光量に配慮しつつ太陽光発電を行うことができ、その太 陽光発電を行うための素子の配置に関して配置箇所の制限を受けにくく、カーテ ンウォールとして使用することが可能な光発電素子を有した複層ガラス材を提供 することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、積層状態にある板ガラスの中空空間 に、多数の光発電素子を、各素子間に採光のための間隔を存して配置したのであ る。このように構成した複層ガラス材を同一平面に接続してカーテンウォールと して使用すれば、複層ガラス材の断熱及び遮音機能を具備しつつ、太陽光発電を 行うことができ、しかも採光を妨げることがない。 また、本考案は、板ガラスの積層した中空空間における配線とその取り出しを 容易にするため、長手方向に分割されたフレームと、このフレームの相対する分 割面にその両端部を嵌入する結合部材とを有し、結合部材に、板ガラスの積層し た空間の内外部に連通する孔を形成したスペーサを用いることとしたのである。

【００１０】

【考案の実施の形態】

本考案の請求項１に係る光発電素子を有した複層ガラス材は、複数の板ガラス をスペーサを介して積層した板ガラスの中空空間に、多数の光発電素子を、各素 子間に採光のための間隔を存して配置したのである。

【００１１】 上記構成において、本考案の光発電素子を有した複層ガラス材は、板ガラス間 の積層中空空間によって断熱性及び遮音性に優れ、そのうえ、板ガラス間の積層 中空空間を利用して光発電素子を配置しているので、該光発電素子の配置に関し ては融通が効くようになり、効率のよい場所で太陽光発電を行うことができる。

【００１２】 ところで、上記構成において、太陽光発電による発電量のみを考慮するならば 、隙間なく光発電素子を配置すればよいが、そうすると、太陽光が遮断されてし まい、また、採光のみを考慮すると、発電量は低くなると共に遮光性が低下する 。そこで、本考案の光発電素子を有した複層ガラス材は、採光量に応じて室内へ の遮光面積を調整するため、多数の光発電素子を、各素子間に採光のための間隔 を存して配置している。

【００１３】 すなわち、本考案の光発電素子を有した複層ガラス材は、後述の実施例で参照 する図３に示すように、具体的には、ビルディングなどの建築物の外壁として用 いたときに、図示するように、光発電素子の面積と配置の調整を行えば、採光と 遮光のバランスを保ちつつ、効率のよい発電が行え、また、外観にも配慮するこ とができるのである。

【００１４】 そして、本考案の請求項２に係るカーテンウォールは、上記した光発電素子を 有した複層ガラス材を、同一平面に接続したものであり、このようにすれば、近 代建築における構造体としての骨組みの前面に使用することができ、また、その ように使用した場合においても、上記した作用効果を得ることができ、しかも、 従来のカーテンウォールに使用されるガラスブロックのように建築材料として幅 広く、高い自由度で使用することが可能となる。

【００１５】 また、本考案の請求項３に係るスペーサは、上記した光発電素子を有した複層 ガラス材に使用され、長手方向に分割されたフレームと、このフレームの相対す る分割面にその両端部を嵌入する結合部材とを有し、結合部材に、板ガラスの積 層した空間の内外部に連通する孔を形成したものであり、このようにスペーサを フレーム部分と結合部材とで組立式にすることで、板ガラス間の積層中空空間に 配置した光発電素子からの配線を任意の箇所から取り出すことができる。

【００１６】

【実施例】

以下に、本考案の実施例について図１〜図３を参照して説明する。 図１は、本考案の光発電素子を有した複層ガラス材（以下、発電複層ガラス材 という）の概略構成を示す。図２は、本考案の発電複層ガラス材の全体を示す。 図３は、本考案の発電複層ガラス材をカーテンウォールに使用した状態を示す。 図４は、本考案の発電複層ガラス材１枚における作成バリエーション例を示す。 図５は、本考案の発電複層ガラス材に用いられるスペーサの概略構成を示す。

【００１７】 １は、本考案の発電複層ガラス材であり、以下のように構成されている。２は 、板ガラスであり、この板ガラス２は、本実施例の場合、通常のガラスとは異な り例えば後述するビルディングの外壁のカーテンウォールとして使用可能な強度 を有した強化ガラスを使用しており、２枚を、後述のスペーサ３を介して、例え ば４mmの空間を存して積層している。なお、板ガラス２，２を積層してその間に 生じる空間を、以下、積層中空空間２Ａという。

【００１８】 ３は、２枚の板ガラス２，２を積層中空空間２Ａが生じるように積層するため のスペーサであり、このスペーサ３は、本実施例の場合、例えば断熱性を確保す るためにアルミ製としている。なお、このスペーサ３は、例えば、適宜、板ガラ ス２の中央部に挿入してもよいし、また、図２に示すように、外部に露出する側 の板ガラス２を１枚とし、内部に露出する側の板ガラス２を２枚として、内部に 露出する側の板ガラス２，２の接合部分に用いてもよい。

【００１９】 スペーサ３は、図５に示すように、長手方向に分割された例えば、アルミ製の フレーム３Ａと、このフレーム３Ａの相対する分割面３Ａａにその両端部３Ｂａ を嵌入する結合部材３Ｂとを有し、この結合部材３Ｂに、積層中空空間２Ａの内 外部に連通する孔３Ｂｂを形成している。なお、この孔３Ｂｂは、後述するよう に光発電素子４の配線を取り出した状態で、コーキング剤Ｐが充填される。

【００２０】 ４は、積層中空空間２Ａ内で、内部露出側の板ガラス２の表面に複数配された 光発電素子（以下、素子という）であり、この素子４は、採光量と発電量に応じ てその面積を調整され、また、室内への採光量に応じてその配置を調整され、各 素子４間に間隔を存して配置されている。そして、積層中空空間２Ａ内において 、複数の素子４の配線接続は、例えば直列に結線してスペーサ３の孔３Ｂｂから 外部に取り出している。

【００２１】 なお、板ガラス２，２とスペーサ３は、接着剤で貼着されており、さらに、ス ペーサ３の外縁部にはコーキング剤が充填されている。このようにすることで、 積層中空空間２Ａは、密閉状態となる。このように、本考案の発電複層ガラス材 １は、板ガラス２，２の厚さと積層中空空間２Ａとによって、内外部の断熱と遮 音機能を果たす。

【００２２】 次に、上記構成の発電複層ガラス材１の作成例について説明する。発電複層ガ ラス材１は、例えば、外部に露出する側の板ガラス２が内部に露出する側の板ガ ラス２より厚く、かつ１枚とされ、内部に露出する側の板ガラス２が外部に露出 する側の板ガラス２より薄く、かつ２枚とされ、図２に示すように、内部に露出 する側の１つの板ガラス２の表面上に、所定の大きさで所定の間隔を存して、例 えば縦５枚、横５枚の素子４を貼設し、結線し、この結線した配線を後述するス ペーサ３を配置する際に所定の孔３Ｂｂから外部に取り出しておく。

【００２３】 さらに、素子４を貼設した内部に露出する板ガラス２，２間にコーキング剤Ｐ を充填して接合し、これら内部に露出する板ガラス２，２と外部に露出する板ガ ラス２との間にスペーサ３を配して接着し、かつ外部に露出する側の板ガラス２ における４辺にスペーサ３を配して板ガラス２と接着し、これらスペーサ３の配 置個所周辺にコーキング剤Ｐを充填して発電複層ガラス材１が完成する。

【００２４】 上記のように作成された１枚の発電複層ガラス材１は、図２に示す通りである が、この他、作成バリエーションとしては、図４のように適宜板ガラス２の大き さに応じて変形してもよい。図４（ａ）には、外部に露出する板ガラス２を１枚 、内部に露出する板ガラス２を縦２枚、横２枚の４枚とし、内部に露出する板ガ ラス２の１枚につき縦５個、横５個の素子４を配置して作成したものが示されて いる。図４（ｂ）には、外部に露出する板ガラス２を１枚、内部に露出する板ガ ラス２を縦３枚とし、内部に露出する板ガラス２の１枚につき縦３個、横４個の 素子４を配置して作成したものが示されている。図４（ｃ）には、外部に露出す る板ガラス２を１枚、内部に露出する板ガラス２を縦２枚とし、内部に露出する 板ガラス２の１枚につき縦３個、横３個の素子４を配置して作成したものが示さ れている。

【００２５】 ところで、需要者にとって、建築物の外部に面する箇所では、適度な採光を望 む反面、採光を重視し過ぎて内部が露出することは望まず、また、遮光性を意識 し過ぎて、採光量が極度に低く暗い状態となることは望まない傾向がある。また 、太陽光発電に関しては、採光量ばかりを意識して、素子の面積を極端に小さく すると、発電量はその分低下し、さらに、発電量を意識して素子の面積を広げる と、採光量は低下する。よって、本考案の発電複層ガラス材１は、採光量と発電 量に応じて、素子４の面積とその配置の組み合わせを適宜工夫し、採光量と発電 量とのバランスを取るようにしているのである。

【００２６】 例えば、図３に示すように、ビルディングの外壁にカーテンウォールとして使 用した場合は、ビルディングの外面においてかなり広い面積に素子４を配置する ことができ、従って、比較的大きい発電量を期待することができる。そればかり でなく、断熱性や遮音性についてもその機能を確保することができるので、今後 の建築材料として使用して有効である。さらに、配置個所と面積に融通が効くの でデザイン性が高い。

【００２７】 また、ビルディング内では、適度に採光（遮光）調整がなされているので、特 別、内部にカーテンやブラインドを設ける必要がなく、消費電力のいくらかは本 考案の発電複層ガラス材１から賄えるので、エネルギー枯渇問題や環境汚染問題 に対処することができ、また、断熱機能も有するので冷暖房に使用するエネルギ ーも削減できる。

【００２８】 さらに、本考案の発電複層ガラス材１は、カーテンウォールとして使用するこ とで従来のように配置上の制限を受けることがなく、また、予め複層ガラス材を 構成する板ガラス２，２間に配置されているので、素子４を保護する目的のみの 特別な部材を配置する必要がなく、さらに、素子４と外壁との機能を一体的に有 しているので、素子４と外壁とを各々別体で設ける必要がなくなる。

【００２９】 また、本考案の発電複層ガラス材１は、組立式のスペーサ３を使用することで 、素子４の配線取り出しについて、配線を引き回したり、コーナー部に配線が集 中したりすることがなく、所望の位置から配線を取り出すことができる。

【００３０】 なお、本考案は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば 、本考案の発電複層ガラス材１は、板ガラス２の厚み、積層中空空間２Ａの間隔 （スペーサ３の幅）、配線取り出し用の孔３Ｂｂの位置、素子４の面積及び配列 、などは、適宜、必要に応じて変更しても、上記実施例と同等の作用効果を得る ことができる。

【００３１】

【考案の効果】

以上のように、本考案の請求項１に係る光発電素子を有した複層ガラス材は、 複数の板ガラスをスペーサを介して積層した状態にある板ガラス間に、採光量と 発電量に応じてその面積を調整した光発電素子を、室内への採光量に応じてその 配置を調整され、各素子間に間隔を存して配置したので、適度な採光（遮光）性 を保ちつつ太陽光発電を行うことができ、また、光発電素子が板ガラス間に配置 されることで該素子に直接衝撃を受けることがなく、従って、配置面積や配置箇 所について制限を受けにくくなり、また、断熱及び遮音機能、発電機能を合理的 に備えていることによって、建築材料として幅広く使用することが可能となる。

【００３２】 また、本考案の請求項２に係るカーテンウォールは、本考案の請求項１に係る 光発電素子を有した複層ガラス材を同一平面に接続しているので、一般のガラス カーテンウォールと何ら変わることなく使用することができると共に、上記した 請求項１の作用効果を得ることができ、さらには使用した建築物における採光（ 遮光）、断熱及び遮音機能によって快適な居住空間を提供することができ、その うえ電力を賄うことができる。

【００３３】 また、本考案の請求項３に係るスペーサは、本考案の請求項１記載に係る光発 電素子を有した複層ガラス材に使用され、長手方向に分割されたフレームと、こ のフレームの相対する分割面にその両端部を嵌入する結合部材とを有し、結合部 材に、板ガラスの積層した空間の内外部に連通する孔を形成しているので、任意 箇所で分割したフレームに結合部材を嵌入して組み立てれば、配線取り出しを所 望の箇所で行うことができ、配線処理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光発電素子を有した複層ガラス材の概
略構成を示し、（ａ）は、要部を破断した状態の斜視
図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。

【図２】本考案の光発電素子を有した複層ガラス材の全
体を示す図である。

【図３】本考案の光発電素子を有した複層ガラス材を用
いたカーテンウォールを示す図である。

【図４】カーテンウォールに使用する本考案の光発電素
子を有する複層ガラス材の板ガラスの形状による作成バ
リエーションを示し、（ａ）は外部露出側が１枚で、内
部露出側が縦２枚横２枚で構成した例、（ｂ）は外部露
出側が１枚で、内部露出側が縦３枚で構成した例、
（ｃ）は外部露出側が１枚で、内部露出側が縦２枚で構
成した例、を各々示す図である。

【図５】本考案の太陽光発電モジュールを有した複層ガ
ラス材に用いられるスペーサの概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 発電複層ガラス材（光発電素子を有した複層ガラス
材） ２ 板ガラス ３ スペーサ ４ （光発電）素子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の板ガラスをスペーサを介して積層
   した複層ガラス材において、積層状態にある板ガラスの
   中空空間に、多数の光発電素子を、各素子間に採光のた
   めの間隔を存して配置したことを特徴とする光発電素子
   を有した複層ガラス材。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光発電素子を有した複層
   ガラス材を、同一平面に接続したことを特徴とするカー
   テンウォール。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光発電素子を有した複層
   ガラス材に使用されるスペーサであって、長手方向に分
   割されたフレームと、このフレームの相対する分割面に
   その両端部を嵌入する結合部材とを有し、前記結合部材
   に、板ガラスの積層した空間の内外部に連通する孔を形
   成したことを特徴とするスペーサ。