JP3174529U - 法面や建造物壁面におけるフレキシブル太陽電池によるインフォメーションシート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 防草シート等の布帛基材に、フレキシブル太陽光発電シートを結合させて、道路や河川の法面や建築物壁面に施工するに際して、フレキシブル太陽光発電シートのモジュールをユニットとして、文字、数字、図柄、絵等を表現して、インフォメーションシートにするのが課題であった。
【解決手段】 昼間は、布帛基材と太陽光発電シートとの色差を利用して、文字、数字、図柄、絵等によりメッセージを表示し、夕方の弱い光の中での蛍光塗料、また夜間には、蓄光塗料を太陽電池の周辺に部分的に塗布したり、ＬＥＤ電球を一部に配備して太陽光発電電力の一部を使用して、照明する方法等によりメッセージを伝えるインフォメーションシート構造を完成させた。
【選択図】図３

Description

本考案は、河川や道路の法面において、防草機能、発電機能及びインフォメーション機能を合わせ持ち、建造物壁面では、発電機能とインフォメーション機能を有する複合機能構造に関する。

太陽光発電は、危険な原子力発電に代わるものとして、また電力の買取り制度とも相まって、徐々に拡大している。太陽電池分野においても現在の主流であるアルミニウムフレームとガラスカバーのモジュールからプラスチックフィルムによるシート状の太陽電池モジュールへと発展し、色々のモジュールが開発され普及の過程にある。前者が１０ｋｇ／ｍ^２の重量であるのに対して、後者は、約１ｋｇ／ｍ^２と軽量化しており、用途が広がっている。

この軽量化シートの基本は、太陽電池基板フィルムに、フレキシブルな太陽電池シートが積層されたものである。本考案者は、すでに、厚さ１ｍｍ程度のフレキシブルなシート状の太陽光発電シートと屋根材を一体化させた軽量な太陽光発電屋根材を開発し上市している。

さらに、スパンボンド方式の長繊維不織布である防草シートとフレキシブル太陽光発電シートを一体化させた太陽光発電シートを開発し、河川の法面や遊休田畑において、太陽光発電ができる防草シート一体型の太陽光発電シートを考案した。この太陽光発電シートは、施工や撤去が容易であり、巻き出して施工し、巻き取って撤去できるので、耕作放棄地での発電やしばらく耕作しない農地での発電にも好評である。

スパンボンド方式の長繊維不織布に限定しないで、防草機能のある織物、短繊維不織布等の布帛基材、或いは壁装シート等にも使用できることも認めている。

本考案者は、防草シート一体型の太陽光発電シートの普及を図る過程で、防草シートと太陽光発電シートの色差とコントラストを利用して、太陽電池サブモジュールを集積したものをユニットとして用い、それを複合させて、絵、図柄、グラフィック、数字、文字等を表現することによるメッセージシート或いはインフォメーションシートとしての活用を検討して、通行者にアピールする仕組みと構造を考案するに至った。

公開特許公報と公開実用新案公報により検索項目として、要約、請求の範囲を選択して道路、河川、法面、広告、看板で検索したが、ゼロ件であった。キーワードとして、太陽光発電シート、防草シートを追加したが、ゼロ件であった。つぎに、公開特許公報フロントページ検索に当り２０００年以降に絞って、同様のキーワードで検索したが、先行特許は見当たらなかった。

さらに、１９９５年から２０１１年９月２５日までの公開特許公報フロントページ検索を広告、メッセージ及びメッセージボード、デジタル表示をキーワードとして行い、３７件が検索できたが、キーワードに太陽電池を加えるとゼロ件であった。３７件については、本考案とは関係ないことを認めた。

デジタルサイネージとして分類されている電子ＰＯＰ、電子看板システム、電子情報ボード等は、拡大過程にあり、都会では見かけることが多いが、太陽光発電モジュールユニットを使用し、布帛基材に積層させて、絵、グラフィック、数字、文字を表現することによるメッセージシートは、初の考案であると考えている。これらを総称して、本考案では、インフォメーションシートと表現する。非特許文献で、このシートの先行技術を見出すことはできなかった。

布帛基材の表面に、太陽電池素子を直列に接続した一定の面積を有するモジュールをユニットとして、遠方から見える絵、グラフィック、数字を形づくり、歩行者や車両運転者にアピールするメッセージシートを形成させる。すなわち、課題の一つは、ユニットサイズを決めることである。ユニットを結合して、数字や文字を表現すると、布帛基材と太陽電池シートの色が異なるため、デザインとして、通行者の視覚に訴えることができる。

二つ目の課題は、布帛基材と太陽電池シートとの結合である。課題の三つ目は、メッセージを発信する時間であり、昼間だけでなく、日暮れから夜間にかけてもインフォメーションを発信できるほうが好ましい。

ここで云う布帛基材とは、不織布、編織布等を云い、やはりフレキシブルな基材である。法面への施工の場合には、防草シートを兼ねる目の詰まった布帛が好ましい。透水性は良好であっても光の透過がしにくいことで、草の生長を妨げることができる。スパンボンド方式で製造したものでは、０．６ｍｍ程度の厚みのもので、この特性を有している。

ユニットサイズについては、６から１２個程度の太陽光発電セルを集積化したものを配線により結合して、一辺が数十センチ程度のユニットサイズとすると５０から１００ｍ程度の距離でも十分視野に入る。このユニットを結合して、絵、グラフィック、数字、文字等を表現すると、十分認識することができる。これは設置場所の環境条件により適宜変更し、観察場所から数字や文字が判読できるユニットサイズとする。

布帛基材と太陽電池セルの接合方法としては、縫製、接着剤による接着、フックとループの組み合わせによるファスナー接着、リベットによる結合等から選択して実施する。広い面積で接合させる部分では、縫製または接着剤を使用して行い、小面積の接合の場合には、接着剤かリベットでの結合を選択するほうが作業性がよい。

三つ目の課題である夜間において、太陽光発電電力を使用しないで、絵、数字、文字等を、視覚に訴える方法として、蓄光塗料がある。従来から使用されている硫化亜鉛タイプの蓄光剤は、残光が一晩継続しない。また、耐光性も良くなかった。最近開発されたアルミナを主成分とし、ストロンチウムやカルシウムを加えた蓄光剤は、顔料であるが、夜間に３ｍｃｄ／ｍ^２以上の残光輝度を、１０時間以上も有するので好都合である。スプレー方式か刷毛塗りで、発電セルを集積したユニットの周辺に塗布して使用することができる。

夕暮れの薄暗い時間帯では、弱い光の中の電磁波エネルギーにより励起される蛍光塗料も使用できる。夜間にもメッセージシートとして使用するための手段の一つとして、太陽光発電電力の一部を使用してＬＥＤ照明を部分的に点灯させて解決する事ができる。太陽光発電電力に余裕がある時に、その一部を利用して、絵、数字、文字等の周辺に配列させたＬＥＤランプを点灯して照明しても差し支えない。

ユニットサイズとして、太陽電池セルの６から１２個を接続して、ユニットとし、それを組み合わせて、文字、数字を表現すると５０ｍ離れた距離からみても十分判読でき、インフォメーション効果が得られた。布帛との結合については、電池を傷めないように、ユニットの太陽電池セルの周辺のフィルムの所で結合させれば、縫製でもリベット打ちでも可能である。夜間でのインフォメーションは、蓄光塗料の場合には、耐光性に優れているアルミナとストロンチウムの結合した屋外用顔料が良い。太陽光発電量に余裕があれば、発電電力を蓄電して、ＬＥＤ照明を採用することも可能である。これらを総合して、自治体、企業等が、メッセージを発信する場として、法面の活用ができることとなった。

高速道に入る前のＴ型の三叉路の法面のインフォメーションシート ＬＥＤは使用していない場合の模式図 国道から見える法面にあるインフォメーションシート ａ太陽光発電シートと布帛基材の色差によるメッセージの場合の模式図 ｂＬＥＤランプを太陽光発電シートの周辺で点灯する場合であり、日の所を代表して拡大して示し、他は省略した模式図である。 県道の法面における一方通行の案内、蓄光塗料を太陽光発電シートの周辺に塗布した場合の模式図

図によって説明する。図１は、防草シート１の上に、ユニットのフレキシブルな太陽光電池セルを連結させて、平面状の太陽光発電シート２と結合させ、交通安全のために、安全を表現して、高速道路の法面に施工した事例である。この文字を囲む四角は、フレキシブル太陽光発電シートを結線して、発電電力はコンバーターにより交流に変換して、１００Ｖ電源として、また蓄電池に蓄えて、近隣の施設に供給できる。文字の周辺を、二重に或いは三重に囲むことにより発電量は、必要量まで増大できる。

図２ａは、フレキシブル太陽光発電シートによって、ガンバレ日本を表示したものである。茶色の防草シート１と濃紺色のフレキシブル太陽光発電シート２の色のコントラストで、通行者はメッセージを読み取ることができる。文字を形成しているフレキシブル太陽光発電シートの裏に、面ファスナーのループを取り付けて、防草シートにフックを取付けて置くと、メッセージの交換が容易にできる。

図２ｂは、図２ａの太陽光発電ユニットの周辺の一部に、ＬＥＤランプを設置し、夜間でも見えるメッセージを伝えたい時の形態の事例である。日の字の所のみ模式的に示した。太陽光発電シートのユニットのサイズは、施工する法面の位置と道路との関係で、通行者が見やすい大きさとするのが最も好ましい。

図３によって説明する。図３は、法面に取付けた高速道路に乗る時の一方通行のインフォメーションである。１はグリーンの防草シート、２は濃紺色のフレキシブル太陽電池シートである。ユニットとして、１枚４ｗの太陽電池セルを６枚結合させた２００ｍｍ×２００ｍｍのものをユニットとして、２の太陽電池シート部が形成されている。車両が数十メートルに接近した時に、運転者にとって見やすい矢印の案内となった。

４は一方通行であることを示す矢印形状の太陽電池シートの発電セルの周辺に塗布した蓄光塗料である。杭とアンカーピン５により固定しているグリーン色の防草シートの上には、フレキシブル太陽電池シートを縫製により取付けてあり、その周辺に、耐光性が良好なアルミナにストロンチウムを加えた屋外用の防水性の蓄光塗料を刷毛で塗布したインフォメーションシートである。塗布したこの蓄光塗料は、昼間の太陽光エネルギーを吸収し保持して夜間に光を放出するもので、１０時間以上メッセージを伝えることができた。この場合には、ＬＥＤは使用しない。

電力を使用して広告しているネオンサイン広告やＬＥＤによるデジタル表示が、ビルの屋上広告、商店街広告、動画広告として広く活用されている。本考案のインフォメーションシートは、省エネ広告であり、昼間の色コントラスト、夜間の蓄光塗料による表示や部分的ＬＥＤ照明によるインフォメーションが中心である。最初は、道路や河川の法面におけるメッセージの発信からスタートして、昼間に太陽のあたるビルの壁面の壁材シートや屋上でのインフォメーションシートとして、サイネージ分野に利用が拡大すると考えている。

１ 布帛基材である防草シート
２ 太陽電池セルのユニットを結合した太陽光電池シート
３ ＬＥＤ電球
４ 蓄光塗料
５ アンカーピンまたは杭

Claims (5)

1. 布帛基材の上に、布帛基材とは色の異なる個々のフレキシブル太陽電池セルを接続し集積化し、ユニットとして連結して結合させ、色の差によって、文字、数字、グラフィック、図柄、絵を表現して、太陽光電池の電力を使用しないで、ディスプレイを可能にする布帛とし、河川や道路の法面或いは建築物の壁面への取付けが可能であることを特徴とするフレキシブル太陽光電池シートと布帛基材が結合された構造の屋外インフォメーションシート
2. フレキシブル太陽光電池シートと布帛の結合方法として、ミシン糸による縫製、接着剤、リベット、ピン、面ファスナー等によって結合させることを特徴とする請求項１の屋外インフォメーションシート
3. 蓄光剤、蛍光剤等を、布帛基材の上に塗布して、昼間の光エネルギーを吸収して、夜間のディスプレイを可能にすることを特徴とする夜間仕様構造の請求項１の屋外インフォメーションシート
4. 色の差によって文字、数字、グラフィック、図柄、絵を表現する場合に、その周辺に、ＬＥＤ電灯を配置して、フレキシブル太陽光電池からの電力の一部を使用したＬＥＤ照明によって、メッセージを夜間に見易くすることを特徴とする請求項１の屋外インフォメーションシート
5. 布帛基材が、防草シートであることを特徴とする請求項１、２、３及び４の屋外インフォメーションシート

Images