JP3418531B2 - 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根 - Google Patents

太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根

Info

Publication number
JP3418531B2
JP3418531B2 JP28737897A JP28737897A JP3418531B2 JP 3418531 B2 JP3418531 B2 JP 3418531B2 JP 28737897 A JP28737897 A JP 28737897A JP 28737897 A JP28737897 A JP 28737897A JP 3418531 B2 JP3418531 B2 JP 3418531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
roof
snow
solar
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28737897A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11124977A (ja
Inventor
弘 志田
邦年 高木
Original Assignee
スカイアルミニウム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スカイアルミニウム株式会社 filed Critical スカイアルミニウム株式会社
Priority to JP28737897A priority Critical patent/JP3418531B2/ja
Publication of JPH11124977A publication Critical patent/JPH11124977A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3418531B2 publication Critical patent/JP3418531B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10Cleaning arrangements
    • H02S40/12Means for removing snow
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25Roof tile elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池付き屋根
板および融雪兼用太陽光発電屋根に関するものである。
【0002】
【従来の技術】積雪地帯の建物の屋根上の融雪に鑑み
て、近年では、屋根板の内部あるいは裏面に、通電によ
り発熱する発熱抵抗体を取り付け、この発熱抵抗体の発
熱によって屋根上の積雪を融雪する技術が普及しつつあ
る。前記発熱抵抗体としては、例えば、抵抗線あるいは
抵抗材料を収納したシート等であり、このような発熱抵
抗体は形状の自由度が大きく、屋根板に一体的に組み込
むことが容易であり、屋根板を施工するだけで屋根に組
み込むことができ、高い施工性が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような発熱抵抗体の発熱による融雪では、屋根板表面近
傍のみが融雪されるため、発熱抵抗体の発熱が行き渡ら
ない部分が屋根に存在すると、融雪の進行に伴って屋根
上の積雪がブリッジ状態になり、積雪全体を効率良く融
雪出来ないといった問題があった。このため、屋根板上
方の積雪は、ブリッジが崩壊して屋根板上に落下するま
で融雪することができず、融雪を効率良く行うことがで
きなかった。また、ブリッジ状態になった積雪が急激に
屋根板に落下すると、屋根板を傷めやすいといった問題
もあった。また、前記問題に鑑みて、発熱抵抗体の発熱
を屋根全体に行き渡らせるために、発熱抵抗体への通電
電力を上げることが考えられるが、これでは消費電力が
大きくなり、電力コストが膨大になるといった問題が生
じる。
【0004】ところで、近年では、屋根上に設置した太
陽電池による太陽光発電が普及しており、積雪地帯にお
いても、太陽光発電を有効に利用する要求が高まって来
ている。しかしながら、積雪地帯では、積雪の有る冬季
等では太陽電池上の積雪によって太陽光発電が不可能に
なるため、太陽電池を設置しても無駄になるケースが多
かった。また、太陽電池は、屋根上に架台を設置して取
り付けることが一般的であり、前述したような発熱抵抗
体等によって屋根上の積雪を融雪しても、太陽電池上の
積雪の融雪は困難であった。このため、積雪地帯では、
太陽電池の設置が普及しにくくなっていた。
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、(1)融雪と太陽光発電とを共に効率良く行うこ
とができる、(2)太陽電池から発生する遠赤外線によ
り、低コストで融雪出来る太陽電池付き屋根板および融
雪兼用太陽光発電屋根を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、表面に被着された太陽電池と、該太陽電池の裏面側
にて太陽電池に沿って延在配置され前記太陽電池を加熱
する加熱手段とを具備し、前記太陽電池がシリコン結晶
層あるいはアモルファスシリコン層を備えてなり、前記
加熱手段が通電によって発熱するとともに遠赤外線を放
射する発熱体であり、この発熱体を通電して発熱するこ
とで前記太陽電池加熱されて前記シリコン結晶層ある
いは前記アモルファスシリコン層から遠赤外線放射
れるようになっており、積雪時には、前記発熱体の通
電、発熱により、発熱体から放射された遠赤外線と前記
太陽電池から放射された遠赤外線とによって、太陽電池
上の積雪を該太陽電池から離間した所に位置する積雪も
含む広範囲にわたって融雪できることを特徴とする太陽
電池付き屋根板を前記課題の解決手段とした。
【0007】太陽電池は半導体層を複数積層してなる半
導体セルであることが一般的である。ところで、本出願
人は、半導体セルを構成するシリコン結晶層やアモルフ
ァスシリコン層が加熱によって遠赤外線を発生すること
を見出した。本発明の太陽電池付き屋根板では、加熱手
として通電によって遠赤外線を放射する発熱体を採用
しており、この発熱体からの発熱と遠赤外線の双方が積
雪に作用して効果的に融雪を行うことができる。また、
発熱抵抗体からの発熱および遠赤外線は、太陽電池から
の遠赤外線の放射にも効果的に寄与するため、積雪に作
用する遠赤外線が増大して、融雪を一層効果的に行うこ
とができる。 つまり、加熱手段からの発熱及び遠赤外線
に加えて、太陽電池に備えたシリコン結晶層あるいはア
モルファスシリコン層から放射される遠赤外線により、
屋根上の積雪を融雪する。遠赤外線は、屋根上の積雪を
広範囲にわたって融雪する。これにより、屋根上の積雪
を、ブリッジ現象等を生じることなく効率良く融雪する
ことができる。また、加熱手段の発熱と遠赤外線との相
乗効果によって融雪を効率良く行うことは、加熱のみに
よる融雪に比べて大幅な低コスト化が可能になる。加熱
手段による太陽電池の加熱の上限は、一般的な太陽電池
の耐熱温度の範囲に設定される。前記耐熱温度は90〜
100℃前後に設計されることが一般的であることから
すると、加熱手段の発熱と、この発熱によって太陽電池
から放射された遠赤外線とによって十分な融雪効果が得
られる。また、融雪を効率良く行えることは、積雪地帯
における太陽光発電の機会を増加させ、太陽光発電の普
及に寄与する。
【0008】太陽電池は屋根板と一体、別体のいずれで
あっても良く、別体の場合には後付け施工も可能であ
る。前記加熱手段が、前記太陽電池の裏面側にて該太陽
電池に沿って延在配置した発熱体である構成を採用する
と、発熱体の構成に自由度が得られるため、例えば発熱
体を一体化した屋根板を使用することで、屋根の施工性
を向上できる。
【0009】屋根板は発泡材料等からなり断熱性、耐熱
性を有する裏打材と、この裏打材に被着した屋根板用金
属板からなることが一般的であり、本発明の太陽電池付
き屋根板では、屋根板用金属板の表面側に太陽電池を取
り付ける。薄い形状に形成可能な発熱体であれば、屋根
板用金属板と裏打材との間等に配置することが容易であ
り、発熱体を太陽電池付き屋根板と一体的にすることが
コスト面、施工性の面で適している。この場合、屋根板
用金属板を介して太陽電池と発熱体が対向配置され、発
熱体の発熱を太陽電池や太陽電池上の積雪に効率良く作
用させることができ、太陽電池からの遠赤外線の放射も
効率良くなされる。ここで、太陽電池も屋根板に一体で
あれば、太陽電池付き屋根板を施工するだけで、太陽電
池と発熱体も屋根に施工されることになり、施工性が一
段と向上する。
【0010】
【0011】また、前記太陽電池が被着された屋根板用
金属板を備え、前記屋根板用金属板と前記太陽電池との
に薄膜状発熱体を設けた構成も採用可能である。発熱
体としては、通電によって発熱する金属薄膜からなる発
熱抵抗体等の各種構成の採用が可能であるが、例えば、
請求項記載のように、前記薄膜状発熱体が、前記太陽
電池あるいは前記屋根板用金属板に塗布した発熱塗料で
ある構成を採用すると、太陽電池あるいは屋根板の小型
化や軽量化が可能になり、形状の自由度も向上し、形成
も容易になり、低コスト化が可能である。太陽電池に対
する発熱塗料塗膜の形成位置は、発熱塗料塗膜が遮光性
を有する時は太陽電池の裏面側に限定され、発熱塗料塗
膜が透光性を有する時には表裏いずれの側であっても良
い。
【0012】請求項記載のように、本発明に係る太陽
電池付き屋根板を具備してなることを特徴とする融雪兼
用太陽光発電屋根では、前記太陽電池付き屋根板によ
り、融雪と太陽光発電とをいずれも効率良く行うことが
でき、積雪地帯においても、太陽光発電を有効利用する
ことができる。この融雪兼用太陽光発電屋根は適切な水
勾配を有することがより好ましく、これにより、高い融
雪効率が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の第1実施形態を、図
1から図6を参照して説明する。図1中、符号1は融雪
兼用太陽光発電屋根であり、建物2の上部に施工してい
る。図1中符号3は給電設備であり、発電所にて発電し
た電力を供給する。
【0014】符号4は分電設備であり、前記給電設備3
から供給された電力を前記建物2内に引き回した給電端
末5に供給する。具体的には、分電設備4は、前記給電
設備3から供給された電力を複数の給電端末5に分電す
る分電盤4aと、直流交流変換器4bとを備えている。
直流交流変換器4bは、融雪兼用太陽光発電屋根1を構
成する太陽電池付き屋根板10に備えた太陽電池6が発
電した直流電流を交流電流に変換して分電盤4aに供給
する。この直流交流変換器4bから分電盤4aに供給さ
れた電力は給電設備3あるいは給電端末5に供給され
る。なお、太陽電池6から直流交流変換器4bへ流れる
電流は、両者の間に接続した接続箱7を経由するように
なっている。融雪兼用太陽光発電屋根1は多数の太陽電
池付き屋根板10によって構成されており、前記接続箱
7は、各太陽電池付き屋根板10に備えた太陽電池6と
分電設備4との間を接続するコネクタ等の接続部を収納
する。また、直流交流変換器4bには、太陽電池6から
給電設備3へ供給する電力を変調するいわゆるインバー
ター機能等を搭載することも可能である。図1中符号4
dは太陽電池6から分電設備4を経由して給電設備3に
供給された電力量を表示する売電電力メータ、4eは給
電設備3から分電設備4に供給された電力量を表示する
買電電力メータである。
【0015】図2は、融雪兼用太陽光発電屋根1を示す
拡大斜視図である。図2において、融雪兼用太陽光発電
屋根1は、傾斜された下地材8上に防水シート9を張設
し、この防水シート9上にて多数の太陽電池付き屋根板
10を縦横に連接して構成している。各太陽電池付き屋
根板10は長方形板状であり、それぞれ表面(図2中上
面)には太陽電池6を複数被着している。
【0016】図3は、太陽電池付き屋根板10を示す斜
視図である。図3において、太陽電池付き屋根板10
は、耐熱性を有する樹脂発泡材から軽量に形成された裏
打材11と、この裏打材11の上面11aに被着した金
属製の屋根板用金属板12と、この屋根板用金属板12
上に被着した薄板状の太陽電池6と、前記屋根板用金属
板12と前記裏打材11との間に挟み込むようにして配
置した発熱体21(電熱パネル)とを備えている。発熱
体21はパネル状であり、屋根板用金属板12に沿っ
て、すなわち太陽電池6の裏面に沿って、延在配置され
ている。
【0017】裏打材11としては、樹脂フォーム等が適
用される。ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、
フェノール、ポリウレタン等からなる硬質の発泡剤が一
般的である。裏打材11は、それ自体の強度によって屋
根板用金属板12の形状を維持して葺き上げた融雪兼用
太陽光発電屋根1の強度を増すとともに、断熱性、耐熱
性、遮音性、防水性等に有用である。
【0018】屋根板用金属板12の材質は、汎用金属で
良く、周知の鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、チタンある
いはそれらの基合金等が採用される。熱伝導性に優れる
点では、銅、アルミニウムまたはそれらの基合金が好ま
しいが、耐久性、価格等の面では、鋼板が適切である。
【0019】前記発熱体21は、太陽電池付き屋根板1
0の外側へ引き出し可能の防水コネクター22を備え、
この防水コネクター22を介して通電されることによっ
て発熱する。そして、この発熱体21の発熱は、太陽電
池付き屋根板10上の積雪に作用して融雪可能であり、
融雪時には太陽電池6をも加熱することになる。この発
熱体21の発熱による太陽電池6の加熱は、90℃程度
が上限であり、太陽電池6の性能に影響を与えない範囲
である。防水コネクター22は、図1に示した接続箱7
を介して分電設備4と接続され、これにより給電設備3
から分電設備4を介して供給される電力が発熱体21に
供給されるようになっている。
【0020】この発熱体21としては、ニクロム線等の
発熱抵抗線を被覆材内に収納してなる発熱パネルなどの
各種構成が採用可能であるが、本実施形態では、例え
ば、ガラス布にカーボンとテフロンとを含浸焼結してな
るエレメントを、ポリエチレンフィルムおよびポリエス
テルフィルムによって2重に被覆してなる電熱パネル
や、酢酸ビニル(VA)を含有した酢酸ビニル共重合体
(EVA)にカーボンブラックを配合させてなる電熱パ
ネル等を採用している。これら構成の電熱パネルは、い
ずれも波長8〜15μm程度の遠赤外線を放射するもの
ある。なお、発熱体21に供給される電力は、交流、
直流のいずれであっても良く、例えば、分電設備4から
引き出された図示しない給電線により接続箱7を介して
交流の電力が供給される構成や、接続箱7を経由しない
給電線5aにより電力が供給される構成等、各種構成が
採用可能である。
【0021】図3中符号10aは水受け、10bは横ジ
ョイント部であり、図4に示すように、隣接した太陽電
池付き屋根板10、10間にて水受け10aと横ジョイ
ント10bとを重ね合わせることにより、太陽電池付き
屋根板10をその長手方向へ連続的に接合できるように
なっている。また、この際、隣接する太陽電池付き屋根
板10、10間にて、防水コネクター22同士を接続す
ることで、融雪兼用太陽光発電屋根1の全ての太陽電池
付き屋根板10の発熱体21を電気的に接続できる。
【0022】図5は、太陽電池6近傍を示す拡大断面図
である。図5に示すように、太陽電池6は、屋根板用金
属板12上に被着した基板13と、該基板13上に積層
した太陽電池セル14とを備えている。また、太陽電池
6の上面6aは、フッ素樹脂フィルム等の透明の表面材
15により覆って保護し、さらに、該表面材15と屋根
板用金属板12との間には透明の接着剤16を充填して
太陽電池6を固定している。
【0023】図6は、太陽電池セル14の一例を示す拡
大断面図である。図6において、太陽電池セル14は、
基板13上に被着した薄膜状の裏面反射層17と、この
裏面反射層17上に積層したアモルファスシリコン層1
8と、このアモルファスシリコン層18上に積層した透
明電極19と、該透明電極19上に取り付けた集電電極
20とを備えている。基板13は、ステンレス薄板等か
ら厚さ0.1mm程度に形成され、集電電極20ととも
に一対の電極を構成する。アモルファスシリコン層18
は、基板13側からボトムセル18a、ミドルセル18
b、トップセル18cを順に積層した3層構造になって
おり、1μm程度の厚さを有している。
【0024】そして、この太陽電池セル14は、前述し
た表面材15および接着剤16を透過した太陽光がアモ
ルファスシリコン層18に入射すると、入射太陽光の内
の長波長光に対してはボトムセル18aが、中波長光に
対してはミドルセル18bが、短波長光に対してはトッ
プセル18cがそれぞれ感応して発電を行うようになっ
ている。また、アモルファスシリコン層18を透過した
太陽光は、裏面反射層17によって上方(図6中上方)
へ反射されて、再びアモルファスシリコン層18を透過
するため、アモルファスシリコン層18全体の発電効率
が向上する。
【0025】本実施形態では、積雪の無い通常時の使用
では、太陽電池6が太陽光発電した電力を分電設備4
(図1参照)に供給し、この分電設備4の分電盤4aに
て給電端末5あるいは給電設備3へ供給する。一方、積
雪時では、発熱体21に通電して発熱させ、太陽電池付
き屋根板10上の積雪を融雪する。この際、発熱体21
から放射された遠赤外線が、太陽電池付き屋根板10に
接する積雪のみならず、太陽電池付き屋根板10から離
間した積雪にも作用するため、広範囲にわたって積雪を
融雪することができる。発熱体21の発熱は太陽電池6
も加熱することになり、太陽電池6のアモルファスシリ
コン層18から遠赤外線が放射され、融雪が促進され
る。遠赤外線は広範囲の積雪に作用するので、融雪に進
行に伴う積雪のブリッジ現象等が防止され、積雪全体を
効率良く融雪することができる。また、発熱体21から
の発熱および遠赤外線に加えて、太陽電池6からの遠赤
外線を併用して融雪を行うので、発熱体21のみの場合
と比べて、電気代等の融雪コストを大幅に低減すること
ができる。
【0026】そして、この融雪兼用太陽光発電屋根1で
は、融雪完了時には太陽光発電も可能になるため、積雪
地帯であっても太陽光発電の効率が高まり、普及が可能
になる。このように、この融雪兼用太陽光発電屋根1で
は、積雪の無い夏季では太陽光発電を高効率で行うこと
ができ、冬季等の積雪時には効果的な融雪を行えるとと
もに太陽光発電をも行うことが可能になり、年間を通じ
て無駄になることが無い。
【0027】なお、本実施形態の太陽電池6に採用され
る太陽電池セルのアモルファスシリコン層の積層数とし
ては、図6に示した3層構造以外、1層、2層、4層以
上も可能である。また、太陽電池セルは、アモルファス
シリコン層に代えて、シリコン結晶層を採用することも
可能である。また、太陽電池セルには化合物半導体層を
備えることも可能であり、この化合物半導体層もその組
成によっては、十分な融雪効果が得られる程度の遠赤外
線を放射するので、融雪を効率良く行うことができる。
化合物半導体の組成としては、2元系ではGaAsやC
dS等、3元系ではCuInSe等が採用される。前
記シリコン結晶層としては、シリコン単結晶や、シリコ
ン多結晶のいずれをも採用可能である。また、太陽電池
には、加熱手段(発熱体)により加熱することにより遠
赤外線を放射するセラミック層を備えていても良い。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】次に、本発明の第実施形態を図7、図8
を参照して説明する。なお、図2から図と同一の構成
部分には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。図
において、太陽電池6の基板13と屋根板用金属板1
2との間には、加熱手段としての薄膜状発熱体34(発
熱層)を形成している。この薄膜状発熱体34として
は、通電によって発熱する金属薄膜等も採用可能である
が、例えば、いわゆる発熱塗料を採用すると、目的位置
に容易に形成することができる。前記発熱塗料は、導電
性材料および発熱材料(抵抗材料)の粉体をバインダー
材料内に混入分散してなり、塗布された乾燥塗膜に通電
することにより、当該乾燥塗膜内に混在する導電性材料
の自由電子の運動エネルギーが熱エネルギーとして発現
されるようにした抵抗発熱体である。
【0033】この発熱塗料は、 0.2Ω・cm以上の領域にて電気抵抗(比抵抗)を
自由に調整できる、 電極の配置位置が自由であり、3〜240Vまで任意
に電源電圧に適合させることができる、 最高加熱温度が500℃程度と高く、しかも、反復使
用によっても目的の加熱温度が安定に得られる、 基準となるジュール熱を凌駕する高い発熱効率が得ら
れる、 形状自由度が大きく、形成が容易である、 等の特徴を有している。の発熱効率からは、融雪時の
電気代を節約できる効果が得られる。本実施形態におい
ても、融雪は、薄膜状発熱体34からの発熱と、該発熱
によって加熱された太陽電池セル14内のアモルファス
シリコン層18から放射された遠赤外線とによって効率
良くなされるので、発熱塗料の高い発熱効率との相乗効
果によってランニングコストを大幅に低減することがで
きる。
【0034】加熱手段として採用される発熱塗料の塗膜
の形成位置は、太陽電池セル14を加熱可能であれば太
陽電池6の基板13と屋根板用金属板12との間に限定
されず、屋根板用金属板12と裏打材11との間等であ
っても良い。また、発熱塗料塗膜の形状は適宜調整可能
であることは言うまでも無い。
【0035】本実施形態では、直流交流変換器31(図
7参照)から薄膜状発熱体34に通電して発熱させるこ
とにより、この発熱と、加熱された太陽電池セル14の
アモルファスシリコン層18から放射される遠赤外線と
によって、太陽電池付き屋根板33上の積雪を効率良く
融雪することができる。しかも、本実施形態では、薄
状発熱体34の加熱温度調整が容易であり、アモルファ
スシリコン層18を過不足無く目的の温度に加熱するこ
とができ、アモルファスシリコン層18の太陽光発電性
能に影響を与える心配が無い。また、太陽電池6に一体
的に組み込まれる薄膜状発熱体34は、太陽電池付き屋
根板33上の積雪に近接しているので、その発熱を効率
良く作用させることができ、融雪を効率良く行うことが
できる。
【0036】なお、各実施形態において、例えば、Al
またはAl合金材の表面に微細な凹凸を有する陽極酸化
皮膜が厚さ4μm以上に形成されてなる遠赤外線放射体
を太陽電池付き屋根板に取り付けることも可能である。
この遠赤外線放射体は、放射率85%以上であり、適切
形状に形成した上、第1実施形態記載では発熱体21の
近傍、第2実施形態では太陽電池6の近傍、第3実施形
態では薄膜状発熱体34の近傍に取り付けると、加熱に
よって大量の遠赤外線を放射して、融雪効率を向上す
る。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の太
陽電池付き屋根板によれば、発熱体からの発熱と遠赤外
線の双方が積雪に作用して効果的に融雪を行うことがで
きるとともに、発熱体からの発熱および遠赤外線は、太
陽電池からの遠赤外線の放射にも効果的に寄与するた
め、積雪に作用する遠赤外線が増大して、融雪を一層効
果的に行うことができる。つまり、太陽電池に備えた
リコン結晶層あるいはアモルファスシリコン層を加熱手
段により加熱することにより、当該加熱手段の発熱及び
遠赤外線と、前記シリコン結晶層あるいは前記アモルフ
ァスシリコン層から放射される遠赤外線とによって、屋
根板上の積雪を効率良く融雪するので、 (a)加熱手段の加熱のみによる融雪に比べて、加熱の
ための電気代等のランニングコストを低コスト化でき
る、 (b)遠赤外線が屋根板上の積雪全体に作用して融雪す
るので、融雪の進行に伴う積雪のブリッジ現象を防止で
き、融雪を効率良く行うことができる、 (c)前記(ロ)により、ブリッジ状態が崩壊した積雪
が急激に屋根板に落下して、太陽電池付き屋根板を傷め
るといった心配が無くなり、屋根の耐久性が向上すると
いった優れた効果を奏する。
【0038】また、前記加熱手段が、前記太陽電池の裏
面側にて該太陽電池に沿って延在配置した発熱体である
構成を採用すると、 (d)発熱体の構成に自由度が得られるため、例えば発
熱体を一体化した太陽電池付き屋根板を使用すること
で、屋根の施工性を向上できるといった優れた効果が得
られる。
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】太陽電池が被着された屋根板用金属板を備
え、前記加熱手段が、前記屋根板用金属板と前記太陽電
池との間に設けた薄膜状発熱体である構成を採用する
と、 ()太陽電池の加熱を薄膜状発熱体の発熱によって
行えるので、太陽電池に発熱のための電気抵抗を確保す
る必要が無くなり、太陽電池の設計の自由度が向上す
る、 ()通電する電力の調整によって、薄膜状発熱体から
の発熱量を簡便に調整でき、融雪効率を向上できるとい
った優れた効果が得られる。
【0043】さらに、請求項記載のように、前記薄膜
状発熱体が、前記太陽電池あるいは前記屋根板用金属板
に塗布した発熱塗料である構成を採用すると、 ()太陽電池あるいは太陽電池付き屋根板の小型化や
軽量化が可能になり、形状の自由度も向上し、形成も容
易になり、低コスト化が可能であるといった優れた効果
を奏する。
【0044】請求項記載のように、前記請求項1〜
のいずれかに記載の太陽電池付き屋根板を具備してなる
ことを特徴とする融雪兼用太陽光発電屋根では、 ()前記太陽電池付き屋根板により、融雪と太陽光発
電とをいずれも効率良く行うことができ、積雪地帯にお
いても、太陽光発電を有効利用することができるといっ
た優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の太陽電池付き屋根板の第1実施形態
を示す全体正面図である。
【図2】 図1の融雪兼用太陽光発電屋根を示す部分破
断斜視図である。
【図3】 図2の融雪兼用太陽光発電屋根に適用される
太陽電池付き屋根板を示す部分破断斜視図である。
【図4】 図3の太陽電池付き屋根板の接合状態を示す
斜視図である。
【図5】 図3の太陽電池付き屋根板上に被着した太陽
電池の一例を示す拡大断面図である。
【図6】 図5の太陽電池の太陽電池セルの一例を示す
拡大断面図である。
【図7】 本発明の第2実施形態の融雪兼用太陽光発電
屋根を示す全体正面図である。
【図8】 本発明の第実施形態を示す図であって、太
陽電池近傍を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1…融雪兼用太陽光発電屋根、3…給電設備、6…太陽
電池、10…太陽電池付き屋根板、12…屋根板用金属
板、18,18a,18b,18c…アモルファスシリ
コン層、21…加熱手段,発熱体,発熱抵抗体(電熱パ
ネル)、30…分電設備、34…加熱手段,薄膜状発熱
体(発熱層、発熱塗料)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04D 3/40 E04D 13/00 E04D 13/18 E04H 9/16 H01L 31/042

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に被着された太陽電池と、該太陽電
    池の裏面側にて太陽電池に沿って延在配置され前記太陽
    電池を加熱する加熱手段とを具備し、 前記太陽電池がシリコン結晶層あるいはアモルファスシ
    リコン層を備えてなり、 前記加熱手段が通電によって発熱するとともに遠赤外線
    を放射する発熱体であり、この発熱体を通電して発熱す
    ることで前記太陽電池加熱されて前記シリコン結晶層
    あるいは前記アモルファスシリコン層から遠赤外線
    されるようになっており、 積雪時には、前記発熱体の通電、発熱により、発熱体か
    ら放射された遠赤外線と前記太陽電池から放射された遠
    赤外線とによって、太陽電池上の積雪を該太陽電池から
    離間した所に位置する積雪も含む広範囲にわたって融雪
    でき ることを特徴とする太陽電池付き屋根板。
  2. 【請求項2】 前記太陽電池が被着された屋根板用金属
    板と前記太陽電池との間に前記太陽電池を加熱する薄膜
    状発熱体として、前記太陽電池あるいは前記屋根板用金
    属板に塗布した発熱塗料が設けられていることを特徴と
    する請求項1記載の太陽電池付き屋根板。
  3. 【請求項3】 前記太陽電池に、加熱によって遠赤外線
    を放射する、化合物半導体層又はセラミック層が設けら
    れていることを特徴とする請求項1又は2記載の太陽電
    池付き屋根板。
  4. 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれかに記載の太
    陽電池付き屋根板を具備してなることを特徴とする融雪
    兼用太陽光発電屋根。
JP28737897A 1997-10-20 1997-10-20 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根 Expired - Fee Related JP3418531B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28737897A JP3418531B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28737897A JP3418531B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11124977A JPH11124977A (ja) 1999-05-11
JP3418531B2 true JP3418531B2 (ja) 2003-06-23

Family

ID=17716587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28737897A Expired - Fee Related JP3418531B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3418531B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033365A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Seiko Instruments Inc ウエハパターン観察方法及び装置
JP2007031989A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Shinmei Sangyo:Kk 融雪装置及びその施工方法
JP5296239B1 (ja) * 2012-04-13 2013-09-25 昌久 杉山 電磁波式融雪方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2660138B2 (ja) * 1992-09-03 1997-10-08 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
JP3239035B2 (ja) * 1995-03-07 2001-12-17 シャープ株式会社 融雪機能付太陽電池モジュール及び融雪機能付太陽光発電システム
JPH0955523A (ja) * 1995-08-11 1997-02-25 Hokuriku Electric Power Co Inc:The ソーラーパネルの除雪方法と太陽光発電システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11124977A (ja) 1999-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100287086B1 (ko) 태양전지가 실장된 집열기 및 패시브 태양장치
JP3315575B2 (ja) 太陽光エネルギー変換装置、建築物、及び光電変換素子の温度制御方法
US20100236608A1 (en) Photovoltaic module with heater
JP2009016812A (ja) 熱電変換モジュールとこれを用いた発電装置
US20140338730A1 (en) Photovoltaic module with heater
CN113421940B (zh) 一种太阳能电池组件及其制备方法
JP2010258031A (ja) 発電システム
US7060950B1 (en) Heating element, a thawing mat and a hot mat comprising the heating element
CN111952393A (zh) 光伏组件,光伏组件的背板和光伏组件的制造方法
JP3418531B2 (ja) 太陽電池付き屋根板および融雪兼用太陽光発電屋根
JP4148325B1 (ja) 太陽光コジェネレイション装置
US8440940B2 (en) Photovoltaic ice dam remediation apparatus
JP2012510604A (ja) ソーラールーフィングアセンブリ
JP3602721B2 (ja) 太陽電池モジュール
JPH09210472A (ja) 集熱パネル及びパッシブソーラーシステム
JP3629480B2 (ja) 融雪パネルと金属屋根面軒先部の融雪装置
JP3418781B2 (ja) 融雪屋根材及び融雪屋根構造
JP3482276B2 (ja) 太陽電池モジュールを用いた発電発熱装置
JP3210365U (ja) 屋根用融雪ヒーター
JP6445498B2 (ja) 融雪屋根構造体及び融雪屋根構造
JP2000027378A (ja) 融雪機能付き太陽電池屋根材および該屋根材を用いた屋根構造体
JP3053551U (ja) 融雪屋根材及び融雪屋根構造
JP3069998U (ja) 太陽電池パネル及びその装置
JP2002295911A (ja) 混成型太陽熱集熱装置
JP2019049194A (ja) 融雪屋根構造体及び融雪屋根構造

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees