JP3511759B2 - 高強度太陽電池モジュールの敷設構造 - Google Patents
高強度太陽電池モジュールの敷設構造Info
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- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築用パネルとし
て好適な高強度太陽電池モジュールの敷設構造に関す
る。
て好適な高強度太陽電池モジュールの敷設構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、家屋やビル等の建築物に設けら
れる太陽光発電システムとして、複数の太陽電池モジュ
ールと、太陽電池モジュールに電気的に接続されるイン
バータとを主体として構成されたものが広く採用されて
いる。
れる太陽光発電システムとして、複数の太陽電池モジュ
ールと、太陽電池モジュールに電気的に接続されるイン
バータとを主体として構成されたものが広く採用されて
いる。
【０００３】前記太陽電池モジュールは、透光ベース板
上に非晶質シリコン系半導体層を形成したり、透光ベー
ス板上に結晶系のシリコン半導体板を取付けたりして作
成した太陽電池素子と、この太陽電池素子の外縁部を保
持するアルミニウム合金製等の金属枠体とを備えてお
り、家屋の屋根上やビルの屋根スラブ上等に設置した支
持フレームに屋根や屋根スラブに対して間隔をあけて傾
斜状に取付けられている。
上に非晶質シリコン系半導体層を形成したり、透光ベー
ス板上に結晶系のシリコン半導体板を取付けたりして作
成した太陽電池素子と、この太陽電池素子の外縁部を保
持するアルミニウム合金製等の金属枠体とを備えてお
り、家屋の屋根上やビルの屋根スラブ上等に設置した支
持フレームに屋根や屋根スラブに対して間隔をあけて傾
斜状に取付けられている。
【０００４】また、前記非晶質シリコン系半導体を用い
た太陽電池素子は、基本的に、結晶系のシリコン半導体
を用いた太陽電池素子よりも発電効率が低く、しかも、
比較的短期間（２〜３カ月）光を照射することで、発電
電力が初期状態の発電電力の約８０％まで低下し、その
後は約８０％に維持されるという現象（ステブラーロン
スキー効果）が見られ、結晶系のシリコン半導体を用い
た太陽電池素子と同等の出力を得るためには、大きな受
光面積が必要となる。それ故、非晶質シリコン系半導体
を用いた太陽電池モジュールは、結晶系のシリコン半導
体を用いた太陽電池モジュールよりも安価で且つ外観も
優れているが、その普及が大幅に遅れている。但し、こ
の発電電力が低下する現象（以下、単に光劣化と称す）
は、太陽電池素子を８０℃〜９０℃以上の高温に加熱す
ることで、防止できるとともに一旦劣化した場合でも回
復することが知られている。
た太陽電池素子は、基本的に、結晶系のシリコン半導体
を用いた太陽電池素子よりも発電効率が低く、しかも、
比較的短期間（２〜３カ月）光を照射することで、発電
電力が初期状態の発電電力の約８０％まで低下し、その
後は約８０％に維持されるという現象（ステブラーロン
スキー効果）が見られ、結晶系のシリコン半導体を用い
た太陽電池素子と同等の出力を得るためには、大きな受
光面積が必要となる。それ故、非晶質シリコン系半導体
を用いた太陽電池モジュールは、結晶系のシリコン半導
体を用いた太陽電池モジュールよりも安価で且つ外観も
優れているが、その普及が大幅に遅れている。但し、こ
の発電電力が低下する現象（以下、単に光劣化と称す）
は、太陽電池素子を８０℃〜９０℃以上の高温に加熱す
ることで、防止できるとともに一旦劣化した場合でも回
復することが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記太陽電
池モジュールでは、その外周部が金属枠体で補強されて
いるものの、基本的には、既存の建築物に対して別途設
置することを前提としており、建築用パネルとしてその
まま用いることは、強度、剛性の面から困難であった。
それゆえ、この種の太陽電池モジュールを設置すると、
建築物全体の美観や調和を損ねるという問題があった。
また、前述のように、太陽電池モジュールを支持フレー
ムに傾斜状に設置すると、発電効率は高くなるものの、
風圧を受けやすい構造になるので、取付強度の面での配
慮を十分に行う必要があり、結局は建築物を大幅に改造
する必要があった。
池モジュールでは、その外周部が金属枠体で補強されて
いるものの、基本的には、既存の建築物に対して別途設
置することを前提としており、建築用パネルとしてその
まま用いることは、強度、剛性の面から困難であった。
それゆえ、この種の太陽電池モジュールを設置すると、
建築物全体の美観や調和を損ねるという問題があった。
また、前述のように、太陽電池モジュールを支持フレー
ムに傾斜状に設置すると、発電効率は高くなるものの、
風圧を受けやすい構造になるので、取付強度の面での配
慮を十分に行う必要があり、結局は建築物を大幅に改造
する必要があった。
【０００６】更に、前記太陽電池モジュールの取付構造
では、前述のように太陽電池モジュールと建築物間に隙
間が形成されるので、太陽光線により太陽電池素子の温
度はかなり高くなるものの、太陽電池モジュールの上下
両面からの放熱で、太陽電池素子を８０℃〜９０℃以上
の高温に昇温させることが困難で、太陽電池素子として
非晶質シリコン系半導体を用いた場合には、光劣化によ
る発電効率の低下は避けられない。
では、前述のように太陽電池モジュールと建築物間に隙
間が形成されるので、太陽光線により太陽電池素子の温
度はかなり高くなるものの、太陽電池モジュールの上下
両面からの放熱で、太陽電池素子を８０℃〜９０℃以上
の高温に昇温させることが困難で、太陽電池素子として
非晶質シリコン系半導体を用いた場合には、光劣化によ
る発電効率の低下は避けられない。
【０００７】本発明の目的は、建築用パネルとして適用
可能な強度、剛性を有し、非晶質シリコン系半導体から
なる太陽電池素子を用いた場合でも光劣化を防止し得る
高強度太陽電池モジュールの敷設構造を提供することで
ある。
可能な強度、剛性を有し、非晶質シリコン系半導体から
なる太陽電池素子を用いた場合でも光劣化を防止し得る
高強度太陽電池モジュールの敷設構造を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る高強度太
陽電池モジュールの敷設構造は、水硬性結合材を用いて
作製されたブロック状のベース部材の表面側に断熱材と
太陽電池パネルとをベース部材側から順番に積層状に設
け、ベース部材の背面側に防水シートを積層状に設けた
高強度太陽電池モジュールと、前記高強度太陽電池モジ
ュールと同じ平面形状で同じ高さのブロックであって主
要配線を通すための配線通路を有し太陽電池パネルを有
しない通路形成用ブロックとを備え、建築物のモジュー
ル敷設面に複数の通路形成用ブロックを連ねて敷設し、
モジュール敷設面を複数の発電領域に分割するととも
に、これら複数の発電領域に高強度太陽電池モジュール
を略隙間なく敷設し、その配線を最寄りの配線通路へ導
出させたものである。
陽電池モジュールの敷設構造は、水硬性結合材を用いて
作製されたブロック状のベース部材の表面側に断熱材と
太陽電池パネルとをベース部材側から順番に積層状に設
け、ベース部材の背面側に防水シートを積層状に設けた
高強度太陽電池モジュールと、前記高強度太陽電池モジ
ュールと同じ平面形状で同じ高さのブロックであって主
要配線を通すための配線通路を有し太陽電池パネルを有
しない通路形成用ブロックとを備え、建築物のモジュー
ル敷設面に複数の通路形成用ブロックを連ねて敷設し、
モジュール敷設面を複数の発電領域に分割するととも
に、これら複数の発電領域に高強度太陽電池モジュール
を略隙間なく敷設し、その配線を最寄りの配線通路へ導
出させたものである。
【０００９】請求項２に係る高強度太陽電池モジュール
の敷設構造は、水硬性結合材を用いて作製されたブロッ
ク状のベース部材の表面側に太陽電池パネルを積層状に
設け、ベース部材の背面側に断熱材を積層状に設け、断
熱材の背面側に防水シートを設けた高強度太陽電池モジ
ュールと、前記高強度太陽電池モジュールと同じ平面形
状で同じ高さのブロックであって主要配線を通すための
配線通路を有し太陽電池パネルを有しない通路形成用ブ
ロックとを備え、建築物のモジュール敷設面に複数の通
路形成用ブロックを連ねて敷設し、モジュール敷設面を
複数の発電領域に分割するとともに、これら複数の発電
領域に高強度太陽電池モジュールを略隙間なく敷設し、
その配線を最寄りの配線通路へ導出させたものである。
の敷設構造は、水硬性結合材を用いて作製されたブロッ
ク状のベース部材の表面側に太陽電池パネルを積層状に
設け、ベース部材の背面側に断熱材を積層状に設け、断
熱材の背面側に防水シートを設けた高強度太陽電池モジ
ュールと、前記高強度太陽電池モジュールと同じ平面形
状で同じ高さのブロックであって主要配線を通すための
配線通路を有し太陽電池パネルを有しない通路形成用ブ
ロックとを備え、建築物のモジュール敷設面に複数の通
路形成用ブロックを連ねて敷設し、モジュール敷設面を
複数の発電領域に分割するとともに、これら複数の発電
領域に高強度太陽電池モジュールを略隙間なく敷設し、
その配線を最寄りの配線通路へ導出させたものである。
【００１０】ここで、請求項３記載のように、防水シー
トをベース部材の背面に対して隣接する２辺がベース部
材の外側へ突出するように斜めにずらして取付け、隣接
する高強度太陽電池モジュールの防水シート同士の境界
部を高強度太陽電池モジュールの下側に配置させたこ
と、請求項４記載のように、前記ベース部材の背面側に
太陽電池パネルの配線を通路形成用ブロックの配線通路
へ導出するための配設通路を形成すること、などが好ま
しい実施例である。
トをベース部材の背面に対して隣接する２辺がベース部
材の外側へ突出するように斜めにずらして取付け、隣接
する高強度太陽電池モジュールの防水シート同士の境界
部を高強度太陽電池モジュールの下側に配置させたこ
と、請求項４記載のように、前記ベース部材の背面側に
太陽電池パネルの配線を通路形成用ブロックの配線通路
へ導出するための配設通路を形成すること、などが好ま
しい実施例である。
【００１１】
【作用】請求項１及び２に係る高強度太陽電池モジュー
ルの敷設構造においては、水硬性結合材を用いて作製さ
れたベース部材に対して太陽電池パネルを積層状に設け
てあるので、太陽電池パネルの圧縮荷重や引張荷重や曲
げ荷重に対する強度、剛性が大幅に高められる。このめ
た、この太陽電池モジュールを建築用パネルとしてその
まま用いることが可能となり、建築物の外壁や屋根スラ
ブに沿って配置させたり、建築物の外壁や屋根スラブの
一部として用いることが可能となる。また、太陽電池パ
ネルの背面側に断熱材や水硬性結合材からなるベース部
材を設けてあるので、太陽電池パネルの背面側からの放
熱が抑制され、太陽電池素子の温度上昇が効率的になさ
れる。しかも、建築用パネルとしてこの太陽電池モジュ
ールを用いた場合には、建築物側への伝熱や建築物側か
らの放熱が抑制されることになる。更に、ベース部材の
背面側に防水シートを積層状に設けてあるので、建築物
に対する防水処理を簡略化できる。
ルの敷設構造においては、水硬性結合材を用いて作製さ
れたベース部材に対して太陽電池パネルを積層状に設け
てあるので、太陽電池パネルの圧縮荷重や引張荷重や曲
げ荷重に対する強度、剛性が大幅に高められる。このめ
た、この太陽電池モジュールを建築用パネルとしてその
まま用いることが可能となり、建築物の外壁や屋根スラ
ブに沿って配置させたり、建築物の外壁や屋根スラブの
一部として用いることが可能となる。また、太陽電池パ
ネルの背面側に断熱材や水硬性結合材からなるベース部
材を設けてあるので、太陽電池パネルの背面側からの放
熱が抑制され、太陽電池素子の温度上昇が効率的になさ
れる。しかも、建築用パネルとしてこの太陽電池モジュ
ールを用いた場合には、建築物側への伝熱や建築物側か
らの放熱が抑制されることになる。更に、ベース部材の
背面側に防水シートを積層状に設けてあるので、建築物
に対する防水処理を簡略化できる。
【００１２】また、建築物のモジュール敷設面を通路形
成用ブロックで複数の発電領域に分割するので、高強度
太陽電池モジュールへの配線通路の確保が容易になる
し、通路形成用ブロックを点検通路として活用すること
が可能になる。また、通路形成用ブロックを高強度太陽
電池モジュールと同じ平面形状で同じ高さに構成してあ
るので、モジュール敷設面の割付けが容易になる。
成用ブロックで複数の発電領域に分割するので、高強度
太陽電池モジュールへの配線通路の確保が容易になる
し、通路形成用ブロックを点検通路として活用すること
が可能になる。また、通路形成用ブロックを高強度太陽
電池モジュールと同じ平面形状で同じ高さに構成してあ
るので、モジュール敷設面の割付けが容易になる。
【００１３】また、請求項３のように構成すると、隣接
する防水シートの境界部が高強度太陽電池モジュールの
下側に配置されることから、境界部からの漏水が防止さ
れて防水性が高くなる。
する防水シートの境界部が高強度太陽電池モジュールの
下側に配置されることから、境界部からの漏水が防止さ
れて防水性が高くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１、図２に示すように、高強度
太陽電池モジュール（以下、単に太陽電池モジュールと
いう）１は、平板状のベース部材２上に、断熱材３と太
陽電池パネル４とを順番に積層状に配置させ、これら３
者を接着剤等で結合して一体化させるとともに、ベース
部材２の下面に防水シート５を貼着したものである。
尚、ベース部材２と断熱材３とは、ベース部材２の製作
時に、型枠内に断熱材３をセットした状態で、後述する
ベース部材２の素材を打設することで一体化させてもよ
い。
に基づいて説明する。図１、図２に示すように、高強度
太陽電池モジュール（以下、単に太陽電池モジュールと
いう）１は、平板状のベース部材２上に、断熱材３と太
陽電池パネル４とを順番に積層状に配置させ、これら３
者を接着剤等で結合して一体化させるとともに、ベース
部材２の下面に防水シート５を貼着したものである。
尚、ベース部材２と断熱材３とは、ベース部材２の製作
時に、型枠内に断熱材３をセットした状態で、後述する
ベース部材２の素材を打設することで一体化させてもよ
い。
【００１５】前記ベース部材２は、セメント類、石灰、
石膏などの無機物質からなる水硬性結合材と水、或いは
水硬性結合材と砂、砂利、砕石などの骨材と水とを練り
混ぜた混合体を型枠等に投入して平板状に硬化させたも
のであり、その下面には十字に略半円状の配設通路６が
形成されている。但し、ベース部材２の製造途中におい
て、混合体内に気泡を混入して、ベース部材２を多孔質
状に構成してもよいし、骨材としてガラス繊維や鋼線等
を混入してもよい。また、ベース部材２の芯材として、
金属製や剛性樹脂材料製の網状部材等を設けることも可
能である。
石膏などの無機物質からなる水硬性結合材と水、或いは
水硬性結合材と砂、砂利、砕石などの骨材と水とを練り
混ぜた混合体を型枠等に投入して平板状に硬化させたも
のであり、その下面には十字に略半円状の配設通路６が
形成されている。但し、ベース部材２の製造途中におい
て、混合体内に気泡を混入して、ベース部材２を多孔質
状に構成してもよいし、骨材としてガラス繊維や鋼線等
を混入してもよい。また、ベース部材２の芯材として、
金属製や剛性樹脂材料製の網状部材等を設けることも可
能である。
【００１６】前記断熱材３を構成する素材としては、断
熱性、保温性、蓄熱性に優れた、例えばポリスチレンフ
ォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォ
ーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォ
ーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、ラバーフ
ォーム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、パーライト、バーミキュライト、泡ガラスなどの発
泡・多孔質材料や、アスベスト、ロックウール、グラス
ウール、セラミックファイバー、動植物繊維、軟質繊維
材、炭素質繊維、チタン酸カリウム繊維などの繊維材料
や、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、けい
そう土、けいそう土質断熱れんが、耐火断熱れんが、キ
ャスタブル耐火断熱材、コルク、炭素粉末などの粒・粉
状材料や、アルミニウム箔などからなる多層箔材料や、
硬質フォームラバー、発泡クロロプレンゴムなどの発泡
ゴム材料や、軽量気泡コンクリートや、発泡アルミニウ
ムなどを用いることが可能である。
熱性、保温性、蓄熱性に優れた、例えばポリスチレンフ
ォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォ
ーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォ
ーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、ラバーフ
ォーム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、パーライト、バーミキュライト、泡ガラスなどの発
泡・多孔質材料や、アスベスト、ロックウール、グラス
ウール、セラミックファイバー、動植物繊維、軟質繊維
材、炭素質繊維、チタン酸カリウム繊維などの繊維材料
や、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、けい
そう土、けいそう土質断熱れんが、耐火断熱れんが、キ
ャスタブル耐火断熱材、コルク、炭素粉末などの粒・粉
状材料や、アルミニウム箔などからなる多層箔材料や、
硬質フォームラバー、発泡クロロプレンゴムなどの発泡
ゴム材料や、軽量気泡コンクリートや、発泡アルミニウ
ムなどを用いることが可能である。
【００１７】前記太陽電池パネル４は、図３に示すよう
に、基本的には、透光ベース板１０と、透光ベース板１
０の下面に形成した太陽電池素子層１１と、太陽電池素
子層１１の下側に設けられた充填材１２と、充填材１２
の下側に設けられバックシート１３とを備え、太陽電池
パネル４の配線１４は配設通路６を通って外部に導出さ
れている。前記透光ベース板１０としては強化ガラスや
貼り合わせガラス、またはその他一般的な透光ベース板
が用いられ、ガラス成分が溶出しないよう、必要に応じ
て酸化ケイ素などを被着したものを用いても良い。太陽
電池素子層１１は、透光ベース板１０上に透明導電膜、
ｐ−ｉ−ｎまたはｎ−ｉ−ｐの非晶質シリコン層、金属
電極層を順次堆積した積層体からなり、その下面側に設
けたＥＶＡ、ＰＶＢ、ポリイソブチレン系樹脂等の充填
材１２を介して透光ベース板１０に封入固定されてい
る。
に、基本的には、透光ベース板１０と、透光ベース板１
０の下面に形成した太陽電池素子層１１と、太陽電池素
子層１１の下側に設けられた充填材１２と、充填材１２
の下側に設けられバックシート１３とを備え、太陽電池
パネル４の配線１４は配設通路６を通って外部に導出さ
れている。前記透光ベース板１０としては強化ガラスや
貼り合わせガラス、またはその他一般的な透光ベース板
が用いられ、ガラス成分が溶出しないよう、必要に応じ
て酸化ケイ素などを被着したものを用いても良い。太陽
電池素子層１１は、透光ベース板１０上に透明導電膜、
ｐ−ｉ−ｎまたはｎ−ｉ−ｐの非晶質シリコン層、金属
電極層を順次堆積した積層体からなり、その下面側に設
けたＥＶＡ、ＰＶＢ、ポリイソブチレン系樹脂等の充填
材１２を介して透光ベース板１０に封入固定されてい
る。
【００１８】前記バックシート１３は、アルミニウム箔
をサンドしたテドラー等で構成されている。但し、前記
充填材１２又はバックシート１３は省略してもよい。こ
こで透明導電膜としては、従来の太陽電池素子と同様に
酸化錫や酸化インジウム錫が用いられ、非晶質シリコン
層としては、アモルファスシリコンカーバイトとアモル
ファスシリコンによるヘテロ接合構造が採用され、必要
に応じて透明導電膜側や金属電極層側のｐ層やｎ層を、
微結晶化させることも直列抵抗低減において効果的であ
る。
をサンドしたテドラー等で構成されている。但し、前記
充填材１２又はバックシート１３は省略してもよい。こ
こで透明導電膜としては、従来の太陽電池素子と同様に
酸化錫や酸化インジウム錫が用いられ、非晶質シリコン
層としては、アモルファスシリコンカーバイトとアモル
ファスシリコンによるヘテロ接合構造が採用され、必要
に応じて透明導電膜側や金属電極層側のｐ層やｎ層を、
微結晶化させることも直列抵抗低減において効果的であ
る。
【００１９】また、金属電極層としては、クロム、アル
ミニウム、銀などの一般的な金属材料を、単層や積層構
造として用いる。そして特に素子温度が高温になること
から、非晶質シリコン層との間で金属成分の拡散を防止
するため、非晶質シリコン層と金属電極層との間に、前
述の透明導電膜やシリサイド層などによる金属拡散防止
層を介在させたり、この金属拡散防止層を介在させず
に、金属電極層としてクロムやモリブデンなどのシリサ
イド形成金属を用いたり、これらシリサイド形成金属と
他の金属との積層構造とすることが効果的である。ま
た、入射光の閉じ込め効果の点からは、反射率の点から
銀を用いると特に効果が高い。更に、充填材１２として
ＥＶＡ、ＰＶＢなどを用いる場合は、真空ラミネート法
によって封入し、ポリイソブチレン系樹脂の場合は、こ
れを加熱流動化して塗布すれば良い。
ミニウム、銀などの一般的な金属材料を、単層や積層構
造として用いる。そして特に素子温度が高温になること
から、非晶質シリコン層との間で金属成分の拡散を防止
するため、非晶質シリコン層と金属電極層との間に、前
述の透明導電膜やシリサイド層などによる金属拡散防止
層を介在させたり、この金属拡散防止層を介在させず
に、金属電極層としてクロムやモリブデンなどのシリサ
イド形成金属を用いたり、これらシリサイド形成金属と
他の金属との積層構造とすることが効果的である。ま
た、入射光の閉じ込め効果の点からは、反射率の点から
銀を用いると特に効果が高い。更に、充填材１２として
ＥＶＡ、ＰＶＢなどを用いる場合は、真空ラミネート法
によって封入し、ポリイソブチレン系樹脂の場合は、こ
れを加熱流動化して塗布すれば良い。
【００２０】防水シート５は、ブチルゴム、アスファル
トルーフィング、塩化ビニールなどから構成され、ベー
ス部材２の下面と略同じサイズに形成されている。そし
て、その上下両面には粘着層が形成されており、ベース
部材２の下面に隣接する２辺がベース部材２の外側へ突
出するように斜めにずらして取付けられている。このた
め、後述（図７参照）のように、屋根スラブ２０上面の
モジュール敷設面２１に太陽電池モジュール１を敷設し
た状態で、隣接する防水シート５が略隙間なく突き合わ
されて配置され、その境界部５ａはベース部材２の下側
に配置される。但し、防水シート５は、接着剤等により
ベース部材２及びモジュール敷設面２１に固定してもよ
い。また、防水シート５をベース部材２の下面よりも大
きなサイズに形成し、隣接する防水シート５の側縁をラ
ップさせてもよい。
トルーフィング、塩化ビニールなどから構成され、ベー
ス部材２の下面と略同じサイズに形成されている。そし
て、その上下両面には粘着層が形成されており、ベース
部材２の下面に隣接する２辺がベース部材２の外側へ突
出するように斜めにずらして取付けられている。このた
め、後述（図７参照）のように、屋根スラブ２０上面の
モジュール敷設面２１に太陽電池モジュール１を敷設し
た状態で、隣接する防水シート５が略隙間なく突き合わ
されて配置され、その境界部５ａはベース部材２の下側
に配置される。但し、防水シート５は、接着剤等により
ベース部材２及びモジュール敷設面２１に固定してもよ
い。また、防水シート５をベース部材２の下面よりも大
きなサイズに形成し、隣接する防水シート５の側縁をラ
ップさせてもよい。
【００２１】次に、前記太陽電池モジュール１の作用に
ついて説明する。ベース部材２が強度、剛性に優れた水
硬性結合材を用いて作製されているので、太陽電池パネ
ル４の強度、剛性が大幅に高められ、この太陽電池モジ
ュール１を建築用パネルとしてそのまま用いることが可
能となる。
ついて説明する。ベース部材２が強度、剛性に優れた水
硬性結合材を用いて作製されているので、太陽電池パネ
ル４の強度、剛性が大幅に高められ、この太陽電池モジ
ュール１を建築用パネルとしてそのまま用いることが可
能となる。
【００２２】このため、建築物の外壁や屋根スラブ２０
に沿って太陽電池モジュール１を配置させたり、建築物
の外壁や屋根スラブ２０の一部を太陽電池モジュール１
で構成することが可能となり、建築物の外観低下を防止
することが可能となるし、太陽電池モジュール１を剥離
する方向への風の悪影響も効果的に防止されることにな
る。
に沿って太陽電池モジュール１を配置させたり、建築物
の外壁や屋根スラブ２０の一部を太陽電池モジュール１
で構成することが可能となり、建築物の外観低下を防止
することが可能となるし、太陽電池モジュール１を剥離
する方向への風の悪影響も効果的に防止されることにな
る。
【００２３】また、断熱材３及びベース部材２により太
陽電池パネル４の背面側からの放熱が抑制され、太陽電
池素子の温度上昇が効率的になされるので、太陽電池素
子として安価に製作可能な非晶質シリコン系半導体を用
いた場合においても、光劣化を防止して十分な発電効率
を得ることが可能となる。更に、断熱材３により建築物
側への伝熱や建築物側からの放熱が抑制されるので、建
築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を節減出来
る。
陽電池パネル４の背面側からの放熱が抑制され、太陽電
池素子の温度上昇が効率的になされるので、太陽電池素
子として安価に製作可能な非晶質シリコン系半導体を用
いた場合においても、光劣化を防止して十分な発電効率
を得ることが可能となる。更に、断熱材３により建築物
側への伝熱や建築物側からの放熱が抑制されるので、建
築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を節減出来
る。
【００２４】また、太陽電池モジュール１の背面側に防
水シート５を設けてあるので、建築物側の防水構造を簡
素化したり省略したりすることが可能となる。しかも、
防水シート５をベース部材２の背面に斜めにずらして取
付けるという簡単な構成で、隣接する太陽電池モジュー
ル１の防水シート５の境界部５ａをベース部材２の背面
側に配置させて防水性を向上出来る。
水シート５を設けてあるので、建築物側の防水構造を簡
素化したり省略したりすることが可能となる。しかも、
防水シート５をベース部材２の背面に斜めにずらして取
付けるという簡単な構成で、隣接する太陽電池モジュー
ル１の防水シート５の境界部５ａをベース部材２の背面
側に配置させて防水性を向上出来る。
【００２５】次に、前記太陽電池モジュール１の変形例
について説明する。尚、前記実施例と同一部材には同一
符号を付してその詳細な説明を省略する。 （１）図４に示す太陽電池モジュール１Ａのように、ベ
ース部材２の表面側に太陽電池パネル４を、また背面側
に断熱材３を設け、これら３者を接着剤等で一体的に結
合してもよい。この場合には、建築用パネルとしてこの
太陽電池モジュール１Ａを用いたときにおける、建築物
側への伝熱や建築物からの放熱が一層効果的に抑制され
ることになり、建築物の室内温度調整用のエネルギー消
費量を節減出来る。また、断熱材３として比較的軟質な
素材のものを用いると、太陽電池モジュール１Ａを積段
したときにおける太陽電池パネル４表面の損傷を防止出
来、太陽電池モジュール１Ａの輸送が容易になる。
について説明する。尚、前記実施例と同一部材には同一
符号を付してその詳細な説明を省略する。 （１）図４に示す太陽電池モジュール１Ａのように、ベ
ース部材２の表面側に太陽電池パネル４を、また背面側
に断熱材３を設け、これら３者を接着剤等で一体的に結
合してもよい。この場合には、建築用パネルとしてこの
太陽電池モジュール１Ａを用いたときにおける、建築物
側への伝熱や建築物からの放熱が一層効果的に抑制され
ることになり、建築物の室内温度調整用のエネルギー消
費量を節減出来る。また、断熱材３として比較的軟質な
素材のものを用いると、太陽電池モジュール１Ａを積段
したときにおける太陽電池パネル４表面の損傷を防止出
来、太陽電池モジュール１Ａの輸送が容易になる。
【００２６】（２）図５に示す太陽電池モジュール１Ｂ
のように、ベース部材２Ｂの外縁部に上方へ延びる枠部
１５を形成し、枠部１５の上端部に太陽電池パネル４の
上側の延びる係止部１６を形成してもよい。この場合に
は、太陽電池パネル４及び断熱材３を型枠にセットした
状態で、ベース部材２の素材としての混合体を型枠内に
打設することで、太陽電池パネル４と断熱材３とベース
部材２Ｂとを一体的に結合することが可能となる。この
太陽電池モジュール１Ｂにおいては、積段しても太陽電
池パネル４の表面が傷つくことはないので、輸送性を高
めることが可能となる。尚、太陽電池モジュール１、１
Ａ、１Ｂのサイズや形状は、建築物等に対する取付け部
位等に応じて適宜に設定することが可能である。
のように、ベース部材２Ｂの外縁部に上方へ延びる枠部
１５を形成し、枠部１５の上端部に太陽電池パネル４の
上側の延びる係止部１６を形成してもよい。この場合に
は、太陽電池パネル４及び断熱材３を型枠にセットした
状態で、ベース部材２の素材としての混合体を型枠内に
打設することで、太陽電池パネル４と断熱材３とベース
部材２Ｂとを一体的に結合することが可能となる。この
太陽電池モジュール１Ｂにおいては、積段しても太陽電
池パネル４の表面が傷つくことはないので、輸送性を高
めることが可能となる。尚、太陽電池モジュール１、１
Ａ、１Ｂのサイズや形状は、建築物等に対する取付け部
位等に応じて適宜に設定することが可能である。
【００２７】次に、前記太陽電池モジュール１を既設の
ビルの屋根スラブ２０に設置する場合における敷設構造
について説明する。尚、太陽電池モジュール１Ａ、１Ｂ
においても、太陽電池モジュール１と同様に取り扱うこ
とが可能なので、その詳細な説明は省略する。
ビルの屋根スラブ２０に設置する場合における敷設構造
について説明する。尚、太陽電池モジュール１Ａ、１Ｂ
においても、太陽電池モジュール１と同様に取り扱うこ
とが可能なので、その詳細な説明は省略する。
【００２８】図６、図７に示すように、ビルの屋根スラ
ブ２０の一側部には３つのダストシュート２２が設けら
れ、外周部にはパラペット２３が立設され、中央部には
アンテナ架台２４やマンホール２５などが設けられてい
る。屋根スラブ２０の上面及びパラペット２３の内面に
は防水層２６が形成されており、この防水層２６の上面
のモジュール敷設面２１に太陽電池モジュール１と通路
形成用ブロック３０とが敷設されている。
ブ２０の一側部には３つのダストシュート２２が設けら
れ、外周部にはパラペット２３が立設され、中央部には
アンテナ架台２４やマンホール２５などが設けられてい
る。屋根スラブ２０の上面及びパラペット２３の内面に
は防水層２６が形成されており、この防水層２６の上面
のモジュール敷設面２１に太陽電池モジュール１と通路
形成用ブロック３０とが敷設されている。
【００２９】通路形成用ブロック３０は、図７、図８に
示すように、太陽電池モジュール１と同じ平面形状で同
じサイズのブロック状の部材で、その下部には４つの脚
部３１が形成されており、敷設した状態で通路形成用ブ
ロック３０の上壁部と防水層２６間には主要配線３２を
通すための配線通路３３が形成される。通路形成用ブロ
ック３０は、図６にハッチングで示すように、モジュー
ル敷設面２１を８つの発電領域に分割するように、建築
物のモジュール敷設面２１の幅方向の略中央部に建築物
の長手方向に沿って敷設されるとともに、ダストシュー
ト２２に対応する位置において幅方向両側へ敷設されて
いる。但し、通路形成用ブロック３０の敷設レイアウト
については適宜設定することが可能である。発電領域に
は太陽電池モジュール１が略隙間なく敷設され、その配
線は最寄りの通路形成用ブロック３０の配線通路３３へ
導出されている。
示すように、太陽電池モジュール１と同じ平面形状で同
じサイズのブロック状の部材で、その下部には４つの脚
部３１が形成されており、敷設した状態で通路形成用ブ
ロック３０の上壁部と防水層２６間には主要配線３２を
通すための配線通路３３が形成される。通路形成用ブロ
ック３０は、図６にハッチングで示すように、モジュー
ル敷設面２１を８つの発電領域に分割するように、建築
物のモジュール敷設面２１の幅方向の略中央部に建築物
の長手方向に沿って敷設されるとともに、ダストシュー
ト２２に対応する位置において幅方向両側へ敷設されて
いる。但し、通路形成用ブロック３０の敷設レイアウト
については適宜設定することが可能である。発電領域に
は太陽電池モジュール１が略隙間なく敷設され、その配
線は最寄りの通路形成用ブロック３０の配線通路３３へ
導出されている。
【００３０】次に、前記太陽電池モジュール１の敷設構
造の作用効果について説明する。太陽電池モジュール１
を屋根スラブ２０上に敷設してあるので、太陽電池モジ
ュール１が風で煽られたりすることが確実に防止され
る。また、建築物側への伝熱や建築物側からの放熱が抑
制され、建築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を
節減出来る。更に、屋根スラブ２０上がスッキリした構
造となり、建築物の外観低下も防止される。
造の作用効果について説明する。太陽電池モジュール１
を屋根スラブ２０上に敷設してあるので、太陽電池モジ
ュール１が風で煽られたりすることが確実に防止され
る。また、建築物側への伝熱や建築物側からの放熱が抑
制され、建築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を
節減出来る。更に、屋根スラブ２０上がスッキリした構
造となり、建築物の外観低下も防止される。
【００３１】また、通路形成用ブロック３０の配線通路
３３に主要配線３２を配置させて、この主要配線から個
々の太陽電池モジュール１へ配線を接続してあるので、
太陽電池モジュール１に対する配線処理が容易になる。
また、太陽電池モジュール１の保守点検時には、通路形
成用ブロック３０を移動用の通路として活用することが
可能となる。更に、太陽電池モジュール１に防水シート
５を設けてあるので、建築物を新設する場合には、屋根
スラブ２０の防水層２６を省略することが可能となる
し、既設の建築物に太陽電池モジュール１を設ける場合
には、既存の防水層２６をこの防水シート５で補強する
ことが可能となる。
３３に主要配線３２を配置させて、この主要配線から個
々の太陽電池モジュール１へ配線を接続してあるので、
太陽電池モジュール１に対する配線処理が容易になる。
また、太陽電池モジュール１の保守点検時には、通路形
成用ブロック３０を移動用の通路として活用することが
可能となる。更に、太陽電池モジュール１に防水シート
５を設けてあるので、建築物を新設する場合には、屋根
スラブ２０の防水層２６を省略することが可能となる
し、既設の建築物に太陽電池モジュール１を設ける場合
には、既存の防水層２６をこの防水シート５で補強する
ことが可能となる。
【００３２】尚、本実施例では、屋根スラブ２０上に太
陽電池モジュール１を設置した場合について説明した
が、ビルの外壁やビル以外の建築物の外壁等に対しても
本発明を同様に適用出来る。また、新設される建築物に
適用する場合には、太陽電池モジュール１を主体として
ビルの外壁等を構成することも可能である。
陽電池モジュール１を設置した場合について説明した
が、ビルの外壁やビル以外の建築物の外壁等に対しても
本発明を同様に適用出来る。また、新設される建築物に
適用する場合には、太陽電池モジュール１を主体として
ビルの外壁等を構成することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】請求項１及び２に係る高強度太陽電池モ
ジュールの敷設構造によれば、水硬性結合材で保形され
たベース部材により太陽電池パネルの強度、剛性が大幅
に高められるので、この太陽電池モジュールを、建築用
パネルとしてそのまま用いることが可能となる。つま
り、この太陽電池モジュールを建築物の外壁や屋根スラ
ブに沿って配置させたり、建築物の外壁や屋根スラブの
一部として用いることで、建築物の外観低下や、太陽電
池モジュールを剥離する方向への風の悪影響を効果的に
防止出来る。また、断熱材やベース部材により太陽電池
パネルの背面側からの放熱が抑制され、太陽電池素子の
温度上昇が効率的になされるので、太陽電池素子として
安価に製作可能な非晶質シリコン系半導体を用いた場合
においても、太陽電池素子の光劣化を防止して十分な発
電効率を得ることが可能となる。しかも、建築用パネル
としてこの太陽電池モジュールを用いた場合には、建築
物側への伝熱や建築物側からの放熱が抑制されるので、
建築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を節減出来
る。更に、ベース部材の背面側に設けた防水シートによ
り、建築物側への雨水等の侵入が防止されるので、建築
物の防水処理を簡略化したり省略できる。更にまた、防
水シートとして比較的軟質な素材のものを用いると、太
陽電池モジュールを積段したときにおける太陽電池パネ
ル表面の損傷を防止出来、太陽電池モジュールの輸送が
容易になる。
ジュールの敷設構造によれば、水硬性結合材で保形され
たベース部材により太陽電池パネルの強度、剛性が大幅
に高められるので、この太陽電池モジュールを、建築用
パネルとしてそのまま用いることが可能となる。つま
り、この太陽電池モジュールを建築物の外壁や屋根スラ
ブに沿って配置させたり、建築物の外壁や屋根スラブの
一部として用いることで、建築物の外観低下や、太陽電
池モジュールを剥離する方向への風の悪影響を効果的に
防止出来る。また、断熱材やベース部材により太陽電池
パネルの背面側からの放熱が抑制され、太陽電池素子の
温度上昇が効率的になされるので、太陽電池素子として
安価に製作可能な非晶質シリコン系半導体を用いた場合
においても、太陽電池素子の光劣化を防止して十分な発
電効率を得ることが可能となる。しかも、建築用パネル
としてこの太陽電池モジュールを用いた場合には、建築
物側への伝熱や建築物側からの放熱が抑制されるので、
建築物の室内温度調整用のエネルギー消費量を節減出来
る。更に、ベース部材の背面側に設けた防水シートによ
り、建築物側への雨水等の侵入が防止されるので、建築
物の防水処理を簡略化したり省略できる。更にまた、防
水シートとして比較的軟質な素材のものを用いると、太
陽電池モジュールを積段したときにおける太陽電池パネ
ル表面の損傷を防止出来、太陽電池モジュールの輸送が
容易になる。
【００３４】更にまた、配線通路を有する通路形成用ブ
ロックにより、モジュール敷設面を複数の発電領域に分
割してあるので、高強度太陽電池モジュールに対する配
線処理が容易になるし、通路形成用ブロックを点検通路
として活用することが可能になり、高強度太陽電池モジ
ュールの保守点検が容易になる。また、通路形成用ブロ
ックを高強度太陽電池モジュール と同じ平面形状で同じ
高さに構成してあるので、モジュール敷設面の割付けが
容易になり、割付け自由度も大きくなる。
ロックにより、モジュール敷設面を複数の発電領域に分
割してあるので、高強度太陽電池モジュールに対する配
線処理が容易になるし、通路形成用ブロックを点検通路
として活用することが可能になり、高強度太陽電池モジ
ュールの保守点検が容易になる。また、通路形成用ブロ
ックを高強度太陽電池モジュール と同じ平面形状で同じ
高さに構成してあるので、モジュール敷設面の割付けが
容易になり、割付け自由度も大きくなる。
【００３５】請求項３のように構成すると、隣接する防
水シートの境界部が高強度太陽電池モジュールの下側に
配置されることから、境界部からの漏水が一層効果的に
防止されて防水性が高くなる。
水シートの境界部が高強度太陽電池モジュールの下側に
配置されることから、境界部からの漏水が一層効果的に
防止されて防水性が高くなる。
【図１】 太陽電池モジュールの縦断面図
【図２】 太陽電池モジュールの斜視図
【図３】 太陽電池パネルの縦断面図
【図４】 他の構成の太陽電池モジュールの縦断面図
【図５】 他の構成の太陽電池モジュールの縦断面図
【図６】 太陽電池モジュールを敷設した屋根スラブの
平面図
平面図
【図７】 太陽電池モジュールを敷設した屋根スラブの
縦断面図
縦断面図
【図８】 通路形成用ブロックの斜視図
１ 太陽電池モジュール ２ ベース部材
３ 断熱材 ４ 太陽電池パ
ネル ５ 防水シート ５ａ 境界部 ６ 配設通路 １０ 透光ベース板 １１ 太陽電池素
子層 １２ 充填材 １３ バックシー
ト １４ 配線 １Ａ 太陽電池モジュール １Ｂ 太陽電池モ
ジュール ２Ｂ ベース部材 １５ 枠部 １６ 係止部 ２０ 屋根スラブ ２１ モジュール
敷設面 ２２ ダストシュート ２３ パラペット ２４ アンテナ架台 ２５ マンホール ２６ 防水層 ３０ 通路形成用ブロック ３１ 脚部 ３２ 主要配線 ３３ 配線通路
ネル ５ 防水シート ５ａ 境界部 ６ 配設通路 １０ 透光ベース板 １１ 太陽電池素
子層 １２ 充填材 １３ バックシー
ト １４ 配線 １Ａ 太陽電池モジュール １Ｂ 太陽電池モ
ジュール ２Ｂ ベース部材 １５ 枠部 １６ 係止部 ２０ 屋根スラブ ２１ モジュール
敷設面 ２２ ダストシュート ２３ パラペット ２４ アンテナ架台 ２５ マンホール ２６ 防水層 ３０ 通路形成用ブロック ３１ 脚部 ３２ 主要配線 ３３ 配線通路
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平７−18797（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−244445（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−346557（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−44928（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−40513（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭60−104519（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−50146（ＪＰ，Ｕ)
実開 平７−6344（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−22437（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−42620（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E04D 1/30 603
E04D 13/00
E04D 13/18
H01L 31/042
Claims (4)
- 【請求項１】 水硬性結合材を用いて作製されたブロッ
ク状のベース部材の表面側に断熱材と太陽電池パネルと
をベース部材側から順番に積層状に設け、ベース部材の
背面側に防水シートを積層状に設けた高強度太陽電池モ
ジュールと、 前記高強度太陽電池モジュールと同じ平面形状で同じ高
さのブロックであって主要配線を通すための配線通路を
有し太陽電池パネルを有しない通路形成用ブロックと、 を備え、建築物のモジュール敷設面に複数の通路形成用
ブロックを連ねて敷設し、モジュール敷設面を複数の発
電領域に分割するとともに、これら複数の発電領域に高
強度太陽電池モジュールを略隙間なく敷設し、その配線
を最寄りの配線通路へ導出させた高強度太陽電池モジュ
ールの敷設構造。 - 【請求項２】 水硬性結合材を用いて作製されたブロッ
ク状のベース部材の表面側に太陽電池パネルを積層状に
設け、ベース部材の背面側に断熱材を積層状に設け、断
熱材の背面側に防水シートを設けた高強度太陽電池モジ
ュールと、 前記高強度太陽電池モジュールと同じ平面形状で同じ高
さのブロックであって主要配線を通すための配線通路を
有し太陽電池パネルを有しない通路形成用ブロックと、 を備え、建築物のモジュール敷設面に複数の通路形成用
ブロックを連ねて敷設し、モジュール敷設面を複数の発
電領域に分割するとともに、これら複数の発電領域に高
強度太陽電池モジュールを略隙間なく敷設し、その配線
を最寄りの配線通路へ導出させた高強度太陽電池モジュ
ールの敷設構造。 - 【請求項３】 防水シートをベース部材の背面に対して
隣接する２辺がベース部材の外側へ突出するように斜め
にずらして取付け、隣接する高強度太陽電池モジュール
の防水シート同士の境界部を高強度太陽電池モジュール
の下側に配置させた請求項１又は２記載の高強度太陽電
池モジュールの敷設構造。 - 【請求項４】 前記ベース部材の背面側に太陽電池パネ
ルの配線を通路形成用ブロックの配線通路へ導出するた
めの配設通路を形成した請求項１〜３のいずれか１項記
載の高強度太陽電池モジュールの敷設構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28696195A JP3511759B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高強度太陽電池モジュールの敷設構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28696195A JP3511759B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高強度太陽電池モジュールの敷設構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125607A JPH09125607A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3511759B2 true JP3511759B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=17711201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28696195A Expired - Fee Related JP3511759B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高強度太陽電池モジュールの敷設構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511759B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4525238B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2010-08-18 | 住友ベークライト株式会社 | シート防水構造における太陽光発電システム |
| WO2011073303A2 (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | Daniel Lepori | Substantially two-dimensional construction element |
| CN202073247U (zh) * | 2011-02-16 | 2011-12-14 | 邓传利 | 太阳能光伏墙砖 |
| JP4916588B1 (ja) * | 2011-11-21 | 2012-04-11 | エンジェル合同会社 | 太陽光発電パネル装置 |
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-
1995
- 1995-11-06 JP JP28696195A patent/JP3511759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09125607A (ja) | 1997-05-13 |
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