JP6297554B2 - ソーラーパネルをコーティングする方法 - Google Patents

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Description

〔関連出願〕
本願発明は、２０１２年７月２３日に出願された豪州出願公開第２０１２９０３１３７号の優先権を主張するものであり、その開示事項は参照物として本願に組み込まれる。
本願発明は、ソーラーパネルによって製造される電力を切ってパネルを電気的に安全にする方法に関する。特に、本発明は、スプレーできる、注ぐことができる、または、ブラシで塗ることができる構成物と、火災または洪水の状況においてソーラーパネルをコーティングするための構成物の使用とに関し、或いは、メンテナンス目的でパネルを電気的に無効化することにも関し、この出願を参照に説明されるだろう。しかしながら、本発明は、これらの特定の分野の使用に限定されるものではないことが理解されるだろう。
先行技術の以下の説明は、本発明を適切な技術内容に位置づけるように、かつ、その利点がより完全に理解されるように提供される。しかしながら、明細書に亘る先行技術のいかなる説明も、このような先行技術が公知である、または、当分野における一般常識の一部を形成するような黙示的な承認であると受け止められるべきではない。
エネルギーコストは急速に上がり、社会は、必死に温室効果ガス排出を低減する方法を必死に探し求めている。ソーラーパネルは、代替エネルギー源として考慮されている選択肢の最も広く採用されている１つになった。太陽電池（光電池または光電管とも呼ばれる）は、光のエネルギーを光起電力効果によって直接電気に変換する固体電気装置である。セルの組立体は、日光からエネルギーを受け取るために使用されるソーラーモジュールを作るために使用され、ソーラーパネルとして公知である。
太陽エネルギー技術への関心は、急速に高まっている。多くの政府機関省庁及び産業が毎年大金をつぎ込み、より効率的なセルの調査をしている。光電池製造が、２年毎にエネルギーを倍にしてきており、世界の最速成長エネルギー技術であることが推定されている。また、豪州の家の２％がソーラーパネルシステムを設置していると推定されており、ここ数十年に亘りかなり広まることが予想されている。他の国々は、この技術を既により多く採用しており、いくつかの国々は、住居の５％以上がソーラーパネルシステムを設置している。ソーラー技術は、市街地の建物に適応可能なだけでなく、主要電力に繋ぐことがコスト的にも難しい商業的、遠隔的、または、田舎での適用においても、商業的かつ産業的な用途における効率性において有利なため際立った実用性が見出される。
建物の屋根に設置されたソーラーパネルは、日中に太陽光を吸収し、すぐにそれを直流電流の電気エネルギーに変換する。次いで電気は、インバーターに流れ、家での使用のためにＤＣ電力を標準的な交流に変換する。ソーラーグリッドが発電しているときはいつでもこの電気は、商用電源と同期され、電気パネルが太陽エネルギー及び商用電力を家中に分配する。ある場合では、太陽光のピークの時間帯は、発電される太陽電気が家の必要電力を超え、商用メーターが反対に回ることも珍しくない。この場合、余分の電力は、電気会社に売り戻すことができる。商用電力は、夜と、家での需要が太陽発電を超えるときに自動的に供給される。あるシステムは、太陽が照っていない際に使用するための電気エネルギーを貯蔵するバッテリーも含む。
しかしながら、ソーラーパネルシステムに関連するいくつかの問題があり、特に、消防士及び救急作業員に与える安全性の課題がある。例えば、２００２年にスイスの消防士が、彼がソーラーパネルからの感電によって負傷したし、２００７年には、アリゾナの消防士が、消防活動中に二次的に感電した。この場合、家の電気は、ユーティリティボックスに保護されていたが、この事件で作業中の消防士は、ソーラーパネルシステムがまだ活きていることに気付かなかった。従って、消防士及び救急作業員は、今では、ソーラーパネルシステムを有する建物上で火災の地上作業を指揮する際は、ソーラーパネルシステムは、常に活性しているとみなされないといけないことを略例外なく訓練される。言い換えると、建物の電気がパネルで切られていたとしても、ユーティリティボックスの電気的に下流にあるもの全ては、まだ通電しているとみなす必要がある。例えば、雲がかかっている、霧、及び気温などの環境的要因がソーラーパネルシステムの性能に影響し得ることが知られているが、消防士及び救急作業員は、常に、通電している電気器具であるようにシステムを扱うように訓練される。
この問題を避けることを試みる上で、ある消防士は、救助用カバーで太陽光を遮蔽することによってソーラーパネルシステムを塞ぐことを試みた。これらの場合では、システムによって発電されるエネルギーは減らすことができるが、この解決策は、太陽を完全に遮蔽せず、システムは、犠牲者候補を感電させるのに十分な電気をまだ発電できる。また、これは、消防士及び救急作業員が屋根の上に登ってカバーを設置しないといけないことを意味し、それ自体が危険である。さらに、風が強い状況では、風でカバーが飛ばされること、または、不注意で外れたり、消防器具からの高圧水流で部分的に動かされたりすることもありがちである。
別の解決策では、ある消防士は、太陽光を遮蔽するために標準的な消防断熱材でソーラーパネルを覆うことを試みたが、似たような結果、すなわち、太陽光がまだ断熱材を貫通して、ソーラーパネルシステムが発電を継続する結果に至ることが分かった。この特定の例では、断熱材がパネルから滑り落ちる傾向があることがわかった。
ソーラーパネルがもたらす別の電気的な危険がある。例えば、消防士または救急作業員がソーラーセルを保護するガラスを割ってしまった場合、これは、システム内の内在するすべての電力が放電される可能性があり、致命的になり得る。また、消防士及び救急作業員は、露出した電線が屋根を通って空洞内に落ち、救助隊員を感電させ得ることから、屋根に太陽電池システムを有する構造物の屋根裏または屋根の下の空洞に入る際に極めて気を付ける必要がある。
別の危険は、多くの有害化学物質の使用を含む太陽電池そのものに関する。説明のために、火災または爆発の際、太陽電池は、これらの有害化学物質を放出し得え、それらの周辺で働く消防士及び救急作業員と、風下にいる任意の一般人に吸入する危険を与える。小さな住居システムの場合、危険に身をさらすことは比較的少ない。しかしながら、商業施設に見られるようなより大きなアレイは、消防士、救急作業員及び公衆が危険に身をさらすことになり易い。
火災が消されると、ソーラーパネルは、現場を片付けるために雇われた人たちに本当の危険を及ぼし続ける。構造物が破壊され、ソーラーパネルががれきの下に埋没されたとしても、依然としてパネルが電流を作ることが可能である。別の問題は、洪水中に引き起こされ得る。例えば、主電源配電盤が水位線より下にあり、かつ、屋根が水位線より上にある場合でも、パネルはまだ発電可能だろう。
ソーラーパネルが与える別の問題は、多くの消防署が消防自動車及び梯子車に備える「ホットスティック（hot stick）」は、交流のみを検知し、太陽電池及びインバーターは直流のため、ホットスティックを使ってソーラーパネルシステムが作動するかを判断することは、消防士を間違った安心感に誤らせる。電流がなかったとしても、アレイからの電線は、非接触の手段では検出されない電位差を有するだろう。
消防士の安全は最重要であり、典型的な近代の消火活動団は「動態的リスクアセスメント」に携わり、それは消防士が消防署から出発したときから始まる。言い換えると、火災になる前及びその過程で、火災自体の情報、火災の建物のタイプ、その可能性のある内容物、及び、建物の周囲の情報さえ消防士にフィードバックされる。これにより、消防士は、完全に情報を得た上で火災現場に到着することができ、従って、迅速で教育された決定を下すことができる。しかしながら、リスクが確認され、最小化されるまで消防士は作業に携わらないだろうし、ソーラーパネルがある場合、従来の方法でパネルの安全性を確認するのに貴重な時間が無駄になる。生命及び財産がこの遅れのせいで危険にさらされる。
米国特許第３，６１５，９７２号 米国特許第４，４２７，８３６号 米国特許第４，７３５，９９５号 米国特許第５，１０４，７３７号 米国特許第５，３１０，７８０号 米国特許第５，９１２，２９９号 国際公開００／２２０１６号（ＰＣＴ／ＵＳ９９／２３４２８） 米国特許第５，７３９，１９６号
本願発明の課題は、先行技術の１つ以上のデメリットを克服または改善する、または、少なくとも役立つ代わりの方法を提供することである。
第１の態様によると、本発明は、ソーラーパネルによって受光されている光量を低減し、かつ、その電気出力を低減するようにソーラーパネルをコーティングする方法を提供し、この方法は：
前記ソーラーパネルの受光領域を十分な厚みのコーティング組成物でコーティングするステップであって、コーティング組成物は、結果として前記ソーラーパネルの電気出力が所定レベルより小さくなるまで低減されるように光電池に届く光量を低減するように適合された、ステップを備える。
関連する態様によると、本発明は、ソーラーパネルの光電池によって受光される光量を低減するために前記ソーラーパネルの受光領域をコーティングする組成物を提供し、この組成物は：
結合剤；及び、
乳白剤；
を備え、
乳白剤は、ソーラーパネルの結果と生じる電気出力が所定レベルより小さくなるまで低減されるように、組成物の所定の膜厚が組成物を通過する光透過を低減するのに十分な量含まれる。
また、さらなる態様によると、本発明は、ソーラーパネルの受光領域上にコーティング組成物を送り出す装置であって、この装置は、
大量のコーティング組成物を保持するための容器；
コーティング組成物のスプレーまたは噴流を送り出すための送出しノズル；及び、
送出しノズルを介して容器からコーティング組成物をくみ上げるためのポンプ；
を備え、
ポンプ及び送出しノズルは、コーティング組成物が、比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として、かつ、少なくとも２ｍの距離まで送り出し可能なように構成される、装置を提供する。容器、送出しノズル、及びポンプは、流体連通する。
関連する態様によると、本発明は、ソーラーパネルの受光領域上にコーティング組成物を送り出すシステムであって、このシステムは、
受光領域上にコートされる際にソーラーパネルへの光透過を低減するように適合されたコーティング組成物；
大量のコーティング組成物を保持するための容器；
コーティング組成物のスプレーまたは噴流を送り出すための送出しノズル；及び、
容器からコーティング組成物をくみ上げ、送出しノズルを介して出すためのポンプ；
を備え、
ポンプ及び送出しノズルは、コーティング組成物が、比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として、かつ、少なくとも２ｍの距離まで送り出し可能なように構成される、システムを提供する。
好ましくは、さらに下記で説明されるように、ソーラーパネルの所定の電気出力レベルは、生理学的影響を及ぼすレベルより小さい。
好ましくは、ポンプ及び送出しノズルは、コーティング組成物が、比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として、かつ、約２ｍ、５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ、３０ｍ、４０ｍ、または、５０ｍの距離まで送り出し可能なように構成される。
さらなる態様によると、本発明は、ソーラーパネルの結果と生じる電気出力が所定レベルより小さくなるまで低減されるようにソーラーパネルの受光領域をコートするコーティング組成物の使用を提供する。好ましくは、ソーラーパネルの結果と生じる電気出力が所定レベルより小さくなるまで低減されるのに十分な厚みのコーティング組成物が、ソーラーパネルの光電池に届く光量を低減するように塗布される。
本発明は、ソーラーパネルシステムの迅速かつ効果的な電気無効化を可能にすることが理解されるだろう。有利に、パネルは、パネル自体から安全な距離から無効化され得、従って、消防士及び／または救急作業員が、パネルを電気無効化するためにパネルを支持する構造の上に物理的に登る必要を避けられる。本発明の方法は、特に火災及び洪水の状況における、設置されたソーラーパネルの使用周辺の安全性を向上させることを目的としている。しかしながら、本発明は、発送及び配達する前にソーラーパネルを事前コートするためにも利用され得、これにより、ソーラーパネルは、電気無効化された状態でその意図される設置場所に到着し、電気接続されてから、コーティングを取り除き、光電池を活性化し、発電を始められる。
本発明は、また、電気的に欠陥があるパネルを電気無効化するために利用され得る。過去に、火災の原因となる電気接続不良を有するソーラーパネルが売られていた。屋根の上にこの危険なソーラーパネルを有する人々は、ソーラーパネルを本職の電気技師を必要とする「安全な方法」で接続を外すように助言された。電気技師は、接続を外す前にパネルを電気無効化でき、最後に正常な電線を再接続することが望ましい。また、電気接続不良は、屋根の上にジャンプするスパークし、火災を引き起こし得る。これらのスパークは、本発明におけるコーティングを塗布することによってソーラーパネルを電気無効化することによって排除できる。
好ましくは、ソーラーパネルの電気出力が、０まで、または、少なくとも生理学的影響を及ぼすレベルより小さくなるまで低減される。また、本発明は、火災の消防活動している人、または、火災の後の片づけをする人にさえ、感電の可能性を最少化するように火災の前、間、または、後で、ソーラーパネルを電気無効化するために特に役立つ。また、本発明は、メンテナンスまたは検査目的のために、パネルを迅速、効果的、かつ、コスト効率よく電気無効化できるところに有効性を見出す。
本発明は、ソーラーパネルを破壊することなくソーラーパネルの電気無効化を可能にすることが理解されるだろう。さらにまた、本発明の組成物は、好ましくは、強風状態でも除去されず、または、水／雨で流されず、かつ、パネル及びコーティング組成物が塗布された周辺の構造物（例えば屋根タイルなど）から比較的容易に外される。本発明のコーティングは、塗布され、必要な際には好ましくは、ソーラーパネルまたは周辺の構造に跡をつけることのない単一の付着性シートとして除去されるように設計されている点において犠牲的であることが理解できるだろう。本発明のコーティングは、あるコーティングが何カ月も、または、延長された期間入居者がいないままである建物の場合は何年も、依然として有効であることが必要であるため、好ましくは、難燃添加剤、及び／または、コーティングが強力な日光で劣化しないようにＵＶ安定剤を含むように配合されることがさらに理解されるだろう。しかしながら、別の実施形態では、時間と共に劣化し、かつ、崩れ落ちるように、コーティング組成物がＵＶ安定剤を含なくてもよい。好ましくは、コーティング膜が水溶性ではない。
コーティング組成物に関連して、膜厚と乳白剤濃度との間に日光透過率における決定的または所定の低減を達成する関係が存在し、これにより、結果として生じるソーラーパネルの電気出力が、所定レベルより小さくなるまで低減されることが理解されるだろう。説明すると、体積したコーティング膜の厚みが厚いほど、光透過率の所定の低減をもたらすために比較的低減された量の乳白剤が必要とされ、その逆の場合も同じである。本発明は、特定の量の乳白剤または特定の膜厚に限定するものではない。日光の透過率の必要な低減をもたらす、膜厚と乳白剤濃度の全ての組み合わせが本発明の範囲内に含まれることが考えられる。しかしながら、コーティング組成物は、好ましくは、光透過率の低減を最大化するため、かつ、塗布される必要があるコーティング組成物の量を最少化するために高い乳白剤充填量を有する。
可能な組成物の膜厚は、１ミクロン〜２０００ミクロンである。しかしながら、好ましい膜厚は、約５、１０、２５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、及び、５００ミクロンである。５％〜５０％の乳白剤濃度が可能であるが、乳白剤は、通常、約５重量％〜２０重量％組み込まれる。
当業者は、乳白剤が、通常、コーティングシステムを不透明にするため、かつ、入射光の透過率を低減するためにコーティングシステム（この場合結合剤）に足される不活性物質であることに気付くだろう。乳白剤は、通常、結合剤とはかなり異なる屈折率を有し、二酸化チタン（鋭錐石とルチルの両方の形おける）及び／または炭酸カルシウムが、表面コーティングにおける乳白剤として使用される。しかしながら、酸化亜鉛、タルカムパウダー、カーボンブラック、拡張された、または拡張可能な熱可塑性微小球体（特許文献１参照）、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ社で製造される「ＲＯＰＡＱＵＥ ＯＰ−６２」（特許文献２参照）、及び、同類材料などの、別の乳白剤が当業者には既知ある。
好ましくは、日光の透過率は、本発明の組成物なしでの受光量、すなわち入射光の０％まで、または、１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、または７５％より小さくなるまで低減される。好ましくは、受光領域の１００％がコーティングされる。
組成物が、光電池によって受光される日光量を低減し、それによりソーラーパネルの電気出力を低減することが理解されるだろう。
１つの好ましい実施形態では、単一のコーティングが塗布されて所定または決定的な光透過率の低減を達成する。しかしながら、複数のコーティングが必要であってもよい。
本願は、光電池に透過する日光を遮蔽するためにソーラーパネルの表面をコーティングするためのコーティング材及びコーティング材の使用を提供し、これにより、効果的にパネルを無効化する。好ましくは、コーティングは、電流を０まで、または、少なくとも本願明細書に参照によって組み込まれるオーストラリア規格６０４７９．１：２００３のページ２２のｂ行に記載されているような生理学的影響を及ぼすレベルより小さくなるような所定または閾値レベルより小さくなるまで低減する。好ましくは、ソーラーパネルは電気無効化される。本発明は、ソーラーパネルによって作られるＤＣ電流を、上記のオーストラリア規格で規定されたような知覚閾値、及び／または、反応の閾値より小さくなるまで低減することを目的にしている。さらに、本発明の利点は、心室細動の可能性を５０％より小さく、好ましくは５％より小さく、さらに好ましくは１％より小さくなるまで低減することである。
コーティング組成物は、好ましくは、導電性でないように配合される。
本発明のために適切な結合剤は、コーティング組成物がおそらく火災にまたは火災の近くに向けられることから、水性のものである。しかしながら、少量の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が、組成物に組み入れられ得る。好ましいコーティング組成物の１つでは、水が組成物の約２０重量％〜約９５重量％の割合を占め、かつ、ブラシ、ローラー、または、スプレーでの塗布を容易にするため、組成物は、通常、約５０重量％〜９０重量％、最も好ましくは６０重量％〜８５重量％の水を最終的な組成物内に含む。本発明の水希釈性の膜成形コーティング組成物の組み合わされた不揮発性部分は、通常約５重量％のみの割合を占めるだろう。
本発明のコーティング組成物の結合剤は、少なくとも１つの水希釈性の膜成形ポリマーを備える。本願明細書で使用されているように、「膜形成ポリマー」との用語は、ポリマーが、全ての溶剤またはキャリアの蒸発で、かつ／または、ポリマーの硬化で、連続した膜を形成することができることを意味する。本願明細書で使用されているように、「水希釈性」との用語は、水に安定して分散され得るすべてのポリマーを含むことを意味し、かつ、水溶性ポリマー、分散液、エマルジョン、及び、ラテックスを含むことを意味する。揮発性成分は、主に水である、または、あり得る。
水溶性ポリマーは、通常、水溶性をもたらすポリマー上に十分な親水性及び／またはイオン・グループ（例えば酸またはアミン・グループ）を有する材料として、業界では理解される。多くの用途のために、少なくとも約２０００の数平均分子量を有するポリマーを利用することが好ましい。
水溶性ポリマーを生成する１つの一般的なアプローチは、水溶性をもたらすように後で中和され得る酸またはアミン・グループなどの、化学量論の過剰イオン・グループを有する反応物の縮合反応による。水溶性ポリエステル類、ポリ尿素、ポリウレタン、及び、他のポリマーが、このように用意され得る。
例えば、水酸基、アミン、及び／またはエポキシ官能性を有する反応物をもつ化学量論の過剰酸性基または過剰無水物基を有する反応物の結露重合反応は、水溶性をもたらすアミンなどの、ベースで中和されることができる酸性機能的なポリマーを生産することができる。同様に、水溶性ポリマーは、ポリカルボン酸、ポリエポキシド、ポリイソシアネート、及び、水溶性をもたらすように酸と中和され得るアミン機能ポリマーを生成するための他の材料などの共反応物を有する化学量論の余剰アミン官能性を有する反応物の反応によって生成され得る。
水溶性ポリマーを生成するための当業界で公知の別の方法は、水溶性をもたらすイオン基の中和が次いでなされる他の不飽和単量体を有する、アクリル酸、メタクリル酸ジメチルアミノエチル・アクリル酸塩などの酸またはアミン官能性を有する不飽和基の遊離ラジカル重合による。
代表例は、特許文献３に教示されるような水希釈性のアクリル改質ポリエステル；特許文献４に教示されるような酸官能空気乾燥ポリウレタン；及び、特許文献５及び６に教示されるようなポリウレタン分散液を含む。
水溶性ポリマーを生成する多くの他の方法も当業界で既知である。代表的な工業用水溶性樹脂は、Ｋｅｌｓｏｌ ＤＶ−５８６２、Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｒｅｚｉｍａｃ ＷＲ ７３−７３３１の水希釈性のアルキド樹脂、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌの水希釈性のエポキシ樹脂を含む。
他の水希釈性の膜形成ポリマーは、ラテックス樹脂を含む。代表例は、スチレン・ブタジエン・ラテックス、ポリ酢酸ビニル・ラテックス、アクリルラテックス、及びその多数を含む。これらのタイプのポリマーは、よく、エマルション重合によって用意され、反応性モノマー及び適切な開始剤は、乳化剤の存在下で水の中で乳化にされて水の中でポリマー粒子の安定した分散を提供する。本発明のある用途にとって、より疎水性であるラテックス樹脂を利用することは特に役立つ。これらのタイプのラテックスは、さらに疎水性であるモノマーを利用することによって、かつ、より感水性でない、または、ラテックス・ポリマー自体に直接組み入れられ得る界面活性剤または乳化剤を使用することによって典型的に用意される。
本発明の実施に便利なラテックスの代表例は、特許文献７及び８に教示されるラテックス・ポリマーを含む。本発明の実施に便利な代表的な工業用ラテックス樹脂は、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ社のＲｈｏｐｌｅｘ（登録商標）Ｍｕｌｔｉｌｏｂｅ ２００ （アクリルラテックス）、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ社のＲｈｏｐｌｅｘ（登録商標） ＡＣ−２６４ （アクリルラテックス）、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社からすべて入手可能なＮｅｏｃａｒ（登録商標）２３００（バーサティック酸ビニルベースのラテックス）、ＵＣＡＲ（登録商標）６５１（アクリル共重合体）、Ｕｌｔｒａｃｒｙｌ（登録商標）７０１（アクリルラテックス）、Ｎｅｏｃａｒ（登録商標）８２０（アクリルラテックス）、及び、Ｎｅｏｃａｒ（登録商標）７６５７及び７６５８（疎水性のアクリルラテックス）を含む。
好ましくは、結合剤は、室温より低いＴｇを有し、これにより、ゴム状である。
好ましくは、組成物は、それを付着させられるために、かつ。組成物が塗布される表面を湿潤するために、低い表面張力を有するように配合される。これらの材料は、組成物の表面張力を低くし、これにより、組成物が、基材を「湿潤」し、これにより、塗布工程を促進する。
便利な表面張力変更剤は、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４及びＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）ＴＧとの商品名で取引されるこれらのものを含む。
好ましくは、組成物は、ソーラーパネル上に離れたところかスプレー可能なように適合される。好ましい実施形態では、組成物は組成物が、適切なスプレー装置から放出される際に散布というより「噴流」または細流のままであるようにレオロジープロファイルを有するように配合される。好ましくは、組成物は、２ｍ、４ｍ、６ｍ、８ｍ、１０ｍまたは１５ｍまでの距離を略噴流の形のままである。別の実施形態では、組成物は、ブラシまたはローラーで塗布可能であり、あるいは、ソーラーパネルの上に直接注ぎかけることによってでさえ塗布される。
好ましくは、組成物は、所定のレオロジープロファイルを有するように配合され、すなわち、組成物は、ソーラーパネル上にスプレーされるなどの高せん状況下で低い粘度を示し、パネル上に一度堆積されるなどの低せん状況下では高い粘度を示す。組成物は、好ましくは、パネル上に留まり、かつ、垂れたり、流れたりしないように適合されることが理解されるだろう。一度堆積された組成物の著しい流れが、最終的な膜の厚みの低減に終わり、これにより、ソーラーパネルの受光領域に透過する光を多くする。
好ましくは、組成物は、使用待ちの際または長時間略浮遊状態であるようにも適合される。これは、救急作業員が事件に到着する際に、材料を混ぜて浮遊状態に戻す時間がないときに好ましい。
好ましくは、組成物は素早く乾くように適合され、例えば、１分〜５分以内に粘々になり、５分〜１０分で略乾く。所定時間内に粘々になるように、好ましくは、結合剤が。１つまたは２つの架橋剤を含む。当業者であれば、適切な架橋剤を知っているだろう。
好ましくは、結果として起こる乾燥した膜は、単一の膜として無孔表面から比較的容易に剥がすことができる粘着性を有する。この特徴により、ソーラーパネルが、それを電気無効化するように処理／コーティングされた後で、比較的容易に膜を除去できる。ましくは、「離型剤」は組成物に組み入れらない。このような離型剤は、当業者には周知であり、シリコーン含有化合物などの材料を含む。好ましくは、組成物は、コーティング組成物の耐火性を向上させる添加剤を含む。このような添加剤は、当業者には周知であり、陶製微小球体またはモノフォニックのリン酸アンモニウムなどの材料を含む。
ある好ましい実施形態では、組成物はＵＶ抑制剤を含まず、または、結果として起こる膜のＵＶ破壊を拡大する、または、促進する添加物を含む。この実施形態は、パネルへのアクセスが困難であり、かつ、ソーラーパネルは電源を切りたいが、短期間の後、発電を再び始めさせたい際に特に便利である。好ましくは、コーティング組成物の膜が、約２週間〜６週間以内に日光でかなり劣化するように組成物が適合される。この実施形態では、結果として生じた層が、その便利な寿命で役割を果たしたのち、もう必要でなくなると、太陽の作用が膜を劣化し、それが壊れやすくなり、風及び雨で落ち去る。ンクリートタイルなどの多孔性基材の上に堆積される任意のスプレーのかけ過ぎが、そこにいくらか吸収されやすく、剥がれ落ちにくくなることで、これは特に便利である。従って、ＵＶ抑制剤を含まない、または、分解触媒を含むと、時間に伴いスプレーをかけ過ぎた領域を「修正」する。しかしながら、ある実施形態では、比較的多い量のＵＶ抑制剤が含まれ、これにより、膜が日光によって劣化せず、ソーラーパネルが延長された期間電気無効化されたままになる。
ある好ましい実施形態では、組成物は、離型剤を含み、これにより、それが塗布された表面からコーティング膜が比較的容易に剥がされる。このような添加剤は、当業者には周知である。
ある場合では、コーティング組成物は、単にソーラーパネル状に注ぎかけられ得る。Hしかしながら、多くの場合、ソーラーパネルは、５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ、またはそれ以上の距離であり得る安全な距離からコーティングされる必要がある。このような場合、ソーラーパネル上にコーティング組成物を送り出すために特化された送出し装置が必要である。好ましくは、送出し装置は、大量の本発明のコーティング組成物を含むことができ、高圧下でコーティング組成物の短い集中射撃を送り出すことができ、かつ、比較的拘束された細流または噴流でその分量を送り出すことができる。こうすると、コーティング組成物のパルスが、最小限の過剰スプレー及び無駄で比較的正確にソーラーパネルに送り出され得る。言い換えると、コーティング組成物は、ノズルを介して送り出される際の噴霧化を避けるように適合される。これは、コーティング組成物のレオロジープロファイルを制御することで達成され得る。
１つの適切な送出し装置は、コーティング組成物のための容器またはタンクと、送出しノズルとを含む。送出しノズルは、操縦性をよくするためにホースでポンプに接続され得る。適切なポンプは、当業者には周知であり、例えば、遠心ポンプ、ピストン・ポンプ、螺旋形のポンプ、及び、ねじポンプである。別の実施形態では、容器／タンク内のコーティング組成物を加圧するために空気圧縮機が使用される。好ましいガスは、窒素、アルゴン及び二酸化炭素などの難燃性のものである。他の難燃性ガスは当業者には既知であろう
上述にように、組成物は、代替的にブラシ、ローラー、またはバケツによって塗布され得る。
好ましくは、組成物は、それ自体は燃えていないソーラーパネル上に堆積される。しかしながら、状況次第では、ソーラーパネルも引火し得る。このような場合、感電のリスクを最小化するためだけでなく、火を消すためにもソーラーパネルをコーティングすることが有利である。十分な量の水がコーティング組成物内に利用される場合、電気的にオフにされるのと同時にソーラーパネルの火が消され得る。
火災が夜あった場合、ソーラーパネルから感電するリスクはあまりないことが理解されるだろう。しかしながら、日光が照ると、パネルが再び「活発」になり、現場を片付けるため誰かのリスクを引き起こし得る。従って、日光の出る時間に感電を防止する手段として夜の火災でもパネルをコーティングすることは有利である。
多くの種類及びタイプの先行技術の表面コーティングが業界で既知である。あるコーティングは、装飾目的で使用され、本発明用、すなわち、電気的にパネルをオフにするために透過光の量を最少化するためには適切ではないだろう。別のコーティングは、例えば、表面への損傷を防止するように配合され、従って、無孔性表面から比較的容易に剥がすことができる頑強で丈夫な膜を提供することなどを考えて、特定の機能的な目的で配合される。本発明のコーティングは、その乾いた膜を通る光の透過を防ぐように適合されるが、好ましくは、基材から比較的容易に剥がすことができる頑強で丈夫な膜も提供する。従って、組成物は、膜を通過する光透過率を低減、抑止するように選択される、または、高い光反射率を有すように選択される、比較的多くの乳白剤の充填量を有するように配合される。
組成物は任意の色でよく、好ましくは、組成物は、例えば明るいオレンジのような典型的な屋根の色に対して容易に気付く色をもたらす色素で着色される。このことは、消防士が、組成物が塗布されたところが比較的簡単に分かり、ソーラーパネルが良好に覆われていることを確認できるようにする。このことは、パネルが覆われており、その住居が電気的に安全（少なくともソーラーパネルからは）であることの、他の人への明確に可視できる合図も提供する。しかしながら、ある実施形態では、組成物は白、黒、またはグレーで着色されてもよい。
また本発明は、光電池の電気出力のリアルタイム表示を提供することにおいて特に有利である。説明すると、住居の主電源がオフにされると、住居の電力出力は、消防士がパネルをコーティングする一方で、別の消防士によって（メイン／ユーティリティボックスで）測定され得る。光電池の電気反応は、略即時であり、電気出力ボックスをモニターしている人が、電力が０まで、または、有害な生理学的影響を及ぼすレベルより小さくなるまで低減されたことを報告するまで、コーティング組成物が連続的に塗布され得る。これにより、消防士は、十分なコーティングが塗布されたこと、及び、電力レベルが本当に低減されたことについてある程度自信を持てる。それなしでは、単なる予想、または、分からないままであろう。
光電池の電気出力は、電圧（Ｖ）、電流（Ａ）、及び、電力出力（Ｗ）で表されることが理解できるだろう。好ましくは、ソーラーパネル上の１００ミクロンのコーティングは、０．９ｋＷ／ｍ２〜１ｋＷ／ｍ２の日射を受容するコーティングされていないパネルの０．０５％〜０．１５％まで電流を低減する。好ましくは、ソーラーパネル上の１００ミクロンのコーティングは、０．９ｋＷ／ｍ２〜１ｋＷ／ｍ２の日射を受容するコーティングされていないパネルの５％〜１５％まで電圧を低減する。好ましくは、ソーラーパネル上の１００ミクロンのコーティングは、０．９ｋＷ／ｍ２〜１ｋＷ／ｍ２の日射を受容するコーティングされていないパネルの０．００５％〜０．０５％まで電力出力を低減する。電力出力の似たような低減が、コーティング組成物の正しい配合によって、より薄い、または、より厚いコーティングで達成され得ることが当業者には理解できるだろう。
本発明のコーティング組成物は、好ましくは、創造力は、ポリマーと、活性剤、難燃剤、及び、除去可能な消火剤として作用する粘着力調整剤を有する色素と、の均質化混合物を備える。コーティングは、光を遮蔽してソーラーパネルの電気出力を停止させる、個体のブランケットを形成する。塗布は、消火器などの圧力容器によって、または、手作業でのブラシ、ローラー、または、柔らかいはけによって、後で取り除ける個体のブランケットを形成する。
あるこの好ましい実施形態では、大量のコーティング組成物含む、１回使用の事前に充填された容器が提供される。コーティング組成物は、そこにコーティングされた際に、ソーラーパネルを電気的にオフにするように適合され、容器は、十分な量の高圧不活性ガスで事前に充填され、これにより、容器がコーティングを噴流として２ｍ、５ｍ、１０ｍ、または、より長い距離送り出すことができる。この実施形態では、容器は、消火器と類似したものだが、消火媒体が本発明のコーティング組成物を入れ替えられている。別の実施形態では、容器は、新しいコーティング組成物を足すことができ、かつ、容器を再度加圧し、再度使用することができるような手動ポンプを含む。
別の態様によると、本発明は、ソーラーパネルの受光領域上にコーティング組成物を送り出す装置であって、当該装置は、
大量のコーティング組成物を保持するための加圧可能容器；及び、
コーティング組成物のスプレーまたは噴流を送り出すための、容器と流体連通する送出しノズル； を備え、
容器は加圧可能であり、これにより、コーティング組成物が、比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として、かつ、少なくとも２ｍの距離まで送り出し可能であることを特徴とする装置を提供する。
好ましくは、装置は、高圧不活性ガスで十分に加圧され、これにより、コーティング組成物が比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として、かつ、約５ｍの距離まで送り出し可能である。好ましくは、装置は、ソーラーパネルの現場に使用できる状態で配達され、つまり、それがすでに大量のコーティング組成物を含み、かつ、すでに十分に加圧されている。好ましくは、送出しノズルは、要求に応じて費用がかかる組成物を分配するための手動トリガーを含む。
さらなる態様によると、本発明は、ソーラーパネルを電気的無効化する方法であって、方法は、
ａ）光電池に届く光量を低減するように適合されたコーティング組成物で前記ソーラーパネルの受光領域をコーティングするステップ、及び、
ｂ）ソーラーパネルの電気出力を測定するステップ、
を備え、
結果とし生じるソーラーパネルの電気出力が、所定レベルより小さくなるまで低減されてない場合は、次いで、ａ）及びｂ）が、電気出力が所定レベルより小さくなるまで繰り返されることを特徴とする方法を提供する。
本発明が、本願明細書に開示される実施形態及び特徴を備えるのと同時に、開示された実施形態及び特徴のすべての組み合わせ及び／または派生を含むことが理解するだろう。
下記の添付図を参照に、例示目的のみの好ましい実施形態が下記に説明されるだとう。
地上レベルからコートされる建物の屋根上に位置するソーラーパネルの図である。 約１ｋＷ／ｍ２の太陽光を受光する、コーティングなしのソーラーパネルの電流−電圧出力グラフのスクリーンショットである。 約１ｋＷ／ｍ２の太陽光を受光する、コーティングが表面に施されてから約２分後の、黒色色素を含む表面コーティングを有するソーラーパネルの電流−電圧出力グラフのスクリーンショットである。 約１ｋＷ／ｍ２の太陽光を受光する、コーティングが表面に施されてから約６２分後の、黒色色素を含む表面コーティングを有するソーラーパネルの電流−電圧出力グラフのスクリーンショットである。
［定義］
本願発明を説明し、請求する中で、以下の用語が、下記に記載される定義に従って使用されるだろう。本願で使用される用語は、本発明の特定の実施形態を説明する目的のみのためであり、限定する意向はないことが理解されるべきである。定義されてない限り、本願で使われる全ての技術的かつ科学的用語は、本発明に関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
内容が明確に要求しない限り、明細書及び請求の範囲に亘って、「備える」「備えている」及び同義語は、除外とは反対に包含する、または包括する意味で解釈されるべきであり、つまり、「含んでいるが、限定しない」という意味である。
作動例の他に、または、記されているところでは、本願明細書で使用される含有物の量または反応条件を表す全ての数字は、用語「約」によってすべてのケースにおいて変更されるように理解されるべきである。例は、発明の範囲を限定するものではない。下記おいて、または、記されているところでは、「％」は、「重量％」を意味し、「比率」は「重量配分比」を意味し、かつ、「部」は、「重量部」を意味する。
本願明細書で使用される用語「大部分」及び「十分に」は、記されていない限り、重さで５０％より多くを備えることを意味する。
終点を使用する数値範囲の記載は、その範囲内に包含されるすべての数字を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２．２．７５、３、３．８０、４、５等を含む）。
用語「好ましい」及び「好ましくは」は、所定の環境下で一定の利点を提供し得る発明の実施形態に言及する。しかしながら、別の実施形態も、同一または別の環境下において好ましいこともある。さらには、１つまたは複数の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が役に立たないとの意味を含まず、本発明の範囲から別の実施形態を除外する意図はない。
ここで本発明は、例示的であり、制限するものではないようにすべての局面において考慮されるべきである次の例を参照に説明される。
図１は、ソーラーパネルアレイ３上にコーティング組成物２をスプレーする人物１を示す。ソーラーパネルアレイ３は、建物５の屋根構造４上に配置され、十分なコーティング２が、ソーラーパネルアレイ３を十分に覆うように塗布され、ソーラーパネルの光電池への光透過率を低減し、ソーラーパネルアレイ３の電気出力を０まで低減し、それを電気的に安全な状態にする。コーティング組成物２は、地上レベルからスプレーされ、送出し装置６からくみ上げられる。送出し装置６は、大量のコーティング組成物を保持する容器７と、送出しノズル９を介して容器７からコーティング組成物をくみ上げるポンプ８とを備える。ポンプ８及び送出しノズル９は、コーティング組成物２が、比較的拘束された噴流またはスプレーの集中射撃として送り出し可能なように構成される。ソーラーパネルアレイ３が、地上レベルに位置してもよく、または、２階または３回建て建物の上に位置し得ることが理解されるべきである。
ソーラーパネル（ＥＴ Ｓｏｌａｒから提供される；ＥＴ−Ｍ５３６２０；２０ワットユニット；２９９ｍｍｘ６６２ｍｍ）は、おおむね直立位置に配置され、約６秒間に亘る表面コーティングでコートして、コートされたパネルにした。パネルをコートするのに使用されるコーティング材は、黒色色素を足したＳｐｒａｙｌａｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔａｐｅｅｌ Ｍｕｌｔｉｓｕｒｆａｃｅであった。足された色素の濃度は、約５重量％である。送出しシステムは、送出しノズル及びトリガーを有する加圧可能容器である。コーティング材が充填された際に、約４ｍ離れたところからソーラーパネルにスプレーできるように、容器は十分に加圧された。太陽電池の電流及び電圧出力は、コーティング作業中及びコーティング作業後に測定された。測定は、Prova 200 Solar Module AnalyserをＩ−Ｖ曲線のために、及び、TES 1333R Datalogging Solar Power Meterを日射測定のために使用して行われた。日射は約０．９〜１ｋＷ／ｍ２であった。
図２を参照すると、コートされていないパネルが、１．０５１Ａの最大電流、１７．０２Ｖの最大電圧、及び、１７．９Ｗの最大電力出力を発電したことがわかる。図３を参照すると、パネルがコートされて２分後には電圧が２．３７２Ｖに落ち、電流が０．９ｍＡに落ち、電力出力が２．０９ｍＷに落ちた。コーティングが塗布されて約１時間後には、パネルの電力出力が再度測定され、その結果は、コーティングが塗布された２分後のものと略同一であった（図４参照）。コートされたパネル電気出力は、上述の関連するオーストラリア規格について説明された、有害な生理学的影響を及ぼし得る値を下回る。
本発明が特定の例を参照して説明されたが、本発明が多くの別の形に変更され得ることが当業者には理解されるだろう。特に、種々の説明された例の任意のものの特徴は、任意の別の説明された例との任意の組み合わせで提供され得る。

Claims (11)

  1. ソーラーパネルの光電池によって受容されている光量を低減するために設置された前記ソーラーパネルをコーティングする方法であって、当該方法は、前記ソーラーパネルの受光領域を十分な厚みのコーティング組成物でコーティングするステップであって、前記コーティング組成物が、前記ソーラーパネルの受光領域を透過する光を低減させるように結合剤及び十分な量の乳白剤を備え、結果として前記ソーラーパネルの電気出力が所定レベルより小さくなるまで低減される、コーティングするステップを備え、
    前記コーティングするステップは、修理前または修理中、洪水状況前または洪水状況中、電気事故前または電気事故中、あるいは、火災状況前、火災状況中、又は火災の状況後になされる、方法。
  2. 前記コーティングの厚みは、５０〜１５０ミクロンであり、これにより、光透過を入射光の０．１％より小さくなるまで低減することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 結果として生じる電気出力は、コーティングを塗布しないソーラーパネルの電気出力と比較して電気出力の１％より小さくなるまで低減されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 結果として生じる電気出力は、電流で測定され、コートされていないパネルの電流の０．２０％より小さくなるまで低減される；または、
    結果として生じる電気出力は、電圧で測定され、コートされていないパネルの電圧の２０％より小さくなるまで低減される；または、
    結果として生じる電気出力は、ワット数で測定され、コートされていないパネルのワット数の０．１０％より小さくなるまで低減される；
    ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. コーティングが硬化した場合に、コーティング組成物が塗布されたソーラーパネル及び任意の周辺の構造物から安易にコーティングが剥がされるように、前記コーティング組成物が離型剤を含む；または、
    前記コーティング組成物は、難燃添加剤を含むように配合される；または、
    コーティングが日光において６週間に亘って劣化しないように、前記コーティング組成物がＵＶ安定剤を含むように配合される；
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記コーティング組成物が、５重量％〜２０重量％の前記乳白剤を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 前記乳白剤は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、タルカムパウダー、カーボンブラック、及び、これらの任意の組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記結合剤が、水溶性ポリマー、分散液、エマルジョン、及び、ラテックスから成る群から選ばれる水性結合剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 前記コーティング組成物は、ＵＶ抑制剤を含まないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記コーティング組成物は、付着性シートとして前記ソーラーパネルから除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 設置されたソーラーパネルを電気無効化する方法であって、当該方法は、
    ａ）前記ソーラーパネルの光電池に届く光量を低減するようにコーティング組成物で前記ソーラーパネルの受光領域をコーティングするステップであって、前記コーティング組成物が結合剤及び乳白剤を備え、これにより、前記コーティング組成物の膜が前記ソーラーパネルの受光領域を透過する光を低減させる、ステップ、及び、
    ｂ）前記ソーラーパネルの電気出力を測定するステップ、
    を備え、
    結果として生じる前記ソーラーパネルの前記電気出力が、所定レベルより小さくなるまで低減されてない場合は、次いで、ａ）及びｂ）が、前記電気出力が前記所定レベルより小さくなるまで繰り返され、前記コーティングするステップは、修理前または修理中、洪水状況前または洪水状況中、電気事故前または電気事故中、あるいは、火災状況前または火災状況中、又は火災の状況後になされることを特徴とする方法。
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