JP7256503B2 - 太陽光発電パネル、舗装構造体および壁面構造体 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電パネル、舗装構造体および壁面構造体に関する。

近年になって、火力発電や原子力発電とは異なり再生可能エネルギーを用いた発電が重要視されるようになってきた。再生可能エネルギーの中でも、太陽光発電はソーラーパネルの大量生産が可能であり、太陽光が照射され得る地上の至る所で発電可能なために有望視されている。また、世界各国の政府による導入政策も実施され、大規模な太陽光発電施設も運用されて総発電量も増加し、長期間の運用にも耐えうる実績を上げている。

電力を売却することを目的とした太陽光発電施設は、広い面積に大量のソーラーパネルを設置する必要があるため、山林や空き地などの広大な敷地を確保する必要がある。一方、小規模な発電設備であっても、ある一定以上の日照面積を確保する必要があるため、住宅やビルの屋上に設置されることが多い。しかし建築物の向きや形状などの状況によっては、屋上にソーラーパネルを設置することが困難なことや、必要な発電量が得られない場合もある。

そこで、設置面積を確保するために、道路の路面上にソーラーパネルを配置することも提案されている。例えば特許文献１には、内部に空洞を設け、内部に太陽電池を弾性体で保持した道路敷設用タイルが記載されている。また特許文献２には、可撓性基板の表面に可撓性を有する太陽電池セルを貼りつけて太陽電池モジュールを構成し、路面上に接着剤で太陽電池モジュールを貼り付けることが記載されている。

特開２００２－１１８２７９号公報 特開２０１３－０３８２２８号公報

しかし特許文献１の従来技術では、道路敷設用タイル内部に空洞を設けるため、耐荷重の性能向上に限界があることや、大面積化が困難であるなどの問題があった。また、道路敷設用タイルを複数敷設して太陽光発電のための面積を確保すると、道路敷設用タイル間に段差が生じやすく良好な走行性を確保することは困難であった。

同様に特許文献２の従来技術でも、路面上に太陽電池モジュールを貼り付けるため、走行車両が太陽電池モジュールを敷設した領域を通過する際に段差による衝撃や騒音が生じ、良好な走行性を確保することは困難であった。また、太陽電池モジュールの周縁部で接着剤が露出しており、劣化や剥離の問題が生じる可能性が高いという問題があった。

また、引用文献１，２に記載された技術では、車両や歩行者が道路上を通行する際のスリップ性能等については考慮されておらず、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することは困難であった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することが可能な太陽光発電パネル、舗装構造体および壁面構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の舗装構造体は、照射された光を電力に変換する光発電モジュールと、前記光を透過し、一面に前記光発電モジュールが貼り付けられる透光性支持部材と、前記透光性支持部材の他面上に形成され、前記光を透過する表面保護層と、前記光発電モジュールが載置される硬質舗装体と、を備え、前記光発電モジュールは、可撓性を有する発電セルと、透光性を有し前記発電セルの表裏面および側面を封止する封止材とを備え、前記硬質舗装体と前記封止材の裏面は接着剤層により固定され、前記表面保護層は、前記光を散乱する微粒子が少なくとも表面から突出し、前記微粒子は、体積百分率でＡｌ_２Ｏ_３を７０～８０％の範囲で含み、ＳｉＯ_２を２０～３０％の範囲で含むことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の舗装構造体は、照射された光を電力に変換する光発電モジュールと、前記光を透過し、一面に前記光発電モジュールが貼り付けられる透光性支持部材と、前記透光性支持部材の他面上に形成され、前記光を透過する表面保護層と、前記光発電モジュールが載置される硬質舗装体と、を備え、前記光発電モジュールは、可撓性を有する発電セルと、透光性を有し前記発電セルの表裏面および側面を封止する封止材とを備え、前記硬質舗装体と前記封止材の裏面は接着剤層により固定され、前記表面保護層は、前記光を散乱する微粒子が少なくとも表面から突出することを特徴とする。
また本発明の一態様では、前記接着剤層は、厚さが１～２０ｍｍの範囲である。

このような本発明の太陽光発電パネルでは、透光性支持部材に光発電モジュールを貼り付けることで大面積化を図り、表面保護層の微粒子で光を散乱して光発電モジュールに入射させるため、入射角度が小さい光でも良好に発電できる。これにより、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することが可能となる。

また本発明の一態様では、前記光発電モジュールは、アモルファスシリコンからなる発電セルを有している。

また本発明の一態様では、前記透光性支持部材は、ポリカーボネートからなる略板状の部材である。

また本発明の一態様では、前記微粒子は、粒径が０．２～４．０ｍｍの範囲である。

また本発明の一態様では、前記微粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｚｒ（ＯＨ）_４、ＺｒＳｉＯ_４、のうち少なくとも１つを含む。

本発明では、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することが可能な太陽光発電パネル、舗装構造体および壁面構造体を提供することができる。

第１実施形態を説明する図であり、図１（ａ）は太陽光発電パネル１０の構造例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は光発電モジュール１３の構造例を示す模式断面図であり、図１（ｃ）は表面保護層１６の構造例を示す模式断面図である。 太陽光発電パネル１０の製造方法を模式的に示す工程図である。 水浸状態での太陽光発電パネル１０の耐荷重性試験を示す模式図である。 太陽光発電パネル１０の発電量測定試験を模式的に示す図である。 太陽光発電パネル１０に対する光の入射角度と発電電圧の関係を示すグラフである。 第２実施形態における舗装構造体１００の製造方法を示す工程図である。 第３実施形態を説明する図であり、図７（ａ）は壁面構造体２００の構造例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は太陽光発電パネル２１０の構造例を示す模式断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１（ａ）は、本実施形態における太陽光発電パネル１０の構造例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は光発電モジュール１３の構造例を示す模式断面図であり、図１（ｃ）は表面保護層１６の構造例を示す模式断面図である。

図１（ａ）に示すように、太陽光発電パネル１０は、硬質舗装体１１上に、接着剤層１２と、光発電モジュール１３と、接着剤層１４と、透光性支持部材１５と、表面保護層１６が積層された構造を有している。以下の説明において、透光性とは全ての波長範囲の光を透過することを意味せず、発電に必要な光の波長を良好に透過することを意味している。例えば、可視光の一部を遮り着色されたように視認されるが、赤外光や赤色光を良好に透過するようなものであってもよい。

硬質舗装体１１は、道路の路面に用いられる材料で構成された舗装体であり、略平坦な面上に光発電モジュール１３を保持する部材である。硬質舗装体１１を構成する材料としては、歩行者や車両の通行が可能な硬度と耐久性を有するものであればよく、例えばアスファルト舗装体やコンクリート舗装体が挙げられる。また、舗装体の上面に遮熱性樹脂の塗布や遮熱モルタルの充填などを施工して遮熱性舗装とすることが好ましい。硬質舗装体１１を遮熱性舗装とすることで、硬質舗装体１１の蓄熱量を低減して光発電モジュール１３の温度上昇を抑制でき、発電効率維持や長寿命化を図ることができる。硬質舗装体１１の厚みは、歩行者や車両の通行に耐えられる必要がある。５０ｍｍ以上の厚みを有することが好ましい。

接着剤層１２は、硬質舗装体１１の表面上に塗布された接着剤の層であり、光発電モジュール１３を硬質舗装体１１上に固定するための部材である。接着剤層１２を構成する材料としては、電気的絶縁性を有し施工が容易な樹脂製材料を用いることが好ましく、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。接着剤層１２の厚みは、硬質舗装体１１と光発電モジュール１３を強固に接着して機械的強度を確保する必要があり、１～２０ｍｍ程度の厚みを有することが好ましい。

光発電モジュール１３は、光入射面と裏面を有して光入射面側に入射した光を電気エネルギーに変換する部材であり、裏面側が接着剤層１２により硬質舗装体１１に固定される。また、光発電モジュール１３は発電により生じた電流を外部に取り出す電気配線を備えており（図示省略）、電気配線は太陽光発電パネル１０の外部にまで延長されている。光発電モジュール１３は、図１（ｂ）に示すように発電セル１３ａの両面を封止材１３ｂ，１３ｃで被覆した構造を有している。

発電セル１３ａは、光を電気に変換する半導体材料と配線層により構成された部材であり、複数領域に形成された半導体材料を配線層で直列および／または並列に接続した構造を有している。発電セル１３ａの具体的な材料は限定されず、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ペロブスカイト結晶、化合物半導体、有機半導体等を用いることができる。また、発電セル１３ａの構造として、多接合型（タンデム型）や量子ドット型等の構造を用いてもよい。

封止材１３ｂ，１３ｃは、透光性と電気的絶縁性を有し、発電セル１３ａの表裏面および側面を封止して発電セル１３ａへの水分や空気の侵入を防止する部材である。封止材１３ｂ，１３ｃを構成する材料としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂を用いることができる。

接着剤層１４は、光発電モジュール１３の光入射面上に塗布された接着剤の層であり、
光発電モジュール１３と透光性支持部材１５を接着するための部材である。接着剤層１４を構成する材料としては、光を透過し電気的絶縁性を有するものであれば特に限定されず、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。接着剤層１４の厚みは、光発電モジュール１３と透光性支持部材１５を強固に接着して機械的強度を確保する必要があり、数ｎｍ～５ｍｍ程度の厚みを有することが好ましい。

透光性支持部材１５は、透光性を有する略平板状の部材であり、裏面側が接着剤層１４により光発電モジュール１３の光入射面に固定され、光発電モジュール１３を支持して剛性を確保する。透光性支持部材１５を構成する材料は限定されず、公知の樹脂やガラスを用いることができ、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

表面保護層１６は、透光性支持部材１５の表面側に形成された透光性を有する層であり、太陽光発電パネル１０の最表面で光入射面を構成する層である。表面保護層１６は、図１（ｃ）に示すように母材樹脂１６ａに微粒子１６ｂが混入された構造を有しており、微粒子１６ｂの少なくとも一部は母材樹脂１６ａの表面に露出されている。

母材樹脂１６ａを構成する材料としては、透光性、耐久性、耐候性、耐油性が良好なものが好ましく、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。微粒子１６ｂは、光を散乱する材料と粒径で構成されており、公知のガラスやセラミック等を用いることができる。道路の路面として必要な摩擦を生じるとともに光を良好に散乱するためには、微粒子１６ｂとしてＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２を含むことが好ましく、平均粒径が０．２～４．０ｍｍとすることが好ましい。微粒子１６ｂにおけるＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２の含有比率としては、体積百分率でＡｌ_２Ｏ_３を７０～８０％程度含み、ＳｉＯ_２を２０～３０％程度含むことが好ましい。

図１（ａ）では、光発電モジュール１３と接着剤層１２，１４が同じ面積で形成された例を示しているが、光発電モジュール１３の面積を硬質舗装体１１よりも小さくし、光発電モジュール１３の側面を含む周縁部を接着剤層１２，１４で覆うとしてもよい。光発電モジュール１３の側面部を接着剤層１２，１４で覆うことで、太陽光発電パネル１０全体の接着をより強固にすることができ、光発電モジュール１３を密封して水分の侵入を防止することもできる。

太陽光発電パネル１０を道路の路面を構成する舗装構造体として用いる場合には、熱による硬質舗装体１１の変形や、大型車両が通行する際の大荷重、走行車両のブレーキ使用時の摩擦荷重による衝撃等、機械的な応力が太陽光発電パネル１０に加わる。これらの機械的な応力に耐えるためには、光発電モジュール１３は柔軟性や可撓性を有することが好ましい。また、曇天時の微弱な光量でも発電できることが好ましい。これらの要求を満たすためには、光発電モジュール１３の発電セル１３ａにアモルファスシリコン薄膜を用いることが好ましく、封止材１３ｂ，１３ｃとしてシリコーン樹脂を用いることが好ましい。

また、光発電モジュール１３を良好に保護して支持するためには、透光性支持部材１５として耐久性と耐衝撃性に優れたポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。透光性支持部材１５の厚みは、機械的強度を確保するために０．５～１０ｍｍ程度の厚みを有することが好ましく、１～８ｍｍ程度の厚みを有することがさらに好ましい。

図２は、太陽光発電パネル１０の製造方法を模式的に示す工程図である。はじめに図２（ａ）に示すように光発電モジュール１３を用意する。次に図２（ｂ）に示すように、接着剤層１４を光発電モジュール１３の光入射面側に塗布し、透光性支持部材１５の裏面に貼り付ける。次に図２（ｃ）に示すように透光性支持部材１５の表面に表面保護層１６を形成する。表面保護層１６の形成方法としては、予め母材樹脂１６ａに微粒子１６ｂを混練して透光性支持部材１５上に塗布して硬化するとしてもよく、母材樹脂１６ａを透光性支持部材１５上に塗布して硬化前に微粒子１６ｂを表面上に散布し、その後に硬化するとしてもよい。最後に図２（ｄ）に示すように硬質舗装体１１上に接着剤層１２を塗布し、光発電モジュール１３の裏面側を硬質舗装体１１に貼り付ける。

本実施形態では、硬質舗装体１１を太陽光発電パネル１０に含めているが、硬質舗装体１１に貼り付ける前段階のものだけを太陽光発電パネル１０としてよい。その場合には、図２（ｃ）に示した光発電モジュール１３、接着剤層１４、透光性支持部材１５、表面保護層１６の積層構造が太陽光発電パネル１０として機能する。

本実施形態の太陽光発電パネル１０では、表面保護層１６に入射した光は微粒子１６ｂで一部が散乱されながら母材樹脂１６ａ、透光性支持部材１５、接着剤層１４を透過して光発電モジュール１３に入射する。光発電モジュール１３では、入射した光を電気エネルギーに変換して、電気配線を介して外部に電力を供給する。太陽光発電パネル１０の外部には、公知の二次電池や電圧変換回路等の外部回路が設けられており、電気配線に接続された外部回路によって太陽光発電パネル１０で発電された電気が利用される。

＜実施例＞
光発電モジュール１３として、発電セル１３ａがアモルファスシリコン薄膜で、封止材１３ｂ，１３ｃがシリコーン樹脂のフレキシブルなものを用意し、透光性支持部材１５として３００×３００×５ｍｍのポリカーボネート樹脂板を用意し、硬質舗装体１１として３００×３００×４０ｍｍのアスファルト舗装体を用意した。

次に、接着剤層１４としてエポキシ樹脂を光発電モジュール１３の光入射面に約１ｍｍ塗布し、透光性支持部材１５の裏面に光発電モジュール１３を貼り付けた。次に、透光性支持部材１５の表面に母材樹脂１６ａとしてアクリル樹脂を約１ｍｍ程度塗布し、微粒子１６ｂとしてＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２の含有比率が８：２で平均粒径が１ｍｍの骨材を母材樹脂１６ａ上に散布して硬化させて表面保護層１６を形成した。最後に、硬質舗装体１１の表面に接着剤層１２としてエポキシ樹脂を約２ｍｍ厚で形成し、光発電モジュール１３の裏面を貼り付けて硬化し、太陽光発電パネル１０の試供体を得た。

＜接着力試験＞
得られた試供体の太陽光発電パネル１０を用いてホイールトラッキング試験（ＷＴ試験）を行ったところ、接着剤層１２，１４や表面保護層１６の破損や剥離は見られなかった。ＷＴ試験は、試験輪の載荷重量は５トン輪荷重相当とし、３００ｍｍ角の試供体のほぼ全面に試験輪が通過するようにトラバース設定で行った。

＜すべり抵抗試験＞
ゴムのついた振り子式すべり抵抗器を用いてＢＰＮ方式（ＡＳＴＭ Ｅ３０３に準ずる）で表面保護層１６のすべり抵抗値を測定したところ、ＢＰＮは６０以上であった。

＜耐久性試験＞
夏場の温度上昇や雨天時などの天候条件に耐えうるか、路面の温度上昇を再現するためにハロゲンの１２０Ｗビームランプを１ｍの距離から６時間照射したところ、試供体は発電を継続して劣化は見られなかった。

また、乾燥状態および完全水浸状態でＷＴ試験を行ったところ、試供体が発電を継続することを確認した。図３は、水浸状態での太陽光発電パネル１０の耐荷重性試験を示す模式図である。試供体である太陽光発電パネル１０を容器２０内に載置し、太陽光発電パネル１０の全体が水３０に浸されるように容器２０内に水を貯め、試験輪４０を図中Ｘ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（紙面に垂直方向）に移動させる。太陽光発電パネル１０の表面保護層１６に対しては光を照射し続け、図示しない電気配線を介して太陽光発電パネル１０の電圧を測定する。

ここでＷＴ試験は、試験輪の載荷重量は５トン輪荷重相当とし、３００ｍｍ角の試供体のほぼ全面に試験輪が通過するようにトラバース設定で行った。また、温度は２０℃および６０℃であり、載荷時間は６時間で試験輪を約７５００回往復させた。

＜動的安定性試験＞
温度６０℃の乾燥状態でＷＴ試験を行い、試験開始から４５分後と６０分後の路面変形沈下量（変位量）を測定し、変位量から１ｍｍ変位するのに必要な試験輪の通過輪数を評価したところ、重交通道路に求められる３０００回／ｍｍ以上をクリアした。ＷＴ試験は、試験輪の荷重（大型車相当５トン輪荷重）とし、トラバースなしで１軌線往復の設定で行った。

＜角度依存性試験＞
図４は、太陽光発電パネル１０の発電量測定試験を模式的に示す図である。太陽光発電パネル１０の角度を変更できる台座上に載置して、太陽光発電パネル１０の中央から１ｍの距離に１０００Ｗのキセノンライトを配置し、表面保護層１６に対して光を照射した。測定には日清紡製のソーラーシミュレーター（Ｓｕｎ １０４０ｉ）を用い、上述した試供体と同様構造のものを３つ（Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓ３）と、比較例として光発電モジュール１３のみのものを３つ（Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３）で測定を行った。測定結果を表１に示す。

図５は、太陽光発電パネル１０に対する光の入射角度と発電電圧の関係を示すグラフである。表１および図５に示したように、試供体Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓ３でも、比較例Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３と同程度の平均電圧を得られている。したがって、光発電モジュール１３上に接着剤層１４、透光性支持部材１５、表面保護層１６を形成した太陽光発電パネル１０であっても、光発電モジュール１３と同程度の良好な発電効率を得られることがわかる。

また、入射角度が４５度以下の領域では、比較例Ｎｍ１，Ｎｍ２，Ｎｍ３よりも試供体Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓ３のほうが大きな平均電圧を得られている。これは、試供体Ａｓ１，Ａｓ２，Ａｓ３では表面保護層１６の表面に微粒子１６ｂが露出しているため、小さい入射角で到達した光が散乱され、光発電モジュール１３に光を効率よく取り込むことができていること示している。

上述したように本実施形態の太陽光発電パネル１０は、表面保護層１６の表面には光を散乱する微粒子１６ｂが露出しているため、外部からの光は良好に微粒子１６ｂによって散乱され、入射角度が小さい光も光発電モジュール１３で効率的に電力に変換することができる。また、表面保護層１６の表面に露出した微粒子１６ｂによって表面保護層１６の摩擦係数が増加し、太陽光発電パネル１０を路面に利用した場合にも、走行車両や歩行者がスリップすることを防止することができる。

また、表面保護層１６と透光性支持部材１５よりも下層に接着剤層１４を介して光発電モジュール１３を配置しているため、外部からの応力が光発電モジュール１３に加わり破損することを抑制できる。また、光発電モジュール１３自体に柔軟性や可撓性をもたせることで、外部からの応力による光発電モジュール１３の破損をさらに抑制することができる。

また、本実施形態の太陽光発電パネル１０は、接着力、対候性、すべり抵抗、耐荷重性、動的安定性、および発光量の角度依存性が良好であるため、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図６は、本実施形態における舗装構造体１００の製造方法を示す工程図である。

はじめに、図６（ａ）に示したように舗装構造体１００を施工する既設舗装体１１０を用意する。既設舗装体１１０は既に供用されている舗装道路であってもよく、新たに舗装道路を施工したものであってもよい。既設舗装体１１０の表面には区画線１１１等が形成されていてもよい。区画線１１１同士の中心間距離Ｗ１は車線幅員であり、例えば３０００ｍｍ程度である。

次に図６（ｂ）に示すように、既設舗装体１１０の表面を区画線１１１からマージンＷ２だけ残して幅Ｗ３にわたって深さｔ１だけ切削し、切削溝１１２を形成する（舗装切削工程）。マージンＷ２としては例えば５０ｍｍ程度であり、幅Ｗ３としては例えば２７５０ｍ程度である。切削溝１１２の深さｔ１としては、例えば３７ｍｍ程度である。

次に図６（ｃ）に示すように、切削溝１１２内部に硬質舗装体として表面が平坦なアスファルト１１３を構築し、硬質舗装体両側に配線用溝１１４を形成する（硬質舗装体形成工程）。アスファルト１１３の表面と既設舗装体１１０の表面とには、段差１１５が生じている。アスファルト１１３の厚さｔ２としては例えば３０ｍｍ程度であり、段差１１５の高さｔ３としては例えば７ｍｍ程度である。また配線用溝１１４の幅Ｗ４としては例えば１００ｍｍ程度であり、アスファルト１１３の幅としては例えば２６５０ｍｍ程度である。

次に図６（ｄ）に示すように、アスファルト１１３上に道路用エポキシ樹脂等の接着剤層１１６を塗布し、太陽光発電パネル１１７の裏面側を貼り付ける（発電パネル配置工程）。太陽光発電パネル１１７の構造としては、図２（ｃ）で示した光発電モジュール１３、接着剤層１４、透光性支持部材１５、表面保護層１６の積層構造を用いることができる。同時に、光発電モジュール１３から延長された電気配線１１８を配線用溝１１４内で引き回し、隣接して配置した他の太陽光発電パネル１１７や外部回路、二次電池等と電気的に接続する。ここで、太陽光発電パネル１１７を２枚並列に配置し、両者の間に幅Ｗ６で目地を空けておく。目地の幅６としては例えば１０ｍｍ程度である。

最後に図６（ｅ）に示すように、目地と配線用溝１１４にエポキシ樹脂モルタル等を充填し、間詰部１１９，１２０を形成し、既設舗装体１１０と太陽光発電パネル１１７と間詰部１１９，１２０の表面が略面一となるようにする（間詰工程）。これにより、本実施形態の舗装構造体１００が得られる。

道路は上方に光を遮る構造物が存在しない場合が多く、陽当たりが比較的に良好である。したがって、舗装構造体１００に太陽光発電パネル１１７を埋め込み、既存の道路路面を太陽光発電に用いることで、発電用の敷地を容易に確保することができる。また、送電設備等が整っていない遠隔地や離島、山岳地などにおいても、既存の道路路面を利用することで新たな用地開発が不要となり、環境負荷をより一層低減することができる。

また本実施形態の舗装構造体１００は、光発電モジュール１３、接着剤層１４、透光性支持部材１５、表面保護層１６の積層構造を有する太陽光発電パネル１１７を硬質舗装体上に接着剤層１１６で固定している。これにより第１実施形態で述べたように、舗装構造体１００の路面は接着力、対候性、すべり抵抗、耐荷重性、動的安定性、および発光量の角度依存性が良好であるため、実使用環境においても良好な発電性能と走行性能を確保することができる。

舗装構造体１００は、概ね地平に水平に形成されているため、路面に対して垂直に近く太陽光が入射することは極めて稀であり、低緯度地域の真夏の正午近辺に限定される。日照時刻から日没時刻までを太陽光が照射されて発電可能な時間帯であるとすると、地球上の多くの領域では、発電可能時間の大部分は四季を通じて路面に対して４５度よりも小さい入射角で光が照射される時間であるといえる。また、舗装構造体１００に入射する光は、太陽から直接入射する光だけではなく、道路の近傍に存在する建築物や植物、ガードレール、防音壁、走行車両の側面等によって反射された環境反射光が含まれる。このような環境反射光は、低い位置で反射して小さい入射角度で舗装構造体１００に入射する。

本実施形態の舗装構造体１００では、第１実施形態で述べたように太陽光発電パネル１１７の最表面が表面保護層１６であり、微粒子１６ｂが表面に露出していることで光が散乱される。これにより、表１および図５に示したように、４５度以下の小さい入射角度であっても発電量の低下が抑制され、良好な発電効率を維持することができ、道路の路面を利用した太陽光発電としては好適である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図７（ａ）は、本実施形態における壁面構造体２００の構造例を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように本実施形態の壁面構造体２００は、太陽光発電パネル２１０と、支柱２２０と、壁面２３０を有している。図７（ｂ）は太陽光発電パネル２１０の構造例を示す模式断面図である。本実施形態の太陽光発電パネル２１０は、光発電モジュール２１３、接着剤層２１４、透光性支持部材２１５、表面保護層２１６の積層構造を有している。

支柱２２０は、地面に対して略鉛直に立設された柱状の部材であり、壁面２３０を支持する部材である。壁面２３０は支柱２２０に取り付けられた略板状の部材であり、図示しない固定部材によって太陽光発電パネル２１０が固定される。固定部材の材料や構造は特に限定されず、壁面２３０と太陽光発電パネル２１０との間に接着剤層を介在させて固定するとしてもよく、ボルトとナット等の機械的な締結構造を用いるとしてもよい。支柱２２０および壁面２３０の具体的構造は限定されず、例えば道路の近傍に設置された防音壁やガードレール、建築物の壁面などを利用することもできる。

本実施形態の壁面構造体２００でも、第１実施形態で述べたように太陽光発電パネル２１０の最表面が表面保護層２１６であり、微粒子１６ｂが表面に露出していることで光が散乱される。これにより、表１および図５に示したように、４５度以下の小さい入射角度であっても発電量の低下が抑制され、良好な発電効率を維持することができ、壁面を利用した太陽光発電としては好適である。

また、表面保護層２１６と透光性支持部材２１５よりも下層に接着剤層２１４を介して光発電モジュール２１３を配置しているため、壁面２３０に対して外部からの応力が加わっても、光発電モジュール１３の破損を抑制できる。また、光発電モジュール２１３自体に柔軟性や可撓性をもたせることで、外部からの応力による光発電モジュール２１３の破損をさらに抑制することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０，１１７，２１０…太陽光発電パネル
１１…硬質舗装体
１２，１４，２１４…接着剤層
１３，２１３…光発電モジュール
１３ａ…発電セル
１３ｂ…封止材
１５，２１５…透光性支持部材
１６，２１６…表面保護層
１６ａ…母材樹脂
１６ｂ…微粒子
１００…舗装構造体
１１０…既設舗装体
１１１…区画線
１１２…切削溝
１１３…アスファルト
１１４…配線用溝
１１５…段差
１１６…接着剤層
１１８…電気配線
１１９…間詰部
２００…壁面構造体
２２０…支柱
２３０…壁面
２０…容器
３０…水
４０…試験輪

Claims (5)

1. 照射された光を電力に変換する光発電モジュールと、
   前記光を透過し、一面に前記光発電モジュールが貼り付けられる透光性支持部材と、
   前記透光性支持部材の他面上に形成され、前記光を透過する表面保護層と、
   前記光発電モジュールが載置される硬質舗装体と、を備え、
   前記光発電モジュールは、可撓性を有する発電セルと、透光性を有し前記発電セルの表裏面および側面を封止する封止材とを備え、
   前記硬質舗装体と前記封止材の裏面は接着剤層により固定され、
   前記表面保護層は、前記光を散乱する微粒子が少なくとも表面から突出し、
   前記微粒子は、体積百分率でＡｌ_２Ｏ_３を７０～８０％の範囲で含み、ＳｉＯ_２を２０～３０％の範囲で含むことを特徴とする舗装構造体。
2. 請求項１に記載の舗装構造体であって、
   前記接着剤層は、厚さが１～２０ｍｍの範囲であることを特徴とする舗装構造体。
3. 請求項１または２に記載の舗装構造体であって、
   前記発電セルは、アモルファスシリコンからなることを特徴とする舗装構造体。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の舗装構造体であって、
   前記透光性支持部材は、ポリカーボネートからなる略板状の部材であることを特徴とする舗装構造体。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の舗装構造体であって、
   前記微粒子は、粒径が０．２～４．０ｍｍの範囲であることを特徴とする舗装構造体。

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