(57)【要約】【課題】本発明は、モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤において、消火後に清掃がより容易な遮光剤を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール表面に噴射して塗布することで該太陽電池モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤において、水と、揺変剤と、炭粉砕物と、を含有し、該炭粉砕物は、分級により粒径が8 μm未満の粒子が1 %以下に除去されたものとする。尚、前記炭粉砕物は、分級により粒径が300 μmより大きい粒子が1 %以下に除去されたものであることは好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュール表面に噴射して塗布することで該太陽電池モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤であって、
水と、揺変剤と、炭粉砕物と、を含有し、
該炭粉砕物は、分級により粒径が8 μm以下の粒子が1 %以下に除去されたものであることを特徴とする遮光剤。
【請求項２】
前記炭粉砕物は、分級により粒径が300 μm以上の粒子が1 %以下に除去されたものであることを特徴とする請求項１に記載の遮光剤。
【請求項３】
前記炭粉砕物は、竹炭粉砕物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮光剤。
【請求項４】
前記揺変剤は、含水コロイド性ケイ酸塩を含有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の遮光剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光剤に関し、より詳細には、太陽電池モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュール（以下、モジュールともいう）が設置された発電所や建築物等で火災が発生した場合であっても、太陽光等の発電に適した波長領域の光がモジュールに継続して入射されている限り、モジュールによる発電が継続されてしまうことがある。このモジュールによる発電は、火災の炎から放射される光の入射によっても可能である場合もあり、昼間の日照時に火災が起こった場合のみならず、夜間や曇天・雨天時に火災が起こった場合であっても継続して発電はなされることがある。
【０００３】
この様なモジュールによる発電が継続されている状態で、消火をするために放水を行うと、モジュールが発電した電気の漏電が起こり、消火活動を行っている消防士等が感電する可能性があるという問題があった。そこで、モジュールの表面を遮光剤で覆うことによって、モジュールへの光の入射を遮断し、モジュールによる発電を停止もしくは発電量を人体へ影響のないレベルまで低減する試みがなされている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５２３０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の遮光剤においては、遮光のための成分として、二酸化チタンや炭酸カルシウム、カーボンブラックといった顔料が配合されている。この様な顔料は、その粒子径が非常に細かいものであり、遮光性という観点からは非常に優れたものであったが、消火後に火災現場を清掃する際に、その粒子径に起因して別の問題が生じるものであった。
【０００６】
例えば、住宅地等の建築物等が密集している場所で火災が起こった場合においては、遮光剤は、火災現場のみならず、近隣の建築物や道路等にもが飛散してしまうこととなる。飛散した遮光剤が布地（例えば、洗濯物等の被服）に掛ってしまった場合、繊維と繊維との隙間に顔料が入り込んでしまい、洗濯したとしても顔料が落ちない可能性があった。又、同様に、建築物や道路等に顔料が付着してしまうと、顔料を落すのが非常に困難となる可能性があった。
【０００７】
特に、カーボンブラック等の黒色系の顔料を配合した場合、発電に適した波長領域の光を吸収するという点で、主に同光を反射する二酸化チタン等の白色系の顔料よりも優れるものの、布地や建築物等に付着してしまうと、落ちにくい上に汚れが非常に目立ってしまうという問題が生じる可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明は、モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤において、消火後に清掃がより容易な遮光剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池モジュール表面に噴射して塗布することで該太陽電池モジュール表面に入射する光を遮光するために用いられる遮光剤であって、水と、揺変剤と、炭粉砕物と、を含有し、該炭粉砕物は、分級により粒径が8 μm以下未満の粒子が1 %以下に除去されたものであることを特徴とする遮光剤である。
【００１０】
尚、本発明は、前記炭粉砕物を、分級により粒径が300 μm以上のより大きい粒子が1 %以下に除去されたものとすることが可能である。又、本発明は、前記炭粉砕物を、竹炭粉砕物とすることが可能である。又、本発明は、前記揺変剤を、含水コロイド性ケイ酸塩を含有しているものとすることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、炭粉砕物を含有することで、炭粉砕物が、モジュールの発電に適した波長領域の光を吸収することが可能であるため、モジュール表面に該光が入射することを防止する（遮光）することができると共に該炭粉砕物は、分級により粒径が8 μm未満の粒子が1
%以下に除去されたものであるので、繊維と繊維との間に入り込みにくく、又、建築物や道路等に付着しにくいため落としやすく、消火後に清掃がより容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示す図であり、遮光装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図であり、竹炭粉砕物の粒度分布を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態を示す図であり、遮光剤の透過率を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態を示す図であり、太陽光発電モジュールの出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を図１乃至図４に基づき説明する。遮光剤は、揺変剤及び炭粉砕物を水に分散させて構成され、揺変性（チキソトロピー性）を備えている。該遮光剤は、太陽電池モジュール（以下、モジュールともいう）の表面に噴射され塗布されることによって、該モジュールに対して、少なくとも発電に適した波長領域の光の入射されるのを妨げ、該モジュールによる発電を停止もしくは発電量を人体へ影響のないレベルまで低減するために用いられるものである。ここで、本発明において、該モジュールとは、セル（太陽電池素子）を配列したものであり、複数枚接続されることでアレイを構成するものである。
【００１４】
前記炭粉砕物は、炭を粉砕し、粉砕された炭を更に分級し、分布幅を狭めたものである。この様な炭粉砕物は、黒色をしているため、モジュールの発電に適した波長領域の光を吸収することが可能である。尚、炭を粉砕する方法としては、ピンミル加工やファインカット等の一般的な方法を採用することが可能である。又、分級の方法としては、公知の空気分級や篩分け等を適宜選択することが可能である。
【００１５】
前記炭粉砕物として、竹炭粉砕物や木炭粉砕物等の様々な炭の粉砕物から適宜選択可能であるが、竹炭粉砕物が特に好ましい。竹炭粉砕物は、可視光領域から近赤外領域において、波長に殆ど依存することなく略一定の遮光特性を有する他、硬度が比較的高いため粒径分布を比較的維持し易く保存性に優れている。又、竹炭は、食品添加物としても使用されており、安全性についても確保することが可能である。
【００１６】
具体的に述べれば、前記炭粉砕物は、分級によって粒径が8 μm未満の粒子が1 %以下に除去されている。該炭粉砕物の粒径が8 μm以上であれば、該炭粉砕物は、衣服の繊維間や、建築物や道路等の罅割れ等に細かい隙間に入り込みにくく、消火後の遮光剤の清掃（除去）がより容易となる。尚、衣服等の布地に掛ると落ちにくいことで知られる墨汁は、粒子径が主に凡そ0.5 μm乃至3.2 μmであり（図２を参照）、該炭粉砕物は、それよりも大きい粒径となっている。
【００１７】
又、前記炭粉砕物は、粒子の粒径が大きくなればなるほど、前記モジュール表面に塗布した際に粒子間に隙間が出来やすくなるため、粒径の大きな粒子の割合が多い遮光剤においては、該隙間をカバーするためにより大量の遮光剤をモジュールに噴射し、遮光剤の膜厚を厚くする必要が生じてしまう。これは、特に、該炭粉砕物の粒径が300 μmより大きい粒子において、顕著に現れる。
【００１８】
そのため、前記炭粉砕物は、分級によって、粒径が300 μmより大きい粒子が1 %以下に除去されていることが好ましく、その際に、D50（メジアン径：粒度分布を積算して50 %となる粒径）は、20 μm乃至60 μmの間になる様に、除去されるのはより好ましい。この様にすることで、噴射する遮光剤の量をより低減することが可能となり、より消火後の清掃がより容易となる。尚、該炭粉砕物の粒径は、レーザー回折・散乱法を用いて測定された値である。
【００１９】
前記揺変剤は、前記遮光剤に、チキソトロピー性（揺変性）を与えるための薬剤であり、公知の揺変剤の中から適宜選択および組み合わせることが可能である。本実施形態においては、該揺変剤として、例えば、スメクタイトやベントナイト等に代表される膨潤性層状粘土鉱物及びその精製物や、それに類する合成無機高分子材料等の含水コロイド性ケイ酸塩を含有するものを用いている。又、スメクタイト属の中でも性質の異なる揺変剤を２つ以上組み合わせても良い。ここで、チキソトロピー性とは、「単に掻き混ぜたり振り混ぜたりすることによってゲルが流動性のゾルに変わり、これを放置しておくとふたたびゲルにもどる性質」をいう（岩波理化学辞典第４版、岩波書店発行、より引用）。
【００２０】
このチキソトロピー性によって、前記遮光剤は、前記モジュールに対して噴射する際には、剪断応力が掛るので、比較的粘度の低い状態（例えば、ゾル状）で噴射することができ、その後、モジュール上に付着して静止した際には、比較的粘度が高い状態（例えば、ゲル状）になって、モジュール上に留まることが可能となり、該モジュール表面の全体に亘って遮光層を形成することができる様になっている。
【００２１】
更に、前記炭粉砕物は、炭を原料としているため、消火前に、遮光剤の水分が蒸発してしまうと、火災の炎等によって、該炭粉砕物が、無炎燃焼してしまう可能性が少なからずあるが、前記揺変剤として、特に、前記含水コロイド性ケイ酸塩を用いることで、該炭粉砕物の表面を不燃性の該ケイ酸塩が被覆する形となり、無炎燃焼を防止することが可能となる。
【００２２】
前記遮光剤を前記モジュール表面に噴射して塗布する装置としては、例えば、特許第6058574号公報に記載の各装置を始めとする公知の様々な噴射装置を用いることが可能である。その一例として、遮光装置１の様な噴射装置が挙げられる。
【００２３】
遮光装置１は、遮光剤収容部２、放射管３、加圧手段４及び制御部５を備えている。遮光剤収容部２には、前記遮光剤が収容されている。放射管３は、先端に放射ノズル６が設けられると共にその中途に開閉弁７が設けられており、遮光剤収容部２から放射ノズル６に至る該遮光剤の流路を形成しており、開閉弁７によって該流路の開閉が可能となっている。
【００２４】
加圧手段４は、前記遮光剤を放射ノズル６より放出する際に、該遮光剤に圧力を与えるために設けられており、例えば、窒素等の不活性ガスの入ったガスボンベ、給水ポンプや空気圧縮機等が挙げられる。制御部５は、開閉弁７を制御するために設けられており、制御部５の作動によって、前記流路は開閉が制御されている。
【００２５】
遮光装置１は、（１）制御部５を操作することによって、開閉弁７が開放されると共に加圧手段４によって遮光剤収容部２に前記遮光剤の放出に必要となる圧力が付加される。（２）該圧力により、該遮光剤は、放射管３を通って、放射ノズル６に向けて移動する。この際、該遮光剤には、剪断応力が掛り、保存時のゲル状から、ゾル状へと粘度が低下する。（３）その後、該圧力によって、該遮光剤は、粘度が比較的小さいゾル状態で、放射ノズル６より、前記モジュールへと放射され、遮光剤は、モジュールに付着することによって静止状態となり、再度、ゾル状からゲル状になり、粘度を増加させゲル状態に変化し、該モジュール上に留まり、該モジュールを遮光する。
【実施例】
【００２６】
本発明の実施例を説明する。本実施例は、遮光剤として、水に、スメクタイト属の揺変剤：2 wt%及び竹炭粉砕物：19.5 wt%、を分散させたものを用い、Si系太陽光発電モジュール（以下、Siモジュールという）上に凡そ0.5 mmの膜厚となる様に塗布したものである。ここで、竹炭粉砕物の粒度分布は、図２に示す通りであり、分布幅：8.48 μm乃至296 μm、D50：48 μmであった。
【００２７】
図３に、前記遮光剤の透過率を示す。該遮光剤は、波長が350 nm乃至1350 nmの領域において、波長に依存せずに略一定の透過率（%）を示し、可視光領域から近赤外領域において、波長に殆ど依存することなく略一定の遮光特性を有していることとなる。
【００２８】
又、図４に、前記Siモジュールの出力特性のグラフを示す。該グラフは、太陽光AM1.5及び前記Siモジュールの相対分光感度を全波長で積分することによって、遮光前の該Siモジュールの出力（コントロール）を求めると共に該コントロールと遮光剤の透過率との積を積分することによって遮光後の該Siモジュールの出力（遮光剤塗布）を求めたものである。尚、該グラフの縦軸は、コントロールの最大値を1とした相対感度となっている。
【００２９】
ここで、AM1.5とは、太陽光が地表に到着するまでに通過する大気の量を表し、太陽光が、地表面に垂直に届く場合をAM1としたときに、太陽光が大気を通過する距離が1.5倍であることを示しており、地表に対して41.8°の角度（凡そ日本付近の緯度における太陽光の入射角度）で入射する太陽光のスペクトルに相当するものである。
【００３０】
図４が示す通り、Siモジュールに前記遮光剤を0.5 mmの膜厚で塗布することで、太陽光AM1.5に対する該Siモジュールの出力（遮光剤塗布）は、該遮光剤を未塗布の該Siモジュール（コントロール）と比較して、約0.037 %まで低下した。
【００３１】
前記遮光剤は、用いられている竹炭粉砕物の粒径が、布地に掛ってしまうと繊維間に入り込んでしまい落しにくいことで知られている墨汁（図３を参照）と比較して非常に大きな粒径となっていることからも理解される通り、布地の繊維間や建築物・道路に付着しにくくなっており、火災が消火した後に、例えば、ホース等から水を掛けることで、前記モジュール上から簡単に落とすことが可能であると共に隣接する建築物やそこにある洗濯物等に掛かったとしても容易に洗い流すことが可能となっている。
【００３２】
本発明を上記実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  遮光装置          ２  遮光剤収容部      ３  放射管            ４  加圧手段
５  制御部            ６  放射ノズル        ７  開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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