(57)【要約】【課題】本発明は太陽電池タイルに関し、特に、建物の屋根上で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いる太陽電池タイルに関する。【解決手段】太陽電池タイル１０は、キャリヤタイル１２および、キャリヤタイル１２の第１側１８に形成された凹部２０内に支持される太陽電池タイル１４を含む。キャリヤタイル１２には貫通穴電気端子２８および３０が設けられ、これは太陽電池セル１４と電気接続される。カバープレート１６は太陽電池セル１４の上に重なり、キャリヤタイル１２に密封して取り付けられる。太陽電池タイル１０は、屋根の被覆に用いられるスレートまたはこけら板に似た外観を有して製造される。【選択図】図１ｂ
2010065522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池タイルであって、
凹部が設けられた第１側を有するキャリヤタイル；
凹部の中に設置された１または２個以上の太陽電池セル；および
前記太陽電池セルの上に重なり、キャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレート、
を含む、前記太陽電池タイル。
【請求項２】
キャリヤタイルがプラスチック材料で作られている、請求項１に記載の太陽電池タイル。
【請求項３】
キャリヤタイルが成形法により形成される、請求項１または２に記載の太陽電池タイル。
【請求項４】
太陽電池セルが設けられた側から見た場合に、太陽電池タイルがスレート様外観を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項５】
キャリヤタイルがスレート様の色のものである、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項６】
太陽電池セルがスレート様の色のものであるか、または代替的に、これが実質的に透明であって下にあるキャリヤタイルを太陽電池セルを通して見ることができる、請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項７】
太陽電池タイルの少なくとも１つの縁が、曲線または丸い輪郭である、請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項８】
１または２以上の電気端子をさらに含み、太陽電池セルが発電した電気が該電気端子を通って遠くの電気装置へと流れることができる、請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項９】
キャリヤタイルに穴が設けられ、太陽電池タイルアセンブリーを所望の場所または位置または支持体へと保持するかまたは固定するためのファスナーを収容する、請求項８に記載の太陽電池タイル。
【請求項１０】
各電気端子が、穴に隣接して位置する、請求項９に記載の太陽電池タイル。
【請求項１１】
各電気端子が、それぞれの穴に外接する、請求項９または１０に記載の太陽電池タイル。
【請求項１２】
各電気端子が、導電材料で作られた輪の形状である、請求項８〜１１のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項１３】
導電体が提供されて、各電気端子と太陽電池セルとの間の電気接続を確立する、請求項８〜１２のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項１４】
各導体が、母線の形態である、請求項１３に記載の太陽電池タイル。
【請求項１５】
電気端子が、太陽電池タイルに埋め込まれている、請求項８〜１４のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項１６】
導電体が、太陽電池タイルに埋め込まれている、請求項１３〜１５のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項１７】
カバープレートが凹部内に設置された、請求項１〜１６のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項１８】
太陽電池セルとカバープレートの合わせた厚さが、凹部の深さに実質的に等しい、請求項１７に記載の太陽電池タイル。
【請求項１９】
カバープレートを備えた太陽電池タイルの表面が実質的に平らである、請求項１〜１８のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項２０】
カバープレートが上に重なっており、これが実質的にキャリヤタイルと共通の終端を有する、請求項１〜１６のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【請求項２１】
太陽電池セルが、実質的に凹部の深さ以下の厚さを有する、請求項２０に記載の太陽電池タイル。
【請求項２２】
電気端子が、キャリヤタイルとカバープレートの間に挟まれている、請求項２０または２１に記載の太陽電池タイル。
【請求項２３】
少なくとも１個の貫通穴電気端子を備えたキャリヤタイル；
キャリヤタイル上に支持された１または２個以上の太陽電池セル；および
各電気端子用の導電体、
を含む太陽電池タイルであって、この、または各導電体は、それぞれの電気端子と太陽電池セルの間に電気接続を提供し；および
電気端子および、導電体の少なくとも一部が、太陽電池タイルに埋め込まれている、前記太陽電池タイル。
【請求項２４】
太陽電池セルを支持している側から見た場合に、太陽電池タイルがスレート様の外観を有する、請求項２３に記載の太陽電池タイル。
【請求項２５】
キャリヤタイルに、太陽電池セルを支持する凹部が設けられている、請求項２３または２４に記載の太陽電池タイル。
【請求項２６】
太陽電池セルの上に重なりキャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレートをさらに含む、請求項２５に記載の太陽電池タイル。
【請求項２７】
各導電体の遠位端が自由端であり凹部の中に伸びている、請求項１３〜１５、２５および２６のいずれかに記載の太陽電池タイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池タイルに関し、特に、建物の屋根上で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いる太陽電池タイルに関するが、これに限定はしない。
【背景技術】
【０００２】
建物のエネルギーニーズを補足するために、建物の屋根上に搭載した太陽電池パネルを用いることはよく知られている。かかるパネルは、現在ある屋根材の上に重なっている屋根に適合することができる。すなわち、パネルそれ自体は、屋根材を置き換えたり、または屋根材として作用するのではない。
【０００３】
出願人は、以前に屋根材として作用できる太陽電池タイルアセンブリーを考案した。該アセンブリーは以下を含む：１または２以上の機械的ファスナーが、下にある屋根構造への固定のためにこれを通り抜けて用いられるところのベースタイル、および前記ベースタイルに取り付けられ、その上に重なっている、１または２個以上の太陽電池カバータイル。各カバータイルには１または２個以上の太陽電池セルが備えられ、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する。カバータイルは対応するベースタイルに、接続ポストにより機械的および電気的に結合される。ポストは、ベースタイルに形成された貫通穴を通って押し入れられる。各ポストの第１端はベースタイルの上に伸びて、カバータイルの貫通穴電気端子に収容され、カバータイルのベースタイルへの電気的および機械的結合を提供する。各ポストの反対側の第２端はベースタイルの凹部内に伸びて、ベースタイルの凹部の中に次に設置される電気接続チューブのスロットに収容される。ポストの第２端の電気的および機械的接続には、接続チューブの直線および回転の動きの組合せが必要である。
【０００４】
出願人の上記の太陽電池タイルアセンブリーのさらなる詳細は、シンガポール特許出願第200716871-9号に提供されている。
本発明は、上記太陽電池タイルアセンブリーのカバータイルに関連する、さらなる研究および開発の結果である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の以下に続くクレームおよび前の記載において、特定の表現言語または必要な含意のために文脈から別の要求がある場合を除き、用語「含む("comprise")」または例えば「含む("comprises")」もしくは「含んでいる("comprising")」などの変形は、包含的な意味で用いられ、すなわち、述べられた特性の存在を明示するが、しかし本発明の種々の態様においてさらなる特性の存在または付加を除外するものではない。
【０００６】
本発明の１つの側面は、
凹部が設けられた第１側を有するキャリヤタイル；
凹部の中に設置された１または２個以上の太陽電池セル；および
前記太陽電池セルの上に重なり、キャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレート、
を含む、太陽電池タイルを提供する。
キャリヤタイルは、プラスチック材料から作られていてよい。
さらに、キャリヤタイルは、成形法により形成されてよい。
【０００７】
１つの態様において、太陽電池タイルは、太陽電池セルが設けられた側から見た場合に、スレート様外観を有する。この態様において、キャリヤタイルは、スレート様の色のものである。
太陽電池セルもスレート様の色のものであってよく、または代替的に、これが実質的に透明であるように形成されてよく、この場合下にあるキャリヤタイルは太陽電池セルを通して見ることができる。
【０００８】
太陽電池タイルの第１の態様において、カバープレートはキャリヤタイルに重なっていてよい。さらに、カバープレートはキャリヤタイルと実質的に同じ設置面積を有してよく、そのためキャリヤタイルとカバープレートのそれぞれの縁は実質的に共通の終端である。これにより、実質的に平らな上面を有する太陽電池タイルが提供される。この態様において、太陽電池セルは、その合わせた厚さが実質的に凹部の深さ以下である。
太陽電池タイルの第２の態様において、カバープレートは、凹部内に設置してよい。この態様において、太陽電池セルとカバープレートは、その合わせた厚さが凹部の深さに実質的に等しくなるように形成してよい。これにより、太陽電池タイルの上表面（これはカバープレートにより提供される表面である）が、実質的に平らとなる。
【０００９】
太陽電池タイルの少なくとも１つの縁は、曲線または丸い輪郭を有して提供されてよい。
１または２以上の電気端子が太陽電池タイル上に提供され、これを通って、太陽電池セルが発電した電気が遠くの電気装置、例えば、蓄電池、温水器、インバーターまたは電気器具へと流れることができる。
太陽電池タイルに穴を設けることができ、太陽電池タイルアセンブリーを所望の場所または位置または支持体へと保持するかまたは固定するためのファスナーを収容する。
【００１０】
１つの態様において、各電気端子は、穴に隣接して位置してよい。実際、各端子はそれぞれの穴に外接してよい。この態様において、各電気端子は貫通穴端子であり、導電材料で作られた輪を含んでよい。
導電体が提供されて、各電気端子と太陽電池セルとの間の電気接続を確立する。各導電体は、母線の形態であってよい。各母線は、対応する電気端子に結合することができる。電気端子および母線は、キャリヤタイル内に成形されてもよい。
【００１１】
カバープレートがキャリヤタイルに重なっている態様において、電気端子および／または導電体は、キャリヤタイルとカバープレートの間に挟まれていてもよい。しかし、カバータイルが凹部に設置されている態様においては、電気端子および／または導電体は、キャリヤタイル内に埋め込まれてもよい。
【００１２】
本発明のさらなる側面は、
少なくとも１個の貫通穴電気端子を備えたキャリヤタイル；
キャリヤタイル上に支持された１または２個以上の太陽電池セル；および
各電気端子用の導電体、
を含む太陽電池タイルであって、各導電体は、それぞれの電気端子と太陽電池セルの間に電気接続を提供し；および
電気端子および、導電体の少なくとも一部が、太陽電池タイルに埋め込まれている、前記太陽電池タイルを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の１つの態様を、例を用い、添付の図を参照して記載する。
【００１４】
【図１ａ】図１ａは、本発明による太陽電池タイルの第１の態様を示す図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａに示すタイルの分解図である。
【図１ｃ】図１ｃは、図１ａおよび１ｂに示す太陽電池タイルに組み込まれたキャリヤタイルの概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明による太陽電池タイルの第２の態様を示す図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａに示すタイルの分解図である。
【図２ｃ】図２ｃは、図２ａおよび２ｂに示す太陽電池タイルに組み込まれたキャリヤタイルの概略図である。
【００１５】
【図３】図３は、本発明による複数の太陽電池タイルにより被覆された屋根の一部を示す図である。
【図４】図４は、太陽電池タイルの１つの態様を組み込んだシーリングシステムの断面図である。
【図５】図５は、太陽電池タイルの他の態様を組み込んだシーリングシステムの断面図である。
【図６ａ】図６ａは、複数の太陽電池タイルを搭載可能なベースタイルの分解組み立て図であり、ベースタイルは、３つのバンクの並列接続タイルの間の直列接続を提供する。
【００１６】
【図６ｂ】図６ｂは、図６ａに示すベースタイルにより接続されたタイルの等価回路図である。
【図６ｃ】図６ｃは、複数の太陽電池タイルを搭載可能なベースタイルの分解組み立て図であり、ベースタイルは、各タイルを直列に接続するよう構成されている。
【図６ｄ】図６ｄは、図６ｃに示すベースタイルにより接続されたタイルの等価回路図である。
【図７】図７は、ベースタイルに組み込まれて、太陽電池タイルの間に電気接続を提供することができる、電気接続システムの概略図である。
【図８】図８は、屋根構造に固定された、組み立てられたベースタイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
好ましい態様の詳細な説明
添付の図、および特に図１ａ〜１ｃを参照すると、本発明による太陽電池タイル１０の態様は、キャリヤタイル１２および太陽電池セル１４を含む。キャリヤタイル１２は、凹部２０がその上に設けられた第１側１８を有する。太陽電池セル１４は、セル１４が凹部２０内に設置されるように、凹部２０に相対的な寸法を有する。カバープレート１６は太陽電池セル１４の上に重なっており、キャリヤタイル１２に密封して取り付けることができる。この特定の態様において、カバープレート１６は、キャリヤタイル１２と実質的に同じ設置面積を有してこれと並列され、そのためプレート１６とタイル１２の縁は共通の終端を有する。
【００１８】
太陽電池タイル１０の前面または暴露面２２は、平らな表面２４を備えている。平らな表面２４の形成は、太陽電池セル１４の厚さを凹部２０の深さと実質的に同一以下に形成すること、およびカバープレート１６の上面を平らにすることにより実現される。
【００１９】
太陽電池タイル１０を備えた家または他の建物が、スレートまたはこけら板の屋根を設けているであろう周囲の家および建物と調和するために、太陽電池タイル１０はスレート様の外観、すなわち、スレート様の色を有するよう、作製することができる。
これは、スレート様の色のキャリヤタイルを形成することにより実現できる。さらに、太陽電池セル１４は実質的に透明に形成することができ、これにより、下にあるキャリヤタイル１２のスレート様の色を太陽電池セル１４を通して見ることができる；または、太陽電池セル１４をスレート様の色に形成することによってもよい。カバープレート１６を透明材料で製造し、太陽エネルギーのセル１４への透過を最大化する。これはまた、下にあるキャリヤタイル１２および／または太陽電池セル１４のスレート様の色を、カバープレートを通して見えるようにする。
【００２０】
カバープレート１６の縁は、キャリヤタイル１２の周縁に、シーラント、接着剤または超音波溶接を用いて密封して取り付けてもよい。
太陽電池タイル１０の下の縁またはストリップ２６は、カバープレート１６の下の縁からなり、これは、曲線または丸い断面で形成される。これにより、強風の条件において、揚圧力または揚圧力の効果の低減を支援することができると考えられる。
太陽電池セル１４により発電された電気を収集またはそうでなければ使用するために、太陽電池タイル１０は電気端子２８および３０を備えている。端子２８および３０は、太陽電池タイル１４の電気接点３２および３４に、それぞれの導体または母線３６および３８により電気的に結合される。各端子２８および３０は、太陽電池タイル１０に形成されたそれぞれの穴４０および４２を囲む丸型端子の形状をとる。特に、各穴４０および４２は、キャリヤタイル１２の凹部２０を含まない部分４４に形成される。
【００２１】
母線３６および３８は、それらのそれぞれの端子２８および３０にはんだ付けなどの任意の好適な方法により電気的に結合される。太陽電池タイル１０の製造中に、端子２８および３０ならびに母線３６および３８を太陽電池セル１４に取り付けることができる。凹部または溝２０をキャリヤタイル内に形成し、太陽電池セル１４を凹部２０内に設置すると端子および母線が設置される。その後、カバープレート１６を太陽電池セル１４の上に置き、キャリヤタイル１２に密封して取り付ける。こうして、端子２８および３０と母線３６および３８は、カバープレート１６とキャリヤタイル１２の間に挟まれることにより、太陽電池タイル内に埋め込まれる。
【００２２】
図２ａ〜２ｃは、１０Ｂで示す太陽電池タイルの第２の態様を示し、ここで、同じ参照番号は同じ特徴を示すのに用いられる。図１ａ〜１ｃとの比較から明らかであるように、２つの態様はよく類似しており、そのためこれらの態様における違いのみを説明する。
【００２３】
基本的にこれらの態様の主な違いは、太陽電池タイル１０Ｂのカバープレート１６の方が小さく、特に、これが凹部２０に設置される寸法であることである。そのため、凹部２０はより深く作られ、ここでカバープレート１６と太陽電池セル１４を合わせた厚さが、凹部２０の厚さにほぼ等しい。こうして太陽電池タイル１０Ｂは、太陽電池タイル１０Ｂとの関連において上記された平らな上部表面２４を維持することになる。また、カバープレート１６が凹部２０内に設置されるために、タイル１０Ｂの下の縁２６の曲線傾斜プロファイル（curved of vebeled profile）がキャリヤタイル１２に提供される。端子２８および３０ならびに母線３６および３８は、キャリヤタイル１２に埋め込まれることにより、およびさらに具体的にはキャリヤタイル１２内に成形されることにより、太陽電池タイル１０Ｂに埋め込まれることができる。
【００２４】
例えば、端子２８および３０ならびにそれらに取り付けられた母線３６および３８の長さの一部は、キャリヤタイル１２の形成の間に、キャリヤタイル１２内に成形することができる。しかし、各母線の遠い端は凹部２０内に伸びて、自由に太陽電池セル１４との接続ができるようになっている。カバープレート１６もまた、透明プラスチック材料から作られてよい。
【００２５】
太陽電池タイル１０および１０Ｂ両方の態様の操作および使用は、同一である。単純化のために、これらの操作および使用を、以下ではタイル１０のみを参照して説明する。
【００２６】
図３は、太陽電池タイル１０のアレイであって、複数の平行な屋根の垂木４８を含む屋根構造４６に結合しこれの上にある、前記太陽電池タイル１０のアレイを示す。以下にさらに詳細に説明するように、太陽電池タイル１０は下にあるベースタイル１００に接続されており、さらに該ベースタイルは下にある垂木４８に固定されている。太陽電池タイル１０は連続する列５２ａ〜５２ｉに配置され、ここで列５２ａが最も下である。連続する列は、下の列に対して太陽電池タイル１０の幅の半分だけずらされている。さらに、高い列は隣接する下の列に部分的に重なっている。例えば、列５２ｂの太陽電池タイル１０は、列５２ａの太陽電池タイル１０の上に重なっている。特に、高い列の太陽電池タイル１０は、下の列の太陽電池タイル１０の一部４４に重なる。この太陽電池タイル１０の配置が、スレートまたはこけら板の幾何学的外観を有する屋根材による屋根構造４６を提供する。この外観は、太陽電池タイル１０のスレート様の外観および色によって強調される。
【００２７】
最も単純な形態において、太陽電池タイル１０の相対する長手方向側面は平らであり、隣接するタイル１０の側面に接している。防水シールが必要な場合は、隣接面の間またはその上に、シーラント材料のビード（bead）が必要である。しかし、代替の態様において、図４および５に示すように、各太陽電池タイル１０の相対する長手方向側５４および５６を密封構造または密封要素で形成でき、これは互いにはめあわされた場合に、任意の特定の列５２の隣接する太陽電池タイル１０の間に防水シールを形成する。すなわち、太陽電池タイル１０の５６の側は、隣接する太陽電池タイル１０の長手方向側５４とはめあわされてシールを形成することができる。これは、幾つかの異なる方法により実現できる。例えば図４は部分４４を通るタイル１０の断面を示し、ここで側面５４は長手方向の溝５５と共に形成され、側面５６は、溝に適合してこれとシールを形成する、長手方向および横方向に伸びるさね５７と共に形成される。図５に示す代替の配置において、側面５４は、厚さが太陽電池タイル１０の半分である、表面２４と同一平面の横方向に伸びるリップ（lip）５９と共に形成され、一方側面５６は、厚さは同様に太陽電池タイル１０の半分であるが、キャリヤタイル１２の底面と同一平面の相補的リップ６１を備えており、これにより１つの太陽電池タイル１０の側面５６は、隣接する太陽電池タイル１０の側面５４に重なって、防水シールを形成することができる。両方の配置の密閉効果は、第１の例においてはさね５７と溝５５の間で、および第２の例においては重なるリップ６１、５９の間で作用する、１または２以上のゴムシール６３の提供により、増強することができる。
【００２８】
図６ａ、６ｂ、７および８は、１または２個以上の太陽電池タイル１０を接続可能なベースタイルアセンブリー１００の態様を、さらに詳細に示す。ベースタイル１００は第１（上）表面１０４を有する基板１０２、および基板１０２により支持される電気接続システム２００を含む。電気接続システム２００は、基板１０２に側面から側面まで延びる複数の導電レール２０２、およびそれぞれが第１表面１０４の上に伸びる自由端２０６を有する、１または２個以上のポスト２０４を含む。
【００２９】
図６ａ、６ｂ、７および８に示す特定の態様において、基板１０２は、平らな底面１１２を有するボトムシェル１１０と、底面１１２の周りに伸びる周壁１１４を含む。底面１１２と周壁１１４の間には空隙１１６が規定される。導電レール２０２は、空隙１１６内に設置される。
基板１０２はまた、空隙１１６の上に重なりボトムシェル１１０に密封して取り付けられるトップシェル１２０も含む。トップシェル１２０には、複数の穴１２２の列が設けられ、これを通ってポスト２０４の自由端が伸びる。トップシェル１２０をボトムシェル１１０に密封して取り付ける前に、ベースタイル１００を通過する熱を最小化するために、空隙１１６を絶縁材料で充填してもよい。
【００３０】
レール２０２の相対する側の端には相補的コネクタが形成され、これにより１つのベースタイル１００のレール２０２の１つの端のコネクタが、隣接するベースタイル１００の他のレール２０２の電気コネクタに電気的に接続できる。すなわち、横に隣接するベースタイル１００のレール２０２は一緒に接続されて、横に隣接するタイル１００の間の電気的導通状態を提供する。図６ｂの回路図に示すように、電気接続システム２００のこの態様は、各ベースタイル１００に、並列接続太陽電池タイル１０の３つの独立したバンクを提供する。各バンクは隣接するベースタイル１００の隣接するバンクに電気的に接続されている。しかし、以下に説明するように、異なる電気接続システムをベースタイルに組み込んで、電気出力を提供することもできる。
【００３１】
ベースタイルアセンブリー１００および電気接続システム２００の構造および他の特性の更なる詳細は、出願人の共同係属中の特許………………..に記載されている。上記の簡単な説明は、太陽電池タイル１０の操作および接続についての以下の説明を支援するために提供される。
前に記載したように、各太陽電池タイル１０には１対の端子２８および３０が備えられている。複数の太陽電池タイル１０を、ベースタイル１００に接続可能である。これは、太陽電池タイル１０の端子２８および３０を、表面１０４の上に伸びる、横に並んだ２つのポスト２０４の自由端２０６と整列させることにより、実現される。例えば図８を参照すると、第１の太陽電池タイル１０をベースタイル１００に結合するには、ベースタイルアセンブリー１００の左下角の自由端２０６ａおよび２０６ｂを、太陽電池タイル１０の穴４０および４２を通って押し出す。ポスト２０４は対応する端子２８および３０と電気接続するように構成されており、この特定の太陽電池タイル１０の太陽電池セル１４との電気的結合を提供する。続いて前と同じ列の隣接する太陽電池タイル１０を、次の２つの横に並んだ自由端２０６と結合する。このプロセスを、太陽電池タイル１０の各列について継続すると、屋根構造全体またはその一部を、太陽電池タイル１０で被覆することができる。
【００３２】
各太陽電池タイル１０の太陽電池セル１４が発電する電気は、ポスト１０８およびレール１０６を通って、蓄電池、インバーター、ヒーターまたは他の機器などの、遠くの電気デバイスおよび装置へと導電される。
図１は、３×６マトリクスに配列された１８個の太陽電池セル１４を有する、太陽電池タイル１０を示す。さらに図３および図６は、９個の太陽電池タイル１０を接続可能なベースタイル１００を示す。
【００３３】
太陽電池タイル１０当たりの具体的なセル１４の数、およびセルがタイル１０内で接続される様式、ならびに各ベースタイル１００に接続されるタイル１０の数およびタイル１０が電気的に接続される様式は、多数の設計考慮事項に依存する。これらには、限定はされないが以下が含まれる：
（ａ）太陽電池タイル１０により駆動される負荷の性質、特に、任意の最小電圧および／または電流要求；
（ｂ）製造された太陽電池セル１４の形状および構造、およびセルがキャリヤタイル１２の上にどのように敷き詰められるか；および
（ｃ）セル１４への遮蔽の効果。
【００３４】
例えば、本発明のこの態様による太陽電池タイル１０が、一般の室内グリッドインバータを駆動するのに十分な電圧を提供するために用いられる場合、セル１４を、１８０Ｖのオーダーの最大電圧を生成するような様式で組み合わせるのが適当である。例えば、典型的な容易に入手可能な多結晶太陽電池セルが約０．５Ｖの最大電圧を生成するとする。生成される電流は、セルのサイズおよび面積に依存する。１８０Ｖを生成するためには、多数のセル１４を直列接続する必要があることは明らかである。約１８０Ｖの電圧を生成するための最適な方法を決定するには、次の間のトレードオフを考える必要がある：
（ｉ）直列接続された太陽電池セルが大きな面積を有すること、これは、直列接続されたセルの１つが遮蔽効果（すなわち、周辺の建物による、または葉および／または鳥の糞などの不透明な異物による）のために完全な照射を受けられなかった場合には、低下した電力出力となる可能性がある；
（ｉｉ）直列接続された太陽電池セルが小さな面積を有すること、これは、遮蔽効果の影響を受けにくいが、しかしより高い電圧を生成するため安全性についての懸念を呼び、必要な負荷および／または関連するエネルギー管理システムに対して十分に高くない電流を生成する可能性がある。
【００３５】
図６ｃおよび６ｄに示すような１つの特定の構造は、ＭＰＰＴ範囲１５０＋Ｖを有する典型的な室内用グリッドインバーターを駆動するのに好適であるように見え、これは３×３直列接続マトリクスに配列された９個の太陽電池セル１４の配列を有するタイル１０を含み、ここで各ベースタイル１００は、９個の直列接続太陽電池タイル１０を保持する。ここで電気接続システムは、図６ａ、６ｂ、および７に示すものとは異なり、その理由は、図６ｃおよび６ｄに示すように、各太陽電池タイル１０の間の直列接続を提供するからである。かかる構造において、各ベースタイル１００は約４１Ｖの出力電圧および約１．２５Ａの電流を生成する。５個のベースタイル１００を一緒に直列に接続することで、約１８０Ｖの出力電圧を実現する。各ベースタイルが６００×６００ｍｍの寸法を有する場合、約１８０Ｖを発電するために必要な屋根の面積は６００×３０００ｍｍであり、ここに５個のベースタイル１００が並んで配置される。
【００３６】
しかし、これのみが、目的のインバーターを駆動するのに十分な電圧を生成するための、可能なただ１つの構造ではない。他の構造も可能であり、例えば、各太陽電池タイル１０が２×５のマトリクスに配列された１０個の直列接続太陽電池セル１４を有し、ここでベースタイル１００は、９個の直列接続タイル１０を有する。この場合、各タイル１０は約５Ｖを生成し、したがって各ベースタイル１００は約４５Ｖを生成し、このケースでは約１８０Ｖを生成するためには、４個の直列接続ベースタイル１００が必要である。
【００３７】
さらなる代替案において、各太陽電池タイル１０は、例えば５×５のマトリクスに配列された２５個の太陽電池セル１４を有してもよい。この場合、各タイル１０は約１２．７Ｖを生成し、したがって９個の直列接続太陽電池タイル１０を有する各ベースタイル１００は、約１１４Ｖを生成し、このケースでは１８０Ｖの出力を達成するには、２個の直列接続ベースタイル１００が必要である。
【００３８】
上記の構造において、各太陽電池タイル１０は、複数の太陽電池セル１４を含む。これには、セルの切断、したがって廃棄が必要である。
さらなる変形において、各太陽電池タイルは１つのカットしていない太陽電池セルを含んでもよい。図６ａおよび６ｂに示すような、各ベースタイル上の太陽電池タイル間の並列接続であって、ただし直列接続されたバンクを有することにより、各ベースタイルは約４．６Ｖの出力電圧および約５．１Ａの電流を生成する。したがって、少なくとも１８０Ｖの出力電圧を実現するには、４０個の直列接続ベースタイルが必要である。しかし、図６ｃおよび６ｄに示すような電気接続を用いれば、各ベースタイルは約０．５Ｖの出力電圧および約５．１Ａの電流を生成する。したがって、少なくとも１８０Ｖの出力電圧を実現するには、１１９個の直列接続ベースタイルが必要である。
【００３９】
ここに本発明の態様を詳細に説明したため、当業者にとっては、基本的な発明概念から外れることなく、多くの修正および変形が作製可能であることは明らかである。
【００４０】
例えば、キャリヤタイル１２は、１つの太陽電池セル１４を設置するための１つの凹部２０を含むように記載され示されている。しかし、それぞれに別々の小さな太陽電池セルが設置される、多数の凹部を形成してもよい。さらに、端子２８および３０は、キャリヤタイル１２の分離された貫通穴端子として示されている。しかし、別の形態において、端子２８および３０は互いに同心円状に形成してもよく、これによって電気接続を同軸の単一ピンコネクタを用いて実現できる。逆に、必要に応じて、２個より多くの端子をタイル１０に提供してもよく、例えば２つの正の端子と２つの負の端子を提供し、ここで同じ極性の端子を太陽電池セル１４に並列接続する。これにより、１つのコネクタが故障した場合に一定の冗長性を提供し、また太陽電池タイル１０のベースタイル１００へのより強い機械的結合を提供する。
【００４１】
全てのかかる修正および変形は、当業者に明らかである他のものと共に本発明の範囲内であるとみなされ、ここで本発明の特性は、上記の説明および添付のクレームから決定される。
【図１ａ】
2010065522.tif 000003
【図１ｂ】
2010065522.tif 000004
【図１ｃ】
2010065522.tif 000005
【図２ａ】
2010065522.tif 000006
【図２ｂ】
2010065522.tif 000007
【図２ｃ】
2010065522.tif 000008
【図３】
2010065522.tif 000009
【図４】
2010065522.tif 000010
【図５】
2010065522.tif 000011
【図６ａ】
2010065522.tif 000012
【図６ｂ】
2010065522.tif 000013
【図６ｃ】
2010065522.tif 000014
【図６ｄ】
2010065522.tif 000015
【図７】
2010065522.tif 000016
【図８】
2010065522.tif 000017