(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建造物の受光面となる外面部に、発電に加えて、環境景観に配慮した装飾デザイン表示及び／又は広告掲示を目的とした太陽電池パネルの設置構造であって、該太陽電池パネルは縦横方向に配列させてアレイ構成する太陽電池モジュールの周縁をフレーム枠で囲繞し、所望の位置に嵌込み固定、かつ取換え可能に装着する太陽電池装着ユニットの組み合わせからなり、前記太陽電池モジュールには、カバーガラスの基体表面にはセラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷、転写印刷、インクジェット印刷、カッティングシートから選ばれたいずれかの印刷施工方法により凸状膨隆部とその外周面の少なくとも一部叉は全部に着色層を設け、かつ前記印刷後の乾燥時には長期間の屋外暴露に耐える焼き付け焼成処理が施されており、上記の処理が施された太陽電池モジュールに文字、図柄等の装飾デザインを色彩印刷した太陽電池モジュールからなる太陽電池装着ユニットと、該太陽電池モジュールのカバーガラスの基体表面に色彩印刷を施さない太陽電池モジュールからなる太陽電池装着ユニットとを組み合わせとして、該太陽電池パネルの所望の箇所に縦横方向に配列させて格子縞状に装着したことを特徴とする多機能性広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造。
【請求項２】
前記縦横方向に配列させてアレイ構成する太陽電池モジュールのカバーガラスに、ドット、ストライプ、チェック形状、叉は文字、図柄、模様状の色彩との組み合わせからなる装飾デザインを印刷施工してなる請求項１記載の多機能性広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールのカバーガラスに装飾デザインの色彩印刷を施してなる太陽電池モジュールと、起電力を持たないダミー太陽電池モジュール、又は装飾デザイン又は広告掲示の為のシート幕等のそれぞれを該太陽電池装着ユニットの構成とし、これらのいずれかの組み合わせとして、建造物の壁面に対して所望の全体的な装飾デザイン表示及び／又は広告掲示を付与できる構成としてなる請求項１記載の多機能性広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールのカバーガラスに装飾デザインを色彩印刷を施すに際し、装飾デザインの構成ないし態様により発電効率が低下することが予想される部分の太陽電池モジュールについて、太陽電池モジュールと置換してダミー太陽電池モジュールを設置し、色彩やデザインを損なうことなく、太陽電池ストリングの発電時に一部抵抗となる発電効率が低下する太陽電池モジュールを除外し、抵抗発生を防ぎ、不要なコスト発生を抑制してなる請求項１記載の多機能性広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造。
【請求項５】
前記建造物の受光面となる外面部に、発電に加えて、環境景観に配慮した装飾デザイン表示及び／又は広告掲示を嵌込交換可能とした太陽電池装着ユニットの形態を太陽電池バネルの所望の箇所に装着するに際、太陽電池ストリングの回路結線を損なうことをなくする為、背面又は側面に通電用の配線を配設してなる請求項１記載の広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造に関し、ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建造物に太陽電池発電システムを設置するとき、その外面部を単に太陽電池パネルで覆うのみならず、環境景観への配慮又は広告掲示等のための装飾表示を付与することができる多機能性広告装飾表示太陽電池パネルの設置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】近年、太陽電池は地球環境保全の立場からも排気ガス、放射線等の公害を発生することのないクリ−ンなエネルギ−源として注目され、使用素材が環境保全上殆ど影響がなく大きな広がりを見せてみせており、様々な分野でその普及や促進が図られている。しかし、近年の太陽電池は、構造上及びシリコン等の無機材料を使用する材料の性質上、その外観は通常青紫色若しくはそれに近い一色で構成されており、周囲の雰囲気を暗くし色彩的及び装飾デザイン的にも制約を受けるものであった。また、太陽電池は光の当たる人の目に触れる所に設置しなければ機能を果たさない宿命を負っており、外観上も殺風景で暗い印象を与え環境景観上も美観を損ねているものであった。このように太陽電池の普及や促進が図られるのに伴って、その外観も重要な位置付けとなってきており、ビル壁面や屋上等の広い受光面を有する建造物に太陽電池発電システムを設置するとき、発電以外にも景観環境への配慮と共に、装飾デザインや文字、図柄等による宣伝・広告等の情報伝達媒体としての利用にも関心が高まりつつある。
上記の問題点を解決する為に、例えば下記のような提案がなされている。まず、太陽電池はエネルギー変換率が高い発電特性が安定している等の理由から、シリコン太陽電池が一般的に使用されているが、さらにこれらの太陽電池のモジュールに対し、デザイン性の観点から太陽電池モジュールにフィルムの貼り付けによるデザイン表示や、太陽電池セルやモジュールの配置による図形表示が提案されており、その代表的な例を挙げる。例えば、特開２０００−２５７５４１号には、受光面に２色以上の色を付けるカラー太陽電池、特開平８−１０７２３０号には、パネル面をデザイン表示した太陽電池パネル、特開平６−３７３４３号には、意匠性を与え商品としての付加価値を高める太陽電池装置、実開平５−７８７６７号には、複数のソーラーパネル単位体を組み合せて標識としての複合体とし、壁、屋根等の建造物の一部に付設してなるデザインソーラーパネル、特開２００７−２８７８９４号には、モジュールに図柄パターン等を表示して広告宣伝効果を得る太陽電池モジュール及びその製造方法、特開２０１０−４５１７８号には、発電効率を向上させつつ前面に文字や絵柄等を自由に付与することができる太陽電池、特開平５−３０８１４０号及び特開平７−７４３８０号には、その電気製品の意匠的価値を向上させ得る太陽電池、特開平７−２１３８７８号には、光の利用効率を低下させることなく太陽電池をカラフルに見せる色つき太陽電池、特開８−８８３８３号には、本体と一体構造で商品、メーカー名称等も機器の外側に取り囲むことが可能な太陽電池ユニットに記載の方法がある。
上記のような提案では従来の太陽電池に様々な付加手段を設けて意匠性を求めるものであり、コストも要し、また太陽電池自体の変換効率の低下を招く難点があった。さらに、例えば上記提案での、特開平８−１０７２２０号の表面色が異なる多数の太陽電池モジュールを縦横方向に組み合わせ文字や図形等を表示する太陽電池パネル、特開平６−３７３４３号の単位の太陽電池素子を複数個、平面状に並べた太陽電池装置での太陽電池モジュールの配置による図形表現では、図形を形成するのに充分なモジュールの枚数が必要となり、実用上では大規模な太陽電池アレイでなければ実現は困難である。また、特開２００７−２８７８９４号は太陽電池セルとカバーガラスを接着するフィルムの切り抜きによるパターンを表示させる方法であるが、これは太陽電池アレイを想定していないため、太陽電池アレイ全体のデザインを考慮し、建造物の外観並びに広告掲示等の利便性に基づく壁面利用につき記載がない。特開２０１０−４５１７８号、特開平５−３０８１４８号、或いは特開平７−７４３８０号には、特開平８−１０７２３０号や特開平６−３７３４３号のような太陽電池セルの色彩ではなく、太陽電池モジュールの受光面に光学的な屈折の利用による色彩変化によって文字や絵柄等を自由に付与することができるとしているが、この提案では色彩の選択はできない。また、特開２０００−３２３７３９号、特開２００１−１１１０８９号には、太陽電池アレイの設置面の掲示用に合せ、ダミー太陽電池モジュールの形状を変更して建物の屋根部分等と形状を合せることで太陽電池アレイと設置面との一体感を確保する提案があるが、これらは太陽電池アレイ自体の外観に関する提案であって、建物の外観並びに景観或いは広告表示の利便性について考慮されていない。さらに、特開２００４−０３７５８８号では、太陽電池アレイに映像を投影する為には、条件についても制限が伴ない、また、太陽電池アレイに映像を投影する構造である為、当初計画したデザインを変更することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】このように従来の技術では、太陽電池モジュールのデザイン性の観点から形状の自由度の確保や太陽電池モジュールにフィルム等の貼り付けによるデザイン表示や、太陽電池セルやモジュールの配置による図形表示等が提案されている。しかし、これらの提案は、太陽電池アレイの設置による発電のメリットに主眼がおかれていた為、太陽電池モジュールに色彩を施すことに力点が置かれ、太陽電アレイの全体のデザインを考慮し、ビル等の建物の外観、並びに景観、広告掲示の利便性、或いはディスプレイ効果等の壁面利用について考慮されていなかった。また、建造物の壁面或いは屋上等は太陽光を受光できる受光面であると共に、人目につき易い部位であり、広く大きい平面を確保できるため広告やデザイン掲示等のディスプレイ効果を発揮できる重要な媒体でもある。この部位に、太陽電池モジュールを設置すれば発電による環境保全や電力の購入費用の削減というメリットはあるが、広告の掲示等のディスプレイ効果を発揮できなくなり、壁面利用の経済的なメリットが失われてしまう問題があった。
また、太陽電池アレイの設置面の形状に合せ、ダミー太陽電池モジュールの形状を変更して建物の屋根部分等と形状を合せることで、太陽電池アレイとの一体感を確保する提案等があるが、太陽電池ストリングの一部として構成することへの配慮がなされていない為、太陽電池アレイの設置時の配線が煩雑になる等の問題が解消されていなかった。さらに、太陽電池アレイの設置場所における余白部分を埋めるダミー太陽電池モジュールの場合は、太陽電池ストリングを構成する回路に含めない構成であったり、発電システムの回路に組み込むことを想定した場合は、実際に薄膜層を生成する構成となっており、コストの抑制には問題があった。
さらに、従来技術では、ダミー太陽電池モジュールを太陽電池ストリングの回路から除外して、太陽電池アレイの設置時の余白を埋めるようにした場合、設置の形態によっては太陽電池ストリングの回路形成のために煩雑な配線が必要となる。さらに、薄膜を形成して電極層を設ける方法を利用する場合は、太陽電池モジュールの製造工程と類似した製造過程を実施するため、太陽電池モジュールのコスト抑制には余り貢献しない。
本発明において、第一の課題はビル等の建造物の広い設置面である壁面又は屋根に設置する太陽電池パネルにおいて、環境及び景観への配慮又は広告の掲示等を行う為、太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等のグラフィック表示パターンの色彩印刷、及び太陽電池モジュールの形状、配置の変更及び計画では、太陽電池アレイを構成する太陽電池の配置及び計画を行うときに、太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの配置並びに形状の自由度を確保することである。次に、第二の課題は、環境及び景観への配慮又は広告の掲示等を行う為、太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等のグラフィック表示パターンの印刷、及び太陽電池モジュールの形状変更等を行った際に発生する太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリング内での太陽電池モジュールの起電力差から発生する太陽電池セルの発熱等の問題回避である。さらに、第三の課題は、太陽電池パネルにおいて、環境及び景観への配慮又は広告の掲示などを行うため、太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等のグラフィック表示パターンの色彩印刷、及び太陽電池モジュールの形状、配置変更及び計画を行うことにより、起電力が期待できない部位又は他の部位に比べて大きく起電力がは低下することが想定される部位に対し、太陽電池モジュールの外観に似せたダミーの太陽電池モジュールを配置する際に、ダミーの大雄電池モジュールが属する太陽電池モジュールのストリングの発電回路の配線の迂回を防ぎ、太陽電池ストリング並びに太陽電池アレイの設置時の配線を簡単にすることである。
このように、従来の技術では、格別に何らかの付加を要しない類型をみても、太陽電池モジュール自体の色の違いを利用して配置したものや、偏光フィルムを貼り付け、光学的な色彩を得るもの等が提案されている。さらに、フィルム貼り付けによる彩色では、太陽電池モジュールの使用中に雨水の滞留や塵埃等の汚れの付着、堆積に対してフィルムの構造によっては、汚れの付着を促進し、発電量の低下を招く。また、フィルムの表面が平坦、平滑である場合も汚れがガラス面と同等に自然に落ちる能力に劣る。そして、平坦、平滑な表面に入射する光は入射角が臨界角を超えると全反射され、太陽電池の光起電力素子に光が到達しない問題が発生する。
本発明は、発電に加え、ビル又は工場等の大きな受光面を有する建造物の壁面等の平面部のグラフィック・ディスプレイ表示の複合的利用に関し、太陽電池アレイ又は太陽電池モジュールに関しては、光の反射防止、並びに壁面又は屋根に色彩的調和を加え、壁面や屋根に設置された太陽光発電システムの外面部に所望の装飾デザインや広告掲示等のディスプレイ効果を発揮し得る太陽電池アレイを提供し、建造物の外面部への装飾表示並びに広告掲示等の利用方法を、発電に加えた複合的な利用方法として提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明において、ビル等の建造物の広い設置面である壁面又は屋根に設置する太陽電池パネルにおいて、環境及び景観への配慮又は広告の掲示等を行う為、太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等のグラフィック表示パターンの色彩印刷、及び太陽電池モジュールの形状、配置の変更及び計画では、太陽電池パネルを構成する太陽電池モジュールの配置並びに形状を適宜設定する。次に、前記色彩印刷の太陽電モジュール、並びに太陽電池モジュールの外観に似せたダミーの太陽電池モジュール、又は装飾デザイン又は広告掲示の為のシート幕等を、それぞれを太陽電池装着ユニットの構成とし、該装着ユニットはその周縁をフレーム枠で囲繞すると共に、ビル壁面等の外面周壁に取り付けた支持枠体に敷設した太陽電池パネル取付枠架台に嵌込固定、かつ交換可能として装着された太陽電池装着ユニットの組み合わせ形態からなり、すなわち太陽電池モジュールのカバーガラスの基体表面に装飾デザインを施さない太陽電池装着ユニットと、カバーガラスの基体表面に装飾デザインを色彩印刷した太陽電池装着ユニットとの少なくとも一種以上の組み合わせとして所望の箇所に装着し併設し、これらのいずれかの組み合わせとして、建造物の壁面に対して所望の全体的な装飾デザイン表示、又は広告掲示を付与できる広告装飾表示太陽電池パネルの構成である。
出願人は、さきに（１）特許第３０４９２３８号「太陽電池モジュール」において、硝子基体の表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部を形成し、表面彩色層に光透過性を残存せしめた構成。（２）特許第３２８６５７７号「太陽電池モジュール」、特開平１１−８７７４６号では、セラミック・インキを用いて、スクリーン印刷法により凹凸状膨隆部での凹凸ピッチ及び凹凸高さの数値限定の構成、（３）特許第３４８２３７０号「太陽電池モジュール」、特開２０００−２７７７７４号では、該凸状隆部の全周面に着色セラミックスを用いて表面彩色層が形成された構成の特許を保有している。そこで、本発明は、出願人並びに発明者を同じくするこれら特許の更なる実施形態であり、少なくとも文字、記号、図形、模様等の中から選ばれた表示パターンを印刷施工してなるグラフィック太陽電池において、何らかの付加を伴うグラフィックの実現でもなく、高価なシリコン電池セルに代替し、製造コストが低廉で、着色による透過率を少なくし光電交換の高効率化を図ると共に、特に本発明でのビル壁面等の広い受光面を有する建造物に太陽電池パネルを設置するとき、その阻害要因でもある建造物での光反射防止の機能は格別の効果ないし利用価値を発揮でき、かつビル壁面等に環境景観に配慮した彩色調和を加えるように働く。このように、本発明では上記先行特許での特徴点を壁面等に使用し遺憾なくその効果を発揮し得る構成である。また、太陽電池自体の変換効率の低下を招く虞れも少なく、予め白色又は半透明の前処理印刷、或いは穴状非印刷面を設けて太陽光の遮蔽率を軽減、さらには、印刷面の保護を図り、格別に何らかの付加、コストアップ要因も排除し、それに加えて、本発明に係る構成は、ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建造物に太陽電池パネルを設置するとき、特に光乱反射の抑制ないし防止の難題に十分機能するように働く。
本発明の構成では、発電に加えて環境景観に配慮した装飾及び／又は広告掲示を目的として、太陽電池パネルとしてアレイ構成する太陽電池モジュールのカバーガラスに表示パターンを色彩印刷し、該太陽電池バネルの所望の箇所に配設し広告装飾表示を施したディスプレイ効果を発揮するように働く。該パターン印刷の構成では、太陽電モジュールの周縁をフレーム枠で囲繞すると共に、ビル壁面等の外面周壁に敷設した太陽電池パネル取付枠架台に嵌込固定、かつ交換可能として装着された太陽電池装着ユニットの形態からなり、該装着ユニットを太陽電池バネルの所望の箇所に配設してなる構成である。
本発明での太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等のグラフィック表示パターンの色彩印刷、及び太陽電池モジュールの形状、配置の変更並びに計画では、太陽電池アレイを構成する太陽電池の配置及び計画を行うときに、太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの配置、並びに形状の自由度を確保することである。次に、太陽電池及びその印刷施工方法では、（１）少なくとも文字、記号、図形、模様等の中から選ばれた１種または２種以上の表示パターンの印刷施工であって、縦横方向に配列させてアレイを構成してなるモジュールのカバーガラスに、ドット、ストライプ、チェック形状、又は図柄、模様などの色彩との組み合わせからなる表示パターンを印刷施工してなる構成、さらに（２）前記モジュールのカバーガラスに、スクリーン印刷、転写印刷、インクジェット印刷、カッティングシート等から選ばれたいずれかの印刷施工方法により、ドット、ストライプ、チェック形状の印刷を施してなる構成、（３）前記アレイを構成するモジュールのカバーガラス面に、セラミックインキ等を用いてスクリーン印刷法等により印刷施工された印刷面を、乾燥工程において焼成を行うインキを使用し、印刷面の乾燥工程において乾燥と、ガラス強化を同時に実施してなる構成。（４）前記アレイを構成するモジュールのカバーガラス面に印刷施工するに際して、予め白色又は半透明のドット、ストライプ、チェック形状の印刷を施し、この印刷面を下地として、次に、前記ドット、ストライプ、チェック形状の印刷面に対して、スクリーン印刷又は転写紙を使用する印刷方法、インクジェット印刷方法等のいずれかより選ばれた印刷方法により色彩印刷を施すことにより、色彩の発色を向上せしめるモジュールのカバーガラスの印刷施工方法。（５）前記アレイを構成するモジュールのカバーガラス面に、ドット、ストライプ、チェック形状の印刷を施す際、前記ドット、ストライプ、チェック形状の個々の面に穴状の非印刷面を設け、太陽光の遮蔽率を軽減せしめてなる太陽電池モジュールのカバーガラスの印刷施工方法。（６）前記アレイを構成するモジュールのカバーガラス面に印刷施工するに際して、セルと張り合わされる面に対して印刷を行うことにより、印刷面の保護を太陽電池モジュールの印刷施工時に、同時に行う太陽電池モジュールのカバーガラスの印刷施工方法のいずれかを実施することができる。
次に、第二の課題である環境及び景観への配慮又は広告の掲示等を行う為、太陽電池モジュールのカバーガラスへの文字、記号、図形、模様等の表示パターンの印刷、及び太陽電池モジュールの形状変更などを行った際に発生する太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリング内での太陽電池モジュールの起電力差から発生する太陽電セルの発熱などの問題回避であり、太陽電池アレイに装飾デザイン表示或いは広告掲示をするためのパネルシートやシート幕等の掲示物を設置する際に、太陽電池ストリングの回路結線を損なうことがないように、背面又は側面に通電用の配線を有する構成とする。また、第三の課題については、太陽電アレイに色彩印刷等を行った際に、デザインの構成により発電効率が低下することが予想される部分の太陽電池モジュールについて、太陽電池モジュールに換えてダミー太陽電池モジュールを設置し、装飾デザインを損なうことなく、太陽電池ストリングの発電時に一部抵抗となる発電効率が低下する太陽電池モジュールを除外し、抵抗発生を防ぎ、不要なコスト発生を抑制することができる。
また、本発明で、太陽電池アレイ内で、太陽電池モジュールに代わって設置する装飾デザイン表示を目的とした掲示物は、設置される太陽電池アレイに使用される太陽電池モジュールの規格サイズで作成する。例えば、看板などの製作によく利用されるアクリル板を用いてアクリル板表面に装飾デザインを施して掲示物とする場合は、アクリル板の寸法を太陽電池アレイに使用する太陽電池モジュールのメーカー規格の太陽電池モジュールの寸法に合わせて裁断する。アクリル板の裁断後、所望のデザイン加工を施す。このとき、デザインされる板は１枚以上で構成されるものとし、単体又は複数のアクリル板で一つのデザインが構成される。掲示物を作成するときの素材は、アクリル板以外に限定されるものではなく、一般に看板や建材に使用される板材、或いは板ガラス等、パネル状の加工が可能であり、作成された掲示物の外周を太陽電池モジュールの規格に準拠したフレームを取り付ける。これにより、建造物に太陽電池を固定する架台に掲示物を太陽電池モジュールと同じ方法で固定することができる。フレームは太陽電池モジュールに使用されるものを使用することが望ましいが、掲示物の材質等により外形のみを一致させてもよい。
次に、フレームを取り付けた掲示物に、太陽電池モジュールに取り付けられる端子ポックスを取り付ける。これにより太陽電池アレイ設置工事の際に配線される電力ケーブルの配線に関し、掲示物との配置による再配線や配線の固定等に関する考慮の必要がなくなる。
また、掲示物の交換や太陽電池アレイの補修、装飾デザインの変更等を行う必要が発生した場合においても、通常の太陽電池アレイの補修と同じ方法により交換、補修、再配置が可能となる。
掲示物の設置位置を予め設定し、太陽電池モジュール設置用の架台のみを共有する場合には、フレーム並びに端子ボックスの取り付けを必ずしも必要としない。また、所望の装飾デザイン又は広告表示を有する太陽電池アレイの全体装飾デザインに従い、太陽電池モジュールと装飾デザイン掲示を目的とした掲示物を配置、設置する。
【発明の効果】
【０００５】本発明によれば、ビル壁面等の広い受光面を有する建造物に太陽電池発電システムを設置するとき、発電に加え、光の反射防止、並びに壁面等に環境景観への配慮又は広告掲示の為の色彩印刷を施し複合的な装飾ディスプレイ効果を発揮することができ、かつ太陽電池自体の変換効率の低下を招かない等の効果を奏する。さらに、装飾掲示物等の設置では、太陽電池ストリングの回路結線を損なうことがないよう背面又は側面に通電用の配線を備え、また、デザイン構成で発電効率の低下する太陽電池モジュールはダミー太陽電池に換えた組み合わせとし色彩デザインを損なわず、発電時に一部抵抗となる発電効率の低下する太陽電池モジュールは除外し不要なコスト発生を抑制し、広告装飾表示に適した太陽電池パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】本発明では、太陽電池パネルをビル等建造物の壁面又は屋根に設置する際、環境景観への配慮又は広告掲示等を行うため、太陽電池モジュールのカバーガラスへの色彩パターン印刷、及び太陽電池モジュールの形状並びに配置の変更及び計画を行うとき、太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの配置並びに自由度を確保する点。次に、前記のカバーガラスへの色彩パターン印刷及び太陽電池モジュールの形状変更等を行った際に発生する太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリング内での太陽電池モジュールの起電力差から発生する太陽電池セルの発熱等の問題回避の点。さらに前記太陽電池モジュールの形状変更等を行った際、起電力が期待できない部位又は他の部位に比し大きく起電力の低下が予想される部位に対し、ダミー太陽電池を配置する際、その太陽電池ストリングの発電回路の配線の迂回を防ぎ、太陽電池ストリング並びに太陽電池アレイの設置時の配線を簡易化する点である。これらの構成要件を充足することにより、ビル等の建造物の壁面又は屋根に設置する太陽電池パネルに対し、発電に加えて、ビル等の建造物の平面部での装飾表示或いは広告掲示等の別途ディスプレイ機能を発揮し得る太陽電池パネルの構成である。
本発明では、（１）所望の装飾デザイン又は広告表示パターンを有する太陽電アレイの全体デザインを行い、太陽電池ストリングを構成する太陽電池モジュールの中で色彩加工を施したものについて、太陽電池ストリング内で色彩加工による起電力りの低下により発電回路内での抵抗となって太陽電池ストリング全体の起電力の低下を引き起こしたり、発熱が予想されるモジュールを特定する。更に（２）太陽電池アレイの設置面の形状に合せるために設置するダミー太陽電池モジュールの設置位置を決定する。そして、太陽電池ストリング内で太陽電池モジュールに変わり、装飾デザイン表示を目的とした太陽電池パネルを設置する部位の設置位置を決定する。ここでいう色彩加工とは、太陽電池モジュールのガラスへの印刷加工、或いはカッティングシートの色彩シート貼り付け等の太陽電池モジュールのカバーガラス表面又は裏面の色彩加工である。
次に、所望の装飾デザインに必要となるカバーガラスに印刷加工を施した太陽電池モジュール、所望のデザイン加工を施したダミー太陽電池モジュール、所望の装飾デザイン加工を施し、電池パネルを構成し、設置する。
ダミー太陽電池モジュールは、カバーガラスの裏面に太陽電池セルの薄膜層に似せた塗装を施すか、太陽電池セルの薄膜層に似せたシートを貼り付けたガラスに、太陽電池ストリングを構成するときに必要となる電極或いはリード線を有する通電線を、塗装面或いはシート裏面に貼り付ける。通電線部分は、絶縁層を挟んで通電層を構成してもよい。ダミー太陽電池モジュールに使用するカバーガラスは、一般に太陽電池モジュールに使用されるガラスとして、透過率の関係から片面に片面にエンボス加工を施した鉄分の少ない白板ガラスを使用することが多いが、安価な一般的なガラスを使用してもよい。
広告或いは装飾デザイン掲示用のパネルシートは、太陽電池ストリングを構成するときに必要となる電極或いはリード線を有する通電線をパネルシート裏面に貼り付ける。通電線部分は、絶縁層を挟んで通電層を形成してもよい。また、広告或いは装飾デザイン掲示用のパネルシートは、太陽電池ストリングを構成するときのモジュール固定用の枠に企画を合せることで、電光掲示板や、液晶表示パネル等の可変表示装置を採用してもよい。
本発明で、建造物の壁面等に太陽電池パネルを装着する際には。まず壁面にアンカーボルト等を用い、太陽電池モジュールを縦横方向に配列した太陽電池アレイ載置用の架台を敷設する支持枠体を取り付け、該架台の表面に、フレーム枠で囲繞された太陽電池モジュールを所望の配設位置に嵌め込み固定、かつ取り換え可能に装着する太陽電池装着ユニットの構成として、該架台に通常の太陽電池モジュール、或いはダミー太陽電池モジュール、広告或いは装飾デザイン掲示用のパネルシート、パネル状の外壁装飾材などの少なくとも１種又は２種以上から選ばれた該太陽電池装着ユニットの形態での組み合わせとして配設し、環境景観への配慮又は広告掲示のための装飾表示を付与できる広告装飾表示太陽電池パネルの構成とする。
次に、フレームを取り付けた掲示物に、太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスを取り付ける。これにより、太陽電池アレイ設置工事の際に配線される電力ケーブルの配線に関して、掲示物と太陽電池モジュールの配置による再配線や、配線の固定等に関する考慮の必要がなくなる。また、掲示物の交換や太陽電池アレイの補修、装飾デザインの変更等を行う必要が生じた場合においても、通常の太陽電アレイの補修と同じ方法により交換、補修、再配置が可能となる。なお、掲示物の設置位置を予め設定し、太陽電池モジュール設置用の架台のみを共有する場合は、フレーム並びに端子ボックスの取り付けを必ずしも必要としない。所望の装飾デザインまたは広告表示部を有する太陽電池アレイの全体デザインに従い、太陽電池モジュールと装飾デザイン掲示を目的とした掲示物を配置ないし設置することにより、太陽電池パネルとして本来的に具備する発電機能に加え、別のディスプレイ機能を発揮することができる。
本発明の太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし別のディスプレイ効果を付加でき、外装部材としての用途が拡がりを発揮するように働く。また、所望の装飾デザイン表示を行った太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリング内の太陽電池モジュールの起電力の差によって生ずる発熱、並びに発熱により生じる太陽電モジュールの障害を防ぎ、太陽電池アレイの設置コストの抑制を図るようにに働く。
【実施例】
【０００７】本発明に係る太陽電池パネルの実施例を図面を示して説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。図１は、出願人の前記特許第３０４９２３８号記載の印刷手段を用いて、凸状膨隆部を形成した太陽電池モジュールの一部断面の模式図、図２は凸状膨隆部の半分に色彩を施した構成での入射光と反射光の関係を示す模式図、図３は凸状膨隆部に色彩を施した構成ての模式図である。図１〜３において、１は印刷膨隆部、２は色彩印刷部、３は太陽電池モジュール、Ａは入射光、Ｂ反射光であり、具体的には、セラミックス・インキを用いてスクリーン印刷法により所望設定の略均整かつ規則的に形成せしめた凸膨隆部での凸部の少なくとも片面に表面彩色層を設けた透光性基板の構成であって、太陽電池モジュールの表面カバーガラスの彩色効果と併せて、直接反射光を抑制し、光電変換効率の低下を少なくした太陽電池モジュールで、表面の彩色効果と併せ、表面反射光を抑制するように働く。このように、太陽光の入射に対する乱反射による太陽電池セルへの受光効率の低下防止の効果が期待でき、太陽電池モジュールの直接反射の抑制が期待できる。さらに、凸状膨隆部の半面に色彩印刷を施すことによって、壁面設置の場合、観察者が地上より見上げる形になった場合に色彩面を強調して見せることができる。
また、雨水、塵埃等を除去し易い為、長期間の屋外暴露でも発電効率が低下せず、コスト低廉、かつ安定した製作が可能で維持管理コストを逓減できる機能を発揮する。
図４は、本発明の太陽電パネルにおいて、文字、図柄等の装飾デザイン表示または広告表示等の色彩加工を施す掲示物と、その周囲を囲繞するフレームとの関係を示す模式図、図５は、掲示物または太陽電池モジュールをフレームで取り付ける状態を示す断面説明の模式図である。作成された掲示物の外周を太陽電池モジュールの規格に準拠したフレームを取り付ける。これにより、建造物に取り付けた支持枠体に敷設する架台に掲示物を太陽電池モジュールと同じ方法で固定することができる。フレームは太陽電池に使用するものを使用することが望ましいが、掲示物の材質等により外形のみを一致させてもよい。
本発明において、太陽電池アレイ内で太陽電池モジュールに代わって設置する、文字、図柄等の装飾デザインまたは広告表示等を目的とした掲示物は、設置される太陽電池アレイに使用される太陽電池モジュール規格サイズで作成する。作成された該掲示物の外周を太陽電池モジュールの規格に準拠したフレームを取り付ける。これにより、建造物の太陽電池を固定する架台に、該掲示物を敷設することができる。
図６は、フレームを装着した掲示物または太陽電池モジュールに配線用端子ボックスを取り付けた構成を示す斜視模式図である。６は端子ボックスである。図７は、フレームを装着した掲示物または太陽電池モジュールに配線用端子ボックスを取り付けた断面説明の模式図である。これにより、太陽電池アレイ設置工事の際に配線される電力ケーブルの配線に関して、掲示物と太陽電池モジュールの配置による再配線や、配線の固定などに関する考慮の必要がなくなる。また、掲示物の交換や太陽電池アレイの補修、装飾デザインの変更等を行う必要が生じた場合においても、通常の太陽電アレイの補修と同じ方法により交換、補修、再配置が可能となる。
図８は、太陽電池モジュールと掲示物を混在して配置したときの斜視模式図である。７は太陽電池アレイである。図９は、太陽電池モジュールと掲示物を混在して配置したときの配置例を示す模式図である。図中、３は太陽電池モジュール、４は掲示物である。このように、所望の装飾デザイン又は広告表示パターンを有する太陽電池アレイの全体デザインに従い、太陽電池モジュールと装飾デザイン表示を目的とした掲示物を配置、設置する。
次に、図１０は、ビル等の建造物の壁面に支持枠体を取り付けた斜視模式図であり、建造物本体８の壁面にアンカーボルト９を用いて、太陽電池モジュールを縦横方向に配列した太陽電池アレイ載置用の架台を敷設する支持枠体１０を取り付ける。図１１は、建造物本体８に支持枠体１０を取り付けた状態を示す断面模式図であり、ビル等の建造物では吹き上げる風を含め過酷な条件である為、支持枠体１０を固定用の金具であるアンカーボルト９を用い、ビル等の建造物のコンクリート表面に支持枠体１０を取り付け固定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】凸状膨隆部を形成した太陽電池モジュールの一部断面の模式図。
【図２】凸状膨隆部の半分に色彩を施した構成での入射光と反射光の関係を示す模式図。
【図３】凸状膨隆部に色彩を施した構成での断面の模式図。
【図４】掲示物又は太陽電池モジュールとフレームの関係を示した斜視模式図。
【図５】掲示物又は太陽電池モジュールとフレームの関係を示した断面模式図。
【図６】フレーム装着の掲示物又は太陽電池モジュールに配線用端子ボックスを取り付けた状態の斜視模式図。
【図７】フレーム装着の掲示物又は太陽電池モジュールに配線用端子ボックスを取り付けた状態の断面模式図。
【図８】太陽電池モジュールと掲示物を混在して配置した状態の配置例の模式図。
【図９】太陽電池モジュールと掲示物を混在して配置した状態の配置例の模式図。
【図１０】ビル等の建造物本体に支持枠体を取り付けた状態を示す斜視模式図。
【図１１】ビル等の建造物本体に支持枠体を取り付けた状態を示す断面模式図。
【符号の説明】
【０００９】    １  印刷膨隆部
２  色彩印刷部
３  太陽電池モジュール
４  掲示物
５  フレーム
６  端子ボックス
７  太陽電池アレイ
８  建造物本体
９  アンカーボルト
１０  支持枠体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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