(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽の移動に太陽光パネルの集光面を追従させて集光効率を向上するための駆動機構を有する太陽光パネル装置において、建物の上方を被うことができる様に前記建物の屋根に相当する部分に取り付けられ、
太陽光パネルの集光面を、少なくとも水平方向に回転させると共に重力方向に回動させる駆動機構と、
前記建物の上方を被う基部と、
該基部の中心孔を貫通して、前記駆動機構が備える駆動装置により回転する、前記駆動装置から伸びる回転軸と、
該回転軸が中心に取り付けられ、前記基部上で、前記基部の中心孔を中心に前記基部に対して回転する可動部と、
前記可動部の一部を中心に、前記可動部に対して回動する、前記可動部の一部に取り付けられた連結部材が取り付けられた、太陽光パネルを組み込んだ枠部と、を備えることを特徴とする太陽光パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光効率の高く、建物等に簡易に設置することができる太陽光パネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に太陽光パネルは一般住宅等の屋根に設置されることで、屋根に照射される太陽光を太陽光パネルで受けるという方式がとられていた。そのため、太陽光パネルを屋根に設置するための技術が研究され、多数開示されている。例えば、図３では、屋根１１０は、太陽光パネル部１１８及び瓦部１２０からなり、太陽光パネル部１１８は、屋根１１０の軒側及び妻側に並んで設けられた個々の太陽光パネル１１４によって構成されている。つまり、屋根１１０の基礎となる基礎屋根下地１２４の上に、太陽光パネル部１１８及び瓦部１２０が形成される。具体的には、太陽光パネル部１１８が形成される範囲の基礎屋根下地１２４の上面には、ルーフィング１３８を介して、防水性を有する太陽光パネル下地１４８、例えば、カラーベスト等の葺き材が葺かれる。その後、太陽光パネル下地１４８の上に太陽光パネル１１４が取り付けられることになる（特許文献１）。
【０００３】
従来の太陽光パネル装置では太陽光パネル１１４が取り付けられた後は、その受光面の向きは一定であり、これに対して太陽は刻一刻とその位置を変えていくことから、季節によって、若しくは一日のうちの太陽の位置変化によって十分な採光が確保されず、発電効率が十分ではないという問題がある。
【０００４】
ところで従来より建物内の効率的な利用を図るために、建物内を工夫した構成にするという技術は開示されていた。例えば、図４に示すように、建物１０１は２階建ての住宅であり、１階部分に居室１０２ａ、居室１０２ｃを配置し、これらの居室の内、居室１０２ｃの天井高は他の居室よりも高くなっており、吹き抜け状に構成されている。そして、この吹き抜けの上部を収納空間１０７として構成し、収納空間１０７は高床面室１７０によって区画されている。高床面室１７０は高床面１０４と、屋根裏１０６と、高床面１０４の後端部１０４ａから屋根裏１０６に向かって立設された後壁部１７１と、高床面１０４の側端部から屋根裏１０６に向かって立設された側壁部と、低床面室である居室１０３ａに面する前壁部１７２とから構成されている（特許文献２）。
【０００５】
以上のような構成をとることで、従来デッドスペースとなっていた吹き抜けの上部空間に生活に必要であるが当面使用しないもの（物品）を収納、保管することで、吹き抜けの上部空間の有効利用を図ることができるということである。以上のよう技術では、建物内の有効活用は可能であるが、建物全体としての有効活用はなされていない。つまり、建物は建物内だけではなく建物外（建物の外周側）の有効活用がなされて建物全体の有効活用がされることになる。昨今エネルギー資源の枯渇ということが憂慮され、各家庭においても独自にエネルギー資源の獲得に動かざるを得ない傾向にある。そのため、各家庭においても住居である建物に太陽光パネルを取り付けて、発電の一助となすべく太陽光エネルギーの獲得に乗り出している。しかしながら、住居である建物に太陽光パネルを取り付けるとしても建物の屋根に太陽光パネルを取り付ける程度のことしか行っておらず、発電の一助をなすまでには及んでいないのが現実であり、建物の外周側の有効活用の実現は果たされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２３０１０（段落００１１から段落００１２、図２）
【特許文献２】特開２００８−１６３６４０（段落００２５から段落００３５、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明、上記の事情に鑑みなされたものであり、建物の屋根を照射する太陽光に対して適切に照射される太陽光パネルを例えば屋根に取り付けることで建物の外周側の有効活用を含めた建物全体としての有効活用を可能にする太陽光パネル装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の太陽光パネル装置は、太陽の移動に太陽光パネルの集光面を追従させて集光効率を向上するための駆動機構を有する太陽光パネル装置において、建物の上方を被うことができる様に前記建物の屋根に相当する部分に取り付けられ、太陽光パネルの集光面を、少なくとも水平方向に回転させると共に重力方向に回動させる駆動機構と、前記建物の上方を被う基部と、該基部の中心孔を貫通して、前記駆動機構が備える駆動装置により回転する、前記駆動装置から伸びる回転軸と、該回転軸が中心に取り付けられ、前記基部上で、前記基部の中心孔を中心に前記基部に対して回転する可動部と、前記可動部の一部を中心に、前記可動部に対して回動する、前記可動部の一部に取り付けられた連結部材が取り付けられた、太陽光パネルを組み込んだ枠部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明の太陽光パネル装置によれば、季節、時間によって変わる太陽の移動位置に太陽光パネルを追従させるために、太陽光パネルを可動部に対して回動させたり、駆動装置の回転軸が回転することで可動部を回転させたりすることで、太陽の位置に応じて適宜、回動及び回転させることで、太陽の移動に追従させ、あらゆる方向に太陽光パネルを向かせることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽光パネル装置を建物に取りつけた場合には、建物外（建物の外周側）の有効活用がなされることになり、建物全体の有効活用がなされることになる。従来建物の屋根の上に太陽光パネルを取り付ける構成であったために、建物の屋根に相当する部分の形状等に対応した太陽光パネルを取り付ける必要があったが、建物の屋根部分を太陽光パネルとすることで、屋根と太陽光パネルの取り付けが一度に済ませることができる。また、従来デッドスペースとなっていた吹き抜けの上部空間の有効活用と合わることで、さらなる建物全体の有効活用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明である太陽光パネル装置が建物に取り付けられた状態を示す説明図である。（ａ）は、太陽光パネル装置が取り付けられた状態を建物の断面方向から示す説明図である。（ｂ）は、（ａ）に示す太陽光パネル装置を拡大して示す説明図である。
【図２】本発明である太陽光パネル装置を示す説明図である。（ａ）は、太陽光パネル装置が動作する前の状態を示す説明図である。（ｂ）は、太陽光パネル装置の動作を示す説明図である。
【図３】    特許文献１における太陽光パネルを備えた住宅の外観を示す説明図である。（ａ）は、住宅の外観を正面側から概略的に示す説明図である。（ｂ）は、太陽光パネルを備えた屋根を断面方向から示す説明図である。
【図４】    特許文献２における建物を断面方向から示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１には、本発明である太陽光パネル装置１が取り付けられた建物１０が示してある。建物１０は、二階建ての住宅であり、一階部分に居室２０１、居室２０２を配置し、二階部分に居室２０３が配置されている。二階部分に配置された居室２０３に太陽光パネル装置１が取り付けられている。太陽光パネル装置１は、図１に示すように、居室２０３の上方、つまり、建物１０の屋根１１に相当する位置に取り付けられている。本例においては、居室２０３の上方は、四角形の形状をなしているため、太陽光パネル装置１の、居室２０３の上方に取り付けられる部分は同様に四角形の形状をなし、居室２０３の上方に取り付けられることが可能になっている。ただし、建物１０の屋根１１に相当する部分は必ずしも四角形ということはなく、種々の形状があり、太陽光パネル装置１の、建物１０の屋根１１（居室２０３の上方）に取り付けられる部分（基部３）は、建物１０の屋根１１に相当する部分の種々の形状に対応させることになる。そして、基本的には太陽光パネル装置１の基部３を居室２０３の上方に嵌め込むことで太陽光パネル装置１を建物１の屋根１０に取り付けることになる。
【００１７】
太陽光パネル装置１では、建物１０の屋根１１に取り付けられる、板状の基部３の上に可動部４が配置されている。可動部４は、図２（ａ）に示すように、基部３と同じ板状の形状をなし、基部３と重なり合える大きさになっている。本例では、可動部４は可動部４自身が可動するとともに、可動部４の上に配置される太陽光パネル２の回動の際の基点となっている。可動部４は、図１及び図２に示すように、基部３上で回転することになる。
そのために、駆動装置（モーター）４３の回転軸４２の一方の端部側が基部３の中央を貫通し、可動部４の中心孔４１に組み込まれている。基部３の中央（中心孔）には、例えばベアリング等が組み込まれ、回転軸４２の回転の確保している。図１に示すように、回転軸４２の他方の端部側には駆動装置（モーター）４３が取り付けられている。本例においては、図１に示すように、駆動装置（モーター）４３は一階部分に配置されているが、一階部分に限定されることなく、駆動装置４３を置くスペースが確保できれば二階部分に配置することも可能である。駆動装置４３が稼動することで可動部４は、可動部４の上に配置された太陽光パネル２とともに基部３上を（基部３に沿って）回転することになる。駆動装置４３には、図示しないコンピューターが接続されており、そのコンピューターが可動部４を制御することになる。
【００１８】
可動部４の上に配置された太陽光パネル２は、一般的なものであり、複数の太陽電池セルを備え、強化ガラスや封止材などによって方形状にパッケージされ、枠部２１内に組み込まれている。太陽光パネル２は、図２（ａ）に示すように、可動部４及び基部３と同じ板状の形状をなし、可動部４と重なり合える大きさになっている。本例では、太陽光パネル２は可動部４の一辺方向を中心として回動することになる。本例では、可動部４が四角形であるために、一辺方向を中心として回動するとしているが、必ずしも一辺方向に限定されるものではなく、可動部の一部であればよく、可動部の一部を中心として回動すればよい。図１及び図２に示すように、重なり合った、四角形をなす、太陽光パネル２（枠２１）及び可動部４の、いずれかの一辺側には、可動部４に対して太陽光パネル２（枠２１）を回動させるための連結部材が取り付けられている。本例では、連結部材として、図示しない駆動装置（モーター）の回転軸（図２（ａ）に示す点線部分）が取り付けられ、可動部４に対して回転軸方向（可動部４の一辺方向）を中心に回動することになる。連結部材としては、回転軸に限定されず、例えば丁番等を用いることも可能であり、丁番等の場合には、丁番等を回動する回転軸が丁番等に取り付けられることになる。この回転軸（図２（ａ）に示す点線部分）を備えた、図示しない駆動装置（モーター）にも、駆動装置４３と同様に、同じ図示しないコンピューターが接続されており、そのコンピューターがこの回転軸（図２（ａ）に示す点線部分）を備えた、図示しない駆動装置（モーター）を制御することになる。
【００１９】
つぎに、以上の構成を備えた、本発明である太陽光パネル装置１の動作について説明する。
【００２０】
まず、太陽光パネル装置１を動作させるために、図示しない駆動装置を制御する、図示しないコンピューターには予め入力された、季節及び時間により太陽の状態（データ）に基づいて図示しないコンピューターを作動させる。図示しないコンピューターの作動により、予め入力されたデータに基づく信号が図示しない駆動装置（モーター）に送られる。その際、太陽光パネル２を回動させる、図示しない駆動装置か、或いは可動部４を回転させる、駆動装置４３のいずれかが選択されるか、或いは両方の、図示しない駆動装置が選択され、図示しない駆動装置が制御される。駆動装置が制御されることにより、季節、時間によって変わる太陽の移動に合わせて太陽光パネル２を追従させる。つまり、太陽光パネル２を可動部４の一辺方向を中心に、矢印Ａ方向へ回動させ（図１（ｂ）参照）、太陽に移動に太陽光パネル２を追従させる。
【００２１】
その際、太陽の移動方向に合わせて、図２（ａ）に示すように、矢印Ａ１方向、或いは矢印Ａ２方向へ太陽光パネル２が可動部４に対して回動する。太陽の移動に追従するためには、あらゆる方向に太陽光パネル２が向かなければならず、矢印Ａ１方向、或いは矢印Ａ２方向へ太陽光パネル２の回動に加え、駆動装置４３の回転軸４２が回転することで可動部４が矢印Ｂ方向に回転する（図２（ｂ））。可動部４については、太陽の位置に応じて適宜、矢印Ｂ１方向、或いは矢印Ｂ２方向に回転する。以上のようにして、季節、時間によって変わる太陽の移動位置に太陽光パネル２を追従させることになる。
【符号の説明】
【００２３】
１…太陽光パネル装置、
２…太陽光パネル、２１…枠部、
３…基部、
４…可動部、４１…中心孔、４２…回転軸、４３…駆動装置（モーター）
１０…建物、２０１、２０２、２０３…居室、１１…屋根（居室の上方）
【要約】
【課題】建物の外周側の有効活用を図る。
【解決手段】太陽光パネル装置１では、建物１０の屋根１１に取り付けられる、板状の基部３の上に可動部４が配置されている。太陽光パネル２が可動部４に対して回動させたり、駆動装置４３の回転軸４２が回転することで可動部４を回転させたりすることで、太陽の位置に応じて適宜回転することで、季節、時間によって変わる太陽の移動位置に太陽光パネル２を追従させる。このように建物の屋根を照射する太陽光に対して適切に照射される太陽光パネルを屋根に取り付けることで建物の外周側の有効活用を含めた建物全体としての有効活用を可能にする。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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