(57)【要約】      （修正有）【課題】外装設置するときにおいて、発電効率を高める太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】建物１に複数の太陽光発電ユニット１０が取り付けられている。スパンドレルガラス１２には、太陽光発電モジュール１２ａが設けられる。スパンドレルガラス１２の表面には、汚れ防止のために、例えば酸化チタンのような親水性を有するガラス用コーティング剤が塗布されることが望ましい。太陽光発電庇１４は、太陽光発電モジュール１４ａを備える。散水装置３２は、太陽光発電ユニット１０の上下方向に関し、スパンドレルガラス１２と太陽光発電庇１４との間に設けられる。そして、建物１の外側方向に水を散布する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを備え、外装部の一部をなす太陽光発電部材と、
前記太陽光発電部材の表面に対して水を供給する供給装置部と、
を備え、
前記太陽光モジュールからの電力は、前記供給装置部に供給されることを特徴とする太陽光発電ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電ユニットであって、
前記太陽光発電部材の表面には、親水性コーティング剤が塗布されていることを特徴とする太陽光発電ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の太陽光発電ユニットであって、
前記太陽光発電部材は、
第１太陽電池モジュールを備え、太陽光反射性を有する第１太陽光発電部材と、
第２太陽電池モジュールを備えた第２太陽光発電部材と、
を備え、
前記第１太陽光発電部材の受光面に入射して反射する反射光は、前記第２太陽光発電部材の受光面に入射することを特徴とする太陽光発電ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽光発電ユニットであって、
前記供給装置は、前記第１太陽光発電部材と前記第２太陽光発電部材との間から水を霧状に散水する散水装置であることを特徴とする太陽光発電ユニット。
【請求項５】
請求項３に記載の太陽光発電ユニットであって、
前記第１太陽光発電部材は、前記第２太陽光発電部材の下部に設けられる庇の一部に含まれ、
前記供給装置部は、前記第２太陽光発電部材の上部に設けられることを特徴とする太陽光発電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電用ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーの観点から、住宅やビル等の建物において、太陽光発電（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ，以下ＰＶということがある）が導入されつつある。加えて近年は、二酸化炭素排出削減、ＣＳＲ、さらには、創エネルギー・蓄エネルギーに対する意識が高まっており、住宅、学校施設、公共施設、商業施設、工場施設、及び、事務所ビルなどあらゆる建物において、ＰＶに対するニーズは増加するものと期待される。  
特許文献１には、反射パネルに照射された日光が反射パネルと反射板とを介して太陽電池モジュールに照射されることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８０２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建物形状や屋上の用途によっては、屋上よりも外装面の方がＰＶモジュールを設置するのに適した、より大きな面積を確保できる場合があり、このような場合には、建物外装にＰＶモジュールを設置することがある。また、建物所有者にとっては、屋上よりも外装の方がＰＶ活用を社会にアピールしやすいため、イメージ向上やＣＳＲの観点から、発電効率が劣ったとしても、ＰＶモジュールをあえて外装に設置することもある。これらのような事情から、太陽光発電モジュールを外装設置するときであっても、発電効率を高めることが望まれる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールを外装設置するときにおいて、発電効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために本発明に係る太陽光発電ユニットは、太陽電池モジュールを備え、外装部の一部をなす太陽光発電部材と、前記太陽光発電部材の表面に対して水を供給する供給装置部と、を備え、前記太陽光モジュールからの電力は、前記供給装置部に供給されることを特徴とする。  
このようにすることで、太陽光発電部材に含まれる太陽光発電モジュールにおいて発電した電力を用いて太陽光発電部材に水を供給できるので、太陽光発電部材の表面の汚れを除去（自己洗浄）することができる。また、太陽光発電部材は、温度が上昇すると発電効率が低下するが、太陽光発電部材を水により冷却することができるので、太陽光発電ユニットを外装設置した場合であっても、発電効率を高めることができる。
【０００７】
また、本発明に係る太陽光発電ユニットにおいて、前記太陽光発電部材の表面には、親水性コーティング剤が塗布されていることを特徴とする。  
このようにすることで、供給された水が太陽光発電部材の表面において濡れ広がりやすくなるので、太陽光発電部材の表面の汚れをより除去しやすくなる。そして、より発電効率を高めることができる。
【０００８】
また、本発明に係る太陽光発電ユニットにおいて、前記太陽光発電部材は、第１太陽電池モジュールを備え、太陽光反射性を有する第１太陽光発電部材と、第２太陽電池モジュールを備えた第２太陽光発電部材と、を備え、前記第１太陽光発電部材の受光面に入射して反射する反射光は、前記第２太陽光発電部材の受光面に入射することを特徴とする。  
このようにすることで、第１太陽光発電部材において太陽電池モジュールで発電を行うと共に、入射した光を第２太陽光発電部材に対して反射する。また、第２太陽光発電部材の太陽電池モジュールで発電を行う際に、直射光のみならず、第１太陽光発電部材において反射した反射光によっても発電を行うことができる。そして、さらに発電効率を高めることができる。
【０００９】
また、本発明に係る太陽光発電ユニットにおいて、前記供給装置は、前記第１太陽光発電部材と前記第２太陽光発電部材との間から水を霧状に散水する散水装置であることを特徴とする。  
このようにすることで、第１太陽光発電部材の表面と第２太陽光発電部材の表面に水を散布できるだけでなく、ミスト冷房として周囲環境を改善することもできる。
【００１０】
また、本発明に係る太陽光発電ユニットにおいて、前記第１太陽光発電部材は、前記第２太陽光発電部材の下部に設けられる庇の一部に含まれ、前記供給装置部は、前記第２太陽光発電部材の上部に設けられることを特徴とする。  
このようにすることで、第２太陽光発電部材上部から流れ出る水により、第２太陽光発電部材の表面及び第１太陽光発電部材の表面を自己洗浄することができる。そして、発電効率をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、太陽光発電部材に含まれる太陽光発電モジュールにおいて発電した電力を用いて太陽光発電部材に水を供給できるので、太陽光発電部材の表面の汚れを除去（自己洗浄）することができる。また、太陽光発電部材は、温度が上昇すると発電効率が低下するが、太陽光発電部材を水により冷却することができるので、太陽光発電ユニットを外装設置した場合であっても、発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における太陽光発電ユニット１０の正面図である。
【図２】第１実施形態における太陽光発電ユニット１０の横断面図である。
【図３】第２実施形態における太陽光発電ユニットの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、第１実施形態における太陽光発電ユニット１０の正面図である。図２は、第１実施形態における太陽光発電ユニット１０の横断面図である。これらの図には、建物１に複数の太陽光発電ユニット１０が取り付けられている様子が示されている。ここでは、床仕上げ４２、床スラブ４４、天井内４６、天井４８を有する建物１に複数の太陽光発電ユニット１０が取り付けられるものとする。本実施形態における太陽光発電ユニット１０は、ガラスカーテンウォール（ＧＣＷ）のように、ガラス面積の大きい外装において用いられることが望ましい。
【００１４】
太陽光発電ユニット１０は、上枠２０と横枠２１と下枠２２と無目（トランサム）２４を方立（マリオン）２６と、スパンドレルガラス１２と、バックボード２８と太陽光発電庇１４（以下、「ＰＶ庇」と言うことがある）とビジョンガラス１６とサイドフィン１８と散水装置３２を備える。
【００１５】
上枠２０と横枠２１と下枠２２は、それぞれの端部同士が固定され太陽光発電ユニット１０の外枠を構成する。そして外枠の内側に、スパンドレルガラス１２と太陽光発電庇１４とビジョンガラス１６とサイドフィン１８が固定的に設けられる。なお、太陽光発電庇１４については、その傾きを調整することができることとしてもよい。
【００１６】
太陽光発電ユニット１０の上側部分には、スパンドレルガラス１２とバックボード２８が上下方向について上枠２０と無目２４に挟み込まれ、左右方向について横枠２１に挟み込まれるように固定される。スパンドレルガラス１２が組み付けられる位置は、太陽光発電ユニット１０を建物１に施工したときに、スパンドレルガラス１２が建物１の床仕上げ４２部分と床スラブ４４部分と天井内４６と水平方向に重なる位置となることが望ましい。このとき、水平方向について、上枠２０も床仕上げ４２部分に重なり、無目２４は天井内の一部と天井と重なる位置となる。
【００１７】
スパンドレルガラス１２には、太陽光発電モジュール１２ａが設けられる。また、スパンドレルガラス１２の背面側にはバックボード２８が設けられる。スパンドレルガラス１２の表面には、汚れ防止のために、例えば酸化チタンのような親水性を有するガラス用コーティング剤が塗布されることが望ましい。
【００１８】
無目２４の下方には、建物１の外側方向に張り出す太陽光発電庇１４が設けられる。太陽光発電庇１４は、太陽光発電モジュール１４ａを備えるとともに、太陽光反射性を有する強化ガラス１４ｃを有する。これにより、太陽光の光路Ｌが図２に示されるようになるので、太陽光により発電を行う一方で、太陽光の一部をスパンドレルガラス１２の太陽光発電モジュール１２ａに反射し、スパンドレルガラス１２の太陽光発電モジュール１２ａにおいても発電を効率的に行わせる。なお、太陽光発電庇１４の受光面の強化ガラス１４ｃには、汚れ防止のために、例えば酸化チタンのような親水性を有するガラス用コーティング剤が塗布されることが望ましい。
【００１９】
太陽光発電庇１４の傾斜角は、年間日照量が最も多くなる角度に設定される。また、太陽光発電庇１４の出寸法は、部材の強度計算や、必要発電量に応じて設計される。また、太陽光発電庇１４における太陽光の受光面と、スパンドレルガラス１２における太陽光の受光面は、劣角（０＜θ＜２π）の範囲の角度を形成する。
【００２０】
太陽光発電庇１４には、バッテリー１４ｂを設けることができ、これにより、スパンドレルガラス１２における太陽光発電モジュール１２ａ及び太陽光発電庇１４における太陽光発電モジュール１４ａによって発電された電力を蓄電することができる。
【００２１】
なお、本実施形態において、スパンドレルガラス１２における太陽光発電モジュール１２ａ及び太陽光発電庇１４における太陽光発電モジュール１４ａの電気系統は、建物１内部の電気関係設備には接続されなくてもよい。すなわち、太陽光発電ユニット１０における太陽光発電モジュール１２ａ、１４ａから得られた電力は、その外部の電力系統とは連系されなくてもよい。具体的には、太陽光発電モジュール１２ａ、１４ａは、キュービクルや分電盤などには接続されないこととしてもよい。
【００２２】
本実施形態では、太陽光発電モジュールによって発電された電力は、散水装置３２の動力源として用いられる。散水装置３２には、水を供給するために建物１内部から延びる水供給パイプ(不図示)が接続される。散水装置３２は、太陽光発電ユニット１０の上下方向に関し、スパンドレルガラス１２と太陽光発電庇１４との間に設けられる。そして、建物１の外側方向に水を散布する。より細かい霧状の水を噴霧することとしてもよい。
【００２３】
このようにすることで、スパンドレルガラス１２の表面と太陽光発電庇１４の表面に水を供給し、その表面の汚れを洗浄することができる。また、建物１の外側方向に水が散布されるので、下記の建物外周の温度低下と太陽光発電モジュールの温度上昇抑制の効果を有する。一般に、太陽光発電モジュールは温度上昇により発電効率が低下するものであるので、このようにすることで、建物外周の快適性を確保するとともに、より発電効率を高めることができるという利点がある。
【００２４】
太陽光発電ユニット１０の下側部分には、ビジョンガラス１６が上下方向について無目２４と下枠２２に挟み込まれ、左右方向について横枠２１に挟み込まれるように組み付けられる。また、ビジョンガラス１６と水平方向についてほぼ重なるように、サイドフィンが横枠２１に取り付けられる。
【００２５】
なお、上記方立のマリオンスパンは、１８００ｍｍ、１６００ｍｍ、１４００ｍｍ、１２００ｍｍ、１０００ｍｍとすることができる。これにより、太陽光発電ユニット１０を規格に準じたものとし、ユニットとして施工を容易にし、かつ、コストダウンを図ることができる。
【００２６】
また、ガラスカーテンウォール特有の眺望性や開放感を阻害しない程度に、太陽光発電庇１４をルーバー状にし、傾斜角を上げることとして、複数段設けることもできる。
【００２７】
以上のように、第１太陽光発電部材において太陽電池モジュールで発電を行うと共に、入射した光を第２太陽光発電部材に対して反射する。また、第２太陽光発電部材の太陽電池モジュールで発電を行う際に、直射光のみならず、第１太陽光発電部材において反射した反射光によっても発電を行うことができる。このため、太陽光発電ユニットを外装設置した場合であっても、発電効率を高めることができる。
【００２８】
特に、安価な太陽電池モジュールは、光を反射しやすい場合がある。この場合、光を反射しやすい太陽電池モジュールを太陽光発電庇１４に設けることとすれば、スパンドレルガラスにおける太陽電池モジュールに対して光を反射させて、安価に太陽電池モジュールを設置しつつ、効率の高い発電を行うことができる。
【００２９】
また、スパンドレルガラス１２の表面及び太陽光太陽光発電庇１４の強化ガラス１４ｃには、親水性を有するガラス用コーティング剤が塗布されているので、表面に水が供給されることにより、その表面の汚れを除去することができる。すなわち、太陽光発電ユニット１０において、自己洗浄を行うことができる。これにより、太陽電池モジュールの発電効率をより高めることができる。
【００３０】
さらに、これら表面に水が供給されることで、太陽光発電モジュールの温度を下げることができる。これにより、太陽電池モジュールの発電効率をより高めることができる。
【００３１】
また、太陽光発電モジュール１４ａを庇に設けることとしているので、その地域で最も年間日射量の多い傾斜角を太陽光発電庇１４の設置角度として設定することができ、発電効率を総じて高く維持することができ、同時にビジョンガラス１６から入射する直射日光を遮ることができるので、省エネ効果を高めることができる。
【００３２】
また、仮に、太陽光発電庇１４の傾斜角を夏期の最適日射量となるように設定した場合、その傾斜角が小さすぎて雨水・積雪に対して悪影響を生ずることがあるが、本実施形態では、最適年間日射量になるように太陽光発電庇１４の傾斜角を設定できるので、このような影響を生じないようにすることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、スパンドレルガラス１２に太陽光発電モジュール１２ａを設けることとしたが、ビジョンガラスに設けることとしてもよい。
【００３４】
図３は、第２実施形態における太陽光発電ユニットの横断面図である。前述の第１実施形態では、水の供給装置として散水装置３２が用いられたが、第２実施形態では、これらの代わりに水供給弁１３２が用いられる。なお、図３において、前述の第１実施形態と共通の部材については、同じ符号を付してある。
【００３５】
第２実施形態では、水供給弁１３２スパンドレルガラス１２の上部に水供給弁１３２が設けられる。水供給弁１３２には、建物側から水を供給するための不図示の水供給パイプが接続される。また、水供給弁１３２の弁の開閉は、前述の太陽光発電モジュールから供給される電力により行われる。
【００３６】
このようにすることによっても、スパンドレルガラス１２上部からスパンドレルガラス１２及び太陽光発電庇１４の表面に水を供給することができるので、これら表面を自己洗浄することができる。
【００３７】
なお、さらに太陽光発電モジュールから供給される電力により稼働するタイマーを備えることとし、所定時間毎に水供給弁１３２の開閉を行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  建物、１０  太陽光発電ユニット、
１２  スパンドレルガラス（第２太陽光発電部材）、
１２ａ  太陽光発電モジュール（第２太陽電池モジュール）、
１４  太陽光発電庇（第１太陽光発電部材）、
１４ａ  太陽光発電モジュール（第１太陽電池モジュール）、１４ｂ  バッテリー、
１４ｃ  強化ガラス、
１６  ビジョンガラス、１８  サイドフィン、
２０  上枠、２１  横枠、２２  下枠、
２４  無目（トランサム）、２６  方立（マリオン）、
２８  バックボード、
３２  散水装置、
４２  床上仕上げ、４４  床スラブ、４６  天井内、４８  天井、
１３２  水供給弁、
Ｌ  光路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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