(57)【要約】【課題】  設定に伴う制約が少なく高い反射効率を持ち且つ周辺雰囲気の蓄熱性を抑制し得る低コストな太陽光発電パネル用設置面構造の提供。【解決手段】  両面受光型太陽光発電パネル１を固定した支持部材を定着する設置面構造であって、光線の入射方向に面して前記太陽光発電パネル１の後方に配置され、金属酸化物粒子を含む粒径０．１μｍから１．０μｍの球状無機物粒子３が相互に接着してなる塗膜層４を表面に有することを特徴とする太陽光発電パネル用設置面構造。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面受光型太陽光発電パネルを固定した支持部材を定着する設置面構造であって、
光線の入射方向に面して前記太陽光発電パネルの後方に配置され、
金属酸化物粒子を含む粒径０．１μｍから１．０μｍの球状無機物粒子が相互に接着してなる塗膜層を表面に有することを特徴とする太陽光発電パネル用設置面構造。
【請求項２】
隣接する凹部又は凸部の間隔に対する前記凹部又は凸部の高低差の比の平均値が、０．０２から１０であることを特徴とする前記請求項１に記載の太陽光発電パネル用設置面構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏両面に太陽光発電セルを備える太陽光発電パネルを配設するための設置面構造に関するものであって、特に、設置面による高効率な光反射と設置面の蓄熱抑制を可能とする設置面構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電パネルは、それらを安定して設置することができる面に、所定の間隔を隔てて固定される。設置される場所は、建造物の屋根や未利用地等様々であるが、太陽電池パネルの過熱に伴う発電効率の悪化に鑑みれば、設置面自体及び周囲雰囲気における蓄熱を防止して、比較的温度の低い新鮮な空気の流通を設置面に与えて放熱を促すことが望ましい。
殊に、前記両面受光型太陽光発電パネルを使用する場合にあっては、設置面の反射効率も太陽光発電パネルに多くの光を供給する点で重要な要素となっており、前記設置個所の温度環境と相俟って、太陽光発電パネルの設置個所として望ましい環境を造ることができる設置面構造の提供が求められている。
【０００３】
蓄熱を防止する手法としては、遮熱性塗料及び遮熱板を用いる手法が紹介されており（例えば、下記特許文献１参照。）、光の反射を促進する手法としては、限局的に鏡面等を備える反射板を種々の支持形態で設置する手法（例えば、下記特許文献２参照。）が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６１１８号公報
【特許文献２】特開２００６−８６４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、太陽光発電においては、遮熱板によって受光効率の低下が生じるという問題がある一方、鏡面仕様の表面状態を得るには、その製造過程における制約により、安価で広範囲に設定することが困難で、設置する場所や対象も制約が多いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、設定に伴う制約が少なく高い反射効率を持ち且つ周辺雰囲気の蓄熱性を抑制し得る低コストな太陽光発電パネル用設置面構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明による太陽光発電パネル用設置面構造は、両面受光型太陽光発電パネルを固定した支持部材を定着する設置面構造であって、光線の入射方向に面して前記太陽光発電パネルの後方に配置され、金属酸化物粒子を含む粒径０．１μｍから１．０μｍの球状無機物粒子が相互に接着してなる塗膜層を表面に有することを特徴とする。
【０００８】
隣接する凹部又は凸部の間隔Ａに対する前記凹部又は凸部の高低差Ｂの比（アスペクト比、図３参照）の平均値が、０．０２から１０である太陽光発電パネル用設置面構造を採用することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による太陽光発電パネル用設置面構造によれば、光線の入射方向に面して前記太陽光発電パネルの後方に配置し、金属酸化物粒子を含む粒径０．１μｍから１．０μｍの球状無機物粒子が相互に接着してなる塗膜層を表面に有する構造によって、比較的効率よく反射光を太陽光発電パネルへ供給できる他、塗膜層の粒子間の空隙が極めて小さいことにより、熱気の滞留を回避して、周辺温度の上昇を低減させる（比較的温度の低い新鮮な空気を設置面に与えて放熱を促進する）ことができる。
【００１０】
また、塗膜によって形成される反射面であることから、比較的広い領域であっても、塗装作業のみを以って比較的低コストで、受光効率が高いながらも、過熱による発電効率の低下が生じることとない良質な太陽光発電システムの提供に寄与することとなる。また、日射量が少ない地域でも太陽光発電パネルの裏面受光発電が望めるため、全反射（正反射＋拡散反射）の値が大きいものを選択する方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による太陽光発電パネル用設置面構造の一例を示す側面方向から見た無孔質を用いた場合の概略説明図である。
【図２】本発明による太陽光発電パネル用設置面構造の一例を示す側面方向から見た無孔質を用いた場合の概略説明図である。
【図３】アスペクト比を示す概略説明図である。
【図４】本発明による太陽光発電パネル用設置面構造を含む種々表層を施した例についての正反射率のみの測定値の一例を示す、（Ａ）：概略図、（Ｂ）：正反射率の測定結果を示す表、（Ｃ）：可視領域における正反射率と波長との関係を示す表である。
【図５】本発明による太陽光発電パネル用設置面構造を含む種々表層を施した例についての拡散反射率のみの測定値の一例を示す、（Ａ）：概略図、（Ｂ）：拡散反射率の測定結果を示す表、（Ｃ）：可視領域における拡散反射率と波長との関係を示す表である。
【図６】本発明による太陽光発電パネル用設置面構造を含む種々表層を施した例についての全反射率のみの測定値の一例を示す、（Ａ）：概略図、（Ｂ）：全反射率の測定結果を示す表、（Ｃ）：可視領域における全反射率と波長との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による太陽光発電パネル用設置面構造（以下、設置面構造と記す。）の実施の形態を、その施工方法とともに図面に基づき詳細に説明する。
図１に示す例は、両面受光型太陽光発電パネル（以下、両面パネルと記す。）１を固定した支持部材２を定着する設置面構造であって、設置面を構成する基面を備えた固体５と、前記基面の最表層として被着した塗膜層４を備えてなるものである。
【００１３】
前記両面パネル１は、直立設置又は平伏設置（傾斜設置を含む）を問わず太陽光を受光出来る様に配設する一方、本発明による設置面構造は、当該両面パネル１を太陽光等の光源との間に挟む状態で設置する。
【００１４】
本発明に用いる両面パネル１は、例えば、表裏から受光し発電する太陽光発電セルを表裏カバーに封入して備え、当該太陽電池セルから電力を取り出すべく出力ラインを引き出し、例えば、前記両面パネルの側方を保持する枠等を備えた支持フレーム（支持部材）２に固定して用いられる。前記表裏カバーは、光透過性に優れたものであることは言うまでも無く、各々の表面に、フッ素系樹脂等の反射防止膜や波長選択膜を設けてもよい。
前記両面パネル１の当該支持フレーム２への固定は、前記両面パネル１の側端から湿気や腐食性を帯びた蒸気（ガス）等（例えば、酸性雨による酸性を帯びたもの）が浸入して劣化を引き起こさない様に、シリコン系（シリコンゴム等）のシール材を介在して枠等に接着固定する。
【００１５】
この様に前記両面パネル１は、表側と裏側の両面で受光が可能であり、隣接する前記両面パネル１や、当該両面パネル１が備える太陽光発電セルの間隙（１ｍｍから２０ｍｍ程度のものが望ましい。）から当該両面パネル１の後方へ進入した太陽光のうち、設置面たる屋根や地面等で反射した日射反射光を、前記両面パネル１の裏面側で受光することが出来る。
【００１６】
前記設置面構造の塗膜層４は、金属酸化物粒子を含む粒径０．１μｍから１．０μｍの球状無機物粒子３を含有する塗料やエマルション分散液が、バインダの揮発によって相互に分散して接着し乾燥工程を経て固化したものである。
【００１７】
球状無機物粒子の粒径を上記の如く調整することによって、良好な日射反射率を得ることができると共に、比較的小さい粒子が相互に分散して密着した塗膜層の構造によって大きな空隙（空孔）の形成が阻害防止され、過熱された大気雰囲気の滞留が抑制され、設置面近傍の大気雰囲気温度の低下に寄与することとなる。
【００１８】
当該例における前記塗料は、ファインセラミックス（当該例では白色を採用。）と、シリカ、ケイ素、アルミナ、チタニア、又はジルコニア等又はそれらの化合物から選択した球状金属酸化物粒子と、バインダを備えた微小粒子分散液である。
前記球状無機物粒子は、平均粒径０．５μｍ程度であって、且つ真球度０．７以上とし、球状金属酸化物と、それ以外の球状無機物粒子との重量比を、１０：６以上とする。
【００１９】
前記基面を構成する固体５は、無機材料や金属板を成形してなる、例えば、屋根材、床材、若しくは壁材、又は地表や構造物の表面に敷設し得るセラミック片（碍子屑等）や砂利等から適宜選択すれば良い。
【００２０】
前記球状無機物粒子の粒径（μｍ）に対する発電量比（表１）、前記球状無機物粒子の真球度（４π・(面積)／（周囲長）２）に対する発電量比（表２）、前記球状無機物粒子の比表面積（ｍ２／ｇ）に対する発電量比（表３）は以下の通りである。
【００２１】
ここで、前記粒径は、体積からπｒ２に基づき算出した平均粒径であり、前記真球度は、画像処理装置で写真を撮り、観察された粒子の表面積と周囲長から数式（４π×（表面積）/（周囲長）２）に当て嵌めて求めたものであって、１に近づくほど真球に近いということになる。ここでは、１００個の粒子を測定し平均値を採用した。前記比表面積は、単位質量あたりの表面積である。前記球状無機物粒子の真球度は、比表面積が小さい程向上させることができる。
前記発電量比とは、同条件において、前記球状無機物粒子の平均粒径を０．１μｍとした時の両面パネル１で得た発電出力（Ｗ）に対する他の平均粒径を採用した両面パネル１で得た発電出力（Ｗ）の比であって、前者を１００とした場合における後者の値を示したものである。
【００２２】
前記球状無機物粒子の粒径を０．１μｍから１．０μｍの範囲とし（表１）、同球状無機物粒子の真球度を０．７から０．９の範囲とし（表２）、又は同球状無機物粒子の比表面積を４０ｍ２／ｇから５ｍ２／ｇの範囲とする（表３）ことによって、良好な発電量比を得ることができる。
前記球状無機物粒子の真球度を０．８以上の範囲とし、又は同球状無機物粒子の比表面積を１０ｍ２／ｇ以下の範囲とすることによって、より良好な発電量比を得ることができる。
また、前記球状無機物粒子の粒径を０．１μｍから１．０μｍの範囲とすれば、粒子間にほとんど空孔が生じず、空気等を溜めず、暖気や熱気を塗膜層４の内部に滞らせる（貯える）ことも回避できる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
【表３】
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【００２６】
次に、アスペクト比と同両面パネル１の発電電力量（Ｗｈ）との関係（表４）、アスペクト比を１とした上での設置面の算術的平均粗さＲａと同両面パネル１の発電電力量（Ｗｈ）及び黄砂の落ち方との関係（風速１０ｍ／ｓｅｃで設置面に風を吹き付けた場合におけるもの。：表５）、及びアスペクト比を１とした上での設置面の算術的平均粗さＲａと同両面パネル１の発電電力量との関係をエマルション剤の色毎にまとめた結果（表６）を以下に示す。
【００２７】
尚、ここで前記算術的平均粗さＲａとは、ＪＩＳ規格による設置面構造の際表面として形成される塗膜層の粗さであって、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し平均化した値である。最大高さＲｙとは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から最も高い山頂までの高さと最も低い谷底までの深さとの和である。
【００２８】
検証の結果、隣接する凹部又は凸部の間隔に対する前記凹部又は凸部の高低差の比の平均値であるアスペクト比を０．０２から１０の範囲とし、設置面の算術的平均粗さＲａが０．１を臨界点として、それ以上の算術的平均粗さＲａにおいて良好な発電電力量（Ｗｈ）が得られ、算術的平均粗さＲａが２００以下において風速１０ｍ／ｓｅｃにおける黄砂の良好な落ちが得られた（表５）。
エマルション剤色については、白色がもっとも発電電力量（Ｗｈ）が高いが、パールグレー、グリーン、ベージュについても実用的な発電電力量（Ｗｈ）が得られた（表６）。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
【表５】
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【００３１】
【表６】
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【００３２】
更に、球状無機物粒子としてケイ素化合物を用いた上での前記設置面の平均粗さと同両面パネル１の発電電力量（Ｗｈ）（表７）、表７のケイ素化合物Ｒａ１０を用いそれにエマルション分散液をコートした設置面の平均粗さＲａに対する同両面パネル１の発電電力量（Ｗｈ）及び黄砂の落ち方との関係（表８）及び黄砂の落ち方との関係を以下に示す。
【００３３】
検証の結果、エマルション分散剤をコートしない場合(表７)には、設置面の算術的平均粗さＲａ０．２を臨界点として、それ以上５０までの範囲で良好な発電電力量（Ｗｈ）が得られ、更に、ケイ素化合物Ｒａ１０にエマルション分散液をコートすれば、算術的平均粗さＲａ０．１を臨界点として、それ以上２００までの範囲で、良好な発電電力量（Ｗｈ）が得られ、且つ風速１０ｍ／ｓにおける黄砂の良好な落ちが得られた。
【００３４】
【表７】
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【００３５】
下記表８は、風速１０ｍ／ｓｅｃにおいて、表７のケイ素化合物にエマルション分散液をコートした場合の発電電力量（Ｗｈ）である。
【００３６】
【表８】
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【００３７】
図４乃至図６は、設置面に、本発明による設置面に用いる塗膜層（図中、本願塗膜層と記す。）、厚み２ｍｍの塩化ビニル、光沢シート、アルミ箔（裏）、アルミ蒸着シート、アルミ薄板、アルミ箔（表）、艶消しシート、銀紙（折り紙）、及びアルミ４２メッシュに被着して、各々の正反射率（図４）、拡散反射率（図５）、及びそれらを加え合わせた全反射率（図６）を測定して表にまとめると共に、それらの可視領域における波長（周波性）特性をグラフにしたものである。これらによれば、本願塗膜層は、全反射率においては、他の表層に劣るものの、拡散反射率及び全反射率については、もっとも良好な日射反射率が得られている。
【符号の説明】
【００３８】
１  両面受光型太陽光発電パネル，２  支持フレーム，３  球状無機物粒子，
４  塗膜層，５  固体，
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月8日(2013.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
前記球状無機物粒子の粒径（μｍ）に対する発電量比（表１）、前記球状無機物粒子の真球度（４π・(面積)／（周囲長）２）に対する発電量比（表２）、前記球状無機物粒子の比表面積（ｍ２／ｇ）に対する発電量比（表３）は以下の通りである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ここで、前記粒径は、体積から４πｒ３／３に基づき算出した平均粒径であり、前記真球度は、画像処理装置で写真を撮り、観察された粒子の表面積と周囲長から数式（４π・（表面積）／（周囲長）２）に当て嵌めて求めたものであって、１に近づくほど真球に近いということになる。ここでは、１００個の粒子を測定し平均値を採用した。前記比表面積は、単位質量あたりの表面積である。前記球状無機物粒子の真球度は、比表面積が小さい程向上させることができる。
前記発電量比とは、同条件において、前記球状無機物粒子の平均粒径を０．１μｍとした時の両面パネル１で得た発電出力（Ｗ）に対する他の平均粒径を採用した両面パネル１で得た発電出力（Ｗ）の比であって、前者を１００とした場合における後者の値を示したものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前記球状無機物粒子の粒径を０．１μｍから１．０μｍの範囲とし（表１）、同球状無機物粒子の真球度を０．７から０．９の範囲とし（表２）、又は同球状無機物粒子の比表面積を４０ｍ２／ｇから５ｍ２／ｇの範囲とする（表３）ことによって、良好な発電量比を得ることができる。
前記球状無機物粒子の真球度を０．８以上の範囲とし、又は同球状無機物粒子の比表面積を１０ｍ２／ｇ以下の範囲とすることによって、より良好な発電量比を得ることができる。
また、前記球状無機物粒子の粒径を０．１μｍから１．０μｍの範囲とすれば、粒子間にほとんど空孔が生じず、空気等を溜めず、暖気や熱気を塗膜層４の内部に滞らせる（貯える）ことも回避できる。