(57)【要約】  ２次元に延びる建築部材（２９）は、建築部材２９の一表面に沿って延び、表面を規定する太陽エネルギー変換部（１）を備える。建築部材（２９）はさらに、建築部材（２９）に沿って延び、その第二の表面を規定する建築物の建築部（３０）を備える。太陽エネルギー変換部（１）の少なくとも一部は、建築物の建築部（３０）の少なくとも一部と統合され、この統合された部品は太陽エネルギー変換に関する要求と建築に関する要求の両方に貢献する。
2013514471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築のための実質的に２次元の建築部材であって、前記建築部材の第一の表面に沿って延びて前記建築部材の第一の表面を規定し、太陽エネルギーの変換を供する太陽エネルギー変換部と、
前記建築部材の第二の表面に沿って延びて前記建築部材の第二の表面を規定し、建築の要件を提供する建築物の構造部材と、を備え、
前記変換部の少なくとも一部が前記構造部材の少なくとも一部と統合され、前記統合された部品が前記太陽エネルギー変換及び前記建築の要件に共に貢献することを特徴とする、実質的に２次元の建築部材。
【請求項２】
前記建築の要件が、少なくとも部分的に、断熱性、機械的な強度及び／または剛性を含む建築物の建築の要件を備える、請求項１に記載の建築部材。
【請求項３】
前記建築部材が、太陽に面した表面に、少なくとも部分的に、反対側の面に配置された建築物の構造部材としてのサンドイッチ構造と統合された、太陽エネルギー変換部としての太陽モジュールを備える、請求項１または２に記載の建築部材。
【請求項４】
前記サンドイッチ構造が、前面サンドイッチ材料層、コア材料層及び背面サンドイッチ材料層の少なくとも三層を備える、請求項３に記載の建築部材。
【請求項５】
前記太陽モジュールが、前記前面サンドイッチ材料である、請求項３に記載の建築部材。
【請求項６】
前記サンドイッチ構造の層が、化学的に一体に接着されている、請求項３に記載の建築部材。
【請求項７】
前記サンドイッチ構造の層が、接着剤で一体に接着されている、請求項６に記載の建築部材。
【請求項８】
前記接着剤が、アクリルまたはエポキシ、またはそれらの組み合わせをベースとする、請求項７に記載の建築部材。
【請求項９】
前記太陽モジュールが、太陽光発電セルを備える、請求項３に記載の建築部材。
【請求項１０】
前記太陽光発電セルが、薄膜太陽光発電セルを備える、請求項９に記載の建築部材。
【請求項１１】
前記太陽光発電セルが、バルク材料太陽光発電セルを備える、請求項９に記載の建築部材。
【請求項１２】
前記太陽光発電セルが、有機材料太陽光発電セルを備える、請求項９に記載の建築部材。
【請求項１３】
前記太陽モジュールが、太陽熱収集器を備える、請求項３に記載の建築部材。
【請求項１４】
前記太陽モジュールが、ペルチェ素子を備える、請求項３に記載の建築部材。
【請求項１５】
前記太陽モジュールが、薄膜太陽光発電セル、バルク太陽光発電セル、太陽熱収集器及び／またはペルチェ素子を備える、請求項３に記載の建築部材。
【請求項１６】
前記コア材料が少なくとも発泡材を備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項１７】
前記発泡材がガラス発泡材、ポリプロピレン発泡材、強化発泡材、ＰＭＩ発泡材、ＰＵＲ発泡材、ＰＥＥＫ発泡材、共重合発泡材、スチレンベース発泡材、またはそれらの組み合わせのいずれかを備える、請求項１６に記載の建築部材。
【請求項１８】
前記コア材料が、少なくともハニカム構造を備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項１９】
前記ハニカム構造が、少なくとも紙フェノールハニカム、ポリプロピレンハニカムまたはそれらの組み合わせを備える、請求項１８に記載の建築部材。
【請求項２０】
前記コア材料が、３次元織物、グラスウールまたはそれらの組み合わせを備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２１】
前記コア材料が、発泡材、ハニカム構造、織物及び／またはグラスウールのうち少なくとも二つの組み合わせを備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２２】
前記前面サンドイッチ材料層及び前記背面サンドイッチ材料層の少なくとも一つが複合材材料を備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２３】
前記複合材材料が、強化部材として、ガラス繊維、麻繊維、玄武岩繊維またはそれらの組み合わせのうち少なくとも一つを用いる、請求項２２に記載の建築部材。
【請求項２４】
前記複合材材料が、母材として、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂またはそれらの組み合わせのうち少なくとも一つを用いる、請求項２２に記載の建築部材。
【請求項２５】
前記前面サンドイッチ材料層及び前記背面サンドイッチ材料層の少なくとも一つが、アルミニウム及び／またはガラス板を備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２６】
前記背面サンドイッチ材料層が、１００μｍから１ｃｍ、好適には０．２５ｍｍから５ｍｍ、最も好適には０．５ｍｍから２．５ｍｍの間の厚さを有する、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２７】
前記コア材料層が、２０ｍｍから１００ｃｍ、好適には３０ｍｍから５０ｃｍ、最も好適には５０ｍｍから３０ｃｍの間の厚さを有する、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２８】
前記前面サンドイッチ材料層が、１００μｍから１ｃｍ、好適には０．２５ｍｍから５ｍｍ、最も好適には０．５ｍｍから２．５ｍｍの間の厚さを有する、請求項４に記載の建築部材。
【請求項２９】
前記前面サンドイッチ材料層及び前記背面サンドイッチ材料層が、同一の材料を備える、請求項４に記載の建築部材。
【請求項３０】
前記サンドイッチ層が、熱及び／または圧力を用いて積層される、請求項４に記載の建築部材。
【請求項３１】
前記建築部材の表面が、１０ｃｍ２から１００ｍ２、好適には２５００ｃｍ２から１０ｍ２、最も好適には５０００ｃｍ２から６ｍ２の間である、請求項１に記載の建築部材。
【請求項３２】
前記建築部材が、前記太陽光発電セルによって生成された電気を集めるためのジャンクションボックス及び接続ケーブル用の手段を提供する、請求項９から１２、または請求項１４から１５のいずれか一項に記載の建築部材。
【請求項３３】
前記建築部材が、前記建築部材内に蓄積された熱を除去し、利用することができる液体を含むパイプ用の手段を提供する、請求項９から１５のいずれか一項に記載の建築部材。
【請求項３４】
前記ジャンクションボックス、前記接続ケーブル、及び液体を含む前記パイプが、どちらの場合においても、それぞれ、前記コア材料の内部、最も好適には発泡材ベースのコア材料の内部に少なくとも一部が配置される請求項３２または３３のいずれか一項に記載の建築部材。
【請求項３５】
１０ＭＰａから１０ＧＰａの間のヤング率を有する発泡材材料の平板と、
前記平板の第一の表面に接着された複合材材料と、
前記第一の表面とは反対側の前記平板の第二の表面に接着された太陽変換パネルと、を備える建築物外装表面部材。
【請求項３６】
発泡材材料の前記平板の厚さが、２０ｍｍから１００ｃｍ、好適には３０ｍｍから５０ｃｍ、最も好適には５０ｍｍから３０ｃｍの厚さを有する、請求項３５に記載の建築物部材。
【請求項３７】
熱伝導定数が０．００１Ｗ／ｍＫから０．１Ｗ／ｍＫの間である、請求項３５または３６のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項３８】
前記平板の表面の一方向における最大の長さが、少なくとも７０ｃｍである、請求項３５から３７のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項３９】
前記建築物部材が追加的な複合材材料層を備える、請求項３５から３８のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４０】
前記追加的な複合材材料層が、前記平板と前記太陽変換パネルとの間に備えられる、請求項３９に記載の建築物部材。
【請求項４１】
前記建築物部材が、太陽変換パネルとして、薄膜ベースの太陽光発電モジュール、バルク材料ベースの太陽光発電モジュール、有機太陽光発電モジュール、太陽熱収集器、ハイブリッドモジュール、ペルチェ素子またはそれらの組み合わせのいずれかを備える、請求項３５から４０のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４２】
前記建築物部材が、発泡材の平板として、ガラス発泡材、ポリプロピレン発泡材、強化発泡材、ＰＭＩ発泡材、ＰＵＲ発泡材、ＰＥＥＫ発泡材、共重合体発泡材、スチレンベース発泡材またはそれらの組み合わせのいずれかを備える、請求項３５から４１のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４３】
前記建築物部材の発泡材の平板、太陽光発電モジュール及び複合材材料層が、特に接着剤及び／または熱融着により化学的に接着された、請求項３５から４１のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４４】
前記建築物部材が、アクリルベース、エポキシベース接着剤またはそれらの組み合わせによって接着された、請求項４３に記載の建築物部材。
【請求項４５】
前記複合材材料が、強化部材として、ガラス繊維、麻繊維、玄武岩繊維またはそれらの組み合わせのうち少なくとも一つを用いる、請求項３５から４４のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４６】
前記複合材材料が、母材として、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂またはそれらの組み合わせのうち少なくとも一つを用いる、請求項３５から４４のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４７】
前記建築物部材が、前記発泡材の平板の内部に少なくとも一部が好適に配置された冷却手段を備える、請求項３５から４６のいずれか一項に記載の建築物部材。
【請求項４８】
前記冷却手段が、前記建築物部材内、好適には前記発泡材平板の内部に少なくとも一部が配置されて提供される空洞であって、熱を伝導できるように前記空洞内を流体が通過する、請求項４７に記載の建築物部材。
【請求項４９】
専用の支持構造と、
前記建築物の内装への水の侵入を防止し、及び／または建築物の外部への水蒸気をフィルタできるメンブレンと、
少なくとも一つの前記建築物部材と専用の垂木とを固定する手段と、を含む、請求項１から３４のいずれか少なくとも一項に記載の少なくとも一つの建築物部材が含まれる、建築表面。
【請求項５０】
例えばグラスウールのような追加的な絶縁手段が提供される、請求項４９に記載の建築表面。
【請求項５１】
前記建築物部材が、少なくとも二つであり、前記建築表面が、前記建築物部材をたがいに固定し及び／または密閉する手段を備える、請求項４９に記載の建築表面。
【請求項５２】
前記建築物部材が、互いに、建築物部材の一端部を隣接した建築物部材の端部上に配置することにより、表面を規定する太陽変換部上を水が排水されるように配置される、請求項５１に記載の建築表面。
【請求項５３】
太陽エネルギー変換特性を有しないダミー建築物部材または標準的な屋根構造もまた前記建築表面に含まれる、請求項４９に記載の建築表面。
【請求項５４】
水を防止する前記メンブレンまたは固定及び／または密閉する前記手段がポリエチレン及び／またはポリシロキサンベースの複合材を備える、請求項４９から５３のいずれか一項に記載の建築表面。
【請求項５５】
請求項１から５４のいずれか一項に記載の、建築物外装表面部材、建築表面、建築部材のうち少なくとも一つを有する外装表面を備える建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（定義）
「２次元の建築部材」という用語は、基本的に前面及び背面が平板形状を示し、第三の次元の厚さが平面の長さ及び幅よりも小さい部材を意味する。もちろん、平板は完全に平面でなく、わずかに曲がっていてもよいし、大きく曲がっていてもよい。
【０００２】
「構造統合型太陽建築部材（Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ，ＳＩＳＢＥ）」という用語は、本発明の全ての請求項及び開示された範囲に適合する建築部材であり、具体的には、（建築物の）建築部材の少なくとも一部に統合された太陽エネルギー変換部材を含み、太陽エネルギー変換と（建築物の）建築に関する要求の両方に貢献する統合された部品となるものを意味する。
【０００３】
「建築物統合型太陽光発電（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ，ＢＩＰＶ）」という用語は、太陽光発電（ＰＶ）産業において用いられる技術用語の状態に従い、太陽エネルギー変換部材を有する建築部材を意味し、統合されたという用語は主に、「置換され、適合された」ということを意味する。また本発明においてＢＩＰＶはまた太陽光発電以外の太陽エネルギー変換技術も含みうる。
【０００４】
（技術分野）
最終使用者は非常に魅力的な政府主導の助成金政策なしに投資回収可能な最短時間を探しており、技術的な進歩はまだ非常に有利な解決策を提供していないため、太陽光発電システムの普及は未だとても遅い。
【０００５】
建築物、特に建物への屋上太陽装置の設置に関しては、市販のほとんどのシステムは、既存の建築物に適用される必要がある付加的な構造である。そして、既存のより統合された建築物統合型太陽光発電（ＢＩＰＶ）においても、これはＢＩＰＶ部材とそれに隣接する建築部材との相乗的な置換や適合がなされていないために、通常はコストがかかり、第一にはより美的に一体化した屋上太陽装置の設置を供するために用いられている。
【０００６】
そのため、一般的な太陽光発電用途、特にＢＩＰＶの、建築物及び太陽システムの所有者のコスト構造をさらに最適化するための目標は、建物やその他さまざまな種類の建設物の構造部材として、本発明の好適な実施形態に従い構造統合型建築部材（ＳＩＳＢＥ）として定義されるモジュールを少なくとも部分的に用いることである。ＳＩＳＢＥは、最初に屋根を建設し、その後太陽光発電システムを設置する必要を回避することができるので、以下の点で、優れた利点を有する。ＳＩＳＢＥは建物の建築部材の少なくとも一部に統合された太陽エネルギー変換部材の少なくとも一部を意味し、統合された部材は太陽エネルギー変換と建物の建設の要求の両方に貢献する。さらに、ＢＩＰＶを設定する場合には、屋根板をＰＶモジュールに取り換え、標準的な屋根構造に適合させる必要も回避することができる。従って、２部材システム（通常の建物部分に前述したように太陽システムを付加する）または通常のＢＩＰＶの「置換し、適合させる」方法の１部材システムから、本発明の１部材システムにすることにより、コストを劇的に削減することができる。本発明の１部材システムにおいては、太陽変換装置の少なくとも一部を建物の建築部材の少なくとも一部と統合することによって、現代の建築物の建設において通常要求される、例えば熱的、機械的、及び化学的特性に適合した構造的太陽変換装置への応用という、新たな、改善された相乗効果を提供する。
【０００７】
さらに具体的には、屋根に設置されたＳＩＳＢＥは、機械的に強度のあるものでなければならない。剛性はまた、例えば風や雪によってもたらされるモジュールの典型的な変形による太陽光発電セルの割れを防ぐために重要な特徴である。さらに、ＳＩＳＢＥは建築物に通常必要な断熱に関する大きな問題を解決しなければならない。従って、本発明の好適な実施形態は、このような問題を解決し、太陽光発電、太陽熱及び複合技術のような他の太陽エネルギーを捕集する技術へも容易に適合することができる構造を提供する。
【背景技術】
【０００８】
ＳＩＳＢＥの特徴を有しないＢＩＰＶモジュールは、市場でよく知られており、例えば結晶又は薄膜シリコン材料のような様々な利用可能な太陽光発電技術に依拠した多くの手法を含む。
【０００９】
本発明の応用領域をさらに理解するために、まず建物の構造部材が通常どのように構成されるかを分析する。限定としてではなく一例として、中央ヨーロッパにおける勾配屋根の完全な建築は、強い木材（松や類似の材料）からなる梁、２ｃｍの厚さの木材からなる外装材、防湿材（蒸散カバー）、及び１０ｃｍの厚さの断熱材、さらに２ｃｍの厚さの木材の板、第二の非浸透性カバー及びタイル製のカバーからなる層を通常必要とする。
【００１０】
この上に、または類似した平らな、鋸歯状の、あるいはその他のあらゆる種類の建物を覆う表面の上に、太陽システムは通常、第二の段階で別途設置される。ＢＩＰＶの場合、モジュールは屋根の表面の最も外側の部分であり、その下の屋根構造へ適合されて、屋根板を置換するものである。建物の壁やファサードにも同様に設置することができる。
【００１１】
太陽モジュールはほとんどの場合、要求される基本的な機械的、熱的、電気的、化学的安定性及び必要な透明性を供する少なくとも一枚のガラスと積層される。さらに薄膜太陽光発電モジュールの場合、通常は背面に第二のガラスが積層されるが、これは不適切にコストを上昇させる。従って、すでに指摘されているように耐久性と信頼性の点で非常にリスクを有しているとしても、この特定の産業の目標は、最も少なくて済む量のガラスを使用することである。
【００１２】
このような産業上の傾向が続くとしても、この市販の積層又はサンドイッチ構造太陽モジュールは通常、少なくとも一枚の、一定水準の初期特性を有しているが、建物の屋根の建築基準は部分的にしか満たさないガラス板を備えている。
【００１３】
例えば、考えられる太陽技術（バルク結晶Ｓｉ、薄膜技術、フレキシブルモジュール、有機、太陽熱またはハイブリッド）であればどれでも、すべてのモジュールはある重要な機械的制限を有する。これらは全て、特定の圧力、つまり例として太陽光発電の基準に関するＩＥＣ６１２１５及びＩＥＣ６１６４６に従って、２４０ｋｇ／ｍ２の圧力に１時間耐える。
【００１４】
本発明に関しては、これは建築基準に対応しなければならない。例えば、屋根に関するスイスの建築基準（ＳＩＡ）に従えば、瞬間的な圧力、風、雪及びその他の要因が、安全な構造強度を供するために計算されねばならず、追加されたこれら全てのパラメータは、通常２４０ｋｇ／ｍ２を超える。
【００１５】
例えば、現在市販されているある非常に強い二重ガラスサンドイッチ薄膜モジュールは、すでに適切な機械的特性を有しているため、例えば標準的なＢＩＰＶを屋根に設置するための興味深い候補である。しかしながら、ガラスはワイブル分布に従って時折非常に低い機械的負荷で破壊されるセラミック材料である。先ほど述べたサンドイッチされた薄膜モジュールの例に従えば、屋根の上における事例として建築にも発生しうるように、積層された二重ガラスの基本的な機械的安定性は非常に良好であり、より高速での風及び雹にのみ耐えなければならず、人の体重やその他の重く、不適切な分布の一定の、さらに悪い場合には瞬間的に加えられる重量には耐えられない自動車のフロントガラスの一例と類似している。実際に屋根が設置され、保守され、撤去されるときには、作業員がその上で安全に動いて作業できなければならない。さらに、太陽光発電設備を備える屋根に覆われた家屋が山や森や庭に近接しているときには、岩や木の枝が飛来したり落下したりしても、屋上の太陽光発電システムは損傷しないようにしなければならない。または少なくとも天候状態が悪くなるたびに太陽光発電モジュール及び／またはタイルを交換しないような状態でなければならない。ＩＥＣ基準を参照すると、雹に対する試験もあるが、モジュールが２５年の耐久性を必要とされる場合には十分ではないかもしれない。試験は、直径２．５ｃｍの単一の氷の球をモジュールの１０か所の異なる場所に衝突させることを要求している。自然界では、一回の雹の嵐で氷の球が数千個でなくとも数百個は衝突し、そのうちの一つがＩＥＣのモジュール試験で衝突されなかったモジュールの前面ガラスの特定の弱い点に衝突すると、モジュールは十分割れを生じうるため、さらなる剛性及び強度があることが望ましい。さらに、フロントガラスの例に戻れば、ガラスが割れると、おそらく予亀裂による完全な透明性が失われるのを除いて必要とされる特性を全て、しばらくの間失わないで持続できる。
【００１６】
従って、ＢＩＰＶシステムの場合には、特に屋上設置型の場合には屋根及び／または太陽システムの保守によってしばしば発生し得る外部からの圧力のためだけの理由で、破損したものを新しいものと置き換えるのは経済的に耐えうるものではない。より厚く、より重く、より高価なガラスを用いるという解決方法は、太陽から得られる再生可能エネルギーという目的、すなわち、化石資源に対して経済的に有利な解決方法を提供する、という目的には合致しない。
【００１７】
さらに、そして恐らく本発明の目的にとってさらに重要なことに、市販の太陽モジュールは、背面に大量の熱を逃がす。熱伝導性は、誰もが気付いている問題であって、その問題は、日向に１時間もいなくとも、自動車の内装が耐える熱や、また温室に閉じ込められる熱である。熱特性は、ＢＩＰＶの場合にも問題である。太陽光発電モジュールは、乾燥して晴れた地域では１００℃にも到達し、通常でも６０℃から８０℃に達する。また太陽熱はこの制限を超えて、ほとんど１５０℃、あるいはそれ以上にも達することがある。そのような高温は、寒い北部の冬では発生しないかもしれないが、中央ヨーロッパの夏ではすでに発生していることは容易に想像できる。そこでは、太陽システムが屋根板の温度を、人間が耐えられない温度まで上昇させうるという興味深い収率を有しており、それはまた大量の熱エネルギーを廃棄していることを意味している。その上、太陽光発電技術の場合、結晶モジュールは温度の上昇に伴って電気的な性能が低下することも想起すべきである。このことは、太陽熱収集システムには全く適用されないかもしれないにしろ、関連性は薄いながら薄膜技術についても適用される。
【００１８】
従って、ＢＩＰＶモジュールは覆いの役目をするガラスやファサードを想定しなければならない限りにおいては、高価で技術的には問題は少ない。しかし、ＢＩＰＶモジュールをタイルやその他の屋根材または建築物の要素として直接使用する必要がある場合には、機械的及び熱的特性が要求に対して全く適合しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第５８００６３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従って、本発明の目的は、軽く、経済的で、環境性能に優れ、要求される建築基準も考慮できるような例えば機械的特性や熱的特性のような優れた特性を有する、構造的に統合された太陽光発電型建築部材（ＳＩＳＢＥ）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
建築のための実質的に２次元の建築部材は、前記建築部材の第一の表面に沿って延びて前記建築部材の第一の表面を規定し、太陽エネルギーの変換を供する太陽エネルギー変換部と、前記建築部材の第二の表面に沿って延びて前記建築部材の第二の表面を規定し、建築の要件を提供する建築物の構造部材と、を備え、前記変換部の少なくとも一部が前記構造部材の少なくとも一部と統合され、前記統合された部品が前記太陽エネルギー変換及び前記建築の要件に共に貢献することを特徴とする。
【００２２】
第一の好適な実施形態は、向上した熱絶縁と、強さ及び剛性としての機械的な特性とに優れたサンドイッチ構造を形成できるようにその背面に少なくとも二つの異なる材料からなる層を有し、単一部材の太陽エネルギーの捕集部として及び外装の建築物建設部材として共に直接的に使用可能なＳＩＳＢＥとすることができるような太陽モジュールを提供することである。モジュールの背面側から始めると、前記二つの材料の層はコア材料層と背面サンドイッチ材料層とを備えうる。モジュールが単に部分的に前面サンドイッチ材料層として働く場合、専用の層をＳＩＳＢＥに対して、モジュールとコア材料層の間に、必要とされる特性を提供できるように導入しなければならない。
【００２３】
全ての市販の太陽モジュールに適用可能なこのようなサンドイッチ構造は、例えば、モジュールの背面に接着できるように接着または単純にサンドイッチ構造前面の熱可塑性または熱硬化性構造を加熱するなどの異なる方法によって、モジュールの背面に適用することのできる前面繊維強化熱可塑性又は熱硬化性積層材を含む。さらに、サンドイッチ構造のコア材料は、好適には、しかし限定的ではなく、発泡性材料のような材料であってもよく、背面にはサンドイッチ構造は前記サンドイッチ構造の前面側に用いられるのと同一または類似の繊維強化熱可塑性又は樹脂積層材を備えうる。繊維の代わりに、他の材料が用いられてもよい。
【００２４】
（課題を解決するための手段）
最近の従来の技術は特許文献１に記載されている。しかしながら、このような方法の実現は現実的ではない。モジュールの背面において、有利な材料を組み合わせていないために、この種の構造の限界は、主としてそのような構造によって達成し得る剛性に関する。さらに、モジュール背面の絶縁能力（具体的には、水蒸気及び電気に関する）について、そのような構造において追加的に存在する接着層から独立した、発泡層の内部または隣接した乾燥繊維の存在の理由において疑問点がある。乾燥した繊維が提供する絶縁能力は十分ではないということが知られている。さらに、光学活性材料の前面又は背面にガラスが全く存在しないということは、明らかに耐久性が不足していることを示している。最後に、この設計は、工業的に開発される必要のある太陽モジュールのカプセル化の方法とは完全に異なる方法を必要とし、そのまままたは、わずかにかつ容易に実現できる変更のみで市販の完成品または半完成品モジュールに適用されないため、本モジュールの製造者が達成できる規模の経済を利用できない。さらに、非常に薄い発泡層の使用は、熱絶縁特性が非常に不足していることを示している。
【００２５】
（さらなる発明の具体的な一実施形態）
第一の好適な実施形態に係る本発明の核心は、１部材の太陽エネルギー捕集部として及び外部建築部材として直接的に使用可能なＳＩＳＢＥとできるような、向上した熱絶縁と、強さ及び剛性としての優れた機械的な特性を有するサンドイッチ構造を形成できるように、その背面に少なくとも二つの異なる材料からなる層を有する太陽モジュールを提供することである。モジュールの背面側から始めると、前述の二つの材料の層はコア材料層と背面サンドイッチ材料層とを備えうる。モジュールが少なくとも部分的に前面サンドイッチ材料層として働くのではない場合、専用の層をＳＩＳＢＥに対して、モジュールとコア材料層の間に導入しなければならない。
【００２６】
全ての市販の太陽モジュールに適用可能なこのようなサンドイッチ構造は、例えば、モジュールの背面に接着できるように例えば接着または単純にこのような前面サンドイッチ材料層の熱可塑性または熱硬化性構造を加熱するなどの種々の方法によって、モジュールの背面に適用することのできる前面繊維強化熱可塑性又は熱硬化性積層材を含む。さらに、サンドイッチ構造のコア材料層は、好適には、しかし限定的ではなく、発泡性材料のような材料からなるものであってもよく、背面においてはサンドイッチ構造は前述の前面サンドイッチ構造層に用いられるのと同一または類似の繊維強化熱可塑性又は樹脂積層材を備えうる。繊維の代わりに、他の材料が用いられてもよい。
【００２７】
さらなる実施形態において、前述のサンドイッチ構造に用いられる前面及び背面サンドイッチ材料層は互いに異なるものでありうる。
【００２８】
また他の一実施形態において、太陽モジュールは前面ガラスのみを有していてもよく、従ってサンドイッチ構造は背面ガラスのないモジュールの背面に直接積層されうる。このような構成においては、モジュールそれ自身が既に述べられた電気的及び化学的な絶縁パラメータを満たすことが必要であることは明らかである。
【００２９】
すでに述べたように、さらなる一実施形態において、前面サンドイッチ材料層構造は、太陽モジュールそれ自身の大部分を備えうる。この場合、発泡性材料は例えば接着剤による接着などの種々の方法で太陽モジュールに取り付けられうる。太陽モジュールが単に前面ガラスのみを有し、二重ガラス構造を有しないとしても、この方法は機能し得る。どのような場合でも、発泡性材料は太陽光発電モジュールの背面電極または背面反射体、あるいは熱収集器の背面の上に接着によって直接取り付けることができる。そのような構成においては、モジュールそれ自身が電気的及び化学的な絶縁の要求を満たすことが必要であることも明らかである。
【００３０】
サンドイッチ構造は、種々の材料を含んでいてもよい。以下の表にはいくつかの例が記載されている。これらは説明のためのものであることを意図しており、発明及びその特許請求の範囲の要因を限定するものではない。
【００３１】
【表１】
2013514471.tif 000003
【００３２】
コア材料は、１０ＭＰａから１００００ＭＰａの間の様々なヤング率を有していてもよい（例えば、好適なＰＵＲは６６ＭＰａ以上を有するものであってよく、好適なガラス発泡材は少なくとも５０ＭＰａを有しうる。非常に高い１０ＧＰａという上限値は、ポリマーベースの材料またはその他の絶縁性コア材料のヤング率の大きさの一般的な上限値によって与えられたものである）。加えて、熱伝導定数は０．１Ｗ／ｍＫより小さく０．００１Ｗ／ｍＫより大きいものでありうる（ＰＵＲは０．０３Ｗ／ｍＫの値を有し、ガラス発泡材は約０．０４Ｗ／ｍＫの値を有する）。好適な組み合わせは、前面及び背面サンドイッチ共にガラス繊維を含むエポキシ樹脂と、ＰＵＲ発泡材であろう。しかしながら、表に示されるように、様々な組み合わせが可能である。最も重要なことは、どの強化部材、母材及びコア材料もどのような順序で組み合わされてもよいという事実である。太陽モジュールが前面サンドイッチ材料層の主な構成要素である場合のみ、この太陽モジュールは次のようにのみ用いることができる。太陽モジュールの存在がＳＩＳＢＥ全体の機械的特性向上に貢献するので、この場合前面サンドイッチ材料層は背面サンドイッチ材料層よりも薄くなる。
【００３３】
サンドイッチ構造を供給者から統合的に購入できなければ、例えば、様々な構成部材を一つに接着することができ、このような最も用いられる接着剤はエポキシ又はアクリルベースの接着剤である。付加的な分離特性の場合、例えば、市販のスチレンベース発泡剤の付加的な層として、付加的なコア材料をサンドイッチ構造の外に設けることもできる。様々なサンドイッチ部材を一つに貼り合わせるこれらの例は、適切な接着を達成するための他の化学的または物理的な方法を排除しない。
【００３４】
ポリマーの母材に埋め込まれた繊維の場合、繊維が事前に含浸されていれば明白な長所を有する。本発明を利用するために絶対に必要ではないが、この方法により、太陽光発電モジュールを有するサンドイッチ構造の少なくとも一部の工程は高速かつ経済的になる。
【００３５】
本発明の追加的で好適な実施形態は、モジュールの積層が行われる際に、積層工程がラミネータまたはプレス機によって例えば直接的に行われうる。
【００３６】
その他の実施形態において、天候に関する項目の向上、タイル自身または屋根構造全体への防水特性の提供、熱エネルギーや生成された電気を蓄積したり、送電網へ送ったり、変換したりするのと同様に生成した熱エネルギーの抽出及び／または発散、耐火特性の向上、少なくとも半透明性の提供、屋根の美的観点及び統合の向上に関する手段が、実施例に示されるように、当業者によって本発明のＳＩＳＢＥへ追加され、統合されうる。
【００３７】
もちろん、そのような構造はまた市販の太陽モジュールに関して向上した遮音性を包含してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適な実施形態に従う太陽光発電モジュールを含むＳＩＳＢＥの例１である。
【図２】サンドイッチ構造の要素としての太陽光発電モジュールを含むＳＩＳＢＥとしての、本発明の他の一実施形態に従う太陽光発電モジュールの例２である。
【図３】本発明のＳＩＳＢＥの２つが、防水性の箔を含みまた防湿材としても働き、一つのＳＩＳＢＥとその隣のＳＩＳＢＥとの間、及びＳＩＳＢＥと例えば垂木のような屋根を機械的に支持する構造との間にそれぞれ配置される、ＳＩＳＢＥベースの屋根から主としてなる、例３である。
【図４】ＳＩＳＢＥの太陽光発電モジュールによって生成される電気を収集するためのジャンクションボックスを含む、ＳＩＳＢＥベースの屋根の例４である。
【図５】前述の例の少なくとも一つに従い、熱収集器を含み、ハイブリッドＳＩＳＢＥを形成するＳＩＳＢＥを備える太陽光発電モジュールの例５である。
【図６】本発明の実施例に従う、太陽熱収集器を備えるＳＩＳＢＥの例６である。
【図７】様々な、可能性のあるＳＩＳＢＥの形状及び関連する屋根上における応用を示す例７である。
【図８】他の建築部材に関する構造部材として用いられるＳＩＳＢＥの例８である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（図の説明）
例１において、ＳＩＳＢＥ２９はサンドイッチ構造３０に隣接して配置された太陽光発電モジュール１を備える。サンドイッチ構造３０は表１に従う材料を備え、そのサンドイッチ構造３０は前面サンドイッチ（ｆｓｓ）材料層４、コア材料層１０（コア材料）、及び背面サンドイッチ（ｂｓｓ）材料層２０を備える。好適には、サンドイッチ構造は強化ガラス繊維ｆｓｓ層４、発泡ポリウレタン発泡材（ＰＵＲ）コア材料１０及び強化ガラス繊維ｂｓｓ層２０を備える。好適な他の一実施形態において、サンドイッチ構造３０はｆｓｓ４及び／またはｂｓｓ２０内の強化部材として麻の繊維を備える。さらに、好適な実施形態において、サンドイッチ構造３０はｆｓｓ４及び／またはｂｓｓ２０内の強化部材として玄武岩繊維を備える。さらに、好適な他の一実施形態において、ｆｓｓ４及び／またはｂｓｓ２０の母材材料は、母材材料としてエポキシ樹脂（例えばＨｕｎｔｓｍａｎ  Ｔａｃｔｉｘ  １２３）を含む。さらに、他の一実施形態において、ｆｓｓ４及び／またはｂｓｓ２０は母材材料として熱可塑性材料（例えば、ポリプロピレン）を含む。
【００４０】
ｆｓｓ及びｂｓｓの厚さは５ｍｍのオーダーである。発泡性材料の厚さは５ｃｍである。例えば表１に列挙されたその他の材料を用いる場合、または本発明のＳＩＳＢＥの適用の型に依存する機械的に安定性の低いまたは高い建築の両方の場合において、厚さの範囲は表２に従って変更されうる。
【００４１】
【表２】
2013514471.tif 000004
【００４２】
表２の範囲は、応用の様々な種類に従って異なる方法で組み合わせることができる。例えば、屋根や、歩行者が歩き自動車さえ通行する市街地の広場の場合のように、機械的安定性が必須条件の場合、ｆｓｓ及びｂｓｓは、厚さが１ｃｍにも達する本発明の範囲の大きな値に属する厚さを有しうる。その一方、コアサンドイッチ材料は約１０ｃｍの厚さの層となる好適なまたは最も好適な厚さの範囲に属しうる。もちろん、より軽く剛性の小さな構造の場合、上記と反対であってもよく、ｆｓｓ及び／またはｂｓｓは１ミリメートルまたはそれ以下のオーダーの厚さを示しうる。
【００４３】
異なる熱伝導性のふるまいを示す構造の場合には好適な、そして好適でない厚さの組み合わせであってもよい。例えば、個人宅の場合、屋上階は居間、寝室または事務所であることもあり、従って一年を通して快適な温度でなければならず、サンドイッチ構造のコア材料の厚さは１０ｃｍよりずっと大きくてもよく、ｆｓｓ及びｂｓｓは数ｍｍの付近の最も好適な範囲をさらに示しうる。寒冷な気候、例えば山地や北部に位置する住居の場合、絶縁コア材料はより厚くすべきである。もちろん、より熱伝導が高い構造にする場合には、上述した構造と反対としてもよく、ｆｓｓ及び／またはｂｓｓは数ｍｍ以下のオーダーの厚さを示しうる。
【００４４】
非常に暑い気候の場合、太陽光発電モジュール１の背面とサンドイッチ構造３０の間またはコア材料層１０の内部に直接小さな溝を提供することにより、追加的な冷却手段が用いられうる。
【００４５】
一方、サンドイッチ構造３０の手段によってＳＩＳＢＥ２９の背面において少なくとも単に部分的に熱の移送を遮るかわりに、蓄積した熱を除去及び／または利用する手段も用いられうる。例えば、サンドイッチ構造３０内、特にコア材料１０の内部にある前述の小さな溝は、流体で満たし、当業者に公知の熱利用手段に接続されて、前述の役割を充足するために適用されうる。例えば、リザーバーやヒートポンプに接続された冷却蛇行部、ペルチェ素子やゼーベック素子のような焦電材料や熱電材料、スターリングエンジンに接続された真空ポンプあるいは当業者に公知の他のあらゆる冷却及び熱利用手段のような他の手段が、前述の役割を充足するために適用されうる。そのような手段は、ＳＩＳＢＥ３０の層間及び／または層の内部に少なくとも部分的に位置させうる。
【００４６】
現在ではガラスは化学的バリア層と同様に、特に機械的、電気的及び化学的安定性について必要なパラメータを有する唯一の材料であるため、太陽光発電モジュール１ａにおいて、２ｍｍから３ｍｍの厚さを有する前面ガラス１ｂがよく用いられている。背面のサンドイッチ構造３０が、太陽光発電モジュール１のようなものを含むＳＩＳＢＥ２９に対して重要な構造的剛性を提供しうるとしても、ディスプレイのガラスのようなより薄いガラスの方が適しうるとしても、破損の危険性を高めないように、前面ガラス１ｂの厚さをそのように保つのが好適でありうる。
【００４７】
さらに、太陽光発電モジュール１の背面カバー材料１ｃは背面ガラスを含まなくてもよいが、その代わりに化学的なバリア層と同様な特に電気的及び化学的安定性の点で必要なパラメータを充足する適切な箔を備えうる。そのような箔は、例えば市場のリーダーであるＴｅｄｌａｒやＩｃｏｓｏｌａｒのポリマーベースの製品のような市場で非常によく知られた複合材からなる箔である。そのような製品は、バルクシリコンの太陽光発電セル１ａの背面としてよくベースとされる。しかしまた、薄膜の場合には経済的に実行可能なポリマーベースの背面シートが利用可能になりつつある。背面ガラスを有せずポリマーベースの箔を有するような太陽光発電モジュール１の場合、サンドイッチ構造３０はポリマーベースの背面材料を備える背面カバー材料１ｃによって覆われる太陽光発電モジュール１の背面上に直接接着されるが、そのようなポリマーベースの箔が興味深い機械的特性を有する場合、後者はそれ自身ｆｓｓ４として働くこともでき、従ってそれを太陽光発電セル１ａの背面へサンドイッチ構造３０のその他の部分とともに直接積層されることもできるが、太陽光発電セル１ａの有害な汚染を防ぐために、無塵室の雰囲気でのみ行いうる。サンドイッチ構造３０を背面シート材料１ｃに直接事前に積層し、次いでそのような複合構造４０を太陽光発電セル１ａの背面へ直接取り付けてもよい。
【００４８】
図２に示された例２において、本発明の他の一実施形態に従うＳＩＳＢＥ３１を含む太陽光発電モジュールが提供される。この場合、ＳＩＳＢＥ３１は直接にｆｓｓ部材として太陽光発電モジュール１を含む。ｂｓｓ２０及びコア材料１０は例１と同一であり、従って例１において含む好適な材料に加えて、表１に記載されるがそれに限定されることはない、あらゆる材料または材料の組み合わせを備えることができる。これはまた、背面カバー材料１ｃがガラスを含まず、ポリマーベースの箔を含む場合であってもよい。例１と同様に、ｂｓｓ２０とコア材料１０とを背面カバー材料１ｃに予め貼り合せることも可能である。この場合、そのようなハイブリッド構造４１は太陽光発電セル１ａの背面に直接取り付けられる。厚さに関しては、ｂｓｓ２０及びコア材料１０に関する厚さは、例１の表２に記載されたものと正確に類似するが、この場合太陽光発電モジュール１によって実質的に表されたｆｓｓは、太陽光発電モジュール技術の種類（薄膜またはバルクシリコン）及び、前述の太陽光発電モジュール１が、背面カバー材料１ｃの組成に関して特に表す構造の種類（背面ガラスまたはポリマーベースの箔）に依存する。例１に示されたすべての追加的な特徴が、ここでも適用される。
【００４９】
図３に示された例３は、防湿材としても働く防水性の箔５０ａ及び５０を含み、一つのＳＩＳＢＥ２９と隣接したＳＩＳＢＥ２８との間、及びＳＩＳＢＥ２８，２９と例えば垂木（６１及び／または６２）のような屋根を機械的に支持する構造との間にそれぞれ配置されたＳＩＳＢＥベースの屋根７０に主に供えられた本発明のＳＩＳＢＥ２８及び２９を提供する。この例においてＳＩＳＢＥベースの屋根７０の外部境界となり、互いに対面せず防水性の箔５０ａによって隔てられていないＳＩＳＢＥ２８，２９の側部も、中央５０ａにあるものと類似した防水箔を有していてもよい。屋根を支持する構造は、例えば木材、石、鉄筋セメント、例えばアルミニウムや鉄のような金属、及び／または最もよく使用される材料を組み合わせたもののような、当業者に公知の材料を備えるどのような機械的に適した板材、横棒または棒材６１及び／または６２を含んでもよい。防水性の箔５０及び５０ａは、ポリシロキサン（シリコーン）、ブチル、金属／アルミニウム箔、ポリエチレンベースの箔、ＥＶＡ及び／またはＰＶＢを備えうる。そのような層５０及び５０ａは複数の層、従って積層された防水箔を形成する層も備えうる。例えばある勾配の屋根のようなある特定の状態では、蓄積した水蒸気や湿気が建物から除去されうるように半透水性のメンブレンを有することが望ましい。このような場合、屋根の支持部に設けられた溝または水路のようないずれかの追加的な手段が適しうる。または中央部の箔５０ａ及び少なくとも部分的に箔５０が一方向には水蒸気や湿気を通し、反対の方向には水や水蒸気、湿気を浸透させないものでありうる。
【００５０】
当業者ならばモジュールの下部及びモジュールの端部から離れた場所ではモジュールに印加される圧力が、このＳＩＳＢＥ２８または２９の場合棒材６１および６２からなる支持構造により好適に分布されうることがわかるため、この具体例において、図３の断面図は二つの棒材６１および６２を示している。しかしながら、本発明のＳＩＳＢＥ２９は高い固有の機械的剛性を有するので、ＳＩＳＢＥは表面のわずか一点または中央部、あるいはＳＩＳＢＥ自身の中央部の一本の線上に載せられうる。反対に、平板でもありうる。
【００５１】
モジュール１または関連するＳＩＳＢＥ２８または２９が既に非常に品質の高い方法で組み立てられ、または積層されている場合、防水箔５０ａは必要とされなくともよい。そのような場合、ＳＩＳＢＥ２８と、隣接するＳＩＳＢＥ２９との間の空隙はＳＩＳＢＥ２８，２９ベースの屋根７０から水を除去するのに有用である。防水箔５０ａを使用しないことから派生したそのような溝がサンドイッチ構造３０の中に水を流しうるような場合及び／またはＳＩＳＢＥ２８，２９ベースの屋根が雨の多い地域におかれる場合には、さらに少なくとも一部が防水箔５０ａ及び／または追加的な撥水性材料または防水層によって覆われうる。その他の一解決手段は、閉じた多孔質を有する発泡性材料を使用することでありうる。そのような場合、ＳＩＳＢＥベースの屋根７０から排水する溝は依然として提供される。
【００５２】
例３の好適な他の一実施形態において、モジュール１または関連するＳＩＳＢＥ２８または２９が非常に品質の高い方法ですでに組み立てられまたは積層されている場合には、ＳＩＳＢＥ２８または２９の背面であっても防水性の箔５０及び５０ａは必要ではない。さらに、ＳＩＳＢＥ２８または２９が背面のみ非常に品質の高い方法ですでに組み立てられまたは積層されている場合には、防水性の箔５０ａは前述したように少なくとも部分的に必須でありうる一方、防水性の箔５０は必要でない。
【００５３】
例３のさらなる実施形態において、防水性の箔５０はＳＩＳＢＥを形成する層の少なくとも一つの内側または間に配置されうる。他の一実施形態において、防水性の箔５０は太陽モジュール１とＳＩＳＢＥ２８または２９の間に配置される。
【００５４】
例３のさらなる一実施形態において、防水性の箔は、少なくとも部分的に透明で、防水性があり、天候及び紫外線の両方に耐性のある積み重ねられた状態で太陽に面したＳＩＳＢＥの上部に配置されうる。
【００５５】
前述したすべての可能性は、その厚み方向を通る少なくとも一方向において半透水性の薄膜も適用しうる。
【００５６】
例３に全て該当する本構成は、本発明の全ての可能なＳＩＳＢＥの解決方法に適用され、例えば、例１（３０及び４０）に挙げられたものや例２（３１及び４１）に挙げられたものに適用される。
【００５７】
ＳＩＳＢＥ２８及び２９は、正確に同一であってもよく、少なくとも一部が互いに異なっていてもよい。
【００５８】
図４に示される例４は、ＳＩＳＢＥの太陽光発電モジュール１によって生成された電気を集めるためのジャンクションボックス８０および８１を含む、ＳＩＳＢＥベースの屋根７０を提供する。通常のように、ＳＩＳＢＥ２８において、ジャンクションボックス８０はモジュール１の背面の中央部に配置される。このような場合、隣接するサンドイッチ構造３０はその構造自体の中にジャンクションボックスのために必要な空間を単に供することにより、ジャンクションボックス８０を収容しうる。非常に薄いサンドイッチ構造３０の場合、ジャンクションボックス８０はサンドイッチ構造３０よりも厚くなりうるため、サンドイッチ構造３０は、ジャンクションボックス８０を収容するのに必要な表面に穴を配置することができる。ＳＩＳＢＥ２９の場合、ジャンクションボックス８１はモジュール１の境界部に配置される。そのような場合、サンドイッチ構造３０内のジャンクションボックス８１を収容するための空間は、サンドイッチ構造３０の境界部に提供されなければならない。
【００５９】
この点においてジャンクションボックス８０および８１によって集められた電気は、当業者に公知なように、ケーブルによってインバータまたは電池に接続することができる。ケーブルは、サンドイッチ構造３０の内部にケーブルを圧縮することにより、またはサンドイッチ構造３０の内部に積層されていない溝の部分を残すことにより、サンドイッチ構造３０、好適にはコア材料１０の層を通してまたはＳＩＳＢＥ２８および２９の２つの異なる層の間を通して、通過させうる。
【００６０】
例４に全て該当する本構成は、本発明の全ての可能なＳＩＳＢＥの解決方法に適用され、例えば、例１（３０及び４０）に挙げられたものや例２（３１及び４１）に挙げられたものに適用される。
【００６１】
例５が図５に示されている。この場合、前述の例の少なくとも一つに従うＳＩＳＢＥ２９を備える太陽光発電モジュールは、熱収集器も含んでハイブリッドモジュールを形成する。ＳＩＳＢＥに統合されていないこのようなハイブリッドモジュールの最大の欠点の一つは、熱収集器が約１００℃以上に暖められ始めるとすぐに重ねられた太陽光発電セルの効率が劇的に低下し始めることである。そのため、ハイブリッドシステムは近接した太陽光発電セルから熱を除去するために標準的な熱収集システムに対してさらに冷却手段を必要とする。これはたいていの場合、熱せられた水を導く経済的及びエネルギー的に非常に不利な熱ポンプ及び関連するリザーバー、空冷部及び／または同様な熱除去手段によってなされる。最近は、例えば水のような冷却液が屋根の下でリザーバー内と同じ温度となるとすぐにポンプが停止するため、これらの手段は太陽光発電モジュールの適切な機能をさらに阻害する。この段階、すなわち滞留段階では、ハイブリッドモジュールの下にとどまる間に熱は１４０℃にも達し得る。しかしながら、現代の技術はこのような莫大な熱を除去し及び／または利用する様々な解決方法を提供する。これは、一般にスイミングプールや非常に大きな水リザーバーの使用、最適化された熱ポンプ及び／または建物の地下に配置された蛇行配管のような様々な地熱による解決手段、地上の貯水またはさらには地下タンク、ペルチェ素子やゼーベック素子のような焦電材料、スターリングエンジンに接続された真空ポンプ、または前述した役割を充足するのに適しうる当業者に公知のその他のさまざまなあらゆる冷却及び熱利用手段によって行われる。そのような手段は、ＳＩＳＢＥ３０の層の間及び／または層の内部に少なくとも部分的に配置されうる。そのような熱除去システムは、追加的にエネルギー生成を補助するよりも多くのエネルギーを浪費しないという事実は、重要である。
【００６２】
具体的に、図５は太陽光発電モジュール７ａ及び太陽熱収集器７ｂを備えるハイブリッドモジュール７を含むＳＩＳＢＥ２９を示している。背面には例１に従ってサンドイッチ構造３０が提供され、サンドイッチ構造は同じようにｆｓｓ４、コア材料１０及びｂｓｓ２０を備える。もちろん、積層に関する技術も、例１の場合と同様である。さらに、例１のように、この場合にもモジュール７の背面の標準的な積層は回避され、サンドイッチ構造３０によって直接置き換えられることができる。また例２と同様に、ＳＩＳＢＥ２９はｆｓｓとして直接にハイブリッドモジュール７を含むことができる。その場合には、ＳＩＳＢＥは単にハイブリッドモジュール７、コア材料１０及びｂｓｓ２０を備えることとなる。例５はさらに、例３及び例４の両方を適用することができる。
【００６３】
例１に従ってサンドイッチ構造３０の厚さを適合させることにより、断熱を制御できる。しかしながら、この場合、前述した滞留の際に起こりうるより高い温度に適合するように、厚さを増さねばならない。従って、厚さは例１において提供された図に対して同一の雰囲気状態下で２倍または３倍でありうる。
【００６４】
非常に暑い気候の場合、太陽光発電モジュール１の背面とサンドイッチ構造３０の間またはコア材料層１０の内部に直接、小さな溝を提供することによる、追加的な冷却手段を用いうる。
【００６５】
一方、サンドイッチ構造３０を用いてＳＩＳＢＥ２９の背部で熱の移動を少なくともただ部分的に単に阻害する代わりに、追加的に蓄積された熱を除去及び／または利用する手段が用いられうる。例えば、サンドイッチ構造３０、特にコア材料１０の内部の前述した小さな溝は、液体によって満たされ、前述の役割を充足するのに適しうる当業者に公知の熱活用手段に接続されうる。例えば、リザーバーや熱ポンプに接続された冷却蛇行配管、ペルチェ素子やゼーベック素子のような焦電材料や熱電材料、スターリングエンジンに接続された真空ポンプや当業者に公知のその他のあらゆる冷却及び熱利用手段のようなその他の手段が、前述した役割を充足するのに適合しうる。そのような手段は、ＳＩＳＢＥ３０の層の間及び／または層の内部に少なくとも部分的に配置されうる。
【００６６】
図６に示されたような例６において、太陽熱収集器８を含むＳＩＳＢＥ３３が提供される。平面パネル熱収集器８は、光の入射量が最大で熱の損失が最小となるような前面ガラス８ｂと、パイプ８ａを含む吸収シートと、背面断熱材料８ｃと、を含む。サンドイッチ構造３０は例１と同一であり、ｆｓｓ４、コア材料１０及びｂｓｓ２０を備える。例５において述べたように、太陽熱収集器によって達するより高い温度のために、それぞれのサンドイッチ層の厚さは２倍または３倍にもなってもよい。さらに、サンドイッチ構造が太陽熱収集器８ａの背面における非常に高い温度にそれ自身耐えうる場合には、通常グラスウールである背面断熱材８ｃはそれ以上必要でない。さらに、例２に類似して、背面断熱材料８ｃが提供された、または有していない太陽熱収集器８は共に、それ自身がｆｓｓ４として働きうる。
【００６７】
断熱材料８ｃが、表１に挙げられたｆｓｓ４の材料と類似した興味深い機械的な特性及び断熱特性を有するような場合には、前述の断熱材料８ｃは少なくとも一部がサンドイッチ構造３０のｆｓｓ４と代替し得る。
【００６８】
ＳＩＳＢＥ３３を製造する他の方法は、サンドイッチ構造３０を背面シート材料８ｃに直接事前に積層し、次いでそのようなハイブリッド構造４３を太陽熱収集器８ａの背面に直接取り付けることであってよい。
【００６９】
例３において、太陽光発電モジュール１を含む二つのＳＩＳＢＥ２８，２９を備える屋根７０が提供された。そのような屋根構造はまた熱収集器８を含むＳＩＳＢＥ３３を用いることもできる。例３に示したような屋根７０は、太陽光発電、ハイブリッド及び／または熱モジュールを含むＳＩＳＢＥを備えうる。
【００７０】
例４において太陽光発電モジュールの場合におけるジャンクションボックスの配置が説明された。本例６の熱収集器の場合にも、熱収集器８の内部へ、また外部へ水を移動させる配管を配置するために、類似した方法を用いることができる。排出配管の場合、太陽熱収集器８は配管を備える熱収集層８ａ及び背面断熱材料８ｃのみを備え、前面ガラス８ｂはそれ以上必要ではなくなる。
【００７１】
非常に暑い気候の場合、太陽光発電モジュール１の背面とサンドイッチ構造３０の間またはコア材料層１０の内部に直接、小さな溝を提供することによる、追加的な冷却手段を用いうる。
【００７２】
一方、サンドイッチ構造３０を用いてＳＩＳＢＥ２９の背部で熱の移動を少なくともただ部分的に単に阻害する代わりに、追加的に蓄積された熱を除去及び／または利用する手段が用いられうる。例えば、サンドイッチ構造３０、特にコア材料１０の内部の前述した小さな溝は、流体によって満たされ、前述の役割を充足するのに適しうる当業者に公知の熱活用手段に接続されうる。例えば、リザーバーや熱ポンプに接続された冷却蛇行配管、ペルチェ素子やゼーベック素子のような焦電材料や熱電材料、スターリングエンジンに接続された真空ポンプや当業者に公知のその他のあらゆる冷却及び熱利用手段のようなその他の手段が、前述した役割を充足するのに適合しうる。そのような手段は、ＳＩＳＢＥ３０の層の間及び／または層の内部に少なくとも部分的に配置されうる。
【００７３】
図７には例７が示されており、三つの標準的なＳＩＳＢＥ３１に隣接して二つの正方形でないＳＩＳＢＥ９０が配置された、住宅の屋根１１の側面図を示している。ＳＩＳＢＥ９０に含まれる熱収集器または結晶バルク太陽電池の場合、前述の例を全て適用しうる。薄膜モジュールの場合、重要な差異がある。ＳＩＳＢＥ９０に備えられた薄膜モジュールは、太陽光発電機能を持ってはならず、例えば美的な目的のみを有する単純なダミーでなければならないか、あるいは、太陽光発電機能が与えられる場合には、それぞれ単独で直列に接続された電池の面積が多かれ少なかれ同一であるような薄膜太陽光発電モジュールを用いなければならない。そのようにすれば、モジュールの単一の電池における電力生成のボトルネックが避けられる。
【００７４】
この例のさらなる実施形態の場合、ＳＩＳＢＥ３１の間に、特にペントハウスやその他屋根の下に直接、床を照らす必要がある用途において、天窓または非構造的な半透明モジュールを、他のＳＩＳＢＥ３１の代わりに挿入することができる。
【００７５】
最後に、この例は、典型的な個人用住居の勾配屋根の例を示している。これは、例えば平坦な、または鋸歯状の屋根のような他の全ての建築物を覆う構造を排除するものではない。
【００７６】
図８に、例８が示されており、ここではＳＩＳＢＥ３１が他の建築物１２の部品１０５について構造的部品として用いられている。ＳＩＳＢＥ３１が屋根１１以外の建築物１２の部品、例えば壁部材１０５に備えられている場合、例えばグラスウールのようなさらなる断熱材料を有する場合または有しない場合にさらなる断熱のために、及び／または建築物の配管や接続部のための空間や経路を提供するために、空間的に離隔されたパネル１００が用いられうる。さらに壁部材１０５が構造的に建築物１２を形成する場合、例えばコンクリートや金属構造及び／または例１に挙げられたものより厚いサンドイッチ構造が、さらなる補強のために用いられうる。
【００７７】
パネル１００は例えば石膏ボードからなるものでありうる。
【００７８】
（結論）
本発明の建築部材、例えばＳＩＳＢＥを用いることにより、建築物と太陽システム装置の間に、阻害的で経済的な組み合わせが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１  太陽光発電モジュール
１ａ  太陽光発電セル
１ｃ  背面カバー材料
４  前面サンドイッチ（ｆｓｓ）材料層
７  ハイブリッドモジュール
７ａ  太陽光発電モジュール
７ｂ  太陽熱収集器
８  太陽熱収集器
８ａ  パイプ
８ｂ  前面ガラス
８ｃ  背面断熱材料
１０  コア材料層
１１、７０  屋根
１２  建築物
２０  強化ガラス繊維（ｂｓｓ）層
２８、２９、３１、３３、９０  ＳＩＳＢＥ
３０  サンドイッチ構造
４０、４１、４３  複合構造
５０、５０ａ  防水箔
６１、６２  棒材
８０、８１  ジャンクションボックス
１００  パネル
１０５  壁部材
【図１】
2013514471.tif 000005
【図２】
2013514471.tif 000006
【図３】
2013514471.tif 000007
【図４】
2013514471.tif 000008
【図５】
2013514471.tif 000009
【図６】
2013514471.tif 000010
【図７】
2013514471.tif 000011
【図８】
2013514471.tif 000012
【国際調査報告】
2013514471.tif 000013
2013514471.tif 000014
2013514471.tif 000015