(57)【要約】【課題】工事等の作業をするときに太陽電池パネルの発電量を確実に低減して、作業者が簡単に作業可能な太陽電池パネルを提供する。【解決手段】太陽電池パネル１０は、太陽光発電部１４と、太陽光遮蔽部１３と、を有し、太陽光発電部１４の太陽光が照射される側に太陽光遮蔽部１３が配置され、太陽光遮蔽部１３は、太陽光発電部１４を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電部と、
太陽光遮蔽部と、を有し、
前記太陽光発電部の太陽光が照射される側に前記太陽光遮蔽部が配置され、
前記太陽光遮蔽部は、
前記太陽光発電部を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える
太陽電池パネル。
【請求項２】
前記太陽光遮蔽部は、前記太陽光発電部に照射される太陽光の透過率を変化させることによって前記太陽光発電部を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える
請求項１記載の太陽電池パネル。
【請求項３】
外部からの刺激によって可逆的に変化する応答因子によって前記太陽光発電部に照射される太陽光の透過率を変化させる請求項１または２記載の太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルに関し、特に、作業者が作業する際に簡単に太陽電池パネルの発電量を低減する太陽光遮蔽部を備えた太陽電池パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルの設置工事の際、又は、太陽電池パネルの保守・修理の際に、太陽電池パネルの表面に布等をかぶせて、太陽電池パネルの発電量を低減して、作業者が作業することが行われている。
【０００３】
特許文献１〜特許文献３には、自動車に対して用いる太陽光遮断具の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３６１６０号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１１３９７８号公報
【特許文献３】実開昭６２−４６２２３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、この布等は専用の物ではなくありあわせの物であり、太陽電池パネルの発電量が、作業者が作業可能な程度に低減しているかは、作業者の経験と勘に頼るのみであったため、経験の少ない作業者が簡単に作業できるという保証が低いものであった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その課題の一例は、工事等の作業をするときに太陽電池パネルの発電量を確実に低減して、経験の少ない作業者が簡単に作業可能な太陽電池パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の太陽電池パネルは、太陽光発電部と、太陽光遮蔽部と、を有し、太陽光発電部の太陽光が照射される側に太陽光遮蔽部が配置され、太陽光遮蔽部は、太陽光発電部を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える。
【０００８】
好適には、太陽光遮蔽部は、太陽光発電部に照射される太陽光の透過率を変化させることによって太陽光発電部を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える。
【０００９】
好適には、外部からの刺激によって可逆的に変化する応答因子によって太陽光発電部に照射される太陽光の透過率を変化させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、太陽電池パネルの発電量を確実に低減して、経験の少ない作業者が簡単に作業可能な太陽電池パネルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池パネルの使用状況を説明する説明図である。
【図２】第１実施形態に係る太陽電池パネルが接続される各装置を説明する説明図である。
【図３】第１実施形態に係る太陽電池パネルの構造を説明する説明図である。
【図４】第１実施形態に係る太陽電池パネルの構造をより詳細に示した構造図である。
【図５】第１実施形態に係る太陽電池モジュールのそれぞれの太陽電池パネルの太陽光遮蔽部を制御する装置構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る太陽電池パネルの動作を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係る太陽電池パネルの構造を示した構造図である。
【図８】第３実施形態に係る太陽電池パネルの構造を示した構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池パネル１０の使用状況を説明する説明図である。
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
図１のように、各家庭の家１１の屋根１２等に太陽電池パネル１０が配置されている。もっとも、太陽電池パネルの配置はこれに限定する趣旨ではなく、必要に応じて必要な形態で配置されていてよい。
この太陽電池パネル１０は、屋根１２に複数枚配置されていることが通常である。
そして、何枚配置されるか、及び、太陽電池パネル１０の配置方向をどのようにするかは、太陽電池パネルの設置者の要望や、屋根１２の形状などに依存する。
図１では、手前側の２枚にのみ太陽電池パネル１０に備えられた後述の太陽光遮蔽部１３が太陽光発電部１４に照射される太陽光を遮蔽している状態を記載している。もっとも、通常の作業（設置作業、修理作業、保守作業等）を行う場合には、全ての太陽電池パネル１０に備えられた後述の太陽光遮蔽部１３が太陽光発電部１４に照射される太陽光を遮蔽している状態で作業することが通常である。
【００１４】
図２は、太陽電池パネル１０が接続される各装置を説明する説明図である。複数の太陽電池パネル１０からなる太陽電池モジュール１０Ｍは、昇圧ユニット１５Ａ、接続ユニット１５Ｂ、パワーコンディショナ１６に接続されている。パワーコンディショナ１６は、分電盤１７に接続される。分電盤１７からの電力は、住宅内の電化製品１８に供給される。また、分電盤１７は、余剰電力用電力量計１９と供給電力用電力量計２０を介して引込線２１によって柱上トランス２２を通して商用電源２３と接続されている。また、太陽電池パネル１０は、太陽光遮蔽部１３を動作させるための制御部２４に接続され、制御部２４には、太陽光遮蔽部操作部２５が接続されている。
【００１５】
複数の太陽電池パネル１０からなる太陽電池モジュール１０Ｍは、太陽光による太陽エネルギーを直流の電気エネルギーに変換する。昇圧ユニット１５Ａは、太陽電池モジュール１０Ｍの直列数が少ない系統の電圧を昇圧する。接続ユニット１５Ｂは、太陽電池の直流系統ごとに配線を接続し、一本の線にまとめるためのボックスである。パワーコンディショナ１６は、太陽電池で発生した直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ１６は、太陽電池モジュール１０Ｍの発電状況を表示する電力表示器２６を内蔵している。また、パワーコンディショナ１６には、停電時などの非常用専用コンセント２７が設けられている。分電盤１７は、太陽電池系統を商用系統の電力に連系し、住宅内の電気負荷へ分配する。余剰電力用電力量計１９は、電力会社が買い上げる余剰電力を計量する。供給電力用電力量計２０は、電力会社から購入する供給電力を計量する。
【００１６】
なお、図１，２では家庭用の太陽電池パネルを例に説明をしたが、大型で大量の太陽電池パネルを必要とするメガソーラーシステムなどに適用し、電力会社、工場など供給する場合にも、本発明を利用することができる。
【００１７】
図３は、太陽電池パネル１０の構造を説明する説明図である。図３には、太陽電池パネル１０が、水平な屋根１２を有する家１１に配置されている場合を示している。太陽電池パネル１０は、太陽光発電部１４と、太陽光遮蔽部１３と、を有している。太陽光発電部１４の太陽光が照射される側に太陽光遮蔽部１３が配置されている。太陽光発電部１４は、太陽光遮蔽部１３を透過してきた太陽光が照射されることによって発電するものである。太陽光遮蔽部１３は、太陽光発電部１４を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える。
【００１８】
好適には、太陽光遮蔽部１３は、太陽光発電部１４に照射される太陽光の透過率を変化させることによって太陽光発電部１４を発電状態と、非発電状態のいずれかに切り替える。なお、太陽光遮蔽部１３と太陽光発電部１４は一体的に構成されていてもよい。また、既に設置されている太陽光パネルに対して、後から取り付けられるような別体となっていてもよい。
【００１９】
図４は、太陽電池パネル１０の構造をより詳細に示した構造図である。図４（ａ）は太陽電池パネル１０の平面図であり、図４（ｂ）は、側面図である。太陽電池パネル１０は、太陽光発電部１４と太陽光遮蔽部１３を有している。太陽光発電部１４は、従来のシリコンなどの半導体や化合物半導体などからなる太陽電池からなる。太陽光遮蔽部１３は、太陽光発電部１４の太陽光が照射される側に配置され、ガラス基板３０とガラス基板３１によって透明導電膜（ＩＴＯ）３２，３３を介してＷＯ３などのエレクトロクロミック材料３４が挟まれた構造を有している。透明導電膜３２，３３には、それぞれ電極３５，３６が設けられている。エレクトロクロミック材料３４は、電荷を変化（電圧を印加）することにより、光透過率が変化する材料であり、電荷を変化（電圧を印加）しないときは、光透過率が高い状態であり、電圧を印加すると光透過率が低くなる特性を有している。
【００２０】
太陽電池パネル１０では、太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電圧を印加していないときは、エレクトロクロミック材料３４は、光透過率が高い状態であり、太陽光は、太陽光遮蔽部１３によって遮られず、太陽光発電部１４に照射され、太陽光発電部１４は、発電状態となる。太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電圧を印加すると、透明導電膜３２，３３を介してエレクトロクロミック材料３４に電圧がかかり、エレクトロクロミック材料３４の光透過率が減少し、太陽光発電部１４に照射される太陽光が遮られる。それにより、太陽光発電部１４は、非発電状態となる。
【００２１】
図５は、太陽電池モジュール１０Ｍのそれぞれの太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３を制御する装置構成を示すブロック図である。各太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３を制御する装置は、太陽光遮蔽部操作部２５と太陽光遮蔽部操作部２５の操作によって太陽光遮蔽部１３を制御する制御部２４から成っている。制御部２４は、太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電圧を印加するための電池などの電源３７を備えている。電源３７を有することによって、非発電状態であっても、電極３５，３６に電圧を印加することができる。特に、電源３７を有することで、商用系統からの電力を使用せずに操作が可能となる。
【００２２】
太陽光遮蔽部操作部２５は、太陽電池モジュール１０Ｍを構成する各太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３を操作するためのスイッチを備えており、太陽電池モジュール１０Ｍの各太陽電池パネル１０に対応する数のスイッチを備えている。制御部２４は、太陽光遮蔽部操作部２５の各スイッチに対応する太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電源３７からの電圧のオンオフを制御する。
【００２３】
上記構成において、太陽光遮蔽部操作部２５の各スイッチをオンにすることにより、制御部２４によって、そのオンにしたスイッチに対応する太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電圧が印加され、太陽光遮蔽部１３は太陽光を遮り、太陽光発電部１４は、非発電状態となる。また、太陽光遮蔽部操作部２５には、太陽電池モジュール１０Ｍの各太陽電池パネル１０の各太陽光遮蔽部１３に対応したスイッチを備えているので、検査を実施したい太陽電池パネル１０以外の太陽電池パネル１０のすべての太陽光遮蔽部１３を動作させ太陽光を遮ることにより、各太陽電池パネル１０の検査を実施でき、問題箇所を迅速に発見することができる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る太陽電池パネル１０の動作を、図４と図５と、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
ステップＳ１１：太陽光遮蔽部操作部２５の各スイッチ２５Ａをオンにする。
ステップＳ１２：制御部２４によって、そのオンにしたスイッチ２５Ａに対応する太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に電圧が印加され、太陽光遮蔽部１３のエレクトロクロミック材料３４の光透過率が変化し減少する。
ステップＳ１３：太陽光遮蔽部１３のエレクトロクロミック材料３４の光透過率が変化し減少することにより、太陽光を遮り、太陽光発電部１４は、非発電状態となる。
ステップＳ１４：太陽電池パネル１０からの配線端子の接続などの工事を行う。このとき、太陽光発電部１４が非発電状態のため、作業者が工事を行うことができる。
ステップＳ１５：太陽光遮蔽部操作部２５の各スイッチ２５Ａをオフにする。
ステップＳ１６：制御部２４によって、そのオフにしたスイッチ２５Ａに対応する太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３の電極３５，３６に印加された電圧がゼロになり、太陽光遮蔽部１３のエレクトロクロミック材料３４の光透過率が元に戻り、光を透過する状態となる。
ステップＳ１７：太陽光遮蔽部１３のエレクトロクロミック材料３４の光透過率が元の光透過状態に戻ることにより、太陽光を透過し、太陽光発電部１４は、発電状態となる。
【００２６】
上記のように第１実施形態によれば、工事のときに太陽光遮蔽部操作部２５を操作することにより、太陽光遮蔽部１３によって太陽光発電部１４に照射される太陽光を遮ることで太陽電池パネル１０の発電量を確実に低減して、作業者が簡単に作業をすることができる。また、太陽光遮蔽部操作部２５には、太陽電池モジュール１０Ｍの各太陽電池パネル１０の各太陽光遮蔽部１３に対応したスイッチを備えているので、検査を実施したい太陽電池パネル１０以外の太陽電池パネル１０のすべての太陽光遮蔽部１３を動作させ太陽光を遮ることにより、各太陽電池パネル１０の検査を実施でき、問題箇所を迅速に発見することができる。検査のみならず、太陽電池パネル１０、昇圧ユニット１５Ａ、接続ユニット１５Ｂ、非常用専用コンセント２７の交換、修理などの際にも効果を発揮することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態に係る太陽電池パネルを説明する。第２実施形態では、第１実施形態の太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３に用いたエレクトロクロミック材料の代わりに表面が特定のガスに触れることで光透過率が減少するガスクロミック材料を用いることを特徴としている。そのため、制御部２４は、太陽光遮蔽部操作部２５の操作によってガスクロミック材料表面が露出した部分へのガスの導入と排気を制御する。それ以外は、第１実施形態と同様なので、ここでは、太陽電池パネルの構造と動作の説明をし、それ以外の説明は省略する。
【００２８】
図７は、第２実施形態に係る太陽電池パネル４０の構造を示した構造図である。図７（ａ）は太陽電池パネル４０の平面図であり、図７（ｂ）は、側面図である。太陽電池パネル４０は、太陽光発電部１４と太陽光遮蔽部４１を有している。太陽光発電部１４は、従来のシリコンなどの半導体や化合物半導体などからなる太陽電池からなる。太陽光遮蔽部４１は、太陽光発電部１４の太陽光が照射される側に配置され、ガラス基板３０とＷＯ３やマグネシウム・ニッケル合金等のガスクロミック材料の薄膜４３（光が透過できる程度の薄さである）が蒸着されたガラス基板３１をガスクロミック材料薄膜４３が蒸着された面が内側になるようにスペーサ４４，４５によってガスが導入される空間４６を形成するように挟まれた構造を有している。太陽光遮蔽部４１には、水を電気分解して水素と酸素を発生する電気分解セル４７と、空間４６に水素または酸素を導入するためのポンプ４８が接続されている。空間４６に水素を導入すると、ガスクロミック材料薄膜４３は、水素化により、光透過率が低い鏡状態から、光透過率が高い透明状態に変化し、空間４６に酸素を導入すると、脱水素化により光透過率が高い透明状態から光透過率が低い鏡状態に戻る特性を有している。
【００２９】
太陽電池パネル４０では、太陽光遮蔽部４１の空間４６に水素を導入しているときは、ガスクロミック材料薄膜４３は、光透過率が高い状態であり、太陽光は、太陽光遮蔽部４１によって遮られず、太陽光発電部１４に照射され、太陽光発電部１４は、発電状態となる。太陽光遮蔽部４１の空間４６に酸素を導入すると、ガスクロミック材料薄膜４３の光透過率が減少し、太陽光発電部１４に照射される太陽光が遮られる。それにより、太陽光発電部１４は、非発電状態となる。
【００３０】
上記のように第２実施形態に係る太陽電池パネル４０によれば、第１実施形態に係る太陽電池パネル１０と同様に、工事のときに太陽光遮蔽部操作部２５を操作することにより、太陽光遮蔽部４１によって太陽光発電部１４に照射される太陽光を遮ることで太陽電池パネル４０の発電量を確実に低減して、作業者が簡単に作業をすることができる。また、太陽光遮蔽部操作部２５には、太陽電池モジュール１０Ｍの各太陽電池パネル４０の各太陽光遮蔽部４１に対応したスイッチを備えているので、検査を実施したい太陽電池パネル１０以外の太陽電池パネル４０のすべての太陽光遮蔽部４１を動作させ太陽光を遮ることにより、各太陽電池パネル４０の検査を実施でき、問題箇所を迅速に発見することができる。
【００３１】
次に、本発明の第３実施形態に係る太陽電池パネルを説明する。第３実施形態では、第１実施形態の太陽電池パネル１０の太陽光遮蔽部１３に用いたエレクトロクロミック材料３４の代わりに温度を上げることで光透過率が減少するサーモクロミック材料５２を用いることを特徴としている。そのため、制御部２４は、太陽光遮蔽部操作部２５の操作によってサーモクロミック材料５２の温度を変化させるための電熱線に流す電流を制御する。それ以外は、第１実施形態と同様なので、ここでは、太陽電池パネルの構造と動作の説明をし、それ以外の説明は省略する。
【００３２】
図８は、第３実施形態に係る太陽電池パネル５０の構造を示した構造図である。図８（ａ）は太陽電池パネル５０の平面図であり、図８（ｂ）は、側面図である。太陽電池パネル５０は、太陽光発電部１４と太陽光遮蔽部５１を有している。太陽光発電部１４は、従来のシリコンなどの半導体や化合物半導体などからなる太陽電池からなる。太陽光遮蔽部５１は、太陽光発電部１４の太陽光が照射される側に配置され、ガラス基板３０とガラス基板３１によって酸化バナジウムなどのサーモクロミック材料５２と電熱線５３が挟まれた構造を有している。サーモクロミック材料５２は、温度が上昇すると、光透過率が低い状態に変化し、温度が下がると光透過率が高い状態に戻る特性を有している。
【００３３】
太陽電池パネル５０では、太陽光遮蔽部５１の電熱線５３に電流を流していないときは、サーモクロミック材料５２は、光透過率が高い状態であり、太陽光は、太陽光遮蔽部５１によって遮られず、太陽光発電部１４に照射され、太陽光発電部１４は、発電状態となる。太陽光遮蔽部５１の電熱線５３に電流を流すと、サーモクロミック材料５２の温度が上昇し、光透過率が減少し、太陽光発電部１４に照射される太陽光が遮られる。それにより、太陽光発電部１４は、非発電状態となる。
【００３４】
上記のように第３実施形態に係る太陽電池パネル５０によれば、第１実施形態に係る太陽電池パネル１０と同様に、工事のときに太陽光遮蔽部操作部２５を操作することにより、太陽光遮蔽部５１によって太陽光発電部１４に照射される太陽光を遮ることで太陽電池パネル５０の発電量を確実に低減して、作業者が簡単に作業をすることができる。また、太陽光遮蔽部操作部２５には、太陽電池モジュール１０Ｍの各太陽電池パネル５０の各太陽光遮蔽部５１に対応したスイッチを備えているので、検査を実施したい太陽電池パネル５０以外の太陽電池パネル５０のすべての太陽光遮蔽部５１を動作させ太陽光を遮ることにより、各太陽電池パネル５０の検査を実施でき、問題箇所を迅速に発見することができる。
【００３５】
以上のように、外部からの刺激によって可逆的に変化するエレクトロクロミック材料３４、ガスクロミック材料薄膜４３、サーモクロミック材料５２などの応答因子によって太陽光発電部１４に照射される太陽光の透過率を変化させることで、太陽光を遮蔽することができる。
【００３６】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００３７】
＜定義＞
非発電状態とは、全く発電しない状態である必要はなく、発電状態よりも発電が少ない一定以下の発電状態であれば足りる。
【符号の説明】
【００３８】
１０      太陽電池パネル
１０Ｍ    太陽電池モジュール
１１      家
１２      屋根
１３      太陽光遮蔽部
１４      太陽光発電部
１５Ａ    昇圧ユニット
１５Ｂ    接続ユニット
１６      パワーコンディショナ
１７      分電盤
１８      電化製品
１９      余剰電力用電力量計
２０      供給電力用電力量計
２１      引込線
２２      柱上トランス
２３      商用電源
２４      制御部
２５      太陽光遮蔽部操作部
３０      ガラス基板
３１      ガラス基板
３２      透明導電膜（ＩＴＯ）
３３      透明導電膜（ＩＴＯ）
３４      エレクトロクロミック材料（ＷＯ３）
３５      電極
３６      電極
３７      電源
４０      太陽電池パネル
４１      太陽光遮蔽部
４３      ガスクロミック材料薄膜
４４      スペーサ
４５      スペーサ
４６      空間
４７      電気分解セル
４８      ポンプ
５０      太陽電池パネル
５１      太陽光遮蔽部
５２      サーモクロミック材料
５３      電熱線
【図４】
2015056597.tif 000003
【図５】
2015056597.tif 000004
【図６】
2015056597.tif 000005
【図７】
2015056597.tif 000006
【図８】
2015056597.tif 000007
【図１】
2015056597.tif 000008
【図２】
2015056597.tif 000009
【図３】
2015056597.tif 000010