(57)【要約】【課題】ヒートアイランド現象抑制効果を有する植物群と、二酸化炭素発生抑制効果を有する太陽電池とを併設する緑化太陽電池複合システムにおいて、植物群及び太陽電池双方の影の悪影響をなくす。【解決手段】太陽電池モジュールの平均高さを植物群の平均高さより高く設定する。また、太陽電池モジュールの高さと植物群の高さの差分に相当する距離以上の間隔を設けて植物群と太陽電池モジュールを設置する。さらに、植物群と太陽電池システムとが相対する少なくとも１対の間に、人間が歩行可能な領域を設ける。【選択図】  図２
2004218374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一屋根面上に太陽電池システムと植物群とを併設するシステムにおいて、
太陽電池モジュール受光面の屋根面からの平均高さが植物群の平均高さより高いことを特徴とする緑化太陽電池複合システム。
【請求項２】
該植物群の屋根面からの平均高さをａ、該太陽電池モジュールの屋根面からの平均高さをｂ、最近接する該植物群と該太陽電池モジュールの投影距離をｃとしたとき、数１を満足することを特徴とする請求項１に記載の緑化太陽電池複合システム。
【数１】
2004218374.tif 000007
【請求項３】
該最近接する該植物群と該太陽電池モジュールの間、及び又は太陽電池モジュール間、及び又は植物群間に断熱材及びまたは保湿性材料を敷設したことを特徴とする請求項２記載の緑化太陽電池複合システム。
【請求項４】
該断熱材が、屋根面と断熱材表面の間に空隙を有するセメント質成形体であることを特徴とする請求項３に記載の緑化太陽電池複合システム。
【請求項５】
該保湿性材料が土、砂及びそれらの混合物であることを特徴とする請求項３に記載の緑化太陽電池複合システム。
【請求項６】
該植物群が低木及び／又は草であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の緑化太陽電池複合システム
【請求項７】
同一屋根面上に太陽電池システムと植物群とを併設するシステムにおいて、
該植物群と該太陽電池システムとが相対する少なくとも１対の間に人間が歩行可能な領域を有することを特徴とする緑化太陽電池複合システム。
【請求項８】
該人間が歩行可能な領域に断熱材を敷設したことを特徴とする請求項７に記載の緑化太陽電池複合システム。
【請求項９】
該断熱材が土、砂及びそれらの混合物、屋根面と断熱材表面の間に空隙を有するセメント質成形体であることを特徴とする請求項８に記載の緑化太陽電池複合システム。
【請求項１０】
該断熱材の屋根面からの高さが、太陽電池モジュールより低いことを特徴とする請求項９記載の緑化太陽電池複合システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートアイランド現象抑制効果を有する植物群と、二酸化炭素発生抑制効果を有する太陽電池とを併設する緑化太陽電池複合システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年問題となっている人口密集都市部のヒートアイランド現象を抑制するためビル等の建造物屋上に植物を植え緑化することが昨今行われている。また、化石燃料によらない、すなわち二酸化炭素発生を伴わず環境負荷の低い発電技術として太陽電池が実用化されてきている。この両者を併設する方法として、ビル屋上に植物、壁面に太陽電池を設置する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、勾配屋根の一面に植物、他面に太陽電池を設置する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、植物、太陽電池共に太陽光の受光が効果発現の必須要件であるにもかかわらず、これらの方法は、少なくともどちらかの受光量が少なくなる設置方法であり、略同一平面上に植物と太陽電池を併設する設置方法が提案されていなかった。これは、双方の影の影響、メンテナンス性の課題を解決しえなかったためと推察される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３６４１３７公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００２−２０６３４９公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの現状を鑑み、植物と太陽電池双方の影の影響及びメンテナンス性に関する課題を解決し、略同一平面上に植物と太陽電池を併設しうる設置方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究の結果、以下の手段を見出すにいたったものである。すなわち、本発明の第１の緑化太陽電池複合システムは、同一屋根面上に太陽電池システムと植物群とを併設するシステムにおいて、太陽電池モジュール受光面の屋根面からの平均高さが植物群の平均高さより高い緑化太陽電池複合システムを内容とするものであり、これにより植物の影に起因する太陽電池の受光阻害を解決できる。
【０００７】
本発明の第２は、該植物群の屋根面からの平均高さをａ、該太陽電池モジュールの屋根面からの平均高さをｂ、最近接する該植物群と該太陽電池モジュールの投影距離をｃとしたとき、
【０００８】
【数２】
2004218374.tif 000003
【０００９】
を満足する緑化太陽電池複合システムを内容とするものであり、これにより植物の影に起因する太陽電池の受光阻害及び、太陽電池の影に起因する植物の受光阻害を解決するものである。
【００１０】
本発明の第３は、最近接する植物群と太陽電池モジュールの間及び又は太陽電池モジュール間、及び又は植物群間に断熱材及びまたは保湿性材料を敷設した緑化太陽電池複合システムを内容とするものであり、これにより植物や太陽電池のない部分にもヒートアイランド抑制効果を付与することが可能になる。
【００１１】
本発明の第４は、前記断熱材が、屋根面と断熱材表面の間に空隙を有するセメント質成形体である緑化太陽電池複合システムを内容とするものであり、また本発明の第５は、保湿性材料が土、砂及びそれらの混合物である緑化太陽電池複合システムを内容とするものであり、本発明の第３を安価に実現可能としうるものである。
【００１２】
本発明の第６は、植物群が低木及び／又は草であることを特徴とする緑化太陽電池複合システムであって、植物の影に起因する太陽電池の受光阻害を解決できる。
【００１３】
本発明の第７は、同一屋根面上に太陽電池システムと植物群とを併設するシステムにおいて、植物群と太陽電池システムとが相対する少なくとも１対の間に人間が歩行可能な領域を有する緑化太陽電池複合システムを内容とするものであって、メンテナンスを容易ならしめるものである。
【００１４】
本発明の第８は、該人間が歩行可能な領域に断熱材を敷設したことを特徴とする緑化太陽電池複合システムを、本発明の第９は、断熱材が土、砂及びそれらの混合物、屋根面と断熱材表面の間に空隙を有するセメント質成形体である緑化太陽電池複合システムを、本発明の第１０は、断熱材の屋根面からの高さが、太陽電池モジュールより低い緑化太陽電池複合システムをそれぞれ内容とするものであって、メンテナンスのための歩行可能領域にもヒートアイランド抑制効果を付与することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明における屋根とは、ビル、家屋等を含む建築物の屋根を示すが、本発明の効果を最大限に発現せしめるためには傾斜の少ない屋根、すなわち陸屋根が好ましい。
【００１６】
本発明における太陽電池は、有機系、化合物半導体系、シリコン系などが例示でき、また形態別には結晶系、多結晶系、薄膜系などが例示でき、さらにはそれらの複合系、例えば結晶系と薄膜系の複合態様、多結晶系と薄膜系の複合態様も例示できる。本発明においては、太陽電池モジュール受光面の屋根面からの平均高さが植物群の平均高さより高いことを要件とする場合、太陽電池の設置傾斜角が低角度である方がより植物群の高さの選択自由度が増すことから、太陽光が低角度で入射する際にも発電効率が著しく低下しない太陽電池を選択することが好ましく、薄膜シリコン系及び薄膜シリコン系と多結晶シリコン複合系とが好ましい態様として例示できる。
【００１７】
本発明における太陽電池システムとは、太陽電池モジュール、配線、太陽電池固定具または固定架台及び配線接続機材、インバーター、コンバーターの全てまたは一部から構成され、発電された電力を長期間有効利用しうる形態を示す。
【００１８】
本発明における植物群とは、１種類または２種類以上の植物を示す。植物には広葉樹、常緑樹、落葉樹、針葉樹、竹等の樹木及び離弁花類植物、合弁花類植物、単子葉類植物、裸子植物、シダ植物、コケ植物、等が例示できる。本発明では比較的成長高さが低く、手入れが容易な植物が好ましく、特に多肉植物（サボテン）が好ましい態様の一つであり、ユリ科ハオルシア属、ユリ科ガステリア属、リュウゼツラン科アガベ属、メセン科リトップス属などが例示できる。最も好ましい植物としては、常緑多年草であり、特にベンケイソウ科セダム属（学名セダム）が例示でき、さらに詳しくはリトルゼム、フィリオノマンネングサ、玉蓮、玉菜、宝樹、大唐米、ヒントニー、プロリフェラ、銘月、ブレビフォリウム、オーロラ、八千代、カメレオンなどが例示できる。また、植物の発病、色調等を考慮すると複数種の植物を設置することが好ましい。
【００１９】
本発明における太陽電池モジュールの高さ、植物群の高さについて図を用いて説明する。図１は太陽電池システムと植物群の配置について例示しており、屋根４、太陽電池モジュール１、植物群３で構成されている。図２は太陽電池モジュール１の屋根面からの高さ及び植物群３の高さを示しており、ここで太陽電池モジュール受光面の屋根面からの平均高さｂは、太陽電池モジュールの最低高さをｂ１、最高高さをｂ２とした時、
【００２０】
【数３】
2004218374.tif 000004
【００２１】
で表される。また植物群の屋根面からの平均高さａは、各植物単体の高さの個数加重平均によって規定される高さである。
【００２２】
本発明において、太陽電池モジュール受光面の屋根面からの平均高さｂは、植物群の屋根面からの平均高さａより高いことが好ましい。これは、植物群に起因する影が太陽電池モジュールの受光面に発生し、太陽電池モジュールが受光阻害をきたすのを防止するためである。また、本発明における、図１に示す最近接する植物群と太陽電池モジュールの投影距離ｃは、
【００２３】
【数４】
2004218374.tif 000005
【００２４】
であることが好ましい。これは、
【００２５】
【数５】
2004218374.tif 000006
【００２６】
であった場合、太陽電池モジュールに起因する影が植物群にかかり、植物群の育成阻害をきたすためである。
【００２７】
本発明における断熱材には、発泡体、例えば発泡スチレン、発泡エチレンプロピレン共重合体、発泡ウレタン等の有機物発泡体及びそれらに金属板、紫外線カット塗料、耐光性材料等を付与したもの、発泡セメント、軽石などの無機質発泡体などが例示でき、さらには中空セメント成型物、中空樹脂成型物、断熱ブロック、及び空気を内包するように積上げられた小石層などが例示できる。
【００２８】
本発明における保湿性材料とは、雨水を保持し、高温時に雨水の気化熱によって周囲を実質的に冷却せしめる材料であって、吸水性ポリマー、連通気泡発泡体、空隙を内包するように積層された粉末体などが例示できるが、価格、耐久性の観点から土や砂が好ましい。
【００２９】
【発明の効果】
同一屋根面上に太陽電池システムと植物群とを併設する緑化太陽電池複合システムにおいて、植物群の影による太陽電池の発電阻害を防止できる。また太陽電池の影による植物群の発育阻害を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池システムと植物群の配置を示す平面図
【図２】屋根面からの太陽電池モジュール１の高さ及び植物群３の高さを示す斜視図
【符号の説明】
１    太陽電池モジュール
２    架台
３    植物群
４    屋根
【図１】
2004218374.tif 000008
【図２】
2004218374.tif 000009