(57)【要約】【課題】  建築物の外壁やパラペット等の未利用部位を有効活用する為に、昼間は発電、夜間には広告宣伝のためのディスプレーとして有用な光源付き太陽光パネルの設置構造を提供する。【解決手段】  ２枚の片面受光太陽電池バネルをガラス板を介して背中合わせにして両面受光型に加工し該パネルの長手方向の一端面に光源を取り付け、これを外壁面から直角に突き出るよう袖壁状に設置、又は屋上パラペット状に設置して建築物の意匠性を向上させると共に、昼間の発電と夜間は広告宣伝ディスプレーとして利用可能な設置構造とする。【選択図】図１
2012199261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物の外壁又はパラペット等に、太陽電池パネルを外壁面から直角に突き出るよう袖壁状に設置、又は屋上パラペット上に設置する太陽電池パネルの設置構造であって、２枚の片面受光型太陽電池パネルの受光面を外側にして透明性基板を介して合わせ、長手方向の一端面に壁面への取付枠及び光源を配設したことを特徴とする光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項２】
前記片面受光型太陽電池パネルの裏面と透明性基板の間に光線反射層を配設してなる請求項１記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項３】
前記太陽電池パネルに薄膜シリコン型太陽電池を用いてなる請求項１ないし２記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項４】
前記太陽電池パネルのカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項１ないし３記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項５】
前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項１ないし４記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、光源を取り付けた太陽電池パネルの設置構造に関し、詳しくは昼間の発電量を増大させるべく設置面積の増大を図ると共に、夜間に広告宣伝のための表示ができ、かつ建築物の意匠性を向上させる太陽電池パネルの設置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】太陽光発電は、自然再生エネルギーの利用促進が図られる昨今、益々盛んになってきた。多種多様の太陽電池が開発され、且つ、量産化による価格低減も進んで幅広い用途がなされ、政府の住宅に関する環境政策も相俟って建築物にも多用されろようになってきた。
住宅の屋根やビルの屋上は、空きスペースで日当たりが最も良い部位であることから設置場所は専らここに集中している。ところが、ビルの屋上にはエレベーターの機械室や階段室、場合によっては空調の室外機等の設置場所が必要であり、また、最近ではヒートアイランド現象の防止或いは自然環境と共生する意識の高揚から屋上庭園やビオトープ、菜園等を設けるビルも多く利用面積に限りがある。できる限り広範囲を占有したくとも太陽電池パネルの設置場所は自ずと限定されてしまうのが通例である。
設置面積の拡大を図る手段として、特開２００２−０７６４１５号公報や特開平０８−１６２６６０号公報には、太陽電池モジュールを１本のポールに多段にわたって取り付けることにより空きスペースを有効に使えると提案されているが、短冊状の複数のモジュールが風圧を受けて揺れ、安定性に疑問がある。また、特開平０６−３１８７２６号公報、及び特開平０６−４４４４５号公報には、屋根のみならず外壁への設置も提案されている。しかしながら、これらの発明は効率的な受光手段のみに注意が払われており、建築物又は建造物の意匠性、周囲の環境等に関しては余り配慮がなされていない。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】特許文献１（特開２００８−１１１３２２号公報）には、壁面に取り付ける建築用化粧板であって、その表面に可視光透過率が、２０％以上の色素増感型太陽電池を設けておくことにより、太陽電池を透して化粧板の文樣が視認できると提案されている。太陽電池パネル自体のデザイン性を追求した発明ではあるが、壁面に対する取り付けが平面状であることから、設置面積を大きく稼ぐことにはなっていない。
【特許文献２】特許文献２（特開平１０−０１８４６７号公報）には、設置景観を損なわない遮音材と太陽電池の一体化パネルが提案されている。高速道路の防音壁の外側に太陽電池が臨むよう設置されている巨大な建造物の外観は、黒っぽい色調を有する異様な光景といわざるを得ず、意匠性は皆無である。
【特許文献３】特許文献３（特開平０９−０２１１１７号公報）には、高速道路の遮音壁と一体化した太陽電池パネルから得られた電力でトンネル内に設けた絵柄を映し出しドライバーの単調さを癒すと提案されているが、受光面がデザイン性に乏しいことに変わりはない。
【特許文献４】特許文献４（特開平２００２−０１０４９４号公報）には、高速道路の橋桁や柵、側壁、コンクリート柱等に取り付けることが提案されている。膨大なスペースの有効利用という発想は優れているものの、側壁に対しては平面状に取り付けられており、前述のように建造物としての意匠性は低い。
【特許文献５】特許文献５（特開平２００５−２２３１６４号公報）には、両面受光太陽電池が記載されており、太陽の方向に合わせて壁面に垂直に設置すれば、効率よく発電が可能であると提案されている。しかしながら、特許文献５の両面受光型太陽電池の裏面側、即ち透明バックシート側の發電効率は特に薄膜シリコン型太陽電池を使った場合、表面側のそれに比べて劣るであろうから、単結晶か多結晶シリコン型を用いざるを得ず、これらは黒っぽく不透明であることから室内を暗くし鬱陶しい感じガ拭えない。また単結晶か多結晶シリコン型は薄膜シリコン型と比べて高価で数多くのパネルを並列させると極めて不経済である。更に、特許文献５の両面受光型太陽電池で設置角度を６０度とした時、片面受光型に比べて１２０度の電力量が得られると記載されており、表面のみで發電する片面受光型に比べて裏面にも發電機能を備えたシステムは年間発電量が大きくなるのは当然である。また、垂直設置方法において、建築物の屋上、主としてその周囲にフェンス一体形、または手摺一体形として地表面に対して垂直することを特徴としており、複数の該パネルは平面状に配列されているだけで建築物の壁面から垂直に突き出るよう設置することに放っておらず、設置面積の有効利用を鑑みると不十分である。高速道路の側壁や橋脚等の部位への設置においても同様で、平面状受光に変わりない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明は、太陽電池パネルの設置面積の拡大を図り、夜間には広告宣伝が可能な光源付き太の設置構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】太陽電池パネルの長手方向の一端面に光源を配設することにより、夜間にはこれを点灯しての企業名やロゴ等の文字をはじめ図柄やデザインを表示できる広告宣伝が可能なことを見出した。
詳しくは、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板を介して背中合わせにし、場合によっては両者の間に光線反射層を設けて、フレームに挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工する。該パネルのフレームの長手方向の一端面に、建築物の壁面に取り付ける為の設置金具及び照明器具を配設し、反対側の長手方向の端面は、透明性基板の長辺木口を露出させた構造としたものを、外壁や屋上外周部パラペット等の未利用部位に複数組設置すれば、昼間は発電面積の増大を図ることができて屋上設置太陽電池パネルの補助発電用として有効であり、夜間には照明器具を発光させてネオンサイン風の表示が可能なディスプレーでパネルとして利用できる。
本発明による太陽電池パネルは、出願人が提案の先行特許第３２８６５７７号公報、特許第３４８２３７０号公報及び特許第３０４９２３８号公報に記載のセラミック・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
その中でも、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールは、凸部の片側週面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成からなるもので、例えば、光透過性を有する非印刷部と彩色層の印刷部を上下に配設しておくことにより、上方からの受光による発電及び下方から見上げた場合は、色彩豊かなファツション性を併せ持った太陽電池パネルの設置構造を提供しようとするものである。
また、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールては、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法似寄り所望設定の略均整かつ規則的に形成せしめた凸状膨隆部での凸部の少なくとも片面に表面彩色層を設けた透光性基板の構成であって、太陽電池モジュールの表面カバーガラスの彩色効果と併せて、直接反射光を抑制するように働き、太陽光の入射に対する乱反射による太陽電池セルへの受光効率の低下防止の効果が期待でき、太陽電池モジュールの直接反射の抑制が期待できる構成である。
そこで、本発明に係る太陽電池の設置構造において、表面カバーガラスの凸状膨隆部の半面に色彩印刷を施した構成では、本発明での壁面設置の場合、観察者が地上より見上げるようになった場合、色彩面を強調して見せることができる効果を奏する。また、雨水、塵埃等を除去し易い為、長期間の屋外暴露でも發電効率が低下せず、コスト低減が図れる、このように、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを外壁や屋上外周部パラペット等に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電本来の發電と併せ、環境を明るくし、ディスプレー効果を奏し、外装部材としての用途の拡がりを発揮するように働く。
さらに、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールでのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし別のディスプレイ効果を付加でき、外装部材としての用途が拡がりを発揮するように働く。
また、本発明による太陽電池パネルは、上記出願人が提案の先行特許第３４８２３７０号にも、セラミックス膨隆部を設けた構成は、長期間の屋外暴露での受光面の汚れの付着、塵埃等を流し易いが、さらにマイナス静電気を形成するトルマリン鉱石の粉粒体を混練したセラミックス・インキを用い汚れ防止の真能を発揮するとの記載がある。さらに本発明では、着色セラミックス・インキを用い表面彩色層による色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、色彩豊かなファツション性を併せ持たせるためにも、受光面のカバーガラスの汚れ防止には、上記トルマリン鉱石の粉粒体を混練の他、光触媒二酸化チタン含有、又は稀有元素類を含む天然鉱石粉末並びに遠赤外線セラミックスの混合物含有により、受光面の汚れ防止を図った構成とすることができる。
もっとも、特許文献５に記載の両面受光型太陽電池、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型或いは薄膜シリコン型等の太陽電池も用いることもできる。その中でも安価な薄膜シリコン型はモジュールの大きさを自由に変えられるという利点から好適である。
片面受光太陽電池パネルで挟み込む透明性基板は、厚さが３〜５ｍｍの白板ガラス又はアクリル板が望ましく、通常の青板ガラスは好ましくない。
透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込むことが望ましく、その厚さは１０〜１５ミクロンが適している、夜間発光させる光源は特に限定されるものではないが、消費電力が少なくとも長寿命のＬＥＤ照明器具が望ましい。ＬＥＤは電球型及び蛍光灯型が普及しつつあり、取付枠にセットきる専用ソケット保持具に複数個並べて装着した後、これを嵌め込めばよい。
袖壁状鉛直設置構造にあっては、夜間人目に触れ易い部分が望ましく、建築物屋上のパラペッとや開口部を有しない側壁全面に複数個設置しても良いし、開口部と開口部の間に設置しても良く、開口部の大きさや、その位置と太陽電池パネルの設置場所をバランス良く設置することにより、昼間は豊かな表情を持った建築物を創出でき、夜間は広告宣伝パネルとして効果的に機能する。
昼夜を問わず、室内側からは外部風景の視認が可能で、また、庇のように上部に取り付けられるものではないので採光を妨げるもこともないし、プライバシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても有用である。
受光面に当たった光は表面のカバーガラスを透過して太陽電池素子に吸収されるが、朝夕の太陽高度が低い時、即ち入射角が大きい場合は光線が吸収されにくく、低反射カバーガラスを使用した太陽電池パネルであっても完全吸収はあり得ず、屋上に設置された平置きタイプでは反射光はは逸散してしまうだけである。これに対して、本発明の複数組の両面受光バネルを鉛直設置することにより隣接するパネルの反射光を貰い受けて発電に供することが可能となり、その結果パネル１組当たりの発電効率は向上する。
また、壁面では屋上に設置されたものに比べて発電効率が低下するが、設置枚数を多くして補えばよく、これによるスケールメリットを生かして原価の低減を図ることが可能で、更に、夏季における夕暮れ時には西日を遮り室内の気温上昇を抑制できる。
戸建住宅の勾配屋根に取り付けられるタイプや、ビルの屋上に設置される平置きタイプ等は、降雨による汚染物質の影響を受け易く、汚れによる発電効率の低下が問題視されている。例えば、特２００９−１６４４３４号公報には、水が滞留しないようフレームの形状を工夫した提案がなされている。また、特開平１０−２９００２０公報には、付着した汚染物質を光触媒によって分解する手段が提案されている。本発明によれば、鉛直方向に設置されるので降雨を直接受けることが少ないうえ、カバーガラス表面はセラミックス印刷が施されている故、付着した塵埃は容易に洗い流されるので、発電効率の低下を防止することができる。
設置可能なパネルの大きさは、大きければ大きいほど受光面積は大きくなるが、取り付け強度に限界がある上、内部から外景を望む場合の圧迫感や建築物の外観状況を鑑み、幅、即ち、短片方向が３００〜６００ｍｍ、長さ、即ち長手方向が階高に相当する程度、例えば２５００〜３０００ｍが望ましい。また、厚さは、透明性基板を挟んで片面受光パネルを背中合わせに加工した両面受光型太陽電池パネルの場合は１００ｍｍ程度となる。
新築ビルへの設置は躯体の横筋に固定されているアンカーボルトにプレートを介して太陽電池パネルの長辺部に設けたボルト、ナット、ワッシャー等の設置金具を接合して壁面に固定すればよい。また、階高毎に外壁周囲の連続型バルコニーが設けられている場合は、該設置金具による接合に加えて、太陽電池パネルの下端をバルコニー上に設置すればより安定する。
リニューアルによる後付けの場合は、躯体構造物に穴あけの後、ケミカルアンカーを固着し、これに太陽電池パネルの設置金具を固定すればよい。
【発明の効果】
【０００６】本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造によれば、ビルの外壁やパラペット上に複数組配置することにより、建物一つ当たりの発電量を屋根部のアレイに加えて大幅に増加することができる上、夜間には広告宣伝表示が可能なデイスプレーとして、それらのデザインや設置する位置を設計に織込めば、企業イメージの向上及び建物のファッション性を高めることができる。
さらに、本発明に係る光源付き太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、そのカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を形成した構成では、塵埃等での汚れも流れ易く防汚性に作用すると共に、凸状部の片側週面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成では、光の反射防止、並びに表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、さらなる別のディスプレイ効果を付加増幅でき、その用途の拡がりを発揮するように働く。
以下、本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造の実施例を図面を示して説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００７】図１は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。ビル等の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝の為のディスプレーとして利用可能で、ビルのファッション性向上にも有用な光源付き太陽電池パネルの設置構造を示す一部断面説明の為の模式図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して受光面を外側に背中合わせにし両面受光型に加工し、該バネルの長手方向の一端面に光源１２を配設した構成である。図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、３はセラミックス印刷凸状膨隆部、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は光線反射層、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。
【実施例２】
【０００８】図２は、本発明に係る光線反射層を配した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して背中合わせにし、両者の間に光線反射層７を設けて、フレーム１３に挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工した構成である。実施例１と同様に、受光面を外側に背中合わせにした両面受光太陽電池パネルであるが、透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために実施例２では、光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込む光線反射層７を設けた光源付き太陽電池パネルの設置構造例である。
【実施例３】
【０００９】図３は、本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁への設置構造例を示す斜視図である。図中、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラスであり、該両面受光太陽電池本体１の長手方向の一端面には光源１２が取り付けられており、両面受光型太陽電池パネル本体１は、躯体１８に、ボルト、ナット、ワッシャーの設置金具１５を用い、プレート１３、アンカーボルト１４により装着された構成である。１６は縦筋、１７は横筋である。
【実施例４】
【００１０】図４は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの建築物外壁面への設置構造例を示す斜視図である。図４において、光源付き両面受光太陽電池パネル２２は、建築物外壁２０、パラペット２１に複数組が配置されており、建物一つ当たりの発電量を屋根部のアレイに加えて大幅に増加することができ、さらに夜間には広告宣伝表示が可能なディスプレー効果を発揮するように働く設置構造例である。
また、光源付き両面受光太陽電池パネル２２のカハーガラス２にスクリーン印刷法等により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１１】本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造によれば、建造物の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝のためのディスプレーとして利用可能であり、建築物のファッション性の向上にも有用である。
さらに、本発明に係る光源付き太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びにカバーガラスにセラミック印刷凸状膨隆部を形成した構成のため塵埃等での汚れも流れ易く防汚性に作用すると共に、表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、さらなる別のディスプレイ効果を付加増幅でき、設置構造はその用途が拡がりを発揮するように働く。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。
【図２】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図である。
【図３】本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁設置構造例の斜視図である。
【図４】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの建築物外壁設置構造例の斜視図である。
【００１３】
【符号の説明】
【００１４】  １  両面受光型太陽電池パネル本体
２  カハーガラス
３  セラミック印刷凸状膨隆部
４  導電性電極層基体
５  絶縁保護層
６  裏面被覆材
７  光線反射層
８  透明性基板
９  フレーム
１０  光源への電力供給導線
１１  発電電力取出しリード線
１２  光源
１３  プレート
１４  アンカーボルト
１５  設置金具
１６  縦筋
１７  横筋
１８  躯体
２０  建築物外壁
２１  パラペット
２２  光源付き両面受光型太陽電池パネル
【図１】
2012199261.tif 000003
【図２】
2012199261.tif 000004
【図３】
2012199261.tif 000005
【図４】
2012199261.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】太陽光発電は、自然再生エネルギーの利用促進が図られる昨今、益々盛んになってきた。多種多様の太陽電池が開発され、且つ、量産化による価格低減も進んで幅広い用途がなされ、政府の住宅に関する環境政策も相俟って建築物にも多用されるようになってきた。
住宅の屋根やビルの屋上は、空きスペースで日当たりが最も良い部位であることから設置場所は専らここに集中している。ところが、ビルの屋上にはエレベーターの機械室や階段室、場合によっては空調の室外機等の設置場所が必要であり、また、最近ではヒートアイランド現象の防止或いは自然環境と共生する意識の高揚から屋上庭園やビオトープ、菜園等を設けるビルも多く利用面積に限りがある。できる限り広範囲を占有したくとも太陽電池パネルの設置場所は自ずと限定されてしまうのが通例である。
設置面積の拡大を図る手段として、特開２００２−０７６４１５号公報や特開平０８−１６２６６０号公報には、太陽電池モジュールを１本のポールに多段にわたって取り付けることにより空きスペースを有効に使えると提案されているが、短冊状の複数のモジュールが風圧を受けて揺れ、安定性に疑問がある。また、特開平０６−３１８７２６号公報、及び特開平０６−４４４４５号公報には、屋根のみならず外壁への設置も提案されている。しかしながら、これらの発明は効率的な受光手段のみに注意が払われており、建築物又は建造物の意匠性、周囲の環境等に関しては余り配慮がなされていない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】本発明は、太陽電池パネルの設置面積の拡大を図り、夜間には広告宣伝が可能な光源付き太陽電池パネルの設置構造を提供することを目的としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】太陽電池パネルの長手方向の一端面に光源を配設することにより、夜間にはこれを点灯しての企業名やロゴ等の文字をはじめ図柄やデザインを表示できる広告宣伝が可能なことを見出した。
詳しくは、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板を介して背中合わせにし、場合によっては両者の間に光線反射層を設けて、フレームに挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工する。該パネルのフレームの長手方向の一端面に、建築物の壁面に取り付ける為の設置金具及び照明器具を配設し、反対側の長手方向の端面は、透明性基板の長辺木口を露出させた構造としたものを、外壁や屋上外周部パラペット等の未利用部位に複数組設置すれば、昼間は発電面積の増大を図ることができて屋上設置太陽電池パネルの補助発電用として有効であり、夜間には照明器具を発光させてネオンサイン風の表示が可能なディスプレーでパネルとして利用できる。
本発明による太陽電池パネルは、出願人が提案の先行特許第３２８６５７７号公報、特許第３４８２３７０号公報及び特許第３０４９２３８号公報に記載のセラミック・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
その中でも、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールは、凸部の片側週面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成からなるもので、例えば、光透過性を有する非印刷部と彩色層の印刷部を上下に配設しておくことにより、上方からの受光による発電及び下方から見上げた場合は、色彩豊かなファツション性を併せ持った太陽電池パネルの設置構造を提供しようとするものである。
また、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールては、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により所望設定の略均整かつ規則的に形成せしめた凸状膨隆部での凸部の少なくとも片面に表面彩色層を設けた透光性基板の構成であって、太陽電池モジュールの表面カバーガラスの彩色効果と併せて、直接反射光を抑制するように働き、太陽光の入射に対する乱反射による太陽電池セルへの受光効率の低下防止の効果が期待でき、太陽電池モジュールの直接反射の抑制が期待できる構成である。
そこで、本発明に係る太陽電池の設置構造において、表面カバーガラスの凸状膨隆部の半面に色彩印刷を施した構成では、本発明での壁面設置の場合、観察者が地上より見上げるようになった場合、色彩面を強調して見せることができる効果を奏する。また、雨水、塵埃等を除去し易い為、長期間の屋外暴露でも發電効率が低下せず、コスト低減が図れる、このように、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを外壁や屋上外周部パラペット等に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池本来の發電と併せ、環境を明るくし、ディスプレー効果を奏し、外装部材としての用途の拡がりを発揮するように働く。
さらに、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールでのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし別のディスプレイ効果を付加でき、外装部材としての用途が拡がりを発揮するように働く。
また、本発明による太陽電池パネルは、上記出願人が提案の先行特許第３４８２３７０号にも、セラミックス膨隆部を設けた構成は、長期間の屋外暴露での受光面の汚れの付着、塵埃等を流し易いが、さらにマイナス静電気を形成するトルマリン鉱石の粉粒体を混練したセラミックス・インキを用い汚れ防止の機能を発揮するとの記載がある。さらに本発明では、着色セラミックス・インキを用い表面彩色層による色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、色彩豊かなファツション性を併せ持たせるためにも、受光面のカバーガラスの汚れ防止には、上記トルマリン鉱石の粉粒体を混練の他、光触媒二酸化チタン含有、又は稀有元素類を含む天然鉱石粉末並びに遠赤外線セラミックスの混合物含有により、受光面の汚れ防止を図った構成とすることができる。
もっとも、特許文献５に記載の両面受光型太陽電池、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型或いは薄膜シリコン型等の太陽電池も用いることもできる。その中でも安価な薄膜シリコン型はモジュールの大きさを自由に変えられるという利点から好適である。
片面受光太陽電池パネルで挟み込む透明性基板は、厚さが３〜５ｍｍの白板ガラス又はアクリル板が望ましく、通常の青板ガラスは好ましくない。
透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込むことが望ましく、その厚さは１０〜１５ミクロンが適している
夜間発光させる光源は特に限定されるものではないが、消費電力が少なくとも長寿命のＬＥＤ照明器具が望ましい。ＬＥＤは電球型及び蛍光灯型が普及しつつあり、取付枠にセットきる専用ソケット保持具に複数個並べて装着した後、これを嵌め込めばよい。
袖壁状鉛直設置構造にあっては、夜間人目に触れ易い部分が望ましく、建築物屋上のパラペットや開口部を有しない側壁全面に複数個設置しても良いし、開口部と開口部の間に設置しても良く、開口部の大きさや、その位置と太陽電池パネルの設置場所をバランス良く設置することにより、昼間は豊かな表情を持った建築物を創出でき、夜間は広告宣伝パネルとして効果的に機能する。
昼夜を問わず、室内側からは外部風景の視認が可能で、また、庇のように上部に取り付けられるものではないので採光を妨げるもこともないし、プライバシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても有用である。
受光面に当たった光は表面のカバーガラスを透過して太陽電池素子に吸収されるが、朝夕の太陽高度が低い時、即ち入射角が大きい場合は光線が吸収されにくく、低反射カバーガラスを使用した太陽電池パネルであっても完全吸収はあり得ず、屋上に設置された平置きタイプでは反射光はは逸散してしまうだけである。これに対して、本発明の複数組の両面受光バネルを鉛直設置することにより隣接するパネルの反射光を貰い受けて発電に供することが可能となり、その結果パネル１組当たりの発電効率は向上する。
また、壁面では屋上に設置されたものに比べて発電効率が低下するが、設置枚数を多くして補えばよく、これによるスケールメリットを生かして原価の低減を図ることが可能で、更に、夏季における夕暮れ時には西日を遮り室内の気温上昇を抑制できる。
戸建住宅の勾配屋根に取り付けられるタイプや、ビルの屋上に設置される平置きタイプ等は、降雨による汚染物質の影響を受け易く、汚れによる発電効率の低下が問題視されている。例えば、特２００９−１６４４３４号公報には、水が滞留しないようフレームの形状を工夫した提案がなされている。また、特開平１０−２９００２０公報には、付着した汚染物質を光触媒によって分解する手段が提案されている。本発明によれば、鉛直方向に設置されるので降雨を直接受けることが少ないうえ、カバーガラス表面はセラミックス印刷が施されている故、付着した塵埃は容易に洗い流されるので、発電効率の低下を防止することができる。
設置可能なパネルの大きさは、大きければ大きいほど受光面積は大きくなるが、取り付け強度に限界がある上、内部から外景を望む場合の圧迫感や建築物の外観状況を鑑み、幅、即ち、短片方向が３００〜６００ｍｍ、長さ、即ち長手方向が階高に相当する程度、例えば２５００〜３０００ｍｍが望ましい。また、厚さは、透明性基板を挟んで片面受光パネルを背中合わせに加工した両面受光型太陽電池パネルの場合は１００ｍｍ以下、好ましくは２０〜３０ｍｍである。
新築ビルへの設置は躯体の横筋に固定されているアンカーボルトにプレートを介して太陽電池パネルの長辺部に設けたボルト、ナット、ワッシャー等の設置金具を接合して壁面に固定すればよい。また、階高毎に外壁周囲の連続型バルコニーが設けられている場合は、該設置金具による接合に加えて、太陽電池パネルの下端をバルコニー上に設置すればより安定する。
リニューアルによる後付けの場合は、躯体構造物に穴あけの後、ケミカルアンカーを固着し、これに太陽電池パネルの設置金具を固定すればよい。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月2日(2011.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物の外壁又はパラペット等に、前記建築物の境界線を超えない範囲内で、太陽電池パネルを外壁面から直角に突き出るよう袖壁状に設置、又は屋上パラペット上に設置する太陽電池パネルの設置構造であって、該太陽電池パネルは２枚の片面受光型太陽電池パネルの受光面を外側にして、白板ガラス叉はアクリル板のいずかより選ばれた厚さ３〜５ｍｍからなる透明性基板を介して合わせ、フレームに挟み込んで固定し、かつ長手方向の一端面に躯体にボルト、ナット、ワッシャーの設置金具を用い、プレート、アンカーボルトにより装着する壁面への取付枠及び光源を配設したことを特徴とする光源付き太陽光パネルの設置構造。［請求項２］  前記片面受光型太陽電池パネルの裏面と、透明性基板の間に、厚さ１０〜１５ミクロンのアルミニウム箔叉はアルミ蒸着フィルムから選ばれたいずれかを挟み込んだ光線反射層を配設してなる請求項１記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項２】
前記片面受光型太陽電池パネルの裏面と透明性基板の間に光線反射層を配設してなる請求項１記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項３】
前記太陽電池パネルに薄膜シリコン型太陽電池を用いてなる請求項１ないし２記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項４】
前記太陽電池パネルのカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項１ないし３記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項５】
前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項４記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】さらに、本発明に係る光源付き太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、そのカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を形成した構成では、塵埃等での汚れも流れ易く防汚性に作用すると共に、凸状部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成では、光の反射防止、並びに表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、さらなる別のディスプレイ効果を付加増幅でき、その用途の拡がりを発揮するように働く。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】追加
【補正の内容】
【００３０】［実施例１］図１は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。ビル等の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝の為のディスプレーとして利用可能で、ビルのファッション性向上にも有用な光源付き太陽電池パネルの設置構造を示す一部断面説明の為の模式図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して受光面を外側に背中合わせにし、フレームに挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工し該バネルの長手方向の一端面に光源１２を配設した構成である。図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。［実施例２］図２は、本発明に係る光線反射層を配した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して背中合わせにし、両者の間に光線反射層７を設けて、フレーム１３に挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工した構成である。実施例１と同様に、受光面を外側に背中合わせにした両面受光太陽電池パネルであるが、透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために実施例２では、光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込む光線反射層７を設けた光源付き太陽電池パネルの設置構造例である。図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は光線反射層、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】［実施例３］図３は、本発明に係るカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。ビル等の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝の為のディスプレーとして利用可能で、ビルのファッション性向上にも有用な光源付き太陽電池パネルの設置構造を示す一部断面説明の為の模式図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して受光面を外側に背中合わせにし両面受光型に加工し、該パネルの長手方向の一端面に光源１２を配設した構成である。図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、３はセラミックス印刷凸状膨隆部、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。［実施例４］図４は、本発明に係るカバーガラスにセラミック印刷凸状膨隆部を配設した光線反射層を配した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して背中合わせにし、両者の間に光線反射層７を設けて、フレーム１３に挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工した構成である。実施例３と同様に、受光面を外側に背中合わせにした両面受光太陽電池パネルであるが、透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために実施例４では、光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込む光線反射層７を設けた光源付き太陽電池パネルの設置構造例である。［実施例５］図５は、本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁への設置構造例を示す斜視図である。図中、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラスであり、該両面受光太陽電池本体１の長手方向の一端面には光源１２が取り付けられており、両面受光型太陽電池パネル本体１は、躯体１８に、ボルト、ナット、ワッシャーの設置金具１５を用い、プレート１３、アンカーボルト１４により装着された構成である。１６は縦筋、１７は横筋である。［実施例６］図６は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの建築物外壁面への設置構造例を示す斜視図である。図６において、光源付き両面受光太陽電池パネル２２は、建築物外壁２０、パラペット２１に複数組が配置されており、建物一つ当たりの発電量を屋根部のアレイに加えて大幅に増加することができ、さらに夜間には広告宣伝表示が可能なディスプレー効果を発揮するように働く設置構造例である。また、光源付き両面受光太陽電池パネル２２のカハーガラス２にスクリーン印刷法等により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
【図１】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。
【図２】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図である。
【図３】カバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルのの要部断面説明図である。
【図４】カバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図である。
【図５】本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁設置構造例の斜視図である。
【図６】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの建築物外壁設置構造例の斜視図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図１】
2012199261.tif 000007
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図２】
2012199261.tif 000008
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2012199261.tif 000009
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2012199261.tif 000010
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2012199261.tif 000011
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2012199261.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物の外壁又はパラペット等に、前記建築物の境界線を超えない範囲内で、太陽電池パネルを外壁面から直角に突き出るよう袖壁状に設置、又は屋上パラペット上に設置する太陽電池パネルの設置構造であって、該太陽電池パネルは２枚の片面受光型太陽電池パネルの受光面を外側にして、白板ガラス叉はアクリル板のいずかより選ばれた厚さ３〜５ｍｍからなる透明性基板を介して合わせ、フレームに挟み込んで固定し、かつ長手方向の一端面に躯体にボルト、ナット、ワッシャーの設置金具を用い、プレート、アンカーボルトにより装着する壁面への取付枠及び光源を配設したことを特徴とする光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項２】
前記片面受光型太陽電池パネルの裏面と、透明性基板の間に光線反射層を配設してなる請求項１記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項３】
前記太陽電池パネルに薄膜シリコン型太陽電池を用いてなる請求項１ないし２記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項４】
前記太陽電池パネルのカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項１ないし３記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項５】
前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項４記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、光源を取り付けた太陽電池パネルの設置構造に関し、詳しくは昼間の発電量を増大させるべく設置面積の増大を図ると共に、夜間に広告宣伝のための表示ができ、かつ建築物の意匠性を向上させる太陽電池パネルの設置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】太陽光発電は、自然再生エネルギーの利用促進が図られる昨今、益々盛んになってきた。多種多様の太陽電池が開発され、且つ、量産化による価格低減も進んで幅広い用途がなされ、政府の住宅に関する環境政策も相俟って建築物にも多用されるようになってきた。
住宅の屋根やビルの屋上は、空きスペースで日当たりが最も良い部位であることから設置場所は専らここに集中している。ところが、ビルの屋上にはエレベーターの機械室や階段室、場合によっては空調の室外機等の設置場所が必要であり、また、最近ではヒートアイランド現象の防止或いは自然環境と共生する意識の高揚から屋上庭園やビオトープ、菜園等を設けるビルも多く利用面積に限りがある。できる限り広範囲を占有したくとも太陽電池パネルの設置場所は自ずと限定されてしまうのが通例である。
設置面積の拡大を図る手段として、特開２００２−０７６４１５号公報や特開平０８−１６２６６０号公報には、太陽電池モジュールを１本のポールに多段にわたって取り付けることにより空きスペースを有効に使えると提案されているが、短冊状の複数のモジュールが風圧を受けて揺れ、安定性に疑問がある。また、特開平０６−３１８７２６号公報、及び特開平０６−４４４４５号公報には、屋根のみならず外壁への設置も提案されている。
しかしながら、これらの発明は効率的な受光手段のみに注意が払われており、建築物又は建造物の意匠性、周囲の環境等に関しては余り配慮がなされていない。
【先行特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許文献１（特開２００８−１１１３２２号公報）には、壁面に取り付ける建築用化粧板であって、その表面に可視光透過率が、２０％以上の色素増感型太陽電池を設けておくことにより、太陽電池を透して化粧板の文樣が視認できると提案されている。太陽電池パネル自体のデザイン性を追求した発明ではあるが、壁面に対する取り付けが平面状であることから、設置面積を大きく稼ぐことにはなっていない。
【特許文献２】特許文献２（特開平１０−０１８４６７号公報）には、設置景観を損なわない遮音材と太陽電池の一体化パネルが提案されている。高速道路の防音壁の外側に太陽電池が臨むよう設置されている巨大な建造物の外観は、黒っぽい色調を有する異様な光景といわざるを得ず、意匠性は皆無である。
【特許文献３】特許文献３（特開平０９−０２１１１７号公報）には、高速道路の遮音壁と一体化した太陽電池パネルから得られた電力でトンネル内に設けた絵柄を映し出しドライバーの単調さを癒すと提案されているが、受光面がデザイン性に乏しいことに変わりはない。
【特許文献４】特許文献４（特開平２００２−０１０４９４号公報）には、高速道路の橋桁や柵、側壁、コンクリート柱等に取り付けることが提案されている。膨大なスペースの有効利用という発想は優れているものの、側壁に対しては平面状に取り付けられており、前述のように建造物としての意匠性は低い。
【特許文献５】特許文献５（特開平２００５−２２３１６４号公報）には、両面受光太陽電池が記載されており、太陽の方向に合わせて壁面に垂直に設置すれば、効率よく発電が可能であると提案されている。しかしながら、特許文献５の両面受光型太陽電池の裏面側、即ち透明バックシート側の發電効率は特に薄膜シリコン型太陽電池を使った場合、表面側のそれに比べて劣るであろうから、単結晶か多結晶シリコン型を用いざるを得ず、これらは黒っぽく不透明であることから室内を暗くし鬱陶しい感じガ拭えない。また単結晶か多結晶シリコン型は薄膜シリコン型と比べて高価で数多くのパネルを並列させると極めて不経済である。更に、特許文献５の両面受光型太陽電池で設置角度を６０度とした時、片面受光型に比べて１２０度の電力量が得られると記載されており、表面のみで發電する片面受光型に比べて裏面にも發電機能を備えたシステムは年間発電量が大きくなるのは当然である。また、垂直設置方法において、建築物の屋上、主としてその周囲にフェンス一体形、または手摺一体形として地表面に対して垂直することを特徴としており、複数の該パネルは平面状に配列されているだけで建築物の壁面から垂直に突き出るよう設置することに放っておらず、設置面積の有効利用を鑑みると不十分である。高速道路の側壁や橋脚等の部位への設置においても同様で、平面状受光に変わりない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明は、太陽電池パネルの設置面積の拡大を図り、夜間には広告宣伝が可能な光源付き太陽電池パネルの設置構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】太陽電池パネルの長手方向の一端面に光源を配設することにより、夜間にはこれを点灯しての企業名やロゴ等の文字をはじめ図柄やデザインを表示できる広告宣伝が可能なことを見出した。
詳しくは、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板を介して背中合わせにし、場合によっては両者の間に光線反射層を設けて、フレームに挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工する。該パネルのフレームの長手方向の一端面に、建築物の壁面に取り付ける為の設置金具及び照明器具を配設し、反対側の長手方向の端面は、透明性基板の長辺木口を露出させた構造としたものを、外壁や屋上外周部パラペット等の未利用部位に複数組設置すれば、昼間は発電面積の増大を図ることができて屋上設置太陽電池パネルの補助発電用として有効であり、夜間には照明器具を発光させてネオンサイン風の表示が可能なディスプレーでパネルとして利用できる。
本発明による太陽電池パネルは、出願人が提案の先行特許第３２８６５７７号公報、特許第３４８２３７０号公報及び特許第３０４９２３８号公報に記載のセラミック・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
その中でも、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールは、凸部の片側週面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成からなるもので、例えば、光透過性を有する非印刷部と彩色層の印刷部を上下に配設しておくことにより、上方からの受光による発電及び下方から見上げた場合は、色彩豊かなファツション性を併せ持った太陽電池パネルの設置構造を提供しようとするものである。
また、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールては、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により所望設定の略均整かつ規則的に形成せしめた凸状膨隆部での凸部の少なくとも片面に表面彩色層を設けた透光性基板の構成であって、太陽電池モジュールの表面カバーガラスの彩色効果と併せて、直接反射光を抑制するように働き、太陽光の入射に対する乱反射による太陽電池セルへの受光効率の低下防止の効果が期待でき、太陽電池モジュールの直接反射の抑制が期待できる構成である。
そこで、本発明に係る太陽電池の設置構造において、表面カバーガラスの凸状膨隆部の半面に色彩印刷を施した構成では、本発明での壁面設置の場合、観察者が地上より見上げるようになった場合、色彩面を強調して見せることができる効果を奏する。また、雨水、塵埃等を除去し易い為、長期間の屋外暴露でも發電効率が低下せず、コスト低減が図れる、このように、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを外壁や屋上外周部パラペット等に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池本来の發電と併せ、環境を明るくし、ディスプレー効果を奏し、外装部材としての用途の拡がりを発揮するように働く。
さらに、本発明において、特許第３０４９２３８号公報に記載の太陽電池モジュールでのカバーガラスに着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層を層着の場合、本発明の太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びに環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし別のディスプレイ効果を付加でき、外装部材としての用途が拡がりを発揮するように働く。
また、本発明による太陽電池パネルは、上記出願人が提案の先行特許第３４８２３７０号にも、セラミックス膨隆部を設けた構成は、長期間の屋外暴露での受光面の汚れの付着、塵埃等を流し易いが、さらにマイナス静電気を形成するトルマリン鉱石の粉粒体を混練したセラミックス・インキを用い汚れ防止の機能を発揮するとの記載がある。さらに本発明では、着色セラミックス・インキを用い表面彩色層による色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、色彩豊かなファツション性を併せ持たせるためにも、受光面のカバーガラスの汚れ防止には、上記トルマリン鉱石の粉粒体を混練の他、光触媒二酸化チタン含有、又は稀有元素類を含む天然鉱石粉末並びに遠赤外線セラミックスの混合物含有により、受光面の汚れ防止を図った構成とすることができる。
もっとも、特許文献５に記載の両面受光型太陽電池、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型或いは薄膜シリコン型等の太陽電池も用いることもできる。その中でも安価な薄膜シリコン型はモジュールの大きさを自由に変えられるという利点から好適である。
片面受光太陽電池パネルで挟み込む透明性基板は、厚さが３〜５ｍｍの白板ガラス又はアクリル板が望ましく、通常の青板ガラスは好ましくない。
透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込むことが望ましく、その厚さは１０〜１５ミクロンが適している
夜間発光させる光源は特に限定されるものではないが、消費電力が少なくとも長寿命のＬＥＤ照明器具が望ましい。ＬＥＤは電球型及び蛍光灯型が普及しつつあり、取付枠にセットきる専用ソケット保持具に複数個並べて装着した後、これを嵌め込めばよい。
袖壁状鉛直設置構造にあっては、夜間人目に触れ易い部分が望ましく、建築物屋上のパラペットや開口部を有しない側壁全面に複数個設置しても良いし、開口部と開口部の間に設置しても良く、開口部の大きさや、その位置と太陽電池パネルの設置場所をバランス良く設置することにより、昼間は豊かな表情を持った建築物を創出でき、夜間は広告宣伝パネルとして効果的に機能する。
昼夜を問わず、室内側からは外部風景の視認が可能で、また、庇のように上部に取り付けられるものではないので採光を妨げるもこともないし、プライバシー保護の為の目隠し或いはパーテーションとしても有用である。
受光面に当たった光は表面のカバーガラスを透過して太陽電池素子に吸収されるが、朝夕の太陽高度が低い時、即ち入射角が大きい場合は光線が吸収されにくく、低反射カバーガラスを使用した太陽電池パネルであっても完全吸収はあり得ず、屋上に設置された平置きタイプでは反射光はは逸散してしまうだけである。これに対して、本発明の複数組の両面受光バネルを鉛直設置することにより隣接するパネルの反射光を貰い受けて発電に供することが可能となり、その結果パネル１組当たりの発電効率は向上する。
また、壁面では屋上に設置されたものに比べて発電効率が低下するが、設置枚数を多くして補えばよく、これによるスケールメリットを生かして原価の低減を図ることが可能で、更に、夏季における夕暮れ時には西日を遮り室内の気温上昇を抑制できる。
戸建住宅の勾配屋根に取り付けられるタイプや、ビルの屋上に設置される平置きタイプ等は、降雨による汚染物質の影響を受け易く、汚れによる発電効率の低下が問題視されている。例えば、特２００９−１６４４３４号公報には、水が滞留しないようフレームの形状を工夫した提案がなされている。また、特開平１０−２９００２０公報には、付着した汚染物質を光触媒によって分解する手段が提案されている。本発明によれば、鉛直方向に設置されるので降雨を直接受けることが少ないうえ、カバーガラス表面はセラミックス印刷が施されている故、付着した塵埃は容易に洗い流されるので、発電効率の低下を防止することができる。
設置可能なパネルの大きさは、大きければ大きいほど受光面積は大きくなるが、取り付け強度に限界がある上、内部から外景を望む場合の圧迫感や建築物の外観状況を鑑み、幅、即ち、短片方向が３００〜６００ｍｍ、長さ、即ち長手方向が階高に相当する程度、例えば２５００〜３０００ｍｍが望ましい。また、厚さは、透明性基板を挟んで片面受光パネルを背中合わせに加工した両面受光型太陽電池パネルの場合は１００ｍｍ以下、好ましくは２０〜３０ｍｍとなる。
新築ビルへの設置は躯体の横筋に固定されているアンカーボルトにプレートを介して太陽電池パネルの長辺部に設けたボルト、ナット、ワッシャー等の設置金具を接合して壁面に固定すればよい。また、階高毎に外壁周囲の連続型バルコニーが設けられている場合は、該設置金具による接合に加えて、太陽電池パネルの下端をバルコニー上に設置すればより安定する。
リニューアルによる後付けの場合は、躯体構造物に穴あけの後、ケミカルアンカーを固着し、これに太陽電池パネルの設置金具を固定すればよい。
【発明の効果】
【０００６】本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造によれば、ビルの外壁やパラペット上に複数組配置することにより、建物一つ当たりの発電量を屋根部のアレイに加えて大幅に増加することができる上、夜間には広告宣伝表示が可能なデイスプレーとして、それらのデザインや設置する位置を設計に織込めば、企業イメージの向上及び建物のファッション性を高めることができる。
さらに、本発明に係る光源付き太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、そのカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を形成した構成では、塵埃等での汚れも流れ易く防汚性に作用すると共に、凸状部の片側週面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成では、光の反射防止、並びに表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、さらなる別のディスプレイ効果を付加増幅でき、その用途の拡がりを発揮するように働く。
以下、本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造の実施例を図面を示して説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００７】図１は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。ビル等の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝の為のディスプレーとして利用可能で、ビルのファッション性向上にも有用な光源付き太陽電池パネルの設置構造を示す一部断面説明の為の模式図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して受光面を外側に背中合わせにし、フレームに挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工し該バネルの長手方向の一端面に光源１２を配設した構成である。
図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。
【実施例２】
【０００８】図２は、本発明に係る光線反射層を配した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して背中合わせにし、両者の間に光線反射層７を設けて、フレーム１３に挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工した構成である。実施例１と同様に、受光面を外側に背中合わせにした両面受光太陽電池パネルであるが、透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために実施例２では、光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込む光線反射層７を設けた光源付き太陽電池パネルの設置構造例である。
図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、７は光線反射層、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。
【実施例３】
【０００９】図３は、本発明に係るカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。ビル等の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝の為のディスプレーとして利用可能で、ビルのファッション性向上にも有用な光源付き太陽電池パネルの設置構造を示す一部断面説明の為の模式図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して受光面を外側に背中合わせにし両面受光型に加工し、該バネルの長手方向の一端面に光源１２を配設した構成である。図中、１は本発明に係る両面受光型太陽電池パネル本体、２はカバーガラス、３はセラミックス印刷凸状膨隆部、４は導電性電極層基体、５は絶縁保護層、６は裏面被覆材、８は透明性基板、９はフレーム、１０は光源への電力供給導線、１１は發電電力取出し用リード線、１２は光源である。
【実施例４】
【００１０】図４は、本発明に係るカバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光線反射層を配した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図であり、２枚の片面受光太陽電池パネルを透明性基板８を介して背中合わせにし、両者の間に光線反射層７を設けて、フレーム１３に挟み込んで固定し両面受光型太陽電池パネルに加工した構成である。実施例３と同様に、受光面を外側に背中合わせにした両面受光太陽電池パネルであるが、透明性基板の材質によっては、光源から出た光が拡散して裏面被覆材側に透過し吸収されてしまうことがあり、これを防止するために実施例４では、光線反射材としてアルミニウム箔又はアルミ蒸着フィルムを挟み込む光線反射層７を設けた光源付き太陽電池パネルの設置構造例である。
【実施例５】
【００１１】図５は、本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁への設置構造例を示す斜視図である。図中、１は両面受光太陽電池パネル本体、２はカバーガラスであり、該両面受光太陽電池本体１の長手方向の一端面には光源１２が取り付けられており、両面受光型太陽電池パネル本体１は、躯体１８に、ボルト、ナット、ワッシャーの設置金具１５を用い、プレート１３、アンカーボルト１４により装着された構成である。１６は縦筋、１７は横筋である。
【実施例６】
【００１２】図６は、本発明に係る光源付き両面受光太陽電池パネルの建築物外壁面への設置構造例を示す斜視図である。図６において、光源付き両面受光太陽電池パネル２２は、建築物外壁２０、パラペット２１に複数組が配置されており、建物一つ当たりの発電量を屋根部のアレイに加えて大幅に増加することができ、さらに夜間には広告宣伝表示が可能なディスプレー効果を発揮するように働く設置構造例である。
また、光源付き両面受光太陽電池パネル２２のカハーガラス２にスクリーン印刷法等により凸状膨隆部が形成された透光性基板の太陽電池モジュールを使用することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１３】本発明に係る光源付き太陽電池パネルの設置構造によれば、建造物の外壁やパラペット等を發電スペースとして有効に利用でき、昼間得られた電力は建築物の内部へ取り入れ消費できることはもとより、夜間においては広告宣伝のためのディスプレーとして利用可能であり、建築物のファッション性の向上にも有用である。
さらに、本発明に係る光源付き太陽電池パネルを壁面または屋根に設置するとき、光の反射防止、並びにカバーガラスにセラミック印刷凸状膨隆部を形成した構成のため塵埃等での汚れも流れ易く防汚性に作用すると共に、表面彩色層の層着により環境景観に調和する文字、絵模様等の色彩装飾表示で太陽電池をカラフルに見せ、この広告装飾デザイン表示により太陽電池の本来の発電と併せ、環境を明るくし、さらなる別のディスプレイ効果を付加増幅でき、設置構造はその用途が拡がりを発揮するように働く。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。
【図２】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図である。
【図３】カバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルの要部断面説明図である。
【図４】カバーガラスにセラミックス印刷凸状膨隆部を配設した光源付き両面受光太陽電池パネルの別実施例を示す要部断面説明図である。
【図５】本発明に係る両面受光太陽電池パネルのビル外壁設置構造例の斜視図である。
【図６】本発明に係る両面受光太陽電池パネルの建築物外壁設置構造例の斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】  １  両面受光型太陽電池パネル本体
２  カハーガラス
３  セラミック印刷凸状膨隆部
４  導電性電極層基体
５  絶縁保護層
６  裏面被覆材
７  光線反射層
８  透明性基板
９  フレーム
１０  光源への電力供給導線
１１  発電電力取出しリード線
１２  光源
１３  プレート
１４  アンカーボルト
１５  設置金具
１６  縦筋
１７  横筋
１８  躯体
２０  建築物外壁
２１  パラペット
２２  光源付き両面受光型太陽電池パネル
【手続補正３】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012199261.tif 000013
【図２】
2012199261.tif 000014
【図３】
2012199261.tif 000015
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012199261.tif 000018
【手続補正７】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月5日(2012.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル壁面又は屋上等の広い受光面を有する建築物の外壁又はパラペット等に、太陽電池パネルを外壁面から直角に突き出るよう袖壁状に設置、又は屋上パラペット上に設置する太陽電池パネルの設置構造であって、該太陽電池パネルは２枚の片面受光型太陽電池パネルの受光面を外側にして、白板ガラス叉はアクリル板のいずれかより選ばれた厚さ３〜５ｍｍからなる透明性基板を介して合わせ、フレームに挟み込んで固定し、かつ長手方向の一端面に躯体にボルト、ナット、ワッシャーの設置金具を用い、プレート、アンカーボルトにより装着する壁面への取付枠及び光源を配設したことを特徴とする光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項２】
前記片面受光型太陽電池パネルの裏面と、透明性基板の間に、光線反射層を配設してなる請求項１記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項３】
前記太陽電池パネルに薄膜シリコン型太陽電池を用いてなる請求項１ないし２記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項４】
前記太陽電池パネルのカバーガラスの基体表面に、セラミックス・インキを用いて、スクリーン印刷法により凸状膨隆部が形成され、該凸状膨隆部の少なくとも頂点中心垂直線のいずれか一方の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着された構成からなる請求項１ないし３記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。
【請求項５】
前記凸状膨隆部での凸部の片側周面に着色セラミックス・インキを用いて表面彩色層が層着され、他方の片側周面の露出部分に光透過性を残存せしめた構成において、光透過性を有する非印刷部と表面彩色層の印刷部を上下に配設した構成からなる請求項４記載の光源付き太陽光パネルの設置構造。