(57)【要約】【課題】発電効率が良好な太陽光パネルを多数設置することが可能な建物を提供する。【解決手段】屋根４０の上面部分と軒裏部分４２に太陽光パネル７０ａ，７０ｂが配設され、太陽光を反射させて軒裏部分４２に配設された太陽光パネル７０ｂに光を照射する反射板８２が、壁面に設けられた開口部の上部位置と、土台２０部分とのうち、少なくとも開口部の上部位置に配設されていることを特徴とする建物１００である。【選択図】図１
2012026151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の上面部分と軒裏部分に太陽光パネルが配設され、
太陽光を反射させて前記軒裏部分に配設された太陽光パネルに光を照射する反射板が、壁面に設けられた開口部の上部位置と、土台部分とのうち、少なくとも開口部の上部位置に配設されていることを特徴とする建物。
【請求項２】
前記反射板は庇として開口部の上部位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載の建物。
【請求項３】
前記軒裏部分の太陽光パネルに対する前記反射板の傾斜角度を任意の角度に調整するための反射板角度調整手段と、
前記反射板への太陽光の照射角度に基づいて、前記軒裏部分の太陽光パネルに対する前記反射板による太陽光の反射光の照射強度が最強となる、前記反射板の最適傾斜角度を算出すると共に、前記反射板の傾斜角度が前記最適傾斜角度となるように、前記反射板角度調整手段の動作を制御する制御部と、をさらに有していることを特徴とする請求項１または２記載の建物。
【請求項４】
前記太陽光パネルは、蓄電池に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物に関し、より詳細には太陽光を用いて電気エネルギーや熱エネルギーを得ることが可能な建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
無限エネルギーといえる太陽光を有効利用するために、建築物の屋根の上面に配設して用いられる太陽光発電パネルや太陽熱吸収パネルが提供されている。太陽光発電パネルや太陽熱吸収パネルを用いることにより発電や給湯が可能になるため、これら発電や給湯に要するエネルギーの消費を削除することができる。すなわち、化石燃料の消費量の削減および二酸化炭素の排出量の削減が可能になるため、広く好適に用いられている。
【０００３】
このような太陽光発電パネルや太陽熱吸収パネルとしては、例えば特許文献１や非特許文献１に開示されているような構成が知られている。
特許文献１に開示されている集熱器は、建築物の屋根の上面に設置して用いられ、太陽光を効率的に熱媒体供給管に吸収させるために焦点を有する放物線状の反射鏡を具備するものである。非特許文献１に開示されている太陽光発電パネルもまた建築物の屋根に設置して用いられ、太陽光により発電を行なうものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２５２４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】株式会社ウエストホールディングス“太陽光発電で暮らしを支える［ソーラーライフ］太陽光発電・ソーラーパネル・オール電化の総合サイト”、［online］、［平成２２年７月１６日検索］、インターネット＜URL：http://www.solarlife.jp/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および非特許文献１に開示されている太陽光発電パネルは、いずれも建物の屋根の上面に配設されるものであるため、通常の建物においては、太陽光発電パネルの設置面積は建物の屋根面積以上にすることは不可能である。
また、太陽光発電パネルの発電効率を考慮した場合、太陽光発電パネルは建物の南側の屋根のみに配設されることがほとんどである。すなわち建物における太陽光発電パネルの設置可能面積は更に狭くなってしまう。よって狭小な建物においては、太陽光発電パネルの設置は太陽後発電パネルの寿命と投資金額の回収に必要な期間を比較すると、投資金額を回収することができなくなることが多く、太陽光発電パネル設置希望者であっても設置することが極めて困難になってしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、より多くの太陽光エネルギーを吸収し、より多くのエネルギーを生産することを可能にするため、発電効率が良好な太陽光パネルを多数設置することが可能な建物の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本願発明は、屋根の上面部分と軒裏部分に太陽光パネルが配設され、太陽光を反射させて前記軒裏部分に配設された太陽光パネルに光を照射する反射板が、壁面に設けられた開口部の上部位置と、土台部分とのうち、少なくとも開口部の上部位置に配設されていることを特徴とする建物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明における建物の構成を採用することにより、従来は太陽光パネルの設置箇所として利用されていない軒裏部分にも太陽光パネルを設置すると共に、太陽光の反射光を軒裏部分の太陽光パネルに照射することが可能になる。これにより太陽光パネルによる効率的でエネルギー生産することが可能な太陽光パネルの設置面積を増加させることができる。したがって狭小な建物であっても太陽光パネルの設置採算性を向上させることができる。これにより、採算性の良好な太陽光パネル設置対象建物を大幅に増加させることができ、太陽光を利用したエネルギー生産量を大幅に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態にかかる建物の概略側面図である。
【図２】本実施形態にかかる建物の全体斜視図である。
【図３】図２の軒裏部分の状態を示した一部透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明にかかる建物の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる建物の概略側面図である。図２は、本実施形態にかかる建物の全体斜視図である。図３は、図２の軒裏部分の状態を示した一部透視斜視図である。
図１に示すように、本実施形態にかかる建物１００は、基礎１０と、土台２０を含む骨組構造体と、壁材３０と、屋根４０と、窓５０を有する一般的な木造建築物６０において、屋根４０と軒裏部分４２とに配設した太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂと、太陽光を軒裏部分４２に配設した太陽光発電パネル７０ｂに反射させるための反射板８２とを有している。本実施形態においては太陽光パネルとして太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂを用いているが、太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂの他に太陽光集熱パネルを用いて太陽光エネルギーを熱エネルギーとして吸収する構成を採用することもできる。
【００１２】
木造建築物６０は、鉄筋コンクリートにより形成した基礎１０の立ち上がり部１２に設置固定した土台２０に対して柱、梁、桁等の公知の軸組み部材を互いに軸組みしてなる骨組構造体を構築し、骨組構造体に対して壁材３０、屋根４０、窓５０を適宜配設してなるものである。このような木造建築物６０の構成および構築方法については公知であるためここでの詳細な説明は省略する。
【００１３】
本実施形態における木造建築物６０には、屋根４０の南側上面および南側の軒裏部分４２と東西面における壁材３０の一部または全面には、太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配設されている。屋根４０の南側上面の太陽光発電パネル７０ａと、壁材３０の太陽光発電パネル７０ｃは、公知の方法により設置することができる。具体的には、本願発明者による特願２０１０−１４５５５５号記載の太陽光パネルや、特願２０１０−１２５２０４号記載の外壁材パネルを用いれば、これら太陽光発電パネル７０ａ，７０ｃの設置を容易に行なうことができ、好都合である。
軒裏部分４２における太陽光発電パネル７０ｂは、太陽光発電パネル７０ｂの受光面（上面）を木造建築物６０の南側壁面に向けた配置で配設されている。太陽光発電パネル７０ｂは公知の取付用金具を用いて軒裏部分４２に固定すればよい。
【００１４】
以上のようにして木造建築物６０に配設された太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂ、７０ｃは、パワーコンディショナー等の公知の調整装置（図示せず）を経由した後に蓄電池７２および商用電源供給部（図示せず）に電気的に接続されている。
また、必要に応じて太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂ，７０ｃにより発電された電気エネルギーを蓄電池７２に充電させる回路と、電力会社に売電する回路とを切り替えするための切り替えスイッチを配設してもよい。
【００１５】
太陽光発電パネル７０ｂは、屋根４０の南側の軒先の延長方向に沿って軒裏部分４２に配設されている。このように、従来は太陽光発電パネルの設置箇所としては全く利用されていなかった屋根４０の軒裏部分４２に太陽光発電パネル７０ｂを配設することにより、壁材３０に取り付けた太陽光発電パネル７０ｃと共に、太陽光発電パネルの設置面積を大幅に増加させることができる。
特に、軒裏部分４２は直射日光や風雨にさらされない部分であるため、軒裏部分４２に配設された太陽光発電パネル７０ｂは、太陽光発電パネル７０ｂの温度上昇や表面汚れが抑制され、温度上昇や受光表面の汚れによる太陽光発電パネル７０ｂの発電効率の低下を防止することができる点において好適な配設位置である。仮に、太陽光発電パネル７０ｂの表面が汚れてしまったとしても、軒裏部分４２であれば、屋根４０の上に登ることなく安全かつ容易に太陽光発電パネル７０ｂの表面を洗浄することができる。
【００１６】
本実施形態における建物１００には、南側の軒裏部分４２に配設した太陽光発電パネル７０ｂに対して光を照射するための反射板８２が庇８０の上面に配設されている。一般に庇８０は、建物１００の壁面に設けられた開口部である窓５０の上部位置に配設されており、居住空間への余分な太陽光の照射を遮るための機能も有している。本実施形態のように反射板８２を配設した庇８０とすることで、居住空間への太陽光の遮蔽機能を向上させることができる点において好都合であるともいえる。また、建物１００の南側壁面において庇８０が配設されていない部分に対応する太陽光発電パネル７０ｂに対しては、基礎１０の立ち上がり部１２の上部部分または土台２０部分に反射板８２を配設してもよい。基礎１０または土台２０部分に配設する反射板８２は、反射面が曲面に形成された小型の反射板８２の適用が好適である。
また、反射角度を広角にした反射板８２を用いることで、通常の庇８０部分のみに反射板８２を配設した建物１００の形態を採用することもできる。
【００１７】
本実施形態における反射板８２は、反射面が平面をなす鏡面に形成された平面ミラー反射板を用いているが、反射面の断面形状が放物線状に形成された凹状面ミラー反射板や、円筒体の外表面に反射材を配設した形態のものを用いることもできるが、反射板８２はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００１８】
反射板８２は、反射板８２への太陽光の照射角度に応じて太陽光の反射光が効率的に軒裏部分４２に配設した太陽光発電パネル７０ｂに照射することができる構成であることが要求される。
そこで本実施形態では、反射板８２を太陽の動きに追尾させるために、太陽光発電パネル７０ｂに対する反射板８２の傾斜角度を調整する反射板角度調整手段８４と、反射板角度調整手段８４の動作を制御する制御部９０とを具備している。これにより、反射板８２の太陽光パネル７０ｂに対する傾斜角度は、太陽光の照射角度に対して常に最適な傾斜状態（太陽光発電パネル７０ｂへの反射板８２からの反射光の照射状態が最強である状態）を維持することができる。
【００１９】
反射板角度調整手段８４は、マイクロモータや流体シリンダー装置等により構成することができる。また、制御部９０は、光検出センサ９２と、太陽光照射角度算出手段９４と、信号出力手段９６と、を有している。
反射板角度調整手段８４および制御部９０の動力源は、建物１００に配設した太陽光発電パネル７０ａ，７０ｂ，７０ｃにより得られた電力を用いることもできる。
【００２０】
光検出センサ９２は、反射板８２への太陽光の照射角度を検出するものである。
太陽光照射角度算出手段９４は、光検出センサ９２により検出された受光信号から反射板８２への太陽光の照射角度を算出するものである。
信号出力手段９６は、太陽光照射角度算出手段９４により算出された反射板８２への太陽光の照射角度に基づいて、反射板角度調整手段８４の動作信号を生成および発信するものである。
このような太陽光照射角度算出手段９４および信号出力手段９６は、あらかじめ反射板制御プログラムが記憶されている記憶手段と、光検出センサ９２の検出信号と反射板制御プログラムに基づいて動作するＣＰＵ（いずれも図示せず）とを備えたパーソナルコンピュータにより構成することができる。反射板制御プログラムは、庇８０に配設した反射板８２と、基礎部分１０または土台２０に配設した反射板８２との壁面に対する傾斜角度（設置角度）をそれぞれ独立に調整可能に設けられている。
【００２１】
以上の実施形態においては、いわゆる軸組工法による木造建築物６０を用いて説明を行っているが、本願発明にかかる建物１００は、軸組工法以外の工法で構築された木造建築物６０であってもよいのはもちろんのこと、コンクリート構造による建築物や、鉄骨構造による建築物に対しても適用することができる。
また、以上の実施形態においては庇８０に反射板８２を取り付けた形態としているが、反射板８２そのものを庇８０として用いてもよい。
【００２２】
また、以上の実施形態においては屋根４０の上面および東西面の壁材３０に対しても太陽光発電パネル７０ａ，７０ｃを配設しているが、壁材３０への太陽光発電パネル７０ｃの配設は省略してもよい。
また、太陽光発電パネル７０に代えて太陽光集熱パネルを太陽光パネルとして採用した場合、太陽光集熱パネルにより集熱した熱エネルギーは、給湯設備の熱源等のように直接熱エネルギーとして用いることも可能であるし、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して用いることも可能である。
【００２３】
また、本実施形態においては、軒裏部分４２に対する反射板８２の傾斜角度を調整する際に、光検出センサ９２と、太陽光照射角度算出手段９４と、信号出力手段９６とを有する制御部９０の構成について開示しているが、建物１００の位置に対応させた年間黄道情報（年間における太陽の軌跡に関する情報）を記憶手段にあらかじめ記憶させておき、日時情報に基づいて年間黄道情報から反射板８２に対する太陽光の照射角度を読み取り、反射板角度調整手段８４の動作を制御する形態や、年間黄道情報に基づく反射板傾斜角度情報を記憶手段にあらかじめ記憶させておき、日時情報に基づいて反射板角度調整手段８４の動作を制御する形態を採用することもできる。これの形態によれば、光検出センサ９２の配設や、太陽光照射角度算出手段９４による反射板８２の傾斜角度の計算処理を省略することができる点において好都合である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  基礎
１２  立ち上がり部
２０  土台
３０  壁材
４０  屋根
４２  軒裏部分
５０  窓
６０  木造建築物
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ  太陽光発電パネル
８０  庇
８２  反射板
８４  反射板角度調整手段
９０  制御部
９２  光検出センサ
９４  太陽光照射角度算出手段
９６  信号出力手段
１００  建物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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