(57)【要約】【課題】発電量を確保することができるとともに室内の視環境を良好に維持することができるルーバー装置を提供する。【解決手段】太陽光の差し込む窓面に設けられて、室内への採光を行うとともに太陽光発電を行うルーバー装置であって、一方の面２ａに太陽光発電パネル（太陽光発電部）２１が形成され他方の面２ｂに調光機能付きガラス（採光部）２２が形成されるとともに上下方向に間隔をあけて配列された複数のルーバー材２を備え、複数のルーバー材２は、傾斜角度および前後方向（窓面に向かう水平方向）の位置のいずれか１つ以上がそれぞれ調整可能である。【選択図】図２
2013002051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光の差し込む窓面に設けられて、室内への採光を行うとともに太陽光発電を行うルーバー装置であって、
一方の面に太陽光発電部が形成され他方の面に採光部が形成されて上下方向に間隔をあけて配列された複数のルーバー材を備え、
該複数のルーバー材は、傾斜角度および前記窓面に向かう水平方向の位置のいずれか１つ以上がそれぞれ調整可能であることを特徴とするルーバー装置。
【請求項２】
前記複数のルーバー材は、上下方向の１つ置きに異なる傾斜角度に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のルーバー装置。
【請求項３】
前記太陽光発電部は、太陽光を透過可能な太陽光発電パネルであって、前記採光部は、前記太陽光発電パネルを透過した太陽光が透過し、透過する該太陽光の透過率を調整可能な調光部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のルーバー装置。
【請求項４】
前記太陽光発電部は、多結晶型の太陽光発電パネルであって、前記採光部は、入射光を拡散反射させる拡散反射部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のルーバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光の差し込む窓面に設けられて、室内への採光を調整可能であるとともに太陽光発電を行うことができるルーバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電による電力利用が注目されており、太陽光の差し込む窓面に設けられて、室内への採光を調整可能であるとともに太陽光発電を行うことができるルーバー装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のルーバー装置は、複層ガラスの間に複数のルーバー材が上下方向に配列されており、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、このルーバー材４１には、一方の面４１ａに太陽光発電を行う太陽光発電パネル４２が装着され、他方の面４１ｂに光を反射してその光を室内へ取り込むための採光面部４３が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたルーバー装置では、上下方向に配列された複数のルーバー材４１が全て同じ角度となるため、図８（ａ）に示すように、ルーバー材４１の太陽光発電パネル４２に、その上側のルーバー材４１の影４４ができてしまい、発電量が低下するという問題がある。
また、図８（ｂ）に示すように、この下側のルーバー材４１にできる影４４を少なくするために、ルーバー材４１の傾斜角度βを大きくすると、太陽光発電パネル４２に入射する太陽光の入射角度が大きくなるため、この場合も発電量が低下してしまう。
さらに、太陽光発電パネル４２に入射する太陽光の入射角度が大きくなると、太陽光発電パネル４２を反射した光がそのまま室内に入り込むため、室内の視環境を悪化させる懸念がある。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、発電量を確保することができるとともに室内の視環境を良好に維持することができるルーバー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るルーバー装置は、太陽光の差し込む窓面に設けられて、室内への採光を行うとともに太陽光発電を行うルーバー装置であって、一方の面に太陽光発電部が形成され他方の面に採光部が形成されて上下方向に間隔をあけて配列された複数のルーバー材を備え、該複数のルーバー材は、傾斜角度および前記窓面に向かう水平方向の位置のいずれか１つ以上がそれぞれ調整可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ルーバー装置に差し込む日射量やプロファイル角度（見かけの太陽高度）を考慮して、各ルーバー材の傾斜角度および窓面に向かう水平方向の位置のいずれか１つ以上を調整することにより、太陽光発電部にその上側のルーバー材の影ができないように太陽光を入射させることができるため、発電量を確保することができる。また、採光部から室内へ取り込まれる太陽光の向きや量を調整することができるため、室内の視環境を良好に維持することができる。
【０００８】
また、本発明に係るルーバー装置では、前記複数のルーバー材は、上下方向の１つ置きに異なる傾斜角度に設置されていてもよい。
このようにすることにより、１つ置きに配されたルーバー材を効率よく太陽光が入射する傾斜角度に設置し、この間に配されたルーバー材をその下側のルーバー材に影を落とさないような傾斜角度に設置することができるため、発電量を確保することができる。
【０００９】
また、本発明に係るルーバー装置では、太陽光を透過可能な太陽光発電パネルであって、前記採光部は、前記太陽光電池パネルを透過した太陽光が透過し、透過する該太陽光の透過率を調整可能な調光部材としてもよい。
このようにすることにより、太陽光発電部を透過した太陽光を、調光部材によって所望の明るさとなるように調光して室内に取り込むことができるため、室内の視環境を良好に維持することができる。
【００１０】
また、本発明に係るルーバー装置では、前記太陽光発電部は、多結晶型の太陽光発電パネルであって、前記採光部は、入射光を拡散反射させる拡散反射部材としてもよい。
このようすることにより、発電量を効率よく確保することができるとともに、太陽光発電パネルを反射した太陽光が拡散反射部材によって拡散反射されて室内に取り込まれるため、室内の視環境を良好に維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ルーバー装置に差し込む日射量やプロファイル角度を考慮して、各ルーバー材の傾斜角度および窓面に向かう水平方向の位置のいずれか１つ以上を調整することにより、太陽光発電部にその上側のルーバー材の影ができないように太陽光を入射させることができるため、発電量を確保することができる。また、採光部から室内へ取り込まれる太陽光の向きや量を調整することができるため、室内の視環境を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態によるルーバー装置の配置を説明する図である。
【図２】ルーバー材を説明する側面図である。
【図３】プロファイル角度が低い場合のルーバー装置の制御方法を説明する図である。
【図４】プロファイル角度が高い場合のルーバー装置の制御方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態によるルーバー装置を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態によるルーバー装置の制御方法を説明する図である。
【図７】第２実施形態によるルーバー装置の曇天時または太陽光が入射しないときの他の制御方法を説明する図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は従来のルーバー装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態によるルーバー装置について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態によるルーバー装置１Ａは、建物１１の太陽光の差し込む窓面１２に設けられている。
窓面１２には、空気層１４を介して配された２枚のガラス１５ａ，１５ａを備える複層ガラス１５が設置されている。
ルーバー装置１Ａは、この空気層１４内に設置され上下方向に間隔をあけて配列された複数のルーバー材２と、複数のルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置をそれぞれ制御可能な制御部３と、を備えている。
【００１４】
ルーバー材２は、水平方向に延在する長尺の板状に形成されている。そして、図２に示すように、ルーバー材２は、シースルー型の太陽光発電パネル（太陽光発電部）２１と、調光機能付きガラス（採光部、調光部材）２２との２層構造に形成されている。このため、ルーバー材２は、一方の面２ａに太陽光発電パネル２１が配されて、他方の面２ｂに調光機能付きガラス２２が配されている。
【００１５】
ここで、シースルー型の太陽光発電パネル２１とは、入射した太陽光をほとんど反射させずに透過させる性質の太陽光発電パネルを示している。また、調光機能付きガラス２２とは、例えば電極を与えることで光の透過率を変化させることができる性質のガラスを示している。
ルーバー材２は、太陽光が太陽光発電パネル２１に入射し、太陽光発電パネル２１を透過して調光機能付きガラス２２へ入射するように設置されている。
そして、調光機能付きガラス２２へ入射した太陽光は、室内１３へ取り込まれるように構成されている。
このとき、調光機能付きガラス２２の透過率を調整することで、室内１３に入り込む太陽光の照度を所望の値とすることができる。
【００１６】
また、複数のルーバー材２は、略中央部に水平方向に延在する回転軸２３を中心に回転可能に構成されている。そして、複数のルーバー材２は、制御部３によって、それぞれ所望の傾斜角度となるように制御されている。
また、複数のルーバー材２は、制御部３によって前後方向の位置が所定の位置となるように制御されている。この前後方向とは、回転軸２３に直交する水平方向とし、窓面１２に向かう方向で図中に示すＡの方向とする。
また、複数のルーバー材２には、電動機（不図示）が接続されていて、この電動機からルーバー材２の回転と前後方向の移動のための電力が供給されている。
なお、複数のルーバー材２の回転と前後方向の移動のための電力は、太陽光発電パネル２１による発電でまかなうように構成されていてもよい。
【００１７】
制御部３は、プロファイル角度および日射量を基にルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置を制御するように構成されている。このため、制御部３には、プロファイル角度を測定するプロファイル角度測定器（不図示）および日射量を測定する日射量測定器（不図示）から所定の時間毎のプロファイル角度および日射量が通信されるように構成されている。
なお、プロファイル角度は、測定せずに、日時、その地点の経度および緯度から算出する構成としてもよい。
また、日射量は、太陽光発電パネル２１を任意の傾斜角度に設置し、そのときの太陽光発電パネル２１の出力と、傾斜角度から算出する構成としてもよい。
【００１８】
また、制御部３は、プロファイル角度および日射量のいずれかを基にルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置を制御するように構成されていてもよく、制御部３にプロファイル角度および日射量が通信されずに、プロファイル角度および日射量をもとに使用者がルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置を決定し、制御部３にルーバー材２が所定の傾斜角度および前後方向の位置となるように制御させても良い。
また、太陽光発電パネル２１による発電量を参照することで、屋外日射量を把握し、ルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置を制御するように構成されていてもよい。
【００１９】
次に、上述した第１実施形態によるルーバー装置１Ａの制御方法について説明する。
まず、図３および図４に示すように、プロファイル角度を基に太陽光が太陽光発電パネル２１の面に対して略垂直に入射されるように各ルーバー材２の傾斜角度を変更する。
なお、この太陽光発電パネル２１の面に対して略垂直とは、ルーバー材２の傾斜角度が上下方向のみに変更可能で、水平方向には変更できないため、回転軸２３の軸方向に見たときに太陽光発電パネル２１の面に対して略垂直であることを示す。
【００２０】
そして、上側のルーバー材２の影が下側のルーバー材２の太陽光発電パネル２１に投影される場合は、ルーバー材２を前後方向に移動させて、上側のルーバー材２の影が下側のルーバー材２に投影されないように位置調整を行う。図３では、プロファイル角度Ｐｈが低い場合を示し、図４では、プロファイル角度Ｐｈが高い場合を示している。
なお、下側のルーバー材２の太陽光発電パネル２１に投影される上側のルーバー材２の影の大きさが所定の範囲内であれば、ルーバー材２を前後方向に移動させずにそのままにしておいてもよい。  
続いて、日射量および室内１３に必要な照度を基に、調光機能付きガラス２２の太陽光の透過率を調整する。
【００２１】
このように設置されたルーバー装置１Ａでは、ルーバー材２に太陽光が入射すると、太陽光発電パネル２１に入射した太陽光によって太陽光発電パネル２１が太陽光発電を行い、太陽光が太陽光発電パネル２１を透過する。
そして、太陽光発電パネル２１を透過した太陽光は、調光機能付きガラス２２を通過することで調光され、所定の明るさで室内１３へ入射する。
【００２２】
次に、上述したルーバー装置１Ａの作用効果について説明する。
第１実施形態によるルーバー装置１Ａによれば、制御部３が複数のルーバー材２の傾斜角度および前後方向の位置をそれぞれ設定することができることにより、ルーバー装置１Ａに差し込む日射量やプロファイル角度を考慮して、太陽光発電を効率よく行うことができ、発電量を確保することができる。
また、太陽光発電パネル２１に入射した太陽光は、太陽光発電パネル２１を透過して調光機能付きガラス２２によって調光されて室内１３へ入射するため、太陽光が太陽光発電パネル２１に反射して室内１３に入り込む場合と比べて、室内１３の視環境を良好に維持することができる。
また、日射量やプロファイル角度を考慮して複数のルーバー材２の傾斜角度および位置を調整できることにより、季節毎に太陽光発電パネル２１による発電量が最大量となるように設定することができる。
また、室内１３に入り込む太陽光の量を調整できることにより、空調熱負荷削減と照明エネルギーの削減を図ることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。
図５に示すように、第２実施形態によるルーバー装置１Ｂでは、図２に示す第１実施形態のシースルー型の太陽光発電パネル２１と調光機能付きガラス２２とからなるルーバー材２に代わって、多結晶型の太陽光発電パネル（太陽光発電部）３２と拡散反射板（採光部、拡散反射部材）３３とからなるルーバー材３１を使用している。
【００２４】
多結晶型の太陽光発電パネル３２は、高出力型の太陽光発電パネルであり、また、入射した太陽光を反射するように構成されている。
拡散反射板３３は、入射した太陽光を拡散させて反射するように構成されている。
図５においては、太陽光発電パネル３２を反射した太陽光が拡散反射板３３に入射し、拡散反射板３３によって拡散反射した太陽光が室内１３に取り込まれるように構成されている。
【００２５】
このため、第２実施形態によるルーバー装置１Ｂでは、太陽光発電パネル３２を反射した太陽光が、その上側のルーバー材３１の拡散反射板３３へ入射し、室内１３へ拡散反射可能となるとともに、上側のルーバー材３１の影が下側のルーバー材３１の太陽光発電パネル３２に投影されないように、ルーバー材３１の傾斜角度βＳ を調整する制御が行われている。
【００２６】
第２実施形態によるルーバー装置１Ｂによれば、太陽光発電パネル３２に影が生じないように太陽光が入射できることにより、太陽光発電を効率よくできるとともに、太陽光発電パネル３２を反射し拡散反射板３３によって拡散反射された太陽光が室内１３に取り込まれるため、室内１３の視環境を良好に保つことができる。
【００２７】
また、第２実施形態によるルーバー装置１Ｂでは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ルーバー材３１を設置することができる。
【００２８】
例えば、図６（ａ）に示すルーバー装置１Ｂでは、上下方向に１つおきに配された第１ルーバー材３１ａは、その面が略水平面となるように設置され、その間に配された第２ルーバー材３１ｂは、その下側の第１ルーバー材３１ａに影を投影しないとともに、第２ルーバー材３１ｂに直接入射する太陽光が拡散反射板３３に入射するような傾斜角度βＳ１となるように設置されている。
【００２９】
これにより、第１ルーバー材３１ａの太陽光発電パネル３２には、略全面に太陽光が入射するため、第１ルーバー材３１ａは効率よく太陽光発電することになる。また、第１ルーバー材３１ａの太陽光発電パネル３２に入射した太陽光は、反射して直接室内１３へ取り入れられるが、室内１３の天井へ向かって反射するため、室内１３の視環境を悪化させることなく昼光を取り入れることができる。
また、第２ルーバー材３１ｂの拡散反射板３３に入射した太陽光は、拡散反射して室内１３へ取り入れられるため、室内１３の視環境を良好に維持することができる。
【００３０】
また、図６（ｂ）に示すルーバー装置１Ｂでは、上下方向に１つおきに配された第１ルーバー材３１ａは、その面が太陽光の入射方向に略垂直となる傾斜角度βＳ２となるように設置され、その間に配された第２ルーバー材３１ｂは、その面が太陽光の入射方向と平行となる傾斜角度βＳ３となるように設置されている。
【００３１】
これにより、第１ルーバー材３１ａの太陽光発電パネル３２に太陽光が垂直に入射するため、第１ルーバー材３１ａが、図６（ａ）に示す第１ルーバー材３１ａよりも効率よく太陽光発電することになる。
なお、この場合は、室内１３への昼光の取り入れ量が少なくなるため、室内１３の明るさが十分に確保されていて昼光の取り入れ量を少なくしたい場合に適している。
【００３２】
また、図６（ｃ）に示すルーバー装置１Ｂでは、上下方向に１つおきに配された第１ルーバー材３１ａは、その面が略水平面となるように設置され、その間に配された第２ルーバー材３１ｂは、外部から入射する太陽光を遮断する傾斜角度βＳ４となるように設置されている。
これにより、第１ルーバー材３１ａの太陽光発電パネル３２が太陽光発電を行うとともに、入射光を室内１３の天井面に向かって反射させるため、室内１３の視環境を悪化させることなく昼光を取り入れることができる。
【００３３】
以上、本発明によるルーバー装置１Ａ，１Ｂの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、上述した実施形態では、太陽光発電パネル２１，３２に太陽光が入射している場合を説明しているが、曇天時や太陽光が入射しない場合は、図７に示すように、上下方向に隣り合うルーバー材２，３１間の開口率を高めて昼光を室内１３へ取り込むようにしてもよい。
また、上述した第１実施形態では、ルーバー材２は、調光機能付きガラス２２を備えているが、調光機能付きガラス２２に代わってすりガラスとし、すりガラスによって太陽光発電パネル２１を透過した太陽光を減光させても良い。
【００３４】
また、上述した実施形態では、ルーバー装置１Ａ，１Ｂは、複層ガラス１５の空気層１４に設置されているが、複層ガラス１５の空気層１４以外に設置されてもよい。
また、上述した第１実施形態では、各ルーバー材２の傾斜角度は同じで、前後方向の位置が異なり、第２実施形態では、各ルーバー材３１の傾斜角度は上下方向に１つ置きに異なり、前後方向の位置は同じであるが、各ルーバー材２，３１をその傾斜角度が異なり、前後方向の位置も異なるように設置してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ，１Ｂ  ルーバー装置
２，３１  ルーバー材
２ａ  一方の面
２ｂ  他方の面
３  制御部
１１  建物
１２  窓面
１３  室内
２１，３２  太陽光発電パネル
２２  調光機能付きガラス  
３３  拡散反射板
【図１】
2013002051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013002051.tif 000008
【図７】
2013002051.tif 000009
【図８】
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