(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄、雌型連結部を有し芯材と一体化した下地材の表面に太陽電池ユニットを配したソーラーパネルを上下方向に連続して配する壁構造であって、太陽電池ユニットは下地材の表面の高さ方向に連続に配したスペーサを介して通気空間を確保しつつ取り付けられ、上下の太陽電池ユニット間にはパッキン材を配することで隙間を塞ぎ、上下方向の通気空間を連通してなることを特徴とする壁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、構築物の外壁を形成する雄、雌型連結構造を有する下地材の表面側に、通気空間を有するように太陽電池を配することにより、発電効率の向上と共に、太陽熱の利用を図った壁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、壁パネルに太陽電池を一体に装着した例としては、例えば、実公平７−３９２４８号公報、特開平８−２５３９１４号公報や特開平１０−１９６０４３号公報等に記載されているように、単にパネルの化粧面にそのまま、太陽電池ユニットを装着したものであった。また、これらは、太陽エネルギーを太陽電池による発電として利用するだけであった。一方、特公昭５９−５２３４１号公報、特開昭６０−５５１５４号公報等は太陽エネルギーを熱エネルギーとして利用しているだけであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のような壁パネルでは、太陽光を受光することによって発電する際に太陽電池を冷却する構成がなく、従って太陽電池が過熱した際に発電効率が低下するものであった。また、後者の場合は単に太陽熱によって熱を吸収するにすぎないものであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するため、雄、雌型連結部を有し芯材と一体化した下地材の表面に太陽電池ユニットを配したソーラーパネルを上下方向に連続して配する壁構造であって、太陽電池ユニットは下地材の表面の高さ方向に連続に配したスペーサを介して通気空間を確保しつつ取り付けられ、上下の太陽電池ユニット太陽電池間にはパッキン材を配することで隙間を塞ぎ、上下方向の通気空間を連通してなる壁構造を提案する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る壁構造について、図面を用いて説明する。図１、図２において、Ａは壁構造、Ｂ1 〜Ｂ3 はソーラーパネル、Ｃは下地材、Ｄは太陽電池ユニットであり、また１は雄型連結部、２は雌型連結部、１１はスペーサ、１２はコネクタ、１３はケーブルである。
【０００６】
ソーラーパネルＢは、図２に示すような構成を有するものである。すなわち、太陽電池ユニットＤは下地材Ｃの表面の高さ方向に連続に配したスペーサ１１を介して通気空間１４を確保しつつ取り付けられ、上下の太陽電池ユニットＤ間にはパッキン材１５を配することで隙間を塞ぎ、上下方向の通気空間１５を連通するものである。スペーサ１４は、その厚さ分の通気空間１４を確保する例えば接着剤により下地材Ｃ、太陽電池ユニットＤと固着する。通気空間１４は、外気を取り入れて通過させることにより、太陽電池２２を冷却して発電効率の低下を防止すると共に、受熱した空気を壁構造Ａの上部で収集することにより、暖房としての熱源や、融雪等への利用を可能とするものである。パッキン材１５は、施工時に取り付けても良いが、施工を簡略化するために予め太陽電池ユニットＤの上端に取り付けておくことが望ましい。
【０００７】
下地材Ｃは、例えば図３（ａ）に示すような構成のものを使用する。すなわち、ここで示す下地材Ｃは、表面材３と裏面材４によって芯材５をサンドイッチした構造であり、その上下端にはそれぞれ嵌合可能な形状の雄型連結部１、雌型連結部２を形成するものである。
【０００８】
表面材３は金属板、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼板の一種（勿論、これらを各種色調に塗装したカラー板も含む）や、プラスチック薄板、ＦＲＰ、塩化ビニル、ポリカーボネイト等の合成樹脂板等からなるもの、およびこれらを組み合わせたものであり、これらの一種以上をロール成形、プレス成形、押出成形等によって形成したものである。雄型連結部１、雌型連結部２は、表面材３の上下端をそれぞれ、嵌合可能な形状に形成したものである。
【０００９】
裏面材４はアスベスト紙、クラフト紙、アスファルトフェルト、金属箔（Ａｌ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｃｕ）、合成樹脂シート、ゴムシート、布シート、石膏紙、水酸化アルミ紙、ガラス繊維不織布等の１種、または２種以上をラミネートしたもの、あるいは防水処理、難燃処理されたシート状物からなるものである。
【００１０】
芯材５は下地材Ｃに断熱性及び防、耐火性を有させるものであり、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ユリアフォーム等からなるものである。下地材Ｃを連続して配することにより、壁構造Ａ全域に亘る断熱層、もしくは耐火層を形成することができる。
【００１１】
太陽電池ユニットＤは図３（ｂ）に示すように、透明板２１と、透明板２１の裏面に一体に配した太陽電池２２とから構成される。透明板２１は、対候性に優れる任意のガラス質からなり、その裏面に太陽電池２２を貼着することにより、太陽電池２２の寿命を大幅に延ばすことが可能である。なお、太陽電池２２で得られた電力を集電、送電するためのコネクタ１２、ケーブル１３も、透明板２１の裏面に配され、通気空間１４内に格納されるものである。また、太陽電池ユニットＤの上端にはパッキン材１５を一体に取り付けるものである。
【００１２】
太陽電池２２は、一般的に知られている単結晶型、多結晶型、アモルファス型等から任意に選択した太陽電池を枠体等に装着したものや、耐光性シートでラミネートしたものが扱いやすく好ましいものであり、接着剤で積層一体化したり、透明板２１に装着部を形成して装着したり、両者を併用したりすることが可能である。
【００１３】
図４（ａ）は、ソーラーパネルＢ同士の接続部の部分拡大図、図４（ｂ）は同切断端面図である。すなわち、通気空間１４は下地材Ｃと、太陽電池ユニットＤと、スペーサ１１によって囲まれた空間として形成され、上下の通気空間１４は、太陽電池ユニットＤ同士の間にパッキン材１５を配することで隙間を塞ぐことで空気の上昇路以外の抜け道をなくし、通気空間１４を壁構造Ａの下端から上端まで連通するものである。
【００１４】
図５は、ソーラーパネルＢ同士の幅方向の接続部の拡大切断端面図である。すなわち、太陽電池ユニットＤおよびスペーサ１１は、下地材Ｃの表面の端部から若干の距離を有して配するもので、隣接するソーラーパネルＢ同士の下地材Ｃを密着させつつ、隙間を有する太陽電池ユニットＤおよびスペーサ１１の間にはコーキング材１６を施すことにより、壁構造Ａの防水性を強化すると共に外観よく仕上げ、かつ通気空間１４の幅方向の密封を完全ならしめるものである。
【００１５】
以下に、図１に示した壁構造Ａを形成する工程を説明する。ここでは、胴縁や防水シート等を含む壁下地の構成は省略する。まず図６に示すように、固定具αを用いて予め固定されたソーラーパネルＢ1 の雄型連結部１に、ソーラーパネルＢ2 の雌型連結部２を係止し、雄型連結部１を上方に延長した固定面１ａにおいて固定具αを打ち込むことによって固定する。次に、図７に示すようにソーラーパネルＢ2 の雄型連結部１に、ソーラーパネルＢ3 の雌型連結部２を係止し、固定面１ａにおいて固定具αを打ち込むことによって固定する。このような工程を繰り返すことにより、壁構造Ａを形成するものである。
【００１６】
なお、太陽電池ユニットＤの代わりに同形状のセラミック板２３を使用し、図８（ｂ）のように組み合わせて図８（ａ）のように形成した壁パネルＥをソーラーパネルＢと併用し、壁構造Ａの一部に用いることもでき、壁構造Ａの外観の向上に有効である。また、ソーラーパネルＢ、壁パネルＥを既存外壁上に施し、発電と集熱の機能を備えた改修外壁を形成することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の壁構造によれば、▲１▼太陽光と太陽熱を利用する機能を兼ね備えることができる。▲２▼通気空間内の外気の通気によってソーラーパネルを冷却し、太陽電池の発電効率の向上を図ることができる。▲３▼ソーラーパネルを冷却することにより受熱した空気を暖房、融雪等に活用できる。▲４▼ソーラーパネルを同一平面に揃えることで、外観の良い仕上がりとなる。▲５▼施工と同時に断熱性を向上させることができる。等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る壁構造の一例を示す説明図である。
【図２】本発明に用いるソーラーパネルの一例である。
【図３】本発明に用いる下地材、太陽電池ユニットの一例である。
【図４】ソーラーパネル同士の接続部の拡大図である
【図５】ソーラーパネル同士の接続部の拡大図である
【図６】本発明の施工過程の説明図である。
【図７】本発明の施工過程の説明図である。
【図８】本発明の壁構造のその他の例である。
【符号の説明】
α  固定具
Ａ  壁構造
Ｂ  ソーラーパネル
Ｃ  下地材
Ｄ  太陽電池ユニット
１  雄型連結部
１ａ  固定面
２  雌型連結部
３  表面材
４  裏面材
５  芯材
１１  スペーサ
１２  コネクタ
１３  ケーブル
１４  通気空間
１５  パッキン材
１６  コーキング材
２１  透明板
２２  太陽電池
２３  セラミック板
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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