(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を備え壁面に対して上方に傾斜した受光面と、受光面の上部に形成した雄型連結部と、受光面の下端から内方に延長した下面と、下面の内方端部に形成した雌型連結部とを有し、かつ受光面、下面、雄型連結部及び雌型連結部にて囲まれた空間を通気空間6とし、下面に通気空間6と外部を連通する通気孔を設けた壁パネルの取付構造において、壁パネル同士の横方向の連結には中空に形成したことによって上下に連続した通気空間22を有する目地部材を用い、目地部材は壁パネルの通気空間6の少なくとも上方に該当する箇所に孔を形成して、壁パネルの通気空間6内の空気が目地部材の通気空間22に通ずるようにしたことを特徴とする太陽電池を備えた壁パネルの取付構造。
【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、構築物に利用される乾式の壁パネルに太陽電池を一体に組み込んだパネルに関するものであり、受光効率と発電効率を向上し、さらには太陽熱エネルギーを利用しうる壁パネルの取付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、特開平１０−１９６０４３号公報等に記載されているように、単に垂直な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、太陽電池を用いて発電するだけの機能しかなく、しかも太陽電池が垂直に設置されているため、受光効率や発電効率に劣るものであった。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、太陽電池を備え壁面に対して上方に傾斜した受光面と、受光面の上部に形成した雄型連結部と、受光面の下端から内方に延長した下面と、下面の内方端部に形成した雌型連結部とを有し、かつ受光面、下面、雄型連結部及び雌型連結部にて囲まれた空間を通気空間とし、下面に通気空間と外部を連通する通気孔を設けたことにより、受光効率や発電効率を向上させると共に、山形状の突出部裏面の空間と中空に形成した目地部材内に空気を流通させることにより太陽熱をも利用しうる、太陽電池を備えた壁パネルの取付構造を提案するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る壁パネルの取付構造について、図面を用いて詳細に説明する。図１、図２において、Ａは壁パネル、Ｂは基材、Ｃは太陽電池であり、さらに１は雄型連結部、２は雌型連結部、３は受光面、４は下面、５は通気孔、１０はコネクターである。
【０００６】
壁パネルＡは家屋の壁面を形成する際に壁材として用いるものであり、基材Ｂ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、各種無機質板、セラミック板等からなるもの、及びこれらを組み合わせたものである。この基材Ｂは、上端部には雄型連結部１を、下端部には雌型連結部２をそれぞれ形成する。また、この雄型連結部１と雌型連結部２間には、壁面に対して上方に傾斜した受光面３と、受光面３の下端を内方に延長した下面４とを形成し、雄型連結部１、雌型連結部２、受光面３及び下面４に囲まれた空間を通気空間６とする。
【０００７】
雄型連結部１と雌型連結部２は、壁パネルＡとしての躯体への取り付け部、及び壁パネルＡ同士の連結部となるものであり、その形状は任意であるが、図では落とし込み構造の連結部としたものを示している。この場合、下段の壁パネルＡを釘等の固定具で壁下地（躯体）に固定し、上段の壁パネルＡの雌型連結部２を落とし込んで連結し、壁面を形成するものである。なお、雄型連結部１には、固定具を打ち込むことによって壁パネルＡを壁下地に取り付けるための平面である固定面１ａを有する。
【０００８】
受光面３は、太陽光を受光するのに最適な角度θをもって上方に傾斜するものであり、この角度は地域、方角によって異なるが、壁パネルＡとしてのデザイン性と、受光効率を考慮して決定するものである。勿論、角度θは周りの環境によって変化するものである。
【０００９】
下面４は、受光面３の下端から内方に延長したものであり、内方端部には雌型連結部２を形成するものである。下面４には通気孔５を設けることにより、後述する通気空間６と外部を連通させるものである。
【００１０】
通気空間６は雄型連結部１、雌型連結部２、受光面３及び下面４にて囲まれた空間である。通気空間６内に外気を通気させることにより、太陽光で暖められた太陽電池Ｃを冷却することによる発電効率の向上を図ることができるのみならず、暖められた空気を建物内の居住空間に導くことで暖房として利用したり、屋根裏に導いて融雪に活用すること等が可能である。なお、通気空間６は、コネクター１０を配する空間とすることもできる。
【００１１】
太陽電池Ｃ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る。この太陽電池Ｃは、接着剤で積層一体化したり、基材Ｂに装着部を形成し、ここに装着したり、両者を併用したりすることが可能である。
【００１２】
一例をあげると、図３（ａ）に示すように、太陽電池Ｃは基材Ｂ上に接着層１１−透明皮１２−接着層１３−光起電力素子層１４−接着層１５−透明皮１６のように積層し、一体化する。接着層１１、１３、１５としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチロール、シリコーン樹脂、エラストマー型エポキシ樹脂、イソシアネート等の各種接着剤からなる。また、透明皮１２、１６としては透光性に優れたもので、例えば、ガラス等の無機材、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、セロハン、アクリル、フッ素等の合成樹脂材からなるフイルム等の１つ、あるいはこれらの積層体からなり、耐候性、強度、延び性に優れるのが好ましいものである。勿論、これらに紫外線劣化を防止し、耐候性を向上させるために無機系顔料、紫外線吸収剤、顔料分散剤、カップリング剤等を含有させたり、表面にコーティングさせたりすることもできる。光起電力素子層１４としては、例えば単結晶シリコン光起電力素子、非単結晶光起電力素子、多結晶シリコン光起電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅インジウムセレナイド光起電力素子、化合物半導体光起電力素子等の１種からなり、好ましくは可撓性を有するアモルファスシリコン光起電力素子等が扱いやすいものである。
【００１３】
また、太陽電池Ｃの構成は、図３（ｂ）に示すように、接着層１３−光起電力素子層１４−接着層１５−透明皮１６のように積層したものとすることもできる。
【００１４】
本発明に係る壁パネルの取付構造については、上述したような壁パネルＡを、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すように目地部材２１を用いて施工され、壁面を形成する。なお、壁パネルＡの端部と目地部材２１の境界部には、コーキングや防水パッキンの配設等の防水、気密化を図ることができる。なお、図示しないが、目地部材２１に壁パネルＡの一部を嵌入するようにすることもできる。
【００１５】
目地部材２１は、中空に形成することによって上下に連続した通気空間２２を有し、また、各壁パネルＡの通気空間６の少なくとも上方に該当する箇所に孔２３を形成したものである。すなわち、壁パネルＡの通気空間６で暖められた空気は、孔２３を経て通気空間２２内に至り、圧力差、温度等の影響、もしくは図示しないがファン等を用いることによって通気空間２２内を上昇する。ファン等を用いて強制的に通気空間２２内の空気を異動させることにより、太陽電池Ｃの冷却を促し、さらに発電効率を高めることが可能である。通気空間２２内に導かれた空気は、その後、居住空間内に導いて暖房として利用したり、屋根の裏面に導いて融雪に利用したりすることができるが、夏期には単に外部に放出しても良い。なお、コネクター１０より導かれる導線も、通気空間２２内を通過させることができる。
【００１６】
また、壁パネルＡは図５、図６に示すような構成を採ることもできる。すなわち、ここで示した壁パネルＡは、受光面３を透明板２４の裏面に太陽電池Ｃを裏面に一体に貼着した太陽電池パネルＤによって形成し、太陽電池パネルＤの上端には太陽電池パネルＤとは別部材によって形成した雄型連結部１を配し、太陽電池パネルＤの下端には太陽電池パネルＤとは別部材によって形成し、下面４を擁する雌型連結部２を配し、さらに、雄型連結部１及び雌型連結部２の壁下地側に形成した係止部８、９によって耐火板７を係止し、雄型連結部１、雌型連結部２、太陽電池パネルＤ、下面４及び耐火板７に囲まれた空間を通気空間６とした壁パネルＡの例である。
【００１７】
透明板２４は、耐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Ｃを貼着することにより、太陽電池Ｃの寿命を大幅に延ばすことが可能である。コネクター１０は、太陽電池パネルＤの裏面で、通気空間６内に配されるものである。
【００１８】
また、ここで示した壁パネルＡの裏面側には、耐火板７を配するため、壁パネルＡを上下に連続して配することで耐火板７を連続させ、壁に発電機能、集熱機能の他に、防耐火性を同時に備えることができる。
【００１９】
なお、壁パネルＡは、図７に示すように、同じ形状の雄型連結部１、雌型連結部２と同じ形状を有する通常の壁パネル２５と組み合わせることで、壁面の一部を占めるようにすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る壁パネルの取付構造によれば、(1)受光面を上方に傾斜したので、発電効率が良い、(2)受光面の裏面の通気空間6を外部から取り入れた空気が流れるので、太陽電池が冷却され、高い発電効率を保つことができる、(3)通気空間6内で暖められた空気を居住空間の暖房や屋根の融雪等に有効に活用することができる、等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る壁パネルの一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る壁パネルの一例を示す説明図である。
【図３】太陽電池Ｃの構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る壁パネルの取付構造の一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る壁パネルの一例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る壁パネルの一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る壁パネルの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ 壁パネル
Ｂ 基材
Ｃ 太陽電池
Ｄ 太陽電池パネル
１ 雄型連結部
１ａ 固定面
２ 雌型連結部
３ 受光面
４ 下面
５ 通気孔
６ 通気空間
７ 耐火板
８ 係止部
９ 係止部
１０ コネクター
１１ 接着層
１２ 透明皮
１３ 接着層
１４ 光起電力素子層
１５ 接着層
１６ 透明皮
２１ 目地部材
２２ 通気空間
２３ 孔
２４ 透明板
２５ 通常の壁パネル
【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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