(57)【要約】【課題】屋根に設けた採光タイプの太陽電池パネルが均一に光を透過し、内部の人間に不快感を与えないようにした簡易休憩所を提供する。【解決手段】屋根に設ける太陽電池パネル２を、透光性の板材２２に小片形状に成型した太陽電池セル２４〜２６を交互に間隔をあけて縦方向および横方向に多数配設する。各々の太陽電池セル２４〜２６の隙間を透光部２３として外部からの光を内部に導光可能とする。また配設する太陽電池セル２４〜２６を小片形状に成型することで、太陽電池パネル２を透過した光の中に形成される太陽電池セル２４〜２６の影を小さくすることができ、太陽電池パネルを透過する光をより均一なものとすることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根に太陽電池パネルが設けられ、前記太陽電池パネルは透光性の板材に小片形状に成型された太陽電池セルが交互に間隔をあけて縦方向および横方向に多数配設され、各々の太陽電池セルの隙間を透光部として外部からの光を内部に導光可能としたことを特徴とする簡易休憩所。
【請求項２】
前記簡易休憩所が側壁を備えていない、または透光性の側壁を備え、かつ簡易休憩所の内部にベンチを備え、前記太陽電池パネルにより生起した電力を蓄電する蓄電部を前記ベンチの下部に設置したことを特徴とする請求項１に記載の簡易休憩所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で利用する人間の快適さと環境に配慮した屋外設置型の簡易休憩所を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外に設置される簡易休憩所として、東屋やパーゴラなど様々なものが従来より利用されており、近年の環境配慮重視の傾向からこれらに太陽電池を設けたものが用いられるようになっている。また、このような用途に用いられる太陽電池についても内部への採光に配慮したものなど種々の発明が開示されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、透光性を有し室外側に配置する板状の表面カバーと、透光性を有し室内側に配設する板状の裏面カバーとの間に、複数の太陽電池素子を配設して封入した透明充填材を配設して成る採光用太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子間に透光性のスペーサを配設するとともに、前記太陽電池素子の裏面と前記裏面カバーが位置する側の面との間に、前記太陽電池素子の外形より小さい着色カバーを配設したことを特徴とする採光用太陽電池モジュールが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の如き太陽電池パネルは、配設された太陽電池素子の間から外部の光を透過させて採光することができるが、太陽電池素子が大きいので、透過した光の内部に形成される影の部分が大きな模様のように形成され、視認する人間に見苦しさを与えるという問題点があった。また、この透過した光が人間に直接照射された場合には、照射された光部分と影部分がそれぞれ暖かさと涼しさを同時に感じさせ、不快感を与えるという問題点もあった。
【０００６】
そこで本発明は、屋根に設けた採光タイプの太陽電池パネルが均一に光を透過し、内部の人間に不快感を与えないようにした簡易休憩所を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。
すなわち本発明に係る簡易休憩所は、屋根に太陽電池パネルが設けられ、前記太陽電池パネルは透光性の板材に小片形状に成型された太陽電池セルが交互に間隔をあけて縦方向および横方向に多数配設され、各々の太陽電池セルの隙間を透光部として外部からの光を内部に導光可能としたことを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る簡易休憩所によれば、各々の太陽電池セルの隙間を透光部として外部からの光を内部に導光できるので、日中に内部を明るくすることができるとともに、内部の人間が太陽電池パネルを通して外部の明るさや天気を感じることができ、閉塞感を感じさせない。また、透光性の板材に小片形状に成型された太陽電池セルを交互に間隔をあけて縦方向および横方向に多数配設するので、太陽電池パネルを透過した光の中に形成される太陽電池セルの影を小さくすることができ、太陽電池パネルを透過する光をより均一なものとする。太陽電池セルを小片形状にして交互に間隔をあけて多数配置することで、太陽電池パネルを透過する光をより均一なものとするので、太陽電池パネルを透過した光が簡易休憩所内部の人間に直接照射される場合でも、光部分と影部分による暖かさと涼しさを同時に感じさせる違和感を緩和することができ、不快感を与えない。また、太陽電池セルを小片形状にして交互に間隔をあけて透光性の板材に配設するので、昼夜や季節による寒暖の差によって前記の板材が膨張、収縮しても、太陽電池セルを小さくしているため、板材との膨張収縮の大きさの差による変位が小さくなり、太陽電池セルが破壊されにくくなる。また、太陽電池を小片形状にして多数配設するので、一部の太陽電池が破壊されても太陽電池パネルの発電効率に与える影響を小さく抑えることができる。
【０００９】
また、簡易休憩所に側壁を設けないか透光性の側壁とすることで、内部の人間が周囲の景観をより明確に視認でき楽しむことができる。また、前記太陽電池パネルが発電した電力の蓄電部を簡易休憩所内部のベンチの下部に設置すれば、蓄電部を地下に埋設するなどの大掛かりな方法を講じなくとも、透光性の屋根や太陽電池パネルや側壁などによって得られる周囲の景観の視認性を蓄電部が妨げるという問題を解消できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る簡易休憩所によれば、屋根に設けた採光タイプの太陽電池パネルが均一な光を透過させ、内部の人間に不快感を与えない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は本発明に係る簡易休憩所の実施の一形態を示す外観図であり、図２は従来より用いられている採光タイプの太陽電池パネルの実施の一形態を示す平面図であり、図３は本発明に係る簡易休憩所に設ける太陽電池パネルの実施の一形態を示す平面図であり、図４は本発明に係る簡易休憩所の屋根の実施の一形態の要部断面図である。
【００１２】
図面において、１は屋根パネルである。屋根パネル１はポリカーボネート樹脂やガラスなどの透光性の材料で形成されており、日中に太陽光などの外の光を簡易休憩所内に導光することができる。また、近辺に街路灯などがある場合は、夜間にこれらの光を導光することも可能となっている。また、屋根パネル１を透明な材料で形成することで、屋根パネル１を通して空の景観を視認することができる。
【００１３】
２は太陽電池パネルである。太陽電池パネル２は透明なガラス製の板材２２に小片形状に成型した太陽電池セル２１を縦方向および横方向に交互に間隔をあけて配設して形成しており、配設された各太陽電池セル２１の隙間部分を透光部２３として光を透光可能としている。
【００１４】
従来の透光タイプの太陽電池パネル２は、図２に示すようにシリコンインゴットをスライスして成型したシリコンウエハーをそのままの大きさで用いて形成した太陽電池セルをそのまま太陽電池セル２１として用い、透光性の板材２２に交互に間隔をあけて複数配設している。このため、各太陽電池セル２１の大きさは標準的なもので一辺が１０ｃｍ程度となることから、太陽電池パネル２を透過した光に前記の大きさの太陽電池セル２１の影が形成され、目立つ模様を形作る。また、この透過光が人に直接照射された場合には、透光部２３による光部分と太陽電池セル２１による影部分がそれぞれ大きく形成されているので、各々が当たる箇所に暖かさと涼しさを同時に感じさせ、不快感を与える要因となる。また、この影響を小さくするために、透光部２３の幅の大きさを小さくすれば透過する光の量が少なくなるという欠点があった。
【００１５】
図３は、本発明に係る簡易休憩所に設ける太陽電池パネル２の実施の一形態を示す平面図であり、標準的な太陽電池セルを分割して、小片形状に成型した太陽電池セル２４〜２６を透光性の板材２２に配設したところが従来と異なる点である。配設した個々の太陽電池セル２４〜２６を小さく形成するため、その数が多くなり、透光部２３となる各太陽電池セル２４〜２６の間の隙間の大きさも小さくすることができる。これにより、太陽電池パネル２の透過光における透光部２３による光部分と太陽電池セル２４〜２６による影部分をそれぞれ小さくすることができるため、影部分により形成される模様を目立たなくすることができる。また透過光が直接人に照射されても、光部分と影部分の大きさがそれぞれ小さいので、太陽電池パネル２を透過する光をより均一なものとなり、各々が与える暖かさと涼しさの違いが認識されなくなり、不快感を与えない。太陽電池パネル２に透光性を与えるために、配設する太陽電池セル２１に光透過用の穴などをレーザーなどで形成する方法もあるが、加工が難しく、また形成した穴部分の太陽電池範囲が無駄になるという欠点があるが、本発明に係る太陽電池パネル２は既存の太陽電池セル２１を分割して太陽電池セル２４〜２６の小片形状として配設するので、これらの問題を生じない。また、太陽電池セル２４〜２６を小片形状にして交互に間隔をあけて透光性の板材に配設するので、昼夜や季節による寒暖の差によって前記の板材が膨張、収縮しても、太陽電池セル２４〜２６を小さくしているため、板材との膨張収縮の大きさの差による変位が小さくなり、太陽電池セル２４〜２６が破壊されにくくなる。また、太陽電池セル２４〜２６を小片形状にして多数配設するので、一部の太陽電池セル２４〜２６が破壊されても太陽電池パネル２全体の面積の中での小さな損失となり太陽電池パネル２の発電効率に与える影響を小さく抑えることができる。
【００１６】
本発明に係る太陽電池パネル２をより具体的に説明すると、円柱状の形状をした単結晶のシリコンインゴットを円形の板状に薄く切断する。このシリコンを並べて配設したときに形成される各隙間の面積を小さくするために、円形の上下左右の４箇所を直線状に切欠き八角形の板状のシリコンウエハーとして太陽電池セル２１を形成する。さらにこれを左右に３分割に切断して、左向きの台形に類似した六角形の太陽電池セル２４、長方形の太陽電池セル２５、右向きの台形に類似した六角形の太陽電池セル２６に成型する。この３種類の太陽電池セル２４〜２６を板材２２に縦方向および横方向に配設して太陽電池パネル２を形成する。このとき、図３に示すように横方向には左から太陽電池セル２４、２５、２６の順番を繰り返すように配設し、縦方向には同じ形状の太陽電池セルを配設することで、八角形の太陽電池セルが３分割されて配設されていることが目視して形状から理解できるように太陽電池パネル２が形成される。
【００１７】
本実施形態では、横方向に左から太陽電池セル２４、２５、２６の順番を繰り返すように配設し、縦方向に同じ形状の太陽電池セルを配設しているので、３分割する前の太陽電池セル２１を無駄なく利用できる。また、本実施形態では円柱状の単結晶シリコンインゴットから八角形の太陽電池セル２１を形成しているが、多結晶シリコンを用いた四角形の太陽電池セルを用いてもよい。しかし、八角形の太陽電池セル２１を３分割して形成した太陽電池セル２４〜２６を前記のように配設することで、太陽電池パネル２を目視してその形状から太陽電池が設けられていることを簡易休憩所の利用者に直感的に理解させることができる。このため、内部の利用者に対して環境に配慮した簡易休憩所であることをアピールする効果を得ることができる。簡易休憩所内部から屋根を見上げたときに太陽電池パネル２は逆光の環境下で目視されるので、太陽電池セル２４〜２６の色を認識するのは難しく、形状によって直感的に太陽電池であることを認識させる方法は特に有効である。また、発電効率においても単結晶シリコンを利用した八角形の太陽電池セルのほうが有利であり、太陽電池セル２１に単結晶シリコンを利用した八角形の太陽電池セルを用いるのが好ましい。また、本実施形態では八角形の太陽電池セルを３分割して小片形状としているが、２分割でもよく、４分割以上でもよい。例えば４分割する場合には、分割する方向を異ならせてそれぞれ縦と横に２分割させ五角形の小片形状を４個形成してもよいが、本実施形態のように分割する方向を同じにして、左向きの台形に類似した六角形の太陽電池セルと右向きの台形に類似した六角形の太陽電池セルで挟むように２個の長方形の太陽電池セルが形成されるように成型すれば、個々の太陽電池セルが細長い形状となるので、太陽電池パネル２を透過して光の中に形成される太陽電池セルの影が、あたかもよしずの下にいるように感じさせる。また、本実施形態における太陽電池パネル２に配設する太陽電池セル２４〜２６は、表面と裏面にそれぞれ異なる電極を設けた通常の太陽電池を用いて表面と裏面をそれぞれ電線で結線してもよいが、Ｐ型電極とＮ型電極がともに裏面に設けられているバックコンタクトタイプの太陽電池を用いれば、太陽電池セル２４〜２６を板材２２に全て配設した後に電線の結線を行うことができるので、製造時の効率が良く好ましい。
【００１８】
図４は、本発明に係る簡易休憩所の屋根の実施の一形態の要部断面図である。
最初に屋根パネル１の取付構造を説明すると、簡易休憩所の屋根ではアルミニウム押出形材にて形成された梁材７の上部に支持金具７１を複数個設置しボルトで固定する。支持金具７１には固定ボルト７２を螺結可能な雌ねじ部７３が上面に二箇所形成されており、これを上方向に向けて固定されている。屋根パネル１には固定ボルト７２が挿通可能な貫通穴が設けており、この貫通穴の位置を雌ねじ部７３の上部に合わせて屋根パネル１を支持金具７１の上部に載置し、その上方向から固定ボルト７２を雌ねじ部７３に螺結すれば、屋根パネル１が固定される。固定ボルト７２を螺結可能に形成した支持金具７１の上部の二箇所の雌ねじ部７３にそれぞれ異なる屋根パネル１を載置して固定することで、それらの屋根パネルが支持金具７１によって連結されて固定される。
【００１９】
次に太陽電池パネルの取付構造を説明すると、太陽電池パネル２の上面に透明なガラス製の保護パネル８２を重ね、その四辺をアルミニウム押出形材にて形成した枠材８の内周壁に設けた溝部に挿入し、固定して一体化させる。このとき、太陽電池パネル２と保護パネル８２の端部と、枠材８の溝部との間に端部保護材８４を被着させ、パネルの端部への浸水や破壊を防止する。その後、太陽電池パネル２に固定した向かい合う二辺の枠材８の外周壁に、取付金具８１をねじ８３で固定する。取付金具８１はＬの字状の断面に形成されており、Ｌの字の一辺に前記のねじ８３を挿通可能な穴部を形成しており、これと異なる辺に固定ボルト７２を挿通可能な穴部８４を形成している。枠材８に固定された取付金具８１の穴部８４を設けた一辺を屋根パネル１に当接させて載置し、その上から穴部８４を挿通させて固定ボルト７２を支持金具７１の雌ねじ部７３に螺結させることで、太陽電池パネル２が屋根パネル１の上部に隙間をあけて固定される。太陽電池パネル２が屋根パネル１の上部に隙間をあけて固定するので、直射日光を受けて温度が上昇した太陽電池パネル２の熱が直接簡易休憩所の内部に伝わらないので、夏場などにおいて簡易休憩所の内部温度の上昇が抑制される。また、屋根パネル１の固定位置に屋根パネル１の変わりに太陽電池パネル２を直接固定してもよいが、取付金具８１を介して屋根パネル１の上部に太陽電池パネル２を固定する構造とすることで、太陽電池パネル２を容易に取り外すことが可能となるので、故障や不具合発生した際の修理や交換をより簡単に行うことが可能となる。
【００２０】
また、図１に戻って示すように、３は側壁である。側壁３は透明な板材で形成しており、ポリカーボネート樹脂やガラスなどの材料で形成している。透光性の屋根パネル１を備えた簡易休憩所の側壁３を透明な材料で形成し周囲の視認性を向上させることで、簡易休憩所内をより開放的な空間とすることができる。また、本実施形態では簡易休憩所の三面の側壁３を透明な板材で設けているが、側壁３を設けなくても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
４はベンチであり、５は蓄電部であり、６は照明灯である。本実施形態では、太陽電池パネル２によって生起された電力を蓄電部５によって蓄え、蓄えた電力を照明灯６の点灯に用いている。蓄電部５をベンチ４の下に設置しているので、透光性の屋根や透明な側壁３によって得られる簡易休憩所内の開放的な雰囲気を壊すことがない。
【００２２】
本実施形態では蓄電部に蓄えた電力を照明灯６の点灯に用いているが、電力の用途はこれに限るものではなく、例えば簡易休憩所を喫煙所として運用する場合に、換気扇を稼働させるためなどに用いることも可能である。また、図１に示すように、本実施形態では簡易休憩所の屋根の横方向の全ての幅に亘るように太陽電池パネル２を４枚取り付けているが、必要な電力の量に応じて太陽電池パネル２の数を減らしてもよい。このような場合には、太陽電池セル２４〜２６を模したダミーの板材を配設したパネルを取り付けることで、意匠的に見栄えが低下することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る簡易休憩所の実施の一形態を示す外観図である。
【図２】従来より用いられている採光タイプの太陽電池パネルの実施の一形態を示す平面図である。
【図３】本発明に係る簡易休憩所に設ける太陽電池パネルの実施の一形態を示す平面図である。
【図４】本発明に係る簡易休憩所の屋根の実施の一形態の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    屋根パネル
２    太陽電池パネル
２１  太陽電池セル
２２  板材
２３  透光部
３    側壁
４    ベンチ
５    蓄電部
６    照明灯
７    梁材
７１  支持金具
７２  固定ボルト
７３  雌ねじ部
８    枠材
８１  取付金具
８２  保護パネル
８３  ねじ
８４  端部保護材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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