JP3736984B2

JP3736984B2 - 太陽電池付建物

Info

Publication number: JP3736984B2
Application number: JP06853999A
Authority: JP
Inventors: 博之梅田
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP2000265632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光で発電するための太陽電池が取り付けられた太陽電池付建物に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、環境や生態系に悪影響を与えないエネルギーとして太陽エネルギーが知られており、この太陽エネルギーを変換して電気や温水として利用できるようにする太陽電池等の太陽電池エネルギー変換装置がある。このような装置は、建物の屋根に設置するのが一般的である。
そして、太陽電池は、屋根に設置するにあたり、水による漏電や短絡等の事故を未然に防止する必要があり、太陽電池であるソーラーセルを平板状の完全防水ケースの内部に納めて太陽電池パネルとして設置するのが好ましい。この太陽電池パネルは、一枚で所定の電圧および電力が得られるように、所定枚数のソーラーセルを有するものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような太陽電池パネルでは、同一形状のものを複数枚屋根に張り付けて所定の電圧および電力が得られるようにしているので、屋根の寸法や形状によっては、太陽電池パネルの設置が行えない余白部分が生じ、数値上は十分な面積を有する屋根でありがら、十分な電力を得ることができないという問題がある。
このような余白部分が大きくなると、当該余白部分を通常の屋根葺材で葺かなければならないので、その屋根葺き作業と防水処理作業によって現場作業が増大し、屋根の組立作業が繁雑になるという問題も発生する。
【０００４】
また、出力電圧が必要電圧となるように、所定枚数の太陽電池パネルが直列に接続され、これら所定枚数の太陽電池パネルで一つの太陽電池グループを形成し、発電すべき電力量に応じた数の太陽電池グループを屋根面に設けている。
ここで、屋根面に設置可能な枚数が一太陽電池グループの整数倍となっていないと、太陽電池グループを形成しないことから、発電に寄与しない太陽電池パネルが生じてしまう。
このような発電に寄与しない太陽電池パネルは、屋根面に設置されないので、屋根面の寸法や形状が太陽電池パネルに対応していても、設置可能な太陽電池パネルの数が太陽電池グループの数に対応していなければ、屋根面に余白部分が生じてしまい、屋根面を最大限有効に活用できないという問題がある。
【０００５】
さらに、特開平１０−１２９１１号公報に示されるように、三角形や台形に形成された太陽電池パネルが知られているが、形状によって、内蔵されるソーラーセルの数が異なり、その出力電圧も相違している。このため、このような太陽電池パネルを採用すると、太陽電池パネルの電気的な接続をするにあたり、並列接続する場合は、出力電圧が均等になるように接続する必要がある等、電気的な取り扱いが煩雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、太陽電池パネルの電気的な取り扱いを煩雑にすることなく、太陽電池パネルが配置されない余白部分を少なくし、屋根面全部の有効利用が可能となる太陽電池付建物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、太陽光を電力に変換するために、その屋根面に複数の太陽電池パネルが設けられている太陽電池付建物であって、前記複数の太陽電池パネルを組み合わせることにより、電力会社からの電力で駆動される電気機器に電力を供給する汎用太陽電池グループと、前記全太陽電池パネルのうち前記汎用太陽電池グループ以外の半端な太陽電池パネルからなる専用太陽電池グループとが設けられ、汎用太陽電池グループの出力電圧とは異なる出力電圧の前記専用太陽電池グループによって、特定の電気機器に電力が供給されることを特徴とする太陽電池付建物である。
そして、前記屋根面の主要部分に、前記汎用太陽電池グループに属する太陽電池パネルが設けられ、前記屋根面の残りの部分に、前記専用太陽電池グループに属する太陽電池パネルが設けられていること、
前記専用太陽電池グループに属する前記太陽電池パネルは、前記特定の電気機器である換気装置に電力を供給していること、
前記特定の電気機器として、二次電池を備えた電気機器が設けられ、この電気機器の前記二次電池は、前記専用太陽電池グループに属する前記太陽電池パネルが供給する電力で充電されること、
前記特定の電気機器として、前記二次電池が設けられた電気自動車を備えていることも特徴である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る建物１が示されている。この建物１の屋根４は、棟の両側から下方に傾斜した長方形状の屋根面４Ｓ、４Ｎを有する切妻屋根である。このうち、南側の屋根面４Ｓの上に、複数の太陽電池パネル１０が、横７列縦５列に配列されている。
なお、屋根４は図示しない複数の屋根パネルで形成されている。これらの屋根パネルは、予め工場で製作されたものであり、図示しないレール状の取付部材を介して前述の太陽電池パネル１０が取り付けられている。
太陽電池パネル１０は、正方形状に形成された標準的な太陽電池パネル１０Ａである。太陽電池パネル１０Ａの一辺は、寸法ａに設定されている。
この太陽電池パネル１０Ａの面積は、太陽光を所定の条件で受けたときに、所定の電圧で所定の電流を出力するように設定されている。
【００１３】
太陽電池パネル１０Ａは、横方向の２列ごとに１つの汎用太陽電池グループを形成している。
すなわち、図中左端の２列に配列された１０枚の太陽電池パネル１０Ａは、第１の汎用太陽電池グループＧ１を形成している。
第１の汎用太陽電池グループＧ１の図中右隣の２列に配列された１０枚の太陽電池パネル１０Ａは、第２の汎用太陽電池グループＧ２を形成している。
第２の汎用太陽電池グループＧ２の図中右隣の２列に配列された１０枚の太陽電池パネル１０Ａは、第３の汎用太陽電池グループＧ３を形成している。
そして、残りの一列に配列された５枚の太陽電池パネル１０Ａは、専用太陽電池グループＳを形成している。
この際、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３に属する太陽電池パネル１０Ａは、屋根面４Ｓの主要部分に設けられており、屋根面４Ｓの残りの部分に、専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０Ａが設けられている。
【００１４】
建物１の内部には、電力会社からの交流電力を受ける受電手段である受電盤１１と、建物内部の電気機器の各々に電力を分配する分電盤１２Ａ，１２Ｂと、太陽電池パネル１０が発生する直流電力を交流電力に変換するインバータ１４と、太陽電池パネル１０からの電流が逆流することを防止するとともに、サージを吸収するための接続箱１５Ａ，１５Ｂと、トイレの換気を行うための換気装置１７とが設けられている。
また、建物１には、その外壁に沿って、電気自動車１９を収納するためのカーポート５が設けられている。このカーポート５に面する外壁面には、電気自動車１９と電気的に接続されるコネクタ６を収納するためのコネクタボックス７が設けられている。
【００１５】
図２には、建物１における電力の供給系統が示されている。
図２において、電力会社からの交流電力は、受電盤１１に設けられた電力計１１Ａおよびブレーカ１１Ｂを介して分電盤１２Ａに供給されている。この分電盤１２Ａから建物１の各部に設けられたコンセント（図示略）に交流電力が供給され、不特定の電気機器に電力が供給されるようになっている。
ここで、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３に属する太陽電池パネル１０Ａが発生する電力は、接続箱１５Ａおよびインバータ１４を介して分電盤１２Ａに供給されている。これにより、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３からの電力も、不特定の電気機器に供給されるようになっている。
【００１６】
一方、専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０Ａが発生する電力は、接続箱１５Ｂを通じて分電盤１２Ｂに供給されている。この分電盤１２Ｂを通じて、特定の電気機器としての換気装置１７および電気自動車１９に、専用太陽電池グループＳからの電力が供給されるようになっている。
電気自動車１９には、充放電が可能な二次電池１９Ａが設けられている。この二次電池１９Ａは、専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０が供給する電力で充電されるようになっている。
【００１７】
このような本実施形態の建物１では、夜明けから日没までの昼間時に、太陽光で発電した電力が建物１の各電気機器に供給される。
ここで、昼間時には、専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０により、トイレの換気装置１７は、止まらずに連続運転されるとともに、電気自動車１９の二次電池１９Ａは、連続的に充電される。これにより、専用太陽電池グループＳが出力する瞬間的な電力量では、電気自動車１９を駆動できなくとも、その二次電池１９Ａに、その電力を蓄えておくので、専用太陽電池グループＳが発生した電力で電気自動車１９の駆動が可能となる。
【００１８】
前述のような本実施例によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、複数の太陽電池パネルを組み合わせて、不特定の電気機器に電力を供給する汎用太陽電池グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３と、特定の電気機器に電力を供給する専用太陽電池グループＳとを形成するようにしたので、屋根面４Ｓ全体を太陽電池パネル１０で覆った結果、一グループを形成しない半端な数の太陽電池パネル１０が生じても、この半端な数の太陽電池パネルで専用太陽電池グループＳを形成することができる。
そして、この専用太陽電池グループＳで、その発生電力に応じた容量の電気機器を駆動することが可能となり、屋根面４Ｓ全体を有効利用できる。
しかも、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３の出力電圧と、専用太陽電池グループＳの出力電圧とが相違していても、何ら問題が生じないので、太陽電池パネル１０の電気的な取り扱いが煩雑にならない。
【００１９】
また、屋根面４Ｓの主要部分に、汎用太陽電池グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３に属する太陽電池パネルを配置し、汎用太陽電池グループに属する太陽電池パネルを配置した屋根の残りの部分に専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０を配置するようにしたので、屋根面４Ｓの主要部分には、十分な数の太陽電池パネル１０が設置されるようになり、汎用太陽電池グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３は、十分な受光面が確保され、不特定の電気機器を駆動するために、十分な電力を発生できるようになる。
一方、屋根面４Ｓの残りの部分に設置された専用太陽電池グループＳの太陽電池パネル１０は、その枚数が少なくとも、その発生電力に応じた容量の電気器具を駆動すればよいので、その発生電力に応じた電気器具の電力が不足することはなくなるため屋根面４Ｓ全体をさらに有効に利用できる。
【００２０】
さらに、専用太陽電池グループＳに属する太陽電池パネル１０が発生する電力を、消費電力が比較的小さい換気装置１７に供給するようにしたので、太陽電池パネル１０の設置枚数が少ない専用太陽電池グループＳでも換気装置１７を駆動することができ、専用太陽電池グループＳが発生する電力が無駄にならない。
【００２１】
また、特定の電気機器として、二次電池１９Ａを備えた電気自動車１９に、専用太陽電池グループＳに属する前記太陽電池パネル１０が供給する電力を供給し、この電力で二次電池１９Ａの充電を行うようにしたので、専用太陽電池グループＳが出力する瞬間的な電力では、電気自動車１９を駆動することができなくとも、二次電池１９Ａに、その電力が蓄えられることから、専用太陽電池グループＳが発生した電力で電気自動車１９を駆動することができる。
【００２２】
さらに、休日に自動車１９を利用する一般家庭では、平日に時間をかけて電気自動車１９の充電が行え、瞬間的に出力する電力量が小さい専用太陽電池グループＳでも、電気自動車１９の大容量の二次電池１９Ａを充電することが可能となり、この点からも専用太陽電池グループＳの電力を有効に利用できる。
【００２３】
図３には、本発明の第２実施形態が示されている。
本第２実施形態は、前記第１実施形態における同一面積、同一形状の太陽電池パネル１０で汎用太陽電池グループおよび専用太陽電池グループを形成したのを、互いに面積および形状が相違する太陽電池パネル１０で汎用太陽電池グループおよび専用太陽電池グループを形成したものである。
すなわち、建物１の屋根４Ａは、東西南北のそれぞれに面した四つ屋根面４Ｅ，４Ｗ，４Ｓ，４Ｎを有する寄棟式の屋根となっている。このうち、屋根面４Ｓの主要部分には、３６枚の標準的な太陽電池パネル１０Ａが設けられている。
これらの太陽電池パネル１０Ａは、１２枚ずつ三つのグループに分けられ、それぞれのグループが汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３となっている。
屋根面４Ｓの残りの部分には、三角形状の太陽電池パネル１０Ｂが４枚と、長辺および短辺を有する長方形状の太陽電池パネル１０Ｃとが３枚設けられ、これらの太陽電池パネル１０Ｂおよび太陽電池パネル１０Ｃが専用太陽電池グループＳを形成している。
汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３および専用太陽電池グループＳは、前記第１実施形態と同様に、不特定の電気機器および特定の電気機器にそれぞれ電力を供給するようになっている。
【００２４】
このような本第２実施形態によっても、前記第１実施形態と同様な作用・効果が得られる他、専用太陽電池グループＳの太陽電池パネル１０Ｂおよび太陽電池パネル１０Ｃを、標準的な太陽電池パネル１０Ａとは、形状の異なるものとしたので、主要部分以外の余白部分の形状が異なるため、標準的な太陽電池パネル１０が設置できなくとも、太陽電池パネル１０Ｂ，１０Ｃが余白部分に設置可能となるので、屋根面４Ｓを有効利用できる。
【００２５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲であれば、次に示すような変形等をも含むものである。
例えば、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３および専用太陽電池グループＳを構成する太陽電池パネル１０の数は、上述した数に限らず、汎用太陽電池グループＧ１〜Ｇ３については、１０枚前後に適宜設定でき、専用太陽電池グループＳについては、特定の電気機器が必要とする電力に応じて設定すればよい。
【００２６】
また、太陽電池パネル１０の形状としては、正方形、長方形および三角形に限らず、台形、平行四辺形および六角形等の他の形状でもよく、正方形の太陽電池パネルが設置できない余白部分の形状に応じて適宜選択できる。
【００２７】
さらに、トイレ換気等の換気装置には、二次電池を組み込んでもよく、このようにすれば、昼間は、専用太陽電池グループが発生する電力で、換気装置の駆動および二次電池の充電が行え、夜間は、二次電池に蓄えられた電力で換気装置の駆動が行え、これにより、換気装置は、２４時間の連続運転が可能となる。
また、屋根４としては、切妻式および寄棟式のものに限らず、陸屋根等の他の形式の屋根でもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、太陽電池パネルの電気的な取り扱いを煩雑にすることなく、太陽電池パネルが配置されない余白部分が減少し、屋根面全部を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る建物を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態における電力の供給系統を示す系統図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る建物を示す斜視図である。
【符号の説明】
１太陽電池付建物
４,４Ａ屋根
４Ｓ屋根面
１０太陽電池パネル
１７特定の電気機器としての換気装置
１９二次電池を備えた電気機器である電気自動車
１９Ａ二次電池
Ｇ１〜Ｇ３汎用太陽電池グループ
Ｓ専用太陽電池グループ

Claims

太陽光を電力に変換するために、その屋根面に複数の太陽電池パネルが設けられている太陽電池付建物であって、
前記複数の太陽電池パネルを組み合わせることにより、電力会社からの電力で駆動される電気機器に電力を供給する汎用太陽電池グループと、前記全太陽電池パネルのうち前記汎用太陽電池グループ以外の半端な太陽電池パネルからなる専用太陽電池グループとが設けられ、汎用太陽電池グループの出力電圧とは異なる出力電圧の前記専用太陽電池グループによって、特定の電気機器に電力が供給されることを特徴とする太陽電池付建物。
請求項１に記載の太陽電池付建物において、前記屋根面の主要部分に、前記汎用太陽電池グループに属する太陽電池パネルが設けられ、前記屋根面の残りの部分に、前記専用太陽電池グループに属する太陽電池パネルが設けられていることを特徴とする太陽電池付建物。
請求項１または請求項２に記載の太陽電池付建物において、前記専用太陽電池グループに属する前記太陽電池パネルは、前記特定の電気機器である換気装置に電力を供給していることを特徴とする太陽電池付建物。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の太陽電池付建物において、前記特定の電気機器として、二次電池を備えた電気機器が設けられ、この電気機器の前記二次電池は、前記専用太陽電池グループに属する前記太陽電池パネルが供給する電力で充電されることを特徴とする太陽電池付建物。
請求項４に記載の太陽電池付建物において、前記特定の電気機器として、前記二次電池が設けられた電気自動車を備えていることを特徴とする太陽電池付建物。