JP5735258B2

JP5735258B2 - 太陽光発電・緑化パネル

Info

Publication number: JP5735258B2
Application number: JP2010249409A
Authority: JP
Inventors: 池田　穣; 穣池田
Original assignee: Hazama Ando Corp
Current assignee: Hazama Ando Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2030-11-08
Also published as: JP2012102466A

Description

本発明は、建築物の地上部や、屋上、壁面などの緑化に使用する太陽光発電・緑化パネルに関する。

近年、建物の緑化が進められ、例えば、屋上、屋根、壁面などに植栽を施すことにより、建物の居住性の向上、街の景観の美化とともに、都市部の温暖化の防止が図られている。また、このような建物では、建物の屋上や屋根の上に太陽光発電設備を設置して、建物で使用する照明器具などの電気設備に電気を供給できるようにすることを併せて行うことも多くなっている。

ところで、建物の屋上や屋根などに植栽を施し、併せて太陽光発電設備を設置する場合、その設置作業に非常に多くの手間がかかるため、施工を簡略化するために、従来から、建物の所望の箇所に植栽を施すことのできる植栽パネル、及び太陽光発電設備を容易に設置することのできる太陽電池パネルが提案され、この種の植栽パネル、太陽電池パネルが例えば特許文献１などに記載されている。

この特許文献１の太陽電池パネルは上面が開口された箱形の第１の枠内に太陽光で発電する平板状の太陽電池が強化ガラスでラミネートされた太陽光発電モジュールが設けられて形成される。植栽パネルは太陽電池パネルの第１の枠と平面形状が同寸法の第２の枠内に緑化植物が植栽された植栽層や植栽層の下方に緑化植物に水や養分を供給するための培養土などからなる土壌層などが設けられて形成される。これら複数の太陽電池パネル及び植栽パネルがそれぞれ建物の屋根などの設置面に複数のレールを介して敷設されるようになっている。
このようにして第１の枠を有する太陽電池パネルと、第１の枠と平面形状が同寸法の第２の枠を有する植栽パネルが、建物の屋根面に複数敷設されるので、太陽光発電を効率良く行うことができるとともに緑化の増大を図ることができ、また、太陽電池パネルと植栽パネルとを自在に組み合わせて敷設することによって、容易に所望の屋根構造とすることができ、美観にも非常に優れた建物とすることが可能となっている。

特開２００５−２８２２１１公報

しかしながら、上記従来の太陽電池パネルや植栽パネルでは、建物の屋上や屋根、あるいは壁面などの設置面に平面的に敷設されるため、設置面の面積は限られており、設置面の大きさによっては太陽電池パネルと植栽パネルのどちら一方を選択して敷設するか、又は太陽電池パネルの割合と植栽パネルの割合を増減して、太陽電池パネルと植栽パネルを分けて敷設しなければならない。このため、太陽電池パネルを選択するか又は太陽電池パネルの割合を多くしようとすると、植栽パネルの修景効果を利用することができないか又は植栽パネルによる修景効果は低下せざるを得ず、反対に、植栽パネルを選択するか又は植栽パネルの割合を多くしようとすると、太陽電池パネルの発電機能を利用することができないか、又は太陽電池パネルの発電能力は低下せざるを得ないことになり、どちらにしても好ましくない。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、太陽光発電パネル及び緑化パネルを共に建物の屋上や屋根あるいは壁面などの設置面に最大限に敷設して、太陽光発電パネルによる発電作用と緑化パネルによる修景効果を最大限に発揮させることのできる太陽光発電・緑化パネルを提供すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の太陽光発電・緑化パネルは、複数の太陽電池セルが光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂製のシート状ケースにより被覆されて全体がパネル状に構成され、前記シート状ケースの一部に水を通過させるための穴を有する光透過型の太陽光発電パネルと、緑化植物の植栽層と前記植栽層を保持するための保持フレームとからなり、全体としてパネル状に形成される緑化パネルとを備え、前記太陽光発電パネル及び前記緑化パネルを設置する設置面に、前記太陽光発電パネルを上段に、前記緑化パネルを下段にして設置される、ことを要旨とする。
また、この太陽光発電・緑化パネルは、次のような構成を備えることが好ましい。
（１）太陽光発電パネルの光透過率は６０パーセント以上とする。
（２）光透過型の太陽光発電パネルにより発電された電力を充電するための充電器を併せて備える。
（３）光透過型の太陽光発電パネルにより発電された電力により駆動する電気設備を併せて備える。

本発明の太陽光発電・緑化パネルは、上記の構成により、光透過型の太陽光発電パネルと、緑化パネルとを備え、太陽光発電パネルは、複数の太陽電池セルが光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂製のシート状ケースにより被覆されて全体がパネル状に構成され、シート状ケースの一部に水を通過させるための穴が設けられ、緑化パネルは、緑化植物の植栽層と植栽層を保持するための保持フレームとからなり、全体としてパネル状に形成され、太陽光発電パネル及び緑化パネルを設置する設置面に、太陽光発電パネルを上段に、緑化パネルを下段にして設置されるので、日中の太陽光を上段の太陽光発電パネルを通して、下段の緑化パネルの緑化植物に照射し、また、太陽光発電パネルの水を通過させるための穴を通して植栽層に潅水することにより、緑化植物の育成を図ることができるようにして、上段の太陽光発電パネルを通して下段の緑化パネルの緑化植物を見せることができ、また、太陽光発電パネルと緑化パネルとを一つのユニットとして設置したりまた別体として設置したりすることができ、この太陽光発電・緑化パネルを建物の屋上や屋根あるいは壁面などの設置面に最大限に敷設して、太陽光発電パネルによる発電作用と緑化パネルによる修景効果を最大限に発揮させることができる、という格別な効果を奏する。

本発明の一実施の形態における太陽光発電・緑化パネルを示す概略斜視図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。図１に太陽光発電・緑化パネルを示している。図１に示すように、この太陽光発電・緑化パネル１は、複数の太陽電池セル２１が光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂材２２により被覆されてなる光透過率６０パーセント以上の光透過型の太陽光発電パネル２と、緑化植物３１が植栽された植栽層を有する緑化パネル３とを備えて構成される。

光透過型の太陽光発電パネル２は、多数の微小な球状の太陽電池セルが光を透過可能に配列されて電気的に接続され、ポリカーボネイトやアクリルなど透明で耐候性を有する合成樹脂製のシート状ケースにコーティングされてなる太陽電池モジュールが採用され、この場合、この太陽電池モジュールに、特許第３９３８９０８号公報や特許第３２６２１７４号公報に開示された太陽電池装置が利用される。この太陽電池装置は、上記各公報に記載されたとおり、半導体の球状結晶の表面に拡散層及びｐｎ接合と１対の電極を形成した球状太陽電池セルを１列状に並べて電気的に直列接続してなる太陽電池アレイを複数列平行に略矩形の光透過性のケースに埋設状に収容して、全体がパネル状に構成される。この場合、直径１．８ｍｍの球状太陽電池セルが１６２０個用いられ、配線とともに、１３０ｍｍ×１３０ｍｍの大きさのポリカーボネイト製の矩形の平板に埋設される。２５℃の条件下で、放射照度１０００Ｗ／ｍ²の垂直入射のとき、最適動作電流１０６．９ｍＡ、最適動作電圧４．９５Ｖ、最大出力０．５２Ｗとなる。光透過型の太陽電池装置として透過率約６０パーセント、太陽の方向に対するパネルの設置角度を選ばないものとなっている。

また、この太陽光発電パネル２の場合、パネル（シート状ケース）の一部に、水を通過させるための穴が具備される。この場合、穴はパネル（シート状ケース）上面から下面に貫通して形成される。また、穴は比較的大きな穴にしてパネル（シート状ケース）の平面に１箇所又は数箇所設けられてもよく、また多数の小さな穴にしてパネル（シート状ケース）の平面に部分的に又は全体に亘って形成されてもよい。

緑化パネル３は緑化植物３１の植栽層とこの植栽層を保持するための保持フレームとからなり、全体としてパネル形状に形成される。この場合、緑化植物３１に耐陰性植物のタマリュウなどが採用される。また、この緑化パネル３は、既述の太陽光発電パネル２と一体的に形成されてもよく、太陽光発電パネル２に対して別体に形成されてもよい。前者の場合、緑化パネル３は太陽光発電パネル２と同一のパネルにより、太陽光発電パネル２と略同じ大きさの平面形状に形成され、太陽電池モジュールが上段に、植栽層が下段に、太陽電池モジュールと植栽との間に所定の間隔を設けて上下２段の一体的なユニットとして形成される。後者の場合、緑化パネル３は太陽光発電パネル２と略同じ大きさの平面形状に、又は太陽光発電パネル２よりも大きい若しくは小さい平面形状に形成される。

また、この太陽光発電・緑化パネル１には、太陽光発電パネル２により発電された電力を充電するための充電器、及びこの太陽光発電パネル２により発電された電力により駆動する電気設備を併せて備える。この場合、充電器に電解コンデンサー４、電気設備としてＬＥＤ照明装置５が採用され、これら電解コンデンサー４、ＬＥＤ照明装置５は明暗センサー６と組み合わせて、太陽光発電パネル２に接続され、日中の太陽光発電パネル２により発電された電力を電解コンデンサー４に蓄電し、明暗センサー６で太陽光発電・緑化パネル１周囲の明るさを検知して、夜間にＬＥＤ照明装置５を点灯させるように制御される。なお、この電解コンデンサー４の場合、放電可能時間は５時間程で、１個の電圧は２．５Ｖであり、３個の電解コンデンサーを直列に接続することで、７．５Ｖを確保し、太陽光発電パネル２の最適動作電圧に対応する。ＬＥＤ照明装置５にはＬＥＤ豆電球などが使用される。

このようにして太陽光発電・緑化パネル１は形成され、複数の太陽光発電パネル２及び緑化パネル３はこれらパネル２、３が設置される設置面に、太陽光発電パネル２を上段に、緑化パネル３を下段にして敷設される。太陽光発電パネル２と緑化パネル３が一つのユニットとして一体的に形成される場合、既に、太陽光発電パネル２が上段に、緑化パネル３が下段に設置されているので、この場合は、複数のユニットを設置面全体に相互に隣接して敷設すればよい。これらユニットの敷設に当たり、必要に応じて、支持フレームや台座などが使用される。太陽光発電パネル２と緑化パネル３が別体に形成される場合は、まず、緑化パネル３を設置面全体に相互に隣接して敷設する。これら緑化パネル３の敷設に当たり、必要に応じて、支持フレームや台座などが使用される。これら緑化パネル３の敷設につづいて、これら緑化パネル３の直上に所定の間隔を設けて複数の太陽光発電パネル２を配置する。これら太陽光発電パネル２の配置に当たり、支持フレームなどが使用される。

このように太陽光発電・緑化パネル１では、複数の太陽光発電パネル２及び緑化パネル３が設置面に上下２段にして敷設されることで、限られた面積の設置面を有効に活用して、当該設置面に可及的に多くの太陽光発電パネル２と緑化パネル３を同数ずつ又は同じ割合で設置することができる。そして、この太陽光発電パネル２の場合、光の透過率が６０パーセントになっているので、上段の各太陽光発電パネル２が日中の太陽光を遮断することがなく、下段の各緑化パネル３の緑化植物３１に日中の太陽光を照射して緑化植物３１を育成することができ、また、下段の各緑化パネル３は、上段の各太陽光発電パネル２の上から透けて見え、また、各緑化パネル３と各太陽光発電パネル２との間からも見えるので、各緑化パネル３の有する修景効果もまた十分に維持することができる。また、この場合、上段の各太陽光発電パネル２の一部に、水を通過させるための穴が設けられているので、雨天の際に、雨水がパネルの各穴を通して下段の各緑化パネル３に当たったり、各太陽光発電パネル２に溜まった水が各穴を通して各緑化パネル３に流れ落ちたりして、緑化植物３１に潅水することができる。

さらに、この太陽光発電・緑化パネル１では、各太陽光発電パネル２に電解コンデンサー４、ＬＥＤ照明装置５が明暗センサー６と組み合わせて接続され、日中の太陽光発電パネル２により発電された電力を電解コンデンサー４に蓄電し、明暗センサー６で太陽光発電・緑化パネル１の設置面の明るさを検知して、夜間にＬＥＤ照明装置５を点灯させるように制御されるので、夜間に、ＬＥＤ照明装置５の光で各緑化植物３１を照らして、各緑化植物３１を光らせ、夜間においても美観を向上させることができる。

以上説明したように、この太陽光発電・緑化パネル１では、太陽光発電パネル２及び緑化パネル３を設置する設置面に、複数の太陽電池セル２１が光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂材２２により被覆されてなる光透過率６０パーセント以上の光透過型の太陽光発電パネル２を上段に、緑化植物３１が植栽された植栽層を有する緑化パネル３を下段にして設置することにより、太陽光発電パネル２及び緑化パネル３を共に建物の屋上や屋根あるいは壁面などの設置面に最大限に敷設して、太陽光発電パネル２による発電作用と緑化パネル３による修景効果を最大限に発揮させることができる。

また、この太陽光発電・緑化パネル１によれば、光透過型の太陽光発電パネル２は、複数の微小な球状の太陽電池セルが光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂製のシート状ケースに被覆されてなる太陽電池モジュールが採用されるので、光の透過性に優れ、日中の太陽光を上段の各太陽光発電パネル２を通して、下段の各緑化パネル３の緑化植物３１に照射し、緑化植物３１の育成を図ることができ、併せて、上段の各太陽光発電パネル２を通して下段の各緑化パネル３が透けて見え、さらに、各緑化パネル３と各太陽光発電パネル２との間からも下段の各緑化パネル３を見ることができるので、各緑化パネル３の有する修景効果もまた十分に維持することができる。さらに、この太陽光発電パネル２の一部に、水を通過させるための穴を具備するので、雨天の際に、各パネルの穴を通して、下段の各緑化パネル３の緑化植物３１に潅水することができる。

さらに、この太陽光発電・緑化パネル１によれば、各太陽光発電パネル２に電解コンデンサー４、ＬＥＤ照明装置５が明暗センサー６と組み合わせて接続され、日中の太陽光発電パネル２により発電された電力を電解コンデンサー４に蓄電し、明暗センサー６で太陽光発電・緑化パネル１の設置面の明るさを検知して、夜間にＬＥＤ照明装置５を点灯させるようにしたので、夜間に、ＬＥＤ照明装置５の光で各緑化パネル３の緑化植物３１を照らすことにより、各緑化パネル３の緑化面を光らせて美観を向上させ、また、各緑化植物３１の育成を図ることができる。

なお、この実施の形態では、太陽光発電パネル２により発電された電力を充電するための充電器として、電解コンデンサーを併せて備えたが、この種の太陽光発電装置に通常使用する公知の他の充電装置に代えることもできる。また、この太陽光発電パネル２により発電された電力により駆動する電気設備としてＬＥＤ照明装置を併せて備えたが、太陽光発電パネルにより発電された電力はこの用途に限られるものではなく、この電力を例えば音響システムなどに利用してもよく、また、建物に使用する各種の設備に使用することもできる。

１太陽光発電・緑化パネル
２太陽光発電パネル
２１太陽電池セル
２２合成樹脂材
３緑化パネル
３１緑化植物
４電解コンデンサー
５ＬＥＤ照明装置（ＬＥＤ豆電球）
６明暗センサー

Claims

複数の太陽電池セルが光を透過可能に配列されて電気的に接続され、透明な合成樹脂製のシート状ケースにより被覆されて全体がパネル状に構成され、前記シート状ケースの一部に水を通過させるための穴を有する光透過型の太陽光発電パネルと、
緑化植物の植栽層と前記植栽層を保持するための保持フレームとからなり、全体としてパネル状に形成される緑化パネルと、
を備え、
前記太陽光発電パネル及び前記緑化パネルを設置する設置面に、前記太陽光発電パネルを上段に、前記緑化パネルを下段にして設置される、
ことを特徴とする太陽光発電・緑化パネル。
太陽光発電パネルの光透過率は６０パーセント以上とする請求項１に記載の太陽光発電・緑化パネル。
光透過型の太陽光発電パネルにより発電された電力を充電するための充電器を併せて備える請求項１又は２に記載の太陽光発電・緑化パネル。
光透過型の太陽光発電パネルにより発電された電力により駆動する電気設備を併せて備える請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽光発電・緑化パネル。