パネル構造物及び水分検知方法
【課題】基板表面の水分のみを測定できるパネル構造物及び水分検知方法を提供する。
【解決手段】本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に設置される電池膜１２と、ガラス基板１１と電池膜１２との外表面を被覆する封止材１３とからなるパネル構造物であって、ガラス基板１１の外表面に設けられ、ガラス基板１１の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置１４Ａを備えてなる。水分検知装置１４Ａは、ガラス基板１１の表面に設けられる第一の導電部２１と、第一の導電部２１の上部に設けられる絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に設けられる第二の導電部２３とを有する。水分２５がガラス基板１１と封止材１３との隙間から侵入することで、第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に水膜が形成され、腐食電流が発生する。この腐食電流を検知することでガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知できる。
【解決手段】本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に設置される電池膜１２と、ガラス基板１１と電池膜１２との外表面を被覆する封止材１３とからなるパネル構造物であって、ガラス基板１１の外表面に設けられ、ガラス基板１１の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置１４Ａを備えてなる。水分検知装置１４Ａは、ガラス基板１１の表面に設けられる第一の導電部２１と、第一の導電部２１の上部に設けられる絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に設けられる第二の導電部２３とを有する。水分２５がガラス基板１１と封止材１３との隙間から侵入することで、第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に水膜が形成され、腐食電流が発生する。この腐食電流を検知することでガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面の水分侵入を検知するパネル構造物及び水分検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、屋外等に設置される種々のパネル構造物では、パネル構造物の外表面はシール剤や封止材等により被覆され保護されているが、シール剤や塗料などの封止材は水分を透過する性質があり、経時変化によってパネル構造物の外表面と封止材との間から基板表面に水分が侵入し、腐食が発生しパネル構造物の性能が劣化するという問題がある。さらに、パネル構造物が太陽電池パネルである場合、基板表面に浸入した水分が発電膜までに水路を形成し、発電に伴って陰極側で、水の電気分解が発生し、水素とアルカリ成分が発生する。この電気分解反応によりシール剤や封止材、発電膜（パネル構造物本体）に腐食、変質といった問題が発生し、パネル構造物の性能の劣化が懸念されている。そのため、こうした屋外等に設置されるパネル構造物の密閉空間における基板表面に、水分が侵入しているか否かを検知する必要がある。
【０００３】
パネル構造物の表面を非接触、かつオンラインで連続して分析することが可能な水分検知方法として、例えば反射赤外吸収分光法、ラマン散乱分光法などがある。また、その他の水分検知方法としては、原子力プラントの炉内環境に貴金属（金属）を注入し、その注入された貴金属、金属が構造物にどの程度付着するかを定量的にモニタリングするセンサを用いて水質管理を行う方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パネル構造物の表面の水分の侵入を検知する際、シール剤や封止材は水分を透過し易いため、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Acetate）、塗料などの封止材、シール剤中の水分を測定しているのか、あるいはガラス面あるいは金属面等の基板表面の水分を測定しているのか判別することができなかった。そのため、従来から用いられている水分検知方法では、封止材で覆われているパネル構造物の基板表面の水分のみを検知することができなかった、という問題がある。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、基板表面の水分のみを測定することが可能なパネル構造物及び水分検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材とからなるパネル構造物であって、前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置を備えてなり、前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、前記基板の表面の水分を検知することを特徴とするパネル構造物にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板が前記第一の導電部として用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記絶縁部が前記第一の導電部の表面に絶縁層として形成され、前記絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明において、前記絶縁部が前記基板及び前記第一の導電部の表面を覆うように設けられる絶縁層であり、前記第一の導電部上に積層される絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明において、前記基板の表面を覆うように導電層を設け、前記導電層の表面の一部に前記基板まで貫通した窪み部を形成し、前記窪み部の内壁に絶縁部を設け、前記窪み部内の前記基板上に前記第一の導電部を形成すると共に、前記窪み部内の前記第一の導電部の上部に更に所定間隔で絶縁部を設け、前記絶縁部の上部に前記第二の導電部が形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至５の何れか一つの発明において、前記機能性材料が、太陽の光を電気に変える太陽電池であることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１３】
第７の発明は、第１乃至６の何れか一つの発明において、前記第一の導電部を形成する材料として、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、ステンレス鋼の何れかが用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１４】
第８の発明は、第１乃至７の何れか一つの発明において、前記第二の導電部を形成する材料として、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又はグラファイトが用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１５】
第９の発明は、基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材と、前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置とを備え、前記基板の表面の水分を検知する水分検知方法であって、前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、前記封止材から前記基板の表面に侵入した水分が、前記第一の導電部同士の間の隙間に水膜を形成し、発生する腐食電流を検知することを特徴とする水分検知方法にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板表面に侵入した水分が基板表面に設けた一対の導電部同士の間に水膜を形成し、この水膜が形成された際に発生する腐食電流を検知することにより、基板表面に水分が侵入したのを検知することができる。これにより、封止材の劣化を判断することができると共に、機能性材料の劣化を抑制することができるため、封止材、パネル構造物の取替えの評価を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係るパネル構造物の構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るパネル構造物の全体の構成を簡略に示す平面図である。
【図３】図３は、図２の部分拡大図である。
【図４】図４は、図１の部分拡大図である。
【図５】図５は、実施例２に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図６】図６は、実施例３に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、実施例４に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例５に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１９】
本発明による実施例１に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係るパネル構造物の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に設置される機能性材料である電池膜１２と、ガラス基板１１と電池膜１２との外表面を被覆する封止材１３とからなるパネル構造物であって、ガラス基板１１の外表面に設けられ、ガラス基板１１の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置１４Ａを備えてなるものである。電池膜１２と水分検知装置１４Ａとを被覆する封止材１３の上には、バックシート１５が設けられている。また、ガラス基板１１、封止材１３、バックシート１５の各々の端部側の上部は、シール剤１６でシールされている。
【００２０】
封止材１３は、ガラス基板１１、水分検知装置１４Ａの外表面を被覆し、ガラス基板１１と水分検知装置１４Ａとを外気環境から保護するものである。封止材１３としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Acetate）を用いるのが好ましいが、封止材１３はＥＶＡに限定されるものではなく、ガラス基板１１と水分検知装置１４Ａとを外気環境から保護できるものであれば他の材料を用いてもよい。
【００２１】
バックシート１５は、長期間の屋外使用に耐えられる耐久性、電気絶縁性、封止材１３との接着性などを有していることが必要である。バックシート１５としては、例えばＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ：Polyethylene Terephthalate）とアルミニウム（Ａｌ）とＰＥＴとを積層した構造物で構成されるものを用いるのが好ましい。
【００２２】
シール剤１６は、水や空気の侵入を遮断するものである。シール剤１６としては、例えばブチルゴム系、発泡ウレタンゴム、シリコンゴム系などのゴムで形成される弾性部材を用いるのが好ましいが、シール剤１６は弾性部材に限定されるものではなく、水や空気の侵入を遮断することができるものであれば他の材料を用いてもよい。
【００２３】
また、電池膜１２は、非晶質系シリコン、結晶質系シリコン、ＳｉＧｅ系、非晶質系と結晶質系のタンデムやトリプル構造、あるいはＣＩＳ系やＣＩＧＳ系、ＣｄＴｅ系等の薄膜型太陽電池により形成される。なお、結晶質系には、多結晶や単結晶の他に、非晶質と結晶質とが混在した微結晶も含まれる。また、電池膜１２は太陽の光を電気に変える太陽電池に限定されるものではなく、他に電池として機能するのであれば用いることができる。
【００２４】
また、水分検知装置１４Ａは、ガラス基板１１の外表面に設けられる第一の導電部２１と、この第一の導電部２１の上部に設けられる絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に更に設けられる第二の導電部２３とを有するものである。また、ガラス基板１１上には第一の導電部２１を一つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離、ガラス基板１１の設置面積等に応じて第一の導電部２１を複数設けるようにしてもよい。また、第一の導電部２１上に絶縁部２２及び第二の導電部２３を四つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１上の第一の導電部２１の設置面積等に応じて絶縁部２２及び第二の導電部２３を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００２５】
また、図２は、実施例１に係るパネル構造物の全体の構成を簡略に示す平面図であり、図３は、図２の部分拡大図である。尚、図２、３では、ガラス基板上に設けた本実施例の水分検知装置の構成を明らかにするため、封止材、シール剤、バックシートは省略し、ガラス基板、水分検知装置、電池膜の構成のみを示す。
図２に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいて、ガラス基板１１に設けた電池膜１２の周囲を囲うように水分検知装置１４Ａが設けられている。即ち、電池膜１２の周囲を囲うように第一の導電部２１が設けられ、この第一の導電部２１上に四つの絶縁部２２及び第二の導電部２３がほぼ等間隔で設けられている。また、第一の導電部２１と四つの第二の導電部２３とは、各々、電流計２４に接続されている。また、第一の導電部２１上に設けられる隣接する絶縁部２２及び第二の導電部２３同士の間隔は等間隔に限定されるものではなく、隣接する絶縁部２２及び第二の導電部２３同士の間隔を適宜変更し、異なるようにしてもよい。
【００２６】
本実施例に係るパネル構造物１０Ａの封止材１３、シール剤１６は水分を透過し易い性質がある上、ガラス基板１１を構成する成分中に含まれるナトリウム（Ｎａ）が表面に析出し、封止材１３、シール剤１６が劣化し易い。そのため、本実施例に係るパネル構造物１０Ａが外気に晒されると、図１に示すように、腐食性因子として雨水等の水分２５がガラス基板１１と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６とガラス基板１１との界面に水膜通路２６が形成される。水分検知装置１４Ａを備えていない場合には水膜通路２６が電池膜１２まで伸び、電池膜１２の発電により、電池膜１２と水膜通路２６とに電圧が印加され、水の電気分解反応が生じ、電池膜１２で水素とアルカリ成分を発生し、電池膜１２を劣化させてしまう。本実施例の水分検知装置１４Ａを用いることで上述のような問題を抑制することができる。
【００２７】
図１の部分拡大図を図４に示す。即ち、水分検知装置１４Ａは、図４に示すように、ガラス基板１１の表面に設けた第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。この発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、ガラス基板１１の表面に水分２５が侵入したことを検知することができる。
【００２８】
また、ガルバニック対の腐食電流としては、例えば湿度が７０％以上１００％以下の範囲の時の腐食電流値を予め求めておく。電流計２４（図２、３参照）により水分検知装置１４Ａで測定されたガルバニック対の腐食電流の電流値が、湿度が７０％以上１００％以下の範囲内で予め求めた腐食電流値以上の場合には、ガラス基板１１の表面に水分２５が侵入したと判断する。
【００２９】
よって、ガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知することができ、封止材１３、シール剤１６の劣化を判断することができると共に、水分２５の浸入の有無を判断することで機能性材料である電池膜１２の劣化を抑制することができる。
【００３０】
また、第一の導電部２１を形成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ステンレス鋼などを用いるのが好ましい。また、第二の導電部２３を形成する材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、グラファイトなどの炭素材料などを用いるのが好ましい。
【００３１】
また、絶縁部２２を形成する材料としては、例えば、ＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３２】
このように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａによれば、ガラス基板１１上に水分検知装置１４Ａを設けることで、ガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知し、測定することができる。これにより、パネル構造体１０Ａを構成する封止材１３、シール剤１６の劣化具合を判断しつつ、電池膜１２の劣化を抑制することができるため、封止材１３、シール剤１６、パネル構造物の取替えの評価を容易に行うことができる。
【００３３】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、太陽電池パネルとして用いることができる。太陽電池パネルは、通常、太陽からの光を効率良く取り入れるため、外気に斜めに傾けた状態で設置される。そのため、太陽電池パネルが雨水等に晒されると、雨水等は太陽電池パネルの上端側から下端側に向けて流れるため、太陽電池パネルの下端側に溜り易い。そのため、太陽電池パネルの下端側が最も雨水等の水分が浸入し易いという問題がある。これに対し、本実施例に係るパネル構造物１０Ａを用いれば、ガラス基板１１上に設けた太陽電池の周囲に水分検知装置１４Ａを設けているため、ガラス基板１１の下端側から水分２５が侵入した際、ガラス基板１１の下端側から侵入したガラス基板１１表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００３４】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいては、機能性材料として太陽電池のような電池膜１２を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、機能性材料として水分２５から保護する必要のある材料であれば用いることができる。
【００３５】
本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例２】
【００３６】
本発明による実施例２に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例２に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図５は、実施例２に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図５に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａのガラス基板１１を水分検知装置１４Ｂの第一の導電部（第一の導電板）３１として用いてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂの水分検知装置１４Ｂは、基板として用いられる第一の導電板３１の上に所定間隔をおいて設けられる４つの絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に設けられる第二の導電部２３とで構成されている。
【００３７】
実施例に係るパネル構造物１０Ｂが外気に晒されることで、雨水等の水分２５が第一の導電板３１と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と第一の導電板３１との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電板３１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電板３１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、第一の導電板３１の表面に水分２５が侵入したことを検知し、第一の導電板３１の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００３８】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂに備える水分検知装置１４Ｂを用いることで、第一の導電板３１の表面に付着した水分２５のみを検知し、測定することができる。また、第一の導電板３１を水分検知装置１４Ｂの対極として用いることができるため、パネル構造物１０Ｂの構成の簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｂの層厚を薄くすることができる。
【００３９】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂにおいては、第一の導電板３１上に絶縁部２２及び第二の導電部２３が四つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一の導電板３１の端から電池膜１２までの距離等に応じて第一の導電板３１上に設ける絶縁部２２及び第二の導電部２３の数は適宜変更するようにしてもよい。
【００４０】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｂにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明による実施例３に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例３に係るパネル構造物の全体の構成は、図１、２に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図６は、実施例３に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図６に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃは、図５に示す実施例２に係るパネル構造物１０Ｂの絶縁部２２を第一の導電板３１の表面に絶縁層３２として形成したものであり、絶縁層３２の外表面に第一の導電板３１まで貫通した窪み部３３を４つ有し、第二の導電部２３が、窪み部３３同士の間に形成される絶縁層３２の上部に形成されてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃの水分検知装置１４Ｃは、基板として用いられる第一の導電板３１の上に、窪み部３３同士の間の絶縁層３２の上部に第二の導電部２３が設けられてなるものである。
【００４２】
雨水等の水分２５が絶縁層３２と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と絶縁層３２との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部３１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部３１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、絶縁層３２の表面に水分２５が侵入したことを検知し、絶縁層３２の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００４３】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃに備える水分検知装置１４Ｃを用いることで、絶縁層３２の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、第一の導電板３１を水分検知装置１４Ｂの対極として用いると共に、コーティング材として用いている絶縁層３２を絶縁部として用いているため、更にパネル構造物１０Ｃの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｃの層厚を更に薄くすることができる。
【００４４】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃにおいては、窪み部３３が四つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一の導電部３１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３３を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００４５】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｃは、例えば、橋梁設備などに用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例４】
【００４６】
本発明による実施例４に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例４に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図７は、実施例４に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図７に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａの絶縁部２２をガラス基板１１及び第一の導電部２１の表面を覆うように設けられる絶縁層３４とし、第一の導電部２１上に積層される絶縁部２２の外表面に第一の導電部２１まで貫通した窪み部３５を３つ有し、第二の導電部２３が、窪み部３５同士の間に形成される絶縁層３４の上部に形成されてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄの水分検知装置１４Ｄは、ガラス基板１１の上に、第一の導電部２１、第一の導電部２１上の窪み部３５同士の間に形成される絶縁層３４と、この絶縁層３４の上部に設けられる第二の導電部２３とで構成されている。
【００４７】
実施例に係るパネル構造物１０Ｄが外気に晒されることで、雨水等の水分２５が絶縁層３４と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と絶縁層３４との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部２１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、絶縁層３４の表面に水分２５が侵入したことを検知し、絶縁層３４の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００４８】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄに備える水分検知装置１４Ｄを用いることで、絶縁層３４の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、コーティング材として用いている絶縁層３４を絶縁部として用いているため、更にパネル構造物１０Ｄの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｄの層厚を更に薄くすることができる。
【００４９】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄにおいては、窪み部３３を三つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３５を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００５０】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｄにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例５】
【００５１】
本発明による実施例５に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例５に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図８は、実施例５に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図８に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａのガラス基板１１の表面を覆うように導電層３６を設け、導電層３６の表面の一部にガラス基板１１まで貫通した窪み部３７を形成する。窪み部３７の内壁３７ａに所定の膜厚を有する絶縁部３８を設け、窪み部３７内のガラス基板１１上に導電層３６と同一の材料で構成される第一の導電部３９を形成する。また、窪み部３７内の第一の導電部３９の上部に更に所定間隔で絶縁部２２を設け、絶縁部２２の上部に第二の導電部２３を形成する。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅの水分検知装置１４Ｅは、導電層３６の窪み部３７の内壁３７ａに設けた絶縁部３８で仕切られたガラス基板１１の上に第一の導電部３９を設け、この第一の導電部３９の上に所定間隔で絶縁部２２を形成し、この絶縁部２２の上部に更に第二の導電部２３が設けられてなるものである。
【００５２】
雨水等の水分２５が導電層３６と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と導電層３６との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部３９と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部３９と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、導電層３６の表面に水分２５が侵入したことを検知し、導電層３６の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００５３】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅに備える水分検知装置１４Ｅを用いることで、導電層３６の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、コーティング材として用いている導電層３６と同一の材料で構成される第一の導電部３９を水分検知装置１４Ｅの対極として用いているため、パネル構造物１０Ｅの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｅの層厚を薄くすることができる。
【００５４】
また、第一の導電部３９は、導電層３６と同一の材料からなるものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電層３６とは異なる他の材料を用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅにおいては、第一の導電部３６Ｂ上に絶縁部２２及び第二の導電部２３を三つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３７の領域を適宜変更し、窪み部３７内の領域に応じて第一の導電部３６Ｂ上に設ける絶縁部２２及び第二の導電部２３の数は適宜変更するようにしてもよい。
【００５６】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｅは、例えば、橋梁設備などに用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明に係るパネル構造物は、基板表面に侵入した水分のみを検知することができ、例えば太陽電池パネルや外気環境に晒されるものの水分侵入の検知用に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ〜１０Ｅ パネル構造物
１１ ガラス基板
１２ 電池膜
１３ エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
１４Ａ〜１４Ｅ 水分検知装置
１５ バックシート
１６ シール剤
２１、３９ 第一の導電部
２２、３５、３７、３８ 絶縁部
２３ 第二の導電部
２４ 電流計
２５ 水分
２６ 水膜通路
２７ 水膜
３１ 第一の導電板（第一の導電部）
３２、３４ 絶縁層
３３、３５、３７ 窪み部
３６ 第一の導電層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面の水分侵入を検知するパネル構造物及び水分検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、屋外等に設置される種々のパネル構造物では、パネル構造物の外表面はシール剤や封止材等により被覆され保護されているが、シール剤や塗料などの封止材は水分を透過する性質があり、経時変化によってパネル構造物の外表面と封止材との間から基板表面に水分が侵入し、腐食が発生しパネル構造物の性能が劣化するという問題がある。さらに、パネル構造物が太陽電池パネルである場合、基板表面に浸入した水分が発電膜までに水路を形成し、発電に伴って陰極側で、水の電気分解が発生し、水素とアルカリ成分が発生する。この電気分解反応によりシール剤や封止材、発電膜（パネル構造物本体）に腐食、変質といった問題が発生し、パネル構造物の性能の劣化が懸念されている。そのため、こうした屋外等に設置されるパネル構造物の密閉空間における基板表面に、水分が侵入しているか否かを検知する必要がある。
【０００３】
パネル構造物の表面を非接触、かつオンラインで連続して分析することが可能な水分検知方法として、例えば反射赤外吸収分光法、ラマン散乱分光法などがある。また、その他の水分検知方法としては、原子力プラントの炉内環境に貴金属（金属）を注入し、その注入された貴金属、金属が構造物にどの程度付着するかを定量的にモニタリングするセンサを用いて水質管理を行う方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パネル構造物の表面の水分の侵入を検知する際、シール剤や封止材は水分を透過し易いため、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Acetate）、塗料などの封止材、シール剤中の水分を測定しているのか、あるいはガラス面あるいは金属面等の基板表面の水分を測定しているのか判別することができなかった。そのため、従来から用いられている水分検知方法では、封止材で覆われているパネル構造物の基板表面の水分のみを検知することができなかった、という問題がある。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、基板表面の水分のみを測定することが可能なパネル構造物及び水分検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材とからなるパネル構造物であって、前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置を備えてなり、前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、前記基板の表面の水分を検知することを特徴とするパネル構造物にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板が前記第一の導電部として用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記絶縁部が前記第一の導電部の表面に絶縁層として形成され、前記絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明において、前記絶縁部が前記基板及び前記第一の導電部の表面を覆うように設けられる絶縁層であり、前記第一の導電部上に積層される絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明において、前記基板の表面を覆うように導電層を設け、前記導電層の表面の一部に前記基板まで貫通した窪み部を形成し、前記窪み部の内壁に絶縁部を設け、前記窪み部内の前記基板上に前記第一の導電部を形成すると共に、前記窪み部内の前記第一の導電部の上部に更に所定間隔で絶縁部を設け、前記絶縁部の上部に前記第二の導電部が形成されることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至５の何れか一つの発明において、前記機能性材料が、太陽の光を電気に変える太陽電池であることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１３】
第７の発明は、第１乃至６の何れか一つの発明において、前記第一の導電部を形成する材料として、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、ステンレス鋼の何れかが用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１４】
第８の発明は、第１乃至７の何れか一つの発明において、前記第二の導電部を形成する材料として、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又はグラファイトが用いられることを特徴とするパネル構造物にある。
【００１５】
第９の発明は、基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材と、前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置とを備え、前記基板の表面の水分を検知する水分検知方法であって、前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、前記封止材から前記基板の表面に侵入した水分が、前記第一の導電部同士の間の隙間に水膜を形成し、発生する腐食電流を検知することを特徴とする水分検知方法にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板表面に侵入した水分が基板表面に設けた一対の導電部同士の間に水膜を形成し、この水膜が形成された際に発生する腐食電流を検知することにより、基板表面に水分が侵入したのを検知することができる。これにより、封止材の劣化を判断することができると共に、機能性材料の劣化を抑制することができるため、封止材、パネル構造物の取替えの評価を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係るパネル構造物の構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るパネル構造物の全体の構成を簡略に示す平面図である。
【図３】図３は、図２の部分拡大図である。
【図４】図４は、図１の部分拡大図である。
【図５】図５は、実施例２に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図６】図６は、実施例３に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、実施例４に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例５に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１９】
本発明による実施例１に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係るパネル構造物の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に設置される機能性材料である電池膜１２と、ガラス基板１１と電池膜１２との外表面を被覆する封止材１３とからなるパネル構造物であって、ガラス基板１１の外表面に設けられ、ガラス基板１１の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置１４Ａを備えてなるものである。電池膜１２と水分検知装置１４Ａとを被覆する封止材１３の上には、バックシート１５が設けられている。また、ガラス基板１１、封止材１３、バックシート１５の各々の端部側の上部は、シール剤１６でシールされている。
【００２０】
封止材１３は、ガラス基板１１、水分検知装置１４Ａの外表面を被覆し、ガラス基板１１と水分検知装置１４Ａとを外気環境から保護するものである。封止材１３としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Acetate）を用いるのが好ましいが、封止材１３はＥＶＡに限定されるものではなく、ガラス基板１１と水分検知装置１４Ａとを外気環境から保護できるものであれば他の材料を用いてもよい。
【００２１】
バックシート１５は、長期間の屋外使用に耐えられる耐久性、電気絶縁性、封止材１３との接着性などを有していることが必要である。バックシート１５としては、例えばＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ：Polyethylene Terephthalate）とアルミニウム（Ａｌ）とＰＥＴとを積層した構造物で構成されるものを用いるのが好ましい。
【００２２】
シール剤１６は、水や空気の侵入を遮断するものである。シール剤１６としては、例えばブチルゴム系、発泡ウレタンゴム、シリコンゴム系などのゴムで形成される弾性部材を用いるのが好ましいが、シール剤１６は弾性部材に限定されるものではなく、水や空気の侵入を遮断することができるものであれば他の材料を用いてもよい。
【００２３】
また、電池膜１２は、非晶質系シリコン、結晶質系シリコン、ＳｉＧｅ系、非晶質系と結晶質系のタンデムやトリプル構造、あるいはＣＩＳ系やＣＩＧＳ系、ＣｄＴｅ系等の薄膜型太陽電池により形成される。なお、結晶質系には、多結晶や単結晶の他に、非晶質と結晶質とが混在した微結晶も含まれる。また、電池膜１２は太陽の光を電気に変える太陽電池に限定されるものではなく、他に電池として機能するのであれば用いることができる。
【００２４】
また、水分検知装置１４Ａは、ガラス基板１１の外表面に設けられる第一の導電部２１と、この第一の導電部２１の上部に設けられる絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に更に設けられる第二の導電部２３とを有するものである。また、ガラス基板１１上には第一の導電部２１を一つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離、ガラス基板１１の設置面積等に応じて第一の導電部２１を複数設けるようにしてもよい。また、第一の導電部２１上に絶縁部２２及び第二の導電部２３を四つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１上の第一の導電部２１の設置面積等に応じて絶縁部２２及び第二の導電部２３を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００２５】
また、図２は、実施例１に係るパネル構造物の全体の構成を簡略に示す平面図であり、図３は、図２の部分拡大図である。尚、図２、３では、ガラス基板上に設けた本実施例の水分検知装置の構成を明らかにするため、封止材、シール剤、バックシートは省略し、ガラス基板、水分検知装置、電池膜の構成のみを示す。
図２に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいて、ガラス基板１１に設けた電池膜１２の周囲を囲うように水分検知装置１４Ａが設けられている。即ち、電池膜１２の周囲を囲うように第一の導電部２１が設けられ、この第一の導電部２１上に四つの絶縁部２２及び第二の導電部２３がほぼ等間隔で設けられている。また、第一の導電部２１と四つの第二の導電部２３とは、各々、電流計２４に接続されている。また、第一の導電部２１上に設けられる隣接する絶縁部２２及び第二の導電部２３同士の間隔は等間隔に限定されるものではなく、隣接する絶縁部２２及び第二の導電部２３同士の間隔を適宜変更し、異なるようにしてもよい。
【００２６】
本実施例に係るパネル構造物１０Ａの封止材１３、シール剤１６は水分を透過し易い性質がある上、ガラス基板１１を構成する成分中に含まれるナトリウム（Ｎａ）が表面に析出し、封止材１３、シール剤１６が劣化し易い。そのため、本実施例に係るパネル構造物１０Ａが外気に晒されると、図１に示すように、腐食性因子として雨水等の水分２５がガラス基板１１と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６とガラス基板１１との界面に水膜通路２６が形成される。水分検知装置１４Ａを備えていない場合には水膜通路２６が電池膜１２まで伸び、電池膜１２の発電により、電池膜１２と水膜通路２６とに電圧が印加され、水の電気分解反応が生じ、電池膜１２で水素とアルカリ成分を発生し、電池膜１２を劣化させてしまう。本実施例の水分検知装置１４Ａを用いることで上述のような問題を抑制することができる。
【００２７】
図１の部分拡大図を図４に示す。即ち、水分検知装置１４Ａは、図４に示すように、ガラス基板１１の表面に設けた第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。この発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、ガラス基板１１の表面に水分２５が侵入したことを検知することができる。
【００２８】
また、ガルバニック対の腐食電流としては、例えば湿度が７０％以上１００％以下の範囲の時の腐食電流値を予め求めておく。電流計２４（図２、３参照）により水分検知装置１４Ａで測定されたガルバニック対の腐食電流の電流値が、湿度が７０％以上１００％以下の範囲内で予め求めた腐食電流値以上の場合には、ガラス基板１１の表面に水分２５が侵入したと判断する。
【００２９】
よって、ガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知することができ、封止材１３、シール剤１６の劣化を判断することができると共に、水分２５の浸入の有無を判断することで機能性材料である電池膜１２の劣化を抑制することができる。
【００３０】
また、第一の導電部２１を形成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ステンレス鋼などを用いるのが好ましい。また、第二の導電部２３を形成する材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、グラファイトなどの炭素材料などを用いるのが好ましい。
【００３１】
また、絶縁部２２を形成する材料としては、例えば、ＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３２】
このように、本実施例に係るパネル構造物１０Ａによれば、ガラス基板１１上に水分検知装置１４Ａを設けることで、ガラス基板１１の表面に付着した水分２５のみを検知し、測定することができる。これにより、パネル構造体１０Ａを構成する封止材１３、シール剤１６の劣化具合を判断しつつ、電池膜１２の劣化を抑制することができるため、封止材１３、シール剤１６、パネル構造物の取替えの評価を容易に行うことができる。
【００３３】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、太陽電池パネルとして用いることができる。太陽電池パネルは、通常、太陽からの光を効率良く取り入れるため、外気に斜めに傾けた状態で設置される。そのため、太陽電池パネルが雨水等に晒されると、雨水等は太陽電池パネルの上端側から下端側に向けて流れるため、太陽電池パネルの下端側に溜り易い。そのため、太陽電池パネルの下端側が最も雨水等の水分が浸入し易いという問題がある。これに対し、本実施例に係るパネル構造物１０Ａを用いれば、ガラス基板１１上に設けた太陽電池の周囲に水分検知装置１４Ａを設けているため、ガラス基板１１の下端側から水分２５が侵入した際、ガラス基板１１の下端側から侵入したガラス基板１１表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００３４】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいては、機能性材料として太陽電池のような電池膜１２を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、機能性材料として水分２５から保護する必要のある材料であれば用いることができる。
【００３５】
本実施例に係るパネル構造物１０Ａにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ａは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例２】
【００３６】
本発明による実施例２に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例２に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図５は、実施例２に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図５に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａのガラス基板１１を水分検知装置１４Ｂの第一の導電部（第一の導電板）３１として用いてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂの水分検知装置１４Ｂは、基板として用いられる第一の導電板３１の上に所定間隔をおいて設けられる４つの絶縁部２２と、この絶縁部２２の上部に設けられる第二の導電部２３とで構成されている。
【００３７】
実施例に係るパネル構造物１０Ｂが外気に晒されることで、雨水等の水分２５が第一の導電板３１と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と第一の導電板３１との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電板３１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電板３１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、第一の導電板３１の表面に水分２５が侵入したことを検知し、第一の導電板３１の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００３８】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂに備える水分検知装置１４Ｂを用いることで、第一の導電板３１の表面に付着した水分２５のみを検知し、測定することができる。また、第一の導電板３１を水分検知装置１４Ｂの対極として用いることができるため、パネル構造物１０Ｂの構成の簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｂの層厚を薄くすることができる。
【００３９】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂにおいては、第一の導電板３１上に絶縁部２２及び第二の導電部２３が四つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一の導電板３１の端から電池膜１２までの距離等に応じて第一の導電板３１上に設ける絶縁部２２及び第二の導電部２３の数は適宜変更するようにしてもよい。
【００４０】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｂにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ｂは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明による実施例３に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例３に係るパネル構造物の全体の構成は、図１、２に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図６は、実施例３に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図６に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃは、図５に示す実施例２に係るパネル構造物１０Ｂの絶縁部２２を第一の導電板３１の表面に絶縁層３２として形成したものであり、絶縁層３２の外表面に第一の導電板３１まで貫通した窪み部３３を４つ有し、第二の導電部２３が、窪み部３３同士の間に形成される絶縁層３２の上部に形成されてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃの水分検知装置１４Ｃは、基板として用いられる第一の導電板３１の上に、窪み部３３同士の間の絶縁層３２の上部に第二の導電部２３が設けられてなるものである。
【００４２】
雨水等の水分２５が絶縁層３２と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と絶縁層３２との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部３１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部３１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、絶縁層３２の表面に水分２５が侵入したことを検知し、絶縁層３２の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００４３】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃに備える水分検知装置１４Ｃを用いることで、絶縁層３２の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、第一の導電板３１を水分検知装置１４Ｂの対極として用いると共に、コーティング材として用いている絶縁層３２を絶縁部として用いているため、更にパネル構造物１０Ｃの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｃの層厚を更に薄くすることができる。
【００４４】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｃにおいては、窪み部３３が四つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一の導電部３１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３３を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００４５】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｃは、例えば、橋梁設備などに用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例４】
【００４６】
本発明による実施例４に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例４に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図７は、実施例４に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図７に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａの絶縁部２２をガラス基板１１及び第一の導電部２１の表面を覆うように設けられる絶縁層３４とし、第一の導電部２１上に積層される絶縁部２２の外表面に第一の導電部２１まで貫通した窪み部３５を３つ有し、第二の導電部２３が、窪み部３５同士の間に形成される絶縁層３４の上部に形成されてなるものである。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄの水分検知装置１４Ｄは、ガラス基板１１の上に、第一の導電部２１、第一の導電部２１上の窪み部３５同士の間に形成される絶縁層３４と、この絶縁層３４の上部に設けられる第二の導電部２３とで構成されている。
【００４７】
実施例に係るパネル構造物１０Ｄが外気に晒されることで、雨水等の水分２５が絶縁層３４と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と絶縁層３４との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部２１と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部２１と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、絶縁層３４の表面に水分２５が侵入したことを検知し、絶縁層３４の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００４８】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄに備える水分検知装置１４Ｄを用いることで、絶縁層３４の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、コーティング材として用いている絶縁層３４を絶縁部として用いているため、更にパネル構造物１０Ｄの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｄの層厚を更に薄くすることができる。
【００４９】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄにおいては、窪み部３３を三つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３５を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００５０】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｄにおいては、電池膜１２を太陽の光を電気に変える太陽電池として用い、本実施例に係るパネル構造物１０Ｄは太陽電池パネルとして用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、橋梁設備、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【実施例５】
【００５１】
本発明による実施例５に係るパネル構造物について、図面を参照して説明する。
本発明による実施例５に係るパネル構造物の全体の構成は、図１〜図３に示す実施例１に係るパネル構造物の構成と同様であるため、本実施例においては、パネル構造物の一部の構成のみを簡略に示す図を用いて説明する。
図８は、実施例５に係るパネル構造物の構成を示す概略図である。
図８に示すように、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅは、図１に示す実施例１に係るパネル構造物１０Ａのガラス基板１１の表面を覆うように導電層３６を設け、導電層３６の表面の一部にガラス基板１１まで貫通した窪み部３７を形成する。窪み部３７の内壁３７ａに所定の膜厚を有する絶縁部３８を設け、窪み部３７内のガラス基板１１上に導電層３６と同一の材料で構成される第一の導電部３９を形成する。また、窪み部３７内の第一の導電部３９の上部に更に所定間隔で絶縁部２２を設け、絶縁部２２の上部に第二の導電部２３を形成する。
即ち、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅの水分検知装置１４Ｅは、導電層３６の窪み部３７の内壁３７ａに設けた絶縁部３８で仕切られたガラス基板１１の上に第一の導電部３９を設け、この第一の導電部３９の上に所定間隔で絶縁部２２を形成し、この絶縁部２２の上部に更に第二の導電部２３が設けられてなるものである。
【００５２】
雨水等の水分２５が導電層３６と封止材１３、シール剤１６との隙間から侵入することで、封止材１３、シール剤１６と導電層３６との界面に水膜通路２６を形成し、第一の導電部３９と第二の導電部２３との間に水膜２７が形成され、この形成された水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。第一の導電部３９と第二の導電部２３との各々の一部を電流計２４（図２、３参照）と連結し、発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２４（図２、３参照）で検知することにより、導電層３６の表面に水分２５が侵入したことを検知し、導電層３６の表面に付着した水分２５のみを検知することができる。
【００５３】
よって、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅに備える水分検知装置１４Ｅを用いることで、導電層３６の表面に付着した水分のみを検知し、測定することができる。また、コーティング材として用いている導電層３６と同一の材料で構成される第一の導電部３９を水分検知装置１４Ｅの対極として用いているため、パネル構造物１０Ｅの簡素化を図ることができると共に、水分検知装置１４Ｅの層厚を薄くすることができる。
【００５４】
また、第一の導電部３９は、導電層３６と同一の材料からなるものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電層３６とは異なる他の材料を用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施例に係るパネル構造物１０Ｅにおいては、第一の導電部３６Ｂ上に絶縁部２２及び第二の導電部２３を三つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１１の端から電池膜１２までの距離等に応じて窪み部３７の領域を適宜変更し、窪み部３７内の領域に応じて第一の導電部３６Ｂ上に設ける絶縁部２２及び第二の導電部２３の数は適宜変更するようにしてもよい。
【００５６】
本実施例に係るパネル構造物１０Ｅは、例えば、橋梁設備などに用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、風力発電装置のタワー外壁、車両、船舶等の移動体等など外気環境に晒されるものであれば適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明に係るパネル構造物は、基板表面に侵入した水分のみを検知することができ、例えば太陽電池パネルや外気環境に晒されるものの水分侵入の検知用に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ〜１０Ｅ パネル構造物
１１ ガラス基板
１２ 電池膜
１３ エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
１４Ａ〜１４Ｅ 水分検知装置
１５ バックシート
１６ シール剤
２１、３９ 第一の導電部
２２、３５、３７、３８ 絶縁部
２３ 第二の導電部
２４ 電流計
２５ 水分
２６ 水膜通路
２７ 水膜
３１ 第一の導電板（第一の導電部）
３２、３４ 絶縁層
３３、３５、３７ 窪み部
３６ 第一の導電層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材とからなるパネル構造物であって、
前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置を備えてなり、
前記水分検知装置が、
前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、
該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、
該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、
前記基板の表面の水分を検知することを特徴とするパネル構造物。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板が前記第一の導電部として用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項３】
請求項２において、
前記絶縁部が前記第一の導電部の表面に絶縁層として形成され、
前記絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、
前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項４】
請求項１において、
前記絶縁部が前記基板及び前記第一の導電部の表面を覆うように設けられる絶縁層であり、
前記第一の導電部上に積層される絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、
前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項５】
請求項１において、
前記基板の表面を覆うように導電層を設け、
前記導電層の表面の一部に前記基板まで貫通した窪み部を形成し、
前記窪み部の内壁に絶縁部を設け、前記窪み部内の前記基板上に前記第一の導電部を形成すると共に、前記窪み部内の前記第一の導電部の上部に更に所定間隔で絶縁部を設け、
前記絶縁部の上部に前記第二の導電部が形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
前記機能性材料が、太陽の光を電気に変える太陽電池であることを特徴とするパネル構造物。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一つにおいて、
前記第一の導電部を形成する材料として、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、ステンレス鋼の何れかが用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
前記第二の導電部を形成する材料として、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又はグラファイトが用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項９】
基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材と、前記基板の外表面に設けられ前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置とを備え、前記基板の表面の水分を検知する水分検知方法であって、
前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、
前記封止材から前記基板の表面に侵入した水分が、前記第一の導電部同士の間の隙間に水膜を形成し、発生する腐食電流を検知することを特徴とする水分検知方法。
【請求項１】
基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材とからなるパネル構造物であって、
前記基板の外表面に設けられ、前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置を備えてなり、
前記水分検知装置が、
前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、
該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、
該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、
前記基板の表面の水分を検知することを特徴とするパネル構造物。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板が前記第一の導電部として用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項３】
請求項２において、
前記絶縁部が前記第一の導電部の表面に絶縁層として形成され、
前記絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、
前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項４】
請求項１において、
前記絶縁部が前記基板及び前記第一の導電部の表面を覆うように設けられる絶縁層であり、
前記第一の導電部上に積層される絶縁部の外表面に前記第一の導電部まで貫通した窪み部を少なくとも一つ有し、
前記第二の導電部が、前記窪み部同士の間に形成される前記絶縁部の上部に形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項５】
請求項１において、
前記基板の表面を覆うように導電層を設け、
前記導電層の表面の一部に前記基板まで貫通した窪み部を形成し、
前記窪み部の内壁に絶縁部を設け、前記窪み部内の前記基板上に前記第一の導電部を形成すると共に、前記窪み部内の前記第一の導電部の上部に更に所定間隔で絶縁部を設け、
前記絶縁部の上部に前記第二の導電部が形成されることを特徴とするパネル構造物。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
前記機能性材料が、太陽の光を電気に変える太陽電池であることを特徴とするパネル構造物。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一つにおいて、
前記第一の導電部を形成する材料として、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、ステンレス鋼の何れかが用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
前記第二の導電部を形成する材料として、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又はグラファイトが用いられることを特徴とするパネル構造物。
【請求項９】
基板と、該基板上に設置される機能性材料と、前記基板と前記機能性材料との外表面を被覆する封止材と、前記基板の外表面に設けられ前記基板の外表面の腐食電流を検知する水分検知装置とを備え、前記基板の表面の水分を検知する水分検知方法であって、
前記水分検知装置が、前記基板の表面に設けられる第一の導電部と、該第一の導電部の上部に設けられる絶縁部と、該絶縁部の上部に設けられる第二の導電部とを有し、
前記封止材から前記基板の表面に侵入した水分が、前記第一の導電部同士の間の隙間に水膜を形成し、発生する腐食電流を検知することを特徴とする水分検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２７１１３２（Ｐ２０１０−２７１１３２Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２２２０４（Ｐ２００９−１２２２０４）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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