太陽光発電パネル、及び太陽光発電パネルを備える遮音壁、建造物用窓パネル設備、乗物用窓パネル設備、並びに太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システム
【課題】透視性に優れ、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネルを提供する。
【解決手段】略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０が対向配置され接着層３０を介して接着される太陽電池ユニット５０と、太陽電池ユニット５０の両外側に配置される透光板４０・４０とを備え、太陽電池ユニット５０の各々の透光板４０に対する面積比が２０％未満とされ、透光板４０に対する占有面積比率が６０％未満、好ましくは３０％未満となるように設定して太陽電池ユニット５０の各々が所定間隔で配置される太陽光発電パネル１０。
【解決手段】略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０が対向配置され接着層３０を介して接着される太陽電池ユニット５０と、太陽電池ユニット５０の両外側に配置される透光板４０・４０とを備え、太陽電池ユニット５０の各々の透光板４０に対する面積比が２０％未満とされ、透光板４０に対する占有面積比率が６０％未満、好ましくは３０％未満となるように設定して太陽電池ユニット５０の各々が所定間隔で配置される太陽光発電パネル１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光型の太陽光発電パネル、及びその太陽光発電パネルを備える遮音壁、建造物用窓パネル設備、乗物用窓パネル設備、並びに太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路、自動車専用道路、線路等の走行路には、付帯設備として遮音壁が設置されることがある。遮音壁は、走行路の側部に沿って設置され、車両の走行によって発生する騒音が近隣に及ぶことを抑制する。遮音壁は、例えば走行路の側部に沿って所定間隔で設置された支柱の間に複数個の遮音パネルを積み重ねて保持することで構築される。
【０００３】
そして、省エネルギー化による地球環境保護等の観点から、特許文献１で遮音壁に太陽光発電パネルを設ける技術が提案されている。特許文献１には、遮音壁をなす遮音パネルの一部を矩形にくり抜き、このくり抜き部分に矩形透明板の遮音パネルを取り付けると共に、この遮音パネル内に、両面受光型で矩形板状の太陽光発電パネルを、透視性を損なわないように一枚或いは透視性を損なわない程度の間隔を開けて複数枚設けることが開示されている。
【０００４】
他方において、太陽光発電パネル自体を透光型とする構造として、特許文献２の太陽光発電パネルがある。この太陽光発電パネルは、一対の透明板の間に結線された球状の太陽電池セルを封止するものであり、球状の太陽電池セルがあらゆる方向からの入射光に対してほぼ同じ受光感度で光電変換するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３９２２６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０８０６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の遮音壁は、太陽光発電パネルを透視性を損なわない程度に設けるとされているが、単に矩形板状の太陽光発電パネルの設置箇所の周囲の隙間から途切れ途切れに景色が散見できる程度に過ぎないものであり、車両の乗車者等が周囲の景観を楽しめるものとは言い難い。
【０００７】
そして、優れた透視性を確保し、車両の乗車者等が周囲の景観を楽しめるようにする解決策として、特許文献１の太陽光発電パネルに代え、特許文献２の球状の太陽電池セルが封止されている透光型の太陽光発電パネルを遮音パネルに設置することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、特許文献２の太陽光発電パネルは、立体形状である球状の太陽電池セルが影をつくり、球状の太陽電池セル相互が受光の障害となる等により、実際には受光面を大きく確保することができず、一日を通しての発電量が小さくなる。この傾向は、特に遮音壁のように太陽光発電パネルを略垂直方向に設ける場合により顕著となり、十分な発電量の確保が困難となる。そのため、透視性に優れると共に、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネルが求められている。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、透視性に優れ、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネル、及び太陽光発電パネルを備える遮音壁、建造物用窓パネル設備、乗物用窓パネル設備、並びに太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽光発電パネルは、略平面状の一対の太陽電池素子が対向配置され接着層を介して接着される太陽電池ユニットと、前記太陽電池ユニットの両外側に配置される透光層とを備え、前記太陽電池ユニットの各々の前記透光層に対する面積比が２０％未満とされ、前記透光層に対する占有面積比率が６０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、太陽電池ユニットの各々を視覚的に目立たないようにし、所要の透過率を確保することができ、透視性に優れる太陽光発電パネルを得ることができる。また、各太陽電池ユニットを略平面状の一対の太陽電池素子を対向配置して構成することにより、太陽光発電パネルの表裏に加えて斜め側方から太陽光が入射する場合にも大きな受光量を得ることができ、一日を通しての受光量を非常に大きくし、十分な発電量を確保することができる。
【００１１】
本発明の太陽光発電パネルは、前記透光層に対する占有面積比率が３０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルの透視性のより一層の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明の太陽光発電パネルは、略点状の前記太陽電池ユニットが縦横に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、例えば略点状の太陽電池ユニットを縦横に同じ略一定間隔で均等配置する、或いは縦横に異なる長さで略一定間隔で均等配置する等により、太陽電池ユニットをより目立たせずに配置することが可能となり、太陽光発電パネル及びこれを透して見る景観等の美観を高めることができる。
【００１３】
本発明の太陽光発電パネルは、横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて、前記略点状の前記太陽電池ユニットが配置されることを特徴とする。
この構成によれば、横方向の所定間隔毎に太陽光発電パネルの透過率を高め、太陽光発電パネルを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの太陽電池ユニットの印象を略縦縞を構成して弱めることができる。
【００１４】
本発明の太陽光発電パネルは、略線状の前記太陽電池ユニットが所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、例えば略線状の太陽電池ユニットを横方向に延びるように配置する、斜めに延びるように配置する、或いは格子状に配置する等により、所定間隔毎に太陽光発電パネルの透過率を高め、太陽光発電パネルを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができる。
【００１５】
本発明の太陽光発電パネルは、前記略線状の前記太陽電池ユニットが略縦縞を形成するように配置されることを特徴とする。
この構成によれば、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの略線状の太陽電池ユニットの印象を弱めることができる。
【００１６】
本発明の太陽光発電パネルは、表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子とが並列接続され、前記表面側の太陽電池素子の出力側の接続線と前記裏面側の太陽電池素子の出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されていることを特徴とし、例えば表面側の複数の太陽電池素子を直列接続する第１の太陽電池アレイと、裏面側の複数の太陽電池素子を直列接続する第２の太陽電池アレイとが並列接続され、前記第１の太陽電池アレイの出力側の接続線と前記第２の太陽電池アレイの出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されている構成等とする。
この構成によれば、表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子相互間の逆流を防止し、各太陽電池素子の起電力を確実に出力することができる。
【００１７】
本発明の遮音壁は、本発明の太陽光発電パネルが遮音パネルの壁面として設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、遮音壁に、騒音の広がり抑制と発電の双方の機能を担わせることができ、膨大な長さに亘る遮音壁で大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、例えば自動車の運転者等が透光する遮音壁を介して周囲の景色を十分に楽しむことができると共に、走行路の側部を明るくして車両の運転者等の人間が受ける心理的な緊張や圧迫感を軽減することができる。
【００１８】
本発明の建造物用窓パネル設備は、本発明の太陽光発電パネルが建造物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする。
この構成によれば、建造物の窓パネルに、建造物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができると共に、建造物の多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、太陽光発電パネルを介して建造物内の人が周囲の景観等を楽しむことができる。
【００１９】
本発明の乗物用窓パネル設備は、本発明の太陽光発電パネルが乗物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする。
この構成によれば、乗物の窓パネルに、乗物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができる。また、電車など多数の窓パネルを有する乗物の場合には、多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、太陽光発電パネルを介して乗物内の人が周囲の景観等を楽しむことができる。
【００２０】
本発明の太陽光発電パネルの診断装置は、本発明の太陽光発電パネルに用いる診断装置であって、一の前記太陽光発電パネルの起電力と他の前記太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、前記判定式で用いられる設定係数若しくは設定値とを記憶する記憶部と、前記判定式と前記設定係数若しくは前記設定値に基づき、前記一の太陽光発電パネルの起電力と前記他の太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、前記比較値が許容範囲外である場合に、前記判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネルの異常を検出する判定検出部と、前記異常の検出に応じて前記異常が検出された太陽光発電パネルの異常を告知する告知手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、２つの太陽光発電パネルの起電力の対比により、太陽光発電パネルの発電状態を自動的に診断することが可能であり、その発電状態を告知手段で外部の人間に容易に認識させることができる。
【００２１】
本発明の太陽光発電パネルの保守管理システムは、本発明の太陽光発電パネルの診断装置と、所定位置の太陽光発電パネルの異常信号の受信に基づき、保守点検員による前記所定位置の太陽光発電パネルの点検を促す出力を行う親局制御装置等の制御装置とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、遠隔地など太陽光発電パネルと離れた位置で太陽光発電パネルの発電量の低下を認識することが可能となり、保守点検員が点検するように促し、保守点検員が太陽光発電パネルの交換、修理等の必要な保守管理を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透視性に優れ、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による第１実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図２】第１実施形態の太陽光発電パネルの背面図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の太陽光発電パネルの側面図、（ｂ）はその一部を示す部分縦断面図。
【図４】第１実施形態の太陽光発電パネルにおける太陽電池素子の接続を説明する回路説明図。
【図５】第１実施形態の太陽光発電パネルを用いて構成される遮音壁の正面図。
【図６】図５の遮音壁に設けられる太陽光発電パネルの診断装置の接続状態の例を示す図。
【図７】太陽光発電パネルの診断装置の構成例を示すブロック図。
【図８】太陽光発電パネルの診断装置の処理例を示すフローチャート。
【図９】太陽光発電パネルの診断装置を有する太陽光発電パネルの保守管理システムの例を示す説明図。
【図１０】図９の太陽光発電パネルの保守管理システムの処理例を示すフローチャート。
【図１１】本発明による第２実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図１２】本発明による第３実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図１３】第３実施形態の太陽光発電パネルの一部を示す部分縦断面図。
【図１４】第３実施形態の太陽光発電パネルにおける太陽電池素子の接続を説明する回路説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明による実施形態の太陽光発電パネル、及びこれを有する遮音壁、太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムについて説明する。
【００２５】
〔第１実施形態の太陽光発電パネル〕
第１実施形態の太陽光発電パネル１０は、図１〜図３に示すように、対向配置される略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０と、対向配置の太陽電池素子２０・２０の間に設けられている接着層３０と、各対の太陽電池素子２０・２０の両外側に、太陽電池素子２０・２０と平面方向を合わせて配置される透光層に相当する透光板４０・４０とを備え、対向配置され接着層３０を介して接着される一対の太陽電池素子２０・２０で太陽電池ユニット５０を構成している。
【００２６】
一対の太陽電池素子２０・２０は、同形で同サイズの太陽電池素子２０・２０を正面視で形状を合わせて同一位置で重なるように配置して構成され、その間で太陽電池素子２０・２０を接着する接着層３０の厚さだけ所定距離離間して配置されている。図示例の略平面状の太陽電池素子２０は、正面視で略正方形の平板状であるが、その形状は適宜であり、例えば正面視で長方形、六角形等の多角形の平板状、円形の平板状等とすることが可能である。
【００２７】
一対の太陽電池素子２０・２０で構成される太陽電池ユニット５０は、略点状で縦横に行列配置されている。図示例では、縦方向に並ぶ太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔が略均一であり、横方向に並ぶ太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔が略均一であり、更に、縦横の太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔も略均一になっている。尚、行列配置の太陽電池ユニット５０相互の配置間隔は、例えば縦方向の相互間隔を漸次変化するように異ならせ、横方向の相互間隔を略均一とする、或いは縦方向の相互間隔を略均一とし、横方向の相互間隔を漸次変化するように異ならせる、或いは縦方向と横方向の双方の相互間隔を漸次変化するように異ならせる等とすることが可能である。
【００２８】
太陽電池素子２０は、図４に示すように、接続線６１で複数直列に接続されて太陽電池アレイ７０を構成しており、各太陽電池アレイ７０の出力側の接続線６１にはダイオード６２が接続されていると共に、各太陽電池アレイ７０は相互に並列接続されている。
【００２９】
図４の太陽電池アレイ７０ａは、太陽光発電パネル１０の表面側（正面側）に設けられる太陽電池素子２０ａの複数を直列に接続したものであり、太陽電池アレイ７０ｂは、太陽光発電パネル１０の裏面側（背面側）に設けられる太陽電池素子２０ｂの複数を直列に接続したものであり、図４で上下に対応配置されている太陽電池素子２０ａと太陽電池素子２０ｂは表裏で一対の太陽電池素子２０・２０である。換言すれば、表面側の太陽電池素子２０ａと裏面側の太陽電池素子２０ｂとが並列接続され、表面側の太陽電池素子２０ａの出力側の接続線６１と裏面側の太陽電池素子２０ｂの出力側の接続線６１とにそれぞれダイオード６２が接続されている構成である。
【００３０】
尚、表面側（正面側）の複数の太陽電池素子２０ａを直列に接続し、裏面側（背面側）の複数の太陽電池素子２０ｂを直列に接続する場合に、これらの複数は、表面側（正面側）の太陽電池素子２０ａの全部と、裏面側（背面側）の太陽電池素子２０ｂの全部とする構成、或いはそれぞれの一部とする構成とすることが可能である。それぞれの一部とする場合には、表面側（正面側）の直列接続されている複数の太陽電池素子２０ａと、別に表面側（正面側）の直列接続されている複数の太陽電池素子２０ａとを並列接続し、それぞれの直列接続における太陽電池アレイ７０ａの出力側にダイオード６２を接続し、裏面側（背面側）についても同様とするとよい。
【００３１】
各太陽電池素子アレイ７０を接続した接続線６１の両端部は、図示省略する接続箱、パワーコンディショナーに接続され、接続線６１を介して供給される複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、接続箱、パワーコンディショナー、分電盤（図示省略）を介して、商用電力系統等に提供される。
【００３２】
接着層３０は、シリコン系接着剤など太陽電池素子２０・２０を接着可能な適宜の接着剤で構成される。また、各太陽電池ユニット５０の周囲には、全体を封止するようにしてシリコン樹脂等の透明合成樹脂からなる被覆層３１が設けられている。尚、接着層３０と被覆層３１を同じ素材で一体として形成することも可能であり、この場合には透明な接着剤等で形成する。尚、太陽光発電パネル１０の良好な透視性を確保するため、被覆層３１は、透過率６０％以上、好適には８０％以上の素材で形成することが好ましいが、透過率８％以上等のものとすることも可能である。
【００３３】
透光板４０は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明合成樹脂であり、被覆層３１による接着或いは被覆層３１とのボルト締めによる固定等により、所定位置で対向配置されている。本例の透光板４０は長方形板状であるが、その形状は用途等に応じて適宜である。尚、太陽光発電パネル１０の良好な透視性を確保するため、透光板４０は、透過率６０％以上、好適には８０％以上の素材で形成することが好ましいが、透過率８％以上等のものとすることも可能である。
【００３４】
そして、各太陽電池ユニット５０の正面視面積、即ち各太陽電池素子２０の正面視面積は、透光板４０の正面視面積に対して、各々２０％未満の面積比、好ましくは１０％未満の面積比、より好ましくは５％未満の面積比、点状の太陽電池ユニット５０の場合にはより好ましくは１％未満の面積比に設定され、例えば正面視面積が１〜９ｃｍ２程度の大きさの正面視略正方形の太陽電池素子２０が、正面視面積が１００００〜５００００ｃｍ２程度の大きさの正面視略長方形の透光板４０に設けられる場合、その正面視或いは背面視の面積比は０．００２％〜０．０９％となる。
【００３５】
更に、各太陽電池ユニット５０の各々、即ち太陽電池素子２０の各々は、透光板４０に対する正面視或いは背面視の占有面積比率が６０％未満となるように設定し、好ましくは５０％未満、より好ましくは３０％未満となるように設定して、所定間隔で配置されている。例えば図示例の正面視で１０個×２０個＝４００個の太陽電池ユニット５０が配置されている構成において、各太陽電池ユニット５０或いは各太陽電池素子２０の正面視面積を１〜９ｃｍ２とした場合の占有面積は４００〜３６００ｃｍ２となり、正面視面積が１００００〜５００００ｃｍ２の透光板４０に対する占有面積比率は、０．８％〜３６％となる。
【００３６】
第１実施形態の太陽光発電パネル１０は、太陽電池ユニット５０の各々を目立たないようにし、所要の透過率を確保することができ、優れた透視性を発揮することができる。また、各太陽電池ユニット５０を略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置して構成することにより、太陽光発電パネル１０の表裏に加えて斜め側方から太陽光が入射する場合にも大きな受光量を得ることができ、一日を通しての受光量を非常に大きくし、十分な発電量を確保することができる。
【００３７】
また、太陽電池ユニット５０を略点状にして縦横に配置することにより、その存在感を一層薄め、太陽光発電パネル１０及びこれを透して見る景観等の美観を高めることができる。また、ダイオード６２により、表面側の太陽電池素子２０ａと裏面側の太陽電池素子２０ｂ相互間の逆流を防止し、各太陽電池素子２０の起電力を確実に出力することができる。また、接着層３０や被覆層３１で振動吸収力を高めることができ、振動による歪曲等を防止することができる。
【００３８】
〔遮音壁の例〕
次に、第１実施形態の太陽光発電パネル１０を用いて構成される遮音壁８０について説明する。
【００３９】
遮音壁８０は、図５に示すように、車両が走行する走行路に沿って所定間隔で設置される複数本の支柱８１の間に、複数個の遮音パネル８２を積み重ねて保持することで構築されている。遮音パネル８２は、透光性を有する太陽光発電パネル１０をその枠体内等に一体的に備え、１つの遮音パネル８２に対して１つの太陽光発電パネル１０が遮音パネル８２の壁面として設けられている。遮音パネル８２には、後述する太陽光発電パネルの診断装置における異常表示部に相当するＬＥＤ灯８３が設置されており、遮音パネル８２に設置されている太陽光発電パネル１０の異常を表示可能になっている。
【００４０】
遮音壁８０には、所々に二本の支柱８１・８１の間に保持される機器設置壁８４が設けられ、機器設置壁８４にパワーコンディショナー８５や接続箱等が内蔵される。１つのパワーコンディショナー８５は、複数個の太陽光発電パネル１０に対応し、これらの複数の太陽光発電パネル１０から直接電力を取り込むようになっている。
【００４１】
この遮音壁８０は、騒音の広がり抑制と発電の双方の機能を担うことができ、膨大な長さに亘る遮音壁８０で大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、遮音パネル８２に設けられる太陽光発電パネル１０を透光性とすることにより、例えば自動車の運転者等が周囲の景色を楽しむことができると共に、走行路の側部を明るくする等で、走行路を走る車両の運転者等の人間が受ける心理的な緊張や圧迫感を軽減することができる。
【００４２】
〔太陽光発電パネルの診断装置の例〕
次に、上記遮音壁８０に設けられる太陽光発電パネル１０の診断装置について説明する。
【００４３】
本例の太陽光発電パネル１０の診断装置は、図６及び図７に示すように、各遮音パネル８２にそれぞれ設置される複数の太陽光発電パネル１０と、各太陽光発電パネル１０を電気的に接続し、各太陽光発電パネル１０の起電力を送出する主回路線に相当する接続線６１と、太陽光発電パネル１０の異常を検出する検出回路１１（図１〜図３では図示省略）と、接続線６１から分岐して検出回路１１に電圧を取り込むための分岐線１２と、各太陽光発電パネル１０に対応する各検出回路１１間を接続する通信線１３と、検出回路１１で太陽光発電パネル１０の異常を検出した場合に異常を告知する告知手段を構成する異常表示部であるＬＥＤ灯８３とから構成される。
【００４４】
複数の太陽光発電パネル１０は、接続線６１を介して直列に接続され、その起電力を接続線６１を介して送出する。主回路線である接続線６１の両端部は、上述の接続箱、パワーコンディショナー８５に接続されており、複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、接続箱、パワーコンディショナー８５、分電盤（図示省略）を介して、商用電力系統等に提供される。
【００４５】
検出回路１１は、図７に示すように、メモリ等で構成される記憶部１１１と、一の太陽光発電パネル１０の起電力と一の太陽光発電パネル１０の隣に接続される他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較をして異常を検出する回路部分である判定検出部１１２と、異常の検出に応じて異常が検出された太陽光発電パネル１０の異常を告知する告知手段を構成する信号送受信部１１３及び出力制御部１１４とを備える。
【００４６】
記憶部１１１は、一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、その判定式で用いられる設定係数若しくは設定値を記憶する。この判定式は、例えば一の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ１、他の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ２、設定係数をｋとする場合に、ｋ・Ｖ２−Ｖ１＞０とすることが可能である。これは２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の一方が他方の起電力のｋで示される一定割合（例えば５０％の場合には０．５）未満となった場合に、起電力の低い方の太陽光発電パネル１０を、即ち検出回路１１が対応する太陽光発電パネル１０を発電量低下による異常として検出するための判定式及び設定係数である。
【００４７】
また、別の判定式として、例えば一の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ１、他の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ２、設定値をｍとする場合に、Ｖ２−Ｖ１＞ｍとすることが可能である。これは２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の差がｍで示される閾値を超える場合に、起電力の低い方の太陽光発電パネル１０を、即ち検出回路１１が対応する太陽光発電パネル１０を発電量低下による異常として検出するための判定式及び設定値である。
【００４８】
判定検出部１１２は、記憶部３１に記憶されている判定式と設定係数若しくは設定値を用いて、入力される一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、比較値が許容範囲外である場合に、判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０、即ちその検出回路１１自身が対応する太陽光発電パネル１０の異常を検出する。この許容範囲は、例えば上記例の設定係数ｋの判定式の場合には比較値ｋ・Ｖ２−Ｖ１≦０であり、設定値ｍの判定式の場合には比較値Ｖ２−Ｖ１≦ｍであり、これらの比較値が許容範囲外の場合に太陽光発電パネル１０の異常を検出する。
【００４９】
告知手段を構成する信号送受信部１１３は、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、その太陽光発電パネル１０の異常信号を通信線１３を介して後述する子局制御装置など外部に送信すると共に、通信線１３を介して他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１から他の太陽光発電パネル１０の起電力の値を受信して判定検出部１１２に出力し、更に、通信線１３を介して他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に、対応する一の太陽光発電パネル１０の起電力の値を判定検出部１１２から取得して送信する。また、告知手段を構成する出力制御部１１４は、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、その太陽光発電パネル１０の異常を表示する異常表示部であるＬＥＤ灯８３の出力を制御する。
【００５０】
分岐線１２は、太陽光発電パネル１０のプラス側とマイナス側に接続される接続線６１の双方にそれぞれ接続されており、この分岐線１２・１２を介して太陽光発電パネル１０の起電力が対応する検出回路１１に分岐して入力される。また、検出回路１１・１１間を接続する通信線１３は、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に、他の太陽光発電パネル１０の起電力を他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１からデータ通信により取り込むものであり、一の太陽光発電パネル１０と他の太陽光発電パネル１０にそれぞれ対応する検出回路１１・１１は、相互に対応しない太陽光発電パネル１０の起電力の値を通信線１３を介して取得可能になっている。更に、通信線１３は太陽光発電パネル１０の異常信号を送信する機能を担う。
【００５１】
ＬＥＤ灯６３は、太陽光発電パネル１０の異常が検出された場合には、出力制御部１１４の制御により所定パターンで点滅或いは点灯等して異常を表示するようになっている。尚、告知手段として、太陽光発電パネル１０の各々若しくはその近傍にスピーカーを設け、検出回路１１に設けられる出力制御部により、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、所定パターンの音を出力して異常を示すようにしてもよい。また、告知手段は、前述の信号送受信部１１３で構成される信号送信部、異常表示部であるＬＥＤ灯８３の出力を制御する出力制御部１１４、或いはスピーカーの出力を制御する出力制御部の各々、又はこれらの適宜の組み合わせで構成することが可能である。
【００５２】
上記太陽光発電パネル１０の診断装置の処理では、図８に示すように、一の太陽光発電パネル１０から対応する検出回路１１に起電力が入力される（Ｓ１０１）。そして、検出回路１１の判定検出部１１２は、入力された起電力の値を信号送受信部１１３に出力し、信号送受信部１１３はこの起電力の値をデータとして通信線１３を介して、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に送信する（Ｓ１０２）。
【００５３】
また、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の信号送受信部１１３では、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１から送信される他の太陽光発電パネル１０の起電力の値を通信線１３を介して受信し、その起電力の値を判定検出部１１２が取り込む（Ｓ１０３）。
【００５４】
次いで、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の判定検出部１１２は、記憶部１１１に記憶されている判定式と設定係数若しくは設定値を用いて、一の太陽光発電パネル１０の起電力の値と他の太陽光発電パネル１０の起電力の値との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し（Ｓ１０４）、比較値が許容範囲外である場合に、判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０、即ちその検出回路１１自身が対応する太陽光発電パネル１０の異常を検出する（Ｓ１０５）。
【００５５】
尚、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１への一の太陽光発電パネル１０の起電力の値の送信、他の太陽光発電パネル１０の起電力の値の取り込み、その値と一の太陽光発電パネル１０の起電力の値との比較判定は、接続線６１による接続線路の両端に位置して配置される場合など、他の太陽光発電パネル１０が１つだけである場合には、その１つの太陽光発電パネル１０に対して行い、又、一の太陽光発電パネル１０の両側にそれぞれ太陽光発電パネル１０が接続され、他の太陽光発電パネル１０が２つである場合には、その２つの太陽光発電パネル１０に対して行い、何れか一方の他の太陽光発電パネル１０に対して一の太陽光発電パネル１０の比較値が許容範囲外である場合には異常として検出する。
【００５６】
そして、異常検出に応じて、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の出力制御部１１４は、ＬＥＤ灯８３の出力を制御して点灯或いは点滅等し、現場で異常の太陽光発電パネル１０を認識し易くすると共に、その信号送受信部１１３が、発電量低下の異常が検出された太陽光発電パネル１０の識別番号等の位置情報を有する異常信号を生成して外部に送信する（Ｓ１０６）。
【００５７】
本例の太陽光発電パネル１０の診断装置によれば、２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の対比により、太陽光発電パネル１０の発電状態を自動的に診断することが可能であり、その発電状態を告知手段で外部の人間に容易に認識させることができる。また、信号送受信部１１３で異常信号を外部に送信することにより、遠隔地など太陽光発電パネル１０と離れた位置で太陽光発電パネル１０の発電量の低下を認識することができ、必要に応じて太陽光発電パネル１０の交換、修理等の作業を行うことができる。また、記憶部１１１と判定検出部１１２等から構成される検出回路１１を太陽光発電パネル１０の各々に対応して設けることにより、検出回路１１が故障して太陽光発電パネル１０の発電量低下を検出できない検出回路１１の故障リスクを個々の太陽光発電パネル１０に限定し、故障リスクがより低い装置や設備構成とすることができる。
【００５８】
〔太陽光発電パネルの保守管理システムの例〕
次に、上記太陽光発電パネル１０の診断装置が用いられる太陽光発電パネル１０の保守管理システムについて説明する。
【００５９】
本例の太陽光発電パネル１０の保守管理システムは、図９に示すように、上記太陽光発電パネル１０の診断装置を有する複数の太陽光発電パネル１０が遮音壁８０に設置され、各太陽光発電パネル１０及びその検出回路１１が接続線６１と通信線１３を介して接続される。複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、各太陽光発電パネル１０を直列に接続する接続線６１を介してパワーコンディショナー８５等に導かれる。
【００６０】
検出回路１１は通信線１３を介して接続されると共に、その通信路の一端部に位置する検出回路１１は専用回線Ｌ１を介して、太陽光発電パネル１０と離れた外部の子局２００の子局制御装置２１０に接続されている。本例の子局２００は、太陽光発電パネル１０の作動状況の管理、換気、非常設備の制御等が行われる電気室である。また、子局制御装置２１０は、ＣＰＵ等の制御処理部と、記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、ボタン等の入力部とを備える構成である。
【００６１】
更に、子局制御装置２１０は、専用回線Ｌ２を介して遠隔地に位置する外部の親局３００の親局制御装置３１０に接続されている。本例における親局４００は、複数の子局２００（電気室）から送られるデータを集中的に監視して制御すると共に、監視員が常駐する施設中央局である。また、親局制御装置３１０は、ＣＰＵ等の制御処理部と、記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、ボタン等の入力部とを備える構成である。４００は保守点検員の常駐する管理事務所である。
【００６２】
上記保守管理システムにおいて所定位置の太陽光発電パネル１０ｉで異常を検出した場合、図１０に示すように、太陽光発電パネル１０の診断装置において、この太陽光発電パネル１０ｉに対応する検出回路１１ｉの出力制御部１１４は、ＬＥＤ灯８３ｉの出力を制御して点灯或いは点滅等し、現場で異常の太陽光発電パネル１０ｉを認識し易くすると共に、その信号送受信部１１３が、発電量低下の異常が検出された太陽光発電パネル１０ｉの識別番号等の位置情報を有する異常信号ＥＳ１を生成して後述する子局制御装置２１０に送信する（Ｓ２０１）。
【００６３】
子局制御装置２１０は、異常信号ＥＳ１の受信に応じて、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報を有する異常信号ＥＳ２を生成して親局制御装置３１０に送信する（Ｓ２０２）。親局制御装置３１０は、子局制御装置２１０からの異常信号ＥＳ２の受信に応じて、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報で特定される太陽光発電パネル１０の点検を促す出力を表示部等で行う（Ｓ２０３）。その出力を認識した親局３００の監視員は、図示一点鎖線矢印の如く管理事務所４００の保守点検員に連絡を取り（Ｓ２０４）、図示太線矢印の如く保守点検員が子局２００、太陽光発電パネル１０ｉに向かって点検、保守を行う（Ｓ２０５）。
【００６４】
本例の太陽光発電パネルの保守管理システムでは、遠隔地など太陽光発電パネル１０ｉと離れた位置で太陽光発電パネル１０ｉの発電量の低下を認識することが可能となり、保守点検員が点検するように促し、保守点検員が太陽光発電パネル１０ｉの交換、修理等の必要な保守管理を確実に行うことができる。また、太陽光発電パネル１０ｉの故障復旧時間を短縮することができる。
【００６５】
また、図９の太陽光発電パネル１０の保守管理システムの別例として、太陽光発電パネル１０の診断装置を、検出回路１１の記憶部１１１に判定式で用いられる段階的な複数の設定係数若しくは複数の設定値を記憶し、その判定検出部１１２が、判定式と複数の設定係数若しくは複数の設定値を用いて、一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、その比較値が所定の設定係数若しくは所定の設定値に対応する許容範囲外である場合に、その判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０ｉの異常を検出し、信号送受信部１１３が、その所定の設定係数若しくは所定の設定値に対応する程度情報を含む異常信号ＥＳ１を子局制御装置２１０に送信する構成としてもよい。
【００６６】
更には、出力制御部１１４が、最低の起電力に対応する設定係数若しくは設定値による許容範囲外の場合にだけ、太陽光発電パネル１０ｉに対応するＬＥＤ灯８３の表示制御を行うと共に、子局制御装置２１０が、所定位置の太陽光発電パネル１０ｉの異常信号ＥＳ１の受信に応じて、異常信号の異常の程度を異常信号ＥＳ１に含まれる程度情報と設定記憶されている設定程度情報とを対比して判定し、異常の程度が設定程度情報を超える場合に、受信した異常信号ＥＳ１に基づき、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報を有する異常信号ＥＳ２を生成して親局制御装置３１０に送信する構成とし、又、異常の程度が設定程度情報以下である場合に、その記憶部に、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報と、その異常の程度情報とを表示可能に記憶する構成としてもよい。
【００６７】
本例では、太陽光発電パネル１０ｉの交換が必要な場合など重要性の高い異常のみを子局２００から親局３００に伝え、必要な保守点検を行うことができ、効率的に太陽光発電パネル１０の保守管理を行うことができる。
【００６８】
〔第２実施形態の太陽光発電パネル〕
次に、第２実施形態の太陽光発電パネル１０ｍについて説明する。
【００６９】
第２実施形態の太陽光発電パネル１０ｍでは、図１１に示すように、略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置して構成される略点状の太陽電池ユニット５０が、横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて配置されている。図示例では、３列の太陽電池ユニット５０が近接して配置され、この３列と他の３列との相互間隔を広めに開けて配置されている。縦方向の太陽電池ユニット５０・５０相互の配置間隔は略一定である。その他の構成は第１実施形態と同一であり、又、遮音壁８０、太陽光発電パネル１０ｍの診断装置、太陽光発電パネル１０ｍの保守管理システムも同様に構成することができる。
【００７０】
第２実施形態によれば、横方向の所定間隔毎に太陽光発電パネル１０ｍの透過率を高め、太陽光発電パネル１０ｍを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの太陽電池ユニット５０の印象を略縦縞を構成して弱めることができる。
【００７１】
〔第３実施形態の太陽光発電パネル〕
次に、第３実施形態の太陽光発電パネル１０ｎについて説明する。
【００７２】
第３実施形態の太陽光発電パネル１０ｎでは、図１２及び図１３に示すように、略平面状で且つ略線状の一対の太陽電池素子２０ｎ・２０ｎを対向配置し、正面視細長長方形の同形状で同サイズの表面側（正面側）の太陽電池素子２０ｎａと裏面側（背面側）の太陽電池素子２０ｎｂと正面側から見て全体的に重なるように配置し、接着層３０を介して接着することにより略線状の太陽電池ユニット５０ｎが構成される。
【００７３】
この略線状の太陽電池ユニット５０ｎは所定間隔で配置されており、図示例では略線状の太陽電池ユニット５０ｎが略縦縞を形成するように配置されている。尚、略線状の太陽電池ユニット５０ｎは、所定間隔の適宜の配置で設けることが可能であり、例えば略横縞を形成する配置、略格子を形成する配置、斜めに傾斜する配置等とすることが可能であり、又、相互の配置間隔を漸次変化させることも可能である。
【００７４】
太陽電池ユニット５０ｎを構成する表面側の太陽電池素子２０ｎａと裏面側の太陽電池素子２０ｎｂは、接続線６１を介して電気的に並列接続され、表面側の太陽電池素子２０ｎａの出力側の接続線６１と裏面側の太陽電池素子２０ｎｂの出力側の接続線６１とにそれぞれダイオード６２が接続されている構成である。その他の構成は第１実施形態と同一であり、又、遮音壁８０、太陽光発電パネル１０ｎの診断装置、太陽光発電パネル１０ｎの保守管理システムも同様に構成することができる。
【００７５】
第３実施形態によれば、所定間隔毎に太陽光発電パネル１０ｎの透過率を高め、太陽光発電パネル１０ｎを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの略線状の太陽電池ユニット５０ｎの印象を弱めることができる。
【００７６】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態、各例の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものである。そして、下記変形例等も包含する。
【００７７】
例えば本発明の太陽光発電パネルが設けられる対象物は、遮音壁に限定されず、適用可能な範囲で適宜であり、例えば建造物用窓パネル設備や乗物用窓パネル設備等とすることが可能である。
【００７８】
建造物用窓パネル設備は、例えば本発明の太陽光発電パネルを建造物の開口部を塞ぐ窓パネルとして設けるものであり、透光性の太陽光発電パネルを例えば窓枠に嵌め込む等で設ける。この建造物用の窓パネルは、開閉窓用、引戸用、嵌め殺し用、トップライト用など、種類を問わず各種の窓パネルとすることができる。また、その建造物は、オフィスビル、商業ビル、複合ビル、住居用ビルなど、種類を問わず各種の建造物とすることができる。
【００７９】
この建造物用窓パネル設備により、建造物の窓パネルに、建造物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができると共に、建造物の多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。
【００８０】
また、乗物用窓パネル設備は、例えば本発明の太陽光発電パネルを乗物の開口部を塞ぐ窓パネルとして設けるものであり、透光性の太陽光発電パネルを例えば窓枠に嵌め込む等で設ける。この乗物は、陸上用、水上用、航空用等の各種の乗物とすることが可能である。その陸上用の乗物は、例えば各種の自動車、ショベルカー等の建設用機械、トラクター等の農業用機械、鉄道車両、モノレール、ロープウェイ、ゴンドラ、スノーモービル等とすることが可能である。また、その水上用の乗物は、例えば各種の船舶、ヨット等とすることが可能である。また、その航空用の乗物は、例えば航空機、グライダー、ヘリコプター等とすることが可能である。その他、観覧車等の遊具の乗物とすることも可能である。
【００８１】
この乗物用窓パネル設備により、乗物の窓パネルに、乗物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができる。また、電車など多数の窓パネルを有する乗物の場合には、多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。
【００８２】
また、太陽電池ユニット５０の両外側に配置される透光板４０を湾曲した形状の透光板４０とし、その内側に略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置し、接着層３０を介して接着する構成等により、湾曲した形状の太陽光発電パネル１０とすることも可能である。この湾曲形状の太陽光発電パネル１０は、例えば上部が湾曲する遮音壁等に用いると好適である。
【００８３】
また、本発明における透光層は、上記実施形態の透光板４０に代えて、可撓性等の透光樹脂フィルムとすることも可能であり、例えば透光層を可撓性の透光樹脂フィルムとし、必要に応じて所定の曲率で湾曲して用いる太陽光発電パネルとしてもよい。この必要に応じて湾曲可能な太陽光発電パネルは、例えば上部が湾曲する遮音壁において、遮音壁の平面部と上部の湾曲部の双方、或いは何れか一方に用いることができる。
【００８４】
更に、平面形状の太陽光発電パネル１０等と湾曲形状の太陽光発電パネル１０等を適宜組み合わせることにより、より三次元的に太陽光を受光できる太陽光発電パネル設備を構築することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、例えば遮音壁に設置する太陽光発電パネルとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０、１０ｉ、１０ｍ、１０ｎ…太陽光発電パネル １１、１１ｉ…検出回路 １１１…記憶部 １１２…判定検出部 １１３…信号送受信部 １１４…出力制御部 １２…分岐線 １３…通信線 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｎ、２０ｎａ、２０ｎｂ…太陽電池素子 ３０…接着層 ３１…被覆層 ４０…透光板 ５０、５０ｎ…太陽電池ユニット ６１…接続線 ６２…ダイオード ７０、７０ａ、７０ｂ…太陽電池アレイ ８０…遮音壁 ８１…支柱 ８２…遮音パネル ８３、８３ｉ…ＬＥＤ灯 ８４…機器設置壁 ８５…パワーコンディショナー ２００…子局 ２１０…子局制御装置 ３００…親局 ３１０…親局制御装置 ４００…管理事務所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光型の太陽光発電パネル、及びその太陽光発電パネルを備える遮音壁、建造物用窓パネル設備、乗物用窓パネル設備、並びに太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路、自動車専用道路、線路等の走行路には、付帯設備として遮音壁が設置されることがある。遮音壁は、走行路の側部に沿って設置され、車両の走行によって発生する騒音が近隣に及ぶことを抑制する。遮音壁は、例えば走行路の側部に沿って所定間隔で設置された支柱の間に複数個の遮音パネルを積み重ねて保持することで構築される。
【０００３】
そして、省エネルギー化による地球環境保護等の観点から、特許文献１で遮音壁に太陽光発電パネルを設ける技術が提案されている。特許文献１には、遮音壁をなす遮音パネルの一部を矩形にくり抜き、このくり抜き部分に矩形透明板の遮音パネルを取り付けると共に、この遮音パネル内に、両面受光型で矩形板状の太陽光発電パネルを、透視性を損なわないように一枚或いは透視性を損なわない程度の間隔を開けて複数枚設けることが開示されている。
【０００４】
他方において、太陽光発電パネル自体を透光型とする構造として、特許文献２の太陽光発電パネルがある。この太陽光発電パネルは、一対の透明板の間に結線された球状の太陽電池セルを封止するものであり、球状の太陽電池セルがあらゆる方向からの入射光に対してほぼ同じ受光感度で光電変換するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３９２２６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０８０６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の遮音壁は、太陽光発電パネルを透視性を損なわない程度に設けるとされているが、単に矩形板状の太陽光発電パネルの設置箇所の周囲の隙間から途切れ途切れに景色が散見できる程度に過ぎないものであり、車両の乗車者等が周囲の景観を楽しめるものとは言い難い。
【０００７】
そして、優れた透視性を確保し、車両の乗車者等が周囲の景観を楽しめるようにする解決策として、特許文献１の太陽光発電パネルに代え、特許文献２の球状の太陽電池セルが封止されている透光型の太陽光発電パネルを遮音パネルに設置することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、特許文献２の太陽光発電パネルは、立体形状である球状の太陽電池セルが影をつくり、球状の太陽電池セル相互が受光の障害となる等により、実際には受光面を大きく確保することができず、一日を通しての発電量が小さくなる。この傾向は、特に遮音壁のように太陽光発電パネルを略垂直方向に設ける場合により顕著となり、十分な発電量の確保が困難となる。そのため、透視性に優れると共に、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネルが求められている。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、透視性に優れ、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネル、及び太陽光発電パネルを備える遮音壁、建造物用窓パネル設備、乗物用窓パネル設備、並びに太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽光発電パネルは、略平面状の一対の太陽電池素子が対向配置され接着層を介して接着される太陽電池ユニットと、前記太陽電池ユニットの両外側に配置される透光層とを備え、前記太陽電池ユニットの各々の前記透光層に対する面積比が２０％未満とされ、前記透光層に対する占有面積比率が６０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、太陽電池ユニットの各々を視覚的に目立たないようにし、所要の透過率を確保することができ、透視性に優れる太陽光発電パネルを得ることができる。また、各太陽電池ユニットを略平面状の一対の太陽電池素子を対向配置して構成することにより、太陽光発電パネルの表裏に加えて斜め側方から太陽光が入射する場合にも大きな受光量を得ることができ、一日を通しての受光量を非常に大きくし、十分な発電量を確保することができる。
【００１１】
本発明の太陽光発電パネルは、前記透光層に対する占有面積比率が３０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルの透視性のより一層の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明の太陽光発電パネルは、略点状の前記太陽電池ユニットが縦横に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、例えば略点状の太陽電池ユニットを縦横に同じ略一定間隔で均等配置する、或いは縦横に異なる長さで略一定間隔で均等配置する等により、太陽電池ユニットをより目立たせずに配置することが可能となり、太陽光発電パネル及びこれを透して見る景観等の美観を高めることができる。
【００１３】
本発明の太陽光発電パネルは、横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて、前記略点状の前記太陽電池ユニットが配置されることを特徴とする。
この構成によれば、横方向の所定間隔毎に太陽光発電パネルの透過率を高め、太陽光発電パネルを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの太陽電池ユニットの印象を略縦縞を構成して弱めることができる。
【００１４】
本発明の太陽光発電パネルは、略線状の前記太陽電池ユニットが所定間隔で配置されることを特徴とする。
この構成によれば、例えば略線状の太陽電池ユニットを横方向に延びるように配置する、斜めに延びるように配置する、或いは格子状に配置する等により、所定間隔毎に太陽光発電パネルの透過率を高め、太陽光発電パネルを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができる。
【００１５】
本発明の太陽光発電パネルは、前記略線状の前記太陽電池ユニットが略縦縞を形成するように配置されることを特徴とする。
この構成によれば、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの略線状の太陽電池ユニットの印象を弱めることができる。
【００１６】
本発明の太陽光発電パネルは、表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子とが並列接続され、前記表面側の太陽電池素子の出力側の接続線と前記裏面側の太陽電池素子の出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されていることを特徴とし、例えば表面側の複数の太陽電池素子を直列接続する第１の太陽電池アレイと、裏面側の複数の太陽電池素子を直列接続する第２の太陽電池アレイとが並列接続され、前記第１の太陽電池アレイの出力側の接続線と前記第２の太陽電池アレイの出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されている構成等とする。
この構成によれば、表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子相互間の逆流を防止し、各太陽電池素子の起電力を確実に出力することができる。
【００１７】
本発明の遮音壁は、本発明の太陽光発電パネルが遮音パネルの壁面として設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、遮音壁に、騒音の広がり抑制と発電の双方の機能を担わせることができ、膨大な長さに亘る遮音壁で大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、例えば自動車の運転者等が透光する遮音壁を介して周囲の景色を十分に楽しむことができると共に、走行路の側部を明るくして車両の運転者等の人間が受ける心理的な緊張や圧迫感を軽減することができる。
【００１８】
本発明の建造物用窓パネル設備は、本発明の太陽光発電パネルが建造物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする。
この構成によれば、建造物の窓パネルに、建造物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができると共に、建造物の多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、太陽光発電パネルを介して建造物内の人が周囲の景観等を楽しむことができる。
【００１９】
本発明の乗物用窓パネル設備は、本発明の太陽光発電パネルが乗物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする。
この構成によれば、乗物の窓パネルに、乗物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができる。また、電車など多数の窓パネルを有する乗物の場合には、多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、太陽光発電パネルを介して乗物内の人が周囲の景観等を楽しむことができる。
【００２０】
本発明の太陽光発電パネルの診断装置は、本発明の太陽光発電パネルに用いる診断装置であって、一の前記太陽光発電パネルの起電力と他の前記太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、前記判定式で用いられる設定係数若しくは設定値とを記憶する記憶部と、前記判定式と前記設定係数若しくは前記設定値に基づき、前記一の太陽光発電パネルの起電力と前記他の太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、前記比較値が許容範囲外である場合に、前記判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネルの異常を検出する判定検出部と、前記異常の検出に応じて前記異常が検出された太陽光発電パネルの異常を告知する告知手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、２つの太陽光発電パネルの起電力の対比により、太陽光発電パネルの発電状態を自動的に診断することが可能であり、その発電状態を告知手段で外部の人間に容易に認識させることができる。
【００２１】
本発明の太陽光発電パネルの保守管理システムは、本発明の太陽光発電パネルの診断装置と、所定位置の太陽光発電パネルの異常信号の受信に基づき、保守点検員による前記所定位置の太陽光発電パネルの点検を促す出力を行う親局制御装置等の制御装置とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、遠隔地など太陽光発電パネルと離れた位置で太陽光発電パネルの発電量の低下を認識することが可能となり、保守点検員が点検するように促し、保守点検員が太陽光発電パネルの交換、修理等の必要な保守管理を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透視性に優れ、十分な発電量を確保することができる太陽光発電パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による第１実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図２】第１実施形態の太陽光発電パネルの背面図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の太陽光発電パネルの側面図、（ｂ）はその一部を示す部分縦断面図。
【図４】第１実施形態の太陽光発電パネルにおける太陽電池素子の接続を説明する回路説明図。
【図５】第１実施形態の太陽光発電パネルを用いて構成される遮音壁の正面図。
【図６】図５の遮音壁に設けられる太陽光発電パネルの診断装置の接続状態の例を示す図。
【図７】太陽光発電パネルの診断装置の構成例を示すブロック図。
【図８】太陽光発電パネルの診断装置の処理例を示すフローチャート。
【図９】太陽光発電パネルの診断装置を有する太陽光発電パネルの保守管理システムの例を示す説明図。
【図１０】図９の太陽光発電パネルの保守管理システムの処理例を示すフローチャート。
【図１１】本発明による第２実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図１２】本発明による第３実施形態の太陽光発電パネルの正面図。
【図１３】第３実施形態の太陽光発電パネルの一部を示す部分縦断面図。
【図１４】第３実施形態の太陽光発電パネルにおける太陽電池素子の接続を説明する回路説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明による実施形態の太陽光発電パネル、及びこれを有する遮音壁、太陽光発電パネルの診断装置、太陽光発電パネルの保守管理システムについて説明する。
【００２５】
〔第１実施形態の太陽光発電パネル〕
第１実施形態の太陽光発電パネル１０は、図１〜図３に示すように、対向配置される略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０と、対向配置の太陽電池素子２０・２０の間に設けられている接着層３０と、各対の太陽電池素子２０・２０の両外側に、太陽電池素子２０・２０と平面方向を合わせて配置される透光層に相当する透光板４０・４０とを備え、対向配置され接着層３０を介して接着される一対の太陽電池素子２０・２０で太陽電池ユニット５０を構成している。
【００２６】
一対の太陽電池素子２０・２０は、同形で同サイズの太陽電池素子２０・２０を正面視で形状を合わせて同一位置で重なるように配置して構成され、その間で太陽電池素子２０・２０を接着する接着層３０の厚さだけ所定距離離間して配置されている。図示例の略平面状の太陽電池素子２０は、正面視で略正方形の平板状であるが、その形状は適宜であり、例えば正面視で長方形、六角形等の多角形の平板状、円形の平板状等とすることが可能である。
【００２７】
一対の太陽電池素子２０・２０で構成される太陽電池ユニット５０は、略点状で縦横に行列配置されている。図示例では、縦方向に並ぶ太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔が略均一であり、横方向に並ぶ太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔が略均一であり、更に、縦横の太陽電池ユニット５０・５０の相互間隔も略均一になっている。尚、行列配置の太陽電池ユニット５０相互の配置間隔は、例えば縦方向の相互間隔を漸次変化するように異ならせ、横方向の相互間隔を略均一とする、或いは縦方向の相互間隔を略均一とし、横方向の相互間隔を漸次変化するように異ならせる、或いは縦方向と横方向の双方の相互間隔を漸次変化するように異ならせる等とすることが可能である。
【００２８】
太陽電池素子２０は、図４に示すように、接続線６１で複数直列に接続されて太陽電池アレイ７０を構成しており、各太陽電池アレイ７０の出力側の接続線６１にはダイオード６２が接続されていると共に、各太陽電池アレイ７０は相互に並列接続されている。
【００２９】
図４の太陽電池アレイ７０ａは、太陽光発電パネル１０の表面側（正面側）に設けられる太陽電池素子２０ａの複数を直列に接続したものであり、太陽電池アレイ７０ｂは、太陽光発電パネル１０の裏面側（背面側）に設けられる太陽電池素子２０ｂの複数を直列に接続したものであり、図４で上下に対応配置されている太陽電池素子２０ａと太陽電池素子２０ｂは表裏で一対の太陽電池素子２０・２０である。換言すれば、表面側の太陽電池素子２０ａと裏面側の太陽電池素子２０ｂとが並列接続され、表面側の太陽電池素子２０ａの出力側の接続線６１と裏面側の太陽電池素子２０ｂの出力側の接続線６１とにそれぞれダイオード６２が接続されている構成である。
【００３０】
尚、表面側（正面側）の複数の太陽電池素子２０ａを直列に接続し、裏面側（背面側）の複数の太陽電池素子２０ｂを直列に接続する場合に、これらの複数は、表面側（正面側）の太陽電池素子２０ａの全部と、裏面側（背面側）の太陽電池素子２０ｂの全部とする構成、或いはそれぞれの一部とする構成とすることが可能である。それぞれの一部とする場合には、表面側（正面側）の直列接続されている複数の太陽電池素子２０ａと、別に表面側（正面側）の直列接続されている複数の太陽電池素子２０ａとを並列接続し、それぞれの直列接続における太陽電池アレイ７０ａの出力側にダイオード６２を接続し、裏面側（背面側）についても同様とするとよい。
【００３１】
各太陽電池素子アレイ７０を接続した接続線６１の両端部は、図示省略する接続箱、パワーコンディショナーに接続され、接続線６１を介して供給される複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、接続箱、パワーコンディショナー、分電盤（図示省略）を介して、商用電力系統等に提供される。
【００３２】
接着層３０は、シリコン系接着剤など太陽電池素子２０・２０を接着可能な適宜の接着剤で構成される。また、各太陽電池ユニット５０の周囲には、全体を封止するようにしてシリコン樹脂等の透明合成樹脂からなる被覆層３１が設けられている。尚、接着層３０と被覆層３１を同じ素材で一体として形成することも可能であり、この場合には透明な接着剤等で形成する。尚、太陽光発電パネル１０の良好な透視性を確保するため、被覆層３１は、透過率６０％以上、好適には８０％以上の素材で形成することが好ましいが、透過率８％以上等のものとすることも可能である。
【００３３】
透光板４０は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明合成樹脂であり、被覆層３１による接着或いは被覆層３１とのボルト締めによる固定等により、所定位置で対向配置されている。本例の透光板４０は長方形板状であるが、その形状は用途等に応じて適宜である。尚、太陽光発電パネル１０の良好な透視性を確保するため、透光板４０は、透過率６０％以上、好適には８０％以上の素材で形成することが好ましいが、透過率８％以上等のものとすることも可能である。
【００３４】
そして、各太陽電池ユニット５０の正面視面積、即ち各太陽電池素子２０の正面視面積は、透光板４０の正面視面積に対して、各々２０％未満の面積比、好ましくは１０％未満の面積比、より好ましくは５％未満の面積比、点状の太陽電池ユニット５０の場合にはより好ましくは１％未満の面積比に設定され、例えば正面視面積が１〜９ｃｍ２程度の大きさの正面視略正方形の太陽電池素子２０が、正面視面積が１００００〜５００００ｃｍ２程度の大きさの正面視略長方形の透光板４０に設けられる場合、その正面視或いは背面視の面積比は０．００２％〜０．０９％となる。
【００３５】
更に、各太陽電池ユニット５０の各々、即ち太陽電池素子２０の各々は、透光板４０に対する正面視或いは背面視の占有面積比率が６０％未満となるように設定し、好ましくは５０％未満、より好ましくは３０％未満となるように設定して、所定間隔で配置されている。例えば図示例の正面視で１０個×２０個＝４００個の太陽電池ユニット５０が配置されている構成において、各太陽電池ユニット５０或いは各太陽電池素子２０の正面視面積を１〜９ｃｍ２とした場合の占有面積は４００〜３６００ｃｍ２となり、正面視面積が１００００〜５００００ｃｍ２の透光板４０に対する占有面積比率は、０．８％〜３６％となる。
【００３６】
第１実施形態の太陽光発電パネル１０は、太陽電池ユニット５０の各々を目立たないようにし、所要の透過率を確保することができ、優れた透視性を発揮することができる。また、各太陽電池ユニット５０を略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置して構成することにより、太陽光発電パネル１０の表裏に加えて斜め側方から太陽光が入射する場合にも大きな受光量を得ることができ、一日を通しての受光量を非常に大きくし、十分な発電量を確保することができる。
【００３７】
また、太陽電池ユニット５０を略点状にして縦横に配置することにより、その存在感を一層薄め、太陽光発電パネル１０及びこれを透して見る景観等の美観を高めることができる。また、ダイオード６２により、表面側の太陽電池素子２０ａと裏面側の太陽電池素子２０ｂ相互間の逆流を防止し、各太陽電池素子２０の起電力を確実に出力することができる。また、接着層３０や被覆層３１で振動吸収力を高めることができ、振動による歪曲等を防止することができる。
【００３８】
〔遮音壁の例〕
次に、第１実施形態の太陽光発電パネル１０を用いて構成される遮音壁８０について説明する。
【００３９】
遮音壁８０は、図５に示すように、車両が走行する走行路に沿って所定間隔で設置される複数本の支柱８１の間に、複数個の遮音パネル８２を積み重ねて保持することで構築されている。遮音パネル８２は、透光性を有する太陽光発電パネル１０をその枠体内等に一体的に備え、１つの遮音パネル８２に対して１つの太陽光発電パネル１０が遮音パネル８２の壁面として設けられている。遮音パネル８２には、後述する太陽光発電パネルの診断装置における異常表示部に相当するＬＥＤ灯８３が設置されており、遮音パネル８２に設置されている太陽光発電パネル１０の異常を表示可能になっている。
【００４０】
遮音壁８０には、所々に二本の支柱８１・８１の間に保持される機器設置壁８４が設けられ、機器設置壁８４にパワーコンディショナー８５や接続箱等が内蔵される。１つのパワーコンディショナー８５は、複数個の太陽光発電パネル１０に対応し、これらの複数の太陽光発電パネル１０から直接電力を取り込むようになっている。
【００４１】
この遮音壁８０は、騒音の広がり抑制と発電の双方の機能を担うことができ、膨大な長さに亘る遮音壁８０で大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。また、遮音パネル８２に設けられる太陽光発電パネル１０を透光性とすることにより、例えば自動車の運転者等が周囲の景色を楽しむことができると共に、走行路の側部を明るくする等で、走行路を走る車両の運転者等の人間が受ける心理的な緊張や圧迫感を軽減することができる。
【００４２】
〔太陽光発電パネルの診断装置の例〕
次に、上記遮音壁８０に設けられる太陽光発電パネル１０の診断装置について説明する。
【００４３】
本例の太陽光発電パネル１０の診断装置は、図６及び図７に示すように、各遮音パネル８２にそれぞれ設置される複数の太陽光発電パネル１０と、各太陽光発電パネル１０を電気的に接続し、各太陽光発電パネル１０の起電力を送出する主回路線に相当する接続線６１と、太陽光発電パネル１０の異常を検出する検出回路１１（図１〜図３では図示省略）と、接続線６１から分岐して検出回路１１に電圧を取り込むための分岐線１２と、各太陽光発電パネル１０に対応する各検出回路１１間を接続する通信線１３と、検出回路１１で太陽光発電パネル１０の異常を検出した場合に異常を告知する告知手段を構成する異常表示部であるＬＥＤ灯８３とから構成される。
【００４４】
複数の太陽光発電パネル１０は、接続線６１を介して直列に接続され、その起電力を接続線６１を介して送出する。主回路線である接続線６１の両端部は、上述の接続箱、パワーコンディショナー８５に接続されており、複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、接続箱、パワーコンディショナー８５、分電盤（図示省略）を介して、商用電力系統等に提供される。
【００４５】
検出回路１１は、図７に示すように、メモリ等で構成される記憶部１１１と、一の太陽光発電パネル１０の起電力と一の太陽光発電パネル１０の隣に接続される他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較をして異常を検出する回路部分である判定検出部１１２と、異常の検出に応じて異常が検出された太陽光発電パネル１０の異常を告知する告知手段を構成する信号送受信部１１３及び出力制御部１１４とを備える。
【００４６】
記憶部１１１は、一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、その判定式で用いられる設定係数若しくは設定値を記憶する。この判定式は、例えば一の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ１、他の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ２、設定係数をｋとする場合に、ｋ・Ｖ２−Ｖ１＞０とすることが可能である。これは２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の一方が他方の起電力のｋで示される一定割合（例えば５０％の場合には０．５）未満となった場合に、起電力の低い方の太陽光発電パネル１０を、即ち検出回路１１が対応する太陽光発電パネル１０を発電量低下による異常として検出するための判定式及び設定係数である。
【００４７】
また、別の判定式として、例えば一の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ１、他の太陽光発電パネル１０の起電力をＶ２、設定値をｍとする場合に、Ｖ２−Ｖ１＞ｍとすることが可能である。これは２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の差がｍで示される閾値を超える場合に、起電力の低い方の太陽光発電パネル１０を、即ち検出回路１１が対応する太陽光発電パネル１０を発電量低下による異常として検出するための判定式及び設定値である。
【００４８】
判定検出部１１２は、記憶部３１に記憶されている判定式と設定係数若しくは設定値を用いて、入力される一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、比較値が許容範囲外である場合に、判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０、即ちその検出回路１１自身が対応する太陽光発電パネル１０の異常を検出する。この許容範囲は、例えば上記例の設定係数ｋの判定式の場合には比較値ｋ・Ｖ２−Ｖ１≦０であり、設定値ｍの判定式の場合には比較値Ｖ２−Ｖ１≦ｍであり、これらの比較値が許容範囲外の場合に太陽光発電パネル１０の異常を検出する。
【００４９】
告知手段を構成する信号送受信部１１３は、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、その太陽光発電パネル１０の異常信号を通信線１３を介して後述する子局制御装置など外部に送信すると共に、通信線１３を介して他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１から他の太陽光発電パネル１０の起電力の値を受信して判定検出部１１２に出力し、更に、通信線１３を介して他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に、対応する一の太陽光発電パネル１０の起電力の値を判定検出部１１２から取得して送信する。また、告知手段を構成する出力制御部１１４は、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、その太陽光発電パネル１０の異常を表示する異常表示部であるＬＥＤ灯８３の出力を制御する。
【００５０】
分岐線１２は、太陽光発電パネル１０のプラス側とマイナス側に接続される接続線６１の双方にそれぞれ接続されており、この分岐線１２・１２を介して太陽光発電パネル１０の起電力が対応する検出回路１１に分岐して入力される。また、検出回路１１・１１間を接続する通信線１３は、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に、他の太陽光発電パネル１０の起電力を他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１からデータ通信により取り込むものであり、一の太陽光発電パネル１０と他の太陽光発電パネル１０にそれぞれ対応する検出回路１１・１１は、相互に対応しない太陽光発電パネル１０の起電力の値を通信線１３を介して取得可能になっている。更に、通信線１３は太陽光発電パネル１０の異常信号を送信する機能を担う。
【００５１】
ＬＥＤ灯６３は、太陽光発電パネル１０の異常が検出された場合には、出力制御部１１４の制御により所定パターンで点滅或いは点灯等して異常を表示するようになっている。尚、告知手段として、太陽光発電パネル１０の各々若しくはその近傍にスピーカーを設け、検出回路１１に設けられる出力制御部により、太陽光発電パネル１０の異常の検出に応じて、所定パターンの音を出力して異常を示すようにしてもよい。また、告知手段は、前述の信号送受信部１１３で構成される信号送信部、異常表示部であるＬＥＤ灯８３の出力を制御する出力制御部１１４、或いはスピーカーの出力を制御する出力制御部の各々、又はこれらの適宜の組み合わせで構成することが可能である。
【００５２】
上記太陽光発電パネル１０の診断装置の処理では、図８に示すように、一の太陽光発電パネル１０から対応する検出回路１１に起電力が入力される（Ｓ１０１）。そして、検出回路１１の判定検出部１１２は、入力された起電力の値を信号送受信部１１３に出力し、信号送受信部１１３はこの起電力の値をデータとして通信線１３を介して、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１に送信する（Ｓ１０２）。
【００５３】
また、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の信号送受信部１１３では、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１から送信される他の太陽光発電パネル１０の起電力の値を通信線１３を介して受信し、その起電力の値を判定検出部１１２が取り込む（Ｓ１０３）。
【００５４】
次いで、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の判定検出部１１２は、記憶部１１１に記憶されている判定式と設定係数若しくは設定値を用いて、一の太陽光発電パネル１０の起電力の値と他の太陽光発電パネル１０の起電力の値との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し（Ｓ１０４）、比較値が許容範囲外である場合に、判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０、即ちその検出回路１１自身が対応する太陽光発電パネル１０の異常を検出する（Ｓ１０５）。
【００５５】
尚、他の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１への一の太陽光発電パネル１０の起電力の値の送信、他の太陽光発電パネル１０の起電力の値の取り込み、その値と一の太陽光発電パネル１０の起電力の値との比較判定は、接続線６１による接続線路の両端に位置して配置される場合など、他の太陽光発電パネル１０が１つだけである場合には、その１つの太陽光発電パネル１０に対して行い、又、一の太陽光発電パネル１０の両側にそれぞれ太陽光発電パネル１０が接続され、他の太陽光発電パネル１０が２つである場合には、その２つの太陽光発電パネル１０に対して行い、何れか一方の他の太陽光発電パネル１０に対して一の太陽光発電パネル１０の比較値が許容範囲外である場合には異常として検出する。
【００５６】
そして、異常検出に応じて、一の太陽光発電パネル１０に対応する検出回路１１の出力制御部１１４は、ＬＥＤ灯８３の出力を制御して点灯或いは点滅等し、現場で異常の太陽光発電パネル１０を認識し易くすると共に、その信号送受信部１１３が、発電量低下の異常が検出された太陽光発電パネル１０の識別番号等の位置情報を有する異常信号を生成して外部に送信する（Ｓ１０６）。
【００５７】
本例の太陽光発電パネル１０の診断装置によれば、２つの太陽光発電パネル１０・１０の起電力の対比により、太陽光発電パネル１０の発電状態を自動的に診断することが可能であり、その発電状態を告知手段で外部の人間に容易に認識させることができる。また、信号送受信部１１３で異常信号を外部に送信することにより、遠隔地など太陽光発電パネル１０と離れた位置で太陽光発電パネル１０の発電量の低下を認識することができ、必要に応じて太陽光発電パネル１０の交換、修理等の作業を行うことができる。また、記憶部１１１と判定検出部１１２等から構成される検出回路１１を太陽光発電パネル１０の各々に対応して設けることにより、検出回路１１が故障して太陽光発電パネル１０の発電量低下を検出できない検出回路１１の故障リスクを個々の太陽光発電パネル１０に限定し、故障リスクがより低い装置や設備構成とすることができる。
【００５８】
〔太陽光発電パネルの保守管理システムの例〕
次に、上記太陽光発電パネル１０の診断装置が用いられる太陽光発電パネル１０の保守管理システムについて説明する。
【００５９】
本例の太陽光発電パネル１０の保守管理システムは、図９に示すように、上記太陽光発電パネル１０の診断装置を有する複数の太陽光発電パネル１０が遮音壁８０に設置され、各太陽光発電パネル１０及びその検出回路１１が接続線６１と通信線１３を介して接続される。複数の太陽光発電パネル１０の起電力は、各太陽光発電パネル１０を直列に接続する接続線６１を介してパワーコンディショナー８５等に導かれる。
【００６０】
検出回路１１は通信線１３を介して接続されると共に、その通信路の一端部に位置する検出回路１１は専用回線Ｌ１を介して、太陽光発電パネル１０と離れた外部の子局２００の子局制御装置２１０に接続されている。本例の子局２００は、太陽光発電パネル１０の作動状況の管理、換気、非常設備の制御等が行われる電気室である。また、子局制御装置２１０は、ＣＰＵ等の制御処理部と、記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、ボタン等の入力部とを備える構成である。
【００６１】
更に、子局制御装置２１０は、専用回線Ｌ２を介して遠隔地に位置する外部の親局３００の親局制御装置３１０に接続されている。本例における親局４００は、複数の子局２００（電気室）から送られるデータを集中的に監視して制御すると共に、監視員が常駐する施設中央局である。また、親局制御装置３１０は、ＣＰＵ等の制御処理部と、記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、ボタン等の入力部とを備える構成である。４００は保守点検員の常駐する管理事務所である。
【００６２】
上記保守管理システムにおいて所定位置の太陽光発電パネル１０ｉで異常を検出した場合、図１０に示すように、太陽光発電パネル１０の診断装置において、この太陽光発電パネル１０ｉに対応する検出回路１１ｉの出力制御部１１４は、ＬＥＤ灯８３ｉの出力を制御して点灯或いは点滅等し、現場で異常の太陽光発電パネル１０ｉを認識し易くすると共に、その信号送受信部１１３が、発電量低下の異常が検出された太陽光発電パネル１０ｉの識別番号等の位置情報を有する異常信号ＥＳ１を生成して後述する子局制御装置２１０に送信する（Ｓ２０１）。
【００６３】
子局制御装置２１０は、異常信号ＥＳ１の受信に応じて、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報を有する異常信号ＥＳ２を生成して親局制御装置３１０に送信する（Ｓ２０２）。親局制御装置３１０は、子局制御装置２１０からの異常信号ＥＳ２の受信に応じて、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報で特定される太陽光発電パネル１０の点検を促す出力を表示部等で行う（Ｓ２０３）。その出力を認識した親局３００の監視員は、図示一点鎖線矢印の如く管理事務所４００の保守点検員に連絡を取り（Ｓ２０４）、図示太線矢印の如く保守点検員が子局２００、太陽光発電パネル１０ｉに向かって点検、保守を行う（Ｓ２０５）。
【００６４】
本例の太陽光発電パネルの保守管理システムでは、遠隔地など太陽光発電パネル１０ｉと離れた位置で太陽光発電パネル１０ｉの発電量の低下を認識することが可能となり、保守点検員が点検するように促し、保守点検員が太陽光発電パネル１０ｉの交換、修理等の必要な保守管理を確実に行うことができる。また、太陽光発電パネル１０ｉの故障復旧時間を短縮することができる。
【００６５】
また、図９の太陽光発電パネル１０の保守管理システムの別例として、太陽光発電パネル１０の診断装置を、検出回路１１の記憶部１１１に判定式で用いられる段階的な複数の設定係数若しくは複数の設定値を記憶し、その判定検出部１１２が、判定式と複数の設定係数若しくは複数の設定値を用いて、一の太陽光発電パネル１０の起電力と他の太陽光発電パネル１０の起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、その比較値が所定の設定係数若しくは所定の設定値に対応する許容範囲外である場合に、その判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネル１０ｉの異常を検出し、信号送受信部１１３が、その所定の設定係数若しくは所定の設定値に対応する程度情報を含む異常信号ＥＳ１を子局制御装置２１０に送信する構成としてもよい。
【００６６】
更には、出力制御部１１４が、最低の起電力に対応する設定係数若しくは設定値による許容範囲外の場合にだけ、太陽光発電パネル１０ｉに対応するＬＥＤ灯８３の表示制御を行うと共に、子局制御装置２１０が、所定位置の太陽光発電パネル１０ｉの異常信号ＥＳ１の受信に応じて、異常信号の異常の程度を異常信号ＥＳ１に含まれる程度情報と設定記憶されている設定程度情報とを対比して判定し、異常の程度が設定程度情報を超える場合に、受信した異常信号ＥＳ１に基づき、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報を有する異常信号ＥＳ２を生成して親局制御装置３１０に送信する構成とし、又、異常の程度が設定程度情報以下である場合に、その記憶部に、異常の太陽光発電パネル１０ｉの位置情報と、その異常の程度情報とを表示可能に記憶する構成としてもよい。
【００６７】
本例では、太陽光発電パネル１０ｉの交換が必要な場合など重要性の高い異常のみを子局２００から親局３００に伝え、必要な保守点検を行うことができ、効率的に太陽光発電パネル１０の保守管理を行うことができる。
【００６８】
〔第２実施形態の太陽光発電パネル〕
次に、第２実施形態の太陽光発電パネル１０ｍについて説明する。
【００６９】
第２実施形態の太陽光発電パネル１０ｍでは、図１１に示すように、略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置して構成される略点状の太陽電池ユニット５０が、横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて配置されている。図示例では、３列の太陽電池ユニット５０が近接して配置され、この３列と他の３列との相互間隔を広めに開けて配置されている。縦方向の太陽電池ユニット５０・５０相互の配置間隔は略一定である。その他の構成は第１実施形態と同一であり、又、遮音壁８０、太陽光発電パネル１０ｍの診断装置、太陽光発電パネル１０ｍの保守管理システムも同様に構成することができる。
【００７０】
第２実施形態によれば、横方向の所定間隔毎に太陽光発電パネル１０ｍの透過率を高め、太陽光発電パネル１０ｍを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの太陽電池ユニット５０の印象を略縦縞を構成して弱めることができる。
【００７１】
〔第３実施形態の太陽光発電パネル〕
次に、第３実施形態の太陽光発電パネル１０ｎについて説明する。
【００７２】
第３実施形態の太陽光発電パネル１０ｎでは、図１２及び図１３に示すように、略平面状で且つ略線状の一対の太陽電池素子２０ｎ・２０ｎを対向配置し、正面視細長長方形の同形状で同サイズの表面側（正面側）の太陽電池素子２０ｎａと裏面側（背面側）の太陽電池素子２０ｎｂと正面側から見て全体的に重なるように配置し、接着層３０を介して接着することにより略線状の太陽電池ユニット５０ｎが構成される。
【００７３】
この略線状の太陽電池ユニット５０ｎは所定間隔で配置されており、図示例では略線状の太陽電池ユニット５０ｎが略縦縞を形成するように配置されている。尚、略線状の太陽電池ユニット５０ｎは、所定間隔の適宜の配置で設けることが可能であり、例えば略横縞を形成する配置、略格子を形成する配置、斜めに傾斜する配置等とすることが可能であり、又、相互の配置間隔を漸次変化させることも可能である。
【００７４】
太陽電池ユニット５０ｎを構成する表面側の太陽電池素子２０ｎａと裏面側の太陽電池素子２０ｎｂは、接続線６１を介して電気的に並列接続され、表面側の太陽電池素子２０ｎａの出力側の接続線６１と裏面側の太陽電池素子２０ｎｂの出力側の接続線６１とにそれぞれダイオード６２が接続されている構成である。その他の構成は第１実施形態と同一であり、又、遮音壁８０、太陽光発電パネル１０ｎの診断装置、太陽光発電パネル１０ｎの保守管理システムも同様に構成することができる。
【００７５】
第３実施形態によれば、所定間隔毎に太陽光発電パネル１０ｎの透過率を高め、太陽光発電パネル１０ｎを透して見る景観等の鮮明度を局所的に向上することができると共に、走行路を走る自動車や電車など横方向に高速移動する対象者からの略線状の太陽電池ユニット５０ｎの印象を弱めることができる。
【００７６】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態、各例の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものである。そして、下記変形例等も包含する。
【００７７】
例えば本発明の太陽光発電パネルが設けられる対象物は、遮音壁に限定されず、適用可能な範囲で適宜であり、例えば建造物用窓パネル設備や乗物用窓パネル設備等とすることが可能である。
【００７８】
建造物用窓パネル設備は、例えば本発明の太陽光発電パネルを建造物の開口部を塞ぐ窓パネルとして設けるものであり、透光性の太陽光発電パネルを例えば窓枠に嵌め込む等で設ける。この建造物用の窓パネルは、開閉窓用、引戸用、嵌め殺し用、トップライト用など、種類を問わず各種の窓パネルとすることができる。また、その建造物は、オフィスビル、商業ビル、複合ビル、住居用ビルなど、種類を問わず各種の建造物とすることができる。
【００７９】
この建造物用窓パネル設備により、建造物の窓パネルに、建造物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができると共に、建造物の多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。
【００８０】
また、乗物用窓パネル設備は、例えば本発明の太陽光発電パネルを乗物の開口部を塞ぐ窓パネルとして設けるものであり、透光性の太陽光発電パネルを例えば窓枠に嵌め込む等で設ける。この乗物は、陸上用、水上用、航空用等の各種の乗物とすることが可能である。その陸上用の乗物は、例えば各種の自動車、ショベルカー等の建設用機械、トラクター等の農業用機械、鉄道車両、モノレール、ロープウェイ、ゴンドラ、スノーモービル等とすることが可能である。また、その水上用の乗物は、例えば各種の船舶、ヨット等とすることが可能である。また、その航空用の乗物は、例えば航空機、グライダー、ヘリコプター等とすることが可能である。その他、観覧車等の遊具の乗物とすることも可能である。
【００８１】
この乗物用窓パネル設備により、乗物の窓パネルに、乗物内への採光、外気や雨の遮断、遮音等に加えて発電という多様な機能を担わせることができる。また、電車など多数の窓パネルを有する乗物の場合には、多数の窓パネルで大量の太陽光エネルギーを有効利用することができる。
【００８２】
また、太陽電池ユニット５０の両外側に配置される透光板４０を湾曲した形状の透光板４０とし、その内側に略平面状の一対の太陽電池素子２０・２０を対向配置し、接着層３０を介して接着する構成等により、湾曲した形状の太陽光発電パネル１０とすることも可能である。この湾曲形状の太陽光発電パネル１０は、例えば上部が湾曲する遮音壁等に用いると好適である。
【００８３】
また、本発明における透光層は、上記実施形態の透光板４０に代えて、可撓性等の透光樹脂フィルムとすることも可能であり、例えば透光層を可撓性の透光樹脂フィルムとし、必要に応じて所定の曲率で湾曲して用いる太陽光発電パネルとしてもよい。この必要に応じて湾曲可能な太陽光発電パネルは、例えば上部が湾曲する遮音壁において、遮音壁の平面部と上部の湾曲部の双方、或いは何れか一方に用いることができる。
【００８４】
更に、平面形状の太陽光発電パネル１０等と湾曲形状の太陽光発電パネル１０等を適宜組み合わせることにより、より三次元的に太陽光を受光できる太陽光発電パネル設備を構築することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、例えば遮音壁に設置する太陽光発電パネルとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０、１０ｉ、１０ｍ、１０ｎ…太陽光発電パネル １１、１１ｉ…検出回路 １１１…記憶部 １１２…判定検出部 １１３…信号送受信部 １１４…出力制御部 １２…分岐線 １３…通信線 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｎ、２０ｎａ、２０ｎｂ…太陽電池素子 ３０…接着層 ３１…被覆層 ４０…透光板 ５０、５０ｎ…太陽電池ユニット ６１…接続線 ６２…ダイオード ７０、７０ａ、７０ｂ…太陽電池アレイ ８０…遮音壁 ８１…支柱 ８２…遮音パネル ８３、８３ｉ…ＬＥＤ灯 ８４…機器設置壁 ８５…パワーコンディショナー ２００…子局 ２１０…子局制御装置 ３００…親局 ３１０…親局制御装置 ４００…管理事務所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平面状の一対の太陽電池素子が対向配置され接着層を介して接着される太陽電池ユニットと、
前記太陽電池ユニットの両外側に配置される透光層とを備え、
前記太陽電池ユニットの各々の前記透光層に対する面積比が２０％未満とされ、
前記透光層に対する占有面積比率が６０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする太陽光発電パネル。
【請求項２】
前記透光層に対する占有面積比率が３０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネル。
【請求項３】
略点状の前記太陽電池ユニットが縦横に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電パネル。
【請求項４】
横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて、前記略点状の前記太陽電池ユニットが配置されることを特徴とする請求項３記載の太陽光発電パネル。
【請求項５】
略線状の前記太陽電池ユニットが所定間隔で配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電パネル。
【請求項６】
前記略線状の前記太陽電池ユニットが略縦縞を形成するように配置されることを特徴とする請求項５記載の太陽光発電パネル。
【請求項７】
表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子とが並列接続され、
前記表面側の太陽電池素子の出力側の接続線と前記裏面側の太陽電池素子の出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の太陽光発電パネル。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが遮音パネルの壁面として設けられていることを特徴とする遮音壁。
【請求項９】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが建造物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする建造物用窓パネル設備。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが乗物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする乗物用窓パネル設備。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルの診断装置であって、
一の前記太陽光発電パネルの起電力と他の前記太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、前記判定式で用いられる設定係数若しくは設定値とを記憶する記憶部と、
前記判定式と前記設定係数若しくは前記設定値に基づき、前記一の太陽光発電パネルの起電力と前記他の太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、前記比較値が許容範囲外である場合に、前記判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネルの異常を検出する判定検出部と、
前記異常の検出に応じて前記異常が検出された太陽光発電パネルの異常を告知する告知手段と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネルの診断装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の太陽光発電パネルの診断装置と、
所定位置の太陽光発電パネルの異常信号の受信に基づき、保守点検員による前記所定位置の太陽光発電パネルの点検を促す出力を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネルの保守管理システム。
【請求項１】
略平面状の一対の太陽電池素子が対向配置され接着層を介して接着される太陽電池ユニットと、
前記太陽電池ユニットの両外側に配置される透光層とを備え、
前記太陽電池ユニットの各々の前記透光層に対する面積比が２０％未満とされ、
前記透光層に対する占有面積比率が６０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする太陽光発電パネル。
【請求項２】
前記透光層に対する占有面積比率が３０％未満となるように設定して前記太陽電池ユニットの各々が所定間隔で配置されることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネル。
【請求項３】
略点状の前記太陽電池ユニットが縦横に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電パネル。
【請求項４】
横方向の相互間隔を略縦縞を形成するように漸次変化させて、前記略点状の前記太陽電池ユニットが配置されることを特徴とする請求項３記載の太陽光発電パネル。
【請求項５】
略線状の前記太陽電池ユニットが所定間隔で配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電パネル。
【請求項６】
前記略線状の前記太陽電池ユニットが略縦縞を形成するように配置されることを特徴とする請求項５記載の太陽光発電パネル。
【請求項７】
表面側の太陽電池素子と裏面側の太陽電池素子とが並列接続され、
前記表面側の太陽電池素子の出力側の接続線と前記裏面側の太陽電池素子の出力側の接続線とにそれぞれダイオードが接続されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の太陽光発電パネル。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが遮音パネルの壁面として設けられていることを特徴とする遮音壁。
【請求項９】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが建造物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする建造物用窓パネル設備。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルが乗物の開口部の窓パネルとして設けられることを特徴とする乗物用窓パネル設備。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れかに記載の太陽光発電パネルの診断装置であって、
一の前記太陽光発電パネルの起電力と他の前記太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定するための判定式と、前記判定式で用いられる設定係数若しくは設定値とを記憶する記憶部と、
前記判定式と前記設定係数若しくは前記設定値に基づき、前記一の太陽光発電パネルの起電力と前記他の太陽光発電パネルの起電力との相対的な比較値が許容範囲であるか否かを判定し、前記比較値が許容範囲外である場合に、前記判定で起電力の小さい方の太陽光発電パネルの異常を検出する判定検出部と、
前記異常の検出に応じて前記異常が検出された太陽光発電パネルの異常を告知する告知手段と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネルの診断装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の太陽光発電パネルの診断装置と、
所定位置の太陽光発電パネルの異常信号の受信に基づき、保守点検員による前記所定位置の太陽光発電パネルの点検を促す出力を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネルの保守管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１２４２３７（Ｐ２０１２−１２４２３７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２１１４（Ｐ２０１０−２７２１１４）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（３９５０１４５９６）株式会社アイアールエフ (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（３９５０１４５９６）株式会社アイアールエフ (11)
【Ｆターム（参考）】
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