発電タイル及びタイルパネル
【課題】発電効率に優れ、且つ意匠性にも優れた発電タイルと、基板の前面にこの発電タイルが取り付けられてなるタイルパネルとを提供する。
【解決手段】発電タイル１は、タイル本体１０の前面に太陽電池２０を設けてなる。タイル本体１０の前面は、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１０ａとなっており、該最大張出部１０ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面１１となっており、該最大張出部１０ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面１２となっている。タイル本体１０の前面には施釉層１３が形成されている。太陽電池２０は、施釉層１３を介して上斜面１１に積層形成されている。下斜面１２には、陶磁器質のタイル本体１０が露出している。
【解決手段】発電タイル１は、タイル本体１０の前面に太陽電池２０を設けてなる。タイル本体１０の前面は、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１０ａとなっており、該最大張出部１０ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面１１となっており、該最大張出部１０ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面１２となっている。タイル本体１０の前面には施釉層１３が形成されている。太陽電池２０は、施釉層１３を介して上斜面１１に積層形成されている。下斜面１２には、陶磁器質のタイル本体１０が露出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル本体の前面に太陽電池が設けられてなる発電タイルと、基板の前面にこの発電タイルが取り付けられてなるタイルパネルとに関する。なお、本発明において、発電タイルの前方及び後方とは、それぞれ、この発電タイルが取り付けられるタイルパネルの基板前面に対する離反及び接近方向をいい、水平方向及び上下方向とは、それぞれ、この発電タイルが取り付けられたタイルパネルが建物の壁面等に設置された状態における水平方向及び上下方向をいう。
【背景技術】
【０００２】
タイル本体の前面に太陽電池を設けてなる発電タイルが特許文献１（特開昭６２−１８５９５３）に記載されている。特許文献１では、タイル本体は施釉タイルであり、このタイル本体の施釉面に太陽電池層を設け、この太陽電池層を透明保護膜で覆っている。
【０００３】
特許文献２（特許第２８８１４９６号）の第１（Ｂ）図には、太陽電池パネルを垂直な壁面に設置した構成が記載されている。特許文献２では、この太陽電池パネルの基板は、前面に斜め上向きの斜面が上下多段に形成された鋸歯形縦断面形状とされており、この基板前面の斜め上向きの斜面にそれぞれ太陽電池が設置されている。これにより、太陽電池に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになり、発電効率が向上する。
【０００４】
特許文献２では、太陽電池パネルの基板は、金属製又は合成樹脂製の折り曲げ可能なシートを鋸歯形縦断面形状に折り曲げてなる（特許文献２の第７欄第２８行〜第３９行）。この基板のうち太陽電池が設置された斜面同士の間は、水平な下向き面となっている。特許文献２の第７図には、基板に太陽電池を設置した後、この基板の前面及び太陽電池を被覆するようにエポキシ樹脂を塗布した構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１８５９５３
【特許文献２】特許第２８８１４９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の発電タイルにあっては、この発電タイルを建物の壁等の鉛直な取付面に取り付けた場合、太陽電池の前面も鉛直となる。そのため、太陽電池への太陽光の入射角が浅くなり、発電効率が低下する。また、この発電タイルが設置された壁面は、いずれの方向から見ても太陽電池が視認されるので、前面に太陽電池が取り付けられていないノーマルタイルに比べて意匠性に劣る。
【０００７】
特許文献２では、前述の通り、太陽電池が基板に斜め上向きに設けられているので、発電効率が高い。この太陽電池パネルを下からある角度以上で見上げた場合には、太陽電池が斜面の陰に隠れて見えなくなる。しかしながら、この場合、基板の斜面同士の間の下向き面が視認される。この下向き面は、基板を構成する金属や合成樹脂が露出しているか、あるいは樹脂層により被覆されたものとなっており、ノーマルタイルに比べて意匠性に劣る。
【０００８】
本発明は、発電効率に優れ、且つ意匠性にも優れた発電タイルと、基板の前面にこの発電タイルが取り付けられてなるタイルパネルと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】
【０００９】
請求項１の発電タイルは、タイル本体と、該タイル本体の前面に設けられた太陽電池と
を備えた発電タイルであって、該タイル本体は、全体として陶磁器質のものであり、該タイル本体の前面のうち少なくとも該太陽電池が配置される部分に施釉層が形成されており、該施釉層を介して該タイル本体の前面に該太陽電池が設けられている発電タイルにおいて、該タイル本体の前面に、前方へ張り出す凸部が形成されており、該凸部の外面のうち最も前方に張り出した最大張出部よりも上側の部分に、該太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、該最大張出部よりも下側の凸部外面には、該タイル本体が露出していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発電タイルは、請求項１において、前記凸部の外面は、その上下方向の途中部が前記最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっており、前記太陽電池は、該上斜面に沿って設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発電タイルは、請求項１又は２において、前記タイル本体の前面の上部側に前記凸部が設けられており、該タイル本体の該凸部よりも下部側は、前面が該凸部の前記最大張出部よりも後退した平坦部となっており、前記太陽電池は、第１の太陽電池と第２の太陽電池とからなり、該凸部の外面のうち該最大張出部よりも上側の部分に、該第１の太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、該平坦部の前面に沿って該第２の太陽電池が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発電タイルは、請求項３において、前記第２の太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５のタイルパネルは、基板と、該基板の前面に上下多段に取り付けられた複数個の発電タイルとを備えたタイルパネルにおいて、該発電タイルは、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発電タイルであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６のタイルパネルは、請求項５において、前記発電タイルは、請求項１又は２に記載の発電タイルであり、該発電タイルは、上下に間隔をあけて配置されており、該発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルが配設されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７のタイルパネルは、請求項６において、前記平発電タイルの太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするものである。
ものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発電タイル及びこの発電タイルを備えた本発明のタイルパネルにあっては、該発電タイルの前面に凸部が形成されており、この凸部の外面のうち最大張出部よりも上側の部分に、太陽電池が前方斜め上方を向くように設置されている。これにより、太陽電池が前面を鉛直にして配置される前述の特許文献１の発電タイルに比べて、太陽電池に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになるため、発電効率が高いものとなる。
【００１７】
本発明の発電タイルにあっては、この凸部の外面のうち最大張出部よりも下側の部分には、陶磁器質のタイル本体が露出している。そのため、この発電タイルを見る人の位置が低くなるほど、太陽電池が視認される面積が小さくなり、陶磁器質な面が視認される面積が大きくなるので、意匠性が高い。また、このように、発電タイルを下から見上げたときに陶磁器質の面が視認されるので、特許文献２のように金属や樹脂層が視認されるのに比べて、見栄えがよい。
【００１８】
請求項２の態様においては、凸部の外面は、その上下方向の途中部が最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっている。この上斜面に沿って太陽電池を設けることにより、太陽電池を前方斜め上方に向けてしっかりと支持することができる。また、この発電タイルが設置される地域における太陽の南中高度を考慮して凸部の下斜面の水平方向に対する傾斜角を十分に大きくすることにより、発電タイルに太陽光が当たったときに、凸部の最大張出部よりも下側に影が生じにくくなり、一層、見栄えが良いものとなる。
【００１９】
発電タイルを上下多段に配置してタイルパネルを構成した場合、上段側の発電タイルの凸部の影が下段側の発電タイルの太陽電池にかかりにくくするために、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの太陽電池との間に十分に距離が空くように発電タイルを配置してもよい。
【００２０】
この場合、請求項３の発電タイルが有用である。即ち、請求項３の発電タイルにおいては、タイル本体は、凸部の下側に、前面が該凸部の最大張出部よりも後退した平坦部を有しており、凸部の上側部分に第１の太陽電池が設けられ、平坦部の前面に第２の太陽電池が設けられている。この請求項３の発電タイルを用いてタイルパネルを構成した場合、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの第１の太陽電池との間に十分に距離が空くように発電タイルを配置しても、これらの間には第２の太陽電池が存在する。そのため、各発電タイルの凸部の下側に影が生じていないときには、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの第１の太陽電池との間で、この第２の太陽電池により発電することができる。これにより、タイルパネルの略全体で発電することができる。
【００２１】
この場合、請求項４の通り、第２の太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることが好ましい。結晶質シリコン太陽電池は、変換効率は高いけれども、影により変換効率が低下しやすいが、このアモルファスセル型の太陽電池は、その前面に影がかかっても、発電量が大きく低下しないという特徴を有する。従って、第２の太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることにより、第２の太陽電池の上側の凸部の影が該第２の太陽電池にかかったとしても、該第２の太陽電池の発電量が大きく低下することがないので、太陽の南中高度が高い時期や時間帯などに、凸部の下側に影が生じた場合であっても、タイルパネルの全体で十分に発電することができる。
【００２２】
請求項６の通り、請求項３の発電タイルを用いる代わりに、上下の発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルを配設するようにしてもよい。この場合にも、請求項３の発電タイルを用いた場合と同様の作用効果が奏される。
【００２３】
また、この場合、平発電タイルの太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることにより、請求項４の態様と同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る発電タイルの構成図である。
【図２】図１の発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【図３】図２のタイルパネルを図２の矢印III方向から見た図である。
【図４】図２のタイルパネルを図２の矢印IV方向から見た図である。
【図５】図２のタイルパネルを図２の矢印Ｖ方向から見た図である。
【図６】図１の発電タイルを備えた別のタイルパネルの斜視図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】実施の形態に係る発電タイルの構成図である。
【図９】図８の発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
以下、第１〜５図を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
第１図（ａ）は実施の形態に係る発電タイルの斜視図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。第２図は、この発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図であり、第３図、第４図及び第５図は、それぞれ、第２図の矢印III方向、IV方向及びＶ方向からこのタイルパネルを見た図である。
【００２７】
この発電タイル１は、タイル本体１０の前面に太陽電池２０が設けられたものである。タイル本体１０は、全体として陶磁器質のものである。第１図（ａ），（ｂ）の通り、この実施の形態では、タイル本体１０の前面は、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１０ａとなっている。このタイル本体１０の前面のうち該最大張出部１０ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した上斜面１１となっており、該最大張出部１０ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した下斜面１２となっている。この上斜面１１は前方斜め上方を向き、下斜面１２は前方斜め下方を向いている。
【００２８】
この実施の形態では、上斜面１１は、該最大張出部１０ａからタイル本体１０の上端まで略一定の傾斜角にて連続して形成されており、下斜面１２は、該最大張出部１０ａからタイル本体１０の下端まで略一定の傾斜角にて連続して形成されている。即ち、この実施の形態では、タイル本体１０の前面が、全体として、前方へ張り出す凸部を形成している。なお、タイル本体１０の前面の形状はこれに限定されない。例えば、タイル本体１０の前面は、一部が前方に張り出した凸部となっており、それ以外の部分は、該凸部よりも後退した鉛直面となっていてもよい。
【００２９】
上斜面１１の水平方向に対する傾斜角θ１は、理論上は、この発電タイル１が用いられる地点の緯度と同程度（例えば日本では３５度程度）であることが好ましい。しかしながら、意匠性や製造上の問題を考慮すると、現実的には、４５〜８０°特に６０〜７０°が好ましい。下斜面１２の水平方向に対する傾斜角θ２は、θ２＝９０°−θ１とすることが好ましく、具体的には、１０〜４５°特に３０〜４０°が好ましい。この発電タイル１が設置される地域における太陽の南中高度を考慮して下斜面１２の水平方向に対する傾斜角θ２を十分に大きくすることにより、発電タイル１に太陽光が当たったときに、最大張出部１０ａよりも下側に影が生じにくくなる。タイル本体１０の最大厚さ（タイル本体１０の後面から前面の最大張出部１０ａまでの距離。以下、同様。）は、３０〜２００ｍｍ特に５０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
タイル本体１０の前面には、釉薬が施されることにより、施釉層（釉薬ガラス層）１３が形成されている。この実施の形態では、施釉層１３は、上斜面１１の略全体及び下斜面１２の略全体にわたって形成され、且つ該上斜面１１から下斜面１２にかけて連続して形成されている。即ち、この実施の形態では、タイル本体１０の前面の略全体が施釉層１３により覆われている。この上斜面１１の施釉層１３の上に（即ち施釉層１３を基材として）太陽電池２０が積層形成されている。なお、施釉層１３は、タイル本体１０のうち、少なくとも太陽電池２０が配置される領域（この実施の形態では上斜面１１）にのみ形成されていればよく、太陽電池２０が配置されない領域には、施釉層１３が形成されていなくてもよい。
【００３１】
この実施の形態では、タイル本体１０は、後面に、前面と略相似形状に凹陥した窪み１０ｂを有する中空状タイルとなっているが、このような窪み１０ｂを有しない中実状タイルであってもよい。また、タイル本体１０は、上斜面１１から下斜面１２まで初めから一連一体の「く」字形断面形状のタイルとして成形されたものであってもよく、２枚の平板状のタイル同士を「く」字形に結着してなるものであってもよい。この実施の形態では、タイル本体１０の後面の上端及び下端から後方へ足部１０ｃが張り出している。上斜面１１の上端縁及び下斜面１２の下端縁から各足部１０ｃの後端面までの距離は、この発電タイル１を用いてタイルパネル３０を構築したときの発電タイル１，１同士の間の目地の深さよりも大きなものとなっており、具体的には、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３２】
この実施の形態では、太陽電池２０は、タイル本体１０の上斜面１１と略相似形状で且つ該上斜面１１の略全体を覆う大きさとなっている。なお、太陽電池２０の形状及び大きさはこれに限定されない。この太陽電池１１は黒色の外観を有している。この上斜面１１を覆う太陽電池２０の厚さは２〜１０ｍｍ特に３〜５ｍｍであることが好ましい。
【００３３】
この上斜面１１に配置される太陽電池２０としては、発電効率に優れた結晶質シリコンセル型太陽電池が好適であるが、これ以外のタイプの太陽電池であってもよい。
【００３４】
太陽電池２０には１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっている。これらの端子線は、タイル本体１０の側面又は上端面、あるいは該タイル本体１０に設けられた挿通孔を通ってタイル本体１０の後方に引き回されている。発電タイル１の表面は、この太陽電池２０及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。
【００３５】
この発電タイル１にあっては、下斜面１２にはタイル本体１０が露出している。
【００３６】
次に、この発電タイル１を用いたタイルパネル３０について説明する。
【００３７】
第２図の通り、タイルパネル３０は、平板状の基板３１の前面に、複数個の発電タイル１を上下多段に取り付けてなる。基板３１は、最裏側の母板（図示略）と、該母板の前面側に設けられた配線基板（図示略）とからなり、この配線基板に接着剤（図示略）等により発電タイル１が結着されている。この配線基板には、所定のパターンにて負極パターン及び正極パターン（いずれも図示略）が設けられており、各発電タイル１の太陽電池２０に連なる負極端子線及び正極端子線がそれぞれこの負極パターン及び正極パターンにハンダ付け等により接続される。上下の発電タイル１，１同士の間には、所定の目地間隔が空いており、この目地間隔を埋めるように目地材（図示略）が設けられる。
【００３８】
なお、第３〜５図では、基板３１の前面に発電タイル１が１列だけ上下多段に配列されているように図示されているが、上下多段に且つ左右方向に多列に配列されてもよい。
【００３９】
このタイルパネル３０は、第２図の通り各発電タイル１の太陽電池２０が前方斜め上方に向くように、建物の壁面等の南向きの鉛直な取付面に取り付けられる。その際、タイルパネル３０は、この取付面の下端から２ｍ以上特に５ｍ以上の高さ（一般的な人の身長よりも高い高さ）に配置されることが好ましい。例えば、この取付面が２階建て以上の建物の壁面であれば、タイルパネル３０は、２階以上の階の壁面、特に最上階の壁面に取り付けられることが好ましい。このタイルパネル３０よりも低い位置には、前面に太陽電池が取り付けられていない、タイル本体１０と同色のノーマルタイル、又は、このノーマルタイルにより構成されたタイルパネルが取り付けられることが好ましい。
【００４０】
このように構成された発電タイル１及びこの発電タイル１を備えたタイルパネル３０にあっては、各発電タイル１の前面は、前方へ張り出す凸形状となっており、そのうち前方斜め上方を向いた上斜面１１に太陽電池２０が設けられている。これにより、太陽電池が前面を鉛直にして配置される前述の特許文献１の発電タイルに比べて、太陽電池２０に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになるため、発電効率が高いものとなる。
【００４１】
この発電タイル１の前面のうち、前方斜め下方を向いた下斜面１２には、陶磁器質のタイル本体１０が露出している。そのため、第３図の通り、この発電タイル１を前記傾斜角θ２以上の俯角にて見下ろした場合には、太陽電池２０のみが視認され、第４図の通り、この発電タイル１を正面から（前記傾斜角θ２よりも小さい俯角又は前記傾斜角θ１よりも小さい仰角にて）見た場合には、太陽電池２０とタイル本体１０の陶磁器質な面との双方が視認され、この発電タイル１を前記傾斜角θ１以上の仰角にて見上げた場合には、タイル本体１０の陶磁器質な面のみが視認されるようになる。このように、本発明の発電タイル１にあっては、この発電タイル１を見る人の位置が低くなるほど、太陽電池２０が視認される面積が小さくなり、陶磁器質な面が視認される面積が大きくなるので、意匠性が高い。また、このように、発電タイル１を下から見上げたときに陶磁器質の面が視認されるので、特許文献２のように金属や樹脂層が視認されるのに比べて、見栄えがよい。なお、下斜面１２の表面をスクラッチ、石割り、レリーフ、象嵌などの意匠面とすることも可能である。
【００４２】
［第１の実施の形態の変形例］
上記の実施の形態のタイルパネル３０においては、上下の発電タイル１，１同士を近接させて配置しているが、上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置してもよい。この場合、例えば、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合、この光がタイルパネル３０に当たると、各発電タイル１の下側に影が生じるが、このとき、上段側の発電タイル１の影が下段側の発電タイル１の太陽電池２０にかからない程度に上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置してもよい。この上下の発電タイル１，１同士の間隔は、例えば、タイルパネル３０が設置される地域において夏至の日に太陽が南中に達したときに各発電タイル１の下側に生じる影の長さと同程度としてもよい。上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置する場合、上下の発電タイル１，１同士の間に、発電タイル１以外の平板状のタイル（図示略）を配置してもよい。
【００４３】
［第２の実施の形態］
第６図はタイルパネルの別の構成例を示す斜視図であり、第７図は第６図のVII−VII線に沿う断面図である。
【００４４】
第２の実施の形態に係るタイルパネル３０Ａにおいては、第６，７図の通り、上記の第１の実施の形態の変形例と同様に、上下の発電タイル１，１同士が離隔して配置されると共に、これらの間にそれぞれ平板状の平発電タイル４０が配設されている。即ち、このタイルパネル３０Ａにおいては、基板３１の前面に発電タイル１と平発電タイル４０とが交互に上下多段に配設されている。
【００４５】
この平発電タイル４０は、平板状のタイル本体４１と、該タイル本体４１の前面に設けられた太陽電池４２とを備えている。
【００４６】
この実施の形態では、平発電タイル４０のタイル本体４１は、横長の長方形板状となっている。この実施の形態では、太陽電池４２は、タイル本体４１の前面と相似形で且つ該タイル本体４１の前面の略全体を覆う大きさとなっている。なお、タイル本体４１及び太陽電池４２の形状はこれに限定されない。
【００４７】
平発電タイル４０のタイル本体４１の厚さは、５〜１０ｍｍであることが好ましい。このタイル本体４１の前面を覆う太陽電池４２の厚さは２〜１０ｍｍ特に３〜５ｍｍであることが好ましい。タイル本体４１の上下方向の幅は、前述の第１の実施の形態の変形例のように、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合に各発電タイル１の下側に生じる影Ｓの長さを考慮して決定されることが好ましい。
【００４８】
この平発電タイル４０の太陽電池４２としては、アモルファスセル型のものであることが好ましい。このアモルファスセル型の太陽電池は、その前面に影Ｓがかかっても、発電量が大きく低下しないという特徴を有する。
【００４９】
平発電タイル４０においても、太陽電池４２には１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっており、これらはタイル本体４１の側面又は上端面、あるいは該タイル本体４１に設けられた挿通孔を通ってタイル本体４１の後方に引き回されている。また、平発電タイル４０の表面は、この太陽電池４２及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。平発電タイル４０の基板３１への取付方法は、発電タイル１と同様である。
【００５０】
第７図の通り、発電タイル１及び平発電タイル４０が基板３１の前面に取り付けられた状態において、該平発電タイル４０の前面（太陽電池４２の前面）は、発電タイル１の前面の最大張出部１０ａよりも後退した鉛直面となっている。
【００５１】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様であり、第６，７図において第１〜５図と同一符号は同一部分を示している。
【００５２】
このタイルパネル３０Ａにあっても、発電タイル１を用いているので、前述の第１の実施の形態におけるタイルパネル３０と同様の作用効果が奏される。
【００５３】
このタイルパネル３０Ａにあっては、第７図の通り、上下の発電タイル１，１同士が離隔して配置されているので、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合でも、上段側の発電タイル１の影Ｓが下段側の発電タイル１にかかって各発電タイル１における発電量が低下することが防止ないし抑制される。また、このタイルパネル３０Ａにあっては、上下の発電タイル１，１同士の間には、それぞれ平発電タイル４０が配設されているので、発電タイル１，１同士を上下に離隔させて配置しても、この発電タイル１，１同士の間で、平発電タイル４０の太陽電池４２により発電することができる。これにより、タイルパネル３０Ａの略全体で発電することができる。
【００５４】
しかも、この平発電タイル４０の太陽電池４２としてアモルファスセル型のものを用いることにより、この平発電タイル４０の上側の発電タイル１の影Ｓが該平発電タイル４０の前面の太陽電池４２にかかったとしても、該平発電タイル４０の発電量が大きく低下することがないので、太陽の南中高度が高い時期や時間帯などに、発電タイル１の下側に影Ｓが生じた場合であっても、タイルパネル３０Ａの全体で十分に発電することができる。
【００５５】
［第３の実施の形態］
第８図（ａ）は、別の実施の形態に係る発電タイルの斜視図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第９図はこの発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【００５６】
第３の実施の形態に係る発電タイル１Ａにおいては、タイル本体１０Ａは、その前面の上部側に、前方へ張り出す凸部１４が設けられており、この凸部１４よりも下部側は、該凸部１４よりも後退した平坦部１５となっている。
【００５７】
凸部１４の外面は、前述の第１の実施の形態におけるタイル本体１０の前面と同様に、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１４ａとなっている。この凸部１４の外面のうち該最大張出部１４ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した上斜面１４ｂとなっており、該最大張出部１４ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した下斜面１４ｃとなっている。なお、この実施の形態でも、凸部１４の裏側に凹部や空洞を設けて該凸部１４を中空状としてもよい。
【００５８】
平坦部１５の前面は鉛直面となっている。
【００５９】
タイル本体１０Ａの前面には、施釉が施されることにより、施釉層１６が形成されている。この実施の形態では、タイル本体１０Ａの前面の略全体にわたって施釉層１６が形成されているが、少なくとも、太陽電池が設けられる凸部１４の上斜面１４ｂ及び平坦部１５の前面にのみ施釉層１６が形成されてもよい。
【００６０】
この凸部１４の上斜面１４ｂに、施釉層１６を介して第１の太陽電池２０Ａが設けられると共に、平坦部１５の前面に、施釉層１６を介して第２の太陽電池４２Ａが設けられている。この第１の太陽電池２０Ａは、前述の第１及び第２の実施の形態における発電タイル１に設けられた太陽電池２０と同様のものであり、第２の太陽電池４２Ａは、前述の第２の実施の形態における平発電タイル４０に設けられた太陽電池４２と同様のものである。
【００６１】
即ち、この発電タイル１Ａは、前述の第２の実施の形態における発電タイル１と、その下側に配置された平発電タイル４０とを一体化した如き構成となっている。この発電タイル１Ａの平坦部１５が平発電タイル４０に対応し、それよりも上側の凸部１４を含む部分が、該平発電タイル４０の上側の発電タイル１に対応する。
【００６２】
上斜面１４ｂの水平方向に対する傾斜角θ１、下斜面１４ｃの水平方向に対する傾斜角θ２、タイル本体１０Ａの後面から凸部１４の最大張出部１４ａまでの距離、平坦部１５の厚さ、及び平坦部１５の上下方向の幅等の好適範囲は、それぞれ、前述の各実施の形態において対応する部分と同様である。
【００６３】
この発電タイル１Ａにおいても、各太陽電池２０Ａ，４２Ａにはそれぞれ１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっており、これらはタイル本体１０Ａの側面又は上端面、あるいは該タイル本体１０Ａに設けられた挿通孔を通ってタイル本体１０Ａの後方に引き回されている。また、発電タイル１Ａの表面は、この太陽電池２０Ａ，４２Ａ及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。
【００６４】
第９図の通り、この発電タイル１Ａを基板３１の前面に上下多段に取り付けることにより、第２の実施の形態におけるタイルパネル３０Ａと実質的に同様のパターンにて太陽電池２０Ａ，４２Ａが配置されたタイルパネル３０Ｂが構成される。
【００６５】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１及び第２の実施の形態と同様であり、第８，９図において第１〜７図と同一符号は同一部分を示している。
【００６６】
このタイルパネル３０Ｂにあっても、第２の実施の形態におけるタイルパネル３０Ａと同様の作用効果が奏される。
【００６７】
このタイルパネル３０Ｂにあっては、発電タイル１Ａは、第２の実施の形態における発電タイル１と平発電タイル４０とが一体化された如き構成となっているので、第２の実施の形態における発電タイル１と平発電タイル４０とを別々に基板３１に取り付ける手間を省くことができ、高発電効率・高意匠性のタイルパネル３０Ｂを比較的容易に組み立てることができる。
【００６８】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の構成とされてもよい。
【００６９】
例えば、第１及び第２の実施の形態におけるタイル本体１０の前面、及び、第３の実施の形態におけるタイル本体１０Ａの凸部１４の外面は、それぞれ、略「く」字形（前方に向かって尖った三角形状）の断面形状となっているが、タイル本体の前面に設けられる凸部の断面形状はこれに限定されない。例えば、凸部の断面形状は、台形や五角形など、最大張出部よりも上側に、前方斜め上方に向く斜面を形成可能な種々の多角形状とすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ 発電タイル
１０，１０Ａ タイル本体
１０ａ 最大張出部
１１ 上斜面
１２ 下斜面
１３ 施釉層
１４ 凸部
１４ａ 最大張出部
１４ｂ 上斜面
１４ｃ 下斜面
１５ 平坦部
１６ 施釉層
２０，２０Ａ，４２，４２Ａ 太陽電池
３０，３０Ａ，３０Ｂ タイルパネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル本体の前面に太陽電池が設けられてなる発電タイルと、基板の前面にこの発電タイルが取り付けられてなるタイルパネルとに関する。なお、本発明において、発電タイルの前方及び後方とは、それぞれ、この発電タイルが取り付けられるタイルパネルの基板前面に対する離反及び接近方向をいい、水平方向及び上下方向とは、それぞれ、この発電タイルが取り付けられたタイルパネルが建物の壁面等に設置された状態における水平方向及び上下方向をいう。
【背景技術】
【０００２】
タイル本体の前面に太陽電池を設けてなる発電タイルが特許文献１（特開昭６２−１８５９５３）に記載されている。特許文献１では、タイル本体は施釉タイルであり、このタイル本体の施釉面に太陽電池層を設け、この太陽電池層を透明保護膜で覆っている。
【０００３】
特許文献２（特許第２８８１４９６号）の第１（Ｂ）図には、太陽電池パネルを垂直な壁面に設置した構成が記載されている。特許文献２では、この太陽電池パネルの基板は、前面に斜め上向きの斜面が上下多段に形成された鋸歯形縦断面形状とされており、この基板前面の斜め上向きの斜面にそれぞれ太陽電池が設置されている。これにより、太陽電池に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになり、発電効率が向上する。
【０００４】
特許文献２では、太陽電池パネルの基板は、金属製又は合成樹脂製の折り曲げ可能なシートを鋸歯形縦断面形状に折り曲げてなる（特許文献２の第７欄第２８行〜第３９行）。この基板のうち太陽電池が設置された斜面同士の間は、水平な下向き面となっている。特許文献２の第７図には、基板に太陽電池を設置した後、この基板の前面及び太陽電池を被覆するようにエポキシ樹脂を塗布した構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１８５９５３
【特許文献２】特許第２８８１４９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の発電タイルにあっては、この発電タイルを建物の壁等の鉛直な取付面に取り付けた場合、太陽電池の前面も鉛直となる。そのため、太陽電池への太陽光の入射角が浅くなり、発電効率が低下する。また、この発電タイルが設置された壁面は、いずれの方向から見ても太陽電池が視認されるので、前面に太陽電池が取り付けられていないノーマルタイルに比べて意匠性に劣る。
【０００７】
特許文献２では、前述の通り、太陽電池が基板に斜め上向きに設けられているので、発電効率が高い。この太陽電池パネルを下からある角度以上で見上げた場合には、太陽電池が斜面の陰に隠れて見えなくなる。しかしながら、この場合、基板の斜面同士の間の下向き面が視認される。この下向き面は、基板を構成する金属や合成樹脂が露出しているか、あるいは樹脂層により被覆されたものとなっており、ノーマルタイルに比べて意匠性に劣る。
【０００８】
本発明は、発電効率に優れ、且つ意匠性にも優れた発電タイルと、基板の前面にこの発電タイルが取り付けられてなるタイルパネルと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】
【０００９】
請求項１の発電タイルは、タイル本体と、該タイル本体の前面に設けられた太陽電池と
を備えた発電タイルであって、該タイル本体は、全体として陶磁器質のものであり、該タイル本体の前面のうち少なくとも該太陽電池が配置される部分に施釉層が形成されており、該施釉層を介して該タイル本体の前面に該太陽電池が設けられている発電タイルにおいて、該タイル本体の前面に、前方へ張り出す凸部が形成されており、該凸部の外面のうち最も前方に張り出した最大張出部よりも上側の部分に、該太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、該最大張出部よりも下側の凸部外面には、該タイル本体が露出していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発電タイルは、請求項１において、前記凸部の外面は、その上下方向の途中部が前記最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっており、前記太陽電池は、該上斜面に沿って設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発電タイルは、請求項１又は２において、前記タイル本体の前面の上部側に前記凸部が設けられており、該タイル本体の該凸部よりも下部側は、前面が該凸部の前記最大張出部よりも後退した平坦部となっており、前記太陽電池は、第１の太陽電池と第２の太陽電池とからなり、該凸部の外面のうち該最大張出部よりも上側の部分に、該第１の太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、該平坦部の前面に沿って該第２の太陽電池が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発電タイルは、請求項３において、前記第２の太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５のタイルパネルは、基板と、該基板の前面に上下多段に取り付けられた複数個の発電タイルとを備えたタイルパネルにおいて、該発電タイルは、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発電タイルであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６のタイルパネルは、請求項５において、前記発電タイルは、請求項１又は２に記載の発電タイルであり、該発電タイルは、上下に間隔をあけて配置されており、該発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルが配設されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７のタイルパネルは、請求項６において、前記平発電タイルの太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするものである。
ものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発電タイル及びこの発電タイルを備えた本発明のタイルパネルにあっては、該発電タイルの前面に凸部が形成されており、この凸部の外面のうち最大張出部よりも上側の部分に、太陽電池が前方斜め上方を向くように設置されている。これにより、太陽電池が前面を鉛直にして配置される前述の特許文献１の発電タイルに比べて、太陽電池に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになるため、発電効率が高いものとなる。
【００１７】
本発明の発電タイルにあっては、この凸部の外面のうち最大張出部よりも下側の部分には、陶磁器質のタイル本体が露出している。そのため、この発電タイルを見る人の位置が低くなるほど、太陽電池が視認される面積が小さくなり、陶磁器質な面が視認される面積が大きくなるので、意匠性が高い。また、このように、発電タイルを下から見上げたときに陶磁器質の面が視認されるので、特許文献２のように金属や樹脂層が視認されるのに比べて、見栄えがよい。
【００１８】
請求項２の態様においては、凸部の外面は、その上下方向の途中部が最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっている。この上斜面に沿って太陽電池を設けることにより、太陽電池を前方斜め上方に向けてしっかりと支持することができる。また、この発電タイルが設置される地域における太陽の南中高度を考慮して凸部の下斜面の水平方向に対する傾斜角を十分に大きくすることにより、発電タイルに太陽光が当たったときに、凸部の最大張出部よりも下側に影が生じにくくなり、一層、見栄えが良いものとなる。
【００１９】
発電タイルを上下多段に配置してタイルパネルを構成した場合、上段側の発電タイルの凸部の影が下段側の発電タイルの太陽電池にかかりにくくするために、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの太陽電池との間に十分に距離が空くように発電タイルを配置してもよい。
【００２０】
この場合、請求項３の発電タイルが有用である。即ち、請求項３の発電タイルにおいては、タイル本体は、凸部の下側に、前面が該凸部の最大張出部よりも後退した平坦部を有しており、凸部の上側部分に第１の太陽電池が設けられ、平坦部の前面に第２の太陽電池が設けられている。この請求項３の発電タイルを用いてタイルパネルを構成した場合、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの第１の太陽電池との間に十分に距離が空くように発電タイルを配置しても、これらの間には第２の太陽電池が存在する。そのため、各発電タイルの凸部の下側に影が生じていないときには、上段側の発電タイルの凸部と下段側の発電タイルの第１の太陽電池との間で、この第２の太陽電池により発電することができる。これにより、タイルパネルの略全体で発電することができる。
【００２１】
この場合、請求項４の通り、第２の太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることが好ましい。結晶質シリコン太陽電池は、変換効率は高いけれども、影により変換効率が低下しやすいが、このアモルファスセル型の太陽電池は、その前面に影がかかっても、発電量が大きく低下しないという特徴を有する。従って、第２の太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることにより、第２の太陽電池の上側の凸部の影が該第２の太陽電池にかかったとしても、該第２の太陽電池の発電量が大きく低下することがないので、太陽の南中高度が高い時期や時間帯などに、凸部の下側に影が生じた場合であっても、タイルパネルの全体で十分に発電することができる。
【００２２】
請求項６の通り、請求項３の発電タイルを用いる代わりに、上下の発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルを配設するようにしてもよい。この場合にも、請求項３の発電タイルを用いた場合と同様の作用効果が奏される。
【００２３】
また、この場合、平発電タイルの太陽電池をアモルファスセル型太陽電池とすることにより、請求項４の態様と同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る発電タイルの構成図である。
【図２】図１の発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【図３】図２のタイルパネルを図２の矢印III方向から見た図である。
【図４】図２のタイルパネルを図２の矢印IV方向から見た図である。
【図５】図２のタイルパネルを図２の矢印Ｖ方向から見た図である。
【図６】図１の発電タイルを備えた別のタイルパネルの斜視図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】実施の形態に係る発電タイルの構成図である。
【図９】図８の発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
以下、第１〜５図を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
第１図（ａ）は実施の形態に係る発電タイルの斜視図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。第２図は、この発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図であり、第３図、第４図及び第５図は、それぞれ、第２図の矢印III方向、IV方向及びＶ方向からこのタイルパネルを見た図である。
【００２７】
この発電タイル１は、タイル本体１０の前面に太陽電池２０が設けられたものである。タイル本体１０は、全体として陶磁器質のものである。第１図（ａ），（ｂ）の通り、この実施の形態では、タイル本体１０の前面は、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１０ａとなっている。このタイル本体１０の前面のうち該最大張出部１０ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した上斜面１１となっており、該最大張出部１０ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した下斜面１２となっている。この上斜面１１は前方斜め上方を向き、下斜面１２は前方斜め下方を向いている。
【００２８】
この実施の形態では、上斜面１１は、該最大張出部１０ａからタイル本体１０の上端まで略一定の傾斜角にて連続して形成されており、下斜面１２は、該最大張出部１０ａからタイル本体１０の下端まで略一定の傾斜角にて連続して形成されている。即ち、この実施の形態では、タイル本体１０の前面が、全体として、前方へ張り出す凸部を形成している。なお、タイル本体１０の前面の形状はこれに限定されない。例えば、タイル本体１０の前面は、一部が前方に張り出した凸部となっており、それ以外の部分は、該凸部よりも後退した鉛直面となっていてもよい。
【００２９】
上斜面１１の水平方向に対する傾斜角θ１は、理論上は、この発電タイル１が用いられる地点の緯度と同程度（例えば日本では３５度程度）であることが好ましい。しかしながら、意匠性や製造上の問題を考慮すると、現実的には、４５〜８０°特に６０〜７０°が好ましい。下斜面１２の水平方向に対する傾斜角θ２は、θ２＝９０°−θ１とすることが好ましく、具体的には、１０〜４５°特に３０〜４０°が好ましい。この発電タイル１が設置される地域における太陽の南中高度を考慮して下斜面１２の水平方向に対する傾斜角θ２を十分に大きくすることにより、発電タイル１に太陽光が当たったときに、最大張出部１０ａよりも下側に影が生じにくくなる。タイル本体１０の最大厚さ（タイル本体１０の後面から前面の最大張出部１０ａまでの距離。以下、同様。）は、３０〜２００ｍｍ特に５０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
タイル本体１０の前面には、釉薬が施されることにより、施釉層（釉薬ガラス層）１３が形成されている。この実施の形態では、施釉層１３は、上斜面１１の略全体及び下斜面１２の略全体にわたって形成され、且つ該上斜面１１から下斜面１２にかけて連続して形成されている。即ち、この実施の形態では、タイル本体１０の前面の略全体が施釉層１３により覆われている。この上斜面１１の施釉層１３の上に（即ち施釉層１３を基材として）太陽電池２０が積層形成されている。なお、施釉層１３は、タイル本体１０のうち、少なくとも太陽電池２０が配置される領域（この実施の形態では上斜面１１）にのみ形成されていればよく、太陽電池２０が配置されない領域には、施釉層１３が形成されていなくてもよい。
【００３１】
この実施の形態では、タイル本体１０は、後面に、前面と略相似形状に凹陥した窪み１０ｂを有する中空状タイルとなっているが、このような窪み１０ｂを有しない中実状タイルであってもよい。また、タイル本体１０は、上斜面１１から下斜面１２まで初めから一連一体の「く」字形断面形状のタイルとして成形されたものであってもよく、２枚の平板状のタイル同士を「く」字形に結着してなるものであってもよい。この実施の形態では、タイル本体１０の後面の上端及び下端から後方へ足部１０ｃが張り出している。上斜面１１の上端縁及び下斜面１２の下端縁から各足部１０ｃの後端面までの距離は、この発電タイル１を用いてタイルパネル３０を構築したときの発電タイル１，１同士の間の目地の深さよりも大きなものとなっており、具体的には、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３２】
この実施の形態では、太陽電池２０は、タイル本体１０の上斜面１１と略相似形状で且つ該上斜面１１の略全体を覆う大きさとなっている。なお、太陽電池２０の形状及び大きさはこれに限定されない。この太陽電池１１は黒色の外観を有している。この上斜面１１を覆う太陽電池２０の厚さは２〜１０ｍｍ特に３〜５ｍｍであることが好ましい。
【００３３】
この上斜面１１に配置される太陽電池２０としては、発電効率に優れた結晶質シリコンセル型太陽電池が好適であるが、これ以外のタイプの太陽電池であってもよい。
【００３４】
太陽電池２０には１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっている。これらの端子線は、タイル本体１０の側面又は上端面、あるいは該タイル本体１０に設けられた挿通孔を通ってタイル本体１０の後方に引き回されている。発電タイル１の表面は、この太陽電池２０及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。
【００３５】
この発電タイル１にあっては、下斜面１２にはタイル本体１０が露出している。
【００３６】
次に、この発電タイル１を用いたタイルパネル３０について説明する。
【００３７】
第２図の通り、タイルパネル３０は、平板状の基板３１の前面に、複数個の発電タイル１を上下多段に取り付けてなる。基板３１は、最裏側の母板（図示略）と、該母板の前面側に設けられた配線基板（図示略）とからなり、この配線基板に接着剤（図示略）等により発電タイル１が結着されている。この配線基板には、所定のパターンにて負極パターン及び正極パターン（いずれも図示略）が設けられており、各発電タイル１の太陽電池２０に連なる負極端子線及び正極端子線がそれぞれこの負極パターン及び正極パターンにハンダ付け等により接続される。上下の発電タイル１，１同士の間には、所定の目地間隔が空いており、この目地間隔を埋めるように目地材（図示略）が設けられる。
【００３８】
なお、第３〜５図では、基板３１の前面に発電タイル１が１列だけ上下多段に配列されているように図示されているが、上下多段に且つ左右方向に多列に配列されてもよい。
【００３９】
このタイルパネル３０は、第２図の通り各発電タイル１の太陽電池２０が前方斜め上方に向くように、建物の壁面等の南向きの鉛直な取付面に取り付けられる。その際、タイルパネル３０は、この取付面の下端から２ｍ以上特に５ｍ以上の高さ（一般的な人の身長よりも高い高さ）に配置されることが好ましい。例えば、この取付面が２階建て以上の建物の壁面であれば、タイルパネル３０は、２階以上の階の壁面、特に最上階の壁面に取り付けられることが好ましい。このタイルパネル３０よりも低い位置には、前面に太陽電池が取り付けられていない、タイル本体１０と同色のノーマルタイル、又は、このノーマルタイルにより構成されたタイルパネルが取り付けられることが好ましい。
【００４０】
このように構成された発電タイル１及びこの発電タイル１を備えたタイルパネル３０にあっては、各発電タイル１の前面は、前方へ張り出す凸形状となっており、そのうち前方斜め上方を向いた上斜面１１に太陽電池２０が設けられている。これにより、太陽電池が前面を鉛直にして配置される前述の特許文献１の発電タイルに比べて、太陽電池２０に太陽光がより垂直に近い角度で入射するようになるため、発電効率が高いものとなる。
【００４１】
この発電タイル１の前面のうち、前方斜め下方を向いた下斜面１２には、陶磁器質のタイル本体１０が露出している。そのため、第３図の通り、この発電タイル１を前記傾斜角θ２以上の俯角にて見下ろした場合には、太陽電池２０のみが視認され、第４図の通り、この発電タイル１を正面から（前記傾斜角θ２よりも小さい俯角又は前記傾斜角θ１よりも小さい仰角にて）見た場合には、太陽電池２０とタイル本体１０の陶磁器質な面との双方が視認され、この発電タイル１を前記傾斜角θ１以上の仰角にて見上げた場合には、タイル本体１０の陶磁器質な面のみが視認されるようになる。このように、本発明の発電タイル１にあっては、この発電タイル１を見る人の位置が低くなるほど、太陽電池２０が視認される面積が小さくなり、陶磁器質な面が視認される面積が大きくなるので、意匠性が高い。また、このように、発電タイル１を下から見上げたときに陶磁器質の面が視認されるので、特許文献２のように金属や樹脂層が視認されるのに比べて、見栄えがよい。なお、下斜面１２の表面をスクラッチ、石割り、レリーフ、象嵌などの意匠面とすることも可能である。
【００４２】
［第１の実施の形態の変形例］
上記の実施の形態のタイルパネル３０においては、上下の発電タイル１，１同士を近接させて配置しているが、上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置してもよい。この場合、例えば、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合、この光がタイルパネル３０に当たると、各発電タイル１の下側に影が生じるが、このとき、上段側の発電タイル１の影が下段側の発電タイル１の太陽電池２０にかからない程度に上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置してもよい。この上下の発電タイル１，１同士の間隔は、例えば、タイルパネル３０が設置される地域において夏至の日に太陽が南中に達したときに各発電タイル１の下側に生じる影の長さと同程度としてもよい。上下の発電タイル１，１同士を離隔させて配置する場合、上下の発電タイル１，１同士の間に、発電タイル１以外の平板状のタイル（図示略）を配置してもよい。
【００４３】
［第２の実施の形態］
第６図はタイルパネルの別の構成例を示す斜視図であり、第７図は第６図のVII−VII線に沿う断面図である。
【００４４】
第２の実施の形態に係るタイルパネル３０Ａにおいては、第６，７図の通り、上記の第１の実施の形態の変形例と同様に、上下の発電タイル１，１同士が離隔して配置されると共に、これらの間にそれぞれ平板状の平発電タイル４０が配設されている。即ち、このタイルパネル３０Ａにおいては、基板３１の前面に発電タイル１と平発電タイル４０とが交互に上下多段に配設されている。
【００４５】
この平発電タイル４０は、平板状のタイル本体４１と、該タイル本体４１の前面に設けられた太陽電池４２とを備えている。
【００４６】
この実施の形態では、平発電タイル４０のタイル本体４１は、横長の長方形板状となっている。この実施の形態では、太陽電池４２は、タイル本体４１の前面と相似形で且つ該タイル本体４１の前面の略全体を覆う大きさとなっている。なお、タイル本体４１及び太陽電池４２の形状はこれに限定されない。
【００４７】
平発電タイル４０のタイル本体４１の厚さは、５〜１０ｍｍであることが好ましい。このタイル本体４１の前面を覆う太陽電池４２の厚さは２〜１０ｍｍ特に３〜５ｍｍであることが好ましい。タイル本体４１の上下方向の幅は、前述の第１の実施の形態の変形例のように、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合に各発電タイル１の下側に生じる影Ｓの長さを考慮して決定されることが好ましい。
【００４８】
この平発電タイル４０の太陽電池４２としては、アモルファスセル型のものであることが好ましい。このアモルファスセル型の太陽電池は、その前面に影Ｓがかかっても、発電量が大きく低下しないという特徴を有する。
【００４９】
平発電タイル４０においても、太陽電池４２には１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっており、これらはタイル本体４１の側面又は上端面、あるいは該タイル本体４１に設けられた挿通孔を通ってタイル本体４１の後方に引き回されている。また、平発電タイル４０の表面は、この太陽電池４２及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。平発電タイル４０の基板３１への取付方法は、発電タイル１と同様である。
【００５０】
第７図の通り、発電タイル１及び平発電タイル４０が基板３１の前面に取り付けられた状態において、該平発電タイル４０の前面（太陽電池４２の前面）は、発電タイル１の前面の最大張出部１０ａよりも後退した鉛直面となっている。
【００５１】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様であり、第６，７図において第１〜５図と同一符号は同一部分を示している。
【００５２】
このタイルパネル３０Ａにあっても、発電タイル１を用いているので、前述の第１の実施の形態におけるタイルパネル３０と同様の作用効果が奏される。
【００５３】
このタイルパネル３０Ａにあっては、第７図の通り、上下の発電タイル１，１同士が離隔して配置されているので、太陽光の水平面に対する入射角が前記傾斜角θ２より大きい場合でも、上段側の発電タイル１の影Ｓが下段側の発電タイル１にかかって各発電タイル１における発電量が低下することが防止ないし抑制される。また、このタイルパネル３０Ａにあっては、上下の発電タイル１，１同士の間には、それぞれ平発電タイル４０が配設されているので、発電タイル１，１同士を上下に離隔させて配置しても、この発電タイル１，１同士の間で、平発電タイル４０の太陽電池４２により発電することができる。これにより、タイルパネル３０Ａの略全体で発電することができる。
【００５４】
しかも、この平発電タイル４０の太陽電池４２としてアモルファスセル型のものを用いることにより、この平発電タイル４０の上側の発電タイル１の影Ｓが該平発電タイル４０の前面の太陽電池４２にかかったとしても、該平発電タイル４０の発電量が大きく低下することがないので、太陽の南中高度が高い時期や時間帯などに、発電タイル１の下側に影Ｓが生じた場合であっても、タイルパネル３０Ａの全体で十分に発電することができる。
【００５５】
［第３の実施の形態］
第８図（ａ）は、別の実施の形態に係る発電タイルの斜視図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第９図はこの発電タイルを備えたタイルパネルの縦断面図である。
【００５６】
第３の実施の形態に係る発電タイル１Ａにおいては、タイル本体１０Ａは、その前面の上部側に、前方へ張り出す凸部１４が設けられており、この凸部１４よりも下部側は、該凸部１４よりも後退した平坦部１５となっている。
【００５７】
凸部１４の外面は、前述の第１の実施の形態におけるタイル本体１０の前面と同様に、その上下方向の途中部が、最も前方に張り出した最大張出部１４ａとなっている。この凸部１４の外面のうち該最大張出部１４ａよりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した上斜面１４ｂとなっており、該最大張出部１４ａよりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した下斜面１４ｃとなっている。なお、この実施の形態でも、凸部１４の裏側に凹部や空洞を設けて該凸部１４を中空状としてもよい。
【００５８】
平坦部１５の前面は鉛直面となっている。
【００５９】
タイル本体１０Ａの前面には、施釉が施されることにより、施釉層１６が形成されている。この実施の形態では、タイル本体１０Ａの前面の略全体にわたって施釉層１６が形成されているが、少なくとも、太陽電池が設けられる凸部１４の上斜面１４ｂ及び平坦部１５の前面にのみ施釉層１６が形成されてもよい。
【００６０】
この凸部１４の上斜面１４ｂに、施釉層１６を介して第１の太陽電池２０Ａが設けられると共に、平坦部１５の前面に、施釉層１６を介して第２の太陽電池４２Ａが設けられている。この第１の太陽電池２０Ａは、前述の第１及び第２の実施の形態における発電タイル１に設けられた太陽電池２０と同様のものであり、第２の太陽電池４２Ａは、前述の第２の実施の形態における平発電タイル４０に設けられた太陽電池４２と同様のものである。
【００６１】
即ち、この発電タイル１Ａは、前述の第２の実施の形態における発電タイル１と、その下側に配置された平発電タイル４０とを一体化した如き構成となっている。この発電タイル１Ａの平坦部１５が平発電タイル４０に対応し、それよりも上側の凸部１４を含む部分が、該平発電タイル４０の上側の発電タイル１に対応する。
【００６２】
上斜面１４ｂの水平方向に対する傾斜角θ１、下斜面１４ｃの水平方向に対する傾斜角θ２、タイル本体１０Ａの後面から凸部１４の最大張出部１４ａまでの距離、平坦部１５の厚さ、及び平坦部１５の上下方向の幅等の好適範囲は、それぞれ、前述の各実施の形態において対応する部分と同様である。
【００６３】
この発電タイル１Ａにおいても、各太陽電池２０Ａ，４２Ａにはそれぞれ１対の負極端子線及び正極端子線（いずれも図示略）が連なっており、これらはタイル本体１０Ａの側面又は上端面、あるいは該タイル本体１０Ａに設けられた挿通孔を通ってタイル本体１０Ａの後方に引き回されている。また、発電タイル１Ａの表面は、この太陽電池２０Ａ，４２Ａ及び各端子線を保護する透明保護膜（図示略）により被覆されている。
【００６４】
第９図の通り、この発電タイル１Ａを基板３１の前面に上下多段に取り付けることにより、第２の実施の形態におけるタイルパネル３０Ａと実質的に同様のパターンにて太陽電池２０Ａ，４２Ａが配置されたタイルパネル３０Ｂが構成される。
【００６５】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１及び第２の実施の形態と同様であり、第８，９図において第１〜７図と同一符号は同一部分を示している。
【００６６】
このタイルパネル３０Ｂにあっても、第２の実施の形態におけるタイルパネル３０Ａと同様の作用効果が奏される。
【００６７】
このタイルパネル３０Ｂにあっては、発電タイル１Ａは、第２の実施の形態における発電タイル１と平発電タイル４０とが一体化された如き構成となっているので、第２の実施の形態における発電タイル１と平発電タイル４０とを別々に基板３１に取り付ける手間を省くことができ、高発電効率・高意匠性のタイルパネル３０Ｂを比較的容易に組み立てることができる。
【００６８】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の構成とされてもよい。
【００６９】
例えば、第１及び第２の実施の形態におけるタイル本体１０の前面、及び、第３の実施の形態におけるタイル本体１０Ａの凸部１４の外面は、それぞれ、略「く」字形（前方に向かって尖った三角形状）の断面形状となっているが、タイル本体の前面に設けられる凸部の断面形状はこれに限定されない。例えば、凸部の断面形状は、台形や五角形など、最大張出部よりも上側に、前方斜め上方に向く斜面を形成可能な種々の多角形状とすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ 発電タイル
１０，１０Ａ タイル本体
１０ａ 最大張出部
１１ 上斜面
１２ 下斜面
１３ 施釉層
１４ 凸部
１４ａ 最大張出部
１４ｂ 上斜面
１４ｃ 下斜面
１５ 平坦部
１６ 施釉層
２０，２０Ａ，４２，４２Ａ 太陽電池
３０，３０Ａ，３０Ｂ タイルパネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイル本体と、
該タイル本体の前面に設けられた太陽電池と
を備えた発電タイルであって、
該タイル本体は、全体として陶磁器質のものであり、該タイル本体の前面のうち少なくとも該太陽電池が配置される部分に施釉層が形成されており、
該施釉層を介して該タイル本体の前面に該太陽電池が設けられている発電タイルにおいて、
該タイル本体の前面に、前方へ張り出す凸部が形成されており、
該凸部の外面のうち最も前方に張り出した最大張出部よりも上側の部分に、該太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、
該最大張出部よりも下側の凸部外面には、該タイル本体が露出していることを特徴とする発電タイル。
【請求項２】
請求項１において、前記凸部の外面は、その上下方向の途中部が前記最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっており、
前記太陽電池は、該上斜面に沿って設けられていることを特徴とする発電タイル。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記タイル本体の前面の上部側に前記凸部が設けられており、該タイル本体の該凸部よりも下部側は、前面が該凸部の前記最大張出部よりも後退した平坦部となっており、
前記太陽電池は、第１の太陽電池と第２の太陽電池とからなり、
該凸部の外面のうち該最大張出部よりも上側の部分に、該第１の太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、
該平坦部の前面に沿って該第２の太陽電池が設けられていることを特徴とする発電タイル。
【請求項４】
請求項３において、前記第２の太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とする発電タイル。
【請求項５】
基板と、
該基板の前面に上下多段に取り付けられた複数個の発電タイルと
を備えたタイルパネルにおいて、
該発電タイルは、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発電タイルであることを特徴とするタイルパネル。
【請求項６】
請求項５において、前記発電タイルは、請求項１又は２に記載の発電タイルであり、
該発電タイルは、上下に間隔をあけて配置されており、
該発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルが配設されていることを特徴とするタイルパネル。
【請求項７】
請求項６において、前記平発電タイルの太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするタイルパネル。
【請求項１】
タイル本体と、
該タイル本体の前面に設けられた太陽電池と
を備えた発電タイルであって、
該タイル本体は、全体として陶磁器質のものであり、該タイル本体の前面のうち少なくとも該太陽電池が配置される部分に施釉層が形成されており、
該施釉層を介して該タイル本体の前面に該太陽電池が設けられている発電タイルにおいて、
該タイル本体の前面に、前方へ張り出す凸部が形成されており、
該凸部の外面のうち最も前方に張り出した最大張出部よりも上側の部分に、該太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、
該最大張出部よりも下側の凸部外面には、該タイル本体が露出していることを特徴とする発電タイル。
【請求項２】
請求項１において、前記凸部の外面は、その上下方向の途中部が前記最大張出部となっており、該最大張出部よりも上端側は、上側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め上方を向く上斜面となっており、該最大張出部よりも下端側は、下側ほど後方となるように傾斜した、前方斜め下方を向く下斜面となっており、
前記太陽電池は、該上斜面に沿って設けられていることを特徴とする発電タイル。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記タイル本体の前面の上部側に前記凸部が設けられており、該タイル本体の該凸部よりも下部側は、前面が該凸部の前記最大張出部よりも後退した平坦部となっており、
前記太陽電池は、第１の太陽電池と第２の太陽電池とからなり、
該凸部の外面のうち該最大張出部よりも上側の部分に、該第１の太陽電池が前方斜め上方を向くように設けられており、
該平坦部の前面に沿って該第２の太陽電池が設けられていることを特徴とする発電タイル。
【請求項４】
請求項３において、前記第２の太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とする発電タイル。
【請求項５】
基板と、
該基板の前面に上下多段に取り付けられた複数個の発電タイルと
を備えたタイルパネルにおいて、
該発電タイルは、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発電タイルであることを特徴とするタイルパネル。
【請求項６】
請求項５において、前記発電タイルは、請求項１又は２に記載の発電タイルであり、
該発電タイルは、上下に間隔をあけて配置されており、
該発電タイル同士の間に、前面に太陽電池が設けられた平板状の平発電タイルが配設されていることを特徴とするタイルパネル。
【請求項７】
請求項６において、前記平発電タイルの太陽電池は、アモルファスセル型太陽電池であることを特徴とするタイルパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０７４０２（Ｐ２０１２−２０７４０２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２３４５（Ｐ２０１１−７２３４５）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
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