JP6986407B2

JP6986407B2 - 太陽電池ブラインド

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Publication number: JP6986407B2
Application number: JP2017191085A
Authority: JP
Inventors: 久史石井
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: JP2019065541A; WO2019064716A1

Description

本発明は、太陽電池セルを備えたブラインドである太陽電池ブラインドに関する。

従来より、エネルギー効率を向上する目的で、複数のスラットのそれぞれに太陽電池セルを配置した太陽電池ブラインドが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−３４０８２４号公報

このような太陽電池ブラインドでは、通常、各スラットに配置した太陽電池セルを接続するためにスラット間を跨いでリード線が設けられるが、このリード線をどのように配置するかが課題となる。例えばリード線がスラットから剥き出しに延びていると、ブラインドの美観を損なうだけでなく、スラットの昇降時や角度調整時にスラットとリード線が干渉して断線が生じるおそれがある。

例えば昇降コードを通すためにスラットに設けられた貫通孔にリード線も通せばスラットとリード線の干渉をある程度防ぐことができるが、この場合はスラットのスムーズな昇降が妨げられるおそれがある。また、スラットの貫通孔に通すためにはリード線の太さが制限されるので、取り出し可能な電力が低下するおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、リード線を好適に配置することのできる太陽電池ブラインドを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池ブラインドは、建物の開口部に配置される太陽電池ブラインドであって、縦方向に配列される複数のスラットと、各スラットに設けられる太陽電池セルと、各スラットの太陽電池セルを電気的に接続するためのリード線と、開口部の縦枠に設けられる、スラットの昇降を案内するためのガイドレールとを備える。リード線は、ガイドレールに設けられた配線空間内に配線される。

本発明によれば、リード線を好適に配置することのできる太陽電池ブラインドを提供できる。

本発明の実施形態に係る太陽電池ブラインドを建物の開口部に取り付けた状態を示す概略正面図である。図１のＡ−Ａ概略断面図である。太陽電池ブラインドの構成をより詳細に説明するための概略斜視図である。本実施形態に係る太陽電池ブラインドの要部概略断面図である。本発明の別の実施形態に係る太陽電池ブラインドの要部概略断面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池ブラインド１０を建物の開口部に取り付けた状態を示す概略正面図である。図１は、建物の開口部を室外側から見たものである。図２は、図１のＡ−Ａ概略断面図である。図１および図２に示すように、太陽電池ブラインド１０は、縦方向に延びる２つの方立１の間に配置される。図１および図２には、２つの太陽電池ブラインド１０が示されている。紙面左側の太陽電池ブラインド１０Ｌはスラットが閉じた状態を示し、紙面右側の太陽電池ブラインド１０Ｒはスラットが開いた状態を示す。

本実施形態で説明する建物は、カーテンウォール構造を有しており、方立１の室外側にはガラスパネル２が例えば構造シーラント３によって取り付けられている。また、構造シーラント３に代えて、例えばガスケットやシール材などの他の支持方法も利用できる。例えば、従来のカーテンウォールでは、ガラスパネルは方立や無目などの枠材に嵌め込まれ、シーリング材などによって拘束されている。また、従来のカーテンウォールに代えて、フレームレスを実現できる構造などあらゆる支持方法が利用できる。太陽電池ブラインド１０は、方立１の室内側に配置される。ガラスパネル２をアウタースキンとし、太陽電池ブラインド１０をインナースキンとして見れば、ガラスパネル２と太陽電池ブラインド１０の間に空気層４が形成されたダブルスキン構造のカーテンウォールと近い状態をつくることができる。ガラスパネル２と太陽電池ブラインド１０の間に形成される空気層４は、冬期には断熱層として機能するため、室内側の暖房効率を向上することができる。また、夏期にはブラインドの効果によって室内側へ流入する日射熱の割合は減少するが、ブラインドのスラットに貼り付けられたＰＶセルの光電効果によってさらに室内側へ流入する日射熱の割合を減少させることができる。

本実施形態に係る太陽電池ブラインド１０は、横方向に長尺な複数のスラット１２を縦方向にすだれ状に配列して構成される。各スラット１２は、例えば横長の略矩形状に形成される。各スラットには、複数の太陽電池セル１４が配置される。

太陽電池ブラインド１０はさらに、ヘッドボックス１６と、ボトムレール１８と、ラダーコード２０と、昇降コード２２とを備える。

ヘッドボックス１６は複数のスラット１２の上段に設けられ太陽電池ブラインド１０の最上段を構成する。図１に示すように、ヘッドボックス１６は、建物のブラインド取付面５に固定される。ヘッドボックス１６にはスラット１２の角度調整機構（図示せず）および昇降機構（図示せず）などが内蔵される。

ボトムレール１８は、複数のスラット１２の下段に設けられ太陽電池ブラインド１０の最下段を構成する。

ラダーコード２０は、太陽電池ブラインド１０のスラット１２の角度を調節するためのコード部材である。ラダーコード２０は、各スラット１２の幅方向の両サイドに結合される。ラダーコード２０の上端は、ヘッドボックス１６内の角度調整機構（図示せず）に連結される。

昇降コード２２は、スラット１２の昇降を制御するためのコード部材である。昇降コード２２は、スラット１２に穿設された貫通孔２４に挿通される。この昇降コード２２は、上方のスラット１２から順に引き上げてヘッドボックス１６内に畳んで収納し、また、下方のスラット１２から順にヘッドボックス１６から下降させて、スラット１２を鉛直下方に広げることができるようになっている。

図３は、太陽電池ブラインド１０の構成をより詳細に説明するための概略斜視図である。上述したように、複数のスラット１２が縦方向に配列されている。各スラット１２の一方の表面上には複数の太陽電池セル１４がスラット１２の長さ方向に沿って配置されている。各スラット１２には貫通孔２４が穿設されており、該貫通孔２４には昇降コード２２が挿通されている。各スラットの幅方向の両端にはラダーコード２０が連結されている。

各スラット１２に配置された複数の太陽電池セル１４は、互いに直列に接続される。太陽電池セルは光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換するように構成される。このように複数の太陽電池セルを電気的に直列に接続して必要な所定の電圧を得られるようにしたモジュールは、太陽電池クラスタと称される。

図３に示すように、本実施形態に係る太陽電池ブラインド１０においては、スラット１２は２枚の板状部材１２ａ，１２ｂを貼り合わせることによって形成されている。板状部材１２ａ，１２ｂは、例えばポリカーボネート等の樹脂やガラスで形成された透明な板状体であってよい。あるいは、スラット１２は樹脂やガラスで一体成形されてもよい。なお、本明細書において「透明」とは、可視光に対して透明であること、すなわち可視光を透過可能であることを意味する。

本実施形態において、２枚の板状部材１２ａ，１２ｂは、互いに幅方向に若干ずれるように張り合わされている。これにより、各スラット１２には幅方向両端に段部１２ｃが形成される。あるいは、スラット１２を一体成形する場合は、縁端部が長手方向に欠損するように成形することにより段部１２ｃを形成してもよいし、成形後に縁端部を長手方向に切削加工することにより段部１２ｃを形成してもよい。この段部１２ｃはスラット１２を閉じたときに隣接するスラット１２の段部１２ｃと係合するので、スラット１２の間に隙間が生じ難くなる。これにより、ガラスパネル２と太陽電池ブラインド１０の間の空気層４（図２参照）の気密性を高めることができるので、室内側の暖房効率を向上することができる。

各スラット１２は、長さ方向両端から横方向に突出するピン状部材２６を有する。ピン状部材２６は、導電性を有する材料から形成される。ピン状部材２６は、２枚の板状部材１２ａ，１２ｂによって狭持されている。２枚の板状部材１２ａ，１２ｂの間に位置するピン状部材２６の一端は、そのピン状部材２６に最も近い太陽電池セル１４の電極に接続される。ピン状部材２６の他端は、各スラット１２の太陽電池セル１４を電気的に接続するためのリード線３０に接続されている。すなわち、スラット１２上の太陽電池セル１４の電極とリード線３０は、ピン状部材２６を介して電気的に接続される。

図３には５枚のスラット１２が図示されているが、これら５枚のスラット１２上に配意された複数の太陽電池セル１４は直列に接続されており、１つの太陽電池クラスタを形成している。すなわち、図３で一番上のスラット１２における左端から右端までの太陽電池セル１４が直列に接続され、一番上のスラット１２の右端のピン状部材２６がリード線３０を介して上から２番目のスラット１２の右端のピン状部材２６に接続される。２番目のスラット１２では、右端から左端までの太陽電池セル１４が直列に接続され、２番目のスラット１２の左端のピン状部材２６がリード線３０を介して上から３番目のスラット１２の左端のピン状部材２６に接続される。同様にして上から３〜５番目の太陽電池セル１４が直列に接続される。一番上のスラット１２の左端のピン状部材２６はリード線３０を介して外部接続の端子（図示せず、例えば正極端子）に接続される。一番下のスラット１２の右端のピン状部材２６はリード線３０を介して外部接続の端子（図示せず、例えば負極端子）に接続される。

図４は、本実施形態に係る太陽電池ブラインド１０の要部概略断面図である。図４に示すように、方立１の室内側には、方立１の長さ方向に沿って、スラット１２の昇降を案内するためのガイドレール３２が設けられている。図４に示す実施形態では、ガイドレール３２と方立１は、ステンレス等の金属材料により一体的に形成される。

ガイドレール３２は、スラット側の側面に形成された縦長開口部３４と、縦長開口部３４と連通して形成されたピン挿入用空間３６とを備える。スラット１２の端部から突出するピン状部材２６は、縦長開口部３４を介してピン挿入用空間３６に挿入される。ピン挿入用空間３６に挿入されたピン状部材２６の端部にはフランジ２６ａが形成されている。このフランジ２６ａの直径は縦長開口部３４の幅よりも大きく形成されているので、ピン状部材２６はピン挿入用空間３６内にスライド可能に保持される。このようにスラット１２の両端から突出するピン状部材２６が方立１に設けられたガイドレール３２にスライド可能に保持されることにより、スラット１２をガイドレール３２に沿って昇降させることができる。ピン状部材２６がガイドレール３２に保持されることにより、スラット１２が揺れ動くのを防止できるので、ガラスパネル２と太陽電池ブラインド１０の間の空気層４（図２参照）の気密性がより高められ、室内側の暖房効率をより向上することができる。

上述したように、ガイドレール３２はステンレスやアルミニウム合金等の金属材料で形成されている。従って、ピン状部材２６とガイドレール３２とを絶縁するために、縦長開口部３４およびピン挿入用空間３６の内面には絶縁コーティングが施される。

ガイドレール３２はさらに、ピン状部材２６から延びるリード線３０を配線するための配線空間３８を備える。この配線空間３８は、ピン挿入用空間３６と隣接して配置されている。ピン挿入用空間３６と配線空間３８の間には縦長連通口４０が設けられており、リード線３０がピン挿入用空間３６から配線空間３８に挿通できるようになっている。

本実施形態に係る太陽電池ブラインド１０においては、スラット１２の両端のピン状部材２６から延びるリード線３０は、ガイドレール３２に設けられた配線空間３８内に配線される。このように、スラット１２から隔離されたガイドレール３２内の配線空間３８にリード線３０を配線することにより、スラット１２とリード線３０との干渉を防止できるので、スラットの昇降時や角度調整時に断線が生じる事態を回避できる。また、配線空間３８内にリード線３０を隠すことができるので、太陽電池ブラインド１０の美観を向上できる。

また、ガイドレール３２に形成される配線空間３８は、スラット１２に形成される貫通孔２４よりも広くすることが容易である。貫通孔２４よりも広い配線空間３８にリード線３０を配線することにより、貫通孔２４を通す場合よりも太いリード線３０を採用することができるので、取り出し可能な電力を向上できる。また、太いリード線３０を採用した場合、リード線３０の発熱を抑制できるので、安全性を向上できる。

また、貫通孔２４に昇降コード２２とともにリード線３０を通す場合、スラット１２のスムーズな昇降が阻害されるおそれがあるが、本実施形態のようにガイドレール３２の配線空間３８にリード線３０を配線した場合にはそのような事態を回避できる。

図５は、本発明の別の実施形態に係る太陽電池ブラインド５０の要部概略断面図である。上述の太陽電池ブラインド１０では、ガイドレール３２は方立１と一体に形成されていたが、本実施形態に係る太陽電池ブラインド５０では、ガイドレール３２は方立１と別体として形成されている。図５に示すように、ガイドレール３２は、方立１への取付部材であるボルト５２により、方立１の室内側の面に取り付けられている。

本実施形態のようにガイドレール３２を方立１と別体として構成することにより、方立１にガイドレール３２を後付けすることができるので、本実施形態に係る太陽電池ブラインド５０を既存の建物に採用することが可能となる。

方立１へのガイドレール３２の取付方法は特に限定されず、例えば接着や溶接などであってもよい。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

上記では、カーテンウォール構造を有する建物の開口部に太陽電池ブラインドを取り付ける実施形態について説明したが、本発明に係る太陽電池ブラインドは他の構造の建物の開口部に取り付けることも可能である。ガイドレールは、開口部の縦枠であれば方立に限定されず取り付けられてよい。

以上の記載から、下記の発明が認識される。

本発明のある態様の太陽電池ブラインドは、建物の開口部に配置される太陽電池ブラインドであって、縦方向に配列される複数のスラットと、各スラットに設けられる太陽電池セルと、各スラットの太陽電池セルを電気的に接続するためのリード線と、開口部の縦枠に設けられる、スラットの昇降を案内するためのガイドレールとを備える。リード線は、ガイドレールに設けられた配線空間内に配線される。

この態様によると、スラットとリード線との干渉を防止できるので、スラットの昇降時や角度調整時に断線が生じる事態を回避できる。また、配線空間内にリード線を隠すことができるので、太陽電池ブラインドの美観を向上できる。

また、スラットに形成される昇降コードを通すための貫通孔にリード線と通す場合と比較して、太いリード線を採用することができるので、取り出し可能な電力を向上できるとともに、リード線の発熱を抑制できるので、安全性を向上できる。

スラットは、長さ方向両端から横方向に突出するピン状部材を有し、ピン状部材は、ガイドレールにスライド可能に保持されてもよい。この場合、スラットを好適にガイドレールに沿って案内できる。

ピン状部材は導電性を有し、スラット上の太陽電池セルの電極と配線空間内のリード線は、ピン状部材を介して電気的に接続されてもよい。この場合、太陽電池セルとリード線とを好適に接続できる。

ガイドレールは、開口部の縦枠とは別体として形成され、取付部材により開口部の縦枠に取り付けられてもよい。この場合、既存の建物の開口部に太陽電池ブラインドを後付けすることができる。

１方立、２ガラスパネル、３構造シーラント、１０，５０太陽電池ブラインド、１２スラット、１４太陽電池セル、２０ラダーコード、２２昇降コード、２４貫通孔、２６ピン状部材、３０リード線、３２ガイドレール、３４縦長開口部、３６ピン挿入用空間、３８配線空間。

Claims

建物の開口部に配置される太陽電池ブラインドであって、
縦方向に配列される複数のスラットと、
各スラットに設けられる太陽電池セルと、
各スラットの前記太陽電池セルを電気的に接続するためのリード線と、
前記開口部の縦枠に設けられる、前記スラットの昇降を案内するためのガイドレールと、
を備え、
前記リード線は、前記ガイドレールに設けられた配線空間内に配線され、
前記スラットは、長さ方向両端から横方向に突出するピン状部材を有し、
前記ピン状部材は、前記ガイドレールにスライド可能に保持され、
前記ピン状部材は導電性を有し、
前記スラット上の前記太陽電池セルの電極と前記配線空間内の前記リード線は、前記ピン状部材を介して電気的に接続されることを特徴とする太陽電池ブラインド。
前記ガイドレールは、前記開口部の縦枠とは別体として形成され、取付部材により前記開口部の縦枠に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ブラインド。