JP2012202018A - ソーラー型タイルパネル - Google Patents

Abstract

【課題】種々の外観面とすることができ、意匠性に富んだソーラー型タイルパネルを提供する。
【解決手段】ソーラー型タイルパネル１は、基板の前面に発電タイル２とノーマルタイル３とを備えている。基板は、最裏側の母板４と、該母板４に対し接着剤５によって貼着された配線基板６とからなる。ノーマルタイル３は、全体として陶磁器質のものである。発電タイル２は、陶磁器質のタイル本体１０と、該タイル本体１０の前面に設けられた太陽電池１１と、１対の端子線１２，１３と、タイル本体１０の４側端面及び太陽電池１１の両面を覆う封止材１４と、タイル本体１０の前面側を覆う透明な強化ガラス製カバープレート１５とからなる。黒色の発電タイル２の列と、美麗なノーマルタイル３の列とが交互に現われた外観を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数枚のタイルを基板に貼り付けて一体化させたタイルパネルに係り、特にタイルの一部に太陽電池付きの発電タイルを用いたソーラー型タイルパネルに関するものである。

タイルパネルは、周知の通り、複数枚のタイルを基板の前面に設けたものである。このタイルパネルのタイルとして、太陽電池を有した発電タイルを用いた発電タイルパネルが特許文献１（特開昭６２−１８５９５３）に記載されている。特許文献１の発電タイルは、施釉タイル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たものである。特許文献１のタイルパネルは、枡目状型枠に複数枚の発電タイルを嵌め込み、シーリング材を目地部に充填し、その後、コンクリートを流し込んで硬化させることにより製造される。

特開昭６２−１８５９５３

上記特許文献１の発電タイルパネルにあっては、すべてのタイルが発電タイルとなっている。一般に太陽電池は黒色であるため、発電タイルパネルは全体として黒色調となり、美感に乏しいものとなる。

本発明は、種々の外観面とすることができ、意匠性に富んだソーラー型タイルパネルを提供することを目的とする。

請求項１のソーラー型タイルパネルは、複数枚のタイルが基板の前面に設けられ、目地に目地材が充填されたタイルパネルにおいて、該タイルとして、陶磁器質のノーマルタイルと、タイル本体の前面に太陽電池が設けられた発電タイルとが設けられていることを特徴とするものである。

請求項２のソーラー型タイルパネルは、請求項１において、複数枚の発電タイルが一列に配列された発電タイルの列と、非黒色の複数枚のノーマルタイルが一列に配列されたノーマルタイルの列とが設けられていることを特徴とするものである。

請求項３のソーラー型タイルパネルは、請求項１又は２において、前記基板は、裏面側の母板と、前面側の配線基板とを有しており、該配線基板の裏面に、太陽電池の正極が接続される導電性正極パターンと、太陽電池の負極が接続される導電性負極パターンとが設けられており、前記発電タイルからは、太陽電池の正極に導通した正極端子線と、太陽電池の負極に導通した負極端子線とが延出しており、各端子線は配線基板に設けられた小孔を通って各パターンに接続されていることを特徴とするものである。

請求項４のソーラー型タイルパネルは、請求項３において、1対の正極パターンと負極パターンとに対し、太陽電池と並列にバイパスダイオードが接続されていることを特徴とするものである。

本発明のソーラー型タイルパネルにあっては、太陽電池を有した発電タイルと、太陽電池が設けられていないノーマルタイルとが基板前面に設けられているので、ノーマルタイルの意匠を生かして種々の外観面とすることができ、意匠性に優れる。

本発明において、複数枚の発電タイルを一列に配列した発電タイルの列と、非黒色の複数枚のノーマルタイルを一列に配列したノーマルタイルの列とを設けることにより、発電タイルが一直線の帯状部を形成したものとなり、黒色帯状部と非黒色帯状部とを有した独得の意匠面となる。また、発電タイルを一列に配列した場合、各発電タイルを直列に接続することが容易となる。

配線基板の裏面に正極パターンと負極パターンを設け、基板に設けた小孔に太陽電池の端子線を通して各パターンに接続することにより、太陽電池と各パターンとを容易に接続することができる。この場合、１対の正極パターンと負極パターンとに対し、太陽電池と並列にバイパスダイオードを接続することにより、一部の太陽電池に光が当らなかったり故障が生じたりしたときでも、当該太陽電池に直列に接続された他の太陽電池の発電出力を取り出すことができる。

実施の形態に係るソーラー型タイルパネルの正面図である。 図１のソーラー型タイルパネルの配線基板の裏面図である。 ソーラー型タイルパネルの等価回路図である。 発電タイルの斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図１のVI−VI線拡大断面図である。

以下、図１〜６を参照して実施の形態に係るソーラー型タイルパネルについて説明する。

このソーラー型タイルパネル１は、基板の前面に複数枚の発電タイル２と複数枚のノーマルタイル３とを備えている。この実施の形態では、ソーラー型タイルパネル１の基板は、図６の通り、最裏側の母板４と、該母板４に対し接着剤５によって貼着された配線基板６とからなる。発電タイル２とノーマルタイル３との間、発電タイル２同士の間及びノーマルタイル３同士の間のすべての目地に目地材が充填されている。

この実施の形態では、目地材は基板側の樹脂目地７と、前面側の通常目地８とからなる。樹脂目地７は、枡目枠状であり、予め配線基板６に接着剤によって接着されている。発電タイル２及びノーマルタイル３を該樹脂目地７に嵌合させるようにして配線基板６にタイル用接着剤で接着した後、各タイル同士の間に樹脂混練モルタル等の通常目地８を充填し、硬化させる。

ノーマルタイル３は、全体として陶磁器質のものである。前面に施釉が施されていてもよく、施されていなくてもよい。ノーマルタイル３の前面は非黒色となっている。

発電タイル２は、図４，５の通り、陶磁器質のタイル本体１０と、該タイル本体１０の前面に、両面を封止材１４でサンドイッチされて設けられた太陽電池１１と、一端が太陽電池１１に連なり、他端がタイル本体１０の側端面を封止材１４と挟んで、タイル本体１０の後方へ延在した一対の負極端子線１２及び正極端子線１３と、さらにタイル本体１０の４側端面を囲む封止材１４と、タイル本体１０の前面側を覆う透明な強化ガラス製カバープレート１５とからなる。太陽電池１１は、タイル本体１０の前面の周縁を除いて全域に設けられている。この太陽電池１１は黒色の外観を有している。

配線基板６の裏面には、図２，３の通り、正極パターン２２，２４，２６，２８，３１，３３，３５，３７及び負極パターン２１，２３，２５，２７，３２，３４，３７が設けられている。

パターン２１〜２８は配線基板６の一半側に配置され、パターン３１〜３８は配線基板６の他半側に配置されている。パターン２１〜２８及びパターン３１〜３８は互いに平行である。パターン２１，２８，３１，３８が配線基板６の両端側に位置している。該パターン２１，２８間及びパターン３１，３８間にパターン２２〜２７及びパターン３２〜３７が配列されている。パターン２１，２２間、２３，２４間、２５，２６間、２７，２８間、３１，３２間、３３，３４間、３５，３６間、３７，３８間の間隔はタイル２，３の長辺の長さと略等しくなっている。パターン２２〜２７及び３２〜３７は、タイル２，３の短辺同士の間の目地部の裏側に臨むように配列されている。パターン２１，３１、パターン２２，３２、パターン２３，３３、パターン２４，３４、パターン２５，３５、パターン２６，３６、パターン２７，３７、パターン２８，３８はそれぞれ一直線上に位置している。正極パターン２２、負極パターン２３が導通パターン４０で導通され、同様に正極パターン２４，２６，２８，３７，３５，３３と負極パターン２５，２７，３８，３６，３４，３２とがそれぞれ導通パターン４１，４２，４３，４６，４５，４４で導通されている。

配線基板６の前面側において、正極パターン２１，２２間に２枚の発電タイル２及び２枚のノーマルタイル３が、各タイル２，３の長手方向がパターン２１からパターン２２へ向う方向となるように配置されている。なお、この実施の形態では、発電タイル２とノーマルタイル３とが、パターン２１，２２の延在方向において交互に配置されている。同様に、配線基板６の前面側には、パターン２３，２４間、２５，２６間、２７，２８間、３１，３２間、３３，３４間、３５，３６間、３７，３８間にも発電タイル２とノーマルタイル３とが２枚ずつ配置されている。

発電タイル２は、パターン２１から２８へ向う方向に、また、パターン３１からパターン３８に向う方向に各々の長手方向を指向させて一直線状に連なって配列されている。この実施の形態では、４枚の発電タイル２が一直線状の列をなし、４枚のノーマルタイル３が一直線状の列をなしている。そして、発電タイル２の列と、ノーマルタイル３の列とが、タイル２，３の短手方向において交互に配列されている。

配線基板６には、図２，６の通り、厚み方向に小孔５０が各パターン２１〜２８，３１〜３８を貫くように設けられている。この実施の形態では、小孔５０は、各パターン２１〜２８，３１〜３８に等間隔に４個ずつ設けられている。各小孔５０は配線基板６の前面側の各タイル２，３の短辺の中央部に位置している。

各タイル２，３は、各々の裏面が接着剤によって配線基板６の前面に接着されている。各発電タイル２の端子線１２，１３は、図６の通り、小孔５０を通って配線基板６の裏側へ通され、正極端子線１３は正極パターン２２，２４，２６，２８，３１，３３，３５又は３７に接続され、負極端子線１２は負極パターン２１，２３，２５，２７，３２，３４，３６又は３８にハンダ５１によって接続されている。これにより、図３の通り、１対の正極パターン２１と負極パターン２２間に２個の太陽電池１１が並列に接続され、その他の１対のパターン２３，２４間、２５，２６間、２７，２８間、３１，３２間、３３，３４間、３５，３６間、３７，３８間にそれぞれ２個の太陽電池１１が並列に接続される。また、この実施の形態では、対をなす正極パターンと負極パターンとの間に、太陽電池１１と並列にバイパスダイオード６０が接続されている。ダイオード６０は、正極が正極パターンに接続され、負極が負極パターンに接続されている。このダイオードはツェナーダイオードであってもよい。

このように構成されたソーラー型タイルパネル１は、図１の通り、黒色の発電タイル２の列と、非黒色の美麗なノーマルタイル３の列とが交互に現われた外観を有する。このソーラー型タイルパネル１の外観は、発電タイルのみを配列した従来のソーラー型タイルパネルに比べて意匠性に優れており、建物の美観が向上する。特に、この実施の形態では、黒色の発電タイル２の列が一直線状に延在しているので、このソーラー型タイルパネル１を建物壁面に複数枚設置し、左右に隣接するソーラー型タイルパネル１の発電タイルの列を一直線状に揃えることにより、建物壁面に左右に長い黒色発電タイルの列と、それとは別色のノーマルタイルの列とが左右に長く連なり、且つ上下に１段ずつ黒色発電タイルの列とノーマルタイルの列とが現われるという独得の美観が得られる。なお、発電タイルの列及びノーマルタイルの列が縦張り調に上下に連なるように、ソーラー型タイルパネル１を第１図とは９０°向きを変えて壁面に施工してもよい。また、列毎に分ける場合だけでなく市松模様などにしてもよい。

この実施の形態で用いている配線基板６にあっては、各正極パターン及び負極パターンに４個ずつ小孔５０が貫設されている。そのため、第１図以外のパターンとすることができ、例えば、上側２段に発電タイルを配置し、下側２段にノーマルタイルを配置するというタイルパターンを形成することができる。また、いずれか１段のみノーマルタイルとし、他の３段については発電タイルを配置するというパターンも形成可能であり、逆にいずれか１段のみ発電タイルとし、他の３段についてはノーマルタイルを配置するパターンも可能である。

なお、このソーラー型タイルパネル１は、太陽電池１１を合計８個直列に接続した出力電圧を有する。２個の太陽電池１１が並列に設けられているので、出力電力が大きい。また、太陽電池と並列にダイオード６０を設けているので、一部の太陽電池が日陰になったり故障した場合であっても、日陰になったか又は故障した太陽電池を迂回して電流が流れるので、ソーラー型タイルパネルの発電出力が安定する。

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態様とされてもよい。例えば１対の正極パターンと負極パターンとの間のタイルの数は４個に限定されるものではない。また、１枚のソーラー型タイルパネルの合計のタイル枚数も図示以外とされてもよいことは明らかである。

１ ソーラー型タイルパネル
２ 発電タイル
３ ノーマルタイル
４ 母板
５ 接着剤
６ 配線基板
７ 樹脂目地
８ 通常目地
１０ タイル本体
１１ 太陽電池
１２，１３ 端子線
１４ 封止材
１５ カバープレート
２１，２３，２５，２７，３２，３４，３６，３８ 負極パターン
２２，２４，２６，２８，３１，３３，３５，３７ 正極パターン
５０ 小孔

Claims (4)

1. 複数枚のタイルが基板の前面に設けられ、目地に目地材が充填されたタイルパネルにおいて、
   該タイルとして、陶磁器質のノーマルタイルと、タイル本体の前面に太陽電池が設けられた発電タイルとが設けられていることを特徴とするソーラー型タイルパネル。
2. 請求項１において、複数枚の発電タイルが一列に配列された発電タイルの列と、非黒色の複数枚のノーマルタイルが一列に配列されたノーマルタイルの列とが設けられていることを特徴とするソーラー型タイルパネル。
3. 請求項１又は２において、前記基板は、裏面側の母板と、前面側の配線基板とを有しており、
   該配線基板の裏面に、太陽電池の正極が接続される導電性正極パターンと、太陽電池の負極が接続される導電性負極パターンとが設けられており、
   前記発電タイルからは、太陽電池の正極に導通した正極端子線と、太陽電池の負極に導通した負極端子線とが延出しており、
   各端子線は配線基板に設けられた小孔を通って各パターンに接続されていることを特徴とするソーラー型タイルパネル。
4. 請求項３において、1対の正極パターンと負極パターンとに対し、太陽電池と並列にバイパスダイオードが接続されていることを特徴とするソーラー型タイルパネル。

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