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公開番号2024173756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2024085162
出願日2024-05-24
発明の名称発電構造、及び発電構造構築方法
出願人東京電力ホールディングス株式会社,積水化学工業株式会社,清水建設株式会社,株式会社日建設計
代理人弁理士法人武政国際特許商標事務所
主分類E04B 2/88 20060101AFI20241205BHJP(建築物)
要約【課題】本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、意匠性を考慮したうえで、しかも屋内側から外壁やアウターガラスの不要な交換を伴わずに更新作業を実施することができる発電構造と、その構造を構築する発電構造構築方法を提供することである。
【解決手段】本願発明の発電構造は、「収容空間」に発電装置が配置された構造であって、発電装置と2つのレールを備えたものである。発電装置は、左右に並ぶように配置された2以上のフィルム状の太陽電池セルが、薄肉の設置用面材に取り付けられたものである。レールの上方から挿通するとともに、レールに沿って下方にスライドすることによって、発電装置は太陽光発電が可能な「稼働配置」とされる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
建物の屋内側に形成される収容空間に、発電装置が配置された構造であって、
前記収容空間は、外側に配置されるガラス板と、内側に配置される背面板と、に挟まれた空間であり、
左右に並ぶように配置された２以上のフィルム状の太陽電池セルが、薄肉の設置用面材に取り付けられた前記発電装置と、
前記ガラス板と前記背面板との間で左右に対向するとともに、それぞれ上下方向に伸びるように配置される２つのレールと、を備え、
前記発電装置の一部を前記レールの上方から挿通するとともに、該レールに沿って下方にスライドすることによって、該発電装置が稼働配置とされ、
前記稼働配置とされた前記発電装置によって、太陽光発電が可能となる、
ことを特徴とする発電構造。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記発電装置の幅寸法よりも長尺である板状の係止板を、さらに備え、
前記発電装置の前記幅寸法は、２つの前記レールの離間距離よりも短尺であり、
前記発電装置の幅方向に配置された前記係止板が、１又は上下方向に離隔を設けて２以上の個所で該発電装置に取り付けられ、
前記係止板の両端の一部が、前記レールに挿通される、
ことを特徴とする請求項１記載の発電構造。
【請求項３】
前記発電装置の下端に重錘が取り付けられ、
前記重錘の自重によって、前記太陽電池セル及び前記設置用面材が展張される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電構造。
【請求項４】
前記発電装置は、前記設置用面材が板状の支持母材に取り付けられた構成であり、
前記支持母材は、前記設置用面材より高い剛性を有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電構造。
【請求項５】
前記稼働配置とされた前記発電装置は、前記レールに支持される上部面と、該レールを下方に通過した下部面と、が形成され、
前記下部面は、前記上部面よりも水平に近い姿勢で配置される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電構造。
【請求項６】
前記レールの下方に配置され、傾斜面が形成されたスロープ体を、さらに備え、
前記傾斜面は、前記ガラス板側に向かって下方に傾斜する形状であり、
前記下部面は、前記傾斜面に案内されて配置される、
ことを特徴とする請求項５記載の発電構造。
【請求項７】
前記発電装置は、２以上の太陽電池モジュールが連結された構成であり、
前記太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルと電極装置が前記設置用面材に取り付けられた構成である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電構造。
【請求項８】
前記背面板との間に離隔が形成されるように２つの前記レールが配置され、
前記稼働配置とされた前記発電装置と、前記背面板と、の間に空冷空間が形成された、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電構造。
【請求項９】
前記収容空間は、左右に配置された袖壁によって取り囲まれ、
左右の前記袖壁のうち一方、又は両方に、上下に離れるように上方通気口、及び下方通気口が設けられ、
前記上方通気口と前記下方通気口を通じて空気循環されることによって、前記収容空間が冷却される、
ことを特徴とする請求項１記載の発電構造。
【請求項１０】
建物の屋内側に形成される収容空間に発電装置が配置された構造を構築する方法であって、
前記収容空間は、外側に配置されるガラス板と、内側に配置される背面板と、に挟まれた空間であり、
前記発電装置は、左右に並ぶように配置された２以上のフィルム状の太陽電池セルが、薄肉の設置用面材に取り付けられた構成であり、
２つのレールを、前記ガラス板と前記背面板との間で左右に対向するように、かつそれぞれ上下方向に伸びるように、設置するレール設置工程と、
前記発電装置の一部を前記レールの上方から挿通するとともに、該レールに沿って下方にスライドすることによって、該発電装置を稼働配置とする発電装置設置工程と、を備え、
前記稼働配置とされた前記発電装置によって、太陽光発電が可能となる、
ことを特徴とする発電構造構築方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、太陽光発電に関するものであり、より具体的には、ペロブスカイト太陽電池などフィルム状の太陽電池セルを利用した発電装置を屋内に配置した構造と、その構造を構築する方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
我が国における電力消費量は、２００８年の世界的金融危機の影響により一旦は減少に転じたものの、オイルショックがあった１９７３年以降継続的に増加しており、特に１９７３年度から２００７年度の間には２．６倍にまで拡大している。その背景には、生活水準の向上に伴うエアコンや電気カーペットといったいわゆる家電製品の普及、あるいはオフィスビルの増加に伴うＯＡ（ＯｆｆｉｃｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器や通信機器の普及などが挙げられる。
【０００３】
これまで、このような莫大な量の電力需要を主に支えてきたのは、石油や石炭、天然ガスといったいわゆる化石燃料による発電であった。ところが近年、化石燃料の枯渇化問題や、地球温暖化に伴う環境問題が注目されるようになり、これに応じて発電方式も次第に変化してきた。その結果、電気事業連合会の統計によれば、１９８０年頃には石油による年間発電量が全体の約４６％を占めていたのに対し、２０１０年になるとその割合は９％まで減少している。代わりに増加したのが全体の約２５％強（２０１０年）を占めている原子力発電である。原子力発電は、従来の発電方式に比べ温室効果ガスの削減効果が顕著であるうえ、低コストで電力を提供できることから、我が国の電力需要にも大きく貢献してきた。
【０００４】
また、温室効果ガスの排出を抑制することができるという点において、再生可能エネルギーによる発電方式も採用されるようになり、２０２０年には年間発電量が全体の約１２％を占めるようになった（電気事業連合会）。この再生可能エネルギーは、太陽光や風力、地熱、中小水力、木質バイオマスといった文字どおり再生することができるエネルギーであり、温室効果ガスの排出を抑え、また国内で生産できることから、有望な低炭素エネルギーとして期待されている。
【０００５】
再生可能エネルギーによる発電方式のうち、現状最も利用されているのが太陽光発電である。従来、太陽光発電を行う場所としては、広大な用地を確保することができることから郊外の土地が選定されることが多かった。さらに近年では、都市部においても太陽光発電が積極的に導入されるようになり、特にオフィスビルや集合住宅をはじめとする建物に設置する事例が増えている。
【０００６】
太陽光発電を行うための装置（以下、単に「太陽光発電装置」という。）を建物に設置する場合、平坦で十分な面積が確保できる屋上が適地と考えられる。ところが、多くの建物の屋上には既に他の設備機械が設置されるため、太陽光発電装置を設置するための用地を確保することが難しいこともある。このような状況の下、建物外壁面を利用して太陽光発電装置を設置する試みがある。例えば、コンクリートやタイル等による外壁部、あるいは執務空間と対向する窓部および防火区画に設置する外壁としてのスパンドレル部などを「設置候補空間」としたうえで、太陽光発電装置を設置するわけである。
【０００７】
現在、多用されているシリコン系の太陽電池モジュール（太陽電池セルの組み合わせ）は、カバーガラスやバックシート、フレーム等によって太陽電池セルを挟み込む構成である。この太陽電池モジュールを含む太陽光発電装置を外壁部に設置するにあたっては、外壁面から外側にせり出した構造が考えられる。この場合、太陽光発電装置を支持するには建物そのものが支持母体として利用されることになり、例えば、外壁にアンカー材を設置し、そのアンカー材によって下方から太陽光発電装置を支持し、あるいは上方から太陽光発電装置を吊り下げることになる。
【０００８】
また、窓部やスパンドレル部に太陽光発電装置を設置する場合、建材一体型とした太陽光発電装置を利用する試みも行われている。太陽電池モジュールを複層の合わせガラスに挟み込むことにより、いわば太陽電池モジュール兼用のアウターガラスとするわけである。
【０００９】
他方、スパンドレル部における建物の内部に種々の施設を設置する取り組みも行われている。例えば特許文献１では、スパンドレル部の外壁パネル体と躯体構造物との間の空間部に、宣伝広告や装飾等を行うための表示装置を設置する技術について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１８－１８８８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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