JP2017179914A - 光電池ブラインド、光電池ブラインドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】光電池ブラインドにおいて、一部の光電池セルに日陰が掛かる場合に光電池ブラインド全体の発電出力の低下を抑制可能な光電池ブラインド技術を提供する。【解決手段】光電池ブラインド１００は、第１方向に長尺な複数のスラット１０を第２方向に配列して構成される。複数の光電池ユニット４０それぞれは、少なくとも１つの光電池サブモジュール２１と、バイパス回路４６と、を含む。バイパス回路４６は、当該光電池サブモジュール２１によって形成される主電流路４２を迂回するバイパス電流路４４を形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、光電池ブラインドおよびそれを備えた光電池ブラインドシステムに関する。

エネルギー効率を向上する目的で光電変換セルを備えたブラインドが知られている。例えば特許文献１には太陽電池モジュールを備えるブラインドが記載されている。

特許文献１に記載のブラインドは、スラットと、スラットを保持する鉛直方向に延在するラダーコードと、スラットを上下動させる昇降コードとを備えており、スラットには太陽電池モジュールが設けられている。

特開２０１４−１３６９２８号公報

ところで、このようなブラインドは建物の窓やガラス壁の室内側に設置される場合が多い。例えばビルの窓際に設置されるブラインドには、窓枠などの枠組みや、庇などの建物の突出物による日陰が光電池に掛かることがある。また、太陽の角度やスラットの角度によって上段のスラットの日陰が下段のスラットの光電池に掛かる場合も考えられる。なお、光電池ブラインドにおいては、このような日陰は光電池の全体でなくその一部に掛かる場合が多い。

しかし、特許文献１に記載のブラインドでは、光電池の一部に日陰が掛かる場合でも、光電池全体の発電出力が大幅に低下する問題がある。これは、光電池の発電単位である光電池セルのうち、日陰になり光があたっていない光電池セルでは、発電量の低下に加えて等価抵抗が大幅に増えることに起因する。つまり、多数の光電池セルが直列に接続された光電池では、一部の光電池セルの等価抵抗が大幅に増大することで、その等価抵抗により光電池全体の出力が大幅に制限される。また、日陰になった光電池セルに電流を流すとその部分でのジュール熱が増えて光電池セルに熱ストレスを与えるおそれもある。
このように、従来のブラインドには、一部の光電池セルに日陰が掛かる場合に光電池ブラインド全体の発電出力の低下を抑制する観点から改善をする余地があった。

本発明の目的は、光電池ブラインドにおいて、一部の光電池セルに日陰が掛かる場合に、光電池ブラインド全体の発電出力の低下を抑制可能な光電池ブラインド技術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光電池ブラインドは、第１方向に長尺な複数のスラットを第２方向に配列して構成されるブラインドであって、複数のスラットに布設される複数の光電池ユニットを備える。複数の光電池ユニットそれぞれは、少なくとも１つの光電池サブモジュールと、バイパス回路と、を含む。バイパス回路は、当該光電池サブモジュールによって形成される主電流路を迂回するバイパス電流路を形成する。

この態様によると、光電池ブラインドにおいて、バイパス回路を含む光電池ユニットを複数備えるから、日陰が掛かる一部の光電池ユニットをバイパスすることで、光電池ブラインド全体の発電出力の低下を抑制することができる。

上記課題を解決するために、本発明の別の態様の光電池ブラインドシステムは、上述の光電池ブラインドと、複数の光電池ユニットの出力電流によって充電されるバッテリーと、バッテリーから光電池ブラインドが対面する室内の電気機器に電力を供給する供給装置と、を備える。

本発明によれば、光電池ブラインドにおいて、一部の光電池セルに日陰が掛かる場合に光電池ブラインド全体の発電出力の低下を抑制可能な光電池ブラインド技術を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光電池ブラインドの正面図である。 光電池サブモジュールの正面図である。 本発明の実施形態に係る光電池ブラインドの模式図である。 はダイオードが接続された光電池ユニット周辺の回路図である。 図１の光電池ブラインドのスラットの正面図である。 図１の光電池ブラインドのスラットの側面視の断面図である。 図１の光電池ブラインドを用いた光電池ブラインドシステムの模式図である。 第１変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。 第２変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。 図１０（ａ）、図１０（ｂ）は接続状態の接点機構の周辺を模式的に示す側面図である。 非接続状態の接点機構の周辺を模式的に示す側面図である。 第３変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。 第４変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。 第５変形例に係るスラットの断面図である。 第６変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。 第７変形例に係る光電池ブラインドの模式図である。

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は実施形態に係る光電池ブラインド１００の正面図である。以下、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向あるいは右方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向は上方向あるいは下方向と表記することがある。図１において光電池ブラインド１００を前方から視て向かって右側を右と、左側を左という。

実施形態に係る光電池ブラインド１００は、スラット列８と、ヘッドボックス５２と、ボトムレール５４と、ラダーコード６２と、昇降コード６４とを主に含む。スラット列８は、第１方向であるＸ軸方向に長尺な複数（例えば９枚）のスラット１０を第２方向であるＺ軸方向に配列して構成される。図１に示すように、スラット列８は、上下方向にすだれ状に配列された９枚のスラット１０である。スラット１０は、例えば横長の略矩形状に形成される。ヘッドボックス５２はスラット列８の上段に設けられ光電池ブラインド１００の最上段を構成する。ヘッドボックス５２は例えば図外の窓枠に固定される。

ヘッドボックス５２の下側にはスラット列８が連結される。ヘッドボックス５２にはスラット１０の角度調整機構（不図示）および昇降機構（不図示）などが内蔵される。ボトムレール５４はスラット列８の下段に設けられ光電池ブラインド１００の最下段を構成する。ボトムレール５４はスラット列８の下側に連結される。ラダーコード６２は光電池ブラインド１００のスラット１０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６２は各段のスラット１０の幅方向の両サイドに結合される。ラダーコード６２の上端はヘッドボックス５２内の角度調整機構（不図示）に連結される。昇降コード６４は、ボトムレール５４を引き上げることでスラット列８を畳んで引き上げ、ボトムレール５４を降下させることでスラット列８を開いて降下させるためのコード部材である。昇降コード６４の下端はスラット１０に穿設された通孔１１を通ってボトムレール５４に連結される。昇降コード６４の上端はヘッドボックス５２内の昇降機構に連結される。

（光電池ユニット）
実施形態に係る光電池ブラインド１００は複数の光電池ユニット４０を備える。複数の光電池ユニット４０は複数のスラット１０に布設される。複数の光電池ユニット４０それぞれは、少なくとも１つの光電池サブモジュール２１と、バイパス回路４６と、を含む（図３も参照）。当該バイパス回路４６は、当該光電池サブモジュール２１によって形成される主電流路４２を迂回するバイパス電流路４４を形成するように構成される（図３も参照）。バイパス回路４６については後述する。実施形態に係る光電池ブラインド１００では、光電池ユニット４０は１つの光電池サブモジュール２１を含む。スラット１０にはＸ軸方向に配列された４つの光電池サブモジュール２１が布設される。したがって、それぞれの光電池サブモジュール２１は光電池ユニット４０を構成する。主電流路は、光電池ユニット４０に含まれる光電池サブモジュール２１を通る。１つのスラット１０に布設される複数（例えば４つ）の光電池サブモジュール２１を総括する場合は、光電池モジュール２２という。また、光電池ブラインド１００に設けられる光電池モジュール２２全体を指す場合は光電池アレイ２０という。

（光電池サブモジュール）
図２は光電池サブモジュール２１の正面図である。図２に示すように、それぞれの光電池サブモジュール２１は複数の光電池セル２３を含む。光電池セル２３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。光電池サブモジュール２１は複数の光電池セル２３を電気的に直並列に接続して必要な電圧と電流を得られるようにしたモジュールである。光電池サブモジュール２１は薄型に形成される。光電池セル（Photovoltaic cell）は太陽電池（Solar cell）と称されることがある。つまり、光電池ブラインド１００には光電池アレイ２０が設けられ、光電池アレイ２０はスラット１０ごとに設けられるいくつかの光電池モジュール２２を含む。光電池モジュール２２はいくつかの光電池サブモジュール２１を含み、光電池サブモジュール２１はいくつかの光電池セル２３から構成される。したがって、光電池ユニット４０は少なくとも１つの光電池サブモジュール２１を含むと共に、後述するバイパス回路が組み込まれる単位構成である。

図３は、実施形態に係る光電池ブラインド１００の模式図である。図３は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。図３に示すように、複数の光電池サブモジュール２１は、第１方向（Ｘ軸方向）に複数行（例えば４行）、第２方向（Ｚ軸方向）に複数列（例えば９列）にわたってマトリックス状に配置される。複数の光電池サブモジュール２１はＭ行Ｎ列のブロックに区分されてそのブロックごとに光電池ユニット４０を構成する（ＭおよびＮは１以上の整数）。光電池ブラインド１００では、既述したように１つの光電池サブモジュール２１それぞれが光電池ユニット４０を構成する。つまり、光電池ユニット４０は１行１列の光電池サブモジュール２１のブロックを含む。

（バイパス回路）
次に、バイパス回路４６について説明する。既述したように、光電池サブモジュール２１は複数の光電池セル２３を含む。光電池セル２３は、ＰＮ接合を含むフォトダイオード構造を有しており、その表面に当たった光エネルギーをＰＮ接合で直接電気エネルギーに変換して出力する。このため、日陰になり光があたっていない日陰部分の光電池セル２３では、光があたっている光電池セル２３より発電量が低下するとともに等価抵抗が大幅に増大して、光電池ブラインド１００全体の出力を大幅に低下させる。また、日陰部分の光電池セル２３に電流を流すとその部分での発熱が増大して、その光電池セル２３に熱ストレスを与えるおそれがある。そこで、実施の形態の光電池ブラインド１００では、複数の光電池ユニット４０それぞれは、当該光電池ユニット４０に含まれる光電池サブモジュール２１が形成する主電流路４２を迂回するバイパス電流路４４を形成するためのバイパス回路４６を含む。

つまり、光電池ブラインド１００の光電池アレイ２０は複数の光電池ユニット４０に分割され、その光電池ユニット４０ごとにバイパス回路４６が組み込まれる。バイパス回路４６は、光電池ユニット４０の発電状態に応じて当該光電池ユニット４０に含まれる光電池サブモジュール２１によって形成される主電流路４２を迂回する迂回電流を流すため、光電池ユニット４０の出力電極に並列に接続される。バイパス回路４６は、例えば光電池ユニット４０が十分に発電をしていない場合に、当該光電池ユニット４０に含まれる光電池サブモジュール２１を通る主電流路４２を迂回する迂回電流を流すバイパス回路４６を形成するように構成される。バイパス回路４６は、日陰部分の光電池サブモジュール２１を迂回して電流を流すことで、光電池ブラインド１００全体としての出力低下を緩和する。

バイパス回路４６としては、例えばダイオード４８を含んでもよい。図４は、バイパス回路４６としてダイオード４８が接続された光電池ユニット４０の周辺の回路図である。ダイオード４８のカソード４８ｋは光電池ユニット４０の正極４０ｐに接続され、ダイオード４８のアノード４８ａは光電池ユニット４０の負極４０ｍに接続される。光電池サブモジュール２１が十分に発電している状態では、正極４０ｐには負極４０ｍより高い電位があらわれる。この状態では、カソード４８ｋとアノード４８ａには逆バイアスがかかり、ダイオード４８には実質的に電流が流れない。光電池ユニット４０の発電が十分でない場合には、光電池ユニット４０は抵抗として他の光電池ユニット４０の電流が流れ、その電圧降下を生じ、その電圧降下によって正極４０ｐは負極４０ｍより電位が低くなる。この状態では、カソード４８ｋとアノード４８ａには順バイアスがかかり、ダイオード４８は通電して発電が十分でない当該光電池サブモジュール２１が形成する主電流路４２を迂回して迂回電流Ｉｂが流れ、当該光電池サブモジュール２１には殆ど電流は流れなくなる。この結果、迂回電流Ｉｂがダイオード４８により形成されるバイパス電流路４４を流れることで、光電池ブラインド１００全体としての出力低下が緩和される。
以下、実施の形態に係る光電池ブラインド１００の具体的な構造について説明する。

（スラット）
図５はスラット１０の正面図である。スラット１０は、第１外面部１２と、第２外面部１４と、を含む。スラット１０は、横方向に延びる長辺１０ａと縦方向に延びる短辺１０ｂとを有する略矩形状の輪郭を有し、厚み方向に薄い偏平形状を有する。第１外面部１２はスラット１０の厚み方向の一方の外壁を構成し、第２外面部１４は他方の外壁を構成する薄板状の部分である。第１外面部１２と第２外面部１４とは互いに反対を向くように設けられている。図５では、第１外面部１２が正面を向き、第２外面部１４が背面を向く。スラット１０は、第１外面部１２が背面を向き、第２外面部１４が正面を向くように、側面視の角度を調整することができる。光電池モジュール２２は、スラット１０の第１外面部１２に設けられる。

図６はスラット１０の側面視の断面図である。第１外面部１２と第２外面部１４とはコア部１６を構成する。第１外面部１２と第２外面部１４の間には中空部１５が設けられる。つまり、コア部１６は、第１外面部１２と、中空部１５と、第２外面部１４の三層構造を有する。コア部１６は、例えば各種の樹脂材料や金属材料から形成することができる。実施の形態のコア部１６では、第１外面部１２と第２外面部１４とがアルミニウム合金やマグネシウム合金などの金属材料もしくは樹脂材料から一体に形成される。コア部１６は、別々に形成された第１外面部１２と第２外面部１４とを結合して形成されてもよい。コア部１６は、例えば金属素材を強圧してダイス孔から押し出す押出加工により形成することができる。コア部１６には通気孔３０が設けられる。通気孔３０は、Ｚ軸方向に離間して第１外面部１２に配設される第１通気孔３２と第２通気孔３４を含む。通気孔３０を具備することで、中空部１５内に外気を導入してコア部１６および光電池モジュール２２の温度上昇を緩和することができる。

（配線）
図３に示すように、光電池ブラインド１００の光電池アレイ２０は、スラット内の配線と、スラットとスラットとの間を跨ぐ配線などのスラット外の配線と、を含む。スラット内の配線は、例えばプリント配線を用いることができる。スラット外の配線は、例えばリード線（不図示）を用いることができる。このようなリード線はラダーコード６２や昇降コード６４に内蔵されてもよいが、実施の形態の光電池ブラインド１００では、リード線はラダーコード６２や昇降コード６４とは別に設けられる。このように配線されることによって、光電池ブラインド１００の光電池アレイ２０の発電電力は、電極２０ｐと電極２０ｍに出力される。電極２０ｐと電極２０ｍに出力された発電電力は、例えばヘッドボックス５２に導かれ、ヘッドボックス５２から所定の室内配線に出力される。
以上が実施の形態に係る光電池ブラインド１００の構成である。

次に、このように構成された実施の形態に係る光電池ブラインド１００の特徴を説明する。実施の形態に係る光電池ブラインド１００では、複数のスラット１０に複数の光電池ユニット４０が布設され、複数の光電池ユニット４０それぞれは、少なくとも１つの光電池サブモジュール２１と、バイパス回路４６と、を含み、当該バイパス回路４６は、当該光電池サブモジュール２１によって形成される主電流路４２を迂回するバイパス電流路４４を形成する。この構成によれば、光電池ユニット４０ごとにバイパス回路４６を組み込んでいるから、日陰に掛かった部分の光電池サブモジュール２１を通る主電流路４２を迂回することができる。この結果、日陰による一部の光電池セルの等価抵抗増加に起因する光電池ブラインド１００全体としての出力低下を抑制することができる。特に、単位となる光電池ユニット４０の範囲が狭いことで、ビルの外壁から突出するポールの日陰など、一部の狭い領域に掛る日陰に対して、単位範囲が広い場合と比較して、迂回する割合が小さくなり、出力の低下を抑制することができる。

実施の形態に係る光電池ブラインド１００では、バイパス回路４６は、光電池ユニット４０の正極４０ｐと負極４０ｍの間に接続されるダイオード４８を含む。この構成によれば、少ない部品点数により、光電池ユニット４０ごとにバイパス回路４６を組み込むことが可能になる。

（光電池ブラインドシステム）
次に光電池ブラインド１００の用途を説明する。図７は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００を用いた光電池ブラインドシステム１の模式図である。図７において、室内８０は、天井７６と床７８の間に形成され、ガラス壁７４によって室外８１と区画される。光電池ブラインドシステム１は、光電池ブラインド１００と、バッテリー７０と、電力供給装置７２とを主に含む。光電池ブラインド１００は、ヘッドボックス５２を上に、ボトムレール５４を下にして吊される。光電池ブラインド１００は、複数のスラット１０がガラス壁７４を覆うように室内８０側に設けられる。光電池ブラインド１００は、その正面が室外８１に対面し、その背面が室内８０に対面する。バッテリー７０は、光電池ブラインド１００の光電池アレイ２０（＝複数の光電池ユニット４０）の出力電流によって充電される。光電池アレイ２０の出力電力は所定の配線（不図示）を介してヘッドボックス５２に導かれる。このヘッドボックス５２に導かれた電力は室内に設けた配線７３を介してバッテリー７０に導かれ、バッテリー７０を充電する。バッテリー７０は、例えば床７８の下側に収容される。電力供給装置７２は、配線７５を介してバッテリー７０から光電池ブラインド１００が対面する室内８０の電気機器８２に電力を供給する。電力供給装置７２は、例えば床７８の下側に収容される。このように構成することで、光電池モジュール２２で発電した電力を商用電力系統へ逆潮流する場合に比べて、構成が簡単で設備が小型化できシステムを安価に構成することができる。

バッテリー７０は光電池アレイ２０の発電量の多いときには充電され、発電量が少ないときには放電することで、光電池アレイ２０の発電量が変動した場合でも、電力供給を円滑にすることができる。電気機器８２は、例えば事務机に設置されるタスクライト８２ａやパーソナルコンピュータ８２ｂなどであってもよい。バッテリー７０は商用電力系統からも充電可能に構成されてもよい。この場合、光電池アレイ２０の発電量が不足する場合にも電気機器８２を使用することができる。なお、光電池アレイ２０で発電した電力を直接消費するように構成してもよく、光電池アレイ２０で発電した電力を消費しながらバッテリー７０を充電するように構成してもよい。

次に、このように構成された光電池ブラインドシステム１の特徴を説明する。
光電池ブラインドシステム１では、光電池ブラインド１００の光電池アレイ２０の出力電流によって充電されるバッテリー７０と、バッテリー７０から光電池ブラインド１００が対面する室内８０の電気機器８２に電力を供給する電力供給装置７２と、を備える。この構成によれば、光電池アレイ２０で発電した電力を商用電力系統へ逆潮流する場合に比べて、構成が簡単で設備が小型化できシステムを安価に構成することができる。
以上が光電池ブラインドシステム１の構成である。実施の形態に係る光電池ブラインド１００は、光電池ブラインドシステム１に好適に用いることができる。

以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これら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の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。

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施の形態と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。実施の形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。

（第１変形例）
実施の形態の説明では、スラット１０内で４分割された内の１つの光電池サブモジュール２１ごとにバイパス回路４６が設けられる例について説明したが、これに限られない。バイパス回路４６は第１方向であるＸ軸方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１ごとに設けられてもよい。この場合、主電流路４２は、第１方向であるＸ軸方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１を直列に接続して形成される。図８は、第１変形例に係る光電池ブラインド２００の模式図である。図８は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット２４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド２００では、光電池ユニット２４０の主電流路４２は、Ｘ軸方向に配列された、例えば４個の光電池サブモジュール２１を直列に接続して構成され、当該光電池ユニット２４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。この変形例においてバイパス回路４６は直列接続された４個の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット２４０の正極２４０ｐと負極２４０ｍの間に並列に接続される。光電池ユニット２４０は、２または４を超える数の光電池サブモジュールを直列に接続して構成されてもよい。第１変形例の光電池ブラインド２００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができる。

（第２変形例）
実施の形態の説明では、スラット１０内で４分割された内の１つの光電池サブモジュール２１ごとにバイパス回路４６が設けられる例について説明したが、これに限られない。
バイパス回路４６は第２方向であるＺ軸方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１ごとに設けられてもよい。この場合、主電流路４２は、第２方向であるＺ軸方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１を直列に接続して形成される。図９は、第２変形例に係る光電池ブラインド３００の模式図である。図９は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット３４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド３００では、光電池ユニット３４０の主電流路４２は、Ｚ軸方向に配列された、例えば９個の光電池サブモジュール２１を直列に接続して構成され、当該光電池ユニット３４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。この変形例においてバイパス回路４６は直列接続された９個の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット３４０の正極３４０ｐと負極３４０ｍの間に並列に接続される。第２変形例の光電池ブラインド３００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができる。

次に、Ｚ軸方向に配列された光電池サブモジュール２１を直列に接続する手段を説明する。光電池ブラインド３００では、Ｚ軸方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１の少なくとも２つは、スラット１０の角度を変更することで接続状態を切り替えることが可能な接点機構４７によって直列に接続される。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は接続状態の接点機構４７の周辺を模式的に示す側面図である。図１０（ａ）はスラット１０が最も立った状態を示し、図１０（ｂ）はスラット１０がそれよりやや傾斜した状態を示す。図１１は、非接続状態の接点機構４７の周辺を模式的に示す側面図である。なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）および図１１では、理解を容易にするためコード類など重要でない要素の記載を省略している。接点機構４７は、それぞれのスラット１０に設けられる第１接点部４７ａと、第２接点部４７ｂとを含む。第１接点部４７ａと第２接点部４７ｂは、それぞれ光電池サブモジュール２１の出力電極に電気的に繋げられる。なお、以下の説明において上側のスラットを特にスラット１０ｅと表記し、スラット１０ｅの下側に隣接するスラットをスラット１０ｆという。

第１接点部４７ａおよび第２接点部４７ｂの形式や形状に特別な制限はなく、公知の接点技術を用いることができる。一例として、第１接点部４７ａは下方に電極面を有する固定接点であってもよい。第１接点部４７ａは、例えばスラット１０ｅ、１０ｆの下部に設けられる。一例として、第２接点部４７ｂは弾性を有する板バネの表面に電極面を有する可動接点であってもよい。第２接点部４７ｂは例えばスラット１０ｅ、１０ｆの上部に設けられる。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、スラット１０ｅとスラット１０ｆとが略縦向きに傾斜するときには、スラット１０ｅの第１接点部４７ａは、スラット１０ｆの第２接点部４７ｂに接触して、これらは電気的に接続された状態になる。第２接点部４７ｂが弾性を有する板バネ状の可動接点であるから、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、接点機構４７はスラット１０ｅ、１０ｆの傾斜が多少変化してもその接続状態を維持することができる。なお、図１０（ａ）の姿勢は太陽高度が低い場合に対応し、図１０（ｂ）の姿勢は太陽高度が高い場合に対応する。

また、図１１で示すように、スラット１０ｅとスラット１０ｆとが横向きに傾斜するときには、スラット１０ｅの第１接点部４７ａは、スラット１０ｆの第２接点部４７ｂから離れ、これらは電気的に非接続状態になる。つまり、それぞれのスラット１０が縦方向に傾斜してそれぞれの第１接点部４７ａが隣接する第２接点部４７ｂに接触するとき、Ｚ軸方向に配列された光電池サブモジュール２１は直列に接続される。換言すると、スラット１０ｅ、１０ｆの傾斜角度を変更することで、スラット１０ｅの第１接点部４７ａとスラット１０ｆの第２接点部４７ｂとは、接続状態を切り替えることができる。

このように構成することにより、スラットが縦向きに傾斜して日照が効率的に入射する場合には、Ｚ軸方向に配列された光電池サブモジュール２１は直列に接続されて発電電力を出力する。一方、スラットが横向きに傾斜して日照が十分に入射しない場合には、それぞれの光電池サブモジュール２１は非接続状態になり、発電電力の出力を停止する。

なお、第１接点部４７ａや第２接点部４７ｂなどの開閉可能な接点機構４７を設けることは必須ではなく、上下のスラット１０間を渡る渡り線によって、Ｚ軸方向に配列された光電池サブモジュール２１が直列に接続されてもよい。

（第３変形例）
上述の説明では、Ｘ軸方向またはＺ軸方向の１列の光電池サブモジュール２１ごとにバイパス回路４６が設けられる例について説明したが、これに限られない。バイパス回路４６は複数列に配列された複数の光電池サブモジュール２１ごとに設けられてもよい。この場合、主電流路４２は、複数列に配列された複数の光電池サブモジュール２１を直列に接続して形成される。図１２は、第３変形例に係る光電池ブラインド４００の模式図である。図１２は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット４４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド４００では、光電池ユニット４４０の主電流路４２は、Ｚ軸方向に２列に配列された１８個の光電池サブモジュール２１を直列に接続して構成され、当該光電池ユニット４４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。この変形例においてバイパス回路４６は直列接続された１８個の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット４４０の正極４４０ｐと負極４４０ｍの間に並列に接続される。第３変形例の光電池ブラインド４００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができる。

（第４変形例）
上述の説明では、Ｘ軸方向（水平方向）に長尺な複数のスラットをＺ軸方向（鉛直方向）に配列したブラインドに光電池ユニットが設けられる例について説明したが、これに限られない。Ｚ軸方向（鉛直方向）に長尺な複数のスラットをＸ軸方向（水平方向）に配列したブラインドに光電池ユニットが設けられてもよい。図１３は、第４変形例に係る光電池ブラインド５００の模式図である。図１３は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット５４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド５００では、長尺方向をＺ軸方向に設定したスラット１０をＸ軸方向に８枚配列している。光電池ブラインド５００のスラット１０それぞれには、長尺方向であるＺ軸方向に配列された４つの光電池サブモジュール２１が布設される。光電池ブラインド５００では、光電池ユニット５４０の主電流路４２は、Ｚ軸方向に２列に配列された８個の光電池サブモジュール２１を直列に接続して構成され、当該光電池ユニット５４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。この変形例においてバイパス回路４６は直列接続された８個の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット５４０の正極５４０ｐと負極５４０ｍの間に並列に接続される。第４変形例の光電池ブラインド５００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができる。

（第５変形例）
実施の形態の説明では、スラット１０の一方の面である第１外面部１２に光電池モジュールが設けられる例について説明したが、これに限られない。スラットの第１外面部および第２外面部に光電池モジュールが設けられてもよい。図１４は、第５変形例に係るスラット６１０の断面図である。スラット６１０の第１外面部１２には光電池モジュール２２が設けられると共に、第２外面部１４には別の光電池モジュール２４が設けられる。第５変形例に係るスラット６１０は、実施の形態に係るスラット１０に対して、第２外面部１４に別の光電池モジュール２４が設けられる点で相違し、その他の構成は同様である。したがって、光電池モジュール２２では、図３に示すように、光電池ユニット４０は少なくとも一つの光電池サブモジュール２１と、バイパス回路４６と、を含み、バイパス回路４６は、当該光電池サブモジュール２１によって形成される主電流路４２を迂回するバイパス電流路４４を形成する。このような構成は、別の光電池モジュール２４についても同様に適用されてもよい。

光電池モジュール２２は、光電池モジュール２４の反射率より高い反射率を具備してもよい。光電池モジュール２２の可視光線の反射率は、例えば７０％以上に形成される。反射率が低い場合に比べて可視光線の吸収を抑制して、光電池モジュール２２の温度上昇を緩和することができる。光電池モジュール２４の可視光線の反射率は、例えば３０％以下に形成されてもよい。黒色に近いため可視光線から効率的に発電することができる。このように構成することで、日照の強い夏期と日照の弱い冬期とで発電に使用する光電池モジュールを切り替えることが可能になる。

（第６変形例）
実施の形態では、１つのスラット１０に長手方向に配列された複数の光電池サブモジュール２１が布設される例について説明したが、これに限られない。光電池ユニット４０は長手方向（Ｘ軸方向）に一体に形成されたリボン状の光電池で構成されてもよい。このようなリボン状の光電池は、一つのスラット上にＺ軸方向に多列（例えば５列）に布設されてもよく、一つのスラット上に一体の光電池が一つだけ布設されてもよい。このようなリボン状の光電池は、例えばＣＩＧＳ系光電池を採用することで実現することができる。なお、ＣＩＧＳ系光電池は、光吸収層の材料として、シリコンの代わりに、例えばCu、In、Ga、Al、Se、Sなどから成るカルコパイライト系化合物を用いる薄膜多結晶光電池である。

図１５は、第６変形例に係る光電池ブラインド７００の模式図である。図１５は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット７４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド７００では、光電池ユニット７４０の主電流路４２は、Ｘ軸方向に配置された一枚のリボン状の光電池サブモジュール２１から構成され、当該光電池ユニット７４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。この変形例においてバイパス回路４６は一枚の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット７４０の正極７４０ｐと負極７４０ｍの間に並列に接続される。第６変形例の光電池ブラインド７００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができる。

（第７変形例）
実施の形態では、すべての光電池サブモジュール２１の正極が右側に配置され、負極が左側に配置される例について説明したが、これに限られない。光電池サブモジュール２１の正極と負極は光電池サブモジュール２１ごとに異なった方向に配置されてもよい。光電池サブモジュール２１の正極と負極は、例えばスラットごとに左右が逆に配置されてもよい。図１６は、第７変形例に係る光電池ブラインド８００の模式図である。図１６は、光電池サブモジュール２１の配置の一例を示すと共に、光電池ユニット８４０およびバイパス回路４６の配線の等価回路を示す。光電池ブラインド８００では、光電池ユニット８４０の主電流路４２は、Ｘ軸方向に配列された、例えば４個の光電池サブモジュール２１を直列に接続して構成され、当該光電池ユニット８４０ごとにバイパス電流路４４を形成するバイパス回路４６が組み込まれる。

光電池ブラインド８００においては、上から奇数番目のスラットでは、光電池サブモジュール２１の正極が右側に配置され負極が左側に配置され、上から偶数番目のスラットでは、光電池サブモジュール２１の正極が左側に配置され負極が右側に配置される。この変形例においてバイパス回路４６は直列接続された４個の光電池サブモジュール２１を含む光電池ユニット８４０の正極８４０ｐと負極８４０ｍの間に並列に接続される。光電池ユニット８４０は、２または４を超える数の光電池サブモジュールを直列に接続して構成されてもよい。第７変形例の光電池ブラインド８００は、実施の形態に係る光電池ブラインド１００と共通する構成を備えることで同様の作用効果を奏し、加えて、バイパス回路４６の数を減らすことができ、またスラット内の配線も短くすることができる。

説明に使用したバイパス回路４６を含む図面は、バイパス回路４６の周辺を等価回路として示すもので、バイパス回路４６の配置や配線を限定するものではない。バイパス回路４６は製造上の理由により任意の位置に配置されてもよい。

説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材にハッチングを施して示しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。

１・・光電池ブラインドシステム、 １０・・スラット、 １１・・通孔、 １２・・第１外面部、 １４・・第２外面部、 １５・・中空部、 １６・・コア部、 ２０・・光電池アレイ、 ２１・・光電池サブモジュール、 ２２・・光電池モジュール、 ２３・・光電池セル、 ３０・・通気孔、 ４０・・光電池ユニット、 ４２・・主電流路、
４４・・バイパス電流路、 ４６・・バイパス回路、 ４７・・接点機構、 ４８・・ダイオード、 ５２・・ヘッドボックス、 ５４・・ボトムレール、 ７０・・バッテリー、 ７２・・電力供給装置、 ７３・・配線、 ８０・・室内、 ８２・・電気機器、 １００・・光電池ブラインド。

Claims (6)

1. 第１方向に長尺な複数のスラットを第２方向に配列して構成されるブラインドであって、
   前記複数のスラットに布設される複数の光電池ユニットを備え、
   前記複数の光電池ユニットそれぞれは、少なくとも１つの光電池サブモジュールと、バイパス回路と、を含み、
   前記バイパス回路は、当該光電池サブモジュールによって形成される主電流路を迂回するバイパス電流路を形成することを特徴とする光電池ブラインド。
2. 前記バイパス回路は、前記光電池ユニットの正極と負極の間に接続されるダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の光電池ブラインド。
3. 前記主電流路は、前記第１方向に配列された複数の光電池サブモジュールを直列に接続して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光電池ブラインド。
4. 前記主電流路は、前記第２方向に配列された複数の光電池サブモジュールを直列に接続して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光電池ブラインド。
5. 前記第２方向に配列された複数の光電池サブモジュールの少なくとも２つは、前記スラットの角度を変更することで接続状態を切り替え可能な接点機構によって直列に接続されることを特徴とする請求項４に記載の光電池ブラインド。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の光電池ブラインドと、
   前記複数の光電池ユニットの出力電流によって充電されるバッテリーと、
   前記バッテリーから前記光電池ブラインドが対面する室内の電気機器に電力を供給する電力供給装置と、
   を備えることを特徴とする光電池ブラインドシステム。

Images