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竹中工務店、有機系太陽電池と建物外装材ルーバーを一体化 実証実験を開始

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竹中工務店、有機系太陽電池と建物外装材ルーバーを一体化 実証実験を開始

竹中工務店は、フレキシブルな有機薄膜太陽電池を一体化させた建物外装材のルーバーを用い、技術研究所(千葉県印西市)にて10月より2年間の予定で実用化に向けた実証実験を行うと発表した。

「有機系太陽電池一体型ルーバー」は、三菱化学が開発中のもので、本実証実験は新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成を受けて実施する。オフィスビル・工場等の外装で日射のコントロールと発電の両立を実現するルーバーの実用化を目指す。

同社では、さらなる低炭素化に向けて、建築に求められる「省エネ」と「創エネ」はより高度化していくと説明している。ルーバーは、細長い板(羽板)を、枠組みの中に、縦や横に隙間をあけて組んで取り付けたものをいう。「省エネ」の観点から、建築の外部ルーバーは窓面への日射をコントロールし、冷房負荷の原因となる過剰な直達光を抑えつつ、適度な明るさを室内に取り入れる機能を担う。一方、「創エネ」の観点からは、特に高層ビルにおいて建物の表面積の大半を占める鉛直面での太陽光発電が望まれる。「有機系太陽電池一体型ルーバー」はこれらの両立が可能なものとして期待される。

本実証実験では、建築の外装材としての実用化のため、次のような検証を行う。

  • 有機系太陽電池のルーバーへの接着方法、接着剤の選定
  • 風荷重等を勘案した構造計算
  • デザイン性を高める意匠設計
  • 省エネ」「創エネ」のためのサイズ、配置、角度制御の最適化

有機系太陽電池の外装材への適用を目指した実証実験は日本初となる。本年度は熱・光と発電量を最適化するための実験を室内に設置した試験体を使って実施し、来年度は外部環境に耐える構造・材料の仕様について検討し、その性能を屋外実験にて確認する予定。今後は三菱化学とともにデータ蓄積と改良を続け、将来的には、外壁面だけでなく屋根面等への設置、既存建物の改修、曲面など多様な意匠への対応など幅広い適用を視野に入れた開発を進めていく。

なお、有機系太陽電池には大きく「色素増感太陽電池」と「有機薄膜太陽電池」があり、実証実験では後者を使用する。発電層として軽くて曲げに強い有機材料を使用しており、その層がきわめて薄いため、現在主流の無機系太陽電池(結晶シリコン系)に比べ、軽量かつ形状がフレキシブルなことが大きな特長となっている。ある程度のカラーバリエーションにも対応し、半透明にもできる。将来は印刷技術の応用等で大幅にコストダウンされ、急速に普及すると見込まれている。

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