CN100521251C - 太阳能电池组件用端子盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池组件用端子盒，可用简易的构造且廉价地满足二极管(13)的温度上升值不超过其结温的条件。其中，并联连接有多个连接太阳能电池组件(M)的电极(a)的端子板(12)间的逆流防止用二极管(13)。如果该多个并联的二极管(13)的电路中流过太阳能电池组件(M)的输出电流(I)，则在该各二极管(13)中流过的电流(i)成为其并联数分之一，例如若并联三个，则为三分之一。如果流过的电流值减小，则发热量也减少。此外，在端子板(12)上设置散热片(20)。于是，如果用多个二极管(13)负担输出电流的负荷且由端子板(12)有效地散热，则可在不使用高价的耐热性的二极管的情况下，维持二极管(13)的耐热性的可靠性。

Description

太阳能电池组件用端子盒

技术领域

本发明涉及在相互连接构成将太阳能直接转换成电能的太阳能光发电系统的太阳能电池组件时使用的端子盒。

背景技术

太阳光电池系统如图14所示，在房屋的屋顶上配置太阳能电池板(太阳能电池组件)M，从该组件M经由连接箱Q、变换器R、配电盘S，向各种电气设备E供电。太阳能电池组件M以全部为同一面的方式配置，经由端子盒B串联或并联连接。端子盒B维持密封材的水密性且粘接固定在组件M的背面。

该端子盒B以往如图15所示，其构成为：在上面开口的盒主体1内，并联配置连接太阳能电池组件M的正电极a及负电极a的1对端子板2、2，在该端子板2、2之间设置逆流防止用(旁路)二极管3，同时在两端子板2、2上分别连接有外部连接用电缆P(参照专利文献1)。图中6是盖。

专利文献1：特开平11-26035号公报

在该端子盒B中，现在，从太阳能电池组件M的性能提高、集电效率的方面考虑，还具有设置3个以上端子板2、连接多个太阳能电池组件M的方式(参照专利文献2)。该端子盒B也在相邻的各端子板2间设有逆流防止用二极管3。

专利文献2：特开2002-359389号公报

随着现今的太阳光电池系统的普及，其耐久性·可靠性成为问题，端子盒B也不例外。作为该端子盒B的耐久性·可靠性的要求，例如具有如下条件：在75度的周围温度下，即使施加1小时的输出电流的1.25倍的负荷，二极管3的温度上升值也不会超过其结温(保证使用温度)。

为了满足该条件，作为二极管3只要使用结温高的二极管即可，但这种二极管价格却很高。

发明内容

本发明的目的在于，通过简易的构造且廉价地即可满足上述二极管3的温度上升值不超过其结温的条件。

为了达到上述目的，本发明着眼于利用多个二极管负担输出电流的负荷，减小1个二极管所负担的电流值，是在相邻的各端子板间并联设置多个二极管的结构。

如果在多个并联的二极管的电路中流过太阳能电池组件M的输出电流I，则在该各二极管中流过的电流i就成为其并联数分之一，例如，如果是并联三个，则为三分之一(I＝3i)。如果流过的电流值减小，则发热量也减少。

此处，在并联设置二极管时，只要该二极管的导通电阻相同，就在各二极管中流过相等的电流。但是，很难将同一规格的二极管制造为均匀电阻的结构，即便能制作，价格也很高。

另一方面，通常，如果并联二极管，则在电阻值小的二极管中产生电流倾斜的偏流。

因此，只要该偏流不成问题，就能够采用本发明的并联二极管的构成，能够实现太阳能电池组件用端子盒的低廉化。

但是，在要防止该偏流时，本发明采用该偏流防止用电阻等。

此外，二极管因电阻值的差而发热量不同，如果因其发热而在二极管中产生温度差，则电阻值差也增大等，随之该偏流也进一步增大。

因此，本发明能够散发(散热)该二极管的发热。此外，实现并联二极管间的温度的均匀化。

如上所述，由于本发明利用多个二极管负担输出电流的负荷，所以能够在不使用高价的耐热性的二极管的情况下，维持二极管的可靠性。其价格低廉，构造也简单。

此外，如果通过设置偏流防止用电阻等，或散发(散热)二极管的发热，实现并联二极管间的温度的均匀化，则还能够防止偏流。

附图说明

图1(a)是一实施例的局部省略主视图。

图1(b)是同实施例的侧视图。

图1(c)是同实施例的局部省略后视图。

图1(d)是同实施例的除去盖的局部省略主视图。

图1(e)是图1(d)的X-X线剖视图。

图1(f)是图1(d)的Y-Y线剖视图。

图2是另一实施例的概略主视图。

图3是另一实施例的概略主视图。

图4(a)是另一实施例的局部省略主视图。

图4(b)是同实施例的后视图。

图4(c)是同实施例的端子板的组装前的俯视图。

图4(d)是同实施例的端子板等的立体图。

图4(e)表示同实施例的电缆锁的防偏心用具，(a)是俯视图，(b)是主视图，(c)是仰视图，(d)是立体图。

图5是另一实施例的除去盖的局部省略主视图。

图6(a)是另一实施例的除去盖的局部省略主视图。

图6(b)是同实施例的切断侧视图。

图6(c)是同实施例的端子板等的部分立体图。

图7表示同实施例的端子板，(a)是俯视图，(b)是侧视图，(c)是切断侧视图，(d)是(a)的X-X线剖视图，(e)是(a)的Y-Y线剖视图。

图8是太阳能电池组件和端子盒的概略电连接布线图。

图9是热转换板的各例的立体图。

图10是热转换板的其它例的俯视图。

图11是另一实施例的除去盖的局部省略主视图。

图12是另一实施例的除去盖的立体图。

图13是同实施例的各构件的立体图，(a)是热转换板，(b)是散热板，(c)是盒主体。

图14是太阳光发电系统的概略图。

图15(a)是现有例的俯视图，(b)是现有例的纵剖视图。

图中：1、11—盒主体，2、12—端子板，3、13—逆流防止用二极管，13a—逆流防止用二极管的引线脚，15—散热薄板，18—偏流防止用电阻，19—温度开关，20—散热片，30—热转换板，31—逆流防止用二极管安装用嵌合槽，a—太阳能电池组件的电极，B—端子盒，M—太阳能电池组件，P—外部连接用电缆。

具体实施方式

作为本发明的一实施方式，在盒主体内配置连接太阳能电池组件的电极的多个端子板，在其相邻的各端子板间设有逆流防止用二极管的太阳能电池组件用端子盒中，可采用在所述相邻的各端子板间多个并联地设置所述二极管的构成。

此时，优选在各二极管上分别串联连接偏流防止用电阻，使各二极管均匀地负担负荷。该各电阻可通过实验等得到基于各二极管的安装方式的温度上升值，并基于该值适当设定。

此外，在各二极管上分别串联连接温度开关，在各二极管达到自身的结温之前，通过该开关遮断电流，如果二极管的温度下降，则接通该开关，使二极管中流过电流，由此能够防止该二极管的温度上升。

另外，设置与各二极管连续相接的热转换板，通过该热转换板，能够实现各二极管的散热，同时还能够实现温度的均匀化。通过该二极管的散热及温度的均匀化，可防止偏流。

该热转换板可按上述各实施方式设置，此时，能够与上述端子板连续一体地设置。

作为本发明的其它实施方式，在盒主体内配置连接太阳能电池组件的电极的多个端子板，在其相邻的各端子板间设有逆流防止用二极管的太阳能电池组件用端子盒中，可采用在所述各端子板上设有散热片的构成。

通过该散热片的散热，可防止偏流。该散热片的方式，可通过实验等适当设定为能够充分得到其效果。该散热片也可与上述端子板连续一体地设置。

可并用上述二极管的并联连接或热转换板和散热片的实施方式，此时，也可用散热片(端子板)的全部或一部分兼作该热转换板。此外，不仅在该并用的实施方式中，在个别的实施方式中，也可通过在盒主体上形成散热板、散热片、散热孔，由此抑制二极管的温度上升。

另外，在上述各实施方式中，也可将上述相邻的各端子板间的并联设置的多个逆流防止用二极管朝向各端子板的并联方向配置为交错状。

一旦如此，成为发热源的逆流防止用二极管在各端子板间，朝向其并联方向左右交互地错开，其发热源分散，所以能够提高经由端子板等的散热效率，从而能够进一步抑制二极管的温度上升。

此时，优选二极管靠近所述端子板间的端部，以扩大分散范围。

在上述各构成中，优选逆流防止用二极管向端子板的连接，是将该逆流防止用二极管的插脚嵌入固定在端子板的嵌合孔内。因软钎焊二极管大多受到损伤，产生电阻值的变动，但如果采用该嵌合连接，就不需要以往的利用软钎焊的连接，从而能够消除该软钎焊造成的电阻值的变动。

实施例

图1(a)～图1(f)表示一实施例，在该实施例中，在上面开口的聚苯醚(PPO)树脂或聚苯醚(PPE)树脂制四角形状的盒主体11内，并联地配置有连接太阳能电池组件M的正电极a及负电极a的2对端子板12(4片端子板12)。该各电极a、a通过透孔11a被软钎焊在端子板12的中央。在该电极a的端子板12的连接部位，预先设有预备软钎料14。

在相邻的各端子板12间上下分别设有逆流防止用(旁路)二极管13，在该端子板12等的整个表面上覆盖由高导热性树脂构成的散热薄板15。在该散热薄板15上形成有电极a的连接作业用孔15a。

在盒主体11下侧(图1a下侧)两端，连接有2根外部连接用电缆P，该电缆P通过压接或熔敷等分别连接在并联其导体的两端的端子板12上，通过由防脱环17a等构成的电缆锁17固定在盒主体11上。在电缆P的另一端，分别设置雄连接器21或雌连接器22，这些雌或雄连接器21、22与邻接的端子盒B的雄或雌连接器22、21连接。

在盒主体11的上面开口处，经由防水环(未图示)嵌装PPO树脂或PPE树脂制的盖16，形成防水性。在盒主体11内适当充填硅树脂等。褶皱加工盒主体11的背面，用其背面的粘合带23将端子盒B固定在太阳能电池组件M的背面。

本实施例的端子盒B，维持密封材的水密性而通过粘接固定安装在组件M的背面等，适当地将各端子盒B的电缆P与相邻的端子盒B的雌或雄连接器22、21连接。通过适当选择其连接方式，可串联或并联地连接各端子盒B。

在本实施例中，如果在2对并联的二极管13、13的电路中流过太阳能电池组件M的输出电流I，则在该各二极管13、13中流过的电流i变为二分之一(I＝2i)，所以，只要使用其电流值引起的发热量不超过结温的二极管13就可以。

图2、图3表示另一实施例，在图2所示的实施例中，在各二极管13上分别串联连接偏流防止用电阻18，使各二极管13均匀地负担负荷。该均匀化，在设置各二极管13之后，通过实际的导通试验，以在二极管13中流过均匀的电流的方式(以二极管13和电阻18的各串联电路的电阻值相同的方式)，适当设定其电阻值来进行。

在图3所示的实施例中，在各二极管13上分别串联连接恒温开关等温度开关19，在各二极管19达到自身的结温之前，通过断开该开关19来遮断电流，如果二极管13的温度下降，则接通该开关19，使二极管13中流过电流，由此防止该二极管13的温度上升。

在图4所示的实施例中，在端子板12上连续一体地设有散热片20，该端子板20如图4(c)所示，在以往的端子板的两侧边缘使散热片20突出，以扩大其表面积。该端子板12如图4(d)所示，将该散热片20直立弯曲而嵌入盒主体11内，通过该散热片20的表面积的扩大，来提高散热效果。

本实施例中的电缆锁17，其构成为：在与盒主体11一体的筒17b内，嵌入图4(e)所示的防偏心用具17c，使其侧面与电缆P抵接，通过基于该防偏心用具17c的表面的数字的旋转程度决定的压接度，对电缆P进行固定并防脱，用小螺钉17d保持该状态。

在上述各实施例中，端子板12的并联片数，可根据与一端子板B连接的太阳能电池组件M的数目而为任意，例如，如果连接的组件M为3片，则为3对、共计6片等，也可为2片、3片、图5所示的5片、6片…等。此外，二极管13的并联数目，也不局限于2个，也可任意为图4所示的3个、4个、5个…等。

在端子板12为偶数的情况下，相对于1组件M，对应1对端子板12、12，在为奇数的情况下，例如，设为图8的连接方式。

作为带散热片20的端子板12的方式，只要能够得到散热效果，可以是任意的，例如，可以采用图6(a)～图6(c)及图7所示的波状弯曲散热片20的方式等。在该方式中，端子板12立起，由此提高散热效果。即，端子板12具有散热片20的功能。

另外，设置与各二极管13连续相接的热转换板30，只要通过该热转换板30实现各二极管13的散热，同时实现温度的均匀化，就能使各二极管13的温度达到均匀，从而能够防止偏流。

作为该热转换板30，只要具有良好的高导热性，则可以采用任何原材料，例如，作为黄铜制，可考虑具有对应于图9(a)、图9(b)所示的并联的二极管13的数目的其引线脚13a的嵌合槽31的方式。其安装，图9(a)可考虑图1(d)的点划线所示的安装方式，图9(b)可考虑图4(a)、图6(a)、图6(c)的各点划线所示的安装方式。

此外，如图10的点划线所示，如果将二极管13与其主体立起的方式的端子板12相接，则该相接的端子板12的部分成为热转换板30(端子板12的一部分成为热转换板30)。此时，由于端子板12兼作散热板20，所以只有该相接的部分即可(也可以用端子板12的全部兼作热转换板30)。

另外，如图11所示，如果将各端子板12间并联设置的多个逆流防止用二极管13、13朝向各端子板12的并联方向配置为交错状，则成为发热源的二极管13在各端子板12间，朝向其并联方向左右交互地错开，由于其发热源分散，所以经由端子板12等的散热效率提高，从而能够进一步抑制二极管13的温度上升。此时，优选二极管13靠近端子板12间的端部，以扩大分散范围。

图13(a)、(b)示出端子板12的另一方式，该端子板12根据散热功能及安装方式还发挥热转换功能，作为向该端子盒B内的装填方式，例如，可在图13(c)所示的盒主体11上适当设置该端子板12，形成图12所示的方式。

在该图12所示的方式中，是图13(a)所示的端子板12将其卡止片32卡止于盒主体11的卡止片11d而安装。图13(b)所示的端子板12，通过将其卡止孔(卡止片)21嵌合于盒主体11的爪11c而进行安装。在该方式中，各端子板12只要发挥散热片20的散热功能，连接二极管13的主体，就可发挥热转换板30的温度均匀化的功能。

顺便而言，在端子板12间不设二极管13的情况下，在使该端子板12间导通时，如图12所示，通过在两端子板12之间，在其嵌合槽31内嵌合导体33来进行导通。该导体33的数目是任意的。

另外，在各实施例中，在盒主体11上一体或单个形成散热板、散热片、散热孔，由此还能够抑制二极管13的温度上升。

此外，如图6c、图9、图12等所示，通过将二极管13的引线脚13a嵌合在槽31内而与端子板13等连接，如果通过向该槽31的嵌合能够确保二极管13向端子板12的连接特性，则不需要软钎焊，也就没有软钎焊连接时的热应力，从而能够防止因其热应力而造成的二极管13的性能下降，能够消除基于该性能下降等的电阻值的变动。

另外，在利用软钎焊的二极管13向端子板12的连接中，在设置散热片20等，可将二极管13通过其长的引线脚13a，并经由该散热片20等连接在端子板12上的情况下，如图11所示，优选在远离二极管主体的位置进行软钎焊b，尽量减小该软钎焊连接时的热应力。此时，能够将该软钎焊连接与向槽31的嵌合连接并用。

Claims (9)

1.一种太阳能电池组件用端子盒，在盒主体(11)内配置连接太阳能电池组件(M)的电极(a)的多个端子板(12)，在其相邻的各端子板(12)间设有逆流防止用二极管(13)，其特征在于，

在所述相邻的各端子板(12)间，并联地设有多个所述逆流防止用二极管(13)，在所述各端子板(12)上设有散热片(20)，所述散热片(20)由与所述端子板(12)相同的板材构成并从该端子板(12)的沿所述逆流防止用二极管(13)并联方向的侧边缘突出设置。

2.如权利要求1所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，

所述散热片(20)从所述端子板(12)弯曲立起，在所述立起的散热片(20)的上边缘开口向下方延伸有槽(31)，

所述逆流防止用二极管(13)的插脚(13a)从所述槽(31)的上边缘开口嵌合并设在所述相邻的各端子板(12)间。

3.如权利要求2所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，

所述弯曲立起的散热片(20)进一步向侧方向波状弯曲。

4.一种太阳能电池组件用端子盒，在盒主体(11)内配置连接太阳能电池组件(M)的电极(a)的多个端子板(12)，在其相邻的各端子板(12)间设有逆流防止用二极管(13)且所述逆流防止用二极管(13)的成对的插脚(13a、13a)与所述端子板(12)连接，其特征在于，

在所述相邻的各端子板(12)间，并联地设有多个所述逆流防止用二极管(13)，

设有与设于所述相邻的各端子板(12)间的并联的各逆流防止用二极管(13)主体连续相接的热转换板(30)，

所述热转换板(30)由与所述端子板(12)相同的板材构成，相对于表面与所述逆流防止用二极管(13)主体相接的所述端子板(12)一体连续形成，

通过该热转换板(30)实现各逆流防止用二极管(13)的散热，同时实现温度的均匀化。

5.一种太阳能电池组件用端子盒，在盒主体(11)内配置连接太阳能电池组件(M)的电极(a)的多个端子板(12)，在其相邻的各端子板(12)间设有逆流防止用二极管(13)，其特征在于，

在所述相邻的各端子板(12)间，并联地设有多个所述逆流防止用二极管(13)，

相对所述端子板(12)独立设置的热转换板(30)嵌入设于所述各端子板(12)间的并联的各逆流防止用二极管(13)的插脚(13a)，

在各逆流防止用二极管(13)主体上设有热转换板(30)且该热转换板(30)表面与所述逆流防止用二极管(13)主体连续相接，

通过该热转换板(30)实现各逆流防止用二极管(13)的散热，同时实现温度的均匀化。

6.如权利要求5所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，

在所述端子板(12)上设有散热片(20)，所述散热片(20)由与所述端子板(12)相同的板材构成并从所述端子板(12)的侧边缘突出设置。

7.一种太阳能电池组件用端子盒，在盒主体(11)内配置连接太阳能电池组件(M)的电极(a)的多个端子板(12)，在其相邻的各端子板(12)间设有逆流防止用二极管(13)，其特征在于，

在所述相邻的各端子板(12)间，并联地设有多个所述逆流防止用二极管(13)，

所述端子板(12)具有从其侧边缘立起的热转换板(30)，在所述热转换板(30)的上边缘开口向下方延伸有槽(31)，

所述逆流防止用二极管(13)的插脚(13a)从所述槽(31)的上边缘开口嵌合并设在所述相邻的各端子板(12)间，

所述热转换板(30)与设在所述相邻的各端子板(12)间的并联的各逆流防止用二极管(13)主体连续相接，所述热转换板(30)由与所述端子板(12)相同的板材构成并与所述端子板(12)一体连续形成，

通过该热转换板(30)实现各逆流防止用二极管(13)的散热，同时实现温度的均匀化。

8.如权利要求7所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，

所述散热片(20)兼作所述热转换板(30)。

9.如权利要求7所述的太阳能电池组件用端子盒，其特征在于，在所述热转换板(30)上设有散热片(20)。

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