CN102804396A

CN102804396A - 太阳能电池模块用端子盒

Info

Publication number: CN102804396A
Application number: CN2009801600378A
Authority: CN
Inventors: 中园慎治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: US20120081857A1; JPWO2010150391A1; JP5393783B2; EP2448007A4; CN102804396B; EP2448007A1; WO2010150391A1

Abstract

本发明的太阳能电池模块用端子盒具有：在盒主体(20A)的底面上扩展地设置的热传导性好的散热板(9A、9B、9C)；对从太阳能电池模块(100)延伸的输出引线及向外部延伸的模块连结线缆(16a、16b)进行连接的热传导性好的4张端子板(1A、1B、1C、1D)。作为反向负载时旁通用设置的二极管(8A、8B、8C)的密封部(8a)被夹在散热板(9A、9B、9C)和端子板(1A、1B、1C、1D)之间。热量能够从密封部(8a)的下表面通过散热板(9A、9B、9C)高效地向太阳能电池模块(100)散热，另外，热量能够从密封部(8a)的上表面通过端子板(1A、1B、1C、1D)高效地向输出引线及模块连结线缆(16a、16b)散热。

Description

太阳能电池模块用端子盒

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池模块用端子盒，其以防止因逆流电流导致的太阳能电池单体的破坏为目的，具有使太阳能电池输出旁通的反向负载时旁通用的旁通二极管。

背景技术

在太阳能发电系统中，来自铺设在住宅的屋顶上的多个太阳能电池模块的直流电力通过逆变器等向各电子产品供给。多个太阳能电池模块成为经由配置在各太阳能电池模块的里侧的太阳能电池模块用端子盒(以下简称为端子盒)串联连接的结构。

作为以往的端子盒，已知有具有多张端子板和反向负载时旁通用的旁通二极管的结构，上述多张端子板并列设置在框体的内部，一端与从太阳能电池模块的里面侧引出的输出引线连接，另一端与模块连结线缆连接；上述旁通二极管架设在各端子板间。

在太阳能电池模块中，当一部分的太阳能电池单体处于阴影中，太阳光不能照射到而处于未发电状态时，从发电状态的太阳能电池单体向该未发电状态的太阳能电池单体流动反向的电流，存在破坏电池单体的危险。为防止这样的逆流电流导致的太阳能电池单体的破坏，通常，连接被称为旁通二极管的用于防止逆流电流的二极管。该旁通二极管在电流以迂回未发电状态的太阳能电池单体的方式流过时发热。而且，在不能充分地对该热量进行散热的情况下，存在超过额定温度而损坏的危险。

另一方面，在将太阳能电池模块设置在住宅屋顶上等的情况下，通常使用安装部件安装在架台上，但在太阳能电池模块的里侧，设置有用于保护上述的旁通二极管和连接端子不受外部环境影响的端子盒。

在端子盒内，架设在并列设置的多个端子板间的旁通二极管通常为以下结构。即，旁通二极管由具有基于PN结的整流功能的密封部和从该密封部伸出的2个腿部电极构成，由邻接的2个端子板中的一个端子板支承密封部，并且将腿部电极中的一个与该端子板连接，使腿部电极中的另一个向另一个端子板侧伸出并将两端子板间桥接(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2006-269803号公报

根据上述现有技术，旁通二极管的发热的密封部的下表面被金属制的端子板支承，因此，能够通过该端子板向外部散热。但是，在上述现有技术中，能够散热的热量还不充分，尤其是热量不能够从密封部的上表面散热，所以要求改善。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种旁通二极管产生的热量能够从旁通二极管的密封部的上下主面高效地散热的太阳能电池模块用端子盒。

为解决上述课题并实现目的，本发明的太阳能电池模块用端子盒是构成太阳能电池模块的输出部的端子盒，其特征在于，具有：固定在所述太阳能电池模块上的盒主体；并列设置在盒主体内且连接从太阳能电池模块延伸的输出引线及向外部延伸的外部线缆的至少2个热传导性好的端子板；由树脂密封的密封部和从所述密封部延伸的腿部电极构成且将端子板间桥接的多个反向负载时旁通用的整流元件；在盒主体底面上扩展且搭载有整流元件的热传导性好的散热板，端子板和散热板夹着整流元件的密封部。

发明的效果

根据本发明，具有：在盒主体底面上扩展地设置的热传导性好的散热板；连接从太阳能电池模块延伸的输出引线及向外部延伸的外部线缆(模块连结线缆)的热传导性好的端子板，反向负载时旁通用的整流元件(旁通二极管)的密封部被夹在该散热板和端子板之间，因此，热量能够从密封部的下表面通过散热板高效地向太阳能电池模块散热，并且热量能够从密封部的上表面通过端子板高效地向输出引线及外部线缆散热，从而发挥作为整体能够充分散热的效果。

附图说明

图1是表示使用了本发明的实施方式1的太阳能电池模块用端子盒的太阳能电池模块的立体图。

图2是从里面侧观察配置有本发明的实施方式1的太阳能电池模块用端子盒的太阳能电池模块的立体图。

图3是拆下盖体的端子盒的立体图。

图4是拆下盖体及端子板的端子盒的立体图。

图5是拆下盖体的端子盒的主视图。

图6是沿图5的E-E线观察的剖视图。

图7是沿图5的F-F线观察的剖视图。

图8是整流元件(旁通二极管)的主视图。

图9是示意地表示端子盒周围的连接状态的的电路图。

图10是拆下了本发明的实施方式2的太阳能电池模块用端子盒的盖体及端子板的端子盒的主视图。

图11是沿图10的G-G线观察的剖视图。

图12是放大表示图11的J部分的纵剖视图。

图13是拆下了本发明的实施方式3的太阳能电池模块用端子盒的盖体及端子板的端子盒的主视图。

图14是沿图13的H-H线观察的剖视图。

图15是放大表示图14的K部分的纵剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的太阳能电池模块用端子盒的实施方式。此外，本发明不限于本实施方式。

实施方式1

图1是表示使用了本发明的实施方式1的太阳能电池模块用端子盒的太阳能电池模块的立体图。图2是从里面侧观察配置有本发明的实施方式1的太阳能电池模块用端子盒的太阳能电池模块的立体图。太阳能电池模块100由以下部分构成：串联连接的多个太阳能电池单体12；通过透光性高的前面盖罩部件和抗气候性优良的里面盖罩部件14以及封入其中的树脂保护该太阳能电池单体12的结构体；支承该结构体的矩形框状的铝制的支架13；安装在里面盖罩部件14且构成太阳能电池模块100的输出部的太阳能电池模块用端子盒(以下简称为端子盒)20。

端子盒20具有构成外壳的大致箱状的框体。该框体还由盒主体20A和盖体20B构成。大致板状的盖体20B封闭一面开放的大致长方体箱状的盒主体20A的开放面。而且，在框体的内部收纳有太阳能电池模块100的输出部。在该输出部上，以取出太阳能电池模块100的输出为目的，或以与其他太阳能电池模块连接为目的，连接有向外部延伸的模块连结线缆(外部线缆)16a、16b。

图3是拆下了盖体20B的端子盒20的立体图。图4是拆下了盖体20B及端子板的端子盒20的立体图。图5是拆下了盖体的端子盒的主视图。图6是沿图5的E-E线观察的剖视图。图7是沿图5的F-F线观察的剖视图。图8是整流元件(旁通二极管)的主视图。图9是示意地表示端子盒周围的连接状态的电路图。

盒主体20A呈大致长方体箱状，具有底面及包围其四面的侧面，并在内部收纳有输出部4。在盒主体20A的底面的图示上侧的角部，沿着边形成有矩形的引线引入口20a。经由该引线引入口20a，插入从太阳能电池单体12的内部伸出的未图示的输出引线。输出引线具体为表面镀有软钎料的铜扁线。另一方面，在引线引入口20a的相反侧的侧面，形成有用于引出模块连结线缆16a、16b(未图示)的线缆引出孔20b、20c。

输出部4由如下部分构成：配置在盒主体20的底面上的3张散热板9A、9B、9C；反向负载时旁通用的3个旁通二极管(以下简称为二极管)8A、8B、8C；连接外部电线的4张端子板1A、1B、1C、1D。3张散热板9A、9B、9C由热传导性好的材料制作，在盒主体20的底面的大致整个面上扩展，经由盒主体20的底面与太阳能电池模块100(未图示)相对(图4)。在这3张散热板9A、9B、9C上搭载有3个二极管8A、8B、8C。

另外，突出设置于盒主体20A的底面上的突起7A、7B、7C、7D贯通散热板9A、9B、9C并向盒主体20A内突出。4张端子板1A、1B、1C、1D由热传导性好的材料制作，在其上穿设的安装孔中插入突起7A、7B、7C、7D，并被突起7A、7B、7C、7D固定。端子板1A、1B、1C、1D相互平行地沿图示左右方向并列地配置，分别呈沿图示上下方向延伸的纵长形状。在各个端子板1A、1B、1C、1D的图示上端，设置有引线连接部1a，该引线连接部1a与经由引线引入口20a插入的输出引线焊接接合。在该引线连接部1a上，分别接合有从串联连接的多个太阳能电池单体12的一端延伸的输出引线(图5、图9)。另一方面，在4张端子板1A、1B、1C、1D中，在图示左右端的2张端子板1A、1D的图示下端，设置有与模块连结线缆16a、16b压接接合的线缆连接部1b(图5、图9)。

二极管8A、8B、8C相对于4张端子板1A、1B、1C、1D的排列，在与该排列正交的方向上交替往复地相互分离配置。即，二极管8A、8B、8C相对于端子板1A、1B、1C、1D的排列方向，在与该排列正交的方向上以交错状分离配置。而且，二极管8A、8B、8C被夹在散热板9A、9B、9C和端子板1A、1B、1D之间。二极管8A如图8所示那样由通过绝缘树脂材料对半导体元件进行了树脂密封的密封部8a和从该密封部8a延伸的腿部电极8b、8c构成。密封部8a呈矩形偏平状，为提高散热性，在一个主面露出散热器。其他的2个二极管8b、8c也具有同样的结构。而且，二极管8A、8B、8C使密封部8a的一个主面(下表面)分别与散热板9A、9B、9C面接触而被搭载在散热板9A、9B、9C上，使密封部8a的另一个主面(上表面)与端子板1A、1B、1D面接触而被夹在两者之间。

二极管8A、8B、8C具有基于PN结的整流功能，2个腿部电极8b、8c分别成为N极和P极。而且，通过2个腿部电极8b、8c，跨过端子板间进行桥接。即，在该二极管8A、8B、8C中，由邻接的2个端子板中的一个端子板支承密封部8a，并且将腿部电极中的一方与该端子板连接，使腿部电极中的另一方向着另一个端子板侧延伸并对两端子板间进行桥接。二极管8A对端子板1A和端子板1B之间进行桥接来防止两者间流动的逆电流。二极管8B对端子板1B和端子板1C之间进行桥接来防止两者间流动的逆电流。二极管8C对端子板1C和端子板1D之间进行桥接来防止两者间流动的逆电流(图9)。

如上所述，在本实施方式的太阳能电池模块用端子盒中，具有：固定在太阳能电池模块100上的盒主体20A；并列设置在盒主体20A内且连接从太阳能电池模块100延伸的输出引线及向外部延伸的模块连结线缆16a、16b的4张热传导性好的端子板1A、1B、1C、1D；由树脂密封了的密封部8a和从该密封部8a延伸的腿部电极8b、8c构成且分别对4张端子板1A、1B、1C、1D间进行桥接的多个反向负载时旁通用的二极管8A、8B、8C；在盒主体20A的底面上扩展地设置且搭载二极管8A、8B、8C的热传导性好的散热板9A、9B、9C，端子板1A、1B、1D和散热板9A、9B、9C在上下方向上夹着二极管8A、8B、8C。

在这样构成的太阳能电池模块用端子盒中，具有：在盒主体20A的底面上扩展地设置的热传导性好的散热板9A、9B、9C；连接从太阳能电池模块100延伸的输出引线及向外部延伸的模块连结线缆16a、16b的热传导性好的4张端子板1A、1B、1C、1D，作为反向负载时旁通用而设置的二极管8A、8B、8C的密封部8a被夹在散热板9A、9B、9C和端子板1A、1B、1D之间，所以，能够从密封部8a的下表面经由散热板9A、9B、9C高效地向太阳能电池模块100散热，并且能够从密封部8a的上表面经由端子板1A、1B、1D高效地向输出引线及模块连结线缆16a、16b散热，所以，作为整体能够充分散热。

另外，二极管8A、8B、8C以相互间的距离充分分离的方式，相对于端子板1A、1B、1C、1D的排列方向，在与排列正交的方向上以交错状分离配置，因此，从各二极管8A、8B、8C向端子板1A、1B、1D传导的热量不会集中滞留在一个位置。

此外，以提高绝缘性为目的，有时在盒主体20A内的收纳输出部的空间中填充灌封材料(热传导性绝缘树脂)，通过填充灌封材料，热量能够从密封部8a的上表面经由端子板1A、1B、1C、1D高效地向该灌封材料散热，因此作为整体能够散热更充分。

此外，在本实施方式中，是4张端子板1A、1B、1C、1D和3个二极管8A、8B、8C，但只要是最低具有2张端子板和1个二极管的端子盒，就能够使用本实施方式。

实施方式2

图10是拆下了本发明的实施方式2的太阳能电池模块用端子盒的盖体及端子板的端子盒的主视图。图11是沿图10的G-G线观察的剖视图。图12是放大表示图11的J部分的纵剖视图。本实施方式的散热板9B在线缆引出孔20b、20c侧的端部具有截面弯曲成S字形而形成的散热片9a。其他结构与实施方式1相同。

根据这样构成的太阳能电池模块，散热板9B的热量通过散热片9a高效地发散。由此，由二极管8B产生的热量向散热板9B传递并经由散热片9a高效地散热。因此，作为整体能够散热更充分。此外，散热片9a也可以设置在其他2个散热板9A、9C上。

实施方式3

图13是拆下了本发明的实施方式3的太阳能电池模块用端子盒的盖体及端子板的端子盒的主视图。图14是沿图13的H-H线观察的剖视图。图15是放大表示图14的K部分的纵剖视图。本实施方式的端子板1B在引线连接部1a的相反侧的端部具有截面弯曲成波状而形成的散热片1c。其他结构与实施方式1相同。

根据这样构成的太阳能电池模块，端子板1B的热量通过散热片1c高效地发散。由此，由二极管8B产生的热量向端子板1B传递并经由散热片1c高效地散热。因此，作为整体能够散热更充分。此外，散热片1c也可以设置在与二极管8A、8C接触的其他2片端子板1A、1D上。

此外，上述实施方式1至3的端子板1A、1B、1D单纯地与二极管8A、8B、8C的密封部8a面接触，但端子板1A、1B、1D的面接触的部分也可以具有弹性，并带有规定的推压力地与端子板1A、1B、1D接触。具体来说，例如，可以使端子板的整体弯曲，使接触的部分成为局部切起的形状等，由此实现。由此，能够得到可靠的接触，并提高散热效果。

工业实用性

以上，本发明的太阳能电池模块用端子盒适合用于具有使太阳能电池输出旁通的反向负载时旁通用的整流元件的太阳能电池模块用端子盒，尤其是最适合用于搭载有发热量大的旁通用整流元件的结构。

附图标记的说明

1A、1B、1C、1D 端子板

1a 输出引线连接部

1b 线缆连接部

1c 散热片

4 输出部

7A、7B、7C、7D 突起

8A、8B、8C 旁通二极管(整流元件)

8a 密封部

8b、8c腿部电极

9A、9B、9C 散热板

9a 散热片

12 太阳能电池单体

13 支架

14 里面盖罩部件

16a、16b 模块连结线缆(外部线缆)

20 端子盒

20A 盒主体

20B 盖体

20a 引线引入口

20b、20c 线缆引出孔

100 太阳能电池模块

Claims

1.一种太阳能电池模块用端子盒，该太阳能电池模块用端子盒是构成太阳能电池模块的输出部的端子盒，其特征在于，具有：

固定在所述太阳能电池模块上的盒主体；

并列设置在所述盒主体内且连接从所述太阳能电池模块延伸的输出引线及向外部延伸的外部线缆的至少2个热传导性好的端子板；

由被树脂密封了的密封部和从所述密封部延伸的腿部电极构成且对所述端子板间进行桥接的多个反向负载时旁通用的整流元件；

在所述盒主体底面上扩展地设置且搭载有所述整流元件的热传导性好的散热板，

所述端子板和所述散热板夹着所述整流元件的所述密封部。

2.如权利要求1所述的太阳能电池模块用端子盒，其特征在于，

所述端子板并列设置3个以上，

所述整流元件在相邻的所述端子板间分别设置1个，

多个所述整流元件相对于所述端子板的排列，在与所述排列正交的方向上交替往复地分离配置。

3.如权利要求1或2所述的太阳能电池模块用端子盒，其特征在于，所述端子板具有形成为波状的散热片。

4.如权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池模块用端子盒，其特征在于，所述散热板具有形成为波状的散热片。

5.如权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池模块用端子盒，其特征在于，还具有填充在所述盒主体内的热传导性绝缘树脂。

6.如权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池模块用端子盒，其特征在于，所述端子板具有弹性部，该弹性部具有规定的推压力地与所述整流元件的所述密封部接触。