Als
Nächstes
ist ein herkömmliches
Beispiel für
das Innere eines solchen Anschlusskastens B in 2 dargestellt. 2 ist eine Modellansicht des Innern eines
herkömmlichen
Anschlusskastens B, dessen Deckelplatte entfernt ist. In 2 sind eine Bodenplatte 1,
eine Bodenplattenöffnung 2,
eine Seitenwand 3, eine Anschlussplatte 4, ein
externes Verbindungskabel 5 und eine Bypass-Diode 6 dargestellt.
Die
Bodenplatte 1 ist der Teil des Kastens, der dem Solarzellenpanel
gegenüberliegt,
wenn der Anschlusskasten auf dem Solarzellenpanel montiert ist.
Die Bodenplatte 1 weist auch die Bodenplattenöffnung 2 auf.
Wenn die Bodenplatte 1 auf dem Solarzellenpanel montiert
ist, werden die positive Elektrode und die negative Elektrode, die
das Solarzellenpanel verlassen, durch diese Bodenplattenöffnung 2 zum
Innern des Kastens hindurchgeführt.
Am
Außenumfang
der Bodenplatte 1 ist die Seitenwand 3 so platziert,
dass sie aufrecht steht, um den Außenumfang der Bodenplatte 1 zu
umgeben. Diese Seitenwand ist mit einer Deckelplatte (nicht veranschaulicht)
versehen, die von der Bodenplatte 1 im Abstand angeordnet
ist, so dass sie der Bodenplatte 1 gegenüberliegt.
Diese Bodenplatte, Seitenwand und Deckelplatte sind aus Harz hergestellte Formgegenstände.
Im
Innern des Kastens sind ein Paar von Anschlussplatten 4 auf
der Bodenplatte 1 montiert. Hinsichtlich dieser Anschlussplatten
ist ein Ende derselben mit dem externen Verbindungskabel 5 verbunden,
und das andere Ende derselben ist mit der positiven Elektrode oder
der negativen Elektrode (nicht veranschaulicht), die das Solarzellenpanel
verlassen, verbunden. Weiter ist die Bypass-Diode 6 im Innern des
Kastens eingebaut, um das vorerwähnte Paar
von Anschlussplatten miteinander zu verbinden.
Diese
Bypass-Diode dient zum Kurzschließen des elektrischen Stroms,
der durch Anlegen einer Sperrrichtungsspannung, wenn die elektromotorische
Kraft des Solarzellenpanels abnimmt, von einem externen Verbindungskabel
zu dem anderen externen Verbindungskabel erzeugt wird. In einem
Solarzellenpanel kann die elektromotorische Kraft des Panels manchmal
aufgrund verschiedener Gründe abnehmen.
Z.B., wenn ein Teil einer das Solarzellenpanel bildenden Zelle durch
Kollision einer Masse, wie z.B. ein Stein, geschädigt wird oder wenn der Sonnenstrahleinfall
in einen Teil einer das Solarzellenpanel bil denden Zelle durch den
Einfluss, wie z.B. einen Schatten eines Gebäudes oder Schneefall, versperrt
wird, nimmt die elektromotorische Kraft in diesem Solarzellenpanel
ab. In diesem Fall wird die Spannung, die in den anderen Solarzellenpanels
erzeugt wird, welche elektrische Energie normal erzeugen, als eine
Sperrrichtungsspannung an das Solarzellenpanel mit einer verringerten
elektromotorischen Kraft angelegt. Dies verringert nicht nur den
Gesamtbetrag an elektrischer Energieerzeugung der Solarzellenpanels,
sondern erzeugt auch eine anormale Wärmeerzeugungserscheinung (Hot-Spot)
im Solarzellenpanel mit einer verringerten elektromotorischen Kraft.
Die Bypass-Diode ist vorgesehen, um eine solche Abnahme im Betrag
an elektrischer Energieerzeugung und Erzeugung der anormalen Wärmeerzeugungserscheinung
zu verhindern. Die Bypass-Diode funktioniert, um das Solarzellenpanel
mit einer verringerten elektromotorischen Kraft durch Kurzschließen des
elektrischen Stroms zum Zeitpunkt einer Sperrrichtungsspannungsanlegung
von einem Verbindungskabel zu dem anderen Verbindungskabel zu umgehen.
Mittlerweile,
wenn die Bypass-Diode die vorerwähnte
Funktion ausführt,
fließt
ein großer
elektrischer Strom in der Durchlassrichtung der Diode, so dass die
Bypass-Diode heftig Wärme
erzeugt, und ihre Temperatur kann eine zweckmäßige Betriebstemperatur der
Diode überschreiten.
Wenn die Temperatur einer Diode ihre zweckmäßige Betriebstemperatur überschreitet,
hört sie
nicht nur auf, als eine Diode (Wärmeausbruch)
zu funktionieren, sondern die Diode und die umgebende Schaltung
können auch
eine Beschädigung
befürchten
lassen. Weiter, selbst wenn die Diode und die umgebende Schaltung nicht
beschädigt
werden, ist die Lebensdauer der Diode außerordentlich verkürzt, wenn
sich ein solcher Wärmeausbruch
wiederholt. Deshalb muss die erzeugte Wärme wirkungsvoll abgeführt werden,
so dass die Wärme,
die während
des Betriebs der Bypass-Diode erzeugt wird, nicht eine zweckmäßige Betriebstemperatur
der Bypass-Diode überschreiten kann.
Als
eine Technik zum Abführen
der Wärme, die
von einer in einem Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel eingebauten
Bypass-Diode erzeugt wird, wird herkömmlicherweise eine Technik
angewandt, die den Temperaturunterschied zwischen der Bypass-Diodenoberfläche und
der Umgebungsatmosphäre
verwendet, wie z.B. Abführen
von Wärme
zur Umgebungsatmosphäre
von der Anschlusskastenoberfläche
oder Abführen
von Wärme
zur Umgebungsatmosphäre
durch die Anschlussplatte oder das externe Verbindungskabel. Jedoch
ist eine solche Wärmeabfuhrtechnik
nicht so wirkungsvoll, und im Augenblick ist es außerordentlich
schwierig, die Temperatur der Bypass-Diode in sämtlichen Umgebungen im Bereich
einer zweckmäßigen Betriebstemperatur
der Diode einzuschränken,
wenn man die tatsächlichen
Gebrauchsumgebungen erwägt.
Andererseits
ist in jedem von den europäischen
Ländern
der Temperaturstandard zum Zeitpunkt eines Gebrauchs eines Anschlusskastens
für ein
Solarzellenpanel kürzlich
geändert
worden, und es ist darum ersucht worden, die Temperatur zum Zeitpunkt
eines Gebrauchs eines Anschlusskastens für ein Solarzellenpanel auf
einen niedrigeren Wert weiter einzuschränken, um Feuer zu verhüten. Deshalb
ist es ein Leistungsververhalten, um das bestimmt ersucht wird,
die Temperatur zum Zeitpunkt eines Gebrauchs eines Anschlusskastens
für ein
Solarzellenpanel auf einen niedrigeren Wert einzuschränken, indem
die Temperatur der Bypass-Diode im Bereich einer zweckmäßigen Betriebstemperatur der
Diode eingeschränkt
wird.
Mittlerweile
werden als eine Technik zum Abführen
der von einer Diode erzeugten Wärme
im Gebiet von Computern im Allgemeinen ein erzwungenes Kühlen unter
Verwendung eines Kühlgebläses in Kombination
und Wärmeabfuhr
zur Atmosphäre durchgeführt, indem
die Diode auf einem Wärmeabführelement
montiert wird.
Jedoch
wird erwogen, dass verschiedene Unannehmlichkeiten erzeugt werden,
wenn diese Techniken einfach auf eine Bypass- Diode angewandt werden, die in einem
Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel eingebaut ist. Z.B., wenn ein Kühlgebläse in Kombination
verwendet wird, ist die elektrische Energie zum Betrieb des Gebläses ein
Verlust, und außerdem
ist es außerordentlich
kostspielig. Wenn ein Wärmetank
verwendet wird, ist der Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel, der
ihn umgibt, unvermeidlich von großem Ausmaß, weil der Wärmetank
ein außerordentlich
großes
Volumen aufweist, obwohl es keinen Verlust an elektrischer Energie
gibt. Weiter, wenn ein Wärmetank
verwendet wird, muss im voraus eine Behandlung gegen Rost ausgeführt werden,
wenn man die Umgebung zum Platzieren des Anschlusskastens für ein Solarzellenpanel
erwägt,
die Wind und Regen ausgesetzt ist. Dies gibt zu einem Anstieg in
den Kosten Anlass.
Wie
oben beschrieben, ist keine von diesen im Gebiet von Computern bekannten
Wärmeabfuhrtechniken
geeignet, um auf eine Bypass-Diode angewandt zu werden, die in einem
Anschlusskasten für ein
Solarzellenpanel eingebaut ist. Deshalb muss man eine eigenständige Wärmeabfuhrtechnik
entwickeln, die für
eine Bypass-Diode geeignet ist, die in einem Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel
eingebaut ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die augenblicklichen Umstände von
solchen herkömmlichen
Techniken erdacht worden, und ein Ziel derselben besteht darin,
einen Anschlusskasten für ein
Solarzellenpanel bereitzustellen, der die Wärme, die von einer Bypass-Diode
erzeugt wird, die im Innern des Anschlusskastens für ein Solarzellenpanel eingebaut
ist, wirkungsvoll abführen
kann und dadurch die Temperatur der Bypass-Diode im Bereich einer
zweckmäßigen Betriebstemperatur
einschränken
kann.
Um
die vorerwähnten
Probleme zu lösen,
haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung sehr intensive Untersuchungen über einen
wirkungsvollen Mechanismus zur Abführung der Wärme von einer Bypass-Diode,
die im Innern eines Anschlusskastens für ein Solarzellenpanel eingebaut
ist, gemacht und haben als ein Ergebnis davon unerwarteterweise
herausgefunden, dass die Wärme
wirkungsvoll abgeführt
werden kann, wenn ermöglicht
wird, dass die durch die Bypass-Diode erzeugte Wärme zum Solarzellenpanel entweicht,
anstatt dass sie zur Umgebungsatmosphäre abgeführt wird, wodurch schließlich die
vorliegende Erfindung vervollständigt
wird.
D.h.
die vorliegende Erfindung ist ein Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel,
umfassend einen Kasten, eine Mehrzahl von im Innern des Kastens
eingebauten Anschlussplatten und eine Bypass-Diode, die die Mehrzahl
von Anschlussplatten miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass
er eine Struktur aufweist, so dass die während des Betriebs der Bypass-Diode
erzeugte Wärme über eine
Bodenplatte des Kastens, die dem Solarzellenpanel gegenüberliegen
soll, wirkungsvoll zum Solarzellenpanel geleitet wird.
In
einer konkreten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Bodenplatte aus einem hochwärmeleitenden
Material hergestellt, und die Bypass-Diode ist in engem Kontakt
auf der Bodenplatte verbunden, wodurch die während des Betriebs der Bypass-Diode
erzeugte Wärme über die
Bodenplatte wirkungsvoll zum Solarzellenpanel geleitet wird.
In
einer vorzuziehenden Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist eine aus einem hochwärmeleitenden Material hergestellte
Wärmeabfuhrplatte
weiter in engem Kontakt auf der Bypass-Diode angeordnet, und die
Bypass-Diode ist zwischen der Bodenplatte und der Wärmeabfuhrplatte
eingefügt.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Bypass-Diode von einem nichtisolierenden Typ und
befindet sich mit der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte über ein
isolierendes Material in engem Kontakt.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist eine Stirnfläche
der Bodenplatte oder der Wärmeabfuhrplatte erhöht, so dass
sie aufrecht steht.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist die Oberfläche
der Bodenplatte, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel befindet,
eine Aussparung auf, und die Aussparung passt in einen Vorsprung,
der auf dem Solarzellenpanel ausgebildet ist.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist die Oberfläche
der Bodenplatte, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel befindet,
feine Nuten auf, die überall über deren
Oberfläche
ausgebildet sind, oder weist einen Konusverlauf auf, wodurch man
einen überflüssigen Teil
des Klebmittels leicht austragen kann, das zwischen der Bodenplatte
und dem Solarzellenpanel aufgetragen wird, wenn der Anschlusskasten
für ein
Solarzellenpanel auf dem Solarzellenpanel montiert wird.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist die Bodenplatte oder die Wärmeabfuhrplatte einen Fortsatz auf,
der sich zur Außenseite
des Kastens erstreckt, und der Fortsatz soll mit einem Rahmenelement
verbunden sein, das am Ende des Solarzellenpanels vorgesehen ist,
wenn der Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel auf dem Solarzellenpanel montiert ist, wodurch
die während
des Betriebs der Bypass-Diode erzeugte Wärme über den Fortsatz der Bodenplatte
oder der Wärmeabfuhrplatte
wirkungsvoll auch zum Rahmenelement geleitet wird.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Bodenplatte und/oder die Wärmeabfuhrplatte einer Wetterbeständigkeitsbehandlung
unterzogen.
In
einer anderen vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung fehlt dem Kasten ein Teil einer Deckelplatte und/oder
einer Seitenwand.
In
einer weiteren vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Bodenplatte und/oder die Wärmeabfuhrplatte aus Aluminium,
Kupfer oder Edelstahl hergestellt.
In
einer weiteren vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Oberfläche
der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte
in Schwarz gefärbt.
Entsprechend
dem Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung kann die durch die
im Innern des Anschlusskastens eingebaute Bypass-Diode erzeugte
Wärme zum
Solarzellenpanel wirkungsvoll abgeführt werden, so dass die Temperatur
der Bypass-Diode im Bereich einer zweckmäßigen Betriebstemperatur eingeschränkt werden
kann. Weiter kann als Folge die Temperatur des Anschlusskastens
für ein
Solarzellenpanel während
des Gebrauchs auf einen niedrigen Wert eingeschränkt werden. Außerdem können entsprechend dem
Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung diese Wirkungen
erzeugt werden, ohne dass elektrische Zusatzenergie verbraucht wird
oder der Anschlusskasten im Ausmaß vergrößert wird.
BESTE MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
Ein
Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine Struktur aufweist,
so dass die während
des Betriebs einer Bypass-Diode erzeugte Wärme über eine Bodenplatte eines
Kastens, die dem Solarzellenpanel gegenüberliegen soll, zum Solarzellenpanel
geleitet wird. Als eine solche Struktur können verschiedene erwogen werden.
Z.B. wird eine Struktur, wie z.B. in 3 dargestellt,
angegeben.
3 ist eine konzeptionelle
Modellansicht, die eine Bodenplatte und eine Bypass-Diode einer Ausführungsform
eines Anschlusskastens für
ein Solarzellenpanel gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. In 3 sind
zur Vereinfachung der Beschreibung andere Komponenten, die den Anschlusskasten
für ein
Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung bilden, nicht veranschaulicht,
und die Abmessung der Bodenplatte und die Anordnung der Bypass-Diode
sind ein wenig unterschiedlich von den tatsächlichen. Mit Bezug auf 3 ist eine Bodenplatte 1 aus
einem hochwärmeleitenden
Material, wie z.B. Aluminium, Kupfer oder Edelstahl, hergestellt; und
eine Bypass-Diode 6 ist in engem Kontakt auf dieser Bodenplatte 1 verbunden.
In einem herkömmlichen
Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel ist die Bodenplatte aus Harz mit einer niedrigen
Wärmeleitfähigkeit
hergestellt, so dass die während
des Betriebs der Bypass-Diode erzeugte Wärme kaum über die Bodenplatte zum Solarzellenpanel
geleitet wird und hauptsächlich über die
Anschlusskastenoberfläche,
die Anschlussplatte oder das externe Verbindungskabel zur Umgebungsatmosphäre geleitet wird.
Im Gegensatz dazu ist in dem Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel gemäß der vorliegenden
Erfindung das Material der Bodenplatte ein hochwärmeleitendes Material, wie
z.B. Aluminium, Kupfer oder Edelstahl, statt Harz, und außerdem ist
die Bypass-Diode in engem Kontakt auf der Bodenplatte verbunden,
so dass die während
des Betriebs der Bypass-Diode erzeugte Wärme in einem weiten Bereich wirkungsvoll über die
Bodenplatte zum Solarzellenpanel geleitet wird und die Temperatur
der Bypass-Diode im Bereich einer zweckmäßigen Betriebstemperatur eingeschränkt werden
kann.
Im
Allgemeinen wird eine Wärmeabfuhr
von einem wärmeerzeugenden
Objekt wirkungsvoller durchgeführt,
wenn der Temperaturunterschied zwischen der wärmeerzeugenden Objektoberfläche und dem
Wärmeabfuhrziel
ansteigt. Im Fall einer Bypass-Diode, die in einem Anschlusskasten
für ein
Solarzellenpanel eingebaut ist, weist die Bypass-Diode, die das
wärmeerzeugende Objekt
ist, eine Oberflächentemperatur
von 140°C
oder mehr während
des Betriebs auf. Andererseits ist in einer normalen Gebrauchsumgebung
die Temperatur der Atmosphäre um
die Bypass-Diode etwa 40°C,
und die Oberflächentemperatur
des Solarzellenpanels ist etwa 80°C. Deshalb
ist es als ein Wärmeabfuhrziel
herkömmlicherweise
als wirkungsvoller erachtet worden, die Atmosphäre um die Bypass-Diode auszuwählen, die
einen größeren Temperaturunterschied
von der Bypass-Diodenoberfläche aufweist.
Dagegen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung unerwarteterweise
herausgefunden, dass durch Auswählen
des Solarzellenpanels als das Wärmeabfuhrziel
die Wärmeabfuhr
als Folge wirkungsvoller durchgeführt wird, trotz des kleineren
Temperaturunterschieds von der Bypass-Diodenoberfläche. Der Grund dafür scheint zu
sein, dass die Geschwindigkeit einer Wärmeübertragung von der Bypass-Diode
zum Solarzellenpanel über
die Bodenplatte größer ist
als die Geschwindigkeit einer Wärmeübertragung
von der Bypass-Diode zur Umgebungsatmosphäre. Zusätzlich scheint der Grund zu
sein, dass, da der Flächeninhalt
des Solarzellenpanels außerordentlich
groß ist,
die von der Bypass-Diode zum Solarzellenpanel geleitete Wärme wirkungsvoll
davon zur Atmosphäre
geleitet wird.
Als
Nächstes
wird eine Anzahl von Anwendungsausführungsformen des Anschlusskastens
für ein
Solarzellenpanel gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die 4 bis 14 beschrieben. Die 4 bis 14 sind auch zu 3 ähnliche
konzeptionelle Modellansichten, und es werden zur Vereinfachung
der Beschreibung andere Komponenten, die den Anschlusskasten für ein Solarzellenpanel
der vorliegenden Erfindung bilden, nicht veranschaulicht, und die
Abmessung der Bodenplatte und sonstiger und die Anordnung der Bypass-Diode sind von den tatsächlichen
ein wenig unterschiedlich.
Die
in 4 dargestellte Ausführungsform ist
so, dass in der in 3 dargestellten
Ausführungsform
eine Wärmeabfuhrplatte 7 weiter
in engem Kontakt auf der Bypass-Diode 6 angeordnet ist
und die Bypass-Diode 6 zwischen der Bodenplatte 1 und der
Wärmeabfuhrplatte 7 eingefügt ist.
Diese Wärmeabfuhrplatte 7 ist
eine dünne
Platte, die aus einem hochwärmeleitenden
Material, wie z.B. Aluminium, Kupfer oder Edelstahl, hergestellt
ist und aus demselben Material wie die Bodenplatte 1 hergestellt
sein kann. Indem man eine solche Wärmeabfuhrplatte 7 anordnet,
wird ein Teil der während
des Betriebs der Bypass-Diode 6 erzeugten Wärme in einem
weiten Bereich über
die Wärmeabfuhrplatte 7 zur
Umgebungsatmosphäre
auf der Deckelplattenseite des Anschlusskastens geleitet, so dass
die Wärmeabfuhr wirkungsvoller
ausgeführt
werden kann.
Hier,
im Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung braucht die Bypass-Diode
nicht direkt in engem Kontakt mit der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte
zu sein. Wenn die Bypass-Diode von einem nichtisolierenden Typ ist,
kann die Bypass-Diode zur Sicherheit über ein isolierendes Material
in engem Kontakt mit der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte
verbunden sein. Jedoch muss in diesem Fall das isolierende Material
am wenigsten wärmeübertragungsverhütend sein.
Die
in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen
sind so, dass in der in 4 dargestellten
Ausführungsform
die Stirnfläche
der Bodenplatte 1 erhöht
ist, so dass sie aufrecht steht (5),
oder die Stirnfläche
der Wärmeabfuhrplatte 7 erhöht ist,
so dass sie aufrecht steht (6).
Indem man die Stirnfläche
der Bodenplatte 1 oder der Wärmeabfuhrplatte 7 erhöht, so dass
sie aufrecht steht, wird ein Teil von während des Betriebs der Bypass-Diode 6 erzeugten Wärme in einem
weiten Bereich auf der Seitenwandseite des Anschlusskastens zur
Umgebungsatmosphäre
geleitet, so dass die Wärmeabfuhr
wirkungsvoller ausgeführt
werden kann.
Die
in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen
sind so, dass in der in 3 dargestellten
Ausführungsform
die Oberfläche
der Bodenplatte 1, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel
befindet, eine Aussparung aufweist. Die Rückseitenoberfläche des
Solarzellenpanels weist Flachdrähte
auf, die zur Stromabnahme angeordnet sind, so dass die Rückseitenoberfläche nicht
vollständig
eben ist und Vorsprünge
aufweist, die in einem konstanten Abstand ausgebildet sind. Im Fall
eines Anschlusskastens mit einer einzigen Bypass-Diode, wie z.B. in den 3 bis 6 dargestellt
(d.h. ein Anschlusskasten mit einem Paar von Anschlussplatten, die
durch die Bypass-Diode miteinander verbunden sind), ist die Abmessung
der Bodenplatte nicht so groß,
so dass die Bodenplatte unter Umgehung der Vorsprünge, die
in einem konstanten Abstand auf der Rückseitenoberfläche des
Solarzellenpanels ausgebildet sind, auf dem Solarzellenpanel montiert
werden kann. Jedoch ist im Fall eines Anschlusskastens mit einer
Mehrzahl von Bypass-Dioden, wie z.B. in den 7 und 8 dargestellt
(z.B. weist in den 7 und 8 der Anschlusskasten zwei
Paare von Anschlussplatten auf, die durch drei Bypass-Dioden miteinander
verbunden sind), die Abmessung der Bodenplatte unvermeidlich groß, so dass
es nicht möglich
sein mag, die Bodenplatte unter Umgehung der Vorsprünge, die
in einem konstanten Abstand auf der Rückseitenoberfläche des
Solarzellenpanels ausgebildet sind, auf dem Solarzellenpanel zu
montieren. In einem solchen Fall wird, wenn die Oberfläche der
Bodenplatte, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel befindet,
eben ist, ein Spalt zwischen der Bodenplatte und dem Solarzellenpanel
erzeugt, wodurch zu einem schlechten Kontakt Anlass gegeben wird
und eine Befürchtung entsteht,
dass die Übertragung
der während
des Betriebs der Bypass-Diode
erzeugten Wärme
zum Solarzellenpanel über
die Bodenplatte beeinträchtigt werden
kann. Im Gegensatz dazu weist in den in den 7 und 8 dargestellten
Ausführungsformen
die Oberfläche
der Bodenplatte 1, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel
befindet, darin ausgebildete Aussparungen auf, die in diese Vorsprünge passen. Deshalb,
wenn ein solcher Anschlusskasten auf einem Solarzellenpanel montiert
ist, ist der Kontakt zwischen der Bodenplatte 1 und dem
Solarzellenpanel außerordentlich
gut, und die Übertragung
der während des
Betriebs der Bypass-Diode 6 erzeugten Wärme zum Solarzellenpanel über die
Bodenplatte 1 kann ohne Beeinträchtigung wirkungsvoll durchgeführt werden.
Die
in 9 dargestellte Ausführungsform ist
so, dass in der in 3 dargestellten
Ausführungsform
die Oberfläche
der Bodenplatte 1, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel
befindet, feine Nuten 8 aufweist, die überall über deren Oberfläche ausgebildet
sind. Die in 10 dargestellte
Ausführungsform
ist so, dass in der in 3 dargestellten Ausführungsform
die Oberfläche
der Bodenplatte 1, die sich in Kontakt mit dem Solarzellenpanel
befindet, einen Konusverlauf 9 aufweist. Indem man solche
feinen Nuten oder eine Konusform bereitstellt, kann man leicht einen überflüssigen Teil
des Klebmittels austragen, das zwischen der Bodenplatte 1 und
dem Solarzellenpanel aufgetragen wird, wenn der Anschlusskasten
auf dem Solarzellenpanel montiert wird, so dass die Dicke der Klebschicht
konstant gemacht werden kann und ein Solarzellensystem mit einer
stabilen Qualität
bereitgestellt werden kann.
Die
in 11 dargestellte Ausführungsform ist
so, dass in der in 3 dargestellten
Ausführungsform
die Bodenplatte 1 einen Fortsatz 10 aufweist,
der sich zur Außenseite
des Kastens erstreckt. 11 ist
eine Modellansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem der
Anschlusskasten auf dem Solarzellenpanel montiert ist. Die Bodenplatte 1 ist auf
einem Solarzellenpanel P montiert, und der Fortsatz 10 ist
mit einem Rahmenelement 11 zur Verhütung einer Panelverzerrung
verbunden, das am Ende des Solarzellenpanels P angeordnet ist. Das
Rahmenelement 11 ist im Allgemeinen ein extrudiertes Material,
das aus Aluminium mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, und
seine Oberfläche
ist eben. Auch ist das Rahmenelement 11 im Allgemeinen
in Schwarz gefärbt
und liefert eine gute Wärmestrahlung.
Deshalb ist das Rahmenelement 11 außerordentlich wirkungsvoll
als ein Wärmeabfuhrziel der
Wärme,
die während
des Betriebs der Bypass- Diode 6 erzeugt
wird. In der in 11 dargestellten Ausführungsform
ist, indem man dies beachtet, die Bodenplatte 1 mit einem
Fortsatz 10 versehen, der sich zur Außenseite des Kastens erstreckt,
und dieser Fortsatz 10 ist mit dem Rahmenelement 11 verbunden,
so dass die während
des Betriebs der Bypass-Diode 6 erzeugte Wärme über die
Bodenplatte wirkungsvoll auch zum Rahmenelement geleitet werden
kann. Indem man auf diese Weise auch das Rahmenelement als ein Wärmeabfuhrziel
verwendet, kann die Bodenplatte von kleinerem Ausmaß hergestellt
sein, und ein Solarzellensystem mit einer stabilen Qualität kann bereitgestellt
werden.
Hier
kann, um zu ermöglichen,
dass die während
des Betriebs der Bypass-Diode erzeugte Wärme zum Rahmenelement geleitet
wird, die Wärmeabfuhrplatte
statt der Bodenplatte verlängert
sein. In der in 12.
dargestellten Ausführungsform
weist die Wärmeabfuhrplatte 7 den
Fortsatz 10 auf, der sich zur Außenseite des Kastens erstreckt,
und dieser Fortsatz 10 ist mit dem Rahmenelement 11 verbunden.
Deshalb wird in dieser Ausführungsform
die während
des Betriebs der Bypass-Diode 6 erzeugte Wärme über den
Fortsatz 10 der Wärmeabfuhrplatte 7 wirkungsvoll
auch zum Rahmenelement geleitet. Gemäß dieser Ausführungsform
können
die Wärmeabfuhrplatte
und die Bodenplatte von kleinerem Ausmaß hergestellt sein, und ein
Solarzellensystem mit einer stabilen Qualität kann bereitgestellt werden.
In
den in den 11 und 12 dargestellten Ausführungsformen
kann die Bodenplatte oder die Wärmeabfuhrplatte
mit einem Fortsatz, der sich zur Außenseite des Kastens erstreckt,
jegliche Form aufweisen, solange wie die Form so ist, dass die während des
Betriebs der Bypass-Diode erzeugte Wärme wirkungsvoll zum Rahmenelement
geleitet werden kann. Z.B. kann die Form so sein, wie in den 13 und 14 dargestellt. 13 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels
für eine
Bodenplatte oder eine Wärmeabfuhrplatte,
die sich zur Außenseite
des Kastens erstreckt; und die Figuren 14(a), 14(b) und 14(c) sind die Bodenansicht, die Seitenansicht
bzw. die Vorderseitenansicht der Bodenplatte oder der Wärmeabfuhrplatte,
die in 13 dargestellt
ist. Die Bodenplatte oder die Wärmeabfuhrplatte,
die in den 13 und 14 dargestellt ist, weist
eine Schleifenstruktur 12 im Fortsatz auf. Diese Schleifenstruktur 12 funktioniert
als eine A-Oberfläche-B-Oberfläche-Winkelpufferstruktur,
durch die, selbst wenn der durch die Solarzellenpanelrückseitenoberfläche (A-Oberfläche) und
die Rahmenelementoberfläche (B-Oberfläche) gebildete
Winkel ein wenig von einem vorbestimmten Winkel verändert wird,
die Veränderung
dadurch gepuffert wird, wobei ermöglicht wird, dass sich die
Bodenplatte und der Fortsatz in engem Kontakt mit der A-Oberfläche bzw.
der B-Oberfläche befinden,
wie in 15 dargestellt.
Bei
dem Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung ist die Bodenplatte
und/oder die Wärmeabfuhrplatte
hinsichtlich einer Verhütung
von Rost vorzugsweise einer Wetterbeständigkeitsbehandlung unterzogen,
wie z.B. einer Behandlung zur anodischen Oxidation von Aluminium.
Insbesondere ist in den Ausführungsformen,
die unter Verwendung der 11 bis 15 beschrieben sind, in denen
die Bodenplatte oder die Wärmeabfuhrplatte
einen Fortsatz aufweist, der sich zur Außenseite des Kastens erstreckt,
der Fortsatz der Bodenplatte oder der Wärmeabfuhrplatte zur Außenseite
des Kastens freiliegend, so dass mindestens der Fortsatz der Wetterbeständigkeitsbehandlung
zur Verhütung
von Rost unterzogen werden muss. Weiter kann, selbst in den in den 3 bis 10 dargestellten Ausführungsformen, indem eine Wetterbeständigkeitsbehandlung
auf der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte ausgeführt wird,
ein Teil der Deckelplatte oder der Seitenwand des Kastens weggelassen
werden, wodurch die Wärmeabfuhr
von der Bodenplatte oder der Wärmeabfuhrplatte
zur Umgebungsatmosphäre
wirkungsvoller durchgeführt
werden kann.
Im
Anschlusskasten für
ein Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung kann das hochwärmeleitende
Material, das die Bodenplatte und/oder die Wärmeabfuhrplatte bildet, z.B.
Aluminium, Kupfer oder Edelstahl sein. Weiter ist die Oberfläche der
Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte
vorzugsweise in Schwarz gefärbt,
wodurch man eine Verbesserung in dem Wärmeabfuhrwirkungsgrad durch Wärmestrahlung
von der Bodenplatte und/oder der Wärmeabfuhrplatte erwarten kann.
Beim
Montieren des Anschlusskastens für ein
Solarzellenpanel der vorliegenden Erfindung auf einem Solarzellenpanel
kann, wenn die Rückseitenoberfläche des
Solarzellenpanels unregelmäßige Aussparungen
oder Vorsprünge
aufweist, ein flexibler Bogen/viskose Substanz, der/die aus einem
Polymerwerkstoff, wie z.B. einem Schaumstoff, hergestellt ist, Gel
oder zweiseitiges Band mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit zwischen der Bodenplatte,
die aus einem hochwärmeleitenden
Material hergestellt ist, und der Rückseitenoberfläche des
Solarzellenpanels aufgebracht werden, wodurch die Wärmeübertragung
von der Bodenplatte zum Solarzellenpanel stabilisiert werden kann.
BEISPIELE
Nachstehend
werden die Wirkungen des Anschlusskastens für ein Solarzellenpanel der
vorliegenden Erfindung mit der Verwendung von Beispielen konkret
dargestellt; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
Beispiele beschränkt.
Als
die Beispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung wurden eine Bodenplatte-Bypass-Diode-Struktur (Struktur
(a)), wie z.B. in 3 dargestellt,
mit einer aus Aluminium hergestellten Platte als eine Bodenplatte 1 und
mit einer To-Typ-Gehäuse-Diode 6,
die in engem Kontakt darauf montiert ist, und eine Bodenplatte-Bypass-Diode-Wärmeabfuhrplatte-Struktur
(Struktur (b)), wie z.B. in 4 dargestellt,
mit einer aus Aluminium hergestellten Wärmeabfuhrplatte 7,
die auf der Bypass-Diode der obigen Bodenplatte-Bypass-Diode-Struktur montiert
ist, gefertigt. Als Vergleichsbeispiele wurden eine Struktur (Struktur
(c)) mit einem aus Aluminium hergestellten Wärmeabführelement 13, das
im Allgemeinen im Gebiet von Computern als eine Bodenplatte verwendet wird,
und mit derselben To-Typ-Gehäuse-Diode 6, die
in engem Kontakt darauf montiert ist, wie z.B. in 16 dargestellt, und eine Struktur (Struktur
(d)) mit einer To-Typ-Gehäuse-Diode 6,
die umgekehrt ist, und mit einem aus Aluminium hergestellten Wärmeabführelement 13', das in engem
Kontakt darauf montiert ist, wie z.B. in 17 dargestellt, gefertigt. Zum Bezug
ist das äußere Erscheinungsbild
des Anschlusskastens (die Deckelplatte ist weggelassen) im Fall
einer Übernahme
der in den 16 und 17 dargestellten Strukturen
in den 18 bzw. 19 dargestellt.
Die
Abmessung von jeder Bodenplatte, Wärmeabfuhrplatte und Wärmeabführelement
in diesen Strukturen (a) bis (d) war wie in 20 dargestellt (mit Einheiten in mm).
Wie aus 20 ersichtlich
ist, sind die Strukturen (c) und (d) der Vergleichsbeispiele, die
ein Wärmeabführelement
verwenden, außerordentlich
voluminös,
verglichen mit den Strukturen (a) und (b) der Beispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung. Damit ist der Anschlusskasten unvermeidlich von großem Ausmaß.
Die
Messung des Wärmeleitungswirkungsgrads
der Strukturen (a) bis (d) wurde unter der Bedingung, wie z.B. in 21 dargestellt, durchgeführt. D.h.,
die Proben (Strukturen (a) bis (d)) wurden auf ein Solarzellenpanel
platziert, und das Solarzellenpanel wurde mit einer heißen Platte
erwärmt,
so dass die Solarzellenpaneloberflächentemperatur 80°C betrug.
Ein Siliconfett wurde zwischen dem Solarzellenpanel und den Proben
(Strukturen (a) bis (d)) aufgetragen. Die Umgebungstemperatur um
die Proben (Strukturen (a) bis (d)) betrug 40°C, wobei kein Wind um die Proben
blies.
Die
Oberflächentemperatur
der Diode von Strukturen (a) bis (d) (Diodenchiptemperatur) wurde, wie
in 22 dargestellt, bestimmt.
D.h. die Durchlassrichtungsspannung der Diode bei einem festgelegten
Strom (8,3A) wurde gemessen, und die Messergebnisse wurden mit der
Vf(Durchlassrichtungsspannung)-Tj(Sperrschichttemperatur)-Charakteristik
verglichen, wodurch die Diodenchiptemperatur bestimmt wurde.
Die
Ergebnisse sind in 23 dargestellt. Hinsichtlich
der Struktur (a) des Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung
und der Struktur (c) oder (d) der Vergleichsbeispiele ist die Diodenchiptemperatur dieselbe
(133°C),
oder die Struktur (a) des Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung
liefert eine Temperatur, die um 2°C
niedriger ist, obwohl die Struktur (a) des Beispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung viel weniger voluminös
und kleiner ist. Auch kann, da die Struktur (b) des Beispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung weiter eine Wärmeabfuhrplatte
aufweist, die auf der Struktur (a) des Beispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung montiert ist, die Diodenchiptemperatur weiter auf einen
niedrigeren Wert (126°C)
eingeschränkt
werden. Außerdem
ist die Abmessung der Struktur (a) oder (b) viel weniger voluminös und kleiner,
verglichen mit der Struktur (c) oder (d). Aus der obigen Beschreibung
ist es ersichtlich, dass, indem man die Struktur (a) oder (b) des
Beispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, die durch die im Innern des Anschlusskastens
eingebaute Bypass-Diode
erzeugte Wärme
wirkungsvoll abgeführt
werden kann, und die Temperatur der Bypass-Diode im Bereich einer
zweckmäßigen Betriebstemperatur
eingeschränkt
werden kann, ohne dass der Anschlusskasten im Ausmaß vergrößert wird.