JP2001024207A - Dc用ケーブル及び太陽電池接続ケーブル - Google Patents

Dc用ケーブル及び太陽電池接続ケーブル

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JP2001024207A
JP2001024207A JP11192507A JP19250799A JP2001024207A JP 2001024207 A JP2001024207 A JP 2001024207A JP 11192507 A JP11192507 A JP 11192507A JP 19250799 A JP19250799 A JP 19250799A JP 2001024207 A JP2001024207 A JP 2001024207A
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cable
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connector
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Hiroshi Kondo
博志 近藤
Nobuyoshi Takehara
信善 竹原
Naoki Manabe
直規 真鍋
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池接続ケーブルについて、施工におけ
る無駄を省き様々な場合に対応できるようにする。 【構成】 片側にマイナス側コネクタ(6)が取り付け
られ、もう一端には前記マイナス側コネクタと対になる
プラス側コネクタ(7)が取り付けられ、ケーブルには
電流が流れる方向を示す表示(9)を設けたことを特徴
とする太陽電池接続ケーブル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池接続ケー
ブル及び該ケーブルを用いた太陽光発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、化石燃料の使用に伴う二酸化炭素
などの排出による地球温暖化、原子力発電所の事故や放
射性廃棄物による放射能汚染など、地球環境とエネルギ
ーに対する関心が高まっている。このような状況の下、
太陽の入射光を利用した光電変換素子である太陽電池は
無尽蔵かつクリーンなエネルギー源として世界中から期
待されている。ところで、この太陽電池を利用した太陽
光発電システムの形態としては、数Wから数千kWまで
種々の規模がある。例えば、バッテリーを使用して太陽
電池の発電エネルギーを保存するもの、DC−ACコン
バータを使って太陽電池の出力エネルギーを商用系統に
流し込むものなど、多くのシステムが知られている。
【0003】太陽光発電システムは、一般に複数の太陽
電池ストリング(太陽電池アレイ)が用いられており、
これらの太陽電池ストリングからの直流電流を集電箱に
集めて電力変換装置へ供給する構成がとられている。図
3に従来の太陽電池接続ケーブルの例を示す。太陽電池
接続ケーブルは屋根に設置された太陽電池ストリングか
ら、通常屋内に設置される集電箱まで接続するために十
分な長さをもつものである。太陽電池接続ケーブルの屋
根材一体型太陽電池モジュールとの接続側は太陽電池モ
ジュールに取り付けられた、図3に示すようなマイナス
側コネクタ6又はプラス側コネクタ7が取り付けられて
おり、太陽電池モジュールと接続可能になっている。ま
た、これらのコネクタ6,7は防水、信頼性の関係上施
工現場で取り付けることができず、製品出荷時に予め取
り付けられている必要がある。一方、太陽電池接続ケー
ブルの集電箱との接続側は、適当な長さに切断して圧着
端子を接続し、集電箱内の端子に固定する。したがっ
て、集電箱側のケーブル端は、予めコネクタなどが取り
付けられていることはなく、通常に切断された状態とな
っている。また、プラス側コネクタ7が取り付けられた
ケーブルには、ケーブルにラインが引かれ、集電箱に太
陽電池接続ケーブルを取り付ける際に極性が判別できる
ようされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
においては、太陽光発電システムを施工する際にはプラ
ス側コネクタ7が取り付けられたケーブルとマイナス側
コネクタ6が取り付けられたケーブルの2種類を用意し
なければならなかった。また、太陽電池から集電箱まで
の距離が、用意した接続ケーブルに比べ短い場合は、接
続ケーブルのほとんどを切断して捨てる他なく無駄が多
く、コストダウンの妨げとなっていた。また、太陽電池
から集電箱までの距離が用意した接続ケーブルよりも長
い場合は、電気設備技術基準にしたがった電線間の接続
をしなければならず、作業手順、施工作業コストの増加
する要因となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来技術における上述し
た問題を解決するために、本発明においては、太陽電池
モジュールのプラス側コネクタに接続可能なマイナス側
コネクタと、太陽電池モジュールのマイナス側コネクタ
に接続可能なプラス側コネクタと、電流の流れる方向を
示すケーブルとにより太陽電池接続ケーブルを構成する
ことにより、ケーブルの無駄を省き、様々な施工ケース
に対応できる。
【0006】
【発明の構成及び効果】本発明の内容を図を用いて詳細
に説明する。図10は、本発明に係る太陽光発電システ
ム(装置)の一例を模式的に示す図である。図10にお
いて、1は太陽電池モジュール(屋根材一体型太陽電池
モジュール)を示し、2は太陽電池モジュールストリン
グ(複数の太陽電池モジュールを互いに電気的に接続し
てなるもの)を示し、3は集電箱を示し、4は接続ケー
ブルを示し、5は電力変換装置を示し、10は負荷を示
す。以下、図10に示す太陽光発電システム(装置)の
各構成要素について説明する。
【0007】
【太陽電池モジュール1】図10に示す太陽光発電シス
テム(装置)における太陽電池モジュール1は、例えば
図2に示すような形態の屋根材一体型太陽電池モジュー
ルであることができる。図2において、1は屋根材一体
型太陽電池モジュールを示す。また、図2において、6
は太陽電池モジュール1により発電された電力のマイナ
ス側出力を出力するマイナス側コネクタであり、7は太
陽電池モジュール1により発電された電力のプラス側出
力を出力するプラス側コネクタである。コネクタ6,7
は安全上防水型のものが用いられる。太陽電池モジュー
ル1中の太陽電池としては、光電変換部にアモルファス
シリコン系を用いたものや多結晶シリコン、結晶シリコ
ンを用いたものが好適に使用される。
【0008】
【太陽電池モジュールストリング2】太陽電池モジュー
ルストリング2は、複数の太陽電池モジュール1を、例
えば、直列に接続して構成される。図10においては太
陽電池モジュール1を6枚直列接続して1つの太陽電池
モジュールストリング2を構成している。図10の場合
では、この太陽電池ストリング2を4回路並列に接続し
て太陽電池アレイを構成している。ここで太陽電池スト
リングの直列数は、太陽光発電システムとして必要な電
圧が得られるように適宜設定すればよいが、通常個人住
宅向けの3kW出力のシステムで200V程度の電圧が
出せるように設定されることが多い。
【0009】
【集電箱3】上述した太陽電池アレイを構成する各太陽
電池モジュールストリングは集電箱3にて集電される。
集電箱においてはストリング間の電流逆流を防止するた
めの逆流防止ダイオードが各ストリング毎に接続されて
いる。また、集電箱3は使用者または点検者が点検可能
な箇所に設置され、太陽電池アレイの対地絶縁抵抗測定
や、太陽電池モジュールストリング毎の開放電圧測定を
行えるようにする。
【0010】
【接続ケーブル4】屋根上に配置された太陽電池アレイ
において発電された電力を、通常屋内に設置される集電
箱3までは、太陽電池接続ケーブル4によって送電す
る。太陽電池接続ケーブル4は、屋根に設置された太陽
電池モジュールストリングから、通常屋内に設置される
集電箱3まで接続するために十分な長さをもつものであ
る。太陽電池接続ケーブル4の屋根材一体型太陽電池モ
ジュール1との接続側は、該太陽電池モジュールに取り
付けられたマイナス側コネクタ6又はプラス側コネクタ
7を介して太陽電池モジュールと接続可能になってい
る。また、これらのコネクタ6,7は防水、信頼性の関
係上施工現場で取り付けることができず、製品出荷時に
予め取り付けられている必要がある。一方、太陽電池接
続ケーブルの集電箱との接続側は、適当な長さに切断し
て圧着端子を接続し、集電箱内の端子に固定する。
【0011】
【電力変換装置5】図10の太陽光発電システムにおい
て、太陽電池アレイの出力は、集電箱3において集電さ
れた後、電力変換装置5に導かれる。電力変換装置5
は、太陽電池の直流電力を交流電力に変換したり、直流
電圧や電流を調整する。また、太陽電池の動作点を最大
電力に保つような制御系をもっているものもある。本発
明の必須構成要件ではないが、数kWクラスのシステム
では、太陽電池出力を有効に使用するために、これを使
用するのが一般的である。また、この電力変換装置5に
加えて、或いは代わりにチャージコントローラを介して
蓄電池を接続するシステム構成とすることもできる。そ
して電力変換装置5の出力は負荷10で消費される。
【0012】
【負荷10】負荷10としては、モータなどの動力機
器、ライトなどの光源やヒータなどの熱源やソーラーエ
ア・コンディショナーなどが挙げられる。あるいは、ニ
ッケル水素電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二
次電池、鉛畜電池などの蓄電池、さらには商用系統やそ
れらの組み合わせを負荷10とすることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例を示して更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定され
るものではない。
【0014】
【実施例1】図10に示す構成において、接続ケーブル
4として、本発明による太陽電池接続ケーブルを使用す
る。図1は、該接続ケーブルの構成を模式的に示すもの
である。図1において、4は図10に示した接続ケーブ
ル4を示す。図1に示すように、太陽電池接続ケーブル
9(即ち、図10に示す接続ケーブル4)の一端には太
陽電池モジュールに取り付けられているものと同種のマ
イナス側コネクタ6が取り付けられ、もう一端にはプラ
ス側コネクタ7が取り付けられている。更に、太陽電池
接続ケーブル9には電流の流れる方向を示す表示が印字
されている。具体的には、マイナス側コネクタ6からプ
ラス側コネクタに向けて電流が流れるために、マイナス
側コネクタ6からプラス側コネクタに向けて電流の流れ
る方向を示す表示が印字されている。また、太陽電池接
続ケーブル9は、その構造として、ケーブル構造を有す
るものが望ましいが絶縁電線も使用できる。即ち、使用
環境に応じて要求される耐熱性、耐寒性、機械的強度、
電気絶縁性、耐水性、耐油性、耐摩耗性、耐酸性及び耐
アルカリ性を満足する電線が使用できる。ケーブル構造
を有するものの具体例としては、JIS C 3605
規格の600Vポリエチレンケーブル(EV、EE、C
V、CE);JIS C 3621規格の600VEP
ゴム絶縁ケーブル(PN・PV);JIS C 334
2規格の600Vビニル絶縁ビニルシース(平形)ケー
ブル(VVR、VVF);JIS C 3327規格の
1種、2種、3種または4種ゴム絶縁ゴムキャブタイヤ
ケーブル(1CT、2CT、3CT、4CT);JIS
C 3327規格の2種、3種または4種ゴム絶縁ク
ロロプレンキャブタイヤケーブル(2RNCT、3RN
CT、4RNCT);JIS C 3327規格の2
種、3種または4種EPゴム絶縁クロロプレンキャブタ
イヤケーブル(2PNCT、3PNCT、4PNC
T);及びJIS C 3312規格のビニル絶縁ビニ
ルキャブタイヤケーブルを挙げることができる。
【0015】本実施例では電流方向を示す表示を<印を
印字する方式としたが、電流方向がわかる表示であれ
ば、どのような表示でもかまわない。また、表示方法は
印字でなくても、目視可能であれば貼り付け、彫り込み
といった方法でもかまわない。またケーブルのどの位置
をみても電流方向がわかることが望ましいため、電流方
向を示す表示ピッチは1mm〜10cm位が望ましい。
また、本実施例では電流方向を示す表示としたが、電流
の流れる方向を示す表示でも、或いは、どちらかが+端
子であることを示す表示や、−端子であることを示す表
示としてもよい。
【0016】上述したような太陽電池接続ケーブルを使
用した太陽光発電システム(装置)の例を以下に示す。 (1)太陽電池モジュールから集電箱までの距離が太陽
電池接続ケーブルの全長の半分以下(12.5m以下)
の場合:図4に、太陽電池接続ケーブルの長さが25
m、太陽電池モジュールと集電箱間の距離が10mの場
合のケーブル使用例を示す。図4に示すように、太陽電
池接続ケーブルには両端にコネクタが取り付けられてい
るために、半分に切ると2本分の接続ケーブルとして使
用することができる。即ち、マイナス側コネクタ6の取
り付けられているほうのケーブルをプラス側接続ケーブ
ル12、プラス側コネクタ7の取り付けられているほう
のケーブルをマイナス側接続ケーブル13として使用す
る。各ケーブルには電流の流れる方向を示す印がプリン
トされているために、屋内にて集電箱に取り付ける際に
プラスのケーブルとマイナスのケーブルを間違う心配は
ない。図7に集電箱3に取り付ける際の様子を示す。図
7において3は壁面に取り付けられた集電箱を示し、3
1は集電箱及び壁面に開けられた配線穴を示す。32及
び33は夫々接続ケーブルを取り付ける+側端子、−側
端子を示し、34及び35は接続ケーブルを示す。図7
(a)において、電線に印字された電流の流れ方向の表
示に着目すると、34は+側ケーブル、35は−側ケー
ブルと判断できる。したがって、図7(b)のごとく接
続すればよい。2本に切断されたケーブルは夫々、太陽
電池のプラス側接続ケーブル、マイナス側接続ケーブル
として使用するため、夫々に圧着端子11(図4参照)
を取り付けた後に集電箱3に取り付けられる。ケーブル
の切断は、予め半分に切断しておき、コネクタ6,7を
太陽電池モジュールに接続した後に、集電箱に接続する
ための圧着端子を取り付ける際に、所望の長さに切断す
る方法が便利であるが、施工方法に準じてどのように行
ってもよい。
【0017】表1に従来の接続ケーブル(図3に示す)
と本発明による接続ケーブルを使用したときの使用本
数、捨てなければならない接続ケーブルの比較結果を示
す。比較条件としては、太陽電池モジュールから集電箱
までの距離が10m、太陽電池接続ケーブルの全長が2
5mとし、ストリング数は10とする。この場合、本発
明の接続ケーブルを使用すれば、接続ケーブルの使用本
数は半分、捨てなければならないケーブルは従来の6分
の1ですむ。
【0018】
【表1】
【0019】(2)太陽電池モジュールから集電箱まで
の距離が太陽電池接続ケーブルの全長の半分以上、全長
以下(12.5m以上25.0m以下)の場合:図5
に、太陽電池接続ケーブルが25m、太陽電池モジュー
ルと集電箱間の距離が20mの場合のケーブル使用例を
示す。図5に示す例では、太陽電池接続ケーブルは両端
にコネクタが取り付けられているが、この場合はどちら
か一方のコネクタを捨てなければならない。即ち、本発
明を採用した全長25mの太陽電池接続ケーブルのマイ
ナス側コネクタ6の取り付けられているほうから20m
の箇所で切断したケーブルをプラス側接続ケーブル12
とし、切り落としたプラス側コネクタ7の付いた5mの
ケーブルは捨て去る。同様に、全長25mの接続ケーブ
ルのプラス側コネクタ7の取り付けられているほうから
20mの箇所で切断したケーブルをマイナス側接続ケー
ブル13とし、切り落としたプラス側コネクタ6の付い
た5mのケーブルは捨て去る。各ケーブルには電流の流
れる方向を示す印がプリントされているために、屋内に
て集電箱に取り付ける際にプラスのケーブルとマイナス
のケーブルを間違う心配はない。ケーブル12,13は
夫々太陽電池のプラス側接続ケーブル、マイナス側接続
ケーブルとして使用し、夫々に圧着端子11を取り付け
た後に集電箱3に取り付けられる。
【0020】(3)太陽電池モジュールから集電箱まで
の距離が太陽電池接続ケーブルの全長を超える(25.
0mを超える)場合:図6に、太陽電池接続ケーブルが
25m、太陽電池モジュールと集電箱間の距離が35m
の場合のケーブルの使用例を示す。太陽電池モジュール
と集電箱間の距離が太陽電池接続ケーブルの全長を超え
る場合には、当然ながら1本の太陽電池接続ケーブルで
は接続を完了できない。しかし、そのような場合におい
ても本発明に使用する太陽電池接続ケーブルは有効に使
用できる。まず、太陽電池モジュールと集電箱間の距離
が太陽電池接続ケーブルの全長を超える長さ分のケーブ
ルを上記(1)の場合と同様の方法で作製する。ここで
作製したケーブルと、切断していない太陽電池接続ケー
ブルをコネクタ接続することにより、太陽電池モジュー
ルと集電箱の接続を完了させる。ケーブルには電流の流
れる方向を示す印がプリントされているために、屋内に
て集電箱に取り付ける際にプラスのケーブルとマイナス
のケーブルを間違う心配はない。また、ケーブルの切断
は、予め半分に切断しておき、コネクタ6,7を太陽電
池モジュールに接続した切断していない太陽電池接続ケ
ーブルに接続した後に、集電箱に接続するための圧着端
子を取り付ける際に、所望の長さに切断する方法が便利
であるが、施工方法に準じてどのように行ってもよい。
また、本例では35mの場合の施工例を示したが、接続
ケーブルは何本でも継ぎ足して接続可能なため、太陽電
池モジュールと集電箱の距離が50m、100mといっ
た場合でも本発明の接続ケーブルを使用して施工可能で
ある。
【0021】
【実施例2】本実施例の太陽光発電ケーブルは実施例1
の接続ケーブルに目盛り表示を追加することにより、切
断時の目安にすることができるようにしたものである。
図8には本実施例における太陽電池接続ケーブル22の
詳細を示す。太陽電池接続ケーブル22は全長が25m
とする。図8に示すように、太陽電池接続ケーブル22
の一端には太陽電池モジュールに取り付けられているも
のと同種のマイナス側コネクタ6が取り付けられ、もう
一端にはプラス側コネクタ7が取り付けられている。ま
たさらに、太陽電池接続ケーブル22には、実施例1の
接続ケーブル同様、電流の流れる方向を示す表示が印字
されている他に1m間隔でライン15を追加した。ライ
ン15はケーブルに等間隔で印字されているため、ケー
ブル切断時の目盛りとして使用することができる。具体
的な使用例としては、太陽電池モジュールから集電箱ま
での距離が太陽電池接続ケーブルまでの距離が大まかに
把握できている場合などには、ライン15を参考に予め
切断しておいたほうが施工し易い。
【0022】本実施例においては、目盛りの役割をライ
ン15によって達成したが、その他の方法として、方向
表示の印字を等間隔に異なる色で印字するなど様々な方
法が考えられる。また、本実施例においては、全長25
mの接続ケーブルを切断する目安としては1m毎の目盛
りが適当と判断したが、用途に応じて、目盛りのピッチ
を細かくしても粗くしても差し支えない。例えば、太陽
電池モジュールから集電箱までの距離が太陽電池接続ケ
ーブルの全長の半分以下(12.5m以下)の場合、予
め半分に接続する時のために、図11に示すごとく接続
ケーブルの中点にのみ中点を表す印字41をするのも効
果的である。また、目盛りは等間隔にラインなどを印字
するだけのものでもよいし、または図12に示すごとく
目盛りに数字を入れたケーブルとしてもよい。また、目
盛りの表示は印字にしてもよいが、工場出荷時に予めシ
ールなどを貼り付けで表示したり、ペンなどで印をつけ
る方式をとっても差し支えない。
【0023】
【実施例3】本実施例においては、実施例1,2で示し
た電流方向表示、目盛り表示が、複数芯のケーブルにも
採用できることを示す。本実施例を採用した太陽電池接
続ケーブルを図9に示す。図9に示す太陽電池接続ケー
ブル51において、52はシースである。電流の流れ方
向は図のごとく電線に表示される。また、シース内には
実施例1で使用した接続ケーブルが2本逆向きにシース
52に収められた構成となっている。このような構成に
すると太陽電池モジュールストリングが多数ある場合に
おいても、異なるストリングの±のケーブルが混ざるこ
となく、常に同一ストリングの±のケーブルを対にして
配線することが可能となる。また、実施例2のごとく、
目盛りや中点の表示を行う際はシース52に印字する。
このように、複数芯のケーブルにも、電流方向表示、目
盛り表示を行うことで、ケーブルの無駄を省き、太陽電
池接続ケーブルの商品種類を1種類にすることができる
などの様々な効果を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
以下のような効果を有する。 (1)全長Lの接続ケーブルの両端に太陽電池モジュー
ルに接続可能なコネクタを取り付けることで、長さLの
接続ケーブル1本としても、長さL/2の接続ケーブル
2本としても使用可能となり、様々な施工状態でも接続
ケーブルを無駄なく使用可能となる。 (2)太陽電池システムの施工に用いる太陽電池接続ケ
ーブルを1種類とすることができ、商流管理コストを削
減し、発注ミスなどの間違いなども減らすことができ
る。 (3)大型物件を施工する際に延長ケーブルとして使用
することが可能となる。 (4)ケーブルに電流の流れる方向を表示したため、ケ
ーブルの±を間違えることがない。また、ケーブルの途
中で電流の向きが解る。 (5)ケーブルに中間点の表示を設けた接続ケーブルに
関しては、中間点での切断が非常に容易に行える。 (6)ケーブルに目盛り表示をした接続ケーブルに関し
ては、予め切断する長さが決まっている場合、切断長さ
の目安とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の接続ケーブルの一例を示す模式図。
【図2】屋根材一体型太陽電池モジュールの一例を示す
模式図。
【図3】従来の接続ケーブルの一例を示す模式図。
【図4】本発明の接続ケーブルの一使用例を示す模式
図。
【図5】本発明の接続ケーブルの一使用例を示す模式
図。
【図6】本発明の接続ケーブルの一使用例を示す模式
図。
【図7】集電箱における配線の様子を模式的に示す図。
【図8】本発明を採用した接続ケーブルの一例を示す模
式図。
【図9】本発明を採用した接続ケーブルの一例を示す模
式図。
【図10】本発明の太陽光発電装置の一例を模式的に示
す図。
【図11】本発明の中点表示を設けた接続ケーブルの一
例を示す模式図。
【図12】本発明の目盛りに数字を入れたケーブルの一
例を示す模式図。
【符号の説明】
1 太陽電池モジュール 2 太陽電池モジュールストリング 3 集電箱 4 太陽電池接続ケーブル 5 電力変換装置 6 マイナス側コネクタ 7 プラス側コネクタ 9 電流方向プリント 10 負荷 11 圧着端子 12 プラス側接続ケーブル 13 マイナス側接続ケーブル 15 目盛り用ライン 21 実施例1の接続ケーブル 22 実施例2の接続ケーブル 31 配線穴 32 +側端子 33 −側端子 34,35 接続ケーブル 41 中点表示 51 実施例3の接続ケーブル 52 シース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真鍋 直規 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5F051 FA30 JA08 KA03 KA10 5G315 GA03 JA02 JB06 JC04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端にマイナス側コネクタが取り付けら
    れ、他端には前記マイナス側コネクタと対になるプラス
    側コネクタが取り付けられ、ケーブルには電流が流れる
    方向を示す表示を設けたことを特徴とするDC用ケーブ
    ル。
  2. 【請求項2】 前記マイナス側コネクタが太陽電池モジ
    ュールのプラス側コネクタに接続可能で前記プラス側コ
    ネクタが太陽電池モジュールのマイナス側コネクタに接
    続可能であり、ケーブルには電流が流れる方向を示す表
    示を設けたことを特徴とする太陽電池の発電電力を電力
    変換装置または集電箱に伝える太陽電池接続ケーブル。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の太陽電池接続ケーブルを
    複数芯束ねた複数芯太陽電池接続ケーブル。
  4. 【請求項4】 ケーブルに中点を示す表示を設けたこと
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の接続ケ
    ーブル。
  5. 【請求項5】 ケーブルに目盛りを設けたことを特徴と
    する請求項1乃至3のいずれかに記載の接続ケーブル。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の接続
    ケーブルと、太陽電池と、集電箱または電力変換装置を
    有する太陽光発電装置。
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EP2706540B1 (fr) 2012-09-06 2015-09-09 Nexans Câble comportant un dispositif de marquage

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