JP2002083991A - 太陽光発電システム及びその配線接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場での施工が容易であり、発電電力に無駄
を生じなくなり、将来の高電圧化にも対応することがで
きる太陽光発電システム及びその配線接続方法を提供す
る。 【解決手段】 太陽光を受けて所定の発電出力を発生す
る複数の太陽電池モジュールK1〜K22と、モジュールの
所定の電圧のｎ倍（ｎは１を含む整数）の電圧を発生す
る電池アレイを形成するために、複数のモジュールをｎ
個のグループに分け、該グループ毎に割り当てて配線さ
れ、割り当てられたグループに属するモジュールがそれ
ぞれ並列に接続され、その間にモジュール電圧が発生す
る正負１対の導線ケーブル12,13,14,15と、各グループ
を直列に接続し、一方端グループの正極導線ケーブルと
他方端グループの負極導線ケーブルとの間にアレイ電圧
を発生させて所定の発電出力を取り出す出力回路17,18,
19,48,49と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルを用いた太陽光発電システム及びその配線接続方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現状の住宅用太陽光発電システムでは太
陽電池の出力電圧、すなわちパワーコンディショナーの
入力電圧を２００Ｖ程度とする必要がある。現在、市販
の太陽電池モジュールはサイズにもよるが１モジュール
当りの電圧は例えば３０〜３５Ｖ程度であるので、出力
電圧２００Ｖを得るためには６枚の電池を直列に接続す
る必要がある。

【０００３】例えば図１６に示すように、上部６枚およ
び下部６枚の太陽電池モジュールＫ１〜Ｋ６（１枚当り
の電圧が約３０〜３５Ｖ（晴天時））をそれぞれ直列に
接続する。各組の正極端をプラス側の配線ケーブル５０
にそれぞれ接続するとともに、各組の負極端をマイナス
側の配線ケーブル５０にそれぞれ接続すると、出力電圧
が２００Ｖとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
発電システムにおいては、施工現場で直列に接続される
太陽電池モジュールＫ１〜Ｋ６の枚数を組ごとに数えて
それを覚えておき、当該組の接続作業が完了した後に次
の組の接続作業に移行して同じ枚数を数えなければなら
ないので、作業内容が煩雑になり、屋根上等の危険な施
工現場で作業者に精神的負担を強いることになる。従っ
て、作業者にかかる精神的負担をできるだけ軽減するた
めには、太陽電池モジュールＫを直列接続する回数数は
できるだけ少ないほうが望ましい。

【０００５】また、図１７に示すように、同一系統に直
列接続された太陽電池モジュールを日照条件（方位、傾
斜角）の異なる２つの屋根面４Ａ，４Ｂにわたって取り
付けると、その系統の発電能力は日照条件の悪いほう
に、すなわち発電出力の小さいほうのモジュールの発電
能力に抑えられてしまう。例えば日当たりの良い南向き
の屋根面４Ａの太陽電池モジュールＫ１〜Ｋ１４のほう
では本来は高い電流値を得られるはずであるところを、
日照条件が悪い西向きの屋根面４Ｂの太陽電池モジュー
ルＫ１５〜Ｋ２１に直列接続されているために、その系
統としては西面４Ｂの低い電流値に抑えられ、発電電力
に大きな無駄を生じる。

【０００６】しかし、日本国内の一戸建て住宅は図１７
に示すような寄せ棟屋根構造の割合が高く、全屋根面積
としては太陽光発電システムの設置に対して十分なスペ
ースを確保できるか、同じ日照条件の１つの屋根面の面
積としては小さくなり、結果として２つ以上の異なる屋
根面にわたって多数の太陽電池モジュールＫを直列に接
続せざるをえないという問題がある。

【０００７】さらに、現在は規定により太陽電池の作動
電圧は２００Ｖ程度とされているが、将来的には規定が
緩和されて作動電圧が３００Ｖ程度まで引き上げられる
ことが予想される。従って、今後の高電圧化に対応する
必要がある。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、現場での施工が容易であり、発電電
力に無駄を生じなくなり、将来の高電圧化にも対応する
ことができる太陽光発電システム及びその配線接続方法
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池太
陽光発電システムは、太陽光を受けて所定の発電出力を
発生する複数の太陽電池モジュールと、前記モジュール
の所定の電圧のｎ倍（ｎは１を含む整数）の電圧を発生
する電池アレイを形成するために、前記複数のモジュー
ルをｎ個のグループに分け、該グループ毎に割り当てて
配線され、割り当てられたグループに属するモジュール
がそれぞれ並列に接続され、その間にモジュール電圧が
発生する正負１対の導線ケーブルと、各グループを直列
に接続し、一方端グループの正極導線ケーブルと他方端
グループの負極導線ケーブルとの間にアレイ電圧を発生
させて所定の発電出力を取り出す出力回路と、を具備す
ることを特徴とする。

【００１０】本発明に係る太陽光発電システムの配線接
続方法は、（ａ）モジュールの所定の電圧のｎ倍（ｎは
１を含む整数）の電圧を発生する電池アレイを形成する
ために、前記複数のモジュールをｎ個のグループに分
け、該グループ毎に正負１対の導線ケーブルをそれぞれ
割り当てて屋根面上に配線し、（ｂ）太陽光を受けて所
定の電圧・発電出力を発生する複数のモジュールを屋根
面に順次取り付け、（ｃ）これらモジュールの各々を前
記導線ケーブルにそれぞれ並列に接続し、その間に前記
モジュール電圧が発生する回路を形成し、（ｄ）前記ア
レイ電圧をモジュール電圧のｎ倍（ｎは２以上の整数）
とする場合は、一方のグループに属する導線ケーブルの
正極（端）とこれに隣接する他方のグループの導線ケー
ブルの負極（端）とを接続し、さらに接続されないで残
された一方端グループの正極導線ケーブルと他方端グル
ープの負極導線ケーブルとの間にアレイ電圧を発生させ
る出力回路を形成するか、または、前記アレイ電圧とモ
ジュール電圧とが等しい場合は、１つの電池アレイを単
一のグループのモジュールで構成し、その単一のグルー
プのモジュールに接続された正負１対の導線ケーブルの
間にアレイ電圧を発生させる出力回路を形成することを
特徴とする。

【００１１】本発明においては、モジュールのプラグを
対応する導線ケーブルのプラグに単純に差し込むだけで
よいので、作業者は導線ケーブルとの接続が済んだモジ
ュールの枚数を数えて記憶しておくことが不要になる。
このため危険な屋根上での配線接続作業が簡略化され、
作業者の精神的負担が大幅に軽減される。

【００１２】なお、当該区画領域と他の区画領域とを作
業者が容易に識別できるように、目印として屋根面に境
界線を引いておくことが望ましい。また、正極用の導線
ケーブルとプラグを例えば赤色に着色し、負極用の導線
ケーブルとプラグを例えば青色に着色するとともに、モ
ジュールのプラグにも同様の着色をすることが望まし
い。このように屋根面（又は下地面）、導線ケーブルお
よびモジュールをそれぞれ識別可能としておくことによ
りプラグの差し違えが防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の種々の好ましい実施の形態について説明する。

【００１４】（第１の実施形態）本実施形態の太陽光発
電システムにおいては、図２に示すように、寄せ棟屋根
の異なる２つの屋根面４Ａ，４Ｂに３つのアレイ２０
Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設置した。一方側の屋根面４Ａに
は第１のアレイ２０Ａが設けられ、他方側の屋根面４Ｂ
には第２及び第３のアレイ２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ設
けられている。各アレイ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの配線
ケーブル１８，１９の端末は、接続箱１７にそれぞれ接
続され、接続箱１７の内部で並列結線されて１対の正負
極となり、中継ケーブル４８，４９を経由してパワーコ
ンディショナー１０の端子にそれぞれ接続されている。
これらのアレイ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、１枚当りの
電圧が１００Ｖの太陽電池モジュールＫ（以下、発電瓦
ともいう）で構成され、各々が約１ｋＷの発電能力を備
えている。なお、第１及び第２のアレイ２０Ａ，２０Ｂ
には実質的に同じ三角形状配列の４４枚の発電瓦Ｋがそ
れぞれ設けられ、第３のアレイ２０Ｃには逆三角形状配
列の４４枚の発電瓦Ｋが設けられている。また、屋根面
４Ｂの右寄りの領域には発電しない一般の瓦材ＤＭが葺
かれている。図１０、図１１、図１２に示すように一般
の瓦材ＤＭと発電瓦Ｋとが同じ屋根面上に混在して葺か
れている。

【００１５】次に、図１および図３〜図１２を参照しな
がら一系統の電池アレイについて屋根面４Ａの第１のア
レイ２０Ａを例にとって詳しく説明する。なお、屋根面
４Ｂの第２及び第３のアレイ２０Ｂ，２０Ｃについての
説明は省略する。

【００１６】図１（ａ）に示すように、屋根面４Ａは図
中に太い実線で示す境界線８により左右２つの領域に区
画されている。屋根面４Ａの左側の区画領域には全部で
２２枚の太陽電池モジュールＫ１〜Ｋ２２と１枚の非発
電瓦ＤＭとが混ぜて葺かれ、右側の区画領域には全部で
２２枚の太陽電池モジュールＫ１〜Ｋ２２が葺かれてい
る。よって、一系統のアレイ２０Ａには合計４４枚の太
陽電池モジュールＫが設置されている。これら４４枚の
モジュールＫは２対の導線ケーブル１２，１３，１４，
１５に差し込み方式のプラグ４０ａ，４０ｂを用いて接
続されている。このうち左側区画領域の負極の導線ケー
ブル１３と右側区画領域の正極の導線ケーブル１４とは
コネクタ４１ａ，４１ｂを介して接続ケーブル１６によ
り接続されている。また、左側区画領域の正極の導線ケ
ーブル１２は中継ケーブル１８を介して接続箱１７の正
極端子に接続され、右側区画領域の負極の導線ケーブル
１５は中継ケーブル１９を介して接続箱１７の負極端子
に接続されている。接続箱１７内では各アレイ２０Ａ，
２０Ｂ，２０Ｃの正負極端子が並列結線されて正負極１
対となり、さらに接続箱１７の正負両極端子は中継ケー
ブル４８，４９によりパワーコンディショナー１０の正
負両極端子にそれぞれ接続されている。

【００１７】図３に示すように、左側区画領域のモジュ
ールＫ１〜Ｋ２２は、正負の導線ケーブル１２，１３の
間に並列に接続してなる発電回路を形成している。同様
に右側区画領域のモジュールＫ１〜Ｋ２２も正負の導線
ケーブル１４，１５の間に並列に接続してなる発電回路
を形成している。

【００１８】本実施形態では左側区画領域の発電回路と
右側区画領域の発電回路とをケーブル１６，１８，１９
により直列に接続することにより出力電圧としての２０
０Ｖを得るようにしている。

【００１９】屋根上での電池の接続作業は直列接続数が
少ないほうが配線工事の労力が軽減されるので、このよ
うな回路をもつ一系統のアレイ２０Ａとした。なお、１
枚当りの発電電圧が５０ＶのモジュールＫを用いること
を想定すれば、出力電圧２００Ｖを得るためには、屋根
面４Ａを４つの領域に区画することにより同様の方法を
用いて４対の正負極ケーブルの間を三回だけ直列接続す
ればよい。また、１枚当りの発電電圧が２０Ｖのモジュ
ールＫを用いることを想定すれば、出力電圧２００Ｖを
得るためには、屋根面４Ａを１０の領域に区画すること
により同様の方法を用いて１０対の正負極ケーブルの間
を九回にわたり直列接続することが必要になる。

【００２０】次に、図７〜図１２を参照しながら本実施
形態に用いた太陽電池モジュールＫの概要について説明
する。

【００２１】図７（ａ）に示すように発電瓦Ｋは電池本
体２および電池ケース３からなり、電池本体２を電池ケ
ース３の中に差し込み装着すると、図７（ｂ）に示すよ
うに瓦型太陽電池モジュールとしての発電瓦Ｋとなる。
電池本体２は発電部２１および端子箱２２を有し、端子
箱２２内の正負の端子にはリード線２３を介してプラグ
４０ａ，４０ｂがそれぞれ接続されている。

【００２２】電池ケース３は、電池本体２を支持する基
台Ｐ１と、基台Ｐ１の両側に設けられた押え３４を有す
る左右１対の水切りＰ２，Ｐ３と、基台Ｐ１の前部に設
けられた前垂れＰ４と、基台Ｐ１の後部に設けられた後
垂れＰ５とを備えている。基台Ｐ１の後部（電池本体２
の挿入口側）には２つの釘穴３１、凹所３２、２つの戻
り止め３３がそれぞれ設けられている。凹所３２は基台
Ｐ１の幅中央に位置し、この両側に２つの戻り止め３３
が配置され、さらにその外側に２つの釘穴３１が配置さ
れている。

【００２３】水切りＰ２，Ｐ３はそれぞれ波形状に折り
曲げ加工されている。これら左右１対の水切りＰ２，Ｐ
３の波形状の曲率は基準となる一般の汎用瓦材ＤＭと同
じであり、隣り合うモジュールＫの一方側の水切りＰ２
を他方側の水切りＰ３に重ね合わせると、図１２に示す
ように両者間にラビリンスシールが形成され、雨水の浸
入が防止されるようになっている。また、モジュールＫ
の一方側の水切りＰ２（Ｐ３）を一般の瓦材ＤＭの水切
りに重ね合わせると、両者間にラビリンスシールが形成
され、雨水の浸入が防止されるようになっている。前垂
れＰ４は当て止め３５よりも更に前方側に設けられてい
る。前垂れＰ４は横断面が略矩形の細長箱状に折り曲げ
加工により形成されている。

【００２４】モジュールＫは、図８に示すように同じも
のを前後左右に並べて屋根を葺くことができる他に、図
１０〜図１２に示すように一般の瓦材ＤＭと混在させて
屋根を葺くこと（混ぜ葺き）ができる。例えば、図１０
に示すように非発電瓦ＤＭの後部の上にモジュールＫの
前部が重なるように葺いてもよいし、これとは逆に図１
１に示すようにモジュールＫの後部の上に非発電瓦ＤＭ
の前部が重なるように葺いてもよい。また、図１２に示
すようにモジュールＫが非発電瓦ＤＭに水切りＰ２又は
Ｐ３を介して隣接するように葺くこともできる。

【００２５】次に、図４〜図１２を参照しながら太陽電
池モジュールの取り付け施工および配線接続施工の方法
について説明する。

【００２６】施工にあたっては、図４に示すように１つ
の屋根面４Ａ，４Ｂの上に複数本の桟木５を略等ピッチ
間隔に水平に取り付ける。電池ケース３の後垂れＰ５を
桟木５に引っ掛け、釘穴３１に釘６（又はネジ釘６）を
打ち付け、電池ケース３を屋根面４に固定する。電池ケ
ース３の取り付け施工は、下方の軒先の列から初めて天
頂の列に向けて順次さかのぼるように行なう。

【００２７】図５は導線ケーブルの屋根取り付け施工例
を示す模式図である。屋根面４Ａの左側区画領域におい
て第１組の導線ケーブル１２，１３は格段の桟木５に沿
わせて取り付けられる。同様に、屋根面４Ａの右側区画
領域において第２組の導線ケーブル１４，１５は格段の
桟木５に沿わせて取り付けられる。なお、導線ケーブル
１２，１３，１４，１５は、電池ケース３の取り付け前
に屋根面４に予め敷設しておくことが好ましいが、電池
ケース３の取り付け中または取り付け後に敷設するよう
にしてもよい。桟木５には瓦葺き施工前に予め切欠や孔
を形成しておくか又は施工時に切欠や孔を適宜に形成
し、導線ケーブル１２，１３，１４，１５の通路とす
る。

【００２８】また、図５中では省略してあるが、第１組
の導線ケーブル１２，１３には図６（ａ）および図９
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す正負極接続用の各２２個のプ
ラグ４０ａ，４０ｂが分岐ケーブルにより取り付けら
れ、第２組の導線ケーブル１４，１５にも同様のプラグ
４０ａ，４０ｂが分岐ケーブルにより取り付けられてい
る。

【００２９】図９（ａ）は正極プラグ４０ｂを負極プラ
グ４０ａに差し込んで接続した状態を示す断面図、図９
（ｂ）は正極プラグを示す断面図、図９（ｃ）は負極プ
ラグを示す断面図である。符号４３は絶縁性の樹脂で形
成した外筒であり、符号４４は導体で形成され外筒４３
の軸心に設けられたコンタクトピンである。符号４５は
絶縁子であって、コンタクトピン４４の先端に固定さ
れ、コンタクトピン４４の外径と同径またはやや小さい
径を有するチップ状の部材である。絶縁子４５の先端は
外筒４３の先端よりも少し引っ込んだ位置に存在するよ
うに配置されている。符号４３ａは外筒４３の内径部に
リング状に設けた凹溝であり、コネクタ（図示せず）の
三つのレセプタクルの何れかにプラグ４０ａ，４０ｂを
所定位置まで挿入した場合に、レセプタクル部４１の外
周にそれぞれ形成したリング状の突起４１ａに係合し、
両者を係止する位置に設けてある。このように正極プラ
グ４０ｂを負極プラグ４０ａに差し込むと、導電部分が
露出しないように絶縁被覆材からなる外筒４３で覆われ
るようになっている。

【００３０】なお、図６（ｂ）に示すように正負両極を
一体化した一括接続型プラグ４０ｃを用いるようにして
もよい。このような一括接続型プラグ４０ｃは、一度の
差し込み動作で接続が完了するので、配線接続作業が更
に簡単になるという利点がある。

【００３１】施工にあたっては、各電池ケース３に電池
本体２を次々に装着し、図１および図３に示すように、
左側区画領域のモジュールＫ１〜Ｋ２２のプラグ４０
ａ，４０ｂは第１組の導線ケーブル１２，１３のほうに
差し込み、右側区画領域のモジュールＫ１〜Ｋ２２のプ
ラグ４０ａ，４０ｂは第２組の導線ケーブル１４，１５
のほうに差し込む。なお、屋根面４Ａの左右区画領域を
識別できるように図中に太線で示したように境界線８を
目印として引いておくことが望ましい。また、正極用の
導線ケーブル１２，１４およびプラグ４０ｂを例えば赤
色に着色し、負極用の導線ケーブル１３，１５およびプ
ラグ４０ａを例えば青色に着色して作業者が両者を容易
に識別できるようにしておくことが望ましい。さらに、
モジュールＫのプラグ４０ａ，４０ｂにも同様の色分け
着色をしておくことが望ましい。このように屋根面（又
は下地面）の各区画領域、導線ケーブルのプラグおよび
モジュールのプラグをそれぞれ識別可能としておくこと
によりプラグの差し違えが防止される。

【００３２】プラグの差し込み作業が終了すると、接続
ケーブル１６および１対のコネクタ４１ａ，４１ｂを用
いて負極の導線ケーブル１３と正極の導線ケーブル１４
とを接続する。なお、導線ケーブル１３と１４とを直接
接続することも可能であるので、接続ケーブル１６を省
略してもよい場合がある。さらに、中継ケーブル１８お
よびコネクタ４１ａを用いて正極の導線ケーブル１２を
接続箱１７の正極端子に接続する。同様に、中継ケーブ
ル１９およびコネクタ４１ｂを用いて負極の導線ケーブ
ル１５を接続箱１７の負極端子に接続する。

【００３３】接続箱１７内では各アレイ２０Ａ，２０
Ｂ，２０Ｃの正負の端子が並列結線され、正負極１対と
なり、さらに中継ケーブル４８を用いて接続箱１７の正
極端子をパワーコンディショナー１０の正極端子に接続
する。同様に、中継ケーブル４９を用いて接続箱１７の
負極端子をパワーコンディショナー１０の負極端子に接
続する。このようにして第１のアレイ２０Ａの回路がパ
ワーコンディショナー１０の入力側に接続される。

【００３４】このようにして構築された太陽光発電シス
テムの最大出力電流値は１５Ａ、最大出力電圧値はＤＣ
２００Ｖである。

【００３５】本実施形態の方法によれば、現場での施工
が容易になり、発電電力に無駄を生じることなく、将来
の高電圧化にも対応することができる。施工の際にモジ
ュールのプラグを対応する配線ケーブルのプラグに単純
に差し込むだけでよいので、作業者は配線ケーブルとの
接続が済んだモジュールの枚数を数えて記憶しておくこ
とが不要になる。このため危険な屋根上での配線接続作
業が簡略化され、施工に要する工数が削減されるととも
に、作業者の精神的負担が大幅に軽減される。

【００３６】また、本実施形態の方法によれば、作業者
が当該区画領域を他の区画領域から容易に識別できるよ
うに目印として屋根面に境界線を引いておき、正極用の
導線ケーブルとプラグを特定色に着色し、負極用の導線
ケーブルとプラグを他の特定色に着色し、さらにモジュ
ールのプラグにも同様の着色をしておくことによりプラ
グの差し違えを防止することができる。

【００３７】なお、モジュールＫのサイズは、一般の瓦
材（非発電瓦）ＤＭと同じものとすることが好ましく、
一般的には縦２５０〜３５０ｍｍ×横２５０〜２０００
ｍｍの範囲で適宜選択することが好ましい。この場合
に、左右に隣接して施工するモジュールＫの幅方向のピ
ッチ間隔は基準となる一般の瓦材ＤＭのサイズの整数倍
とすることが好ましい。なお、瓦の縦寸法（奥行き）は
太陽電池モジュールと非発電瓦とで共通化することが望
ましいが、瓦の横寸法（幅）は太陽電池モジュールと非
発電瓦とで必ず共通化しなければならないというもので
はなく、太陽電池モジュールの横寸法を基準サイズのそ
れの二倍長または三倍長とするようにしてもよい。

【００３８】（第２の実施形態）図１３は第２の実施形
態の施工例を示す図である。本実施形態では屋根面４の
上に図１５（ａ）に示す二倍長の太陽電池モジュール１
Ａ又は図１５（ｂ）に示す三倍長の太陽電池モジュール
１Ｂを設置した。屋根面４の左側区画領域には５枚のモ
ジュールＫ１，Ｋ３，Ｋ５，Ｋ７，Ｋ９を取り付け、右
側区画領域にも５枚のモジュールＫ２，Ｋ４，Ｋ６，Ｋ
８，Ｋ１０を取り付けた。左側区画領域のモジュールＫ
１，Ｋ３，Ｋ５，Ｋ７，Ｋ９はプラグ４０ａ，４０ｂを
用いて１対の導線ケーブル１２，１３にそれぞれが並列
に接続されている。同様に、右側区画領域のモジュール
Ｋ２，Ｋ４，Ｋ６，Ｋ８，Ｋ１０もプラグ４０ａ，４０
ｂを用いて１対の導線ケーブル１４，１５にそれぞれが
並列に接続されている。本実施形態におけるモジュール
Ｋの１枚当りの発電能力は約１００Ｖ／０．２４Ａ（晴
天時）である。屋根上での電池の接続作業は直列接続数
が少ないほうが配線工事の労力が軽減されるので、この
ような配線回路とした。

【００３９】本実施形態の二倍長、三倍長の瓦型太陽電
池モジュールは１つの屋根面上でのプラグの差し込み数
が少なくなるので、配線作業の間違いが発生し難いとい
う利点がある。

【００４０】（比較例）図１４は比較例としての施工例
を示す図である。屋根面４の上に図１５（ａ）に示す二
倍長のモジュール１Ａ又は図１５（ｂ）に示す三倍長の
モジュール１Ｂを設置した。太陽電池出力電圧をインバ
ータ入力制限電圧の２００Ｖとするために２つの長いモ
ジュール１Ａ（１Ｂ）を直列に接続した発電単位をそれ
ぞれ導線ケーブル１２，１３に並列に接続するようにし
た。

【００４１】上記第２実施形態の発電システムを比較例
の発電システムと比べてみると、屋根上作業時間が短縮
されるので、施工コストが大幅に削減される。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、現場での施工が容易に
なり、発電電力に無駄を生じることなく、将来の高電圧
化にも対応することができる。施工の際に太陽電池モジ
ュールのプラグを対応する配線ケーブルのプラグに単純
に差し込むだけでよいので、作業者は配線ケーブルとの
接続が済んだ太陽電池モジュールの枚数を数えて記憶し
ておくことが不要になる。このため危険な屋根上での配
線接続作業が単純化され、施工の際における作業者の精
神的負担が大幅に軽減される。さらに、従来はモジュー
ル間の直列接続が必要だったので、正負極端子は別々と
する必要があったが、本発明では、モジュールの端子は
配線ケーブルにつなぎ込むので、正負極端子を一体化で
き、配線接続作業が正負各１回の計２回から、正負１対
の１回になり、作業工数を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る太陽光
発電システムを模式的に示す平面図、（ｂ）は電池アレ
イの一部を拡大して導線ケーブルと各モジュールとの接
続状態を示す部分拡大図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電シス
テムを示す全体模式図。

【図３】電池アレイの回路図。

【図４】電池ケースの屋根取り付け施工例を示す断面模
式図。

【図５】配線ケーブルの屋根取り付け施工例を示す模式
図。

【図６】（ａ）は個別接続型プラグ（単一プラグ）に対
応する配線ケーブルの概要図、（ｂ）は一括接続型プラ
グ（二股プラグ）に対応する配線ケーブルの概要図。

【図７】（ａ）は組立前の発電瓦を示す分解斜視図、
（ｂ）は組立後の発電瓦を示す斜視図。

【図８】前後２枚のモジュールを示す斜視図。

【図９】（ａ）は正負両極を接続した状態の個別接続型
プラグ（単一プラグ）を示す断面図、（ｂ）は正極プラ
グを示す断面図、（ｃ）は負極プラグを示す断面図。

【図１０】モジュールと非発電瓦（一般の瓦材）との前
後の重なり部分を示す拡大断面図。

【図１１】モジュールと非発電瓦（一般の瓦材）との前
後の重なり部分を示す拡大断面図。

【図１２】モジュールと非発電瓦（一般の瓦材）との左
右の重なり部分を示す拡大断面図。

【図１３】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電シ
ステムを示す模式図。

【図１４】比較例の太陽光発電システムを示す模式図。

【図１５】（ａ）は二倍長のモジュールを示す斜視図、
（ｂ）は三倍長のモジュールを示す斜視図。

【図１６】従来の太陽光発電システムを示す概略構成
図。

【図１７】従来の他の太陽光発電システムを示す概略構
成図。

【符号の説明】

Ｋ，１，１Ａ，１Ｂ…モジュール、 ２，２Ａ，２Ｂ…電池本体、 ３，３Ａ，３Ｂ…電池ケース、 ４，４Ａ，４Ｂ…屋根面、 ５…桟木、 ６…釘、 ８…境界線、 １０…パワーコンディショナー、 １２，１３，１４，１５…導線ケーブル、 １６…接続ケーブル（接続手段）、 １７…接続箱、 １８，１９，４８，４９…中継ケーブル、 ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…電池アレイ、 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…プラグ、 ４１ａ，４１ｂ…コネクタ、 ４７…絶縁端末、 Ｋ１〜Ｋ２２…発電瓦（太陽電池モジュール）、 ＤＭ…非発電瓦（一般の瓦材）。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽光を受けて所定の発電出力を発生する
   複数の太陽電池モジュールと、 前記モジュールの所定の電圧のｎ倍（ｎは１を含む整
   数）の電圧を発生する電池アレイを形成するために、前
   記複数のモジュールをｎ個のグループに分け、該グルー
   プ毎に割り当てて配線され、割り当てられたグループに
   属するモジュールがそれぞれ並列に接続され、その間に
   モジュール電圧が発生する正負１対の導線ケーブルと、 各グループを直列に接続し、一方端グループの正極導線
   ケーブルと他方端グループの負極導線ケーブルとの間に
   アレイ電圧を発生させて所定の発電出力を取り出す出力
   回路と、を具備することを特徴とする太陽光発電システ
   ム。
2. 【請求項２】 上記モジュールの正負両極端子に接続さ
   れた１対の第１の接続プラグと、上記導線ケーブルに割
   り当てられたグループに属するモジュールが有する前記
   第１の接続プラグの少なくとも全数に対して接続可能に
   該導線ケーブルに取り付けられた複数対の第２の接続プ
   ラグと、を有することを特徴とする請求項１記載の太陽
   光発電システム。
3. 【請求項３】 一度の接続作業で上記第１の接続プラグ
   と第２の接続プラグとを接続可能とするため、上記第１
   の接続プラグは正負両極が共通の部材に一体化して取り
   付けられ、かつ上記第２の接続プラグも正負両極が共通
   の部材に一体化して取り付けられていることを特徴とす
   る請求項２記載の太陽光発電システム。
4. 【請求項４】 １つまたは複数のアレイにて構成される
   太陽光発電システムにおいて、その間に上記アレイ電圧
   を生じる各アレイの正負極の導線ケーブルを接続箱にて
   並列接続し、１対の正負端子に集約してパワーコンディ
   ショナーに接続するか、あるいは、直接パワーコンディ
   ショナーに接続することを特徴とする請求項１記載の太
   陽光発電システム。
5. 【請求項５】 複数の異なる日照条件（方位、傾斜角）
   の場所に複数のモジュールをもつ複数の電池アレイを設
   置して１つのシステムを構築する場合において、各電池
   アレイはそれぞれ同一の日照条件（方位、傾斜角）の場
   所に設置されることを特徴とする請求項１記載の太陽光
   発電システム。
6. 【請求項６】 上記アレイ電圧とモジュール電圧とが等
   しい場合は、１つの電池アレイが単一のグループのモジ
   ュールで構成され、その単一のグループのモジュールに
   接続された正負１対の導線ケーブルの間にアレイ電圧を
   発生させることを特徴とする請求項１記載の配線接続方
   法。
7. 【請求項７】 上記アレイ電圧をモジュール電圧のｎ倍
   （ｎは２以上の整数）とする場合は、一方のグループに
   属する導線ケーブルの正極（端）とこれに隣接する他方
   のグループの導線ケーブルの負極（端）とを接続する接
   続手段を更に有し、この接続手段により接続されないで
   残された一方端グループの正極導線ケーブルと他方端グ
   ループの負極導線ケーブルとの間にアレイ電圧を発生さ
   せることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システ
   ム。
8. 【請求項８】（ａ）モジュールの所定の電圧のｎ倍（ｎ
   は１を含む整数）の電圧を発生する電池アレイを形成す
   るために、前記複数のモジュールをｎ個のグループに分
   け、該グループ毎に正負１対の導線ケーブルをそれぞれ
   割り当てて屋根面上に配線し、 （ｂ）太陽光を受けて所定の電圧・発電出力を発生する
   複数のモジュールを屋根面に順次取り付け、 （ｃ）これらモジュールの各々を前記導線ケーブルにそ
   れぞれ並列に接続し、その間に前記モジュール電圧が発
   生する回路を形成し、 （ｄ）前記アレイ電圧をモジュール電圧のｎ倍（ｎは２
   以上の整数）とする場合は、一方のグループに属する導
   線ケーブルの正極（端）とこれに隣接する他方のグルー
   プの導線ケーブルの負極（端）とを接続し、さらに接続
   されないで残された一方端グループの正極導線ケーブル
   と他方端グループの負極導線ケーブルとの間にアレイ電
   圧を発生させる出力回路を形成するか、または、前記ア
   レイ電圧とモジュール電圧とが等しい場合は、１つの電
   池アレイを単一のグループのモジュールで構成し、その
   単一のグループのモジュールに接続された正負１対の導
   線ケーブルの間にアレイ電圧を発生させる出力回路を形
   成することを特徴とする太陽光発電システムの配線接続
   方法。