JP2003031834A

JP2003031834A - 太陽電池モジュール配線ケーブル

Info

Publication number: JP2003031834A
Application number: JP2001214202A
Authority: JP
Inventors: Masajiro Tokita; 政次郎時田; Koji Ito; 孝司伊藤; Takashi Fujiwara; 隆藤原; Seiji Omoto; 誠司大本; Masaharu Teraoka; 将晴寺岡; Kensuke Ishida; 謙介石田; Shinji Miyata; 慎司宮田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの配線確認作業が困難と
なることを防止する。【解決手段】出力線としてプラス側リード線３５とマ
イナス側リード線３６とを有する太陽電池モジュールを
接続するための配線ケーブルであって、プラス側導線９
とマイナス側導線１０とを有する基幹ケーブル３に、複
数の分岐部２を備え、前記分岐部２からは、前記プラス
側導線９から枝分かれした第１分岐ケーブル１１と、前
記マイナス側導線１０から枝分かれした第２分岐ケーブ
ル１２とが延設され、第１分岐ケーブル１１を太陽電池
モジュール２１のプラス側リード線３５に接続するとと
もに、第２分岐ケーブル１２を太陽電池モジュール２１
のマイナス側リード線３６に接続することにより、各分
岐部２に接続された太陽電池モジュール同士が並列接続
されるように構成され、各分岐部２の第１分岐ケーブル
１１と第２分岐ケーブル１２とを太陽電池モジュール２
１に接続すると発光する発光部３０が各分岐部２毎に設
けられている。

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
ル配線ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】屋根などの施工面に設置される太陽電池
モジュールとしては、特開２０００−２８２６４７号公
報に記載のものがある。この太陽電池モジュールは、太
陽電池の端子ボックスから突設されたプラス側のリード
線とマイナス側のリード線とを有している。屋根に設置
される各太陽電池モジュールのリード線は、隣り合う太
陽電池モジュールのリード線に対して順次接続され、複
数の太陽電池が直列に接続される。

【０００３】太陽電池モジュールの直列接続数は、モジ
ュールが接続されるインバータの入力電圧に適合するよ
うに決定され、例えばインバータの入力電圧が２００Ｖ
程度であれば、直列接続される太陽電池モジュールの組
（ストリング）の出力電圧が２００Ｖ程度になるように
接続される。そして、直列接続された太陽電池モジュー
ルの組を並列に接続して所望容量を得ていた。なお、太
陽電池モジュールの直列数はモジュールの性能に依存す
るが、従来は６〜１２枚程度が多い。

【０００４】このような配線構造のため、屋根などに設
置されるモジュールの総数は、直列数の倍数でなければ
ならず、端数となるモジュールは設置できないか、ある
いはデザイン上設置したとしても発電に寄与できなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直列数の多い太陽電池
モジュールの配線構造は、上記のような問題がある。た
だし、薄膜太陽電池の特性を生かすなどして、１つの太
陽電池モジュールの電圧を上げて、直列数を例えば２個
にして直列数を少なくすることにより、上記問題を解決
することができる。ところが、直列接続した組（ストリ
ング）を構成するモジュールの数を少なくすると、誤配
線の確認が困難となるという問題が新たに発生する。

【０００６】例えば、６個の太陽電池モジュールを直列
接続する場合、図８に示すように、直列接続された一組
の太陽電池モジュール１００ａ〜１００ｆにケーブル１
０１，１０２を接続し、これらのケーブル１０１，１０
２が屋内に引き込まれる。そして、誤配線の確認作業と
しては、両ケーブル１０１，１０２間の電圧を測定し
て、１枚の電圧の直列数倍の電圧が現れれば、正常に接
続されていることが確認でき、図８において「Ｘ」で示
すように、太陽電池１００ｄと１００ｅの間が断線して
いたり、直列数を間違えていると、規定電圧が現れない
ので、誤配線であることが確認できる。このように、上
記配線では、１回の測定で６個の太陽電池モジュールの
接続確認が行える。

【０００７】しかし、２個の太陽電池モジュールを直列
接続する場合、図８と同様な接続方法であると、屋根に
設置される太陽電池モジュールの総数が同じ場合、出力
線となるケーブル１０１，１０２の本数が大幅に増え、
経済性が悪くなる。そこで、図９に示すように、２直列
の組（ストリング）を複数組作り、ケーブル１０３によ
って屋根の上で複数組を並列接続してからケーブル１０
３を屋内に引き込むことが考えられる。ところが、図９
のような接続の仕方では、２直列の太陽電池モジュール
の組１０５ａ〜１０５ｂのうち、１つの組（例えば、１
０５ｃ）に配線ミスがあったとしても、各組は並列接続
されているため、ケーブル１０３には電圧が現れ、電圧
を測定することでは、配線ミスを発見できない。しか
も、ケーブル１０３を流れる電流は、太陽光の強さによ
って変化するため、電流を測定しても配線ミスを発見す
るのは容易ではない。

【０００８】このように、ケーブル１０３の出力では、
一括した配線確認を行うことが困難であるので、屋根へ
のモジュールの設置・配線時に各組毎に断線等の誤配線
の有無の確認を電圧測定により個別に行う必要があり、
測定回数が非常に多くなってしまう。例えば、屋根に１
２０枚の太陽電池モジュールを設置する場合、図８の接
続方法であれば、モジュールの組が２０組できるため、
２０回の電圧測定を行えば、１２０枚すべての確認がで
きるが、図９の接続方法の場合、モジュールの組が６０
組できるため、６０回もの電圧測定を行う必要があり、
図８の場合に比べて、作業性が著しく阻害される。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その課題は、配線確認作業が困難とな
ることを防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、次の技術的手段を採用した。すなわち、
本発明は、出力線としてプラス側リード線とマイナス側
リード線とを有する太陽電池モジュールを接続するため
の配線ケーブルであって、プラス側導線とマイナス側導
線とを有する基幹ケーブルに、複数の分岐部を備え、前
記分岐部からは、前記プラス側導線から枝分かれした第
１分岐ケーブルと、前記マイナス側導線から枝分かれし
た第２分岐ケーブルとが延設され、第１分岐ケーブルを
太陽電池モジュールのプラス側リード線に接続するとと
もに、第２分岐ケーブルを太陽電池モジュールのマイナ
ス側リード線に接続することにより、各分岐部に接続さ
れた太陽電池モジュール同士が並列接続されるように構
成され、各分岐部の第１分岐ケーブルと第２分岐ケーブ
ルとを太陽電池モジュールに接続すると発光する発光部
が各分岐部毎に設けられている。

【００１１】第１分岐ケーブルと第２分岐ケーブルとが
太陽電池モジュールに正常に接続されると、発光部が発
光するので、各分岐部において発光部が発光すれば、誤
配線なく配線できていることを確認できる。一方、発光
しない発光部があれば、その分岐部において配線ミスが
生じていることがわかる。前記分岐部は、当該分岐部に
おける電気配線構造を防水するため防水構造体によって
覆われているのが好ましく、さらに、前記防水構造体
は、光透過性を有する材料により構成されており、前記
発光部は光透過性を有する防水構造体の内部に配置され
ているのが好ましい。

【００１２】分岐部が防水構造体によって覆われている
ことにより分岐部の防水が図られる。また、発光部は、
作業者から見えるように分岐部から露出状に配置しても
よいが、発光部を露出させると防水性が低下したり、発
光部における防水を施す必要があるので、発光部を防水
構造体の内部に配置し、内部の発光部の光を防水構造体
外部から視認できるように防水構造体の少なくとも一部
を光透過性を有する材料により構成することで、防水性
を保ったまま、外部から発光部の発光を容易に確認する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１〜図４は、本発明の配線構造で
用いられる太陽電池モジュール配線ケーブル１を示して
いる。この配線ケーブル１は、長手方向の複数箇所に分
岐部２を有する基幹ケーブル３と、分岐部２から分岐し
た分岐ケーブル５とを備えており、屋根などの施工面に
おいて太陽電池モジュールの背面空間に通されて太陽電
池モジュール同士を接続するためのものである。

【００１４】基幹ケーブル３の長手方向一端３ａは屋内
への引き込み側端とされており、この引き込み側端３ａ
には基幹コネクタ７が設けられている。基幹ケーブル３
は、２本の被覆導線９，１０を２本まとめて絶縁体によ
り被覆して１本化された２芯ケーブルである。２本の被
覆導線９，１０のうち、一方の導線９がプラス側導線で
あり、他方の導線１０がマイナス側導線として用いられ
る。プラス側導線９とマイナス側導線１０とが一本化さ
れているので、太陽電池モジュールの接続に必要なケー
ブルの数を抑えることができる。なお、基幹ケーブル３
が２芯ケーブルであることに対応して、基幹コネクタ７
も、プラス側の接続端子とマイナス側の接続端子の双方
を備えている。

【００１５】分岐部２は、基幹ケーブル３の長手方向中
途部と基幹ケーブル１の長手方向他端側（基幹コネクタ
７の反対側）に設けられている。なお、各分岐部２は等
間隔に設けられている。分岐部２の数は、任意の数とす
ることができるが、１０個程度が好適である。ただし、
施工される太陽電池モジュールの端数に対応するため、
分岐部２の数が１〜９個のケーブル１も用意しておくの
が好ましい。分岐部２からは、分岐ケーブル５として、
第１分岐ケーブル１１と第２分岐ケーブル１２の２本の
ケーブルが枝分かれして延設されている。第１分岐ケー
ブル１１と第２分岐ケーブル１２は、それぞれ１本の導
線が絶縁体で被覆されてなる単芯ケーブルである。

【００１６】第１分岐ケーブル１１の先端には、コネク
タ１４（以下、「第１コネクタ」ともいう）が設けられ
ており、第２分岐ケーブルの先端にも、コネクタ１５
（以下、「第２コネクタ」ともいう）が設けられてい
る。分岐ケーブル５が単芯の第１分岐ケーブル１１と第
２分岐ケーブル１２とに分かれているので、２芯用に比
べて個々のコネクタ１４，１５を小さくでき、ごく限ら
れたスペースで行う必要のある太陽電池モジュールの配
線作業にとって有利である。これらのコネクタ１５は、
それぞれ防水コネクタであり、後述の太陽電池モジュー
ルのリード線に設けられたコネクタと接続するためのも
のである。第１及び第２コネクタ１４，１５は、雄雌嵌
合によってリード線のコネクタと接続されるものであ
り、ここでは、第１コネクタ１４が雌コネクタとされ、
第２コネクタ１５が雄コネクタとされている。また、第
１コネクタ１４と第２コネクタ１５とを雄雌嵌合により
互いに接続することもできるように第１及び第２コネク
タ１４，１５は互いに対応した形状となっている。

【００１７】前記分岐部２では、プラス側導線９、マイ
ナス側導線１０、第１分岐ケーブル１１、及び第２分岐
ケーブル１２が接続されている。この分岐部２における
接続部を防水するため、分岐部２には防水構造体として
分岐ブッシング１７が設けられている。つまり、プラス
側導線９、マイナス側導線１０、第１分岐ケーブル１
１、及び第２分岐ケーブル１２の接続部は分岐ブッシン
グ１７によって覆われて密封状とされ防水されている。
防水構造体である分岐ブッシング１７は、透明な樹脂な
どの光透過性のある材料により構成されている。この分
岐ブッシング内において、プラス側導線９、マイナス側
導線１０、第１分岐ケーブル１１、及び第２分岐ケーブ
ル１２が接続されており、必要な回路素子も封入されて
いる。

【００１８】分岐ブッシング１７内部において、第１分
岐ケーブル１１は、端子１８を介してプラス側導線９と
接続されている。また、第２分岐ケーブル１２は、端子
１８を介してマイナス側導線１０と接続されている。こ
の分岐ブッシング１７は、回路の結線後、モールドに入
れて樹脂を流し込むことによって、接続部分を被覆する
ように形成される。図４にも示すように、第１分岐ケー
ブル１１及び第２分岐ケーブル１２は、基幹ケーブル３
と並行となるように前記分岐ブッシング１７から延設さ
れている。また、第１分岐ケーブル１１は、ケーブル１
の長手方向他端側に向かうように延設されているのに対
し、第２分岐ケーブル１２は、第１分岐ケーブル１１と
は反対に、ケーブル１の長手方向一端側（基幹コネクタ
７側）に向かうように延設されており、コンパクトな構
成となっている。なお、図２に示すように、基幹ケーブ
ル３の長手方向中途部にある分岐ブッシング１７から
は、長手方向両方向に基幹ケーブル３が延びているが、
基幹ケーブル３の長手方向他端の分岐ブッシング１７か
らは、図３に示すように、長手方向一方にのみ基幹ケー
ブル３が延びている。

【００１９】第１分岐ケーブル１１は、第２分岐ケーブ
ル１２より長く形成されており、図示のものでは、第１
分岐ケーブル１１は、第２分岐ケーブル１２より約１０
０ｍｍ長く形成されており、両ケーブル１１，１２を容
易に判別できる。防水用の分岐ブッシング１７内には、
電流の逆流を防止するための逆流防止ダイオード１９が
設けられている。この逆流防止ダイオード１９は、第１
分岐ケーブル１１による電気経路からプラス側導線９側
に電流が流れるのを許容し、その逆には電流が流れない
ようにするためのものである。逆流防止ダイオード１９
は、第１分岐ケーブル１１の基端部にある端子１８と、
プラス側導線９の端子１８との間に配置されている。換
言すると、第１分岐ケーブル１１は逆流防止ダイオード
を介してプラス側導線９に接続されている。

【００２０】なお、逆流防止ダイオード１９は、第２分
岐ケーブル１２とマイナス側導線１０の間に介在させて
もよい。この場合、マイナス側導線１０側から第２分岐
ケーブルによる電気経路へ電流が流れるのを許容し、そ
の逆には電流が流れないように逆流ダイオード１９の向
きを設定する。さらに、防水用の分岐ブッシング１７内
には、発光ダイオード３０と、電流制限用抵抗３１とが
設けられている。この発光ダイオード３０は、第１及び
第２分岐ケーブル１１，１２に正しく太陽電池モジュー
ルが接続されていると発光する発光部である。電流制限
用抵抗３１は、太陽電池モジュールから発光ダイオード
３０に流れる電流を制限するためのものであり、その抵
抗値は２００〜３３０ｋΩである。

【００２１】発光ダイオード３０と抵抗３１とは直列に
接続されており、発光ダイオード３０は第１及び第２分
岐ケーブル１１，１２に接続された太陽電池モジュール
（の組）と並列となるように、第１分岐ケーブル１１の
基端部の端子１８と第２分岐ケーブル１２の基端部の端
子１８との間に介在されている。図５は、屋根などの施
工面に設置される太陽電池モジュール２１を示してい
る。太陽電池モジュール２１は、背面に位置する発泡樹
脂製のベース部（バックアップ材）２２の表面側に太陽
電池部２３を取り付けて主構成されている。

【００２２】太陽電池部２３の背面側には、端子ボック
ス２８が設けられている。この端子ボックス２８から
は、太陽電池部２３の出力線として、単芯のプラス側リ
ード線３５と、単芯のマイナス側リード線３６とがそれ
ぞれ延設されている。各リード線３５，３６の先端には
コネクタ３７，３８がそれぞれ設けられている。プラス
側リード線３５のプラス側コネクタ３７と、マイナス側
リード線３６のマイナス側コネクタ３８とは、雄雌嵌合
により接続可能なものである。つまり、プラス側コネク
タ３７は、雄コネクタであり、他の太陽電池モジュール
のマイナス側コネクタ３８（雌コネクタ）と接続可能で
あり、マイナス側コネクタ３８は、雌コネクタであり、
他の太陽電池モジュールのプラス側コネクタ３７（雄コ
ネクタ）と接続可能である。

【００２３】また、雄コネクタであるプラス側コネクタ
３７は、ケーブル１の第１分岐ケーブル１１の第１コネ
クタ（雌コネクタ）１４とも接続可能であり、同様に、
雌コネクタであるマイナス側コネクタ３８は、第２分岐
ケーブル２３の第２コネクタ（雄コネクタ）１５とも接
続可能である。図６及び図７に示すように、太陽電池モ
ジュール２１は、２枚が直列接続されて１組をなしてお
り、具体的には、ある太陽電池モジュール２１のプラス
側リード線３５と他の太陽電池モジュール２１のマイナ
ス側リード線３６とが接続されて、２直列１組のモジュ
ールストリングを構成している。直列接続されてなる太
陽電池モジュールストリングの直列一端側にはプラス側
リード線３５が残り、他端側にはマイナス側リード線３
６が残る。これらの残ったリード線３５，３６は、直列
接続されたモジュールストリングの出力線であり、ケー
ブル１の分岐ケーブル１１，１２に接続される。

【００２４】つまり、第１分岐ケーブル１１は残ってい
るプラス側リード線３５に接続され、第２分岐ケーブル
１２は残っているマイナス側リード線３６に接続され
る。このような接続は、各分岐部２毎に行われ、複数の
モジュールストリングがケーブル２に接続されると、各
モジュールストリングは互いに並列接続される。太陽電
池モジュールをケーブル１に接続した際に、発光部であ
る発光ダイオード３０が点灯していれば、その発光部３
０がある分岐部２に太陽電池モジュールが正しく接続さ
れていることを分岐部毎に確認でき、この確認をしつつ
太陽電池モジュールの設置作業を進めることで誤配線な
く配線を行うことができる。

【００２５】なお、２枚の太陽電池モジュール２１を直
列接続して１つのモジュールストリングを構成して第１
及び第２分岐ケーブル１１，１２に接続すべきところ
を、１枚の太陽電池モジュール２１だけで第１及び第２
分岐ケーブルに接続した場合、配線ミスがあることにな
るが、ＬＥＤ３０は光るので誤配線が確認できないこと
がある。この場合には、配線が届かなくなる、あるいは
太陽電池モジュール２１が余ってくるなど物理的な不都
合によってミスを発見することができる。また、発光ダ
イオード３０は、防水性確保のため、分岐ブッシング１
７の内部に収納されているが、分岐ブッシング１７が透
明な樹脂により形成されているので、発光ダイオード３
０が点灯するとブッシング１７外部からでも容易に点灯
を確認できる。

【００２６】なお、分岐ブッシング１７は、全体を透明
な樹脂によって構成することもできるが、発光ダイオー
ド３０が外部から見えるような孔を残して全体を不透明
樹脂によって構成し、その孔を透明樹脂によって封止す
るなどして透明樹脂を部分的に用いても良い。本発明
は、上記実施形態に限定されるものではない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、第１分岐ケーブルと第
２分岐ケーブルとが太陽電池モジュールに正常に接続さ
れると、発光部が発光するので、各分岐部において発光
部が発光すれば、誤配線なく配線できていることを各分
岐部ごとに容易に確認できる。したがって、太陽電池モ
ジュールの直列数が少なくなっても作業性の低下を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽電池モジュール配線ケーブルの平面図であ
る。

【図２】ケーブル長手方向中途部の分岐部の内部構造図
である。

【図３】ケーブル末端部の分岐部の内部構造図である。

【図４】配線ケーブルの一部拡大斜視図である。

【図５】太陽電池モジュールの平面図である。

【図６】太陽電池モジュールが接続された状態のケーブ
ル電気回路図である。

【図７】太陽電池モジュールとケーブルにより構成され
る電気回路図である。

【図８】従来の誤配線確認方法を説明するための回路図
である。

【図９】並列接続した場合の誤配線確認方法を説明する
ための回路図である。

【符号の説明】

１配線ケーブル２分岐部３基幹ケーブル５分岐ケーブル９プラス側導線１０マイナス側導線１１第１分岐ケーブル１２第２分岐ケーブル１７防水構造体（分岐ブッシング）２１太陽電池モジュール３０発光部（発光ダイオード）３５プラス側リード線３６マイナス側リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原隆滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１株式会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者大本誠司滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１株式会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者寺岡将晴滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１株式会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者石田謙介滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１株式会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者宮田慎司滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１株式会社クボタ滋賀工場内Ｆターム(参考） 5F051 BA03 EA03 JA06 JA07 JA08 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力線としてプラス側リード線（３５）
とマイナス側リード線（３６）とを有する太陽電池モジ
ュールを接続するための配線ケーブルであって、プラス側導線（９）とマイナス側導線（１０）とを有す
る基幹ケーブル（３）に、複数の分岐部（２）を備え、前記分岐部（２）からは、前記プラス側導線（９）から
枝分かれした第１分岐ケーブル（１１）と、前記マイナ
ス側導線（１０）から枝分かれした第２分岐ケーブル
（１２）とが延設され、第１分岐ケーブル（１１）を太陽電池モジュール（２
１）のプラス側リード線（３５）に接続するとともに、
第２分岐ケーブル（１２）を太陽電池モジュール（２
１）のマイナス側リード線（３６）に接続することによ
り、各分岐部（２）に接続された太陽電池モジュール同
士が並列接続されるように構成され、各分岐部（２）の第１分岐ケーブル（１１）と第２分岐
ケーブル（１２）とを太陽電池モジュール（２１）に接
続すると発光する発光部（３０）が各分岐部（２）毎に
設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール配
線ケーブル。
【請求項２】前記分岐部（２）は、当該分岐部（２）
における電気配線構造を防水するため防水構造体（１
７）によって覆われていることを特徴とする請求項１記
載の太陽電池モジュール配線ケーブル。
【請求項３】前記発光部（３０）は防水構造体の内部
に配置され、当該防水構造体（１７）は内部の発光部３
０の光を外部から視認できるように少なくとも一部が光
透過性を有する材料により構成されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の太陽電池モジュール配線ケー
ブル。