JP2003218376A - 端子箱及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池モジュールの配線の誤りを防止で
き、過電流による太陽電池部の破壊を防止することがで
きる端子箱及び太陽電池モジュールの提供。 【解決手段】 接続するケーブル２を挿通させるための
挿通孔を筐体１０に設け、この筐体１０にケーブル２の
被覆２Ｃを貫通して負側の芯線２Ｍ及び正側の芯線２Ｐ
の夫々に圧接する接続部材及び接続部材を備え、前記接
続部材と太陽電池部から引き出される負側の接続用配線
との間に発光ダイオード１０５が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池からの出
力を取出す端子箱、並びに太陽電池及び端子箱を備える
太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】光電変換を利用して光エネルギを電気エ
ネルギに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギを得
る手段として広く利用されている。そして、太陽電池セ
ルの光電変換効率の向上に伴って、多くの個人住宅に
も、太陽光発電システムが設けられるようになってきて
いる。

【０００３】このような太陽光発電システムにあって
は、複数段の太陽電池セルを直列接続させた太陽電池部
を夫々が有する複数の太陽電池モジュールを幹線ケーブ
ルに接続させ、幹線ケーブルを通じて集められた太陽電
池モジュールからの直流出力をインバータにて交流出力
に変換し、電力を供給している。

【０００４】幹線ケーブルに複数の太陽電池モジュール
を接続する際にその配線を容易とする太陽電池モジュー
ルの接続方法が知られている（例えば、特開平１１−２
９９１２６号公報）。斯かる従来の接続方法にあって
は、幹線ケーブル側に設けられた雄型コネクタ又は雌型
コネクタと、太陽電池モジュール側に設けられた雌型コ
ネクタ又は雄型コネクタとを接続することにより、太陽
電池モジュールを幹線ケーブルに接続することが可能で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の太陽電
池モジュールの接続方法では、使用する雄型及び雌型の
コネクタがその防水性能を向上させるために高価なもの
になるという問題があるため、太陽電池モジュール同士
を接続するための接続ケーブルとの接続を容易かつ低コ
ストに行え、しかも接続部分での防水性が高い端子箱が
提案されている。

【０００６】前述の端子箱にあっては、端子箱の内部に
接続ケーブルの被覆を貫通させる接続部を備えており、
前記接続部を通じて太陽電池部に接続されている。その
ため、接続部の一部は接続ケーブルの被覆に埋設される
ため接続部分での防水効果が高くなる。

【０００７】しかしながら、このような端子箱を用いて
接続ケーブルと太陽電池部とを接続する場合、前述のよ
うなコネクタを用いて接続する場合と異なり、外見から
端子箱の向きを判別することが困難であるため、端子箱
の向きを誤った方向に設置した後に接続ケーブルが接続
される虞がある。その場合には、太陽電池部の極性が逆
に接続されることになるため、この太陽電池部に他の複
数の太陽電池部からの電流が流込み、太陽電池自体が破
壊される虞がある。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、接続すべきケーブルを挿通させるための挿通孔
を設けた筐体、前記ケーブルに接続する接続部材、及び
該接続部材と太陽電池との間に接続される発光素子を備
える構成とすることにより、太陽電池の極性が誤って接
続されることを防止する端子箱、及び該端子箱を備える
太陽電池モジュール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】第１発明に係る端子箱
は、太陽電池とケーブルとの間に介在し、前記ケーブル
により前記太陽電池の出力を外部に取出す端子箱におい
て、接続すべきケーブルを挿通させる挿通孔を設けてな
る筐体、前記ケーブルと接続する接続部材、及び該接続
部材と前記太陽電池との間に接続される発光素子を備え
ることを特徴とする。

【００１０】第２発明に係る端子箱は、第１発明におい
て、前記筐体に視認部を設けてあり、該視認部により前
記発光素子を視認可能になしてあることを特徴とする。

【００１１】第３発明に係る端子箱は、第１発明又は第
２発明において、所定数より多くの太陽電池の出力が前
記ケーブルを通じて前記発光素子に入力された場合、前
記発光素子は発光すべくなしてあることを特徴とする。

【００１２】第４発明に係る太陽電池モジュールは、太
陽電池と、該太陽電池を支持する支持体と、該支持体上
に支持される第１発明乃至第３発明の何れかの端子箱と
を備えることを特徴とする。

【００１３】本発明にあっては、ケーブルに接続するた
めの接続部材、及び該接続部材と太陽電池との間に接続
される発光素子を備えているため、例えば、発光素子と
して発光ダイオードを用いることによって、端子箱の向
き又はケーブルの向きを誤って接続しようとした場合、
発光ダイオードの発光によって接続方向が誤りであるこ
とが容易に判別される。従って、極性を誤って太陽電池
が接続されることがなくなり、外部の太陽電池の出力に
よる過電流がケーブルを通じて流込み、太陽電池自体が
破壊されることがなくなる。

【００１４】また、本発明にあっては、発光素子として
発光ダイオードを用いると良い。発光ダイオードを用い
ることによって、例えば、建物の陰になる等の原因によ
り、太陽電池の電圧が必要以上に下がった場合であって
も、他に接続している太陽電池から電流が流込むことが
ない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明
の端子箱を用いて太陽電池の出力を取出す太陽光発電シ
ステム全体の概念的な構成図である。図中１は、太陽電
池モジュールであり、複数の太陽電池モジュール１，
１，…が、正側の芯線２Ｐと負側の芯線２Ｍとからなる
接続ケーブル２により夫々並列に接続されている。接続
ケーブル２としては、例えば２芯のＨＣＶケーブルを用
いても良く、また、１芯のＨＣＶケーブルを２本用いて
も良い。各太陽電池モジュール１は、非結晶シリコン、
微結晶シリコン、又は薄膜多結晶シリコン等の非結晶半
導体を利用した光電変換材料からなる太陽電池を有する
太陽電池部１１と端子箱１０とを備えており、太陽電池
部１１からの直流出力は端子箱１０により太陽電池モジ
ュール１の外部に出力され、接続ケーブル２を通じてイ
ンバータ３に供給される。インバータ３に供給された直
流出力は交流出力に変換された後に、負荷５又は連系保
護装置４を介して商用電力系統に送られる。各太陽電池
部１１から出力される電流値は、例えば、前述の光電変
換材料を用いた太陽電池である場合、０．１Ａ程度であ
り、数十枚の太陽電池モジュール１を並列に接続するこ
とによって、数Ａの電流値を得ている。

【００１６】図２は、太陽電池モジュール１の外観を示
す斜視図である。図２には参考のために接続ケーブル２
も併せて示している。図２に示す如く、太陽電池モジュ
ール１は、前述の光電変換材料からなる太陽電池を有す
る太陽電池部１１が、例えば鋼板製の支持体１２上に接
着されて構成されている。この支持体１２は、太陽電池
部１１が接着される平板部１２ａと、その軒側及び棟側
に夫々設けられた立下がり部１２ｂ及び立上がり部１２
ｃとを有しており、軒側の太陽電池モジュール１の立上
がり部１２ｃに棟側の太陽電池モジュール１の立下がり
部１２ｂを係合させた態様にて、複数の太陽電池モジュ
ール１を家屋の屋根上等に階段状に設置できるようにな
っている。

【００１７】また、支持体１２は立上がり部１２ｃの更
に棟側に延在部１２ｄを有しており、この延在部１２ｄ
の棟側端部は上方に折曲げられている。延在部１２ｄに
は、太陽電池モジュール１を接続ケーブル２に電気的に
接続するための端子箱１０が設けられており、端子箱１
０は、図示していない接続用配線によって太陽電池部１
１に接続されている。

【００１８】次に、端子箱１０の構成について図３〜図
６を参照して詳細に説明する。図３は、端子箱１０の外
観を示す斜視図であり、参考のために接続ケーブル２も
併せて示している。図３に示す如く、端子箱１０は、略
直方体の形状を有しており、夫々絶縁性を有するプラス
チック樹脂よりなる本体１０ａと上蓋１０ｂとから構成
される。上蓋１０ｂは、後述するように端子箱１０の内
部に備える発光ダイオード１０５（図４参照）を外部か
ら視認できるように透明な材料で形成してある。また、
端子箱１０の側面には接続ケーブル２を挿通させるため
の開口部１０ｃが形成されている。

【００１９】図４は、端子箱１０の本体１０ａを上方か
ら見た平面図である。図４では参考のために、例えば２
芯のケーブルを用いた接続ケーブル２を一点鎖線で示し
ており、接続ケーブル２は、夫々破線で示す負側の芯線
２Ｍ及び正側の芯線２Ｐを被覆２Ｃで封着した構成をな
している。なお、前述したように接続ケーブル２として
１芯のケーブル２本を用いても良い。

【００２０】図中、１１１，１１２，１１３及び１１４
は何れも金属製のネジであり、本体１０ａ内部の底面か
ら立設させてあるプラスチック樹脂製の支持台（不図
示）にネジ止めされている。そして、これらのネジ１１
１とネジ１１２とによって、第１の接続領域１０１ａ及
び第２の接続領域１０１ｂを有する第１の金属板１０１
と、第３の接続領域１０２ａ及び第４の接続領域１０２
ｂを有する第２の金属板１０２とが夫々ネジ止めされて
いる。同様に、ネジ１１３とネジ１１４とによって、第
５の接続領域１０３ａ及び第６の接続領域１０３ｂを有
する第３の金属板１０３と、第７の接続領域１０４ａ及
び第８の接続領域１０４ｂを有する第４の金属板１０４
とが夫々ネジ止めされている。このように、第１の金属
板１０１、第２の金属板１０２、第３の金属板１０３、
及び第４の金属板１０４は、本体１０ａの底面から立設
されたプラスチック樹脂製の支持台にネジ止めされてい
るので、弾力性を有している。

【００２１】第１の金属板１０１における第２の接続領
域１０１ｂと第２の金属板１０２における第４の接続領
域１０２ｂとの間には、逆流防止機能を有する発光ダイ
オード１０５が接続されている。一方、第３の金属板１
０３における第６の接続領域１０３ｂと第４の金属板１
０４における第８の接続領域１０４ｂの間は単に金属板
１０６によって接続されている。このように第２の接続
領域１０１ｂと第４の接続領域１０２ｂとの間に逆流防
止機能を有する発光ダイオード１０５が接続されている
場合は、第６の接続領域１０３ｂと第８の接続領域１０
４ｂとの間には発光ダイオードを備えている必要はな
く、単に電気的に接続されている。また、第６の接続領
域１０３ｂと第８の接続領域１０４ｂとの間に前述の発
光ダイオードが接続されている形態であっても良く、こ
の場合には、第２の接続領域１０１ｂと第４の接続領域
１０２ｂとの間は、単に電気的に接続されていれば良
い。

【００２２】第１の金属板１０１における第１の接続領
域１０１ａには太陽電池部１１から引出された負側の接
続用配線が接続され、第２の金属板１０２における第３
の接続領域１０２ａは、後述するように接続ケーブル２
の負側の芯線２Ｍと電気的に接続される。また、第３の
金属板１０３における第５の接続領域１０３ａには太陽
電池部１１から引出された正側の接続用配線が接続さ
れ、第４の金属板１０４における第７の接続領域１０４
ａは、後述するように接続ケーブル２の正側の芯線２Ｐ
と電気的に接続される。

【００２３】図５は、端子箱１０における上蓋１０ｂの
平面図であり、図６は図５におけるＶＩ−ＶＩ線の断面
図である。図５及び図６においても接続ケーブル２を併
せて示しており、更に、図６においては参考のために本
体１０ａの断面も併せて示している。

【００２４】図５及び図６において１２１及び１２２
は、断面コ字状を有する金属製の接続部材であり、図中
破線で示す如く大半が上蓋１０ｂ内に埋設されている。
接続部材１２１は、接続ケーブル２における負側の芯線
２Ｍに対応する位置、及び本体１０ａに設けられた第２
の金属板１０２における第３の接続領域１０２ａに対応
する位置で、その先端部が上蓋１０ｂから本体１０ａ側
に突出している。また、接続部材１２２は、接続ケーブ
ル２における正側の芯線２Ｐに対応する位置、及び本体
１０ａに設けられた第４の金属板１０４における第７の
接続領域１０４ａに対応する位置で、その先端部が上蓋
１０ｂから本体１０ａ側に突出している。

【００２５】次に、以上のような構成の端子箱１０を用
いて太陽電池モジュール１と接続ケーブル２との接続を
行う方法について説明する。

【００２６】まず、端子箱１０の上蓋１０ｂを外して開
口部１０ｃに接続ケーブル２を配置する。次いで、上蓋
１０ｂを閉じることにより、上蓋１０ｂから突出する接
続部材１２１，１２２の一方の先端が、それぞれ第２の
金属板１０２における第３の接続領域１０２ａ、及び第
４の金属板１０４における第７の接続領域１０４ａと接
触する。この際、第２の金属板１０２が有する弾力性に
よって第３の接続領域１０２ａと接続部材１２１との接
続が保たれ、第４の金属板１０４が有する弾力性によっ
て第７の接続領域１０４ａと接続部材１２２との接続が
保たれる。また、上蓋１０ｂから突出する接続部材１２
１，１２２の他方の先端部は、接続ケーブル２の被覆２
Ｃを貫通し、それぞれ負側，正側の芯線２Ｍ，２Ｐに圧
接され、これら芯線２Ｍ，２Ｐと電気的に接続されるこ
とになる。

【００２７】本実施の形態では、接続ケーブル２の負側
の芯線２Ｍ、正側の芯線２Ｐの夫々に接続するための２
つの接続部材１２１，１２２を一つの端子箱１０に設け
る構成としているが、２つの端子箱１０，１０を用意し
て、一方の端子箱１０に接続部材１２１を設けて負側の
芯線２Ｍと接続するようにし、他方の端子箱１０に接続
部材１２２を設けて正側の芯線２Ｐと接続するようにし
てもよい。

【００２８】また、本実施の形態では、端子箱１０の上
蓋１０ｂを透明の材料により形成しているが、上蓋１０
ｂの一部に開孔部を設けて、その開孔部にカバー部材を
設ける構成であっても良い。図７は、端子箱１０の他の
形態を示す平面図であり、参考のために接続ケーブル２
も併せて示している。端子箱１０の内部構成は前述と同
様であり、図７に示した如く、端子箱１０の上蓋１０ｂ
には視認部１０ｄを設けており、端子箱１０の内部に備
える発光ダイオード１０５を見通せる構成となってい
る。視認部１０ｄは、例えば、発光ダイオード１０５と
対向する位置に開設した開孔部と該開孔部に設けた透明
の樹脂により形成したカバー部材とによって構成される
ものである。

【００２９】以上のように、本実施の形態による場合、
端子箱１０の上蓋１０ｂを閉める作業によって同時に接
続部材１２１，１２２を接続ケーブル２の被覆２Ｃを貫
通させて芯線２Ｍ，２Ｐと電気的に接続させることがで
きるので、太陽電池モジュール１と接続ケーブル２との
接続処理が極めて容易であり、接続ケーブル２を正常に
接続した場合には、発光ダイオード１０５は発光しない
が、逆向きに接続した場合には発光するため、容易に接
続の間違いを作業者に気づかせることができ、太陽電池
部１１の破壊を防止することが可能となる。また、接続
部材１２１，１２２が接続ケーブル２の被覆２Ｃに埋設
されることになるので防水性も向上する。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳述したように、第１発明による
場合は、ケーブルに接続するための接続部材、及び該接
続部材と太陽電池との間に接続される発光素子を備えて
いるため、例えば、発光素子として発光ダイオードを用
いることによって、端子箱の向き又はケーブルの向きを
誤って接続しようとした場合、発光ダイオードの発光に
よって接続方向が誤りであることが容易に判別すること
ができる。従って、極性を誤って太陽電池が接続される
ことがなくなるため、外部の太陽電池の出力による過電
流がケーブルを通じて流込むことを防止でき、太陽電池
自体が破壊されることを防止することが可能である。

【００３１】第２発明による場合は、発光素子を視認す
ることができる視認部を設けているため、端子箱の向き
又はケーブルの向きを誤って接続しようとした場合、発
光素子の発光によって接続方向が誤りであることを容易
に判別され、極性を誤って太陽電池が接続されることを
防止することができる。

【００３２】第３発明による場合は、所定数より多くの
太陽電池からの出力がケーブルを通じて入力された場
合、発光素子が発光するため、太陽電池を破壊するよう
な過電流が入力された場合にのみ、発光素子の発光によ
って警告することができる

【００３３】第４発明による場合は、太陽電池を支持す
る支持体上に端子箱を備えているため、持ち運びが容易
となり、作業性が向上する等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の端子箱を用いて太陽電池の出力を取出
す太陽光発電システム全体の概念的な構成図である。

【図２】太陽電池モジュールの外観を示す斜視図であ
る。

【図３】端子箱の外観を示す斜視図である。

【図４】端子箱の本体を上方から見た平面図である。

【図５】端子箱における上蓋の平面図である。

【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線の断面図である。

【図７】端子箱の他の形態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池モジュール ２ 接続ケーブル ２Ｍ 負側の芯線 ２Ｐ 正側の芯線 ２Ｃ 被覆 １０ 端子箱 １１ 太陽電池部 １０５ 発光ダイオード １２１，１２２ 接続部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池とケーブルとの間に介在し、前
   記ケーブルにより前記太陽電池の出力を外部に取出す端
   子箱において、 接続すべきケーブルを挿通させる挿通孔を設けてなる筐
   体、前記ケーブルと接続する接続部材、及び該接続部材
   と前記太陽電池との間に接続される発光素子を備えるこ
   とを特徴とする端子箱。
2. 【請求項２】 前記筐体に視認部を設けてあり、該視認
   部により前記発光素子を視認可能になしてあることを特
   徴とする請求項１に記載の端子箱。
3. 【請求項３】 所定数より多くの太陽電池の出力が前記
   ケーブルを通じて前記発光素子に入力された場合、前記
   発光素子は発光すべくなしてあることを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載の端子箱。
4. 【請求項４】 太陽電池と、該太陽電池を支持する支持
   体と、該支持体上に支持される請求項１乃至請求項３の
   何れかに記載の端子箱とを備えることを特徴とする太陽
   電池モジュール。