JP2003224286A

JP2003224286A - 端子箱及び太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2003224286A
Application number: JP2002020635A
Authority: JP
Inventors: Satoo Yanagiura; 聡生柳浦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】過電流が流込むことにより太陽電池が破壊さ
れること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
挿通孔を設けてなる筐体と、ケーブル２の被覆２ｃを貫
通して負側の芯線２Ｍと接続する接続部材とを備え、該
接続部材にアノード側が接続され、太陽電池部から引出
される負側の接続用配線にカソード側が接続されている
ショットキー・バリア・ダイオードのような許容電流値
が低いダイオード１０３を備える。

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過電流が流込み、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
を設けた筐体と、ケーブルに接続する接続部材と、該接
続部材と太陽電池との間に接続される保護回路とを備え
る構成とすることにより、ケーブルを通じて外部から過
電流が流込んだ場合であっても、保護回路により太陽電
池に過電流が流れることを防止することができる端子
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、前記ケーブルを
通じて入力された過電流に対する保護回路を備えること
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、前記保護回路は、前記太陽電池に対して順方向に接
続されるダイオードを備え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、前記保護回路は、前記太陽電池の最大
出力電流の３倍以上の電流に対して前記太陽電池を保護
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にあっ
ては、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、ケーブルと接続する接
続部材、及び該接続部材と太陽電池との間に接続され、
外部から前記ケーブルを通じて入力された過電流から太
陽電池を保護する保護回路を備えているため、例えば、
許容電流値が低いダイオード、ヒューズ等を備える保護
回路を用いることによって、接続した太陽電池に過電流
が流込み、太陽電池自体の破壊が防止される。

【００１４】

【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。

【００１５】各太陽電池部１１から出力される電流値
は、例えば、非晶質シリコンのような光電変換材料を用
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
接続するための正負一対の端子箱１０，１０が設けられ
ており、端子箱１０，１０は、図示していない接続用配
線によって太陽電池部１１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。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、負側に用いる端子箱１０の本体１
０ａ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、１０１，２０１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１０１とネジ２０１とによ
って、第１の接続領域１０２ａ及び第２の接続領域１０
２ｂを有する第１の金属板１０２と、第３の接続領域２
０２ａ及び第４の接続領域２０２ｂを有する第２の金属
板２０２とが夫々ネジ止めされている。このように、第
１の金属板１０２及び第２の金属板２０２は、本体１０
ａ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１０２における第２の接続領
域１０２ｂと第２の金属板２０２における第４の接続領
域２０２ｂとの間には、許容電流値が低いダイオード１
０３が接続されている。このダイオード１０３は、例え
ば、ショットキー・バリア・ダイオードであり、第２の
接続領域１０２ｂにカソード側が接続されており、第４
の接続領域２０２ｂにアノード側が接続されている。ま
た、第１の金属板１０２における第１の接続領域１０２
ａ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２０２における第３の接続領
域２０２ａ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。

【００２２】このように、接続する太陽電池部１１に対
して順方向にダイオード１０３を接続することによっ
て、この太陽電池部１１から電流が逆流することを防止
することができるとともに、ケーブル２を通じて並列に
接続された他の太陽電池部１１，１１，…からの過電流
が流れ込んだ場合、ダイオード１０３自体が破壊される
ため、接続している太陽電池部１１に過電流が流込むこ
とが防止される。

【００２３】なお、このダイオード１０３は負側の端子
箱１０にのみ設ければ良く、正側の端子箱１０には設け
る必要がない。正側の端子箱１０では、第２の接続領域
１０２ｂと第４の接続領域２０２ｂとが単に金属板によ
り接続されている。

【００２４】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。

【００２５】図５及び図６において３０１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３０
１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２０
２における第３の接続領域２０２ａ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。なお、この構成は負側の端子箱１０に関するもので
あり、正側の端子箱１０にあっては負側の芯線２Ｍに対
応する位置ではなく、正側の芯線２Ｐに対応する位置で
その先端部が上蓋１０ｂから突出している。

【００２６】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。

【００２７】まず、正側、負側の端子箱１０，１０の上
蓋１０ｂ，１０ｂを外して開口部１０ｃ，１０ｃ内に接
続ケーブル２を配置する。次いで、上蓋１０ｂ，１０ｂ
を閉じることにより、上蓋１０ｂ，１０ｂから突出する
接続部材３０１，３０１の一方の先端が、それぞれ第２
の金属板２０２における第３の接続領域２０２ａと接触
する。この際、第２の金属板２０２が有する弾力性によ
って第３の接続領域２０２ａと接続部材３０１との接続
が保たれる。また、正側、負側の上蓋１０ｂ，１０ｂか
ら突出する接続部材３０１，３０１の他方の先端部は、
接続ケーブル２の被覆２Ｃを貫通し、それぞれ正側、負
側の芯線２Ｐ，２Ｍに圧接され、これら芯線２Ｐ，２Ｍ
と電気的に接続されることになる。

【００２８】本実施の形態では、接続ケーブル２の正側
の芯線２Ｐ、負側の芯線２Ｍの夫々に接続するための接
続部材３０１を正側、負側の端子箱１０，１０の夫々に
設ける構成としているが、一つの端子箱１０に２つの接
続部材３０１，３０１を設けて、夫々の接続部材３０
１，３０１により接続ケーブル２の正側の芯線２Ｐ、負
側の芯線２Ｍの夫々に接続する構成であっても良い。そ
の場合、端子箱１０は、各太陽電池モジュール１につき
１つだけ設置すれば良い。

【００２９】また、本実施の形態では、過電流によって
太陽電池部１１が破壊されることを防止するために許容
電流が低いショットキー・バリア・ダイオードのような
ダイオード１０３を接続する構成としたが、ダイオード
１０３の代わりに適当な許容電流値を有するヒューズを
接続する構成であってもよい。また、このヒューズとと
もに前述した逆流防止のためのダイオードを接続する構
成であってもよい。

【００３０】以上のように、本実施の形態による場合、
端子箱１０，１０の上蓋１０ｂ，１０ｂを閉める作業に
よって同時に接続部材３０１，３０１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る。また、負
側の端子箱１０が備える接続部材３０１と太陽電池部１
１との間には許容電流値が低いダイオード１０３が接続
されており、過電流がこのダイオード１０３に流込んだ
場合、ダイオード１０３自体が破壊されるため、太陽電
池部１１に過電流が流込み、太陽電池部１１が破壊され
ることを防止している。また、接続部材３０１，３０１
は接続ケーブル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。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳述したように、第１発明にあっ
ては、ケーブルと接続する接続部材、及び該接続部材と
太陽電池との間に接続され、外部から前記ケーブルを通
じて入力された過電流から太陽電池を保護する保護回路
を備えているため、例えば、所定の電流値よりも大きな
電流が流れることを制限するヒューズ、許容電流値が低
いダイオード等を備える保護回路を用いることによっ
て、接続した太陽電池に過電流が流込み、太陽電池自体
が破壊されることを防止することができる。

【００３２】第２発明にあっては、保護回路は、太陽電
池に対して順方向に接続されるダイオードを備えてい
る。したがって、例えば、許容電流値が低いショットキ
・バリア・ダイオードを用いることによって、過電流が
流れた場合にショットキ・バリア・ダイオード自体が破
壊されるため、接続した太陽電池を保護することができ
る。また、太陽電池に対してダイオードを順方向に接続
しているため、例えば一時的に建物の陰になり、ケーブ
ルによって並列に接続した太陽電池の電圧が低くなった
場合であっても電流が逆流することを防止することがで
きる。

【００３３】第３発明にあっては、前記保護回路は、太
陽電池の最大出力電流の３倍以上の電流に対して太陽電
池を保護するようにしている。したがって、ケーブルに
よって複数の太陽電池を並列に接続する際、その内の一
つの太陽電池の配線を間違えて接続し、その他の太陽電
池と極性が逆になった場合であっても、配線を間違えた
太陽電池に過電流が流れることを防止することが可能で
ある。

【００３４】第４発明にあっては、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】負側に用いる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。

【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１０３ダイオード３０１接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記ケーブルを通じ
て入力された過電流に対する保護回路を備えることを特
徴とする端子箱。
【請求項２】前記保護回路は、前記太陽電池に対して
順方向に接続されるダイオードを備えることを特徴とす
る請求項１に記載の端子箱。
【請求項３】前記保護回路は、前記太陽電池の最大出
力電流の３倍以上の電流に対して前記太陽電池を保護す
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
の何れかに記載の端子箱。
【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。