【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部に配線基板を収めて保護するための外装体を用いた配線基板保護構造に関し、特に、太陽電池素子あるいは太陽電池モジュールに取り付けられる端子箱や電力変換装置等の配線部に好ましく適用できる配線基板保護構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への取り組みなどから、太陽電池で発電した直流電力を電力変換装置で交流電力に変換して、その交流電力を家庭内負荷および／または商用電力系統（以下「電力系統」と呼ぶ）に供給する太陽光発電システムが数多く設置されている。
【０００３】
さらに、ＭＩＣ（Ｍｏｄｕｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼ばれる、太陽電池（光起電力素子）が発電した電力を変換する小型の電力変換器（以下「電力変換器」と呼ぶ）を、太陽電池の受光面（以下「受光面」と呼ぶ）と反対側の面（以下「裏面」または「非受光面」と呼ぶ）に取り付けた太陽電池モジュールが、小・中規模の太陽光発電システムとして、あるいは非常用電源として期待されている。
【０００４】
なかでも、光起電力素子で発電された直流電力を交流電力に変換する、もしくは、直流電力のまま電圧変換する機能を果たす電力変換器を一体的に設けた太陽電池モジュール（ＡＣモジュール）の開発が注目されている。
【０００５】
この太陽電池モジュールは、光起電力素子を複数枚直列に接続した太陽電池モジュールからの出力電力を太陽電池モジュールの非受光面に搭載した電力変換器に入力し、交流電力等として出力するものである。このような太陽電池モジュールの一例として特開平９−２７１１７９号公報（特許文献１）などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２７１１７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記説明した従来技術には以下のような課題がある。
【０００８】
例えば、建材一体型の太陽電池モジュールなどではその用途により曲面にあわせて設置されることがある。
【０００９】
上記のような電力変換器を一体的に設けた太陽電池モジュールの場合、該電力変換器の外装体の材質は、通常、ある程度の機械的強度をもったアルミ・ステンレスなどの金属やプラスチック材料である。
【００１０】
その場合、太陽電池モジュール全体を設置面の曲率にあわせて曲げた状態で設置を行おうとしても、電力変換器の外装体がその曲げに追従することができない。
【００１１】
無理に太陽電池モジュールを湾曲させて設置しようとすると、太陽電池素子、太陽電池モジュールの裏面補強材が屈曲する、あるいは曲げ応力により電力変換器内部の電力変換回路が破損するなどの問題が生じる。
【００１２】
従って、太陽電池モジュールを曲面にあわせて設置することができず、特に非結晶シリコン太陽電池を用いた建材一体型モジュールのような太陽電池モジュール自体のフレキシブル特性を十分に活かすことが出来なかった。
【００１３】
本発明は上記説明した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールあるいは太陽電池素子等の曲面設置に対応でき、端子箱や電力変換装置等の配線部に好ましく適用できる配線基板保護構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
〔解決手段１〕
少なくとも一方向に湾曲可能なように弾性材料を壁面材として配した中空の外装体内に配線基板を収め、該配線基板は屈曲性を有する橋絡部材により前記外装体に橋絡保持することを特徴とする配線基板保護構造。
【００１５】
〔解決手段２〕
前記橋絡部材により外装体に橋絡保持されている配線基板を含む被橋絡部が、外装体と直接接していないことを特徴とする解決手段１に記載の配線基板保護構造。
【００１６】
〔解決手段３〕
前記橋絡部材が、前記配線基板上に配された端子に電気的に接続された電線であることを特徴とする解決手段１又は２に記載の配線基板保護構造。
【００１７】
〔解決手段４〕
前記橋絡部材が、ヒンジを有することを特徴とする解決手段１又は２に記載の配線基板保護構造。
【００１８】
〔解決手段５〕
ヒンジの回転支点が配線基板端部近傍にあることを特徴とする解決手段４に記載の配線基板保護構造。
【００１９】
〔解決手段６〕
前記配線基板が電力変換回路基板であることを特徴とする解決手段１から５のいずれかに記載の配線基板保護構造。
【００２０】
〔解決手段７〕
前記配線基板が端子部を有することを特徴とする解決手段１から５のいずれかに記載の配線基板保護構造。
【００２１】
〔解決手段８〕
前記配線基板が樹脂コーティング又はポッティングされていることを特徴とする解決手段１から７のいずれかに記載の配線基板保護構造。
【００２２】
〔解決手段９〕
解決手段１から８のいずれかに記載の配線基板保護構造を有する配線部を備えた太陽電池素子。
【００２３】
〔解決手段１０〕
太陽電池が非結晶シリコン太陽電池であることを特徴とする解決手段９に記載の太陽電池素子。
【００２４】
〔解決手段１１〕
解決手段９に記載の太陽電池素子が湾曲形状に設置された太陽光発電システム。
【００２５】
〔解決手段１２〕
解決手段１から８のいずれかに記載の配線基板保護構造を有する配線部を備えた太陽電池モジュール。
【００２６】
〔解決手段１３〕
太陽電池が非結晶シリコン太陽電池であることを特徴とする解決手段１２に記載の太陽電池モジュール。
【００２７】
〔解決手段１４〕
解決手段１２に記載の太陽電池モジュールが湾曲形状に設置される太陽光発電システム。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
なお、以下の説明では、電力変換器および太陽電池モジュールを用いて説明するが、本発明の範囲をこれらの例に限定する趣旨のものではない。
【００３０】
（実施形態１）
以下、まず太陽電池モジュール１０１の構成概要について説明し、次に各構成要素を説明し、さらに太陽電池モジュール本体１１０および本発明の配線基板保護構造を有する電力変換器（配線部）１０７の製造方法ならびに電力変換器１０７の太陽電池モジュール本体１１０への取り付け方法について説明し、最後に太陽電池モジュール１０１を設置し、太陽光発電システムを構築する方法について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態１の太陽電池モジュール１０１の構成例を示す模式的な概略断面図である。
【００３２】
図１は、光起電力素子（太陽電池）１０６を含む太陽電池モジュール本体１１０と電力変換器１０７とが一体化した太陽電池モジュール１０１の一例を示している。
【００３３】
太陽電池モジュール本体１１０は、耐候性フィルム１０２、充填材１０４、光起電力素子１０６、充填材１０５および裏面補強材１０３とから構成されており、電力変換器１０７には、出力を取り出す出力リード線１０８が配線されている。
【００３４】
太陽電池モジュール本体１１０の太陽光の受光面１０９には、耐候性フィルム１０２が配置され、その内部には光起電力素子１０６が配置されている。光起電力素子１０６の周囲には透光性を有する充填材１０４、１０５が配置され、光起電力素子１０６を固定している。
【００３５】
太陽電池モジュール１０１の受光面１０９と反対側の裏面１１１には補強用の裏面補強材１０３が設置されている。また裏面補強材１０３上には、光起電力素子１０６が発電した電力を変換する電力変換器１０７が配置される。
【００３６】
受光面１０９の保護材である耐候性フィルム１０２には、耐候性の透明フィルムが用いられ、裏面補強材１０３には、金属屋根に使用されるような金属鋼板などが用いられる。金属鋼板の表面は、例えば、耐候性を高めるためにポリエステル樹脂、フッ素樹脂などをコーティングして用いることもできる。
【００３７】
上記の構造をもつ太陽電池モジュール１０１は、例えば折曲加工により、折版形状、瓦棒形状、横葺き形状などの屋根材、あるいは、壁材などの建材形状に容易に成形することができるのが特徴である。
【００３８】
また、曲面など建造物の形状にあわせて設置することも可能である。
【００３９】
とくに、後述説明する導電性の基板を用いるアモルファスシリコン太陽電池は、機械的強度が高く可曲性を有するために、アモルファスシリコン太陽電池を用いた太陽電池モジュール１０１は、形状自由度が高く、様々な屋根形状や壁形状に対応することができ、曲面形状にも容易に追従して設置することが可能である。
【００４０】
［光起電力素子］
光起電力素子１０６は特に限定されるものではないが、例えば、シリコン半導体の単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池およびアモルファスシリコン太陽電池などを使用できる。
【００４１】
また、化合物半導体も使用することができ、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物太陽電池、ＩＩ−ＶＩ族化合物太陽電池およびＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物太陽電池などを使用できる。
【００４２】
とくに、アモルファスシリコン太陽電池は、高温時にアニール効果により発電効率が回復するという特性を示し、フィルムや導電性材料の基板上に薄膜技術により形成することができるので、光起電力素子１０６自体を軽量化することが可能である。
【００４３】
中でも特に、導電性基板を用いるアモルファスシリコン太陽電池などの非結晶太陽電池は、構造的な強度が強く、しかも可撓性を有するため、形状加工の自由度が高く、様々な屋根形状や壁形状に対応できる。
【００４４】
従って、建材一体型の太陽電池モジュール１０１を形成する際に、光起電力素子１０６としてアモルファスシリコン太陽電池などの非結晶太陽電池を使用することは特に好ましい。
【００４５】
また、湾曲形状に変形して設置される太陽電池モジュールを形成する際にも、光起電力素子としてはアモルファスシリコン太陽電池などの非結晶太陽電池を用いることが好ましい。
【００４６】
［電力変換器］
配線部の一形態として示している電力変換器１０７には、直流電力を交流電力に変換するインバータ、あるいは直流電力を電圧が異なる直流電力に変換する（昇圧または降圧する）ＤＣ／ＤＣコンバータ等を使用することができる。
【００４７】
以下の説明では、図２を用い、電力変換器１０７がインバータの場合を一例として説明する。
【００４８】
図２は、図１中の電力変換器１０７を詳細に示す概略断面図である。
【００４９】
ここで電力変換器１０７と電力変換器２０７とは同じものである。
【００５０】
電力変換器２０７は、光起電力素子１０６と接続された入力リード線２０４、電力変換用の電力変換回路２０１、電力出力用の出力リード線１０８、およびそれらを保護する外装体を構成する外装材（壁面材）２０２、２０５、出力リード線が外装体を貫通する部分に設けるブッシング２０３よりなる。
【００５１】
ここで、出力リード線の端部は電力変換回路２０１の電力変換回路基板（配線基板）２０６に接続され、もう一端は外装材２０２に設けられたブッシング２０３を貫通して外に導出される。
【００５２】
防水ブッシング２０３は、出力リード線１０８部から電力変換器２０７内部に雨水が浸入するのを防ぐために設けられており、場合によってはケーブルコネクタを用いてもよい。
【００５３】
このとき出力リード線１０８の端部は素線に力が加わらないように抑え部材２０８により電力変換回路基板２０６上に固定されている。
【００５４】
このように該出力リード線１０８は電力変換回路２０１が形成されている電力変換回路基板２０６と外装材２０２との間の橋絡部材として用いられている。
【００５５】
本形態においては、電力変換回路基板２０６を屈曲性を有する橋絡部材により外装体に橋絡保持することで、橋絡部材により外装体に橋絡保持されている電力変換回路基板２０６を含む被橋絡部と外装材２０２、２０５との間に空隙を有する構造を実現している。
【００５６】
また、外装材２０２は、太陽電池モジュール本体１１０の裏面補強材１０３に接着剤などにより強固に取り付けられる。
【００５７】
なお電力変換器２０７の外装体は、太陽電池モジュール本体１１０の設置状態にあわせて少なくとも一方向に湾曲させることができる可撓性を有する構造であることが必要であり、本発明はこのように湾曲可能なように弾性材料を壁面材として配した中空の外装体を用いるものである。中空の外装体の形状は、取り付け面に強固に固着可能な平面を有していれば特に制限はなく、箱形、蒲鉾型、ドーム型等が例として挙げられる。例えば本形態のように箱形を採用する場合には、取り付け面を含む少なくとも２組の対向する面の壁面材に弾性材料を用いれば、一方向に湾曲可能となる。また蒲鉾型を採用する場合には、底面を取り付け面とし、該底面と、底面に対向する曲面とに弾性材料を用いた壁面材を配すれば一方向に湾曲可能となる。無論、外装体を構成する壁面材（外装材）の全てを弾性材料で構成しても構わない。
【００５８】
使用する弾性材料については、想定される使用状況に応じて、耐熱性、耐湿性、耐水性、電気絶縁性、耐寒性、耐油性、耐候性などの性能を有するものが好ましい。
【００５９】
具体的には、電力変換回路が配される電力変換回路基板２０６に比べて可撓性が良いものであり、天然ゴムや、ＳＢＲ，ＮＢＲ，ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭなどの合成ゴムがあり、適時選択することが出来る。
【００６０】
また、太陽電池モジュールが設置される面の曲率によっては、薄板形状のプラスチック材料、銅などの金属材料も利用できる。
【００６１】
また、外装材は上記のような材料により全部材を構成する他に、橋絡部材を固定する外装材を、プラスチック材料や鉄、銅、アルミニウム、ステンレスあるいはそれらの合金などで構成し、その他の部分を上記天然ゴムや合成ゴムなどのゴム材料で構成しても良い。
【００６２】
また、橋絡部材は上記外装体が湾曲しても配線基板に応力が発生しないように屈曲性を有する部材であり、可撓性の材料で構成する、ヒンジを有する部材を用いる等が例として挙げられる。
【００６３】
可撓性の材料で構成する場合には、外装体の湾曲に追従できるだけの可撓性を有する材料であり、かつ配線基板を支持できるだけの剛性を持つ必要がある。この場合の橋絡部材は配線基板に比べて可撓性が大きく、復元力が小さい材料である。
【００６４】
ここで橋絡部材として、本実施例のように出力リード線のような、配線基板上に配された端子に電気的に接続された電線を用いれば、他に橋絡部材としての材料を使用する必要がない。
【００６５】
また、このような橋絡部材としては、前記外装体同様に天然ゴムや合成ゴムを単体で用いることもできる。
【００６６】
また、必要に応じその端部を接着、かしめなどにより金属と接合して、該金属を外装体に固定してもよい。
【００６７】
さらには、薄形の銅、ステンレスなどの金属を用いることもできる。
【００６８】
一方、橋絡部材としてヒンジを有する部材を用いる場合には、金属あるいはプラスチックなどの硬質材料も使用可能である。
【００６９】
なお、橋絡部材を配線基板あるいは外装体に取り付ける方法としては、各々の材質に応じて、テープ貼り、接着剤による接着、半田づけ、ねじ止めなどの方法をとることができる。
【００７０】
ここで、電力変換回路２０１は、光起電力素子１０６から出力される直流電圧をインバータ回路の入力電圧に昇圧する昇圧回路２０１ａ、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路２０１ｂ、並びに、電力変換の起動／停止、光起電力素子１０６の動作点の最適化、運転モードなどを制御する制御回路２０１ｃ、電力系統連系保護回路（図示せず）、通信回路（図示せず）などから構成される。
【００７１】
昇圧回路２０１ａとしては、昇圧チョッパ回路、倍電圧整流回路、直並列チョッパ回路など公知公用の様々な回路を用いることができる。
【００７２】
インバータ回路２０１ｂとしては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子に使用する電圧型インバータが好ましい。制御回路２０１ｃの制御信号により、スイッチング素子のゲートを駆動することで、所望する周波数、位相および電圧を有する交流電力を得ることができる。
【００７３】
制御回路２０１ｃは、例えば、ＣＰＵ、ＰＷＭ波形制御回路、周波数・電圧基準発生器、電流基準発生器、モード切換器およびスイッチング制御回路などを備える。また、制御回路２０１ｃは、通信線などを介して外部から操作できるようにしてもよく、制御回路２０１ｃ自体は電力変換器１０７外に配置して、複数の電力変換器１０７を一括制御することもできる。
【００７４】
［裏面補強材］
太陽電池モジュール本体１１０の裏面補強材１０３の材料に特に限定はないが、機械的強度が高く、温度変化による歪、ソリが少ないものが良く、設置形状にあわせて曲げることが可能な金属板などを用いることができる。
【００７５】
利用可能な材料の一例としては、金属、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、セラミックあるいはポリカーボネート、テドラ／Ａｌ／テドラ等を使用することができる。
【００７６】
例えば、アルミニウム板、ステンレス鋼板、チタン板等の他に、亜鉛メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板などのメッキ鋼板を使用することができるが、これらに限られたものではない。
【００７７】
また上記材料は、必要に応じて、その表面が陽極酸化処理あるいはポリエステル樹脂、アクリル樹脂等で樹脂コーティングし、耐久性を増して使用することもできる。
【００７８】
なお金属屋根材一体型の太陽電池モジュール１０１では、折り曲げ加工する場合もあるが、裏面補強材１０３として金属板を使用することにより、太陽電池モジュール１０１を一般の金属屋根材と同様に扱うことができる。
【００７９】
〔作製方法〕
［太陽電池モジュールの作製］
次に、太陽電池モジュール本体１１０の作製方法の一例について説明する。
【００８０】
使用する材料として、例えば耐候性フィルム１０２には、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）を用い、裏面補強材１０３には、ポリエステル樹脂コートされた０．４ｍｍ厚の鋼板を用い、充填材１０４、１０５にはＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマ、耐候性グレ−ド）を用いる。
【００８１】
図１に示すように、まず裏面補強材１０３を設置し、その上に充填材１０５を積層し、その上に直列接続した光起電力素子１０６を積層し、さらに充填材１０４を積層し、その上に耐候性フィルム１０２を積層することにより積層体を得る。
【００８２】
この積層体を、真空ラミネータを用いて、１５０℃で充填材１０４および１０５を溶融させることにより、光起電力素子１０６を裏面補強材１０３および耐候性フィルム１０２で挟み込み、樹脂封止した太陽電池モジュール本体１１０を作製することができる。
【００８３】
［電力変換器の作製］
次に、電力変換器２０７の作製方法の一例について図３を用いて説明する。ここで、図中、図２と同じ箇所には図２と同じ番号を振ることとする。
【００８４】
まず、防水ブッシング２０３を外装材の基部２０２の側面部に取り付ける。
【００８５】
ここで、予め電力変換回路２０１は電力変換回路基板２０６上に実装されている。
【００８６】
次に出力リード線１０８を防水ブッシング２０３に挿通し、電力変換回路基板２０６上で電力変換回路２０１と半田付けにより電気的に接続する。
【００８７】
そこで出力リード線１０８は電力変換回路基板２０６上に抑え部材２０８により固定される。
【００８８】
次に入力リード線２０４を電力変換回路２０１の入力部に半田付けすることにより電気的に接続する。ここで外装材の基部２０２の太陽電池モジュールと接する面（取り付け面）には入力リード線が挿通されるための孔部（不図示）が設けられている。
【００８９】
そして、電力変換回路２０１を備えた電力変換回路基板２０６を所定の位置に橋絡保持し、外装材蓋部２０５をシリコーン接着剤により外装材基部２０２に接着することにより電力変換器２０７を作製することができる。
【００９０】
［電力変換器の取付］
次に、電力変換器２０７を太陽電池モジュール本体１１０へ取付ける方法について説明する。
【００９１】
裏面補強材１０３は、ポリエステル樹脂コートされた長方形の鋼板であり、光起電力素子１０６から電力を取り出すための電極（図示せず）に合わせて、直径１５ｍｍ程度の孔を予め開けてある。ただし、この孔は太陽電池モジュール本体１１０の作製時に、充填材１０５で充填されている。
【００９２】
そこで、まず、端子部分の充填材１０５を除去し、次に、光起電力素子１０６の電極（図示せず）に、電力変換器２０７の入力リード線をはんだ付けする。
【００９３】
次に、電力変換器２０７の外装材２０２にシリコーン接着剤を所定量塗布し、電力変換器２０７を裏面補強材１０３へ接着する。
【００９４】
このようにして電力変換器２０７が太陽電池モジュール本体１１０と一体化された太陽電池モジュールが作製される。
【００９５】
太陽電池モジュールは、電力変換器２０７が先に説明したインバータの場合には、複数枚接続したあとに家庭内負荷に使用され、あるいは／かつ電力系統に連系することができる。
【００９６】
このようにして作製される太陽電池モジュールは、所定の日射量があると、光起電力素子１０６が発電する直流電力を電力変換器２０７によって交流電力に変換して、出力リード線１０８を介して出力することができる。
【００９７】
［太陽電池モジュールの設置方法］
次に上記作製した太陽電池モジュールを曲面形状に設置する方法について述べる。
【００９８】
まず太陽電池モジュールを設置する架台として図４に示すような曲線を有する架台を準備する。
【００９９】
そして、架台４０２には複数の太陽電池モジュールを挿入していくためのスライド部材４０３が設けられている。
【０１００】
そして、上記作製した太陽電池モジュール４０１を各々差し込んでいき、それぞれの出力リード線４０８を接続することにより太陽光発電システムを構築することができる。
【０１０１】
ここで一括された太陽電池モジュールの出力は電力系統連系を行うか負荷で消費することができる。
【０１０２】
このとき、各々の太陽電池モジュール４０１は架台４０２の湾曲形状により、各々の電力変換器４０７も図５に断面図を示すように変形される。
【０１０３】
ここで電力変換器４０７は上記説明したように弾性部材で構成されているため、太陽電池モジュールの形状変更による応力が電力変換器内部の電力変換回路に伝わらず、曲面設置の場合の太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。
【０１０４】
また、さらに確実に形状変更による応力を電力変換回路基板や電力変換回路に生じさせないようにしてこれらを保護するためには、上述の本形態のように、電力変換回路基板を含む被橋絡部と外装体とが直接接してないように空隙を設けておけば良い。
【０１０５】
（実施形態２）
次に、本発明に係る実施形態２の太陽電池モジュールについて図６を用いて説明する。
【０１０６】
太陽電池モジュールの太陽電池モジュール本体１１０は、実施形態１で説明した太陽電池モジュール１０１の太陽電池モジュール本体１１０と全く同じであり、電力変換器６０７のみが異なる。
【０１０７】
そこで、以下の説明では、図１に相当する太陽電池モジュールの全体構成図およびその共通する説明は重複するので省略し、図６に示す電力変換回路６０７を用いて、電力変換器１０７と異なる点のみ説明する。
【０１０８】
また図６の説明では、電力変換器１０７と共通する各構成要素については、同じ符号を付してその説明は重複するので省略するものとし、異なる点についてのみ以下説明する。
【０１０９】
［電力変換器］
まず、実施形態２の電力変換器６０７の特徴を説明する。
【０１１０】
電力変換器６０７は、実施形態１の電力変換器１０７に比べ、出力リード線を取り出す方向によらず、太陽電池モジュールの曲げ方向を決めることができる。
【０１１１】
言い換えれば電力変換器から取り出される出力リード線は橋絡部材としての役割を兼ね備えていないため、任意の方向に取り出すことができる。
【０１１２】
次に、電力変換器６０７の構成について説明する。
【０１１３】
電力変換器６０７の各構成要素の中で、電力変換器１０７と同じものは詳しい説明を省略し、異なるもののみの説明を行う。
【０１１４】
まず、電力変換器６０７の外装体は、太陽電池モジュールに接する面と一対の側面を一体成型して設けたＥＰＤＭ製の第一の外装材６０１を含み、第一の外装材６０１の両端に接着剤により貼り付けられるアルミ製の第二の外装材６０２と第三の外装材６０３を含む。
【０１１５】
さらに、電力変換回路２０１を内部に格納したあとに上記外装材に接着剤により取り付ける外装材蓋部６０４を有する。
【０１１６】
ここで、第一の外装材６０１、第二の外装材６０２および第三の外装材６０３は図７に示すような構造を有し、出力リード線は第一の外装材６０１の側面の孔部より導出される。
【０１１７】
そして、電力変換回路基板２０６は橋絡部材であるヒンジ６０５により上記第二の外装材６０２と第三の外装材６０３にねじ止めにより固定される。
【０１１８】
また、電力変換回路基板表面にはあらかじめ、フッ素樹脂で耐湿コーティングが施してある。
【０１１９】
［太陽電池モジュールの設置方法］
上記作製した電力変換器６０７を太陽電池モジュールに取り付ける方法については実施形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２０】
次に上記作製した太陽電池モジュールを曲面形状に設置する方法について述べる。
【０１２１】
太陽電池モジュールを設置する架台として、図４を用いて示した実施形態１の架台と同様の曲線を有する図８のような架台８０２を準備し、同様に太陽電池モジュールを設置していく。
【０１２２】
そして、太陽電池モジュール８０１同士は太陽電池モジュールの曲げ方向と鉛直方向より取り出された出力リード線８０８を接続していき、太陽光発電システムを構築することができる。
【０１２３】
ここで一括された太陽電池モジュールの出力は電力系統連系を行うか負荷で消費することができる。
【０１２４】
このとき、各々の太陽電池モジュールは架台８０２の湾曲形状により、各々の電力変換器８０７も図９に断面図を示すように変形することができる。
【０１２５】
ここで電力変換器６０７は上記説明したように外装体の一部（箱形の外装体の対向する２面）が弾性材料で構成されており、さらに内部の電力変換回路基板と外装体間に空隙を設け、さらに電力変換回路基板と外装体間がヒンジで橋絡されているため、太陽電池モジュールの形状変更による応力が電力変換器内部の電力変換回路に伝わらず、曲面設置の場合の太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。
【０１２６】
（実施形態３）
次に、本発明に係る実施形態３の太陽電池モジュールについて説明する。
【０１２７】
太陽電池モジュール本体は、実施形態１で説明した太陽電池モジュール１０１の太陽電池モジュール本体１１０と全く同じであり、電力変換器のみが異なる。
【０１２８】
そこで、以下の説明では、太陽電池モジュールの全体構成図およびその共通する説明は重複するので省略し、図１０に示す電力変換器１００７を用いて、実施形態２で用いた電力変換器６０７と異なる点のみ説明する。
【０１２９】
なお図１０の説明では、電力変換器６０７と共通する各構成要素については、同じ符号を付してその説明は重複するので省略するものとし、異なる点についてのみ以下説明する。
【０１３０】
［電力変換器］
まず、実施形態３の電力変換器１００７の特徴を説明する。
【０１３１】
本形態の電力変換器１００７は、実施形態２の電力変換器６０７と電力変換回路の構成と形状、外装体形状、ヒンジ形状は同一であるが、電力変換回路基板の外装体内部への取り付け位置により太陽電池モジュールの曲げ許容を大きくすることができるものである。
【０１３２】
本形態においては、電力変換回路基板１００６を含む被橋絡部（ポッティングケース１００１をも含む）は、太陽電池モジュールに接着される外装材６０１への距離Ｘと、外装材の蓋部材６０４との距離Ｙとが等しくなるように橋絡保持され、太陽電池モジュールの曲げ許容を最大にすることができる。
【０１３３】
ここで、電力変換器１００７の構成について説明する。
【０１３４】
電力変換器１００７の各構成要素の中で、電力変換器６０７と同じものは詳しい説明を省略し、異なるもののみの説明を行う。
【０１３５】
まず、電力変換器１００７の外装材は実施形態２と同様のものを用いるため詳しい説明を省略する。
【０１３６】
また、橋絡部材についても実施形態２と同様のものを用いるため、これも詳しい説明を省略する。
【０１３７】
また、ここで電力変換回路基板１００６上の電力変換回路はポッティングケース１００１に入れられ、シリコーン充填剤により充填される。
【０１３８】
ポッティングケースとしてはシリコーン充填剤が電力変換回路中の最も高背の部品を覆い隠すだけの高さで充填されるようなものが準備される。
【０１３９】
ここでは、ポッティングケースに電力変換回路基板を入れ、シリコーン充填剤を充填したが、ケース無しでホットメルト材料や他の粘度が高い充填剤などを使用して、電力変換回路基板の部品を充填することも可能である。
【０１４０】
さらに、上記電力変換回路基板を実施形態２と同様にヒンジ６０５により、第二および第三の外装材６０２、６０３に橋絡保持する。
【０１４１】
［太陽電池モジュールの設置方法］
上記作製した電力変換器１００７を太陽電池モジュールに取り付ける方法については実施形態２とほぼ同じため、その説明を省略する。
【０１４２】
また、本実施形態の太陽電池モジュールを使用した設置形態も実施形態２と同じため、その説明を省略する。
【０１４３】
本形態においても、実施形態２と同様に太陽電池モジュールの形状変更による応力が電力変換器内部の電力変換回路に伝わらず、曲面設置の場合の太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。
【０１４４】
また、本実施形態では、上記のように被橋絡部と上下の外装材までの距離が等しいため、限られた外装体の厚さにおいて最大限に太陽電池モジュールの曲げを行うことができる。
【０１４５】
太陽電池モジュールに取り付けられる外装体については、設計あるいは外観上、外装体の厚みはより薄い方が好ましく、限られた厚さの外装体において曲げ許容を最大にする意義は大きい。
【０１４６】
以上の発明の実施の形態における説明は、配線部として電力変換回路基板を内包した外装体を用いた配線基板保護構造を有するものを備えた太陽電池モジュールについて行ったが、バイパスダイオードなどを配線基板上に実装し、配線基板上に端子部を有する端子箱を配線部として備えた太陽電池モジュール等についても同様に適用できる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、曲面に設置する場合にも配線基板に応力が生じない配線基板保護構造が実現され、これにより信頼性に優れた電力変換器付き太陽電池モジュール等が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板保護構造を有する配線部を備えた太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の配線基板保護構造を有する電力変換器の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の電力変換器の組み立て例を示す概略図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの設置例を示す概略図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールを設置した状態での電力変換器の概略図である。
【図６】実施形態２における電力変換器の概略図である。
【図７】実施形態２における電力変換器の外装材の概略図である。
【図８】実施形態２における太陽電池モジュールの設置例である。
【図９】実施形態２における太陽電池モジュールを設置した状態での電力変換器の概略図である。
【図１０】実施形態３における電力変換器の概略図である。
【符号の説明】
１０１ 太陽電池モジュール
１０２ 耐候性フィルム
１０３ 裏面補強材
１０４ 充填材
１０５ 充填材
１０６ 光起電力素子
１０７、２０７、４０７、６０７、８０７、１００７ 電力変換器（配線部）
１０８ 出力リード線
１０９ 受光面
１１０ 太陽電池モジュール本体
１１１ 裏面
２０１ 電力変換回路
２０１ａ 昇圧回路
２０１ｂ インバータ回路
２０１ｃ 制御回路
２０２ 外装材基部
２０３ 防水ブッシング
２０４ 入力リード線
２０５ 外装材蓋部
２０６、１００６ 電力変換回路基板（配線基板）
２０８ 抑え部材
４０１ 太陽電池モジュール
４０２ 架台
４０３ スライド部材
４０８ 出力リード線
６０１ 第一の外装材（壁面材）
６０２ 第二の外装材（壁面材）
６０３ 第三の外装材（壁面材）
６０４ 外装材蓋部（壁面材）
８０１ 太陽電池モジュール
８０２ 架台
８０３ スライド部材
８０８ 出力リード線
１００１ ポッティングケース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board protection structure using an exterior body for housing and protecting a wiring board therein, and is particularly preferably applied to a wiring portion of a terminal box or a power converter attached to a solar cell element or a solar cell module. The present invention relates to a wiring board protection structure that can be used.
[0002]
[Prior art]
In recent years, DC power generated by solar cells has been converted into AC power by a power converter, and the AC power has been converted into a domestic load and / or a commercial power system (hereinafter, referred to as a “power system”) due to efforts to address environmental issues. ), There are many solar power generation systems installed.
[0003]
Further, a small power converter (hereinafter referred to as “power converter”) that converts power generated by a solar cell (photovoltaic element), which is called an MIC (Module Integrated Converter), is connected to a light receiving surface (hereinafter, referred to as “power converter”) of the solar cell. A photovoltaic module installed on the opposite side (hereinafter referred to as the “back side” or “non-receiving side”) of the “light receiving surface” can be used as a small / medium-scale solar power generation system or as an emergency power supply Expected.
[0004]
Above all, development of a solar cell module (AC module) integrated with a power converter that converts DC power generated by a photovoltaic element into AC power or converts DC power as voltage Is attracting attention.
[0005]
In this solar cell module, output power from a solar cell module in which a plurality of photovoltaic elements are connected in series is input to a power converter mounted on a non-light receiving surface of the solar cell module, and output as AC power or the like. is there. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-271179 (Patent Document 1) is an example of such a solar cell module.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-271179
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technology described above has the following problems.
[0008]
For example, a solar cell module integrated with a building material may be installed in accordance with a curved surface depending on its use.
[0009]
In the case of a solar cell module integrally provided with the power converter as described above, the material of the exterior body of the power converter is usually a metal or plastic material such as aluminum or stainless steel having a certain mechanical strength. is there.
[0010]
In that case, even if the installation is performed with the entire solar cell module bent in accordance with the curvature of the installation surface, the exterior body of the power converter cannot follow the bending.
[0011]
If the solar cell module is forcibly installed in a curved state, the solar cell element and the back reinforcing material of the solar cell module may be bent, or a power conversion circuit in the power converter may be damaged by bending stress.
[0012]
Therefore, the solar cell module cannot be installed in conformity with the curved surface, and in particular, the flexible characteristics of the solar cell module itself, such as a building material integrated module using an amorphous silicon solar cell, cannot be fully utilized.
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the related art, and its object is to respond to the installation of a curved surface such as a solar cell module or a solar cell element, and to a wiring section such as a terminal box or a power conversion device. It is an object of the present invention to provide a wiring board protection structure that can be preferably applied to a wiring board.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
[Solution 1]
The wiring board is housed in a hollow exterior body in which an elastic material is arranged as a wall material so as to be able to bend in at least one direction, and the wiring board is bridged to the exterior body by a bridging member having flexibility. Wiring board protection structure.
[0015]
[Solution 2]
2. The wiring board protection structure according to claim 1, wherein a bridged part including the wiring board held by the bridging member on the exterior body is not in direct contact with the exterior body.
[0016]
[Solution 3]
3. The wiring board protection structure according to claim 1, wherein the bridging member is an electric wire electrically connected to a terminal disposed on the wiring board.
[0017]
[Solution 4]
3. The wiring board protection structure according to claim 1, wherein the bridging member has a hinge.
[0018]
[Solution 5]
The wiring board protection structure according to claim 4, wherein the pivot of the hinge is near the end of the wiring board.
[0019]
[Solution 6]
The wiring board protection structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the wiring board is a power conversion circuit board.
[0020]
[Solution 7]
6. The wiring board protection structure according to claim 1, wherein the wiring board has a terminal portion.
[0021]
[Solution 8]
8. The wiring board protection structure according to claim 1, wherein said wiring board is resin-coated or potted.
[0022]
[Solution 9]
A solar cell device comprising a wiring portion having the wiring substrate protection structure according to any one of claims 1 to 8.
[0023]
[Solution 10]
The solar cell element according to Solution 9, wherein the solar cell is an amorphous silicon solar cell.
[0024]
[Solution 11]
A solar power generation system in which the solar cell element according to claim 9 is installed in a curved shape.
[0025]
[Solution 12]
A solar cell module comprising a wiring section having the wiring board protection structure according to any one of claims 1 to 8.
[0026]
[Solution 13]
The solar cell module according to Solution 12, wherein the solar cell is an amorphous silicon solar cell.
[0027]
[Solution 14]
A solar power generation system in which the solar cell module according to claim 12 is installed in a curved shape.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
In the following description, a power converter and a solar cell module will be described, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
[0030]
(Embodiment 1)
Hereinafter, first, the configuration outline of the solar cell module 101 will be described, and then each component will be described. Further, a method of manufacturing the solar cell module main body 110 and the power converter (wiring portion) 107 having the wiring board protection structure of the present invention In addition, a method of attaching the power converter 107 to the solar cell module body 110 will be described, and finally, a method of installing the solar cell module 101 and constructing a solar power generation system will be described.
[0031]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of a solar cell module 101 according to Embodiment 1 of the present invention.
[0032]
FIG. 1 shows an example of a solar cell module 101 in which a solar cell module main body 110 including a photovoltaic element (solar cell) 106 and a power converter 107 are integrated.
[0033]
The solar cell module main body 110 is composed of a weather-resistant film 102, a filler 104, a photovoltaic element 106, a filler 105, and a back reinforcing member 103, and an output lead wire for taking out an output is provided to a power converter 107. 108 is wired.
[0034]
The weather-resistant film 102 is disposed on the light-receiving surface 109 of the solar cell module main body 110 for receiving sunlight, and the photovoltaic element 106 is disposed therein. Light-transmitting fillers 104 and 105 are arranged around the photovoltaic element 106, and fix the photovoltaic element 106.
[0035]
On the back surface 111 of the solar cell module 101 opposite to the light receiving surface 109, a back surface reinforcing member 103 for reinforcement is provided. A power converter 107 for converting the power generated by the photovoltaic element 106 is disposed on the back surface reinforcing member 103.
[0036]
A weather-resistant transparent film is used for the weather-resistant film 102 which is a protective material for the light receiving surface 109, and a metal steel plate or the like used for a metal roof is used for the back surface reinforcing material 103. For example, the surface of the metal steel sheet may be coated with a polyester resin, a fluororesin, or the like in order to enhance weather resistance.
[0037]
The solar cell module 101 having the above structure can be easily formed into a roofing material such as a folded plate shape, a tile bar shape, a horizontal roofing shape, or a building material shape such as a wall material by, for example, bending. Is the feature.
[0038]
In addition, it is also possible to install according to the shape of the building such as a curved surface.
[0039]
In particular, since an amorphous silicon solar cell using a conductive substrate described below has high mechanical strength and flexibility, the solar cell module 101 using an amorphous silicon solar cell has a high degree of freedom in shape, and It can correspond to various roof shapes and wall shapes, and can be installed easily following curved surfaces.
[0040]
[Photovoltaic element]
Although the photovoltaic element 106 is not particularly limited, for example, a silicon semiconductor single crystal silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, or the like can be used.
[0041]
Further, a compound semiconductor can also be used, and for example, a group III-V compound solar cell, a group II-VI compound solar cell, and a group I-III-VI compound solar cell can be used.
[0042]
In particular, an amorphous silicon solar cell has a characteristic that power generation efficiency is recovered by an annealing effect at high temperature, and can be formed on a film or a substrate made of a conductive material by a thin film technique. It is possible to make.
[0043]
In particular, amorphous solar cells such as amorphous silicon solar cells using a conductive substrate have high structural strength and flexibility, so they have a high degree of freedom in shape processing, and have various roof shapes and wall shapes. Can respond to.
[0044]
Therefore, it is particularly preferable to use an amorphous solar cell such as an amorphous silicon solar cell as the photovoltaic element 106 when forming the building material integrated solar cell module 101.
[0045]
Also, when forming a solar cell module that is deformed and installed in a curved shape, it is preferable to use an amorphous solar cell such as an amorphous silicon solar cell as the photovoltaic element.
[0046]
[Power converter]
The power converter 107 shown as an example of the wiring unit includes an inverter that converts DC power into AC power, a DC / DC converter that converts DC power into DC power having a different voltage (both step-up or step-down), and the like. Can be used.
[0047]
In the following description, a case where power converter 107 is an inverter will be described as an example with reference to FIG.
[0048]
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the power converter 107 in FIG. 1 in detail.
[0049]
Here, the power converter 107 and the power converter 207 are the same.
[0050]
The power converter 207 includes an input lead wire 204 connected to the photovoltaic element 106, a power conversion circuit 201 for power conversion, an output lead wire 108 for power output, and an exterior material forming an exterior body for protecting them. (Wall material) 202 and 205, and a bushing 203 provided at a portion where an output lead wire penetrates the exterior body.
[0051]
Here, one end of the output lead wire is connected to a power conversion circuit board (wiring board) 206 of the power conversion circuit 201, and the other end is led out through a bushing 203 provided on the exterior material 202.
[0052]
The waterproof bushing 203 is provided to prevent rainwater from entering the inside of the power converter 207 from the output lead wire 108, and a cable connector may be used in some cases.
[0053]
At this time, the end of the output lead wire 108 is fixed on the power conversion circuit board 206 by the restraining member 208 so that no force is applied to the wire.
[0054]
As described above, the output lead wire 108 is used as a bridging member between the power conversion circuit board 206 on which the power conversion circuit 201 is formed and the exterior material 202.
[0055]
In this embodiment, the power conversion circuit board 206 is bridged and held to the exterior body by a bridging member having flexibility, so that the power conversion circuit board 206 including the power conversion circuit board 206 held to the exterior body by the bridging member is bridged. A structure having a gap between the bridge portion and the exterior materials 202 and 205 is realized.
[0056]
The exterior member 202 is firmly attached to the back surface reinforcing member 103 of the solar cell module main body 110 by an adhesive or the like.
[0057]
Note that the exterior body of the power converter 207 needs to have a flexible structure that can be bent in at least one direction according to the installation state of the solar cell module main body 110. A hollow exterior body in which an elastic material is arranged as a wall material so as to be able to bend is used. The shape of the hollow exterior body is not particularly limited as long as it has a flat surface that can be firmly fixed to the mounting surface, and examples thereof include a box shape, a kamaboko shape, and a dome shape. For example, in the case of adopting a box shape as in the present embodiment, if an elastic material is used for at least two sets of opposing surfaces including the mounting surface, it is possible to bend in one direction. In the case of adopting the kamaboko type, if the bottom surface is used as an attachment surface and a wall material made of an elastic material is arranged on the bottom surface and the curved surface facing the bottom surface, the material can be bent in one direction. Of course, all of the wall materials (exterior materials) constituting the exterior body may be made of an elastic material.
[0058]
As the elastic material to be used, a material having performance such as heat resistance, moisture resistance, water resistance, electrical insulation, cold resistance, oil resistance, weather resistance, and the like is preferable depending on the assumed use condition.
[0059]
More specifically, it has better flexibility than the power conversion circuit board 206 on which the power conversion circuit is provided, and is made of natural rubber, SBR, NBR, butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, urethane rubber. There are synthetic rubbers such as rubber, fluorine rubber and EPDM, which can be selected as appropriate.
[0060]
Further, depending on the curvature of the surface on which the solar cell module is installed, a thin plate-shaped plastic material or a metal material such as copper can be used.
[0061]
In addition, in addition to constituting the entire member with the above materials, the exterior material for fixing the bridging member is made of a plastic material, iron, copper, aluminum, stainless steel, an alloy thereof, or the like. The portion may be made of a rubber material such as the above natural rubber or synthetic rubber.
[0062]
Further, the bridging member is a member having flexibility so that stress is not generated in the wiring board even if the above-mentioned exterior body is curved. For example, a bridging member made of a flexible material, a member having a hinge, or the like is used. No.
[0063]
In the case of using a flexible material, it is necessary that the material be flexible enough to follow the curvature of the exterior body and have sufficient rigidity to support the wiring board. The bridging member in this case is made of a material having a higher flexibility and a smaller restoring force than the wiring board.
[0064]
Here, if an electric wire, such as an output lead wire, electrically connected to a terminal arranged on a wiring board is used as the bridging member, a material as the bridging member is used. No need to do.
[0065]
Further, as such a bridging member, a natural rubber or a synthetic rubber can be used alone as in the case of the outer casing.
[0066]
If necessary, the end may be bonded to a metal by bonding, caulking, or the like, and the metal may be fixed to the exterior body.
[0067]
Further, a thin metal such as copper or stainless steel can be used.
[0068]
On the other hand, when a member having a hinge is used as the bridging member, a hard material such as metal or plastic can be used.
[0069]
In addition, as a method of attaching the bridging member to the wiring board or the exterior body, a method such as tape attachment, adhesion with an adhesive, soldering, or screwing can be adopted according to each material.
[0070]
Here, the power conversion circuit 201 includes a booster circuit 201a that boosts a DC voltage output from the photovoltaic element 106 to an input voltage of the inverter circuit, an inverter circuit 201b that converts DC power to AC power, and a power conversion circuit. Control circuit 201c for controlling start / stop, optimization of operating point of photovoltaic element 106, operation mode, etc., power system interconnection protection circuit (not shown), communication circuit (not shown), etc. .
[0071]
As the booster circuit 201a, various known circuits such as a booster chopper circuit, a voltage doubler rectifier circuit, and a series-parallel chopper circuit can be used.
[0072]
As the inverter circuit 201b, a voltage type inverter using an IGBT or a MOSFET as a switching element is preferable. By driving the gate of the switching element with a control signal of the control circuit 201c, AC power having a desired frequency, phase, and voltage can be obtained.
[0073]
The control circuit 201c includes, for example, a CPU, a PWM waveform control circuit, a frequency / voltage reference generator, a current reference generator, a mode switch, and a switching control circuit. In addition, the control circuit 201c may be configured to be externally operated via a communication line or the like, and the control circuit 201c itself may be arranged outside the power converter 107 to control the plurality of power converters 107 collectively. it can.
[0074]
[Back reinforcement]
The material of the back surface reinforcing material 103 of the solar cell module main body 110 is not particularly limited, but a material having high mechanical strength, less distortion and warpage due to a temperature change is preferable, and a metal plate that can be bent according to the installation shape. Can be used.
[0075]
Examples of available materials include metal, FRP (glass fiber reinforced plastic), ceramic or polycarbonate, Tedra / Al / Tedra, and the like.
[0076]
For example, in addition to an aluminum plate, a stainless steel plate, a titanium plate and the like, a plated steel plate such as a galvanized steel plate and a galvalume steel plate can be used, but not limited thereto.
[0077]
In addition, the above-mentioned material can be used with increased durability, if necessary, by anodizing the surface or resin coating with polyester resin, acrylic resin or the like.
[0078]
In addition, in the solar cell module 101 integrated with the metal roofing material, the solar cell module 101 may be bent, but by using a metal plate as the back surface reinforcing member 103, the solar cell module 101 can be handled in the same manner as a general metal roofing material. it can.
[0079]
(Production method)
[Production of solar cell module]
Next, an example of a method for manufacturing the solar cell module main body 110 will be described.
[0080]
As a material to be used, for example, ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) is used for the weather-resistant film 102, a 0.4 mm-thick steel sheet coated with a polyester resin is used for the back surface reinforcing material 103, and the fillers 104 and 105 are used as the fillers 104 and 105. Uses EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer, weather-resistant grade).
[0081]
As shown in FIG. 1, first, a back surface reinforcing material 103 is provided, a filler 105 is laminated thereon, a photovoltaic element 106 connected in series is laminated thereon, and a filler 104 is further laminated thereon. A laminate is obtained by laminating the weather-resistant film 102 thereon.
[0082]
By using a vacuum laminator to melt the fillers 104 and 105 at 150 ° C., the photovoltaic element 106 is sandwiched between the back reinforcing member 103 and the weather-resistant film 102, and a resin-sealed solar cell module The main body 110 can be manufactured.
[0083]
[Production of power converter]
Next, an example of a method for manufacturing the power converter 207 will be described with reference to FIGS. Here, in the figure, the same parts as in FIG. 2 are assigned the same numbers as in FIG.
[0084]
First, the waterproof bushing 203 is attached to the side surface of the base 202 of the exterior material.
[0085]
Here, the power conversion circuit 201 is mounted on the power conversion circuit board 206 in advance.
[0086]
Next, the output lead wire 108 is inserted into the waterproof bushing 203 and electrically connected to the power conversion circuit 201 on the power conversion circuit board 206 by soldering.
[0087]
Therefore, the output lead wire 108 is fixed on the power conversion circuit board 206 by the holding member 208.
[0088]
Next, the input lead wire 204 is electrically connected to the input portion of the power conversion circuit 201 by soldering. Here, a hole (not shown) through which an input lead wire is inserted is provided on a surface (attachment surface) of the base 202 of the exterior material that is in contact with the solar cell module.
[0089]
Then, the power conversion circuit board 206 provided with the power conversion circuit 201 is bridged and held at a predetermined position, and the exterior material cover 205 is adhered to the exterior material base 202 with a silicone adhesive to produce the power converter 207. be able to.
[0090]
[Mounting of power converter]
Next, a method of attaching the power converter 207 to the solar cell module main body 110 will be described.
[0091]
The back surface reinforcing member 103 is a rectangular steel plate coated with a polyester resin, and has a hole having a diameter of about 15 mm in advance in accordance with an electrode (not shown) for extracting power from the photovoltaic element 106. However, this hole is filled with the filler 105 when the solar cell module main body 110 is manufactured.
[0092]
Therefore, first, the filler 105 at the terminal portion is removed, and then the input lead wire of the power converter 207 is soldered to an electrode (not shown) of the photovoltaic element 106.
[0093]
Next, a predetermined amount of silicone adhesive is applied to the exterior material 202 of the power converter 207, and the power converter 207 is bonded to the back surface reinforcing member 103.
[0094]
Thus, a solar cell module in which the power converter 207 is integrated with the solar cell module main body 110 is manufactured.
[0095]
In the case where the power converter 207 is the inverter described above, the solar cell module can be used for a domestic load after being connected to a plurality of power converters, and / or can be connected to a power system.
[0096]
When the solar cell module thus manufactured has a predetermined amount of solar radiation, the DC power generated by the photovoltaic element 106 is converted into AC power by the power converter 207, and is output via the output lead wire 108. Can be output.
[0097]
[How to install solar cell module]
Next, a method for installing the solar cell module manufactured above in a curved shape will be described.
[0098]
First, a gantry having a curve as shown in FIG. 4 is prepared as a gantry for installing the solar cell module.
[0099]
Further, a slide member 403 for inserting a plurality of solar cell modules is provided on the gantry 402.
[0100]
Then, the solar cell modules 401 manufactured as described above are inserted, and the output lead wires 408 are connected to each other, whereby a solar power generation system can be constructed.
[0101]
Here, the output of the solar cell module combined can be connected to the power system or consumed by a load.
[0102]
At this time, each solar cell module 401 is also deformed as shown in a sectional view in FIG. 5 due to the curved shape of the gantry 402.
[0103]
Here, since the power converter 407 is made of an elastic member as described above, the stress caused by the change in the shape of the solar cell module is not transmitted to the power conversion circuit inside the power converter, and the solar cell module in the case of a curved installation is used. Reliability can be improved.
[0104]
Further, in order to protect the power conversion circuit board and the power conversion circuit by preventing the stress caused by the shape change more reliably, the bridged portion including the power conversion circuit board as in the above-described embodiment is used. An air gap may be provided so that the and the exterior body are not in direct contact with each other.
[0105]
(Embodiment 2)
Next, a solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0106]
The solar cell module main body 110 of the solar cell module is exactly the same as the solar cell module main body 110 of the solar cell module 101 described in the first embodiment, and only the power converter 607 is different.
[0107]
Therefore, in the following description, the entire configuration diagram of the solar cell module corresponding to FIG. 1 and the common description thereof will be omitted because they are duplicated, and different points from the power converter 107 using the power conversion circuit 607 shown in FIG. I will explain only.
[0108]
In addition, in the description of FIG. 6, each component common to the power converter 107 is denoted by the same reference numeral, and the description thereof will not be repeated, and will not be repeated. Only different points will be described below.
[0109]
[Power converter]
First, features of the power converter 607 according to the second embodiment will be described.
[0110]
The power converter 607 can determine the bending direction of the solar cell module irrespective of the direction in which the output lead wire is taken out, as compared with the power converter 107 of the first embodiment.
[0111]
In other words, since the output lead wire taken out of the power converter does not have a role as a bridging member, it can be taken out in any direction.
[0112]
Next, the configuration of the power converter 607 will be described.
[0113]
Among the components of the power converter 607, the same components as the power converter 107 will not be described in detail, and only different components will be described.
[0114]
First, the exterior body of the power converter 607 includes a first exterior material 601 made of EPDM provided by integrally molding a surface in contact with the solar cell module and a pair of side surfaces, and is bonded to both ends of the first exterior material 601. A second exterior material 602 and a third exterior material 603 made of aluminum that are attached with an agent are included.
[0115]
Furthermore, after the power conversion circuit 201 is stored inside, there is provided an exterior material lid 604 that is attached to the exterior material with an adhesive.
[0116]
Here, the first exterior material 601, the second exterior material 602, and the third exterior material 603 have a structure as shown in FIG. 7, and the output lead wire is a hole on the side surface of the first exterior material 601. Derived from
[0117]
Then, the power conversion circuit board 206 is fixed to the second exterior material 602 and the third exterior material 603 by screws using a hinge 605 as a bridging member.
[0118]
The surface of the power conversion circuit board is previously coated with a moisture-resistant coating with a fluororesin.
[0119]
[How to install solar cell module]
The method of attaching the power converter 607 thus manufactured to the solar cell module is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0120]
Next, a method for installing the solar cell module manufactured above in a curved shape will be described.
[0121]
As a mount for installing the solar cell module, a mount 802 as shown in FIG. 8 having the same curve as the mount of the first embodiment shown in FIG. 4 is prepared, and the solar cell module is installed in the same manner.
[0122]
Then, the solar cell modules 801 are connected to the output lead wires 808 taken out from the bending direction and the vertical direction of the solar cell module, so that a solar power generation system can be constructed.
[0123]
Here, the output of the solar cell module combined can be connected to the power system or consumed by a load.
[0124]
At this time, the respective power converters 807 can be deformed as shown in the cross-sectional view of FIG. 9 due to the curved shape of the gantry 802 in each solar cell module.
[0125]
Here, as described above, the power converter 607 has a part of the exterior body (two opposing surfaces of the box-shaped exterior body) made of an elastic material, and further has a space between the internal power conversion circuit board and the exterior body. Since a gap is provided and the power conversion circuit board and the exterior body are bridged by a hinge, the stress due to the change in the shape of the solar cell module is not transmitted to the power conversion circuit inside the power converter, and the solar cell in the case of a curved surface installation The reliability of the battery module can be improved.
[0126]
(Embodiment 3)
Next, a solar cell module according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
[0127]
The solar cell module main body is exactly the same as the solar cell module main body 110 of the solar cell module 101 described in the first embodiment, and only the power converter is different.
[0128]
Therefore, in the following description, the entire configuration diagram of the solar cell module and the common description thereof will be omitted because they are duplicated, and the power converter 1007 shown in FIG. 10 is different from the power converter 607 used in the second embodiment. Only points will be described.
[0129]
In the description of FIG. 10, the same components as those of power converter 607 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated because they are the same, and only different points will be described below.
[0130]
[Power converter]
First, features of the power converter 1007 according to the third embodiment will be described.
[0131]
The power converter 1007 of the present embodiment is the same as the power converter 607 of the second embodiment in the configuration and shape of the power conversion circuit, the exterior body shape, and the hinge shape, but the mounting position of the power conversion circuit board inside the exterior body. Thus, the bending tolerance of the solar cell module can be increased.
[0132]
In this embodiment, the bridged portion including the power conversion circuit board 1006 (including the potting case 1001) is defined by the distance X to the exterior material 601 bonded to the solar cell module and the cover member 604 of the exterior material. The bridge is held so that the distance Y becomes equal, and the bending tolerance of the solar cell module can be maximized.
[0133]
Here, the configuration of the power converter 1007 will be described.
[0134]
Of the components of the power converter 1007, the same components as the power converter 607 will not be described in detail, and only different components will be described.
[0135]
First, since the same exterior material as that of the second embodiment is used for the power converter 1007, the detailed description is omitted.
[0136]
Further, since the same bridging member as that of the second embodiment is used, detailed description thereof is also omitted.
[0137]
The power conversion circuit on the power conversion circuit board 1006 is put in a potting case 1001 and filled with a silicone filler.
[0138]
A potting case is prepared in which the silicone filler is filled at a height sufficient to cover the tallest component in the power conversion circuit.
[0139]
Here, the power conversion circuit board is put in a potting case and filled with silicone filler, but without using the case, the components of the power conversion circuit board are filled using a hot melt material or other high viscosity filler. It is also possible.
[0140]
Further, the power conversion circuit board is bridged and held to the second and third exterior members 602 and 603 by the hinge 605 as in the second embodiment.
[0141]
[How to install solar cell module]
The method for attaching the power converter 1007 thus manufactured to the solar cell module is substantially the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0142]
Further, the installation mode using the solar cell module of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and the description thereof is omitted.
[0143]
Also in the present embodiment, similarly to the second embodiment, the stress due to the change in the shape of the solar cell module is not transmitted to the power conversion circuit inside the power converter, and the reliability of the solar cell module in the case of a curved surface installation can be improved.
[0144]
Further, in the present embodiment, since the distance between the bridged portion and the upper and lower exterior materials is equal as described above, the solar cell module can be bent to the maximum with a limited thickness of the exterior body.
[0145]
Regarding the exterior body attached to the solar cell module, it is preferable that the thickness of the exterior body is thinner in terms of design or appearance, and it is significant to maximize the bending tolerance in the exterior body having a limited thickness.
[0146]
The description in the above embodiments of the present invention has been made with respect to a solar cell module provided with a wiring board having a wiring board protection structure using an exterior body including a power conversion circuit board as a wiring section. The present invention can be similarly applied to a solar cell module or the like having a terminal box mounted thereon and having a terminal portion on a wiring board as a wiring portion.
[0147]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a wiring board protection structure that does not cause stress on the wiring board even when the wiring board is installed on a curved surface is realized. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a solar cell module including a wiring portion having a wiring board protection structure according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a power converter having a wiring board protection structure of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of assembling the power converter of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing an example of installation of a solar cell module of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a power converter in a state where the solar cell module of the present invention is installed.
FIG. 6 is a schematic diagram of a power converter according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of an exterior material of a power converter according to a second embodiment.
FIG. 8 is an installation example of a solar cell module according to a second embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram of a power converter in a state where a solar cell module according to a second embodiment is installed.
FIG. 10 is a schematic diagram of a power converter according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
101 Solar cell module
102 Weatherproof film
103 Back reinforcement
104 filler
105 filler
106 Photovoltaic element
107, 207, 407, 607, 807, 1007 Power converter (wiring unit)
108 Output lead wire
109 Light receiving surface
110 Solar cell module body
111 back
201 Power conversion circuit
201a booster circuit
201b Inverter circuit
201c control circuit
202 Exterior material base
203 Waterproof bushing
204 input lead wire
205 Exterior material lid
206, 1006 Power conversion circuit board (wiring board)
208 holding member
401 solar cell module
402 mount
403 slide member
408 output lead wire
601 First exterior material (wall material)
602 Second exterior material (wall material)
603 Third exterior material (wall material)
604 Exterior material lid (wall material)
801 Solar cell module
802 stand
803 slide member
808 output lead wire
1001 potting case
