【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュール設置構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に対する意織の高まりが、世界的な広がりを見せている。中でも、ＣＯ２排出に伴う地球の温暖化現象に対する危倶感は深刻で、クリーンエネルギーヘの希求はますます強まってきている。このような環境の中で、太陽電池はその安全性と扱いやすさから、クリーンエネルギー源として大きく期待されている。太陽電池は光を電気に変換する光電変換層を内部に有し、代表的な材料としては、単結晶シリコン半導体、多結晶シリコン半導体、非晶質シリコン系半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２族化合物半導体、等が挙げられる。
【０００３】
これらの太陽電池を利用した太陽光発電システムの形態として、架台に太陽電池モジュールを固定した太陽電池モジュール架台を複数列並べた地上設置型太陽電池モジュール架台を用いた大規模発電システムがある。
【０００４】
従来、上記太陽光発電システムを構築する場合、アルミフレーム等の枠体で補強された太陽電池モジュールを鋼材等によって組まれた架台に機械的に固定し、それらを複数列並べ、所望の電力を得るために直並列し、システムを組むことが一般的であった。
【０００５】
図２（ａ）、（ｂ）に一般的な枠付太陽電池モジュール、図３に一般的な架台の例を示す。
【０００６】
図２（ａ）、（ｂ）に示されたような一般的な太陽電池モジュールは、フロントカバー２０２として、白板ガラス、青板ガラス等の無機ガラス部材、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等からなる部材が好適に用いられる。フロントカバーの厚みは、素材の特性によって異なるが、概ね０．５ｍｍ以上が好ましい。バックカバー２０４としては、上記のフロントカバー用の材料として挙げたものの他、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等の合成樹脂や、ガラス、金属板等を挙げることができる。枠体２０５にはアルミニウムなどが用いられる。
封止材２０３は、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等が好適に用いられる。
【０００７】
また、従来の一般的な枠付太陽電池モジュールの裏面には、端子箱２０６があり、その内部にはバイパスダイオード２０７が内蔵されている。
【０００８】
太陽電池モジュール内の光起電力素子が木の葉や雲等、光を遮る障害物によって影になると、その部分の光起電力素子は発電せず、その光起電力素子には、直列接続されている回路の全電圧が逆電圧となって印加される。そのような場合、光起電力素子が故障するおそれがある。これを防ぐために光起電力素子、もしくは太陽電池モジュールに流れる電流をバイパスするのがバイパスダイオードである。
【０００９】
通常バイパスダイオードは、光起電力素子の逆耐圧電圧の大きさによって、１〜数直列に１個、光起電力素子又は、前記光起電力素子の数直列の直列体に並列接続されている。接続の仕方は、光起電力素子又は前記数直列の直列体の負極にバイパスダイオードのアノードを、光起電力素子又は前記数直列の直列体の正極にカソードを接続する。挿入される場所は、太陽電池モジュール裏面の端子箱内で前述のように接続されることが多く、一般的に太陽電池モジュールにパイパスダイオードを内蔵させて出荷されている。
【００１０】
図３は、一般的な鋼材を用いた地上設置型太陽電池モジュール架台であり、太陽電池モジュールを所定の角度に固定するための部材である。太陽電池モジュールは架台上に固定金具などによって固定することができる。３０１は太陽電池モジュール、３０２はモジュール取り付けアングルフレーム、３０３はアーム、３０４はベース材、３０５はアンカーボルト、３０６は基礎、３０７は横材、３０８は金具である。
【００１１】
このタイプの太陽電池モジュール設置構造体の特徴は、光起電力素子をアルミフレームなどの枠体に組み込むことによって構造上の強度を保たせ、表面をガラス、裏面を樹脂などによって光起電力素子を樹脂封止することで十分な電気絶縁性、耐候性を確保するとともに、基礎にアンカーを打ち込むことによって、架台自体の耐風圧強度を増した構造としている点にあり、現在最も一般的なものとして、広く普及している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
太陽光発電システムの最も大きな課題のひとつは、発電コストの低減である。特に、太陽光発電システムが電力市場へ本格導入されるためには、コスト低減は必須であり、従来の火力発電、または原子力発電並のコストを実現する必要がある。しかし、経済産業省の総合資源エネルギー調査会需給部会中間報告（平成１０年６月１１日）にて報告されているように、日本国内の電力料金と比較して太陽光発電システムのエネルギーコストは、２．５〜６倍であり、本格導入のためには、抜本的な低コスト化が必要である。
【００１３】
そこで、本発明者はこのような状況に鑑み、以下の点に注目した。
【００１４】
▲１▼太陽電池モジュールの簡略化
一般的に太陽電池モジュールの被覆材、枠体、ジャンクションボックスなどの外囲体とケーブル、コネクター、バイパスダイオードなど光起電力素子以外の部材の全体に占めるコストの割合は５０％弱もあり、大きな割合を占める。よって、これに係るコストを削減することができれば、太陽電池モジュールのコストを大幅に下げることができる。
【００１５】
そこで、本発明者は、以下のような太陽電池モジュールを使用することにした。
【００１６】
すなわち、従来の太陽電池モジュールに付設していた端子箱、およびそれにともなうケーブル、コネクター、バイパスダイオード及び枠体を取り除いた太陽電池モジュールである。
【００１７】
また、フロントカバー、バックカバーの材料としてガラスを用いずに、樹脂のみを用いて光起電力素子の受光面、非受光面を耐候性被覆することにした。
【００１８】
さらに、一般人が容易に出入りできない環境下での使用を前提とするかわりに、太陽電池モジュールの要求仕様として、環境ストレスに対する光起電力素子の保護はするが、電気的な絶縁性能を要求仕様から外し、部分的に活電部が露出する仕様を検討した。その結果、大幅なコスト低減が期待できるという知見を得た。
【００１９】
▲２▼架台の低コスト化
従来のような鋼材を用いた組架台ではなく、図４に示すような、空洞コンクリートブロックを用いた太陽電池モジュール架台を用いることを着想した。図４（ａ）は、空洞コンクリートブロック、図４（ｂ）は、それらを並べて太陽電池モジュール架台を形成した図である。４０１は所望の傾斜角４０３で太陽電池モジュールを固定する傾斜コンクリートブロック、４０２は傾斜コンクリートブロックを所望の傾斜角４０３に支持する支持コンクリートブロック、４０４は太陽電池モジュール設置面である。
【００２０】
このような架台にすれば、安価なコンクリートブロックを並べるだけなので、低コストで太陽電池モジュール架台を構築することができる。
【００２１】
本架台の形成手順は、通常設置面に糸を張ったり、墨だししたりして、その線上に支持コンクリートブロック４０２を並べていき、次に、端の傾斜コンクリートブロックを所望の角度で設置し、それに沿って傾斜コンクリートブロック４０１をならべていく手順を踏む。
【００２２】
▲３▼バイパスダイオードの共通化
大規模発電所用太陽光発電システムを構築する場合は、多くの太陽電池モジュールを使用することになるが、バイパスダイオードが各太陽電池モジュールに一個もしくは、数個接続されているよりも、複数の太陽電池モジュールを並列接続して、それに対してバイパスダイオードを並列接続する方が、使用するバイパスダイオードの個数を減らすことができるので、コストを下げることができる。
【００２３】
例えば図５（ａ）に示すように、従来であれば太陽電池モジュール毎にバイパスダイオードを設けていたのであるが、図５（ｂ）のように太陽電池モジュール群を並列接続し、バイパスダイオードを接続してアレイを構築すれば、バイパスダイオード数を減らすことができる。
【００２４】
▲４▼使用するバイパスダイオードの低コスト化 −非絶縁型ダイオードの使用−
また、上記バイパスダイオードは、バイパスダイオードをある面に固定するための台座がダイオードの回路と絶縁されている絶縁型ダイオードと、台座がダイオードの回路を兼ねている非絶縁型ダイオードがあるが、非絶縁型ダイオードが絶縁型ダイオードよりも低コストであることから、非絶縁型ダイオードを使用する方が太陽電池モジュール設置構造体を低コスト化することが可能であるという知見を得た。
【００２５】
しかしながら、上記の太陽電池モジュール設置構造体を構築しようとするとき、以下のような問題点があることがわかった。
【００２６】
たとえば、図１９に示すような電極を兼ねている台座１９０３と端子１９０１を備えた非絶縁型ダイオードを屋外に設置するときには、台座１９０３を面１９０５に絶縁接着材１９０４で接着固定し、面と台座を絶縁した形で取り付ける。しかし、降雨や霜等で水膜などがダイオード表面に付着したりすることによって水分１９０６がダイオード周りに残留し、その後晴天によって太陽電池モジュールが発電状態になると、図に示すように、台座と面間や台座と端子間に電流が流れる経路１９０７ができ、電流がリークする恐れがある。この場合、非絶縁型ダイオードの端子や台座においては、腐食が促進される。これは、電極部から電流が流れ出すことによる電気化学的な腐食作用である。
【００２７】
例えば、図１８（ａ）に非絶縁型バイパスダイオードを使用して太陽電池モジュールアレイを構成した場合の一例を示す。太陽電池モジュール及びバイパスダイオードは、太陽電池モジュール架台であるコンクリートブロックに絶縁しつつ接着固定している。また、ダイオードの極性は、端子がカソード、台座がアノードのものを使用した。ところがこのバイパスダイオードの端子で腐食が顕著に発生することが判明した。
【００２８】
これは、コンクリートブロックには吸湿性があるため、降雨などにより水分が供給されると、コンクリートブロックと地面の電位はほぼ同電位、すなわち０Ｖとなる。その結果、接地点から太陽電池モジュールアレイ正極端側の直列数をｍ、接地点から太陽電池モジュールアレイ負極端側の直列数をｎとすると、各々のバイパスダイオードの端子および台座の電位は、ダイオード表面に残留する水分により、図１８（ｂ）のようになってしまうためである。この状態を更に詳しく説明すると、
接地点から太陽電池モジュールアレイ正極端側の各部位の電位は、
傾斜コンクリートブロックの設置面（地面）、コンクリートブロック：０Ｖ
バイパスダイオードの端子 Ｖｐｍ×ｍ Ｖ
バイパスダイオードの台座 Ｖｐｍ×（ｍ−１） Ｖ
接地点から太陽電池モジュールアレイ負極端側の各部位の電位は、
傾斜コンクリートブロックの設置面（地面）、コンクリートブロック：０Ｖ
バイパスダイオードの端子 −Ｖｐｍ×（ｎ−１） Ｖ
バイパスダイオードの台座 −Ｖｐｍ×ｎ Ｖ
すなわち、上記から判るように、太陽電池モジュールアレイ内のどのバイパスダイオードに関しても、端子は台座よりも電位が高いので、常に端子の腐食が促進されることになるのである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような問題点に対応するために以下のような手段を用いることが好適であることを見出した。以下にその具体的手段とその作用を説明する。すなわち、本発明の太陽電池モジュール設置構造体は、
太陽電池モジュールと太陽電池モジュール架台とバイパスダイオードを有し、前記太陽電池モジュールと前記バイパスダイオードは、太陽電池モジュールと別体で太陽電池モジュール架台に設けられ、バイパスダイオードと太陽電池モジュールは、少なくとも設置後も一部金属体が露出した配線部材で直並列接続されて太陽電池モジュールアレイを構成してなる太陽電池モジュール設置構造体であり、前記バイパスダイオードは非絶縁型ダイオードであることを特徴としているものである。
【００３０】
本発明の太陽電池モジュール設置構造体は、さらなる特徴として、
「前記太陽電池モジュール架台が、傾斜コンクリートブロックと支持コンクリートブロックから構成されていること」、
「前記バイパスダイオードは、太陽電池モジュール架台に固定するための台座部と端子部を有し、前記台座部はカソード、端子部はアノードであること」、
「前記バイパスダイオードの台座部を太陽電池モジュール架台に絶縁接着材を介して固定したこと」、
「前記バイパスダイオードの台座部を第３電極に絶縁接着材を介して固定し、前記第３電極は、絶縁接着材を介して太陽電池モジュール設置構造体に固定したこと」、
「前記非絶縁バイパスダイオードの表面に水分が存在している状態で、太陽電池モジュールが発電状態になった時、非絶縁バイパスダイオードの台座部、太陽電池モジュール架台のバイパスダイオードの設置面、バイパスダイオード端子部の電位の大小関係が、太陽電池モジュール架台のバイパスダイオードの設置面≧バイパスダイオードの台座部＞バイパスダイオードの端子部の関係にあるように設置されていること」、
「前記太陽電池モジュールアレイの電路の一部が接地されていること」、
「前記太陽電池モジュールアレイの正極端が接地されていること」、
を含む。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池モジュール設置構造体を説明するための実施の形態を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００３２】
１０１は太陽電池モジュール、１０２は並列接続用電線、１０３は傾斜コンクリートブロック、１０４は支持コンクリートブロック、１０５は非絶縁型バイパスダイオード、１０６は絶縁接着材、１０７はケーブルである。支持コンクリートブロック１０４により、所望の角度１１０に傾斜して設置された傾斜コンクリートブロック１０３に太陽電池モジュール１０１が固定され、太陽電池モジュール同士が並列接続用電線１０２によって並列に接続され、非絶縁型バイパスダイオード１０５が太陽電池モジュールに並列に接続されている。非絶縁型バイパスダイオード１０５には、端子１０８と台座１０９があり、支持コンクリートブロック１０４に絶縁接着材１０６で台座を固定する。
【００３３】
以下、太陽電池モジュール設置構造体を構成する構成要素を詳細に述べる。
【００３４】
（太陽電池モジュール）
太陽電池モジュールの光起電力素子の光活性層材料としては、多結晶半導体では、Ｓｉ、Ｃ、Ｇｅ等のＩＶ族元素、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ等のＩＶ族元素合金、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２族化合物が挙げられる。また、非晶質半導体としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ等を挙げることができる。
【００３５】
図７に本発明に好適に用いられる太陽電池モジュールの一例を示す。図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。
【００３６】
本実施形態の太陽電池モジュールは光起電力素子７０１を２直列したものを樹脂封止したものである。
【００３７】
光起電力素子７０１は、裏面電極でもある金属製基板７０２に形成された半導体光活性層７０３を有し、半導体光活性層７０３にて発生した電流を収集するための集電電極７０４が受光面側に配されている。金属製基板は７０２としては、ここでは０．１５ｍｍ厚のステンレス鋼を用い、半導体光活性層７０３としては、アモルファスシリコン／微結晶シリコン／微結晶シリコンのトリプル構造を、さらに集電電極７０４としては６０μｍφの銅線を、導電性ペーストを用いて半導体光活性層７０３上に固定している。
【００３８】
また、集電電極６０４は１００μｍ厚の銅製の正極タブ７０５に接続される。また、正極タブ７０５と、金属製基板７０２との絶縁を確実にするために、ポリエステル製の絶縁部材７０７が配されている。
【００３９】
更に集電電極７０４の上から、耐候性を持たせるために、アクリルシリコン系の耐候性塗料７０８を形成している。
【００４０】
光起電力素子を２直列にし、両端の受光面側の両端正極タブ７０２、裏面側の両端負極タブ７０６、計４箇所に、φ０．８ｍｍの裸銅単線７０９を鉛フリーはんだで半田付けした。
【００４１】
その後、受光面側にＥＴＦＥ（７１０）／ＥＶＡ（７１１）フィルムを、裏面側にＥＶＡ（７１１）／ＰＥＴ（７１２）／ＥＶＡ（７１０）フィルムを積層し、真空ラミネーターで樹脂封止した。
【００４２】
最後に、φ１．６ｍｍの裸銅単線７１３を略コの字形状に加工して、正極タブ７０２、負極タブ７０３に接続されている裸銅線７０９にリングスリーブ７１４で圧着して、電気的に接続している。
【００４３】
本発明で用いられる太陽電池モジュールは、従来の太陽電池モジュールと異なり、バイパスダイオードを太陽電池モジュールに内蔵していない。
【００４４】
また、上述のように正負極の端子は裸銅線を用いており、非絶縁である。
【００４５】
（台座を固定する面）
非絶縁バイパスダイオードの台座を、絶縁接着材を介して固定する面は、太陽電池モジュール用架台であるコンクリートブロックや、以下記述の第三電極等が好適である。
【００４６】
（第三電極）
本発明における第三電極とは、大地に対してある電位をもった部材で、材料は銅、ＳＵＳ等の金属が好ましい。第三電極は通常、太陽電池モジュールアレイのある一点と電気接続することによって、その太陽電池モジュールアレイの接続した一点と同電位にすることができる。
【００４７】
（太陽電池モジュール架台）
本発明における太陽電池モジュール架台とは、太陽電池モジュールを設置する構造物全般を指し、従来例に挙げた地上設置型太陽電池モジュール架台の他、屋根面や建築物の壁なども包含する。しかしながら、本発明に特に好ましいのは、空洞コンクリートブロック等重量物を使用した太陽電池モジュール架台である。図４に示すように、太陽電池モジュールを所定の角度に固定するための傾斜コンクリートブロックと、該傾斜コンクリートブロックを所定の角度に支持するための支持コンクリートブロックからなるため、構造が単純であり、太陽電池モジュールは傾斜ブロック上に固定金具やあるいは直接接着固定するなどして容易に固定することができる。しかも重量物であるので、地面に置くだけで架台の配置は完了する。
【００４８】
前記太陽電池モジュール架台を配置していく手順は、まず、支持コンクリートブロックを設置面に複数個配置し、その後傾斜ブロックを配置していくという手順を踏む。
【００４９】
（非絶縁型バイパスダイオード）
バイパスダイオードは、太陽電池モジュール、もしくは太陽電池モジュール内の光起電力素子の一部が日影になった場合、影になった太陽電池モジュールもしくは光起電力素子の光起電力が小さくなる。この場合、この太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子に他の直列接続されている太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子より出力されている電圧の総和が逆バイアスとなって、この日影になった太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子に印加され、光起電力素子が破壊されてしまう可能性がある。
【００５０】
この日影による弊害を防止するために、各々の太陽電池モジュールもしくは光起電力素子に並列に接続するのが、バイパスダイオードである。
【００５１】
本発明においては、非絶縁型バイパスダイオードを用いる。非絶縁型のバイパスダイオードは、電極と放熱部（台座）が共通になっているダイオードであり、本発明では、バイパスダイオードの固定に用いられる台座が電極を兼ねているダイオードをいう。図８に非絶縁型ダイオードの一例を示す。８０１が端子、８０２が台座、８０３が本体部、８０４が圧着端子付きケーブルを固定するときに使用する穴である。
【００５２】
このパイパスダイオードには端子８０１と台座８０２があり、両方とも電極である。また台座８０２が放熱部を兼ねており、非絶縁である。
【００５３】
また、極性は２種類あり、端子（カソード）から台座（アノード）方向に整流するタイプと、台座（アノード）から端子（カソード）方向へ整流するタイプがある。
【００５４】
なお、バイパスダイオードの選定の方法は、バイパスダイオードに接続する太陽電池モジュールの並列数から、バイパスダイオードに流れ得る電流を見積もり、その電流以上の定格電流を有するダイオードを選定すればよい。
【００５５】
（絶縁接着材）
本接着材は、バイパスダイオードの台座と、面を絶縁状態で接着するために使用する絶縁接着材で、建築用のシリコーン接着材等が好適に使用できる。
【００５６】
（太陽電池モジュールアレイ）
所望の出力電圧及び電流を得るために、上記太陽電池モジュールを直列及び又は並列接続した太陽電池モジュール集合体を太陽電池モジュールアレイという。通常は、太陽電池モジュールアレイを構成するために一旦太陽電池モジュール同士を直列接続して直列体（太陽電池モジュールストリング）を形成し、それを並列接続する構成をとるが、本発明ではバイパスダイオードの削減のために太陽電池モジュールを並列接続し、これを直列接続することによって太陽電池モジュールアレイを構成した。
【００５７】
【実施例】
（実施例１）
本実施例は、空洞コンクリートブロックを太陽電池モジュール架台として用い、太陽電池モジュール設置構造体を構築した例である。以下に詳細を詳しく述べる。
【００５８】
本実施例における太陽光発電装置の仕様は以下の通りである。
【００５９】
＜仕様＞
▲１▼所用太陽電池容量（太陽電池アレイ出力） Ｐｍ １０ｋＷ相当
▲２▼太陽電池モジュール ２１Ｗ／モジュール 図１０
寸法 幅３６０．６ｍｍ×長さ５０３．６ｍｍ
▲３▼設置面 コンクリート舗装
▲４▼パワーコンディショナ １０ｋＷインバータ
▲５▼架台 空洞コンクリートブロック 寸法３９０ｍｍ×１９０ｍｍ×１００ｍｍ
傾斜角 １６° 設置方位 真南
▲６▼バイパスダイオード 定格１００Ａ
非絶縁型 台座：カソード、端子：アノード 図１１
以下に、上記仕様にあう太陽電池モジュール設置構造体について、詳しく説明する。
【００６０】
図１０に、本実施例で使用する太陽電池モジュールを示す。図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。
【００６１】
本実施例における太陽電池モジュールは光起電力素子１００１を２直列したものを樹脂封止したものを使用している。
【００６２】
光起電力素子１００１は、裏面電極でもある金属製基板１００２に形成された半導体光活性層１００３を有し、半導体光活性層１００３にて発生した電流を収集するための集電電極１００４が受光面側に配されている。金属製基板は１００２としては、ここでは０．１５ｍｍ厚のステンレス鋼を用い、半導体光活性層１００３としては、アモルファスシリコン／微結晶シリコン／微結晶シリコンのトリプル構造を、さらに集電電極１００４としては６０μｍφの銅線を、導電性ペーストを用いて半導体光活性層１００３上に固定している。
【００６３】
また、集電電極１００４は１００μｍ厚の銅製の正極タブ１００５に接続される。また、正極タブ１００５と、金属製基板１００２との絶縁を確実にするために、ポリエステル製の絶縁部材１００７が配されている。
【００６４】
更に集電電極１００４の上から、耐候性を持たせるために、アクリルシリコン系の耐候性塗料１００８を形成している。
【００６５】
光起電力素子を２直列にし、両端の受光面側の両端正極タブ１００５、裏面側の両端負極タブ１００６、計４箇所に、φ０．８ｍｍの裸銅単線１００９を鉛フリーはんだで半田付けした。
【００６６】
その後、受光面側にＥＴＦＥ（１０１０）／ＥＶＡ（１０１１）フィルムを、裏面側にＥＶＡ／ＰＥＴ（１０１２）／ＥＶＡフィルムを積層し、真空ラミネーターで樹脂封止した。
【００６７】
最後に、φ１．６ｍｍの裸銅単線１０１３を略コの字形状に加工して、正極タブ１００２、負極タブ１００３に接続されている裸銅線１００９にリングスリーブ１０１４で圧着して、電気的に接続している。
【００６８】
本発明の太陽電池の寸法は、幅３３６０．６ｍｍ×長さ５５０３．６ｍｍである。また、本太陽電池モジュールの公称最大出力動作電流は９．２１Ａ、公称最大出力動作電圧は２．２８Ｖ、出力は２１Ｗである。
【００６９】
図１２は、本実施例の太陽電池モジュール設置構造体の上面図（ａ）及び、側面図（ｂ）である。
【００７０】
本太陽電池モジュール１２０１は、傾斜コンクリートブロック１２０３に絶縁接着材で、接着固定する。そして、端子をリングスリーブ１２１０によって電気接続することによって、東西方向に設置された太陽電池モジュールを直列接続している。同様に、１モジュール毎に南北方向に並列接続用電線１２０２を接続していくことによって、南北方向に設置された太陽電池モジュールを並列接続し、南北方向に設置された太陽電池モジュールと非絶縁型バイパスダイオード１２０５を並列接続する。
【００７１】
バイパスダイオード１２０５は、支持コンクリートブロック１２０４に台座１２０９を、絶縁接着材１２０６によって固定する。
【００７２】
本実施例で用いる非絶縁型バイパスダイオードは、図１１に示すように端子１１０１、本体部１１０２、台座１１０３に分かれており、端子、台座が電極である。台座は放熱作用を兼ねており、ケーブル固定のために、端子にはＭ８用の穴１１０４、台座には、Ｍ６用の穴１１０５が開いている。
【００７３】
整流の向きは端子から台座であり、端子がアノード、台座がカソードである。
【００７４】
以下に、本実施例における太陽光発電装置の構成について説明する。
【００７５】
本実施例で使用するパワーコンディショナは、容量１０ｋＷのパワーコンディショナである。本パワーコンディショナの定格直流電圧３００Ｖのものを使用する。パワーコンディショナのＤＣ入力電圧が３００Ｖなので、太陽電池モジュールの直列数を１４０枚とする。出力電圧は、１４０×２．２８＝３１９．２Ｖとなり、出力の合計を１０ｋＷにするために、１４０直列したものを４並列する。このときの電流値は、９．２１×４＝３６．８Ａになり、太陽電池モジュールアレイの出力は、１１．７６ｋＷとなる。
【００７６】
本実施例で使用するパワーコンディショナは、上記太陽電池モジュールアレイに１台接続して使用する。
【００７７】
以下に、本実施例における太陽電池モジュール設置構造体の施工手順について説明する。
【００７８】
（ブロックの配置）
まず、支持コンクリートブロックを東西方向に１８２個ならべた。そして最端の傾斜コンクリートブロック１個を支持コンクリートブロックに立てかけ、勾配計を使用して、傾斜角が１６°になるよう微調整した。その後、傾斜ブロックを３７１個、及び次列の支持コンクリートブロック１８２個を東西方向に並べた。このとき最端の傾斜角１６°の傾斜コンクリートブロックにならうようにして並べていき、傾斜ブロックと次列の支持ブロックが図１２に示すように、接触するようにして並べていった。同様にして残り３列分も並べた。
【００７９】
（太陽電池モジュールの貼り付け）
次に設置済みの傾斜コンクリートブロック上に太陽電池モジュールを弾性接着材によって貼り付けた。接着材は、太陽電池モジュールの裏面全体に塗布するのではなく、裏面の周辺部に適当量を盛って押圧し、傾斜コンクリートブロックに貼り付けた。
【００８０】
（太陽電池モジュール同士の直並列接続作業）
太陽電池モジュール同士の直並列接続作業を、図１２を用いて説明する。
【００８１】
図に示すように、光起電力素子の正極タブ、負極タブにはんだで接続されている銅単線φ１．６ｍｍ同士を直列方向（東西）方向に、リングスリーブ１２１０を専用圧着工具でかしめていくことによって、東西方向に設置された太陽電池モジュール同士の直列作業が完了する。リングスリーブはＪＩＳ Ｃ ２８０６ 銅線用裸圧着スリーブＥ−小を使用した。
【００８２】
（バイパスダイオードの接続、固定）
図１２に示すように、非絶縁タイプダイオードを最も北側の支持コンクリートブロックに絶縁シリコーン接着材で固定し、端子、台座それぞれの穴にボルトナットを用いて、２ｍｍ２のケーブルを圧着端子で固定した。端子に接続されたケーブルは太陽電池モジュールの負極に、台座に接続されたケーブルは、太陽電池太陽電池モジュールの正極にリングスリーブで接続した。
【００８３】
また図１３に、台座を支持コンクリートブロックに接着した形を示す。図に示すように、接着材の塗布範囲を台座よりも広めにとり、台座の周囲がかるく盛り上がるように接着した。このような構造をとることによって、台座からのリーク電流を更に抑制することができる。
【００８４】
（接地）
本実施例では、太陽電池アレイの負極端をＤ種接地した。
【００８５】
（効果）
上記の構造をとった場合、日射が１（ｋｗ／ｍ２）の時の、非絶縁バイパスダイオードの表面に水分が存在している状態における各々のダイオード１４０２の端子１４０５、台座１４０６の電位を図１４（ａ）に示す。コンクリートブロックには吸湿性があるため、コンクリートブロックと地面の電位はほぼ同電位となり、０Ｖである。その結果、負極端からの直列数をｍとすると、１〜１４０直列目までの各々のバイパスダイオードの端子および台座の電位は、図１４（ｂ）のように表すことができ、
太陽電池モジュールアレイのどのバイパスダイオードに関しても、端子は台座よりも電位が低いので、端子を防食することができる。
【００８６】
これは、腐食すると思われるところに電流を流し込むと防食電位を維持することができるからである。それぞれの金属には防食電位というものがあり、例えば、露出金属として銅（Ｃｕ）を使用した場合の銅の電極電位（対標準水素電極）−ＰＨダイアグラムを図９に示す。図９からわかるように、銅はＰＨ７以下及びＰＨ１４以上の領域において、正電位がかかった場合、銅が溶出し、腐食する。すなわち、銅を隣接する部分の電位に対して、常にゼロ又は負電位に保っておけば、全ＰＨ領域において、銅の溶出を防止することができる。負電位に保つということは、すなわち、腐食すると思われるところに電流が流れ込むような状態をつくることである。
【００８７】
本実施例では、バイパスダイオードの端子の電位は、隣接するバイパスダイオードの台座の電位よりも常に負の状態であるので、電流が流れ込む方向なので、端子を防食することができる。
【００８８】
（実施例２）
本実施例では、接地点を太陽電池モジュールアレイの負極端から正極端に変更した以外の仕様は、すべて実施例１と同様である。
【００８９】
（効果）
上記の構造をとった場合、日射が１（ｋｗ／ｍ２）の時の、非絶縁バイパスダイオードの表面に水分が存在している状態における各々のダイオード１５０２の端子１５０５、台座１５０６の電位を図１５（ａ）に示す。コンクリートブロックには吸湿性があるため、コンクリートブロックと地面の電位はほぼ同電位となり、０Ｖである。正極端からの直列数をｎとすると、１〜１４０直列目までの各々のバイパスダイオードの端子および台座の電位は、図１４（ｂ）のように表すことができ、
と表すことができる。
【００９０】
この場合においても、太陽電池モジュールアレイの、どのバイパスダイオードに関しても、端子は台座よりも電位が低く、電流が流れ込む方向なので、端子を防食することができる。
【００９１】
更に本実施例の場合は、台座もコンクリートブロックの電位以下であり電流が流れ込む方向なので、台座も防食することができる。
【００９２】
（実施例３）
本実施例は、バイパスダイオードを第三電極上に配置した例である。接地点を太陽電池モジュールアレイの中点電位部分にし、さらに、太陽電池モジュールアレイの正極端と第三電極を接続し、接地点から太陽電池モジュールアレイ正極端側のバイパスダイオードの台座を第三電極に接着材によって絶縁しつつ固定した例である。なお、第三電極は大地とも絶縁されている。その他部分に関しては、実施例１と同様である。
【００９３】
図１６（ａ）に本実施例の太陽電池モジュールアレイの概念図、図１６（ｂ）に上面図、図１６（ｃ）に側面図を示す。１６０１は太陽電池モジュール、１６０２は並列接続用電線、１６０３は傾斜コンクリートブロック、１６０４は支持コンクリートブロック、１６０５は非絶縁型バイパスダイオード、１６０６は接着材、１６０７はケーブル、１６０８は端子、１６０９は台座、１６１０は第三電極である。
【００９４】
図に示すように、第三電極１６１０としてＳＵＳ３０４（断面５０ｍｍ×２ｍｍ）を支持ブロック１６０４上に接着材１６０６を用いて絶縁しつつ固定する。さらに、その電極上にダイオードの台座１６０９を接着材１６０６によって、絶縁しつつ固定した。第三電極とストリング正極端は、ケーブルによって電気的に接続した。
【００９５】
（効果）
図１７は、接地点を太陽電池モジュールアレイの中点電位部分にし、さらに、太陽電池モジュールアレイの正極端と第三電極を接続し、接地点から太陽電池モジュールアレイ正極端側のバイパスダイオードの台座を第三電極に接着材によって絶縁しつつ固定した場合、日射が１（ｋｗ／ｍ２）の時の、非絶縁バイパスダイオードの表面に水分が存在している状態における各々のダイオード１７０２の端子１７０５、台座１７０６の電位を図１７（ａ）に示す。コンクリートブロックには吸湿性があるため、コンクリートブロックと地面の電位はほぼ同電位となり、０Ｖである。中点から太陽電池モジュールアレイ正極端側への直列数をｍ、中点から太陽電池モジュールアレイ負極端への直列数をｎとすると、各々のバイパスダイオードの端子および台座の電位は、図１７（ｂ）のように表すことができ、
傾斜コンクリートブロックの設置面、コンクリートブロック：０Ｖ
第三電極： １５９．６Ｖ
接地点から太陽電池モジュールアレイ正極端側に関して
バイパスダイオード台座：１５９．６−２．２８×（７０−ｍ） Ｖ
バイパスダイオード端子：１５９．６−２．２８×（７１−ｍ） Ｖ
接地点から太陽電池モジュールアレイ負極端側に関して
バイパスダイオード台座： −２．２８×（ｎ−１） Ｖ
バイパスダイオード端子： −２．２８×ｎ Ｖ
となる。
【００９６】
本実施例において、接地点である中点電位部から太陽電池モジュールアレイ負極側に関しては、台座の電位は、台座を固定しているコンクリートブロックの電位よりも低いので、ブロックから台座へ電流が流れる方向であり、台座を防食することができる。さらに、端子に関しては、端子の電位は台座の電位よりも低いので、端子を防食することができる。
【００９７】
接地点である太陽電池モジュールアレイの中点から、アレイ正極側に関しては、台座の電位は、台座を固定している第三電極のそれよりも低いので、第三電極から台座へ電流が流れる方向であり、台座を防食することができる。更に端子に関しては、端子の電位は台座の電位よりも低いので、端子を防食することができる。
【００９８】
このように第三電極を設置することによって、太陽電池モジュールアレイの接地点に無関係に、ダイオードの台座を台座の設置する面に対して、負電位に保ち、結果として防食することができる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、
▲１▼太陽電池モジュール架台に市販のコンクリートブロックを使用しているので、従来の組み架台よりも、コストが安い。
▲２▼バイパスダイオードなしの太陽電池モジュールを用いて太陽電池アレイを構成し、バイパスダイオードを数並列に一個太陽電池モジュールアレイに並列接続することによって、太陽電池アレイに使用するバイパスダイオードのコストを低減することができる。
▲３▼バイパスダイオードを非絶縁型ダイオードにすることによって、絶縁型ダイオードを用いるよりも、低コスト化を実現することができる。
▲４▼金属の腐食は、その金属から電流が流れ出すことによって起こる。即ち、電流が流れ込むようにすれば、腐食を防止することが可能になる。太陽電池モジュールが発電状態にあるとき、バイパスダイオードの台座が固定されている面、バイパスダイオードの台座、バイパスダイオードの端子の、それぞれの電位の大小関係が、面≧バイパスダイオードの台座＞バイパスダイオードの端子のようにすれば、図６に示すように、台座に関しては、面から電流が流れ込み、端子に電流が流れ出す。端子と台座の電位差は一定であるのに対し、面とバイパスダイオードの電位差は、接地点からのストリングの直列数が大きくなるに従っておおきくなり、ほぼ端子と台座の電位差よりも大きい。よって、面から流れ込む電流のほうが、端子へ流れ込む電流値よりもおおきいので、台座には電流が流れ込み、腐食を防止することができる。
【０１００】
端子に関しては、台座から電流が流れ込むので、同様に端子を防食することが可能になる。
▲５▼バイパスダイオードの台座がカソード、端子がアノードにすれば、台座が太陽電池モジュールの正極に接続され、端子が太陽電池モジュールの負極に接続されることになるので、端子の電位を台座の電位よりも必ず低くすることができるので、上記▲４▼のバイパスダイオードの台座＞バイパスダイオードの端子の電位関係を保つことができ、特別なことを施さなくても、端子を簡単に防食することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の太陽電池モジュール設置構造体
【図２】従来の枠付太陽電池モジュール
【図３】従来の太陽電池付き架台
【図４】コンクリートブロック架台
【図５】バイパスダイオードの接続方法
【図６】防食効果説明図
【図７】太陽電池モジュール例
【図８】非絶縁型ダイオード例
【図９】銅の電極電位（対標準水素電極）−ＰＨダイアグラム
【図１０】実施例１で使用する太陽電池モジュール
【図１１】実施例１で使用する非絶縁型バイパスダイオード
【図１２】実施例１の太陽電池モジュール設置構造体
【図１３】実施例１の非絶縁型バイパスダイオード固定図
【図１４】実施例１の非絶縁型バイパスダイオードの端子、台座、ブロックの電位関係を表す図
【図１５】実施例２の非絶縁型バイパスダイオードの端子、台座、ブロックの電位関係を表す図
【図１６】実施例３の太陽電池モジュール接地構造体
【図１７】実施例３の非絶縁型バイパスダイオードの端子、台座、ブロックの電位関係を表す図
【図１８】台座がアノードで端子がカソードの非絶縁型ダイオードを使用した太陽電池モジュールアレイの端子、台座、ブロックの電位関係を表す図
【図１９】非絶縁型ダイオードを屋外に設置したときの電流のリーク経路を説明する図
【符号の説明】
１０１、１６０１ 太陽電池モジュール
１０２、１６０２ 並列接続用電線
１０３、１６０３ 傾斜コンクリートブロック
１０４、１６０４ 支持コンクリートブロック
１０５、１６０５ 非絶縁型バイパスダイオード
１０６、１６０６ 接着材
１０７、１６０７ ケーブル
１０８、１６０８ 非絶縁型ダイオード端子
１０９、１６０９ 非絶縁型ダイオード台座
２０１ 光起電力素子
２０２ フロントカバー
２０３ 封止材
２０４ バックカバー
２０５ 枠体
２０６ 端子箱
２０７ バイパスダイオード
３０１ 太陽電池モジュール
３０２ モジュール取り付けアングルフレーム
３０３ アーム
３０４ ベース材
３０５ アンカーボルト
３０６ 基礎
３０７ 横材
３０８ 金具
４０１ 傾斜コンクリートブロック
４０２ 支持コンクリートブロック
４０３ 傾斜角
４０４ 太陽電池モジュール設置面
５０１ 太陽電池モジュール
５０２ バイパスダイオード
５０３ ブロッキングダイオード
７０１ 光起電力素子
７０２ 金属製基板
７０３ 半導体光活性層
７０４ 集電電極
７０５ 正極タブ
７０６ 負極タブ
７０７ 絶縁部材
７０８ 耐候性塗料
７０９ 裸銅単線
７０１ ＥＴＦＥ
７１１ ＥＶＡ
７１２ ＰＥＴ
７１３ コの字形状裸銅単線
７１４ リングスリーブ
８０１ ダイオード端子
８０２ ダイオード台座
８０３ ダイオード本体部
８０４ 穴
１０００１ 光起電力素子
１００２ 金属性基板
１００３ 半導体光活性層
１００４ 集電電極
１００５ 正極タブ
１００６ 負極タブ
１００７ 絶縁部材
１００８ 耐候性塗料
１００９ 裸銅単線
１０１０ ＥＴＦＥ
１０１１ ＥＶＡ
１０１２ ＰＥＴ
１０１３ コの字状裸銅単線
１０１４ リングスリーブ
１１０１本体部
１１０２ 端子
１１０３ 台座
１１０４ 穴
１１０５ 穴
１２０１ 太陽電池モジュール
１２０２ 並列接続用電線
１２０３ 傾斜コンクリートブロック
１２０４ 支持コンクリートブロック
１２０５ 非絶縁型バイパスダイオード
１２０６、１９０４ 接着材
１２０７ ケーブル
１２０８、１９０１ 端子
１９０２ ダイオード本体
１２０９、１９０３ 台座
１２１０ 圧着端子
１３０１ 端子
１３０２ 本体部
１３０３ 台座
１３０４ 接着材
１４０１、１５０１、１７０１、１８０１ 太陽電池モジュール
１４０２、１５０２、１７０２、１８０２ 非絶縁型バイパスダイオード
１４０３、１５０３、１６１１、１７０３、１８０３ コンクリートブロック
１４０４、１５０４、１６１２、１７０４、１８０４ 接地線
１４０５、１５０５、１７０５、１８０５ 端子
１４０６、１５０６、１７０６、１８０６ 台座
１６１０ 第三電極
１９０５ バイパスダイオードの設置面
１９０６ 水分
１９０７ 電流リーク経路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module installation structure.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the increasing awareness of environmental issues has spread worldwide. Above all, CO 2 The danger of global warming caused by emissions is serious, and the demand for clean energy is increasing. In such an environment, solar cells are greatly expected as a clean energy source because of their safety and ease of handling. A solar cell has a photoelectric conversion layer for converting light into electricity therein, and typical materials include a single-crystal silicon semiconductor, a polycrystalline silicon semiconductor, an amorphous silicon-based semiconductor, a III-V compound semiconductor, and II. -VI compound semiconductors, I-III-VI group 2 compound semiconductors, and the like.
[0003]
As a form of a solar power generation system using these solar cells, there is a large-scale power generation system using a ground-mounted solar cell module mount in which a plurality of solar cell module mounts each having a solar cell module fixed to the mount are arranged.
[0004]
Conventionally, when constructing the photovoltaic power generation system, a solar cell module reinforced with a frame such as an aluminum frame is mechanically fixed to a gantry constructed of steel or the like, and a plurality of rows are arranged to provide a desired power. It was common to build a system in series and parallel to obtain.
[0005]
2A and 2B show an example of a general framed solar cell module, and FIG. 3 shows an example of a general mount.
[0006]
In a general solar cell module as shown in FIGS. 2A and 2B, an inorganic glass member such as a white plate glass and a blue plate glass, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a polystyrene resin, and a polyester resin are used as the front cover 202. A member made of such as is preferably used. The thickness of the front cover varies depending on the characteristics of the material, but is preferably about 0.5 mm or more. Examples of the back cover 204 include synthetic resins such as nylon, polyethylene terephthalate (PET), and polyvinyl fluoride (PVF), glass, and metal plates, in addition to the above-described materials for the front cover. Aluminum or the like is used for the frame body 205.
As the sealing material 203, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) or the like is suitably used.
[0007]
In addition, a terminal box 206 is provided on the back surface of a conventional general solar cell module with a frame, and a bypass diode 207 is built therein.
[0008]
When a photovoltaic element in a solar cell module is shaded by an obstruction that blocks light, such as a leaf or a cloud, the photovoltaic element in that part does not generate power and is connected in series to the photovoltaic element. The entire voltage of the circuit is applied as a reverse voltage. In such a case, the photovoltaic element may fail. In order to prevent this, a bypass diode bypasses the current flowing through the photovoltaic element or the solar cell module.
[0009]
Normally, one bypass diode is connected in parallel to one photovoltaic element or several photovoltaic elements in series according to the magnitude of the reverse breakdown voltage of the photovoltaic element. The connection method is such that the anode of the bypass diode is connected to the negative electrode of the photovoltaic element or the serial series, and the cathode is connected to the positive electrode of the photovoltaic element or the serial series. The place to be inserted is often connected as described above in the terminal box on the back surface of the solar cell module, and the solar cell module is generally shipped with a built-in bypass diode.
[0010]
FIG. 3 is a ground-mounted solar cell module mount using a general steel material, and is a member for fixing the solar cell module at a predetermined angle. The solar cell module can be fixed on the gantry by a fixing bracket or the like. 301 is a solar cell module, 302 is a module mounting angle frame, 303 is an arm, 304 is a base material, 305 is an anchor bolt, 306 is a foundation, 307 is a horizontal member, and 308 is a bracket.
[0011]
The feature of this type of solar cell module installation structure is that the photovoltaic element is incorporated into a frame such as an aluminum frame to maintain its structural strength, and the front surface is made of glass and the back surface is made of resin. In addition to securing sufficient electrical insulation and weather resistance by resin encapsulation, the anchor is driven into the foundation to increase the wind pressure resistance of the gantry itself. Is widespread.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
One of the biggest challenges for photovoltaic power generation systems is to reduce power generation costs. In particular, in order for a photovoltaic power generation system to be fully introduced into the electric power market, cost reduction is indispensable, and it is necessary to realize the same cost as conventional thermal power generation or nuclear power generation. However, as reported in the Interim Report of the Supply and Demand Subcommittee of the Ministry of Economy, Trade and Industry's Comprehensive Resources and Energy Committee (June 11, 1998), the energy costs of photovoltaic power generation systems are lower than those in Japan. , 2.5 to 6 times, and drastic cost reduction is necessary for full-scale introduction.
[0013]
In view of such a situation, the present inventors have paid attention to the following points.
[0014]
(1) Simplification of solar cell module
In general, the cost ratio of the entire components other than the photovoltaic elements such as the outer materials such as the covering material, the frame body, and the junction box of the solar cell module and the cables, connectors, and bypass diodes is less than 50%. Account for the percentage. Therefore, if the cost related to this can be reduced, the cost of the solar cell module can be significantly reduced.
[0015]
Then, the present inventor decided to use the following solar cell module.
[0016]
That is, the solar cell module is obtained by removing the terminal box attached to the conventional solar cell module and the associated cables, connectors, bypass diodes, and frames.
[0017]
In addition, the light-receiving surface and the non-light-receiving surface of the photovoltaic element are covered with weather resistance using only resin without using glass as the material of the front cover and the back cover.
[0018]
Furthermore, instead of presuming use in an environment where ordinary people cannot easily enter and exit, as a required specification of the solar cell module, the photovoltaic element is protected against environmental stress, but the electrical insulation performance is required from the required specification. It was removed and the specification that the live part was partially exposed was examined. As a result, they found that significant cost reduction can be expected.
[0019]
(2) Cost reduction of the stand
The idea of using a solar cell module mount using a hollow concrete block as shown in FIG. 4 instead of a conventional mount using steel materials was conceived. FIG. 4A is a diagram showing a hollow concrete block, and FIG. 4B is a diagram showing a solar cell module mount formed by arranging them. Reference numeral 401 denotes an inclined concrete block for fixing a solar cell module at a desired inclination angle 403, reference numeral 402 denotes a supporting concrete block for supporting the inclined concrete block at a desired inclination angle 403, and reference numeral 404 denotes a solar cell module installation surface.
[0020]
With such a mount, it is only necessary to arrange inexpensive concrete blocks, so that a solar cell module mount can be constructed at low cost.
[0021]
The procedure for forming the main stand is as follows: usually, a thread is threaded on the installation surface, the ink is printed, the supporting concrete blocks 402 are arranged on the line, and then the inclined concrete blocks at the ends are installed at a desired angle. A procedure for arranging the inclined concrete block 401 along it is performed.
[0022]
(3) Common use of bypass diodes
When building a solar power generation system for a large-scale power plant, many solar cell modules will be used.However, rather than having one or several bypass diodes connected to each solar cell If the battery modules are connected in parallel and the bypass diodes are connected in parallel, the number of bypass diodes to be used can be reduced, so that the cost can be reduced.
[0023]
For example, as shown in FIG. 5A, in the related art, a bypass diode is provided for each solar cell module. However, as shown in FIG. If an array is constructed by connection, the number of bypass diodes can be reduced.
[0024]
(4) Cost reduction of bypass diode used-Use of non-insulated diode-
The bypass diode includes an insulated diode in which a pedestal for fixing the bypass diode to a certain surface is insulated from the diode circuit, and a non-insulated diode in which the pedestal also functions as the diode circuit. Since the insulated diode is lower in cost than the insulated diode, it has been found that the use of the non-insulated diode can reduce the cost of the solar cell module installation structure.
[0025]
However, when trying to construct the above solar cell module installation structure, it was found that there were the following problems.
[0026]
For example, when a non-insulated diode having a pedestal 1903 also serving as an electrode and a terminal 1901 as shown in FIG. 19 is installed outdoors, the pedestal 1903 is bonded and fixed to the surface 1905 with an insulating adhesive 1904. Is attached in an insulated form. However, when a water film or the like adheres to the diode surface due to rainfall, frost, or the like, moisture 1906 remains around the diode. Thereafter, when the solar cell module enters a power generation state due to fine weather, as shown in the figure, the pedestal and the surface There is a path 1907 through which a current flows between the terminals or between the pedestal and the terminal, and the current may leak. In this case, corrosion is promoted at the terminals and the pedestal of the non-insulated diode. This is an electrochemical corrosion effect caused by a current flowing from the electrode portion.
[0027]
For example, FIG. 18A shows an example in which a non-insulated bypass diode is used to form a solar cell module array. The solar cell module and the bypass diode are adhered and fixed to a concrete block, which is a solar cell module base, while being insulated. The polarity of the diode used was such that the terminal was a cathode and the pedestal was an anode. However, it was found that corrosion occurred significantly at the terminals of the bypass diode.
[0028]
This is because the concrete block has a hygroscopic property, and when moisture is supplied by rainfall or the like, the potential of the concrete block and the ground becomes substantially the same, that is, 0V. As a result, assuming that the number of series on the positive side of the solar cell module array from the ground point is m and the number of series on the negative side of the solar cell module array from the ground point is n, the potential of each bypass diode terminal and pedestal is This is because the moisture remaining on the surface results in the state shown in FIG. To explain this state in more detail,
The potential of each part on the positive electrode end side of the solar cell module array from the ground point is
Installation surface of inclined concrete block (ground), concrete block: 0V
Terminal of bypass diode Vpm × m V
Base of bypass diode Vpm × (m-1) V
The potential of each part on the negative electrode end side of the solar cell module array from the ground point is
Installation surface of inclined concrete block (ground), concrete block: 0V
Terminal of bypass diode −Vpm × (n−1) V
Pedestal of bypass diode -Vpm × nV
That is, as can be seen from the above, for any bypass diode in the solar cell module array, the terminal has a higher potential than the pedestal, so that the terminal corrosion is always promoted.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that it is preferable to use the following means in order to address the above problems. The specific means and the operation will be described below. That is, the solar cell module installation structure of the present invention,
A solar cell module, a solar cell module mount, and a bypass diode are provided. The solar cell module and the bypass diode are provided on the solar cell module mount separately from the solar cell module, and the bypass diode and the solar cell module are at least installed. A solar cell module installation structure that is connected in series and parallel with a wiring member having a partially exposed metal body to form a solar cell module array, wherein the bypass diode is a non-insulated diode. Things.
[0030]
The solar cell module installation structure of the present invention, as a further feature,
"The solar cell module base is composed of an inclined concrete block and a supporting concrete block",
"The bypass diode has a pedestal part and a terminal part for fixing to the solar cell module base, the pedestal part is a cathode, and the terminal part is an anode."
"The base of the bypass diode is fixed to the solar cell module base via an insulating adhesive",
"The pedestal portion of the bypass diode is fixed to a third electrode via an insulating adhesive, and the third electrode is fixed to the solar cell module installation structure via an insulating adhesive."
"When the solar cell module is in a power generation state in a state where moisture is present on the surface of the non-insulated bypass diode, the pedestal portion of the non-insulated bypass diode, the installation surface of the bypass diode of the solar cell module base, the bypass diode The magnitude relationship between the potentials of the terminal portions is such that the installation surface of the bypass diode of the solar cell module mount is greater than or equal to the pedestal portion of the bypass diode> the terminal portion of the bypass diode. "
"Part of the electric circuit of the solar cell module array is grounded",
"The positive electrode end of the solar cell module array is grounded,"
including.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment for describing a solar cell module installation structure of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a side view.
[0032]
101 is a solar cell module, 102 is an electric wire for parallel connection, 103 is an inclined concrete block, 104 is a supporting concrete block, 105 is a non-insulated bypass diode, 106 is an insulating adhesive, and 107 is a cable. The solar cell module 101 is fixed to the inclined concrete block 103 installed at a desired angle 110 by the supporting concrete block 104, and the solar cell modules are connected in parallel by the parallel connection electric wire 102, and the non-insulated bypass is provided. A diode 105 is connected in parallel to the solar cell module. The non-insulated bypass diode 105 has a terminal 108 and a pedestal 109, and the pedestal is fixed to the supporting concrete block 104 with an insulating adhesive 106.
[0033]
Hereinafter, the components constituting the solar cell module installation structure will be described in detail.
[0034]
(Solar cell module)
As a photoactive layer material of a photovoltaic element of a solar cell module, in a polycrystalline semiconductor, a group IV element such as Si, C and Ge, a group IV element alloy such as SiGe and SiC, GaAs, InSb, GaP, GaSb, III-V compounds such as InP and InAs; II-VI compounds such as ZnSe, CdTe, ZnS, CdS, CdSe and CdTe; CuInSe 2 , CuInS 2 , Cu (In, Ga) Se 2 And the like. Examples of the amorphous semiconductor include a-Si: H, a-SiGe: H, and a-SiC: H.
[0035]
FIG. 7 shows an example of a solar cell module suitably used in the present invention. 7A is a top view, and FIG. 7B is a cross-sectional view along AA.
[0036]
The solar cell module according to the present embodiment is obtained by sealing two photovoltaic elements 701 in series with a resin.
[0037]
The photovoltaic element 701 has a semiconductor photoactive layer 703 formed on a metal substrate 702 which is also a back electrode, and a current collecting electrode 704 for collecting current generated in the semiconductor photoactive layer 703 has a light receiving surface. It is arranged on the side. Here, the metal substrate 702 is made of stainless steel having a thickness of 0.15 mm, the semiconductor photoactive layer 703 has a triple structure of amorphous silicon / microcrystalline silicon / microcrystalline silicon, and the current collecting electrode 704 has a triple structure. A 60 μmφ copper wire is fixed on the semiconductor photoactive layer 703 using a conductive paste.
[0038]
The current collecting electrode 604 is connected to a copper positive electrode tab 705 having a thickness of 100 μm. Further, in order to ensure insulation between the positive electrode tab 705 and the metal substrate 702, an insulating member 707 made of polyester is provided.
[0039]
Further, an acrylic silicon-based weather-resistant paint 708 is formed on the current collecting electrode 704 to provide weather resistance.
[0040]
Two photovoltaic elements were connected in series, and a bare copper single wire 709 having a diameter of 0.8 mm was soldered with lead-free solder to a total of four locations, namely, both positive electrode tabs 702 on both light receiving surfaces and negative electrode tabs 706 on both rear surfaces.
[0041]
Thereafter, an ETFE (710) / EVA (711) film was laminated on the light receiving surface side, and an EVA (711) / PET (712) / EVA (710) film was laminated on the rear surface side, and were sealed with a vacuum laminator.
[0042]
Finally, the bare copper single wire 713 having a diameter of 1.6 mm is processed into a substantially U-shape, and is crimped to the bare copper wire 709 connected to the positive electrode tab 702 and the negative electrode tab 703 with the ring sleeve 714, and electrically. Connected.
[0043]
Unlike the conventional solar cell module, the solar cell module used in the present invention does not include a bypass diode in the solar cell module.
[0044]
Further, as described above, the terminals of the positive and negative electrodes use bare copper wires and are non-insulated.
[0045]
(Surface for fixing pedestal)
The surface on which the pedestal of the non-insulated bypass diode is fixed via an insulating adhesive is preferably a concrete block serving as a solar cell module mount, a third electrode described below, or the like.
[0046]
(Third electrode)
The third electrode in the present invention is a member having a certain electric potential with respect to the ground, and the material is preferably a metal such as copper or SUS. Usually, the third electrode is electrically connected to a certain point of the solar cell module array so that the third electrode has the same potential as the connected point of the solar cell module array.
[0047]
(Solar cell module base)
The solar cell module mount in the present invention refers to a general structure in which the solar cell module is installed, and includes a roof surface, a building wall, and the like in addition to the ground-mounted solar cell module mount described in the conventional example. However, particularly preferred for the present invention is a solar cell module mount using a heavy object such as a hollow concrete block. As shown in FIG. 4, the structure is simple because it is composed of an inclined concrete block for fixing the solar cell module at a predetermined angle and a supporting concrete block for supporting the inclined concrete block at a predetermined angle. The solar cell module can be easily fixed on the inclined block by using a fixing bracket or by directly bonding and fixing. Moreover, since it is a heavy object, the placement of the gantry is completed simply by placing it on the ground.
[0048]
The procedure for arranging the solar cell module pedestal involves first arranging a plurality of supporting concrete blocks on the installation surface, and then arranging the inclined blocks.
[0049]
(Non-insulated bypass diode)
When a part of the solar cell module or a photovoltaic element in the solar cell module is shaded, the bypass diode reduces the photovoltaic power of the shaded solar cell module or photovoltaic element. In this case, the total sum of the voltages output from the solar cell module or the solar cell module connected in series to the photovoltaic element or another photovoltaic element becomes a reverse bias, and this shade There is a possibility that the photovoltaic element is destroyed by being applied to the damaged solar cell module or the photovoltaic element.
[0050]
A bypass diode is connected in parallel with each solar cell module or photovoltaic element in order to prevent the adverse effects caused by the shade.
[0051]
In the present invention, a non-insulated bypass diode is used. The non-insulated bypass diode is a diode having a common electrode and a heat radiating portion (pedestal). In the present invention, the pedestal used for fixing the bypass diode also functions as an electrode. FIG. 8 shows an example of a non-insulated diode. 801 is a terminal, 802 is a pedestal, 803 is a main body, and 804 is a hole used when fixing a cable with a crimp terminal.
[0052]
This bypass diode has a terminal 801 and a pedestal 802, both of which are electrodes. The pedestal 802 also serves as a heat radiating part, and is non-insulated.
[0053]
In addition, there are two types of polarities, and there are a type in which rectification is performed in the direction from the terminal (cathode) to the base (anode) and a type in which rectification is performed in the direction from the base (anode) to the terminal (cathode).
[0054]
As a method of selecting the bypass diode, a current that can flow through the bypass diode is estimated from the number of parallel solar cell modules connected to the bypass diode, and a diode having a rated current equal to or higher than the current may be selected.
[0055]
(Insulating adhesive)
The present adhesive is an insulating adhesive used for bonding the surface of the bypass diode to the base in an insulated state, and a silicone adhesive for construction or the like can be suitably used.
[0056]
(Solar cell module array)
A solar cell module assembly in which the solar cell modules are connected in series and / or in parallel to obtain a desired output voltage and current is referred to as a solar cell module array. Usually, in order to constitute a solar cell module array, solar cell modules are once connected in series to form a series body (solar cell module string) and then connected in parallel. For reduction, the solar cell modules were connected in parallel and connected in series to form a solar cell module array.
[0057]
【Example】
(Example 1)
This embodiment is an example in which a hollow concrete block is used as a solar cell module base and a solar cell module installation structure is constructed. The details are described below.
[0058]
The specifications of the photovoltaic power generator in the present embodiment are as follows.
[0059]
<Specifications>
(1) Required solar cell capacity (solar cell array output) Pm 10kW equivalent
(2) Solar cell module 21W / module Fig. 10
Dimensions 360.6mm width x 503.6mm length
(3) Installation surface Concrete pavement
4) Power conditioner 10kW inverter
▲ 5 ▼ Stand Hollow concrete block Dimension 390mm × 190mm × 100mm
Tilt angle 16 ° Installation direction True south
(6) Bypass diode rated 100A
Non-insulated pedestal: cathode, terminal: anode Figure 11
Hereinafter, the solar cell module installation structure that meets the above specifications will be described in detail.
[0060]
FIG. 10 shows a solar cell module used in this example. FIG. 10A is a top view, and FIG. 10B is an AA cross-sectional view.
[0061]
The solar cell module according to the present embodiment uses two photovoltaic elements 1001 in series and resin-sealed.
[0062]
The photovoltaic element 1001 has a semiconductor photoactive layer 1003 formed on a metal substrate 1002 which is also a back electrode, and a current collecting electrode 1004 for collecting current generated in the semiconductor photoactive layer 1003 has a light receiving surface. It is arranged on the side. Here, the metal substrate 1002 is made of stainless steel having a thickness of 0.15 mm, the semiconductor photoactive layer 1003 has a triple structure of amorphous silicon / microcrystalline silicon / microcrystalline silicon, and the current collecting electrode 1004 has a triple structure. A 60 μmφ copper wire is fixed on the semiconductor photoactive layer 1003 using a conductive paste.
[0063]
The current collecting electrode 1004 is connected to a copper positive electrode tab 1005 having a thickness of 100 μm. In order to ensure insulation between the positive electrode tab 1005 and the metal substrate 1002, an insulating member 1007 made of polyester is provided.
[0064]
Further, an acrylic silicon-based weather-resistant paint 1008 is formed from above the current collecting electrode 1004 in order to provide weather resistance.
[0065]
Two photovoltaic elements were connected in series, and a bare copper single wire 1009 having a diameter of 0.8 mm was soldered with lead-free solder to a total of four locations on both ends of the positive electrode tab 1005 on both sides of the light receiving surface and on both sides of the negative electrode tab 1006.
[0066]
Thereafter, an ETFE (1010) / EVA (1011) film was laminated on the light receiving surface side, and an EVA / PET (1012) / EVA film was laminated on the rear surface side, and were sealed with a vacuum laminator.
[0067]
Finally, the bare copper single wire 1013 having a diameter of 1.6 mm is processed into a substantially U-shape, and is crimped to the bare copper wire 1009 connected to the positive electrode tab 1002 and the negative electrode tab 1003 with the ring sleeve 1014, and electrically. Connected.
[0068]
The dimensions of the solar cell of the present invention are 3360.6 mm in width × 5503.6 mm in length. The nominal maximum output operation current of the solar cell module is 9.21 A, the nominal maximum output operation voltage is 2.28 V, and the output is 21 W.
[0069]
FIG. 12 is a top view (a) and a side view (b) of the solar cell module installation structure of the present embodiment.
[0070]
The present solar cell module 1201 is bonded and fixed to the inclined concrete block 1203 with an insulating adhesive. The terminals are electrically connected by a ring sleeve 1210, so that the solar cell modules installed in the east-west direction are connected in series. Similarly, by connecting the parallel connection wires 1202 in the north-south direction for each module, the solar cell modules installed in the north-south direction are connected in parallel, and the solar cell modules installed in the north-south direction are non-insulated. The bypass diode 1205 is connected in parallel.
[0071]
The bypass diode 1205 fixes the pedestal 1209 to the supporting concrete block 1204 with an insulating adhesive 1206.
[0072]
The non-insulated bypass diode used in this embodiment is divided into a terminal 1101, a main body 1102, and a pedestal 1103 as shown in FIG. 11, and the terminal and the pedestal are electrodes. The pedestal also functions as a heat radiator, and has an M8 hole 1104 in the terminal and an M6 hole 1105 in the pedestal for fixing the cable.
[0073]
The direction of rectification is from the terminal to the pedestal, the terminal is the anode, and the pedestal is the cathode.
[0074]
Hereinafter, the configuration of the solar power generation device according to the present embodiment will be described.
[0075]
The power conditioner used in this embodiment is a power conditioner having a capacity of 10 kW. Use a power conditioner with a rated DC voltage of 300 V. Since the DC input voltage of the power conditioner is 300 V, the number of solar cell modules in series is 140. The output voltage is 140 × 2.28 = 319.2 V, and four 140 series capacitors are connected in parallel to make the total output 10 kW. The current value at this time is 9.21 × 4 = 36.8 A, and the output of the solar cell module array is 11.76 kW.
[0076]
One power conditioner used in the present embodiment is connected to the solar cell module array and used.
[0077]
Hereinafter, a construction procedure of the solar cell module installation structure in the present embodiment will be described.
[0078]
(Block arrangement)
First, 182 supporting concrete blocks were arranged in the east-west direction. Then, one endmost inclined concrete block was leaned against the supporting concrete block, and fine adjustment was performed using an inclinometer so that the inclination angle was 16 °. Then, 371 inclined blocks and 182 supporting concrete blocks in the next row were arranged in the east-west direction. At this time, the blocks were arranged so as to be in line with the endmost inclined concrete block having an inclination angle of 16 °, and the inclined blocks and the next row of support blocks were arranged so as to be in contact with each other as shown in FIG. Similarly, the remaining three rows were arranged.
[0079]
(Paste of solar cell module)
Next, the solar cell module was attached on the installed inclined concrete block with an elastic adhesive. The adhesive was not applied to the entire back surface of the solar cell module, but was pressed in a suitable amount on the periphery of the back surface, and attached to the inclined concrete block.
[0080]
(Serial / parallel connection work between solar cell modules)
A series-parallel connection operation between solar cell modules will be described with reference to FIG.
[0081]
As shown in the figure, crimping the ring sleeve 1210 with a special crimping tool using a single copper wire φ1.6 mm connected to the positive and negative tabs of the photovoltaic element with solder in series (east-west) directions. Thereby, the series operation of the solar cell modules installed in the east-west direction is completed. The ring sleeve used was a JIS C 2806 copper wire bare crimping sleeve E-small.
[0082]
(Connection and fixing of bypass diode)
As shown in FIG. 12, a non-insulated type diode is fixed to the northernmost supporting concrete block with an insulating silicone adhesive, and a terminal and a pedestal are each bolted with 2 mm using a bolt and nut. 2 Was fixed with crimp terminals. The cable connected to the terminal was connected to the negative electrode of the solar cell module, and the cable connected to the pedestal was connected to the positive electrode of the solar cell module with a ring sleeve.
[0083]
FIG. 13 shows a form in which the pedestal is bonded to the supporting concrete block. As shown in the figure, the application area of the adhesive was set wider than the pedestal, and the adhesive was adhered so that the periphery of the pedestal was slightly raised. With such a structure, the leakage current from the pedestal can be further suppressed.
[0084]
(ground)
In this example, the negative electrode end of the solar cell array was grounded to D-class.
[0085]
(effect)
When the above structure is adopted, the potential of the terminal 1405 and the base 1406 of each diode 1402 in a state where moisture is present on the surface of the non-insulated bypass diode when the solar radiation is 1 (kw / m2) is shown in FIG. (A). Since the concrete block has a hygroscopic property, the electric potential of the concrete block and the ground are almost the same, that is, 0V. As a result, assuming that the number of series from the negative electrode end is m, the potentials of the terminals and pedestals of each bypass diode from the 1st to 140th series can be expressed as shown in FIG.
Regarding any bypass diode of the solar cell module array, the terminal has a lower potential than the pedestal, so that the terminal can be protected.
[0086]
This is because the anticorrosion potential can be maintained by applying a current to a portion that is considered to be corroded. Each metal has an anticorrosion potential. For example, FIG. 9 shows an electrode potential (vs. standard hydrogen electrode) -PH diagram of copper when copper (Cu) is used as an exposed metal. As can be seen from FIG. 9, copper is eluted and corroded when a positive potential is applied in a region below PH 7 and above PH 14. That is, if copper is always kept at zero or negative potential with respect to the potential of the adjacent portion, elution of copper can be prevented in the entire PH region. Maintaining a negative potential means creating a state in which current flows where it seems to corrode.
[0087]
In this embodiment, the potential of the terminal of the bypass diode is always more negative than the potential of the pedestal of the adjacent bypass diode, so that the current flows in the direction, so that the terminal can be protected.
[0088]
(Example 2)
In the present embodiment, all the specifications are the same as those of the first embodiment except that the ground point is changed from the negative terminal to the positive terminal of the solar cell module array.
[0089]
(effect)
When the above structure is adopted, the potential of the terminal 1505 and the pedestal 1506 of each diode 1502 in a state where moisture is present on the surface of the non-insulated bypass diode when the solar radiation is 1 (kw / m2) is shown in FIG. (A). Since the concrete block has a hygroscopic property, the electric potential of the concrete block and the ground are almost the same, that is, 0V. Assuming that the number of series from the positive extreme is n, the potentials of the terminals and the pedestal of each bypass diode from the 1st to 140th series can be expressed as shown in FIG.
It can be expressed as.
[0090]
Also in this case, for any bypass diode of the solar cell module array, the terminal has a lower potential than the pedestal, and the current flows in the terminal, so that the terminal can be protected.
[0091]
Further, in the case of the present embodiment, the pedestal is also at a potential equal to or lower than the potential of the concrete block, and the current flows in the direction.
[0092]
(Example 3)
This embodiment is an example in which a bypass diode is arranged on a third electrode. The ground point is set to the midpoint potential portion of the solar cell module array, and the positive electrode end of the solar cell module array is connected to the third electrode. This is an example in which the antenna is fixed while being insulated by an adhesive. The third electrode is insulated from the ground. Other parts are the same as in the first embodiment.
[0093]
FIG. 16A is a conceptual diagram of the solar cell module array of the present embodiment, FIG. 16B is a top view, and FIG. 16C is a side view. 1601 is a solar cell module, 1602 is an electric wire for parallel connection, 1603 is an inclined concrete block, 1604 is a supporting concrete block, 1605 is a non-insulated bypass diode, 1606 is an adhesive, 1607 is a cable, 1608 is a terminal, 1609 is a pedestal, Reference numeral 1610 denotes a third electrode.
[0094]
As shown in the figure, SUS304 (50 mm × 2 mm in cross section) is fixed as a third electrode 1610 on a support block 1604 while insulating with an adhesive 1606. Further, a diode pedestal 1609 was fixed on the electrode while insulating it with an adhesive 1606. The third electrode and the string positive electrode end were electrically connected by a cable.
[0095]
(effect)
FIG. 17 shows that the ground point is a midpoint potential portion of the solar cell module array, the positive electrode end of the solar cell module array is connected to the third electrode, and the base of the bypass diode on the solar cell module array positive electrode side from the ground point. Are fixed to the third electrode while being insulated by an adhesive, when the solar radiation is 1 (kw / m 2), the terminals 1705 of the respective diodes 1702 in a state where moisture is present on the surface of the non-insulated bypass diode. FIG. 17A shows the potential of the pedestal 1706. Since the concrete block has a hygroscopic property, the electric potential of the concrete block and the ground are almost the same, that is, 0V. Assuming that the number of series connected from the middle point to the positive electrode end of the solar cell module array is m and the number of series connected from the middle point to the negative electrode end of the solar cell module array is n, the potentials of the terminals and pedestals of each bypass diode are as shown in FIG. b) can be expressed as
Installation surface of inclined concrete block, concrete block: 0V
Third electrode: 159.6 V
From the ground point to the positive side of the solar cell module array
Bypass diode pedestal: 159.6-2.28 × (70-m) V
Bypass diode terminal: 159.6-2.28 × (71-m) V
From the ground point to the negative end of the solar cell module array
Bypass diode pedestal: -2.28 x (n-1) V
Bypass diode terminal: -2.28 × nV
It becomes.
[0096]
In the present embodiment, with respect to the negative side of the solar cell module array from the midpoint potential portion, which is the ground point, since the potential of the pedestal is lower than the potential of the concrete block fixing the pedestal, current flows from the block to the pedestal. The direction is that the pedestal can be protected. Further, with respect to the terminal, since the potential of the terminal is lower than the potential of the pedestal, the terminal can be protected from corrosion.
[0097]
From the middle point of the solar cell module array, which is the ground point, on the array positive side, the potential of the pedestal is lower than that of the third electrode fixing the pedestal, so that the current flows from the third electrode to the pedestal. The base can be protected from corrosion. Further, with respect to the terminal, since the potential of the terminal is lower than the potential of the base, the terminal can be protected from corrosion.
[0098]
By arranging the third electrode in this manner, the pedestal of the diode can be maintained at a negative potential with respect to the surface on which the pedestal is installed, regardless of the ground point of the solar cell module array, and as a result, corrosion can be prevented.
[0099]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention,
(1) Since a commercially available concrete block is used for the solar cell module mount, the cost is lower than that of the conventional assembled mount.
(2) The cost of the bypass diode used for the solar cell array is reduced by configuring the solar cell array using the solar cell module without the bypass diode and connecting several bypass diodes in parallel to the solar cell module array. can do.
{Circle around (3)} By using a non-insulated diode for the bypass diode, it is possible to realize a lower cost than using an insulated diode.
{Circle around (4)} Corrosion of a metal occurs when a current flows from the metal. That is, if current is allowed to flow, corrosion can be prevented. When the solar cell module is in the power generation state, the magnitude relationship between the potentials of the surface on which the pedestal of the bypass diode is fixed, the pedestal of the bypass diode, and the terminal of the bypass diode is expressed as: surface ≧ pedestal of bypass diode> bypass diode If a terminal is used, as shown in FIG. 6, with respect to the pedestal, current flows from the surface and current flows out to the terminal. While the potential difference between the terminal and the pedestal is constant, the potential difference between the surface and the bypass diode increases as the number of strings in series from the ground point increases, and is substantially larger than the potential difference between the terminal and the pedestal. Therefore, the current flowing from the surface is larger than the current flowing into the terminal, so that the current flows into the pedestal and corrosion can be prevented.
[0100]
As for the terminals, since current flows from the pedestal, the terminals can be similarly protected.
(5) If the pedestal of the bypass diode is a cathode and the terminal is an anode, the pedestal is connected to the positive electrode of the solar cell module and the terminal is connected to the negative electrode of the solar cell module. Since the potential can always be lower than the potential, it is possible to maintain the potential relationship between the pedestal of the bypass diode in (4) above and the terminal of the bypass diode, and to easily protect the terminals without any special measures. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a solar cell module installation structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a conventional solar cell module with a frame.
FIG. 3 shows a conventional mount with a solar cell.
[Fig. 4] Concrete block base
FIG. 5: Connection method of bypass diode
FIG. 6 is an explanatory diagram of an anticorrosion effect.
FIG. 7 is an example of a solar cell module
FIG. 8: Non-insulated diode example
FIG. 9: Electrode potential of copper (vs. standard hydrogen electrode) -PH diagram
FIG. 10 shows a solar cell module used in Example 1.
FIG. 11 shows a non-insulated bypass diode used in the first embodiment.
FIG. 12 shows a solar cell module installation structure according to the first embodiment.
FIG. 13 is a view showing a non-insulated bypass diode fixed according to the first embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating a potential relationship among a terminal, a pedestal, and a block of the non-insulated bypass diode according to the first embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a potential relationship between a terminal, a pedestal, and a block of the non-insulated bypass diode according to the second embodiment.
FIG. 16 illustrates a solar cell module grounding structure according to a third embodiment.
FIG. 17 is a diagram illustrating a potential relationship among a terminal, a pedestal, and a block of the non-insulated bypass diode according to the third embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating a potential relationship between a terminal, a pedestal, and a block of a solar cell module array using a non-insulated diode having a pedestal as an anode and a terminal as a cathode.
FIG. 19 is a diagram illustrating a current leakage path when a non-insulated diode is installed outdoors.
[Explanation of symbols]
101, 1601 Solar cell module
102, 1602 Wire for parallel connection
103, 1603 Inclined concrete block
104, 1604 Support concrete block
105, 1605 Non-isolated bypass diode
106, 1606 adhesive
107, 1607 cable
108, 1608 Non-insulated diode terminal
109, 1609 Non-insulated diode pedestal
201 Photovoltaic element
202 Front cover
203 sealing material
204 back cover
205 frame
206 terminal box
207 bypass diode
301 solar cell module
302 Module mounting angle frame
303 arm
304 base material
305 anchor bolt
306 Basics
307 horizontal material
308 Bracket
401 Inclined concrete block
402 Support concrete block
403 Incline angle
404 Solar cell module installation surface
501 solar cell module
502 Bypass diode
503 Blocking diode
701 Photovoltaic element
702 Metal substrate
703 Semiconductor Photoactive Layer
704 current collecting electrode
705 positive electrode tab
706 Negative electrode tab
707 Insulation member
708 Weatherproof paint
709 bare copper solid wire
701 ETFE
711 EVA
712 PET
713 U-shaped bare copper single wire
714 ring sleeve
801 diode terminal
802 diode pedestal
803 diode body
804 holes
10001 Photovoltaic element
1002 Metallic substrate
1003 Semiconductor photoactive layer
1004 collector electrode
1005 positive electrode tab
1006 negative electrode tab
1007 Insulation member
1008 Weatherproof paint
1009 bare copper solid wire
1010 ETFE
1011 EVA
1012 PET
1013 U-shaped bare copper single wire
1014 Ring sleeve
1101 main body
1102 terminal
1103 pedestal
1104 hole
1105 hole
1201 Solar cell module
1202 Wire for parallel connection
1203 Inclined concrete block
1204 Supporting concrete block
1205 Non-isolated bypass diode
1206, 1904 Adhesive
1207 cable
1208, 1901 terminal
1902 Diode body
1209, 1903 base
1210 Crimp terminal
1301 terminal
1302 Main unit
1303 pedestal
1304 adhesive
1401, 1501, 1701, 1801 solar cell module
1402, 1502, 1702, 1802 Non-isolated bypass diode
1403, 1503, 1611, 1703, 1803 Concrete block
1404, 1504, 1612, 1704, 1804 Ground wire
1405, 1505, 1705, 1805 terminals
1406, 1506, 1706, 1806 Base
1610 Third electrode
1905 Installation surface of bypass diode
1906 moisture
1907 Current leakage path
