JP2005224036A - 太陽電池モジュール用端子ボックス - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールＭの並列接続構造を簡易にする。
【解決手段】ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭのプラス電極及びマイナス電極が接続される対の端子板２０を配設し、その各端子板の両端に、外部接続用ケーブルＰの接続用雄コネクタ４０又は雌コネクタ６０及びその外部接続用ケーブルＰを接続する。各端子板に２つの接続部があれば、隣り合う太陽電池モジュール用端子ボックスの同一極をケーブルを介して接続、すなわち各端子ボックスを直列接続して、各太陽電池モジュールＭを並列接続することができる。このように、各端子ボックスを直列接続して、各太陽電池モジュールＭを並列接続することにより、その接続回路が幹線回路となるため、その作業も容易となり、中継ボックスも不要となるため、コストが低減する。
【選択図】図１５

Description

この発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールを相互に接続する際に使用する端子ボックス、及びその端子ボックスを使用した太陽電池モジュールの接続構造に関するものである。

太陽光電池システムは、図１９に示すように、家屋の屋根に太陽電池パネル（太陽電池モジュール）Ｍを配設し、そのモジュールＭから接続箱Ｑ、インバータＲ、分配盤Ｓを介して各種電気機器Ｅに電力供給する。太陽電池モジュールＭは全てが面一となるように配置され、端子ボックスＢを介して直列又は並列に接続する。端子ボックスＢはシール材による水密性を維持してモジュールＭの裏面に接着固定される。

その端子ボックスＢは、従来、図２０、図２１に示すように、上面開口のボックス本体１内に、太陽電池モジュールのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される対の端子板２、２を並列して配設し、その両端子板２、２間に逆流防止用バイパスダイオード３を設けるとともに、両端子板２、２にはそれぞれ外部接続用ケーブルＰを接続した構成である。

この構成の端子ボックスＢは、まず、ボックス本体１の底面から立ち上がった突起４に端子板２をその孔５を介して嵌合し、その突起４を、かしめたり、超音波により溶かし拡径して端子板２をボックス本体１に固定する。

ダイオード３は、そのリード線３ａを端子板２の孔２ａに挿入して半田付けにより端子板２に接続する。外部接続用ケーブルＰは、ボックス本体１にその側壁６を通って導入され、その側壁導入部は、側壁６を半円形に切欠いた受座７と、その受座７にケーブルＰを介在して被せられた固定板８とから成り、その固定板８は超音波溶接、ビス止めなどによってボックス本体１に固定する。ボックス本体１内にはシリコン樹脂を充填したり、パッキングを介在して防水及びダイオード３等の固定をした後、カバー９を被せる（特許文献１参照）。
特開平１１−２６０３５号公報

従来の端子ボックスＢは、各端子板２それぞれに一つの外部接続用ケーブル、又は外部接続用ケーブルの接続用コネクタを設けたものである。
このため、各太陽電池モジュールＭを直列接続する場合は、その隣り合う各モジュールＭの端子ボックスＢの異極を直列接続し、その接続回路を幹線回路として、接続箱Ｑに接続することができる。

しかし、今日、太陽電池モジュールＭの性能が向上し、それにつれて、太陽電池モジュールＭも並列接続される場合が多くなった。この各太陽電池モジュールＭを並列接続する場合には、例えば、２つの太陽電池モジュールＭを直列接続し、その対を並列接続する場合には、従来の端子ボックスＢにあっては、図２２に示すように、幹線ケーブルＫを別途に配設し、その幹線ケーブルＫにその対の太陽電池モジュールＭを中継ボックス１０を介して接続している。
この並列接続は、多くの(長い)ケーブルＰ、Ｋを必要とするとともに、中継ボックス１０を必要とするため、コストが高いものとなっている。また、配線が複雑となり、作業性も悪い。図中、Ｃはコネクタである。

この発明は、太陽電池モジュールＭの並列接続構造を簡易にすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、各端子ボックスの両端子板にそれぞれ外部接続用の２つの接続部を設けることとしたのである。
各端子板に２つの接続部があれば、隣り合う太陽電池モジュール用端子ボックスの同一極をケーブルを介して接続、すなわち各端子ボックスを直列接続して、各太陽電池モジュールＭを並列接続することができる（図１５〜図１８参照）。

このように、各端子ボックスを直列接続して、各太陽電池モジュールを並列接続することにより、その接続回路が上記幹線回路(ケーブルＫ)となるため、その作業も容易となり、中継ボックス１０も不要となるため、コストの低減を図ることができる。

この発明の実施形態としては、ボックス本体内に、太陽電池モジュールのプラス電極及びマイナス電極が接続される対の端子板を配設し、その各端子板の両端に、ボックス本体の側壁に設けた外部接続用ケーブルの接続用雄コネクタ又は雌コネクタをそれぞれ接続した構成を採用できる。

この構成において、上記両端子板の一方の端には、上記コネクタを設けずに上記外部接続用ケーブルを直接に接続した構成としたり、各コネクタ全てに代えて外部接続用ケーブルを直接に接続した構成としたり、一方の端子板の一方の端をコネクタに代えて外部接続用ケーブルを直接に接続するとともに、他方の端子板の他方の端をコネクタに代えて外部接続用ケーブルを直接に接続した構成とし得る。

これらの太陽電池モジュール用端子ボックスは、各太陽電池モジュールに設けるとともに、そのプラス電極及びマイナス電極を各端子板に接続し、隣り合う太陽電池モジュール用端子ボックスの同一極をケーブルを介して接続して、各太陽電池モジュールＭを並列接続する。
この並列回路を上記幹線ケーブルＫの回路としても良いが、図２２の各太陽電池モジュールＭの並列接続回路とすることもできる。その際、太陽電池モジュールＭの接続数は２個、３個・・・と任意である。

一実施例を図１乃至図６に示し、上面開口のＡＢＳ樹脂製四角形状ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される対の端子板２０、２０を並列に配設している。その両電極ａ、ａは透孔１１ａを通して端子板２０の中程に半田付けされる。ボックス本体１１一側（図１上側）に雄コネクタ４０、４０が設けられ、この雄コネクタ４０は、雄導体（雄端子）４１とその雄形絶縁カバー４２又は雌形絶縁カバー４３とからなり、雄導体４１は端子板２０の一端２０ａに圧着により接続されている。雄導体４１及び雄雌形絶縁カバー４２、４３は本体１１の成形時にインサートされる。雄形絶縁カバー４２にはさらに雌形絶縁カバー４４を適宜に嵌合する。

ボックス本体１１他側（図１下側）には２本の外部接続用ケーブルＰが接続され、このケーブルＰの接続部(一端)もバリ止めリング１２を介して本体１１の成形時にインサートされ、その導体は両端子板２０の他端２０ｂにそれぞれ圧着により接続される。ケーブルＰの他端にはそれぞれ雌コネクタ６０が設けられ、その雌コネクタ６０は、雌導体（雌端子）６１とその雌形絶縁カバー６２からなり、雌形絶縁カバー６２にはさらに雄形絶縁カバー６３を適宜に嵌合する。このケーブルＰの雌コネクタ６０を他の端子ボックスの雄コネクタ４０に嵌入接続して端子ボックスＢを直列接続する。コネクタ４０、６０等の詳細は特許文献２参照。
特開２００３―２２９１９９号公報

両端子板２０、２０間には、必要に応じて逆流防止用バイパスダイオード３が半田付けられる。このダイオード３の取付けは、端子板２０のインサート後でも、インサート前でもよい。ボックス本体１１の上面開口にはシリコンゴム等の熱可塑性エラストマー製のカバー３０を防水リング３１を介し嵌着して防水性とする。ボックス本体１１内にはシリコン樹脂などを適宜に充填する。ボックス本体１１の裏面はシボ加工し、その裏面の接着テープ１３でもって端子ボックスＢを太陽電池モジュールＭの裏面に固定する。

この実施例の端子ボックスＢは、図１５に示すように、モジュールＭの裏面などにシール材による水密性を維持して接着固定により取付け、各端子ボックスＢのケーブルＰを隣の端子ボックスＢの雄コネクタ４０に自己のコネクタ６０を介して接続する。この接続態様は、各モジュールＭが並列接続されたものとなり、その接続回路が幹線回路をなして、その一端を接続箱Ｑに接続し、他端は従来と同様な端末処理を行なう。

図７〜図９には他の実施例を示し、この実施例は、コネクタ４０、６０及びケーブルＰを本体１１の成形時にインサートせずに、それぞれの導体を圧着又は半田付けにより端子板２０に接続し、その基部を固定板１４（固定板８と同様のもの）により本体１１の側壁部分に固定したものである。その固定板１４は、従来と同様に、超音波溶接、ビス止めなどによって本体１１に固定する。
この実施例も図１５のように接続する。

コネクタ４０、６０と外部接続用ケーブルＰのボックス本体１１への取付け態様としては、図１０に示すように、端子板２０の異なる端（一端又は他端）にそれぞれ取付けたり、図１１に示すように、ケーブルＰのみとしたり、逆に、図１２〜図１４に示すように、コネクタ４０のみとする等が考え得る。このとき、コネクタは、雄コネクタ４０と雌コネクタ６０を適宜に採用し得る。図１０の端子ボックスＢは図１６の接続態様となり、図１１の端子ボックスＢは図１７の接続態様となり、図１２〜図１４の端子ボックスＢは図１８の接続態様となる。

上記各実施例は、バイパスダイオード３を設けていたが、逆流防止が必要でないものにあっては、そのダイオード３を省略することができる。また、各実施例のような一極のみならず、特許文献３で示す２極などの多極の端子ボックスＢにおいても、その外部接続用ケーブルＰ又はコネクタ４０、６０を設けた端子板２０にそれらを２個設けることにより、この発明をなし得る。
特開２００２―３５９３８９号公報

一実施例の一部省略正面図 同実施例の一部省略右側面図 同実施例の一部省略切断右側面図 同実施例の一部省略切断右側面図 同実施例の一部除去正面図 同実施例の一部除去背面図 他の実施例を示し、（ａ）は一部省略正面図，（ｂ）は一部省略右側面図 同実施例の一部省略背面図 （ａ）は同実施例の一部除去正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図 他の実施例の一部省略正面図 他の実施例の一部省略正面図 他の実施例の一部省略正面図 （ａ）は同実施例の右側面図、（ｂ）は同切断右側面図 同実施例の端子板部の正面図 図１の実施例の配線概略図 図１０の実施例の配線概略図 図１１の実施例の配線概略図 図１２の実施例の配線概略図 太陽光発電システムの概略図 従来例の分解斜視図 （ａ）は同従来例の平面図、（ｂ）は同右側縦断面図 同従来例の配線概略図

符号の説明

１、１１ ボックス本体
２、２０ 端子板
３ 逆流防止用バイパスダイオード
３０ カバー
４０ 雄コネクタ
４１ 導体
４２ 絶縁カバー
６０ 雌コネクタ
６１ 導体
６２ 絶縁カバー
ａ 太陽電池モジュールの電極
Ｂ 端子ボックス
Ｍ 太陽電池モジュール
Ｐ 外部接続用ケーブル

Claims (5)

1. ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭのプラス電極ａ及びマイナス電極ａが接続される対の端子板２０、２０を配設し、その各端子板２０の両端に、ボックス本体１１の側壁に設けた外部接続用ケーブルＰの接続用雄コネクタ４０又は雌コネクタ６０をそれぞれ接続したことを特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックス。
2. 上記両端子板２０の一方の端には、上記コネクタ４０、６０を設けずに上記外部接続用ケーブルＰを直接に接続したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
3. 上記各コネクタ４０、６０に代えて上記外部接続用ケーブルＰを直接に接続したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
4. 上記一方の端子板２０の一方の端をコネクタ４０に代えて上記外部接続用ケーブルＰを直接に接続するとともに、他方の端子板２０の他方の端をコネクタ６０に代えて上記外部接続用ケーブルＰを直接に接続したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用端子ボックスＢを各太陽電池モジュールＭに設けるとともに、そのプラス電極ａ及びマイナス電極ａを各端子板２０に接続し、隣り合う太陽電池モジュール用端子ボックスＢの同一極をケーブルＰを介して直列接続して、各太陽電池モジュールＭを並列接続したことを特徴とする太陽電池モジュールの接続構造。

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