JP2005268529A

JP2005268529A - 太陽電池パネル

Info

Publication number: JP2005268529A
Application number: JP2004078730A
Authority: JP
Inventors: Takanori Nakano; 孝紀中野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP4651293B2

Abstract

【課題】太陽電池モジュールの直並列接続の変更、個別の太陽電池モジュールの出力確認、太陽電池モジュールの取り替えなどの各種作業を容易に行なうことができる太陽電池パネルを提供する。
【解決手段】縦横方向にそれぞれ複数個の太陽電池モジュール１を配置し、各太陽電池モジュール１の端子ボックス８から延出されている正負の出力ケーブル５、６を、枠体２及び回転軸９０にわたって固定されている接続ボックス４に接続する。そして、接続ボックス４内には、出力ケーブル５、６がそれぞれ接続されている正負の太陽電池モジュール出力端子と、相互に導通されるとともに外部への電気出力のための外部出力ケーブルがそれぞれ接続された正負の外部出力端子とを設け、これらの端子を利用して任意の太陽電池モジュール１間の接続を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルに関する。

一般に、太陽電池パネル、例えば、太陽追尾機能付き太陽電池パネル１００は、図７に示すように、縦横方向にそれぞれ複数個ずつ配置された太陽電池モジュール１と、これら太陽電池モジュール１を包囲して一体に固定するとともに、回転軸９０を設けた枠体２と、軸受９１を介して回転軸９０を回転自在に軸支する支持台９２と、回転軸９０を回転させるモータ９３とから構成されており、モータ９３を介して回転軸９０の回転角を制御することにより、太陽電池モジュール１に配置された太陽電池セル３の受光面を常に太陽の方向に向けるように設定されている。

このような太陽電池パネル１００の出力は、太陽電池パネル１００の裏面において、各太陽電池モジュール１の裏面にそれぞれ設置された端子ボックス９からの正側の出力ケーブル５及び負側の出力ケーブル６を直並列接続した後、出力ケーブル５、６に正負の外部出力ケーブル３７、３８を接続して取り出すようにしている。

なお、各太陽電池モジュール１の出力ケーブル５、６は、隣接する太陽電池モジュール１同士を接続した後、その出力端が回転軸９０の回転に支障がないように枠体２に固定されている。

ところで、太陽電池パネル１００において、太陽電池モジュール１の直並列接続の変更、個別の太陽電池モジュール１００の出力確認、太陽電池モジュール１の取り替えには、出力ケーブル５、６の配線変更や取り外しが必要となる。この場合、各太陽電池モジュール１の出力ケーブル５、６の配線変更や取り外しなどの作業は、太陽電池パネル１００の裏面側の狭い空間で行なわなければならず、非常に煩雑となっていた。

一方、太陽電池モジュール間の配線を幹線と支線からなる接続ケーブルを用いて容易に直並列接続することができる太陽電池パネルも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９８１００号公報

しかし、特許文献１に示すような太陽電池パネルにおいても、太陽電池モジュールの直並列接続の変更、個別の太陽電池モジュールの出力確認には、出力ケーブルの配線変更や取り外しが必要となることには変わりなく、作業の煩雑さを解消することはできないものである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、太陽電池モジュールの直並列接続の変更、個別の太陽電池モジュールの出力確認、太陽電池モジュールの取り替えなどの各種作業を容易に行なうことができる太陽電池パネルを提供するものである。

本発明の太陽電池パネルは、複数個の太陽電池モジュールと、これらの太陽電池モジュールを固定する枠体とを備えた太陽電池パネルにおいて、太陽電池モジュール間の配線及び外部出力への配線を行なうための接続ボックスが設けられたことを特徴としている。

本発明によれば、各太陽電池モジュールの出力ケーブルを接続ボックスに引き込むとともに、接続ボックスから外部出力ケーブルを引き出すことにより、接続ボックス内で太陽電池モジュール間の接続の変更、外部への出力配線の変更が可能となる。従って、接続ボックス内の配線を変更又は取り出すことによって、太陽電池モジュールの直並列接続の変更を容易に行なうことができ、太陽電池パネル裏面での煩雑な作業から解放することができる。

上記構成において、接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルがそれぞれ接続された正負の太陽電池モジュール出力端子と、相互に導通されるとともに外部への電気出力のための外部出力ケーブルがそれぞれ接続された正負の外部出力端子とを設けることが好ましい。

これによって、太陽電池モジュール出力端子を利用して任意の端子間、すなわち、任意の太陽電池モジュール間の接続を接続ボックス内で行なうことが可能となり、太陽電池モジュールの直並列接続の変更をさらに容易に行なうことができる。

この場合、太陽電池モジュール出力端子の任意の端子間が脱着自在な導体を介して接続される一方、太陽電池モジュール出力端子の任意の端子と外部出力端子の任意の端子間が脱着自在な導体を介して接続されると、端子間の配線を簡単に変更することができる。ここで、脱着自在な導体としては、例えば、金属製ネジ部やソケット部を有する導体が挙げられる。

また、接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルがそれぞれ接続されるとともに、正負の太陽電池モジュール出力端子の各端子とそれぞれ導体を介して接続された正負の太陽電池モジュール出力テスト端子を設けることができる。

このような太陽電池モジュール出力テスト端子に測定器を接続することにより、個別の太陽電池モジュールの出力確認や故障などにより出力低下した太陽電池モジュールの特定を容易に行なうことができる。

また、接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルをそれぞれ接続するコネクタを設けることが好ましい。

これによって、コネクタ部分で太陽電池モジュールの配線や取り外しを行なうことができるので、例えば、故障などにより交換や修理が必要になった太陽電池モジュールの取り替え作業を容易に行なうことができる。このとき、コネクタを配置する位置は特に限定されないが、接続ボックス上に配置することができる。

また、本発明の太陽電池パネルは、枠体に回転軸が固定され、該回転軸が軸受を介して支持台に回転自在に軸支されている太陽追尾機能付き太陽電池パネルであってもよい。このような太陽電池パネルにあっては、１軸回りに回転自在な太陽電池パネルであってもよく、直交する２軸回りに回転自在であってもよい。

また、上記コネクタを回転軸の表面に設けることができる。例えば、回転軸の表面で、かつ、各太陽電池モジュールからできるだけ近い位置にコネクタを設けることにより、各太陽電池モジュールとコネクタ間の距離が短くなり、出力ケーブルの引き回しを容易にすることができる。

本発明の太陽電池パネルによれば、太陽電池モジュールの直並列接続の変更、個別の太陽電池モジュールの出力確認、太陽電池モジュールの取り替えなどの各種作業を容易に行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態においては、太陽追尾機能付き太陽電池パネルを例に説明するが、本発明はこれに限定されず、あらゆる形態の太陽電池パネルに適用される。

＜実施形態１＞
図１及び図２には、本実施形態１に係る太陽電池パネルの概略構成が示されている。

なお、この太陽電池パネル１の基本構成は、図７で説明したものと同一であり、同一の部材に同一の符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

この太陽電池パネル１０は、縦横方向にそれぞれ複数個ずつ、具体的には、３個ずつ計９個の太陽電池モジュール１が配置されており、各太陽電池モジュール１の端子ボックス９から延出されている正側の出力ケーブル５及び負側の出力ケーブル６が、枠体２及び回転軸９０にわたって固定された接続ボックス４に接続されている。

図３（ａ）に示すように接続ボックス４は、内部に第１の端子台３３及び第２の端子台３４が配置されており、各端子台３３、３４には、９個の太陽電池モジュール１に対応して、１８個ずつ端子が設けられている。具体的には、図３（ｂ）に示すように第１の端子台３３には、正側の９個の太陽電池モジュール出力端子Ｔ１と負側の９個の太陽電池モジュール出力端子Ｔ２とが設けられている。また、図３（ｃ）に示すように第２の端子台３４には、外部出力用の端子である正側の９個の外部出力端子Ｔ３と負側の９個の外部出力端子Ｔ４とが設けられている。

また、接続ボックスには、その一側壁に各９個の太陽電池モジュール１の出力ケーブル５、６に対応して、正側の９個のコネクタ７と負側の９個のコネクタ８が配設されている。

ここで、説明を容易にするため、各太陽電池モジュール１に符号１₁乃至１₉を付すとともに、各太陽電池モジュール１₁乃至１₉に対応して、正負の太陽電池モジュール出力端子Ｔ１、Ｔ２及び正負の外部出力端子Ｔ３、Ｔ４に、順に符号Ｔ１₁乃至Ｔ１₉、Ｔ２₁乃至Ｔ２₉、Ｔ３₁乃至Ｔ３₉、Ｔ４₁乃至Ｔ４₉を付すものとする。

このため、例えば、太陽電池モジュール１₁に正負の太陽電池モジュール端子Ｔ１₁、Ｔ２₁及び正負の外部出力端子Ｔ３₁、Ｔ４₁を対応させることができる。なお、接続ボックス４に設けた正負のコネクタ７、８に、正負の出力ケーブル５、６の各コネクタがそれぞれ接続されている他、正負のコネクタ７、８と正負の太陽電池モジュール出力端子Ｔ１、Ｔ２とは、それぞれコネクタ―端子配線３０によって接続されている。

また、正側の外部出力端子Ｔ３₁乃至Ｔ３₉相互間及び負側の外部出力端子Ｔ４₁乃至Ｔ４₉相互間は、それぞれ外部出力端子間配線３１によって直列に接続されるとともに正負の外部出力用のコネクタ７１、８１に接続されている。

このような接続ボックス４を用いた太陽電池モジュール１の一接続例について図４を参照して説明する。

この接続例は、３個ずつ太陽電池モジュール１を直列に接続するとともに、直列に接続した３組の太陽電池モジュール１を並列接続したものである。具体的には、太陽電池モジュール出力端子Ｔ１₂とＴ２₁との間、及び太陽電池モジュール出力端子Ｔ１₃とＴ２₂との間が端子間配線３２によって接続されることによって、３個の太陽電池モジュール１₁、１₂、１₃が直列に接続されている。同様な方法で、３個の太陽電池モジュール１₄、１₅、１₆、及び３個の太陽電池モジュール１₇、１₈、１₉も直列に接続されている。

そして、端子Ｔ１₁とＴ３₁との間、Ｔ２₃とＴ４₃との間、Ｔ１₄とＴ３₄との間、Ｔ２₆とＴ４₆との間、Ｔ１₇とＴ３₇との間、Ｔ２₉とＴ４₉との間が端子間配線３２によって接続され、直列に接続された３組の太陽電池モジュール１₁、１₂、１₃、太陽電池モジュール１₄、１₅、１₆及び太陽電池モジュール１₇、１₈、１₉が、互いに並列に接続されたいわゆる３直列の３並列接続がなされている。

また、コネクタ７１、８１からは外部の機器に電力出力を供給するための外部出力ケーブル３７、３８が延出されている。

なお、端子間配線３２は、金属製ネジ部やソケット部を有する脱着自在な導体を介して行なうことができる。

以上説明したように、太陽電池パネル１０においては、端子ボックス４内で端子間配線３２を変更するだけで太陽電池モジュール１の直並列接続の変更を行なうことができる。また、接続ボックス４の一側壁に設けられたコネクタ７、８から出力ケーブル５、６を取り外すことによって太陽電池モジュール１を取り外すことができる。

この結果、太陽電池パネル裏面での煩雑な作業から解放され、太陽電池モジュールの直並列接続の変更、太陽電池モジュールの取り替えなどの各種作業を容易に行なうことができる。

＜実施形態２＞
本実施形態２においては、実施形態１の太陽電池パネルに配置されている接続ボックス内の構造が異なっている。

図５に示す本実施形態２に係る接続ボックス４０には、さらに太陽電池モジュール１の出力確認のための端子が設けられている。

具体的には、接続ボックス４０内の第１の端子台３３ａに設けられた各太陽電池モジュール出力端子Ｔ１、Ｔ２とコネクタ７、８とを配線接続している各コネクタ―端子配線３０上に、それぞれ正側の太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５及び負側の太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ６が設けられている。なお、各太陽電池モジュール１₁乃至１₉に対応して、太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５、Ｔ６に、順に符号Ｔ５₁乃至Ｔ５₉、Ｔ６₁乃至Ｔ６₉を付すものとする。

従って、例えば、太陽電池モジュール１₉の出力を確認するためには、図５に示すように、測定器５１の測定器接続配線５０を正負の太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５₉、Ｔ６₉に接続すればよい。同様に他の太陽電池モジュール１の出力確認には、確認したい太陽電池モジュール１と接続されている太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５、Ｔ６に測定器５１を接続すればよい。また、太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５、Ｔ６への測定器５１の接続を簡単にするため、この接続配線をソケットの抜き差しにより行なう構造としている。

このように太陽電池モジュール出力テスト端子Ｔ５、Ｔ６を接続ボックス４０に配置することにより、個別の太陽電池モジュール１の出力確認を容易にすることができ、例えば、出力低下などの問題が生じた場合においても、故障している太陽電池モジュール１を容易に特定することができる。

＜実施形態３＞
本実施形態３においては、太陽電池モジュール１の出力ケーブル５、６に対応して配設されるコネクタ７、８の配設箇所が実施形態１の太陽電池パネルと異なる。

図６に示すように本実施形態３に係る太陽電池パネル１０Ａでは、各太陽電池モジュール１から延出される出力ケーブル５、６を接続するためのコネクタ７、８が回転軸９０表面に、かつ、各太陽電池モジュール１の端子ボックス９からできるだけ近い位置に設けられている。

このとき、各コネクタ７、８の一方には、出力ケーブル５、６のコネクタが接続されており、各コネクタ７、８の他方は、回転軸９０の内部を通るコネクタ―端子配線（図示しない）によって接続ボックス４内に設けられている第１の端子台３３の太陽電池モジュール出力端子Ｔ１、Ｔ２（図４参照）と接続されている。

太陽電池パネル１０Ａにおいては、端子ボックス９からコネクタ７、８までの距離が短くなり、出力ケーブル５、６を短くすることができ、正負の出力ケーブル５、６を容易に引き回すことができる。

本発明の実施形態１に係る太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。図１に示す太陽電池パネルにおいて、太陽電池モジュールを反転し裏面を向けた状態の太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。本発明の実施形態１に係る太陽電池パネルの接続ボックスの内部構造を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は第１の端子台の符号を示す図、（ｃ）は第２の端子台の符号を示す図である。本発明の実施形態１に係る太陽電池パネルの接続ボックスにおける直並列接続の一例を示す平面図である。本発明の実施形態２に係る太陽電池パネルの接続ボックスの内部構造を示す平面図である。本発明の実施形態３に係る太陽電池パネルにおいて、太陽電池モジュールを反転し裏面を向けた状態の太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。従来の太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１太陽電池モジュール
２枠体
３太陽電池セル
４、４０接続ボックス
５出力ケーブル（正側）
６出力ケーブル（負側）
７、７１コネクタ（正側）
８、８１コネクタ（負側）
９端子ボックス
１０、１０Ａ、１００太陽電池パネル
３０コネクタ―端子配線
３１外部出力端子間配線
３２端子間配線
３３、３３ａ第１の端子台
３４第２の端子台
３７外部出力ケーブル（正側）
３８外部出力ケーブル（負側）
５０測定器接続配線
５１測定器
９０回転軸
９１軸受
９２支持台
９３モータ
Ｔ１正側の太陽電池モジュール出力端子
Ｔ２負側の太陽電池モジュール出力端子
Ｔ３正側の外部出力端子
Ｔ４負側の外部出力端子
Ｔ５正側の太陽電池モジュール出力テスト端子
Ｔ６負側の太陽電池モジュール出力テスト端子

Claims

複数個の太陽電池モジュールと、これらの太陽電池モジュールを固定する枠体とを備えた太陽電池パネルにおいて、
太陽電池モジュール間の配線及び外部出力への配線を行なうための接続ボックスが設けられたことを特徴とする太陽電池パネル。
前記接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルがそれぞれ接続された正負の太陽電池モジュール出力端子と、相互に導通されるとともに外部出力ケーブルがそれぞれ接続された正負の外部出力端子とが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
前記太陽電池モジュール出力端子の任意の端子間が脱着自在な導体を介して接続される一方、該太陽電池モジュール出力端子の任意の端子と前記外部出力端子の任意の端子間が脱着自在な導体を介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池パネル。
前記接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルがそれぞれ接続されるとともに、正負の太陽電池モジュール出力端子の各端子とそれぞれ導体を介して接続された正負の太陽電池モジュール出力テスト端子が設けられたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の太陽電池パネル。
前記接続ボックスに、各太陽電池モジュールからの出力ケーブルをそれぞれ接続するコネクタが設けられたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の太陽電池パネル。
前記枠体に回転軸が固定され、該回転軸が軸受を介して支持台に回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。