JP2006019532A

JP2006019532A - 太陽電池用接続具

Info

Publication number: JP2006019532A
Application number: JP2004196160A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Aoyama; 雅洋青山
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】バイパスダイードを具備し、該ダイオードの放熱を良くして、ダイオードの信頼性を高めた、薄型の太陽電池用接続具を製作容易な構成で提供する。
【解決手段】ダイオードゾーンとリード線接続ゾーンとを有する扁平な絶縁性筐体の、ダイオードゾーンには、放熱板にチップ型ダイオードが接続されてモールド樹脂で充填されており、発熱部であるダイオ−ドゾーンの下部に密着させて伸延させた平板を放熱手段として形成した接続具を設けた太陽電池用接続具とした。
【選択図】図１

Description

本発明は，太陽電池薄型モジュールを直列接続するときの接続具に関し、とくに、その一部にバイパスダイオードを備えたものである。

設置現場に於いて、太陽電池薄型モジュールを直列接続するときに、この接続具が使用される。この接続具内で各モジュールにバイパスダイオードを接続する。この接続具を薄型にして、電気的信頼性を確保する為に技術的改良が試みられて来た。その従来例が特許文献１に開示されている。

「特開平５−３４３７２４号」公報の技術では、端子ボックスの筐体内に、中継端子支持板が配置されている。中継端子支持板には、間隔を空けて二つの導電性中継端子接続部分が形成されている。一つの導電性中継端子接続部分にペレット状のバイパスダイオードのアノードが半田付けされている。バイパスダイオードのカソードがリード線を介して、もう一つの導電性中継端子接続部分に接続されている。二つの中継端子接続部分には二つの出力リードが接続され、これによってバイパスダイオードが、太陽電池モジュールに接続される。二つの中継端子接続部分には、２つの中継フレームが接続され、これによって太陽電池モジュールの出力が取り出される。ペレット状のバイパスダイオードは薄く脆くて、振動や衝撃によって破断したり、ひび割れによって特性が変化したりする。

太陽電池モジュールに接続されるバイパスダイオードの信頼性を高めて搭載することが課題であった。

太陽電池モジュールに接続されるバイパスダイオードは、通電によるジュール熱での温度上昇の他に、屋根の上などの設置される場所の周囲温度が高くなったときは、過酷な環境に曝されることになる。周囲温度の変化がダイオードに機械的歪や電気特性を変化させ、劣化してしまうことがあった。薄型として，且つ、信頼性を高めて長期間の使用に耐える太陽電池用接続具を提供することが、本発明の目的である。

太陽電池薄型モジュールを直列接続するときに、使用される接続具の中にバイパスダイオードを接続した接続具を薄型すること、電気的信頼性を確保すること、この両条件を満たす構成として、厚さ略２００ミクロンのチップ型ダイオードを薄型の絶縁性筐体に密着した放熱板に装着し、充填材で被覆して、電気的に接続する端子を薄い導体で導出する構成とすることに着目した。

請求項１に関しては、
太陽電池パネルに連結する連結手段を具備するダイオード装着した第１の接続箱と、太陽電池パネルに連結する連結手段を具備し、ダイオード装着しない第２の接続箱とによって構成された太陽電池用接続具とする。第１の接続箱は、ダイオードゾーンを有し、このダイオードゾーンの両側にモジュールリード線接続ゾーン、が隔壁を介して位置し、側壁または底部にリード線導出用の切欠き部または窓を有する絶縁性筐体と、前記ダイオードゾーンに、一端が前記モジュールリード線接続ゾーンに位置し、他端に間隔を空けて隣接配置された第１の放熱板および第２の放熱板と、前記各放熱板の一端側に接続され、これら一端側からモジュールリード線接続ゾーンに伸延したモジュールリード線接続用端子と、他端側の第１の放熱板にアノードが接続され、他端側の第２の放熱板にカソードが接続されたチップ型ダイオードと、前記ダイオードゾーンに充填された絶縁性充填材とを具備する接続箱を太陽電池パネルに連結する熱伝導性の連結手段を具備する第１の接続箱とした。第２の接続箱は、モジュールリード線接続用端子と、出力ケーブル接続端子とが、同一の導電体に位置し、側壁または底部にリード線導出用と出力ケーブル導出用の切欠き部または窓を有する絶縁性筐体とを具備する接続箱を太陽電池パネルに連結する連結手段を具備する第２の接続箱とした。これらによって構成された太陽電池用接続具とした。

請求項２に関しては、
連結手段が、太陽電池パネル厚さに相当する幅寸法と、接続箱の厚さに相当する幅寸法とを段付き形状で具備する幅寸法とし、接続箱の幅寸法を深さ寸法とした基準寸法を有する凹部を備えると共に、太陽電池パネルの裏面に接する側の壁面部位を太陽電池パネルに密着させ伝熱効果を高める為、太陽電池パネルの表面に接する側よりも大きい壁面部位面積を有するように、伸延した形状の連結手段である請求項１記載の太陽電池用接続具とした。

請求項３に関しては、
発熱部であるダイオ−ドゾーンの下部に密着させて伸延させた平板を放熱手段として形成したモジュール枠を連結手段として具備した請求項１記載の太陽電池用接続具とした。

本発明の発明によれば、太陽電池の広い面積を利用し放熱効果を高めたので、ダイオードの性能は長期に亘って維持される効果がある。

図１は本発明の実施の形態を示す構造図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は内部を説明する断面図である。ダイオードゾーン１の両端にモジュールリード線接続ゾーン２が隔壁３を介して位置し、側壁４に配線を導出する切欠部１９を設け、薄い底部を有する絶縁性筐体５に、第１の放熱板６と第２の放熱板７とを間隔を空けて配置し、各放熱板の一端にモジュールリード線接続端子８を設ける。第１の放熱板の他端にアノード９が半田付けで接続され、カソード１０が接続体１２で第２の放熱板の他端に接続されたチップ型ダイオード１１が装着された後、絶縁性充填材１３でダイオードゾーン１が充填され、ダイオード１１の防湿と耐震性、耐衝撃性の向上に役立てている。モジュールリード線接続ゾーン２は、モジュールリード線接続端子８に対してモジュールリード線が接続された後に絶縁性充填材で充填または、絶縁性弾性体が圧入されることが有効である。筐体５の上面に絶縁性のカバーを装着する事も有効である。

図２は本発明の実施の形態を示す構造図であり、図２（ａ）は連結手段を説明する断面図、図２（ｂ）は斜視図である。図１の第１の接続箱１４が図２の連結手段１５で太陽電池モジュールに接続される。太陽電池のパネル厚さＴと接続箱筐体５の厚さｔとを内寸として密着するように段付き形状とした凹部１６を有する連結手段１５で、パネルの厚みに接して該接続箱が固着された状態でモジュールリード線１７がモジュールリード線接続用端子１８に接続される。接続箱の側壁に設けた切欠き部１９から、モジュールリード線１７がモジュールリード線接続用端子１８に乗る位置まで挿入され半田付けで接続される。連結手段１５は太陽電池モジュールの縁を接続箱と共に囲み込む様にして固着され、太陽電池モジュールの縁取りを兼ねた連結手段１５は上面より下面の幅を大きい寸法で密着させる事も有効である。さらに別の取り付け方法として、連結手段１５は太陽電池モジュールの縁を接続箱と重ねた凹部寸法Ｔ＋ｔで、共に囲み込む様にして固着され、太陽電池モジュールの裏面（日陰になる部位）で縁取りを兼ねた連結手段１５で密着させる事も有効である、接続箱１４の薄い底部を太陽電池モジュールの裏面へ密着させて放熱板の熱をモジュールの裏面に伝えることはダイオードの温度を低く維持し信頼性を高めるために有効である。

図３は、本発明による実施の形態を示す構造図であり、第２の接続箱の斜視図を、図３（ａ）に示し、その内部を説明する断面図を図３（ｂ）に示した。導体２１に設けた出力ケーブル接続用端子２０は、接続ネジを受けるネジ孔を設けた端子または、差込端子又は半田付け用端子としている、モジュールリード線接続用端子１８は薄い金属のモジュールリード線が接続しやすい半田付け用端子としている。これら出力ケーブル接続用端子２０、モジュールリード線接続用端子１８を有する第２の接続箱１４４が、図２に示した連結手段１５で太陽電池モジュールに接続される。太陽電池のパネル厚さＴと接続箱筐体の厚さｔとを段付きの内寸とした凹部１６を有する連結手段１５で、パネルの厚み端面に接続箱が接した位置で固着される。前記二種類の接続箱が太陽電池の側面に装着されるので、太陽電池パネルの周縁に対して補強するモジュール枠２２として機械的な保護にも役立つ、加えてダイオードの通電により発生した熱を、広い面積の太陽電池パネルに対し、このモジュール枠２２が熱伝導手段として作用し太陽電池パネル全面が放熱体として利用できる。ダイオードを接続した放熱板の下面に接続箱の底面の薄い絶縁層を介して密着させて太陽電池パネルの裏面に伸延した平板を形成した該モジュール枠２２は、ダイオードが発生した熱を、広い放熱面を持つ太陽電池パネル下面に対して効果的に伝達するからダイオードの特性劣化を防止でき、従来の太陽電池に対しての使い方でのチップ型ダイオードにおける弱点を排除した。

図４は本発明の第２の実施形態を示す構造図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は内部を説明する断面図である。ダイオードゾーン１の両端にモジュールリード線接続ゾーン２が隔壁３を介して位置し、薄い底部を有する絶縁性筐体５に、第１の放熱板６と第２の放熱板７とを間隔を空けて配置し、各放熱板の一端にモジュールリード線接続端子８を設ける。第１の放熱板の他端にアノード９が半田付けで接続され、カソード１０が接続体１２で第２の放熱板の他端に接続されたチップ型ダイオード１１が装着された後、絶縁性充填材１３でダイオードゾーン１が充填され、ダイオード１１の防湿と耐震性、耐衝撃性の向上に役立てている。底部にモジュールリード線を導出する窓２３を設け、モジュールリード線接続ゾーン２は、モジュールリード線接続端子８に対してモジュールリード線が接続された後に絶縁性充填材で充填または、絶縁性弾性体が圧入されることが有効である。筐体５の上面に絶縁性のカバーを装着する事も有効である。図５は、本発明による第２の実施の形態を示す構造図であり、第２の接続箱の斜視図を、図５（ａ）に示し、その内部を説明する断面図を図５（ｂ）に示した。導体２１に設けた出力ケーブル接続用端子２０は、接続ネジを受けるネジ孔を設けた端子または、差込端子又は半田付け用端子としている、モジュールリード線接続用端子１８は薄い金属のモジュールリード線が接続しやすい半田付け用端子としている。これら出力ケーブル接続用端子２０、モジュールリード線接続用端子１８を有する第２の接続箱１４４が、図２に示した連結手段１５で太陽電池モジュールに接続される。底部に配線を導出する窓２３を設けられていている。

本発明による実施形態によれば、従来の設置状態における、振動・衝撃によるダイオードの品質低下の原因を排除し、信頼性の高い構造としたので工業価値が高く、構成材料の少ない薄型構造のため省資源にも貢献できた。

本発明による実施の形態を示す構造図。本発明による実施の形態を示す取り付け構造を示す断面図。本発明による実施の形態を示す構造図。本発明による実施の形態を示す構造図。本発明による実施の形態を示す構造図。

符号の説明

１ダイオードゾーン
２モジュールリード線接続ゾーン
３隔壁
４側壁
５絶縁性筐体
６第１の放熱板
７第２の放熱板
８モジュールリード線接続端子
９アノード
１０カソード
１１チップ型ダイオード
１２接続体
１３絶縁性充填材
１４第１の接続箱
１４４第２の接続箱
１５連結手段
Ｔパネル厚さ
ｔ接続箱筐体厚さ
１６凹部
１７モジュールリード線
１８モジュールリード線接続用端子
１９切欠き部
２０出力ケーブル接続用端子
２１導体
２２モジュール枠
２３窓

Claims

ダイオードゾーンを有し、このダイオードゾーンの両側にモジュールリード線接続ゾーン、が隔壁を介して位置し、リード線導出用の切欠き部または窓を、側壁または底部に設けた絶縁性筐体と、
前記ダイオードゾーンに、一端が前記モジュールリード線接続ゾーンに位置し、他端に間隔を空けて隣接配置された第１の放熱板および第２の放熱板と、
前記各放熱板の一端側に接続され、これら一端側からモジュールリード線接続ゾーンに伸延したモジュールリード線接続用端子と、
他端側の第１の放熱板にアノードが接続され、他端側の第２の放熱板にカソードが接続されたチップ型ダイオードと、前記ダイオードゾーンに充填された絶縁性充填材とを具備する接続箱を太陽電池パネルに連結する熱伝導性の連結手段を具備する第１の接続箱と；
モジュールリード線接続用端子と、出力ケーブル接続端子とが、同一の導電体に位置し、リード線導出用および出力ケーブル導出用の切欠き部または窓を側壁または底部に設けた絶縁性筐体とを具備する接続箱を太陽電池パネルに連結する連結手段を具備する第２の接続箱と；によって構成された太陽電池用接続具。
連結手段が、太陽電池パネル厚さに相当する幅寸法と、接続箱の厚さに相当する幅寸法とを段付き形状で具備する幅寸法とし、接続箱の幅寸法を深さ寸法とした基準寸法を有する凹部を備えると共に、太陽電池パネルの裏面に接する側の壁面部位を太陽電池パネルに密着させ伝熱効果を高める為、太陽電池パネルの表面に接する側よりも大きい壁面部位面積を有するように、伸延した形状の連結手段である請求項１記載の太陽電池用接続具。
発熱部であるダイオ−ドゾーンの下部に密着させて伸延させた平板を放熱手段として形成したモジュール枠を連結手段として具備した請求項１記載の太陽電池用接続具。