JP2006269803A - 太陽電池モジュール用端子ボックス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、バイパスダイオードからの熱伝達経路を考慮して各接続端子の放熱面積を設定し、各バイパスダイオードからの熱を効果的に放熱し、バイパスダイオードの過度の温度上昇を抑える端子ボックス装置を得る。
【解決手段】３本の端子板１８ａ〜１８ｃが筐体本体１６ａ内に並列状態に配列されて配設され、太陽電池モジュールからのリードフレーム２４ａ〜２４ｃが端子板１８ａ〜１８ｃに接続され、モジュール連結ケーブル５が端子板１８ａ，１８ｃに接続されている。第１バイパスダイオード１１ａが端子板１８ａに取り付けられ、端子板１８ａ，１８ｂに電気的に接続され、第２バイパスダイオード１１ｂが端子板１８ｂに取り付けられ、端子板１８ｂ，１８ｃに電気的に接続されている。そして、端子板１８ａ〜１８ｃが、端子板１８ｃの放熱面積＜端子板１８ａの放熱面積＜端子板１８ｂの放熱面積となる形状に形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、家屋の屋根などに配設してなる太陽電池モジュールに使用される太陽電池モジュール用端子ボックス装置に関するものである。

従来の太陽電池モジュール用端子ボックス装置は、ボックス筐体と、ボックス筐体内に配設され、太陽電池モジュールの光電変換素子からの複数の接続子がそれぞれ接続される複数の接続端子と、対応する接続端子に接続されて、他端がボックス筐体外に引き出された一対の出力取出用モジュール連結ケーブルと、隣接する接続端子間に跨って配設されたバイパスダイオードと、を備え、バイパスダイオードが、チップ状に形成された整流素子本体と、整流素子本体の上下面にそれぞれ配設されるとともに、互いに平行でかつ反対方向に延設された一対のリード板と、を備えている。

この種の太陽電池システムでは、多数の太陽電池モジュールが端子ボックス装置を介して直列に接続されて構成されている。そして、ある太陽電池モジュールに太陽光が照射しない状態になった場合、太陽光が照射している太陽電池モジュールで発電された電力は、バイパスダイオードを介して、太陽光が照射していない太陽電池モジュールを迂回して次の太陽電池モジュールに流れる。この時、当該バイパスダイオードが発熱する。このバイパスダイオードでの発熱が続くと、熱がバイパスダイオードの近傍にこもり、バイパスダイオードの損傷やボックス筐体の変形をもたらし、さらには熱がモジュール側に伝播して、ガラス割れをもたらす恐れがある。

そこで、各リード板の延設側に幅広の放熱部を形成し、各放熱部を各接続端子にそれぞれ張り出された放熱部受け片に重合状態で接続するようにして、整流素子本体で発熱した熱が、金属製の各リード板の幅広の放熱部および接続端子の同形同大の放熱部受け片を通じて放熱され、部分的な熱のこもりを防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３０３９８８号公報

従来の太陽電池モジュール用端子ボックス装置では、隣接する接続端子間に跨って配設された複数のバイパスダイオードの温度上昇を均一に抑制できず、特に中央に位置するバイパスダイオードの温度が過度に上昇してしまうという課題があった。

本出願人は、上記課題に鑑み、バイパスダイオードで発生した熱の伝達経路に着目し、本発明を発明するに至ったものである。例えば、従来の太陽電池モジュール用端子ボックス装置が、３本の接続端子が並んで配列され、２つのバイパスダイオードが隣接する接続端子間にそれぞれ配設され、出力取出用モジュール連結ケーブルが両側の接続端子に接続されているように構成されている場合、一方の端側に位置するバイパスダイオードで発生した熱は、一方の端に位置する接続端子と中央の接続端子に伝達され、他方の端側に位置するバイパスダイオードで発生した熱は、他方の端に位置する接続端子と中央の接続端子に伝達される。そして、一方の端に位置する接続端子に伝達された熱は、当該接続端子の表面から放熱されるとともに、接続されている出力取出用モジュール連結ケーブルや接続子を介して放熱される。また、中央に位置する接続端子に伝達した熱は、当該接続端子の表面から放熱されるとともに、接続されている接続子を介して放熱される。そして、他方の端に位置する接続端子に伝達された熱は、当該接続端子の表面から放熱されるとともに、接続されている出力取出用モジュール連結ケーブルや接続子を介して放熱される。
このように、各接続端子に伝達される熱量は、接続端子の配列位置により異なり、各接続端子からの放熱経路も、接続端子の配列位置により異なる。

しかしながら、従来の太陽電池モジュール用端子ボックス装置では、各接続端子がほぼ同一形状に形成されているので、各接続端子に伝達される熱量や各接続端子からの放熱経路がその配列位置により異なるにも拘わらず、各接続端子における放熱面積がほぼ同じであることから、特に中央に位置するバイパスダイオードの温度が過度に上昇することになる。

この発明は、熱源であるバイパスダイオードからの熱伝達経路を考慮して各接続端子の放熱面積を設定し、各バイパスダイオードからの熱を効果的に放熱し、特定のバイパスダイオードの過度の温度上昇を抑えることができる太陽電池モジュール用端子ボックス装置を得ることを目的とする。

この発明による太陽電池モジュール用端子ボックス装置は、太陽電池モジュールに装着されるボックス筐体と、上記ボックス筐体内に並列状態に配列されて配設され、それぞれ上記太陽電池モジュールからのｎ本のリードフレームが接続されるｎ個（但し、ｎは３以上の整数）の端子板と、上記端子板の配列方向の両側に位置する該端子板にそれぞれ接続されて、他端が上記ボックス筐体外に引き出された一対のモジュール連結ケーブルと、端子板配列方向に隣接する上記端子板の各対の、該端子板配列方向の一側の該端子板に取り付けられ、隣接する該端子板の各対の両端子板に電気的に接続された（ｎ−１）個のバイパスダイオードと、を備えた太陽電池モジュール用端子ボックス装置において、上記ｎ個の端子板は、上記端子板配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板の放熱面積を満足する形状に形成されているものである。

この発明によれば、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に伝達される熱量は、端子板配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板に伝達される熱量より、端子板配列方向の一側から１番目に位置するバイパスダイオードから伝達される熱量分だけ多い。しかし、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板の放熱面積が端子板配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板の放熱面積より大きいので、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に伝達された熱が効果的に放熱され、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板の温度を端子板配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板と同等の温度に抑えることができる。

また、端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板に伝達される熱量は、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に伝達される熱量と等しいが、端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板は、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に対して、モジュール連結ケーブルを介しての放熱経路がない。しかし、端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板の放熱面積が端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板の放熱面積より大きいので、端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板に伝達された熱が効果的に放熱され、端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板の温度を端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板と同等の温度に抑えることができる。

さらに、端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板に伝達される熱量は、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に伝達される熱量より多いとともに、端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板は、端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板に対して、モジュール連結ケーブルを介しての放熱経路がない。しかし、端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板の放熱面積が端子板配列方向の一側から１番目および（ｎ−１）番目に位置する端子板の放熱面積より大きいので、端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板に伝達された熱が効果的に放熱され、端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板の温度を端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板と同等の温度に抑えることができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置が適用される太陽電池モジュールを示す斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置が適用される太陽電池システムのブロック図、図３はこの発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置を示す概略平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、図５は図３のＶ−Ｖ矢斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置におけるバイパスダイオードの構成を模式的に示す断面図である。

図１において、太陽電池モジュール１は、多数枚の太陽電池セル２が直列に接続されて行列状に配設され、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの樹脂剤で封止され、ガラス板などの保護材がその表面に装着され、さらにＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂フィルムがその裏面側に装着されて、構成されている。そして、太陽電池モジュール１は、その各辺が例えば、アルミ製のフレーム４に支持されている。
また、端子ボックス装置１０が太陽電池モジュール１の裏面に装着されている。この太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２が直列接続された２つのセル群３に分割されており、端子ボックス装置１０の内部には、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂ（図示せず）が収容されている。そして、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂは、各セル群３の並列出力電圧と逆方向となるようにそれぞれ接続され、逆バイアスされたセル群３の電流をバイパスするようになっている。

この太陽電池モジュール１は、その裏面に装着された端子ボックス装置１０から引き出されたモジュール連結ケーブル５の一方が、他方の太陽電池モジュール１のモジュール連結ケーブル５の他方と連結可能となっており、家屋の屋根などに併設された太陽電池モジュール１を直列に順次連結することが可能となっている。
太陽電池システムは、図２に示されるように、モジュール連結ケーブル５を連結してこれらの太陽電池モジュール１を電気的に接続して構成される。そして、直列に連結された太陽電池モジュール１をインバータ６に接続し、各太陽電池モジュール１の電力を交流電流に変換して取り出される。

つぎに、端子ボックス装置１０の構成について図３乃至図６を参照しつつ具体的に説明する。
端子ボックス装置１０は、合成樹脂により成形されたボックス筐体１６を備えている。ボックス筐体１６は、第１乃至第３端子板１８ａ，１８ｂ，１８ｃを収容する凹部を有し、上方が開放された矩形形状のケース構造とされた筐体本体１６ａと、筐体本体１６ａの上方開口を塞口するように取り付けられる蓋（図示せず）とを備えている。そして、配線穴１７が、筐体本体１６ａの底面に、一側縁部（図３中上側縁部）に沿って穿設されている。

第１バイパスダイオード１１ａは、カソード電極１２ａ、ｎ型領域１２ｂ、ｐ型領域１２ｃおよびアノード電極１２ｄを積層して構成された整流素子本体１２と、カソード電極１２ａに半田付けなどにより電気的に接続された第１リード端子１３と、アノード電極１２ｄに半田付けなどにより電気的に接続された第２リード端子１４と、第１および第２リード端子１３，１４が延出するように整流素子本体１２をモールドした樹脂封止部１５と、を備えている。そして、第１および第２リード端子１３，１４が樹脂封止部１５の一側に延出し、取付部１５ａが樹脂封止部１５の他側に一体に形成されている。なお、第２バイパスダイオード１１ｂも同様に構成されている。

第１乃至第３端子板１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、それぞれ金属板をプレス成形して形成され、それぞれ一端側（リードフレーム接続部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）を配線穴１７に臨むようにして、筐体本体１６ａの凹部に所定間隔あけて並列状態に配設固定されている。そして、第１端子板１８ａは、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃの配列方向の一端側に位置し、リードフレーム接続部１９ａ、ダイオード搭載部２０ａ、ケーブル接続部２１ａを備えている。また、第２端子板１８ｂは、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃの配列方向の中央に位置し、リードフレーム接続部１９ｂ、ダイオード搭載部２０ｂを備えている。さらに、第３端子板１８ｃは、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃの配列方向の他端側に位置し、リードフレーム接続部１９ｃ、ケーブル接続部２１ｃを備えている。そして、第１端子板１８ａは、放熱部２２ａを備え、放熱面積を第３端子板１８ｃより大きくしている。さらに、第２端子板１８ｂは、放熱部２２ｂを備え、放熱面積を第１端子板１８ａより大きくしている。なお、放熱部２２ａ，２２ｂは、波状に屈曲成形され、放熱面積を増大させている。

第１バイパスダイオード１１ａは、取付部１５ａに穿設された取付穴１５ｂに通された金属製のリベット２３により第１端子板１８ａのダイオード搭載部２０ａに固定されている。そして、その第１および第２リード端子１３，１４が、半田付けなどにより第２端子板１８ｂおよび第１端子板１８ａに電位的に接続されている。
同様に、第２バイパスダイオード１１ｂは、取付部１５ａに穿設された取付穴１５ｂに通されたリベット２３により第２端子板１８ｂのダイオード搭載部２０ｂに固定されている。そして、その第１および第２リード端子１３，１４が、半田付けなどにより第３端子板１８ｃおよび第２端子板１８ｂに電位的に接続されている。
なお、リベット２３は、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂから第１および第２端子板１８ａ，１８ｂへの熱伝達を向上させるために、良好な熱伝導材を用いることが望ましく、例えば銅や銅合金を用いることができる。

太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２が直列接続された２つのセル群３に分割されており、３つのリードフレーム２４ａ，２４ｂ，２４ｃが、配線穴１７から筐体本体１６ａ内に挿入され、それぞれ第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃのリードフレーム接続部１９ａ〜１９ｃに半田付け、かしめ、ねじ締結などにより電気的に接続されている。また、モジュール連結ケーブル５が、反配線穴側から筐体本体１６ａ内に挿入され、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃのケーブル接続部２１ａ，２１ｃにかしめ、半田付け、ねじ締結などにより電気的に接続されている。そして、モジュール連結ケーブル５は、取付ねじ２５により筐体本体１６ａに締着固定されたケーブル押さえ金具２６により筐体本体１６ａに固定されている。このケーブル押さえ金具２６は、波状に屈曲成形された放熱部２６ａを有し、モジュール連結ケーブル５に伝わる熱を効率的に放熱させるようになっている。

このように構成された端子ボックス装置１０では、第１バイパスダイオード１１ａで発生した熱は、第１および第２端子板１８ａ，１８ｂに伝達される。また、第２バイパスダイオード１１ｂで発生した熱は、第２および第３端子板１８ｂ，１８ｃに伝達される。
そして、第１端子板１８ａに伝達された熱は、第１端子板１８ａの表面から放熱されるとともに、モジュール連結ケーブル５およびリードフレーム２４ａを介して放熱される。また、第２端子板１８ｂに伝達された熱は、第２端子板１８ｂの表面から放熱されるとともに、リードフレーム２４ｂを介して放熱される。さらに、第３端子板１８ｃに伝達された熱は、第３端子板１８ｃの表面から放熱されるとともに、モジュール連結ケーブル５およびリードフレーム２４ｃを介して放熱される。ここで、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂでの発熱量が同一とすると、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃに伝達される熱量は、第３端子板１８ｃ＜第１および第２端子板１８ａ，１８ｂとなる。

ここで、第３端子板１８ｃに伝達される熱量は、第２端子板１８ｂを介して伝達される熱量だけである。そして、第３端子板１８ｃに伝達された熱は、第３端子板１８ｃから放熱されるとともに、リードフレーム２４ｃおよびモジュール連結ケーブル５を介して放熱され、熱が第３端子板１８ｃ近傍にこもることが抑制される。
また、第１端子板１８ａからの放熱経路は、第３端子板１８ｃからの放熱経路と同じであるが、第１端子板１８ａに伝達される熱量は、第３端子板１８ｃに比べて、第１バイパスダイオード１１ａから直接伝達される熱量分だけ多くなっている。しかし、第１端子板１８ａは、放熱部２２ａを備え、第３端子板１８ｃより放熱面積が大きくなっているので、第３端子板１８ｃに比べて第１端子板１８ａに過度に伝達された熱は放熱部２２ａから効果的に放熱され、熱が第１端子板１８ａ近傍にこもることが抑制される。これにより、第１端子板１８ａが第３端子板１８ｃとほぼ同じ温度に維持され、第１バイパスダイオード１１ａが過度に温度上昇することが抑えられる。
また、第２端子板１８ｂに伝達される熱量は、第１端子板１８ａに伝達される熱量と同じであるが、第２端子板１８ｂには、第２端子板１８ａにおけるモジュール連結ケーブル５を介しての放熱経路がない。しかし、第２端子板１８ｂは、放熱部２２ａより大きな放熱面積を有する放熱部２２ｂを備えているので、モジュール連結ケーブル５を介して放熱される熱量相当分が放熱部２２ｂから効果的に放熱され、熱が第２端子板１８ｂ近傍にこもることが抑制される。これにより、第２端子板１８ｂが第１端子板１８ａとほぼ同じ温度に維持され、第２バイパスダイオード１１ｂが過度に温度上昇することが抑えられる。

このように、この実施の形態１では、熱の伝達経路および放熱経路を考慮して、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃの温度がほぼ均一となるように、放熱面積が第３端子板１８ｃ、第１端子板１８ａ、第２端子板１８ｂの順に大きくなるように第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃの形状を形成しているので、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂの温度が過度に上昇することがない。
また、最も熱がこもりやすい第２端子板１８ｂ上の第２バイパスダイオード１１ｂの温度が過度に上昇しないように、第２端子板１８ｂの放熱面積（形状）を大きくする。そして、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃを同一形状とする場合には、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃの形状も、第２端子板１８ｂに要求される形状（放熱面積）とすることになり、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃが不要に大きな形状となってしまう。しかし、この実施の形態１では、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃの形状を過度に大きくする必要がなく、それぞれ最適な形状に設定でき、端子ボックス装置１０の小型化が図られる。
さらに、放熱部２２ａ，２２ｂが波状に成形されているので、放熱部２２ａ，２２ｂの外形を小さくして必要な放熱面積を形成でき、端子ボックス装置１０の平面形状を小型化できる。

また、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂが金属製のリベット２３により第１および第２端子板１８ａ，１８ｂに固着されているので、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂで発生した熱はリベット２３を介して第１および第２端子板１８ａ，１８ｂに伝達され、第１および第２端子板１８ａ，１８ｂから効果的に放熱される。そこで、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂの温度上昇が抑制される。また、リベット２３を良熱伝導材である銅又は銅合金により作製することにより、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂから第１および第２端子板１８ａ，１８ｂへの熱伝達が高められ、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂの温度上昇がさらに抑制される。

また、モジュール連結ケーブル５を取り付けている金属製のケーブル押さえ金具２６が波状に屈曲成形された放熱部２６ａを有しているので、モジュール連結ケーブル５に伝わる熱が放熱部２６ａから効率的に放熱される。そこで、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃの放熱面積をその分少なくできるので、第１および第３端子板１８ａ，１８ｃの放熱面積（形状）が小さくなり、端子ボックス装置１０を小型化することができる。
また、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂが第１および第２端子板１８ａ，１８ｂ上に取り付けられているので、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂが第１および第２端子板１８ａ，１８ｂを避けて筐体本体１６ａに取り付けられる場合に比べ、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂの取付スペースを第１および第２端子板１８ａ，１８ｂを避けて確保する必要がなく、その分小型化が図られる。

なお、ボックス筐体１６内にシリコーン樹脂などの封止材を充填し、防水性を高めるようにしてもよい。
また、第１乃至第３端子板１８ａ〜１８ｃは、熱伝導率の高い材料、例えば銅や銅合金を用いて作製されることが好ましい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、太陽電池モジュール１が２つのセル群３に分割されている場合に適用するものとしているが、この実施の形態２では、太陽電池モジュール１が３つのセル群３に分割されている場合に適用するものである。
図７はこの発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置を示す概略平面図である。

図７において、端子ボックス装置３０は、合成樹脂により成形されたボックス筐体３１を備えている。ボックス筐体３１は、第１乃至第４端子板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを収容する凹部を有し、上方が開放された矩形形状のケース構造とされた筐体本体３１ａと、筐体本体３１ａの上方開口を塞口するように取り付けられる蓋（図示せず）とを備えている。そして、配線穴１７が、筐体本体３１ａの底面に、一側縁部（図７中上側縁部）に沿って穿設されている。さらに、一対のケーブル挿入穴２９が筐体本体３１ａの反配線穴側に形成されている。
第３バイパスダイオード１１ｃは、第１および第２バイパスダイオード１１ａ，１１ｂも同様に構成されている。

第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄは、それぞれ金属板をプレス成形して形成され、それぞれ一端側（リードフレーム接続部３３ａ〜３３ｄ）を配線穴１７に臨むようにして、筐体本体３１ａの凹部に所定間隔あけて並列状態に配設固定されている。そして、第１端子板３２ａは、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの配列方向の一端側に位置し、リードフレーム接続部３３ａ、ダイオード搭載部３４ａ、ケーブル接続部３５ａを備えている。また、第２端子板３２ｂは、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの配列方向の一端側から２番目に位置し、リードフレーム接続部３３ｂ、ダイオード搭載部３４ｂを備えている。また、第３端子板３２ｃは、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの配列方向の一端側から３番目に位置し、リードフレーム接続部３３ｃ、ダイオード搭載部３４ｃを備えている。さらに、第４端子板３２ｄは、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの配列方向の他端側に位置し、リードフレーム接続部３３ｄ、ケーブル接続部３５ｄを備えている。
そして、第１端子板３２ａは、放熱部３６ａを備え、放熱面積を第４端子板３２ｄより大きくしている。また、第２端子板３２ｂは、放熱部３６ｂを備え、放熱面積を第１端子板３２ａより大きくしている。さらに、第３端子板３２ｃは、放熱部３６ｃを備え、放熱面積を第１端子板３２ａより大きく、かつ、第２端子板３２ｂより小さくしている。なお、放熱部３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、波状に屈曲成形され、放熱面積を増大させている。

第１バイパスダイオード１１ａは、取付部１５ａに穿設された取付穴１５ｂに通されたリベット２３により第１端子板３２ａのダイオード搭載部３４ａに固定されている。そして、その第１および第２リード端子１３，１４が、半田付けなどにより第２端子板３２ｂおよび第１端子板３２ａに電位的に接続されている。
また、第２バイパスダイオード１１ｂは、取付部１５ａに穿設された取付穴１５ｂに通されたリベット２３により第２端子板３２ｂのダイオード搭載部３４ｂに固定されている。そして、その第１および第２リード端子１３，１４が、半田付けなどにより第３端子板３２ｃおよび第２端子板３２ｂに電位的に接続されている。
さらに、第３バイパスダイオード１１ｃは、取付部１５ａに穿設された取付穴１５ｂに通されたリベット２３により第３端子板３２ｃのダイオード搭載部３４ｃに固定されている。そして、その第１および第２リード端子１３，１４が、半田付けなどにより第４端子板３２ｄおよび第３端子板３２ｃに電位的に接続されている。

太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２が直列接続された３つのセル群３に分割されており、４つのリードフレーム２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、２４ｄが、配線穴１７から筐体本体３１ａ内に挿入され、それぞれ第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄのリードフレーム接続部３３ａ〜３３ｄに半田付け、かしめ、ねじ締結などにより電気的に接続されている。また、モジュール連結ケーブル５が、各ケーブル挿入穴２９から筐体本体３１ａ内に挿入され、第１および第４端子板３２ａ，３２ｄのケーブル接続部３５ａ，３５ｄにかしめ、半田付け、ねじ締結などにより電気的に接続されている。

このように構成された端子ボックス装置３０では、第１バイパスダイオード１１ａで発生した熱は、第１および第２端子板３２ａ，３２ｂに伝達される。また、第２バイパスダイオード１１ｂで発生した熱は、第２および第３端子板３２ｂ，３２ｃに伝達される。さらに、また、第３バイパスダイオード１１ｃで発生した熱は、第３および第４端子板３２ｃ，３２ｄに伝達される。ここで、第１乃至第３バイパスダイオード１１ａ〜１１ｃでの発熱量が同一とすると、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄに伝達される熱量は、第４端子板３２ｄ＜第１および第３端子板３２ａ，３２ｃ＜第２端子板３２ｂとなる。
そして、第１端子板３２ａに伝達された熱は、第１端子板３２ａの表面から放熱されるとともに、モジュール連結ケーブル５およびリードフレーム２４ａを介して放熱される。また、第２端子板３２ｂに伝達された熱は、第２端子板３２ｂの表面から放熱されるとともに、リードフレーム２４ｂを介して放熱される。また、第３端子板３２ｃに伝達された熱は、第３端子板３２ｃの表面から放熱されるとともに、リードフレーム２４ｃを介して放熱される。さらに、第４端子板３２ｃに伝達された熱は、第４端子板３２ｃの表面から放熱されるとともに、モジュール連結ケーブル５およびリードフレーム２４ｄを介して放熱される。

ここで、第４端子板３２ｄに伝達される熱量は、第３端子板３２ｃを介して伝達される熱量だけである。そして、第４端子板３２ｄに伝達された熱は、第４端子板３２ｄから放熱されるとともに、リードフレーム２４ｄおよびモジュール連結ケーブル５を介して放熱される。これにより、熱が第４端子板３２ｄ近傍にこもることが抑制される。
また、第１端子板３２ａからの放熱経路は、第４端子板３２ｄからの放熱経路と同じであるが、第１端子板３２ａに伝達される熱量は、第４端子板３２ｄに比べて、第１バイパスダイオード１１ａから直接伝達される熱量分だけ多くなっている。しかし、第１端子板３２ａは、放熱部３６ａを備え、第４端子板３２ｄより放熱面積が大きくなっているので、第４端子板３２ｄに比べて第１端子板３２ａに過度に伝達された熱は放熱部３６ａから効果的に放熱され、熱が第１端子板３２ａ近傍にこもることが抑制される。これにより、第１端子板３２ａが第４端子板３２ｄとほぼ同じ温度に維持され、第１バイパスダイオード１１ａが過度に温度上昇することが抑えられる。

また、第２端子板３２ｂに伝達される熱量は、第１端子板３２ａに比べ、第３端子板３２ｃから伝達される熱量分多いとともに、第２端子板３２ｂには、第１端子板３２ａにおけるモジュール連結ケーブル５を介しての放熱経路がない。しかし、第２端子板３２ｂは、放熱部３６ａより大きな放熱面積を有する放熱部３６ｂを備えている。そこで、第１端子板３２ａに比べて第２端子板３２ｂに過度に伝達された熱量相当分およびモジュール連結ケーブル５を介して放熱される熱量相当分が放熱部３６ｂから効果的に放熱され、熱が第２端子板３２ｂ近傍にこもることが抑制される。これにより、第２端子板３２ｂが第１端子板３２ａとほぼ同じ温度に維持され、第２バイパスダイオード１１ｂが過度に温度上昇することが抑えられる。

また、第３端子板３２ｃに伝達される熱量は、第１端子板３２ａに伝達される熱量と同じであるが、第３端子板３２ｃには、第１端子板３２ａにおけるモジュール連結ケーブル５を介しての放熱経路がない。しかし、第３端子板３２ｃは、放熱部３６ａより大きく、かつ、放熱部３６ｂより小さな放熱面積を有する放熱部３６ｃを備えている。そこで、モジュール連結ケーブル５を介して放熱される熱量相当分が放熱部３６ｃから効果的に放熱され、熱が第３端子板３２ｃ近傍にこもることが抑制される。これにより、第３端子板３２ｃが第１端子板３２ａとほぼ同じ温度に維持され、第３バイパスダイオード１１ｃが過度に温度上昇することが抑えられる。

このように、この実施の形態２では、熱の伝達経路および放熱経路を考慮し、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの温度が均一となるように、放熱面積が第４端子板３２ｄ、第１端子板３２ａ、第３端子板３２ｃ、第２端子板３２ｂの順に大きくなるように第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄの形状を形成しているので、第１乃至第３バイパスダイオード１１ａ〜１１ｃの温度が過度に上昇することがない。
また、最も熱がこもりやすい第２端子板３２ｂ上の第２バイパスダイオード１１ｂの温度が過度に上昇しないように、第２端子板３２ｂの放熱面積（形状）を大きくすることになる。そして、第１乃至第４端子板３２ａ〜３２ｄを同一形状とする場合には、第１、第３および第４端子板３２ａ，３２ｃ，３２ｄの形状も、第２端子板３２ｂに要求される形状（放熱面積）とすることになり、第１、第３および第４端子板３２ａ，３２ｃ，３２ｄが不要に大きな形状となってしまう。しかし、この実施の形態２では、第１、第３および第４端子板３２ａ，３２ｃ，３２ｄの形状を過度に大きくする必要がなく、最適な形状に設定でき、端子ボックス装置３０の小型化が図られる。
さらに、放熱部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが波状に屈曲成形されているので、放熱部３６ａ，３６ｂ，３６ｃの外形を小さくして必要な放熱面積を形成でき、端子ボックス装置３０の平面形状を小型化できる。

なお、上記各実施の形態では、太陽電池モジュール１が２又は３つのセル群３に分割されているものとして説明しているが、本端子ボックス装置は太陽電池モジュール１の分割数が４つ以上の場合にも適用できることは言うまでもないことである。つまり、ｎ（但しｎは３以上の整数）枚の端子板が並列状態に配設され、（ｎ−１）個のバイパスダイオードがそれぞれ隣り合う端子板の各対の端子板の配列方向の一側の端子板に搭載され、その第１および第２リード端子を対をなす両端子板に電気的に接続され、モジュール連結ケーブルが端子板の配列方向の両側の端子板に電気的に接続されている端子ボックス装置において、放熱面積が、端子板の配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板＜端子板の配列方向の一側に位置する端子板＜端子板の配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板＜端子板の配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）のそれぞれに位置する各端子板となるように、各端子板を形成すればよい。
また、上記各実施の形態では、樹脂封止型のバイパスダイオードを用いるものとして説明しているが、樹脂封止されていないベアチップタイプのバイパスダイオードを用いてもよい。

この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置が適用される太陽電池モジュールを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置が適用される太陽電池システムのブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置を示す概略平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図３のＶ−Ｖ矢斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置におけるバイパスダイオードの構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置を示す概略平面図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール、５ モジュール連結ケーブル、１０，３０ 端子ボックス装置、１１ａ 第１バイパスダイオード、１１ｂ 第２バイパスダイオード、１１ｃ 第３バイパスダイオード、１６，３１ ボックス筐体、１８ａ，３２ａ 第１端子板、１８ｂ，３２ｂ 第２端子板、１８ｃ，３２ｃ 第３端子板、２２ａ，２２ｂ 放熱部、２３ リベット、２４ａ〜２４ｄ リードフレーム、２５ 取付ねじ、２６ ケーブル押さえ金具、２６ａ 放熱部、３２ａ 第１端子板、３２ｂ 第２端子板、３２ｃ 第３端子板、３２ｄ 第４端子板、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 放熱部。

Claims (6)

1. 太陽電池モジュールに装着されるボックス筐体と、
   上記ボックス筐体内に並列状態に配列されて配設され、それぞれ上記太陽電池モジュールからのｎ本のリードフレームが接続されるｎ個（但し、ｎは３以上の整数）の端子板と、
   上記端子板の配列方向の両側に位置する該端子板にそれぞれ接続されて、他端が上記ボックス筐体外に引き出された一対のモジュール連結ケーブルと、
   端子板配列方向に隣接する上記端子板の各対の、該端子板配列方向の一側の該端子板に取り付けられ、隣接する該端子板の各対の両端子板に電気的に接続された（ｎ−１）個のバイパスダイオードと、を備えた太陽電池モジュール用端子ボックス装置において、
   上記ｎ個の端子板は、上記端子板配列方向の一側からｎ番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から１番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から（ｎ−１）番目に位置する端子板の放熱面積＜該端子板配列方向の一側から２番目乃至（ｎ−２）番目のそれぞれに位置する端子板の放熱面積を満足する形状に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
2. 上記バイパスダイオードは、金属製のリベットにより上記端子板に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
3. 上記リベットが銅製又は銅合金製であることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
4. 上記モジュール連結ケーブルが、上記ボックス筐体に締着固定されたケーブル押さえ金具により該ボックス筐体に固定されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
5. 上記ケーブル押さえ金具は、波状に屈曲成形された放熱部を有することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
6. 端子板配列方向の一側から１番目乃至（ｎ−１）番目のそれぞれに位置する上記端子板が、波状に屈曲成形された放熱部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置。

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