JP2007027205A - Terminal box for solar battery panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複数の太陽電池パネルを相互に電気的に接続するための太陽電池パネル用端子ボックスに関する。特に、本発明は蓋板の構造を工夫して端子ボックス内部に組み込まれたバイパスダイオードの発生する熱を周辺大気に効率良く放熱させることができる太陽電池パネル用端子ボックスに関する。 The present invention relates to a solar cell panel terminal box for electrically connecting a plurality of solar cell panels to each other. In particular, the present invention relates to a terminal box for a solar cell panel that can efficiently dissipate heat generated by a bypass diode incorporated in a terminal box by devising a structure of a cover plate to the surrounding atmosphere.
太陽電池パネルは発電量を増大するため日当たりの良い家屋の屋根等に多数配置されるものである。図1の概略図から明らかなように個々の太陽電池パネルPはその裏面に端子ボックスBが取り付けられており、外部接続用ケーブル5を介して隣接する太陽電池パネルPの端子ボックスB同士を電気的に接続して使用する。太陽電池パネルPの端部にはパネルのひずみ防止用フレーム(図示せず)が取り付けられている。
Many solar cell panels are arranged on the roof of a sunny house to increase the amount of power generation. As apparent from the schematic diagram of FIG. 1, each solar cell panel P has a terminal box B attached to the back surface thereof, and the terminal boxes B of the adjacent solar cell panels P are electrically connected to each other via the
かかる端子ボックスBの一般的な内部構造を蓋板を取り除いた状態で図2に示す。図中、1は底板、2は電極用底板開口、3は側壁、4は端子板、5は外部接続用ケーブル、6はバイパスダイオードである。 The general internal structure of the terminal box B is shown in FIG. 2 with the cover plate removed. In the figure, 1 is a bottom plate, 2 is a bottom plate opening for electrodes, 3 is a side wall, 4 is a terminal plate, 5 is an external connection cable, and 6 is a bypass diode.
底板1は端子ボックスを太陽電池パネルに取り付けたときに太陽電池パネルに面する筺体の部分である。底板1はまた、電極用の底板開口2を有していて、底板1を太陽電池パネルに取り付けたとき太陽電池パネルから出ているプラス電極とマイナス電極をこの底板開口2から筺体内部へ通すようになっている。
The
底板1の外周には側壁3が底板1の外周を取り囲むように立設されている。この側壁には底板1に対向するように底板1から間隔を置いて蓋板(図示せず)が設けられている。なお、端子ボックスを構成する、底板、側壁及び蓋板は一般にプラスチック樹脂から形成されている。
A
筺体内部には底板1の上に一対の端子板4が取り付けられ、これらの端子板は一端が外部接続用ケーブル5に接続され、他端が太陽電池パネルの電極(図示せず)にそれぞれ接続される。また、筺体内部にはバイパスダイオード6が組み込まれており、前記一対の端子板を相互に接続している。筐体内部には、端子板やバイパスダイオードを水分やほこりから保護するために、一般に絶縁性の封止材(図示せず)が充填されている。なお、太陽電池パネル用端子ボックスの端子板及びバイパスダイオードの個数は図2に示すものに限定されず、3枚以上の端子板及び二つ以上のバイパスダイオードを有するものももちろん可能である。
A pair of terminal plates 4 are attached on the
バイパスダイオードは太陽電池パネルの起電力が低下した時に逆方向電圧の印加による電流を一方の外部接続用ケーブルから他方の外部接続用ケーブルへ短絡させるためのものである。バイパスダイオードが上述の役割を果たす際、ダイオードの順方向へ大電流が流れるため、バイパスダイオードは激しく発熱し、その適正な使用温度を超えてしまうことがある。そうなるとダイオードとして機能しなくなる(熱暴走)のみならず、ダイオード及び周辺回路が破壊される恐れがある。また、たとえ破壊されなかったとしても、このような熱暴走が繰り返されるとダイオードの寿命が著しく短くなる。従って、バイパスダイオードの動作時に発生する熱がバイパスダイオードの適正な使用温度を超えないように発生した熱を効率良く放熱させる必要がある。 The bypass diode is for short-circuiting the current due to application of the reverse voltage from one external connection cable to the other external connection cable when the electromotive force of the solar cell panel is lowered. When the bypass diode plays the above-mentioned role, since a large current flows in the forward direction of the diode, the bypass diode may generate heat violently and exceed its proper use temperature. In such a case, the diode may not function as a diode (thermal runaway), and the diode and peripheral circuits may be destroyed. Moreover, even if it is not destroyed, the life of the diode is remarkably shortened if such thermal runaway is repeated. Therefore, it is necessary to efficiently dissipate the generated heat so that the heat generated during the operation of the bypass diode does not exceed the proper operating temperature of the bypass diode.
しかしながら、従来の太陽電池パネル用端子ボックスの筐体は上述の通り熱伝導性の低いプラスチック樹脂から形成されているため、筐体から周辺大気への放熱効率は良好でない。これに対して、太陽電池パネル用端子ボックスの筐体の蓋板全体をプラスチック樹脂製から金属製にすることが提案されている(特許文献1)。 However, since the casing of the terminal box for a conventional solar cell panel is formed from a plastic resin having low thermal conductivity as described above, the heat dissipation efficiency from the casing to the surrounding atmosphere is not good. On the other hand, it has been proposed that the entire cover plate of the casing of the solar cell panel terminal box is made from plastic resin to metal (Patent Document 1).
この技術は確かにプラスチック樹脂の筐体に比べて放熱効率が優れるが、底板に対向する限られた大きさの蓋板を利用するため、蓋板から周辺大気への放熱効率を向上させるのに限度があった。
本発明はかかる従来技術の欠点を解消するために創案されたものであり、その目的はバイパスダイオードから発生する熱を筐体から周辺大気へ効率的に放熱することができる太陽電池パネル用端子ボックスを提供することである。 The present invention was devised in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and the object thereof is a terminal box for a solar cell panel that can efficiently dissipate heat generated from a bypass diode from the housing to the surrounding atmosphere. Is to provide.
本発明者は上記目的を達成するために太陽電池パネル用端子ボックスの筐体の蓋板の好適な構造について鋭意研究した結果、蓋板を側壁から外方に延長して拡大することによって、バイパスダイオードから発生する熱を効率良く蓋板に受けて筐体から周辺大気へ放熱できることを見い出し、本発明を完成するに至った。 In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied the preferred structure of the cover plate of the housing of the solar cell panel terminal box, and as a result, the cover plate is extended by extending outward from the side wall, thereby bypassing. It has been found that heat generated from the diode can be efficiently received by the cover plate and radiated from the housing to the surrounding atmosphere, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は底板、側壁及び蓋板を含む筐体、前記筐体内部に組み込まれた複数の端子板、及び前記複数の端子板を相互に接続するバイパスダイオードを含む太陽電池パネル用端子ボックスにおいて、前記蓋板が前記側壁から外方に延長されていることを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックスである。本発明の太陽電池パネルの好ましい態様では、延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触している。 That is, the present invention provides a terminal panel for a solar cell panel including a casing including a bottom plate, a side wall, and a cover plate, a plurality of terminal boards incorporated in the casing, and a bypass diode connecting the plurality of terminal boards to each other. In this case, the cover plate is extended outward from the side wall. In a preferred embodiment of the solar cell panel of the present invention, the extended cover plate portion is in contact with the frame of the solar cell panel.
また、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの好ましい態様では、前記蓋板がプラスチック樹脂部材又は金属部材から形成されている。 Moreover, in the preferable aspect of the terminal box for solar cell panels of this invention, the said cover plate is formed from the plastic resin member or the metal member.
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの好ましい態様では、前記蓋板がプラスチック樹脂部材及び金属部材から形成されており、前記プラスチック樹脂部材の筐体内部に面する面に前記金属部材が取り付けられているか、又は前記金属部材の周囲が前記プラスチック樹脂によって包囲されている。 In the preferable aspect of the terminal box for solar cell panels of this invention, the said cover plate is formed from the plastic resin member and the metal member, and the said metal member is attached to the surface which faces the housing inside of the said plastic resin member. Or the metal member is surrounded by the plastic resin.
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは、蓋板を側壁から外方に延長して拡大したので、バイパスダイオードの発生する熱を効率良く蓋板に受けて筐体から周辺大気へ拡散することができる。特に、延長された蓋板が太陽電池パネルのフレームに接触するとき、そのフレームへの熱の流れも形成でき、放熱効率の向上に寄与する。 Since the terminal box for solar cell panel of the present invention is enlarged by extending the cover plate outward from the side wall, the heat generated by the bypass diode can be efficiently received by the cover plate and diffused from the housing to the surrounding atmosphere. it can. In particular, when the extended cover plate comes into contact with the frame of the solar cell panel, a heat flow to the frame can also be formed, which contributes to an improvement in heat dissipation efficiency.
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスを具体的に以下説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Although the terminal box for solar cell panels of this invention is demonstrated concretely below, this invention is not limited to these.
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは図2に記載の従来例と同様に、底板、側壁及び蓋板を含む筐体、前記筐体内部に組み込まれた複数の端子板、及び前記複数の端子板を相互に接続するバイパスダイオードを含む構造を有するものであるが、前記蓋板が前記側壁から外方に延長され、蓋板全体の大きさが拡張されていること、また必要により延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触されていることを特徴とする。 The terminal box for a solar cell panel of the present invention has a casing including a bottom plate, a side wall and a lid plate, a plurality of terminal plates incorporated in the casing, and the plurality of terminals, as in the conventional example shown in FIG. It has a structure including a bypass diode for connecting the plates to each other, but the cover plate is extended outward from the side wall, the size of the cover plate is expanded, and extended as necessary. The cover plate is in contact with the frame of the solar cell panel.
従来の端子ボックスは蓋板に対向する底板とほぼ同じ大きさを有しているのに対し、本発明の端子ボックスは蓋板を側壁から外方へ延長して拡大していること、さらには延長された蓋板の部分を太陽電池パネルのフレームに接触させている点で大きく相違する。本発明の端子ボックスはこのように蓋板を拡大することによりバイパスダイオードから受ける蓋板の熱の拡散場所及び拡散方向を拡大することができ、また延長された蓋板の部分とフレームの接触によりバイパスダイオードから受ける蓋板の熱のフレーム方向への放出を促進することができ、バイパスダイオードの放熱効率が極めて高い構造を有する。 Whereas the conventional terminal box has almost the same size as the bottom plate facing the lid plate, the terminal box of the present invention extends the lid plate outward from the side wall, and further, The main difference is that the extended cover plate portion is in contact with the frame of the solar cell panel. The terminal box of the present invention can expand the heat diffusion location and direction of the cover plate received from the bypass diode by enlarging the cover plate in this way, and also by the contact between the extended cover plate portion and the frame. It is possible to promote the release of the heat of the cover plate received from the bypass diode in the frame direction, and the heat dissipation efficiency of the bypass diode is extremely high.
本発明の端子ボックスにおける蓋板の延長拡大は熱の拡散場所又は拡散方向の拡大、又はフレームの接触に寄与する限り、いずれの形態で行われてもよく、一つの側壁から外方へだけでなく、複数又は全ての側壁から外方へ行われてもよい。また、蓋板の延長拡大は蓋板を単にまっすぐ延ばすことだけでなく、延ばした方向で曲げたり太くしたり分岐したりしてもよい。 The extension expansion of the cover plate in the terminal box of the present invention may be performed in any form as long as it contributes to the expansion of the heat diffusion location or diffusion direction or the contact of the frame, and only from one side wall to the outside. It may be performed outward from a plurality or all of the side walls. Further, the extension of the cover plate is not limited to simply extending the cover plate straight, but may be bent, thickened or branched in the extended direction.
本発明の端子ボックスにおける蓋板はプラスチック樹脂部材又は金属部材のいずれか単独で、又はプラスチック樹脂部材と金属部材の両方から形成されることができる。金属部材は熱伝導性に優れ、一方プラスチック樹脂部材は耐候性及び絶縁性に優れるため、両方の特性を考慮して蓋板の構成部材を適宜決定すればよい。両方の部材を利用する場合は、耐候性及び絶縁性が強く求められる蓋板の筐体外部に面する面にプラスチック樹脂部材を使用し、それ以外の場所、例えば蓋板の筐体内部に面する面又は蓋板の内部に熱伝導性の良い金属部材を使用することが好ましい。 The cover plate in the terminal box of the present invention can be formed of either a plastic resin member or a metal member alone or from both a plastic resin member and a metal member. Since the metal member is excellent in thermal conductivity, while the plastic resin member is excellent in weather resistance and insulation, the constituent members of the lid plate may be appropriately determined in consideration of both characteristics. When using both members, use a plastic resin member on the surface facing the outside of the lid plate casing, which requires strong weather resistance and insulation, and place it on other places, for example, the inside of the lid plate casing. It is preferable to use a metal member having good thermal conductivity in the surface to be performed or the inside of the cover plate.
本発明の端子ボックスの蓋板の延長部が接触されることになるフレームは太陽電池のひずみ防止用フレームとして太陽電池パネルの端部に設けられるものであり、一般に熱伝導性の良いアルミニウムの押し出し材から形成されるものである。また、フレームは一般に黒色に彩色加工されており、熱放射も良好で、バイパスダイオードの動作時に発生する熱の放熱先として極めて有効である。本発明の端子ボックスはこの有効な放熱先である太陽電池パネルのフレームに蓋板の延長部を接触させることによりバイパスダイオードの蓋板からの放熱効率を格段に向上させている。本発明の端子ボックスにおける蓋板の延長部のフレームへの接触は蓋板とフレームの直接接触だけでなく、熱伝導性の良い部材を介する間接接触も包含する。 The frame to which the extension part of the cover plate of the terminal box of the present invention is to be contacted is provided at the end of the solar cell panel as a frame for preventing distortion of the solar cell, and is generally extruded from aluminum having good thermal conductivity. It is formed from a material. In addition, the frame is generally colored black, has good heat radiation, and is extremely effective as a heat dissipation destination for heat generated during operation of the bypass diode. In the terminal box of the present invention, the heat radiation efficiency from the cover plate of the bypass diode is remarkably improved by bringing the extension part of the cover plate into contact with the frame of the solar cell panel which is an effective heat radiation destination. The contact of the extension part of the lid plate in the terminal box of the present invention with the frame includes not only direct contact between the lid plate and the frame but also indirect contact via a member having good thermal conductivity.
次に、本発明の端子ボックスの蓋板の構造例を図3〜図10を参照して説明する。図面はいずれもバイパスダイオードの部分を通る横断面で切断した端子ボックスの概略断面図であり、端子板等は省略されて示されている。図3は端子ボックスの蓋板がプラスチック樹脂部材のみから形成されている例、図4は蓋板が金属部材のみから形成されている例、図5〜図7は蓋板がプラスチック樹脂部材と金属部材から形成されている例で、図5が蓋板のプラスチック樹脂部材の筐体内部に面する面の一部に金属部材が取り付けられている例、図6がプラスチック樹脂部材の筐体内部に面する面の全部に金属部材が取り付けられている例、図7が蓋板の金属部材の周囲がプラスチック樹脂部材によって包囲されている例を示す。図8〜図10はそれぞれ図5〜図7の端子ボックスにおいて延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触している例を示す。図中、1は端子ボックスの取付時に太陽電池パネルに面する筐体の部分である底板、3は底板1の外周を取り囲むように立設された側壁、6はバイパスダイオード、7は蓋板の構成部材であるプラスチック樹脂部材、8は蓋板の構成部材である金属部材、9は封止材、10は空気層、11はフレームである。
Next, structural examples of the cover plate of the terminal box of the present invention will be described with reference to FIGS. Each drawing is a schematic cross-sectional view of a terminal box cut along a cross-section passing through a bypass diode portion, and a terminal plate and the like are omitted. FIG. 3 shows an example in which the cover plate of the terminal box is formed only from a plastic resin member, FIG. 4 shows an example in which the cover plate is formed only from a metal member, and FIGS. FIG. 5 is an example in which a metal member is attached to a part of the surface of the cover plate of the plastic resin member facing the inside of the housing, and FIG. 6 is an inside of the plastic resin member housing. FIG. 7 shows an example in which the metal member is attached to the entire facing surface, and FIG. 7 shows an example in which the periphery of the metal member of the cover plate is surrounded by a plastic resin member. 8 to 10 show examples in which the cover plate portion extended in the terminal box of FIGS. 5 to 7 is in contact with the frame of the solar cell panel. In the figure, 1 is a bottom plate that is a portion of a housing that faces the solar cell panel when the terminal box is attached, 3 is a side wall that stands up to surround the outer periphery of the
図3〜図10はいずれの例も蓋板が側壁から外方に延長拡大されており、特に図8〜図10の例はその延長拡大された蓋板の部分が放熱先として太陽電池パネルのフレームに接触されている。本発明の端子ボックスはこのように蓋板を延長拡大しフレームに接触させることにより、側壁の外方へ、そしてフレームへ熱を伝達することができ、かくしてバイパスダイオードから発生する熱の放出を効率良く行うことができる。なお、図示例では、蓋板の筐体内部に面する面と封止材が接触しておらず、その間に空気層が存在するものが示されているが、蓋板の筐体内部側を封止材で充填してもよい。 3 to 10, the cover plate is extended and extended outward from the side wall in any of the examples. In particular, in the examples of FIGS. 8 to 10, the extended and extended cover plate portion is used as a heat radiation destination of the solar cell panel. Touching the frame. The terminal box of the present invention can transfer heat to the outside of the side wall and to the frame by extending and expanding the lid plate and contacting the frame in this way, thus efficiently discharging the heat generated from the bypass diode. Can be done well. In the illustrated example, the surface of the lid plate facing the inside of the housing is not in contact with the sealing material, and there is an air layer between them. You may fill with a sealing material.
蓋板を構成するプラスチック樹脂部材は塩ビ、アクリルなどの従来蓋板に使用されている材料を用いればよく、また蓋板を構成する金属部材はアルミニウム、銅、ステンレスなどの公知の材料を用いればよい。蓋板を構成するプラスチック樹脂部材及び金属部材の形状及び寸法は熱伝導効率が良好である限り特に限定されないが、バイパスダイオードから発生する熱を効果的に外部に発散できるように金属部材がバイパスダイオードより大きくかつ蓋板全体を越えてかつフレームと接触させて存在することが好ましい。 The plastic resin member constituting the cover plate may be made of a material used for a conventional cover plate such as vinyl chloride or acrylic, and the metal member constituting the cover plate is made of a known material such as aluminum, copper, or stainless steel. Good. The shape and dimensions of the plastic resin member and metal member constituting the cover plate are not particularly limited as long as the heat conduction efficiency is good, but the metal member is a bypass diode so that heat generated from the bypass diode can be effectively dissipated to the outside. It is preferably present larger and beyond the entire lid and in contact with the frame.
蓋板の作成方法としては、プラスチック樹脂部材又は金属部材単独から形成される場合はこれらを通常の方法で所望の形状に成形すれば良く、また、プラスチック樹脂部材と金属部材の両方から形成される場合は図5,6,8,9の例の場合、例えばプラスチック樹脂部材及び金属部材を別々に成形しておき、それらを接着剤又は両面テープで貼り合わせることによって作成することができ、またはプラスチック樹脂部材の金型内に予め成形しておいた金属部材を所定の位置に配置し、金型内に溶融させた樹脂を流し込んで冷却、固化させることにより作成することができる。また、図7,10の例の場合、蓋板は例えばプラスチック樹脂部材の金型内に予め成形しておいた金属部材を所定の位置に二本のピンで金属部材を両側からはさむことにより固定し、金型内に溶融させた樹脂を流し込んで冷却、固化させ、金属部材を固定していたピンを取り除き、その後に残った穴に溶融させた樹脂を流し込んで冷却、固化させて穴を塞ぐことにより作成することができる。 As a method of creating the cover plate, when it is formed from a plastic resin member or a metal member alone, it may be formed into a desired shape by a normal method, and it is formed from both a plastic resin member and a metal member In the case of the example of FIGS. 5, 6, 8 and 9, for example, a plastic resin member and a metal member can be formed separately and bonded together with an adhesive or a double-sided tape, or plastic It can be prepared by placing a metal member molded in advance in a mold of a resin member at a predetermined position, pouring molten resin into the mold, cooling and solidifying. In the case of the examples of FIGS. 7 and 10, the cover plate is fixed by, for example, holding a metal member molded in advance in a plastic resin member mold at a predetermined position with two pins from both sides. Then, the molten resin is poured into the mold and cooled and solidified, the pin that has fixed the metal member is removed, and then the molten resin is poured into the remaining hole to cool and solidify to close the hole. Can be created.
以上、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの好適例を説明したが、本発明の特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、いかなる公知技術の組合せ、変更、修正、追加も本発明の範ちゅうに属するものである。例えば本発明の蓋板を構成するプラスチック樹脂部材又は金属部材は熱伝導性などを阻害しない限り、板状、波板状、凸状、凹状、コの字状など様々な形状を採ることができ、またその寸法もパネルの後に収容される限りいかなる大きさのものであることもできる。 The preferred examples of the solar cell panel terminal box of the present invention have been described above, but any combination, change, modification, or addition of known techniques may be included in the scope of the present invention without departing from the scope of the claims of the present invention. Belongs to. For example, the plastic resin member or metal member constituting the lid plate of the present invention can take various shapes such as a plate shape, a corrugated plate shape, a convex shape, a concave shape, and a U-shape as long as the thermal conductivity is not hindered. Also, the dimensions can be of any size as long as they are accommodated after the panel.
本発明の太陽電池パネル用端子ボックスによれば、蓋板の延長拡大及び延長部のフレームへの接触がなされているので、極めて高い放熱効率でバイパスダイオードの発生する熱を筐体外へ放出することができ、特に放熱性が高く求められる太陽電池パネル用端子ボックスの分野において好適に利用可能である。 According to the terminal box for a solar cell panel of the present invention, since the extension of the cover plate and the contact of the extension with the frame are made, the heat generated by the bypass diode can be released out of the housing with extremely high heat dissipation efficiency. In particular, it can be suitably used in the field of solar cell panel terminal boxes that are required to have high heat dissipation.
P 太陽電池パネル
B 端子ボックス
1 底板
2 電極用底板開口
3 側壁
4 端子板
5 外部接続用ケーブル
6 バイパスダイオード
7 蓋板
8 高熱伝導部材
9 封止材
10 空気層
11 フレーム
P Solar panel
Claims (5)
3. The solar cell panel terminal box according to claim 1, wherein the cover plate is formed of a plastic resin member and a metal member, and the periphery of the metal member is surrounded by the plastic resin.
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