JP2011513963A - 光電池パネルの発電セルのような電気活性パネルの電気活性セルにおける外部電気接続用デバイス - Google Patents

Abstract

光電池パネル（１）を外部電気接続するためのデバイスであって、光電池パネル（１）の端部に配置され、かつ発電セルに電気的に接続される複数の外部接続ストリップ（５、５’、５”）を備える、雄型コネクタ（１００）と、外部ストリップを電気的に相互接続するためのバー（１６０）であって、外部接続ストリップに関する電気的結合手段（１６５）と、発電セルの相互接続に適した電気回路と、を備える、バーと、第１外部接続ストリップに関する電気結合手段を備える第１外部コネクタと、第２外部接続ストリップに関する電気結合手段（１９１）を備える第２外部コネクタと、雄型コネクタ（１００）と相互接続バー（１６０）と第１及び第２外部コネクタ（１８０、１９０）との組立体を保持するための手段（１４０）と、を備える、デバイス。

Description

本発明は、光電池パネルの発電セルにおける外部電気接続用デバイスに関する。

太陽エネルギーを用いる発電機を有する家屋のような建築物を建てるため、複数の光電池セルによって構成されるパネルの組立体は、例えばこれら建築物の屋根に設けられる。これらパネルは、一般的には、ガラス、シリコン、導電体及びポリマーからなるさまざまな層の積層体によって構成されている。シリコンセルは、一般的に正方形であり、各辺２００ｍｍ以下の寸法を有している。これらセルは、発電機を構成し、直列に組み立てられ、そして２つのガラスシート間またはガラスシートとさまざまなポリマー層との間に接着接合される。例として、１２Ｖの公称電圧を有するモジュールは、一般的に、直列に配置される３６（２×１８）の単結晶または多結晶セルで構成されている。３６のセルのこれら組立体は、ほぼ平行に組み立てられる。したがって、２４Ｖモジュールの場合、７２のシリコンセルを使用する。

このようなパネルまたはモジュールは、ガラスで構成されかつ太陽に向けられる前面を有しており、この前面は、放射がシリコンセルと協働して発電する方法で放射が通過することを可能とすることを意図している。また、パネルまたはモジュールは、後面を有しており、この後面は、不透明でありかつポリマーの複合積層体で構成されているか、透明でありかつ例えばガラス面で構成されている。これらモジュールまたは光電池パネルは、これらを屋根に固定することを可能とするフレームに配置される。モジュールまたは光電池パネルは、互いに接続されかつ外部配電回路に接続され、この外部配電回路は、電気を使用するための電力を供給することを意図している。

一般的には、接続は、パネルの下方に延在するケーブル束を用いて光電池パネルの後方にもたらされる。

光電池パネルが透明である場合、これらケーブル束は、特に見苦しく、これは、パネルが建築物の外観として位置付けられる場合に著しい欠点である。このような透明パネルは、装飾用手段として使用され、組立体が透明である性質に起因して視認可能である後方にケーブル束があることは、これらパネルをこのタイプの使用に適さなくさせる。

本発明の目的は、ユニバーサル手段を提供することによってこれら欠点を克服することであり、このユニバーサル手段は、光電池パネルの発電セルを外部回路に接続することを可能とし、少なくとも１つの以下の方針、
・ パネルが透明である場合にパネルの面の１つを遮蔽しないこと、
・ 透光性または不透光性のタイプのパネルであっても光電池パネルの縁部において接続することを可能とすること、
・ どのタイプの光電池パネル、すなわち現在生産されているパネルを含む（規格ＩＥＣ５２９、ＮＦ ＥＮ ６０５２９）であってもＩＰ２Ｘによって操作者の安全を確実にしながらパネルの電気接続部内の干渉を可能とすること、
に応じている。

そのためには、本発明は、光電池パネルの発電セルのような電気活性パネルの電気活性セルにおける外部電気接続用デバイスに関し、このデバイスは、
− 光電池パネルの端部に配置され、かつ発電セルに電気的に接続される複数の外部接続ストリップを備える、雄型コネクタと、
− 外部ストリップを電気的に相互接続するバーであって、発電セルの相互接続に適した電気回路によって互いに接続される外部接続ストリップに関する電気結合手段を備える、バーと、
− 発電セルの第１極に接続される外部接続ストリップに関する電気結合手段を備える第１外部コネクタと、
− 発電セルの第２曲に接続される電気結合ストリップに関する電気結合手段を備える第２外部コネクタと、
− 雄型コネクタと相互接続バーと第１及び第２外部コネクタとの組立体を保持する手段と、
を備える。

好ましくは、雄型コネクタは、平板部を備える外部接続ストリップを支持するためのバーを備えており、この平板部は、光電池パネルの外側に延在し、外部接続ストリップが、平板部に巻き付けられている。

好ましくは、雄型コネクタは、凹所を備えるスペーサをさらに備え、凹所は、外部接続ストリップを受けることを意図しており、支持バーは、スペーサに嵌め込まれるのに適した頭部を備える。

スペーサは、好ましくは、光電池パネルの端部に接着接合されている。

好ましくは、平板部は、光電池パネルの外側において光電池パネルの表面に対して垂直に延在している。

組立体を保持する手段は、例えば、上側開口部を備える中空スリーブであり、外部接続ストリップを支持するバーは、この上側開口部内に嵌め込まれる。上側開口部の外周部と上側開口部に嵌め込まれることを意図したバーの部分とは、スリーブとバーとの結合部のしっかりとした固定を確実にするように形成されている。

バーは、例えば、スリーブに対する結合部のしっかりとした固定を確実にすることを意図した外周ビードを備える。

スリーブとバーとは、互いに接着接合されている。

好ましくは、スリーブは、スリーブの各端部において、外部コネクタのための通路を備える。

外部コネクタのための通路は、例えば、その外周部が溝部を備える陥凹部である。

好ましくは、各外部コネクタは、外部接続ラグに電気的に接続される外部接続ストリップに関する電気結合パドルと、可撓性ポリマーからなりかつスリーブの外部コネクタのための通路に嵌め込まれて通路の堅い閉塞を構成するのに適しているスリーブと、を備える。

好ましくは、外部コネクタの外部接続ラグは、雄型ラグであり、他方の外部接続コネクタの外部接続ラグは、雌型ラグである。

少なくとも１つの外部接続コネクタの結合パドルは、外部接続ストリップのハンダ付けによって溶接されている。

好ましくは、電気的相互接続バーは、平板部を供え、この平板部は、外部ストリップに関する電気結合ランナを備え、中空スリーブの下側開口部に可逆的に嵌め込まれる。

好ましくは、下側開口部の外周部とスリーブに嵌め込まれることを意図した相互接続バーの部分とは、スリーブと相互接続バーとの結合部のしっかりとした固定を確実にするように形成されている。

好ましくは、雄型コネクタと相互接続バーと組立体保持手段とは、プラスチック材料からなる少なくとも１つの部分品を備える。

セルを相互接続するのに適した電気回路は、バイパスダイオードと、発電セルの並列または直列接続部と、を備える。

好ましくは、外部接続ストリップは、エナメル層のような絶縁層によって部分的に絶縁された導電ストリップである。

最後に、本発明は、本発明における外部コネクタが設けられた少なくとも１つの電気活性セルを備える電気活性パネルに関する。

また、本発明は、支持フレームに取り付けられる光電池パネルのような電気活性パネルに関し、この支持フレームは、４つの管状中空直立部と、電気活性パネルのための外部接続手段と、を備え、その外部接続手段は、本発明に従っており、支持フレームの直立部における中空管状部分の内側に設けられている。

好ましくは、外部接続手段は、少なくとも１つの雄型外部接続ラグと、少なくとも１つの雌型外部接続ラグと、を備え、この雄型外部接続ラグ及び雌型外部接続ラグは、フレームの外側に延在し、２つの隣接するフレームの電気活性パネルが互いに嵌め込まれる一方のフレームの雄型ラグと他方のフレームの雌型ラグとによって互いに接続されるように設けられている。

好ましくは、フレームは、切断されかつ曲げることによって形付けられる少なくとも１つの金属ストリップによって構成されている。

好ましくは、フレームは、共に組み立てられる４つの別個の直立部によって構成されている。

本発明は、添付の図面を参照しながら、より詳細であるが限定しない態様で説明される。

光電池パネルの発電セルの組立体を接続するための回路を示す概略図である。 光電池パネルの複数の発電セルの外側への接続部を示す部分断面図である。 光電池パネルの発電セルのための外部電気接続デバイスを示す分解図である。 光電池パネルの端部における光電池パネルの発電セルの外部接続ストリップを示す部分斜視図である。 光電池パネルの発電セルにおける雄型コネクタの中間組立位置を示す断面図である。 使用位置における図５の雄型コネクタを示す断面図である。 光電池パネルの発電セルを接続するための外部バーにおける電気的相互接続バーを示す概略図である。 光電池パネルを支持するフレームに挿入される光電池パネルの外部接続デバイスを示す断面図である。 光電池パネルを支持するフレームに挿入される雄型外部コネクタを示す部分断面斜視図である。 光電池パネルを支持するフレームに挿入される雌型外部コネクタを示す側面図である。 コネクタを備える支持フレームに配置された光電池パネルを示す上面図である。 第１組立段階にある外部接続ラグを備えるフレームの直立部を示す断面図である。 第１組立段階にあるスペーサを備えるフレームの直立部を示す断面図である。 第２組立段階にある図１２の直立部を示す断面図である。 ３つの連続的な組立段階にある光電池パネルの支持フレームを示す断面図である。 同じく、３つの連続的な組立段階にある光電池パネルの支持フレームを示す断面図である。 同じく、３つの連続的な組立段階にある光電池パネルの支持フレームを示す断面図である。

まず、光電池パネルからなる発電機の外部動作回路への接続の一般的な原理を説明する。そのために、図１を参照する。

全体として符号１０００で示されている光電池パネルは、複数の発電セル列１０１０、１０２０、１０３０を備え、発電セルそれぞれは、列１０１０に対して符号１０１１、１０１２、１０１３で示され、列１０２０に対して符号１０２１、１０２２、１０２３で示され、列１０３０に対して符号１０３１、１０３２、１０３３で示されている。各発電セルは、正極及び負極を備えている。各列１０１０、１０２０、１０３０において、発電セルは、直列に組み立てられており、各列は、負極への接続及び正極への接続を備えている。図示の例において、列１０１０は、負極１０１４への接続部と正極１０１５への接続部とを有しており、同じ方法で、列１０２０は、負極１０２４への接続部と正極１０２５への接続部とを有しており、列１０３０は、負極１０３４への接続部と正極１０３５への接続部とを有している。列のグループは、接続回路１２００を用いて並列接続されており、この接続回路は、一方で、負極１０１４、１０２４及び１０３４を動作回路１１０１の負極に接続するための接続部１２０１と、発電セル列における正極１０１５、１０２５及び１０３５を共通の正極外部接続部１１０２に接続するための回路１２０２と、を備えている。さらに、発電セル列の相互接続回路は、バイパスダイオード１２１０、１２２０及び１２３０を備えており、このバイパスダイオードは、各発電セル列の負極と正極との間、すなわち発電セル列１０１０の負極１０１４と正極１０１５との間と、同じ方法で、発電セル列１０２０の負極１０２４と正極１０２５との間と、発電セル列１０３０の負極１０３４と正極１０３５との間と、に配置されている。これらダイオードそれぞれは、列が損傷したときまたは列が雲の影にあるときに対応する発電セル列をバイパスすることを可能とし、これは、他のセル列に関して受容的になる。

上述した例において、光電池パネルは、３つの発電セル列を備えており、各列は、３つの発電セルを備えている。しかしながら、当業者は、光電池パネルが異なる数、特により大きい数の各発電セル列であってそれぞれが異なる数、特に３を越える発電セルを備える発電セル列を備えてもよいことを理解するだろう。また、当業者は、すでに説明されている分岐以外の分岐が可能であることを理解するだろう。特に、複数の列は、並列に替えて直列に互いに接続されてもよい。

ここで、実施形態における光電池パネルの外部電気接続用デバイスを説明する。

全体的に符号１で示される光電池パネルは、下側プレート３と上側プレート３’との間に固定されかつ接着接合された少なくとも１つの発電セル２を備えている。発電セル２の各極は、導電ストリップ４（図において１つのみが視認可能となっている）によって接続されており、この導電ストリップは、これら導電ストリップについてパネルの外側に向けて接続されることを意図して、全体的に符号５で示されている外部接続ストリップに接続されている。外部接続ストリップは、銅などの導電材料からなるストリップ６で構成されており、このストリップの表面の一部は、例えばエナメル層９によって絶縁されており、このストリップの端部７は、導電ストリップ４に溶接され、電気的結合を確実にしており、パネルの外側に向けて位置するこのストリップの端部８は、露出され、接続手段との電気的接触を確実にしている。光電池パネルの下側層と上側層との間に配置された外部接続ストリップは、光電池パネルの端部１Ａの外側に向けて延在する。

図において１つの外部接続ストリップのみが視認可能となっているが、当業者は、複数の発電セル列を備えるパネルが各発電セル列の正極に対する外部接続ストリップと各発電セル列の負極に対する外部接続ストリップとを備えることを理解するだろう。そのように、３つの発電セル列を備える光電池パネルは、少なくとも４つの外部接続ストリップを備えており、この外部接続ストリップは、光電池パネルの製造者によって選択されたタイプの接続にしたがって光電池パネルの縁部の外側に向けて延在し、図に示すように例えば６つの外部接続ストリップを備えている。

セル列の直列または並列配置は、光電池パネルの内側で行われており、バイパスダイオードは、しばしばパネル内に挿入されている。しかしながら、説明した例の場合のように、各列は、パネルの外側で他の列に接続されてもよい。したがって、６つの接続ストリップがある。

さまざまな発電セル列間の相互接続と光電池パネルの外側に向けた接続とを確実にするため、すでに説明した外部接続ストリップは、組立体に組み込まれており、この組立体は、ここで説明しかつ図３において分解状態で示される光電池パネルの発電セルにおける外部接続デバイスを構成する。

図３に示す外部電気接続デバイスは、全体的に符号１００で示されかつ光電池パネル１の端部１Ａに固定された雄型コネクタと、外部ストリップのための全体的に符号１６０で示される電気的相互接続バーと、発電セルの第１極性に接続される外部接続ストリップに対して電気的結合手段を備える全体的に符号１８０で示される第１外部コネクタと、発電セルの第２極性に接続される外部接続ストリップに対して電気的結合手段を備えかつ全体的に符号１９０で示される第２外部コネクタと、最後に、雄型コネクタと相互接続バーと第１及び第２外部コネクタとを保持しかつ組み立てる手段と、を備えている。保持組立手段は、全体的に符号１４０で示されている。

ここで、全体的に符号１００で示される雄側コネクタを説明する。雄型コネクタは、まず、光電池パネルの端部１Ａに接着接合されたスペーサ１１０を備えている。図４に示すように、スペーサは、光電池パネルの端部１Ａから外方に延在するストリップ５を受けるように機能する凹所１１２を備えている。スペーサ１１０は、ストリップを支持するためのバー１２０を保持するように機能し（図３、図４；図５、図６参照）、このバー１２０は、固定頭部１２１と、パネルに対して垂直にパネルの外側に向けて延在する平板部１２２、とを備えている。バーの頭部１２０は、スペーサ１１０に嵌め込まれるようになることを意図した溝部１２２を備えており、このスペーサは、光電池パネルの端部に接着接合される。また、頭部は、光電池パネルの下側部分と接触するように移動することを意図した薄板部１２４を備えている。この下側薄板部１２４は、外部接続ストリップ５が通過することを可能とすることを意図した開口部１２５を備えている。開口部１２５は、十分に大きい寸法を有しており、図５及び図６に示すように、ストリップ５は、組み立て中に、この開口部を通過でき、ストリップを導入した後に、バーは、所定位置に確定的に配置されかつ光電池パネルの端部に向けて移動できる。

特に図６において、ストリップ５が溝部の内側に配置されかつストリップを支持することを意図した平板部１２２の周囲に巻き付けられ、各ストリップの端部がバー１２０の平板部１２２と支持頭部１２１との間の交差部に位置する凹所１２９に取り込まれることは、明らかである。凹所１２９は、導電ストリップ５、５’、５”を所定位置に固定するために全体的に湾曲された端部１３０を備えている。これら端部は、例えば超音波によって全体的に湾曲されている。最後に、平板部の上側部分において、コネクタは、保持スリーブ１４０内に嵌め込まれることを意図した基部１２８を備えている。基部１２８は、基部の外周部において延在しかつ雄型コネクタをその支持部に組み立てる間のしっかりとした固定を確実にすることを意図したビード１２７を備えている。その結果、接続平板部を備える雄型コネクタが得られ、この接続平板部は、光電池パネルの外側に向けて延在し、導電ストリップは、この接続平板部の周囲に巻き付けられ、それによって接続ランナと接触するように移動する。

図３に示すように、雄型コネクタは、全体的に符号１４０で示される組立体を保持するためのデバイスに挿入されることを意図しており、このデバイスは、雄型コネクタを受けることを意図した上側開口部１４２と後述する電気的相互接続バー１６０が挿入される下側開口部１４３とを有する中空スリーブである。スリーブ１４０は、ほぼ長方形をなす本体部１４１を備えており、この本体部の２つの端部は、外部コネクタ１８０及び１９０を受けることを意図したほぼ半円形の陥凹部１４４及び１４５を備えている。スリーブ１４０の側壁部１４６は、リブ１４７によって補強されており、その下側部分において、相互接続バー１６０を保持することを意図した小フック１４９を備えている。外部コネクタを受けることを意図した半円形陥凹部１４４及び１４５は、溝部１５０及び１５１を備えており、これら溝部内には、外部コネクタに関連する結合部が挿入されている。

上述したように、外部電気接続用デバイスは、全体的に符号１８０及び１９０で示される２つの外部コネクタを備えている。第１外部コネクタ１８０は、ハンダペーストで被覆された酸化銅材料のプレートである電気結合パドル１８１を備えている。この電気結合パドルは、導電体部１８３によって外部接続ラグ１８２に接続されており、この外部接続ラグは、例えば雌型接続ラグである。導電ワイヤ１８３は、スリーブ１８４を通って延在しており、このスリーブは、可撓性ポリマー材料からなり、スリーブの形状は、スリーブ１４０の陥凹部１４４に嵌め込まれるのに適している。ポリマー材料からなるスリーブ１８４の端部は、保持スリーブ１４０の陥凹部１４４の外周部に延在する溝部１５０に挿入されるのに適しており、しっかりとした固定を確実にしている。同様に、第２外部コネクタ１９０は、酸化銅合金からなりかつハンダペーストが配置された電気結合パドル１９１を備えている。電気結合パドルは、導電体部１９３を用いて雄型ラグである外部接続ラグ１９２に接続されており、この導電体部は、可撓性ポリマー材料からなるスリーブ１９４を通って延在しており、このスリーブは、保持スリーブ１４０の陥凹部１４５に嵌め込まれるのに適している。スリーブ１９４の端部は、溝部１５１に挿入されるのに適しており、この溝部は、陥凹部１４５の外周部に延在し、良好な固定を確実にしている。注意すべきことは、雄型コネクタ１００を保持スリーブ１４０に嵌め込み、外部コネクタ１８０及び１９０を保持スリーブ１４０に配置するときに、結合パドル１８１及び１９１が雄型コネクタ１００の平板部１２２の端部に位置するストリップ５’及び５”と接触することである。結合パドル１８１及び１９１が接続ストリップと接触すると、これらは、例えば外側から誘導加熱することによって、溶接され、この誘導加熱は、ハンダペーストを溶融させ、これによって結合パドルの接続ストリップへのハンダ付けを確実にする。

接続をハンダ付けなくもたらすことを可能とする層状接点で構成された結合パドルを用いた接続をもたらすことは、可能である。

雄型コネクタ及び外部コネクタを保持スリーブ１４０に配置すると、一方では外部コネクタの可撓性ポリマー材料からなるスリーブ１８４及び１９４によって、他方では雄型コネクタの平板部の上側部分にありかつ保持スリーブ１４０における開口部１４２の外周部と接触するビード１２７によって、組立体におけるコネクタのしっかりとした固定が確実になる。スリーブ１４０の開口部１４２の形状は、保持スリーブ１４０内の雄型コネクタの良好な配置に適している。しっかりとした固定を促進するため、雄型コネクタは、保持スリーブ１４０の上側部分にさらに接着接合されてもよい。

上述したように、電気接続デバイスは、同様に、電気的相互接続バーを備えており、この電気的相互接続バーは、外部ストリップのためでありかつ全体的に符号１６０で示されており、雄型コネクタの平板部における相互接続ストリップ５、５’、５”と接触するように設けられた中央平板部１６１を備える。電気的相互接続バーのこの平板部１６１は、その下側部分において、密封ビード１６２及び基部１６３を備えており、この基部は、開口部１６４を備えている。電気的相互接続バーは、保持スリーブ１４０の下側部分に位置する開口部１４３に嵌め込まれており、平板部１６１は、雄型コネクタの平板部１２２とは逆方向に移動し、電気結合ランナ１６５は、外部接続ストリップ５、５’及び５”と接触する。

さらに、保持スリーブ１４０の下側部分に配置されたフック１４９は、相互接続バーの基部１６３に設けられた穴部１６４にスナップ嵌合される。最後に、相互接続バーの基部に位置するビード１６２は、スリーブ１４０の側壁と接触し、これにより、しっかりとした固定をもたらす。

さらに、相互接続バーは、例えば図１に示す電気回路ダイアグラムに対応する光電池パネルにおけるさまざまな発電セル列を相互接続するための電気回路を備えている。これら電気回路は、平板部１６１の内側にオーバーモールドされており、図７に示すように、ランナ１６５Ａ及び１６５Ｂ間のバイパスをもたらすダイオード１６６を備えており、このランナは、一方では発電セル列それぞれの負極及び正極に接続されており、同様に、他方では発電セル列の負極と接触するランナ１６５Ａ間の相互接続部１６７と、発電セル列の正極におけるコネクタと接触することを意図したランナ１６５Ｂ間の相互接続部１６８と、を有する。

この相互接続バーは、保持スリーブに取り外し可能な方法で取り付けられており、ダイオードのような構成部材が損傷した場合にこれらバーを交換して取り替えることができる。

この接続バーは、接続バーが光電池モジュールの電気活性部分に不意に接触する可能性なく、光電池モジュールのダイオードを交換することを可能とする。

また、この相互接続バーは、発電セル列用のさまざまなタイプの接続を光電池モジュールの製造者の判断に従って光電池モジュールの外側にもたらすことを可能とする。

光電池パネルを接続するためのこのデバイスを構成する部分品の組立体は、導電素子を除いて、成形されたプラスチック材料の部分品で構成されている。このプラスチック材料は、状況に応じて、良好な伝熱性を有するように選択されている。

説明した外部接続デバイスは、光電池パネルの端部に固定されており、例えば光電池パネルを支持するためのフレームの直立部に組み込まれるように構成されている。外部接続デバイスは、現在使用されているアルミニウムの角部における直立部に固定されている。

説明した外部接続デバイスは、光電池パネルの端部に固定されている。しかしながら、外部接続デバイスは、光電池モジュールの現在の接続デバイスの替わりとして使用されるように構成されており、接続ストリップは、光電池パネルの後面において開放している。当業者は、このような構成をどのように実行するかを知っている。

説明した実施形態において、相互接続デバイスは、これら発電セル列を備える光電池パネルの外側方向における接続を可能とする。しかしながら、当業者は、この相互接続デバイスをより多いまたは少ない数の光電池セル列を備える光電池パネルに適用可能であることを理解するだろう。

説明した例において、コネクタは、活性セルが発電セルである光電池パネルに取り付けられている。しかしながら、このようなコネクタは、電気活性セルを備える任意のタイプの電気活性パネルに取り付けられてもよい。

この場合において、電気活性デバイスは、光電池セルのような発電機、またはＬＣＤスクリーン、有機エレクトロルミネッセントパネル、プラズマパネルのようなディスプレイパネルなどのような電気受像機であってもよい。

このような電気活性パネル１は、４つの中空直立部２１０、２１１、２１２、２１３を備える長方形フレーム２００に取り付けられている。断面が例えば図８に示す形状を有する各直立部は、中空管状部分２０１を備えており、この中空管状部分は、台形の断面を有し、電気活性パネル１の端部を受けることを意図した溝部２０２によってオーバーモールドされている。

このような直立部は、当業者に公知のさまざまな方法によって製造されるが、好ましくは、適切な剛性及び機械的強度を得るのに適した厚さを有する金属ストリップを曲げることによって製造される。これらストリップは、好ましくはステンレススチールで構成されるが、当業者に公知の適切な材料を用いてもよい。一般的には、直立部は、別個に構成され、例えば溶接によって組み立てられ、フレームを構成する。しかしながら、特に直立部が曲げられる金属ストリップによって製造される場合、２、３または４つの直立部は、適切な方法であらかじめ切断された単一のストリップを曲げることによって構成されてもよい。

本発明におけるコネクタは、直立部に設けられており、パネルの活性セル２に接続しかつパネルを互いにまたは動作回路７に接続するためにフレームの中空部分の内側と外側方向との双方において電気的接続を可能としながら、所定位置に固定されかつ保護されている。

図８に示すように、光電池パネルのための接続デバイスは、フレーム２００の直立部２１０に挿入されており、このフレームは、溝部２０２に光電池パネル１の端部を受ける。

接続デバイスは、上述にしたがって、雄型コネクタ１００と、相互接続バー１６０と、外部コネクタと、雄型コネクタ１００、相互接続バー１６０及び外部コネクタを保持するための手段１４０と、を備えている（図ではスリーブ１９４と単一の外部コネクタのみを示す）。

保持手段１４０は、フレーム２００の直立部２１０における管状部分の内側２０１に配置される中空スリーブであり、このフレームは、一方では、直立部２１０の管状部分の上側部分に設けられた開口部２０３と、直立部２１０の管状部分の下側部分に設けられたカバー２０４と、を向く。

スペーサ１１０を用いて光電池パネル１の端部に取り付けられた雄型コネクタ１００は、直立部２１０の中空部分２０１の内側に導入され、上側開口部２０３を通って移動し、これにより、中空スリーブ１４０の内側に挿入される。

同様に、相互接続バー１６０は、直立部２１０の中空部分２０１の内側に導入され、下側開口部２０４を通って移動し、これにより、中空保持スリーブ１４０の内側に挿入される。

この配置の状態で、例えば光電池モジュールの電気活性部分に不意に接触する危険性なくデバイスを修理するために、バイパスダイオードを交換することが可能となる。

最後に、外部接続ラグへ接続するための導電体のスリーブは、中空部分に収容される（図８ではスリーブ１９４及び導電体１９３のみを示す）。

図９に示すように、雄型の外部コネクタは、可撓性スリーブ１９４を通って中空保持スリーブ１４０の外に延在する導電体１９３を備えており、この可撓性スリーブは、電気的に動作するパドル（図９に示さない）であって中空保持スリーブ１４０の内側に配置されたパドルと雄型外部接続ラグ１０２とを接続する。

フレーム２００の直立部２１０の外側に延在する外部接続ラグは、直立部２１０の側壁部に設けられた開口部を通って延在する基部１９２’を備えており、この基部は、直立部２１０の内側に設けられた保持スペーサ２９２と協働する。図示の場合において、雄型ラグは、上向きに方向付けられている。

図１０に示すように、雌型ラグ１８２は、保持スペーサ２８２と協働しかつ導電体（図では示されていない）と協働するために、直立部の外側に延在する。

この雌型ラグは、下向きに方向付けられており、隣接するフレームの雄型ラグと協働し、これにより、隣接するパネルの相互接続を可能とする。

下向きに方向付けられたラグの側部において、フレームの直立部が、その上側部分において、外方に延在しかつ２つの隣接するパネル間の結合部のしっかりとした固定を確実にする翼部２０６を備えることは、理解されるだろう。

説明した第２実施形態において、雄型ラグは、上向きに方向付けられており、雌型ラグは、下向きに方向付けられているが、逆の配置は、可能である。

図１１に示すように、光電池セル２のパネル１を支持するフレーム２００は、雄型外部コネクタ２１４Ａ、２１５Ａ、２１６Ａを備えており、これら雄型外部コネクタは、第１直立部２１０に位置しており、この第１直立部は、光電池パネルの外部電気接続デバイス（図では示されていない）と、雌型外部コネクタ２１４Ｂ、２１５Ｂ、２１６Ｂ及び２１７Ｂと、を有し、これら雌型外部コネクタは、第１直立部２１０の反対側に位置するフレームの第２直立部２１２に位置する。雄型コネクタ２１４Ａ、２１５Ａ及び２１６Ａと雌型コネクタ２１４Ｂ、２１５Ｂ及び２１６Ｂとは、互いに対になって向かい合うように設けられている。

この方法において、２つのフレームを上下に配置すると、一方のフレームの雄型コネクタは、他方の雌型コネクタと協働する。

さらに、雄型及び雌型コネクタは、コネクタの意図する用途に従って、フレーム２００の中空部分に収容される導電体を用いて、外部接続デバイスにまたは互いに接続されている。この方法において、導電体は、保護されかつ隠されている。

外部コネクタ及び互いに対する電気接続の数は、各用途についての別個の要件に従って構成されてもよく、当業者は、適切な接続をどのように決定するかを知っている。

特に、パネルに対して、組立体を直列に設けるまたは組立体を並列に設けることは可能である。

さらに、帰路回路のための接続部を設けることは、可能である。これら接続部は、各フレームに対して、雄型外部コネクタと雌型外部コネクタとを備えており、これら雄型外部コネクタ及び雌型外部コネクタは、フレームの直立部の内側に配置された導電体によって直接接続されている。

水平曲げ線に従って曲げられる金属ストリップによってフレームを構成することは、コネクタ及びより一般的には電気回路を挿入することを迅速に可能とするという有利点を有する。コネクタと支持スペーサとコネクタ間の相互接続のための導電体とは、切断前の金属ストリップに位置付けられてもよく、この切断前の金属ストリップは、ストリップが部分的にのみ曲げられるとフレームの直立部を構成することを意図している。接続デバイスを構成するさまざまな部分品が所定位置にあるときに、金属ストリップの曲げ及びフレームの組み立てを終了することが可能である。そのように、接続手段は、直立部の外側に延在しなければならないラグを除いて、直立部の内側に完全に収容される。そのように、これら接続手段は、隠されかつ保護される。

例として、コネクタを収容するフレームのさまざまな製造段階を部分的に示す。

図１２は、第１製造段階にある雌型外部コネクタ１８２を受ける直立部２１０の断面を示している。

直立部２１０は、部分的に曲げられた金属ストリップで構成されており、開放構造を構成しながら直立部に所定の剛性を付与している。

この直立部は、穴部２１８が穿設された基部２１７を備えており、この穴部は、スペーサ２８２を固定するためのピン２８３を受けることを意図しており、このスペーサは、雌型外部コネクタの雌型ラグ１８２を支持する。

また、直立部２１２は、側方外面２１９及び側方内面２２２を備える。

側方外面２１９は、外側翼部２０６、内側翼部２２０及び結合部材２２１を担持している。外側翼部２０６は、２つの隣接するフレーム間の結合部におけるしっかりとした固定を確実にすることを意図している。内側翼部２２０は、フレーム内に保持される光電池パネルの端部を覆うことを意図している。

部材２２１は、２つの隣接する直立部間の結合を確実にするように機能する。

側方内面２２２は、端部２２４を備える翼部２２３によって延長されており、この翼部は、直立部の管状部分における上壁部を形成し、これによって光電池パネルの端部を受けることを意図した溝部の下面を構成することを意図している。端部２２４は、直立部の組立体における端部において側方外面２１９に溶接されるのに適している。側方内面２２２は、少なくとも１つの結合部材２２５によって延長されており、この結合部材は、隣接する直立部と共に結合を確実にするように機能する。

図１２に示すように、直立部は、開口しており、雌型外部接続ラグ１８２を担持するスペーサ２８２を内側に設けることを可能とする。

プラスチック材料からなるスペーサ２８２は、その下側部分において、直立部の下面２１７の穴部２１８に挿入される固定ピン２８３を備えている。この上側部分において、スペーサ２８２は、翼部２２３をクリップ式に嵌め込むことによって側方内面２２２の保持を可能とするスタッド２８４を備えている。

側方外面２１９は、開口部を備えており、この開口部は、図に示されておらずかつ外部接続ラグの通過を可能とする。

この配置において、金属ストリップに雌型外部接続ラグを形成することは容易であり、後述のように、この金属ストリップは、直立部を構成し、そして側面を曲げることを終了することによって、直立部の外側でこの接続ラグを囲むことを意図している。

上述した説明は、雌型外部接続ラグを位置決めすることに関する。しかしながら、当業者は、雄型外部接続ラグの位置決めすることと、外部接続装置の雄型コネクタ及び相互接続バー並びに外部接続導電体を保持するためのスペーサの組立体を保持するためのスリーブを位置決めすることとが、同じ方法、すなわち開放構造を構成するために部分的に曲げられた金属ストリップに行われることを理解するだろう。

例として、図１３は、スペーサ３００を示しており、このスペーサは、例えば、接続デバイスを担持する直立部２１０及び２１２間に形成された直立部２１３に形成されている。

電気接続導電体のみを保持することを意図したスペーサ３００は、導電体を受けることを意図した中央開口部３０１と、スペーサの下面にある固定ピン３０２と、スペーサの上面にある直立部２１３の翼部のためのクリップ式嵌め込みスタッド３０３と、を備えている。

直立部２１１は、側方外面２３１及び側方内面２３２によって囲まれた基部２３０を備えている。直立部は、２つの隣接するフレーム間の結合部のしっかりとした固定を確実にすることを意図する外側翼部または外部接続ラグが通過することを可能とするための開口部をこの直立部が備えていない点のみが上述した直立部と異なる。

接続手段と電気接続導電体を保持するスペーサとをフレームの直立部を構成することを意図した金属ストリップに配置すると、これらストリップは、曲げられていないフレームに対応する配置において並んで配置されており、電気結合導電体は、フレームの内部電気回路を構成するために位置決めされる。

いったん内部回路を構成すると、直立部の側方内面を曲げることは、完了し、金属ストリップに設けられている接続デバイスまたはスペーサを囲み、この金属ストリップは、直立部を構成し、そのように側方内面をクリップ式嵌め込みスタッドにクリップ式に嵌め込む。例として、図１４は、直立部２１２を示しており、この直立部には、スペーサ２８２によって担持された雌型外部接続ラグ１８２が配置されている。この図は、直立部の側方内面２２２が完全に曲げられていることと、側方内面がスタッド２８４を用いてクリップ式に嵌め込むことによって保持されたスペーサ２８２を囲むことと、を示している。しかしながら、側方外面２１９は、未だ開放位置にある。

そして、４つの直立部は、長方形のフレームを構成するために曲げられ、このフレームは、固定部材と固定部材２２５とを溶接することによって組み立てられ、この固定部材は、隣接する直立部の側方内面に設けられている。

これにより、図１５に示すようなフレーム２００Ａが得られ、このフレームの直立部における側方外面は、開放位置にあり、外方に離間する。図１５は、開放位置にある直立部２１０Ａ及び２１２Ａの側面２２０Ａ及び２２２Ａを示している。また、図１５は、雌型外部接続ラグ１８２Ａ及び雄型外部接続ラグ１９２Ａを示している。当業者は、フレームが備えなければならないすべての接続手段が所定位置にありかつこのすべての側方外面が外方に離間した開放位置にあることを理解するだろう。

フレームが上述した配置にあると、図１５に示すように、フレーム２００Ａの直立部に光電池パネル１Ａを設けることが可能となる（この図は、直立部２１０Ａ、２１１Ａ、２１２Ａのみを示しているが、当然ながら、光電池パネルは、図では示されていない第４直立部に置かれている）。

いったん光電池パネルをフレームの直立部に配置すると、図１７に示すように、側方外面、特に図に示す側方外面２２０Ａ、２２２Ａをフレームの内側に向けて曲げることによって、そして、特に直立部の側方外面を隣接する直立部固定するための部材と直立部２１０、２１１、２１２、２１３の４つの上側及び下側角部とを溶接することによって完了することによって、組み立てを続けることが可能となる。

このように、光電池パネルは、その管状直立部に接続手段を組み込むフレームに取り付ける。

１ パネル，光電池パネル，電気活性パネル、１Ａ 端部、２ 発電セル，活性セル，光電池セル、５，５’，５” 外部接続ストリップ，相互接続ストリップ，導電ストリップ，ストリップ、６ ストリップ（導電ストリップ）、９ エナメル層、１００ 雄型コネクタ、１１０ スペーサ、１１２ 凹所、１２０ 支持バー、１２１ 固定頭部，支持頭部，頭部、１２２ 平板部、１２７ ビード（外周ビード）、１２８ 基部（部分）、１４０ 中空保持スリーブ，中空スリーブ，スリーブ，手段（保持スリーブ）、１４２ 上側開口部，開口部、１４３ 下側開口部，開口部、１４４，１４５ 陥凹部，半円形陥凹部（通路）、１５０，１５１ 溝部、１６０ 相互接続バー，電気的相互接続バー、１６１ 中央平板部，平板部、１６５、１６５Ａ、１６５Ｂ 電気結合ランナ，ランナ（電気結合手段，外部ストリップ）、１６７，１６８ 相互接続部（並列または直列接続部）、１８０ 第１外部コネクタ、１８１，１９１ 電気結合パドル，パドル（電気結合手段，外部接続ストリップ）、１８２ 外部接続ラグ，雌型ラグ，雌型外部コネクタ，雌型外部接続ラグ、１８４，１９４ スリーブ、１９０ 第２外部コネクタ、１９２ 外部接続ラグ，雄型ラグ，雄型外部コネクタ，雄型外部接続ラグ、２００ 支持フレーム，フレーム、２０１ 中空管状部分，中空部分、２１０，２１１，２１２，２１３ 管状中空直立部，直立部

Claims (23)

1. 光電池パネル（１）の発電セル（２）のような電気活性パネルにおける電気活性セルを外部電気接続するためのデバイスであって、当該デバイスは、
   − 前記光電池パネル（１）の端部に配置され、かつ前記発電セルに電気的に接続される複数の外部接続ストリップ（５、５’、５”）を備える、雄型コネクタ（１００）と、
   − 前記外部接続ストリップを電気的に相互接続するための相互接続バー（１６０）であって、前記発電セルの相互接続に適した電気回路（１６６、１６７、１６８）によって互いに接続された外部接続ストリップに関する電気結合手段（１６５、１６５Ａ、１６５Ｂ）を備える、相互接続バーと、
   − 前記発電セルの第１極に接続される前記外部接続ストリップに関する電気結合手段（１８１）を備える第１外部コネクタ（１８０）と、
   − 前記発電セルの第２極に接続される前記外部接続ストリップに関する電気結合手段（１９１）を備える第２外部コネクタ（１９０）と、
   − 前記雄型コネクタ（１００）と前記相互接続バー（１６０）と前記第１及び第２外部コネクタ（１８０、１９０）との組立体を保持するための手段（１４０）と、
   を備えることを特徴とするデバイス。
2. 前記雄型コネクタ（１００）が、平板部（１２２）を備える前記外部接続ストリップを支持するための支持バー（１２０）を備えており、
   前記平板部が、前記光電池パネルの外側に延在し、
   前記外部接続ストリップ（５、５’、５”）が、前記平板部（１２２）に巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記雄型コネクタ（１００）が、スペーサ（１１０）をさらに備え、
   前記スペーサが、凹所（１１２）を備え、
   前記凹所が、前記外部接続ストリップ（５）を受けることを意図しており、
   前記支持バー（１２０）が、前記スペーサ（１１０）に嵌め込まれるのに適した頭部（１２１）を備えることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記スペーサ（１１０）が、前記光電池パネル（１）の端部（１Ａ）に接着接合されていることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
5. 前記平板部（１２２）が、前記光電池パネルの外側において前記光電池パネルの表面に対して垂直に延在していることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のデバイス。
6. 前記組立体を保持するための前記手段が、上側開口部（１４２）を備える中空保持スリーブ（１４０）であり、
   前記外部接続ストリップを支持する前記支持バー（１２０）が、前記上側開口部内に嵌め込まれ、
   前記上側開口部（１４２）の外周部と前記上側開口部に嵌め込まれることを意図した前記支持バー（１２０）の部分（１２８）とが、前記保持スリーブ（１４０）と前記支持バー（１２０）との結合部の固定を確実にするように形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のデバイス。
7. 前記支持バー（１２０）が、前記保持スリーブ（１４０）に関する結合部の固定を確実にすることを意図した外周ビード（１２７）を備えることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
8. 前記保持スリーブ（１４０）と前記支持バー（１２０）とが、互いに接着接合されていることを特徴とする請求項６または７に記載のデバイス。
9. 前記保持スリーブ（１４０）が、当該保持スリーブの端部それぞれにおいて、前記第１及び第２外部コネクタのための通路（１４４、１４５）を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のデバイス。
10. 前記第１及び第２外部コネクタのための前記通路（１４４、１４５）が、その外周部が溝部（１５０、１５１）を備える陥凹部であることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
11. 前記第１及び第２外部コネクタ（１８０、１９０）それぞれが、外部接続ラグ（１８２、１９２）とスリーブ（１８４、１９４）とに電気的に接続される外部接続ストリップ（１８１、１９１）に関する電気結合パドルと、可撓性ポリマー材料からなり、かつ、前記保持スリーブ（１４０）の前記外部コネクタのための前記通路（１４４、１４５）に嵌め込まれて前記通路の堅い閉塞を構成するのに適しているスリーブと、を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載のデバイス。
12. 前記第２外部コネクタ（１９０）の前記外部接続ラグ（１９２）が、雄型ラグであり、
    前記第１外部コネクタ（１８０）の前記外部接続ラグ（１８２）が、雌型ラグであることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記第１及び第２外部コネクタの少なくとも一方の前記電気結合パドル（１８１、１９１）が、前記外部接続ストリップ（５’、５”）にハンダ付けされていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のデバイス。
14. 前記第１及び第２外部コネクタの少なくとも一方の前記電気結合パドル（１８１、１９１）が、前記外部接続ストリップ（５’、５”）にある層状接点を圧縮することによって接続されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のデバイス。
15. 前記電気的相互接続バー（１６０）が、平板部（１６１）を備え、
    前記平板部が、前記外部ストリップ（１６５、１６５Ａ、１６５Ｂ）に関する電気結合ランナを備え、前記中空保持スリーブ（１４０）の下側開口部（１４３）に可逆的に嵌め込まれていることを特徴とする請求項６から１４のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 前記保持スリーブの前記下側開口部（１４３）の外周部と前記保持スリーブ（１４０）に嵌め込まれることを意図した前記電気的相互接続バー（１６０）の部分とが、前記保持スリーブと前記電気的相互接続バーとの結合部の固定を確実にするように形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
17. 前記雄型コネクタ（１００）と前記電気的相互接続バー（１６０）と組立体の前記保持手段（１４０）とが、プラスチック材料からなる少なくとも１つの部分品を備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のデバイス。
18. 前記発電セルを相互接続するのに適した前記電気回路が、バイパスダイオード（１６６）と、前記発電セルの並列または直列接続部（１６７、１６８）と、を備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のデバイス。
19. 前記外部接続ストリップ（５）が、エナメル層（９）のような絶縁層によって部分的に絶縁されている導電ストリップ（６）であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
20. 支持フレーム（２００）に取り付けられる光電池パネルのような電気活性パネル（１）であって、
    前記支持フレームが、４つの管状中空直立部（２１０、２１１、２１２、２１３）と、前記電気活性パネルのための外部接続手段と、を備え、
    前記外部接続手段（１００、１４０、１６０、１８０、１９０）が、請求項１から１９のいずれか１項に従っており、前記支持フレーム（２００）の前記直立部における中空管状部分（２０１）の内側に設けられていることを特徴とする電気活性パネル。
21. 支持フレームに取り付けられる電気活性パネルであって、
    前記外部接続手段が、少なくとも１つの雄型外部接続ラグと、少なくとも１つの雌型外部接続ラグと、を備え、
    前記雄型外部接続ラグと前記雌型外部接続ラグとが、前記フレームの外側に延在しており、２つの隣接する前記フレームの前記電気活性パネルが互いに嵌め込まれる一方の前記フレームの前記雄型外部接続ラグと他方の前記フレームの前記雌型外部接続ラグとによって互いに接続されるように設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の電気活性パネル。
22. 前記フレームが、切断されかつ曲げることによって形付けられる少なくとも１つの金属ストリップによって構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の電気活性パネル。
23. フレームに取り付けられる電気活性パネルであって、
    前記フレームが、共に組み立てられる４つの別個の前記直立部によって構成されていることを特徴とする請求項２０から２２のいずれか１項に記載の電気活性パネル。

Images