JP2019075944A - 太陽電池モジュール用端子ボックス及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】出力リード線と端子ボックス内の端子板とを確実に接続できる太陽電池モジュール用端子ボックスを得ること。【解決手段】太陽電池モジュール内から引き出された出力リード線２０と太陽電池モジュールで発電された電力を外部に出力する出力ケーブル３１とが接続される端子板１０と、端子板１０を収容する筐体とを有し、端子板１０は、中央部がくびれた筒状である導入部１１を備え、導入部１１は、内部に挿入された出力リード線２０の平板状の先端部２１を内径に合う筒状に変形させて係合させる。【選択図】図３

Description

本発明は、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの出力部を構成する太陽電池モジュール用端子ボックス及び太陽電池モジュールに関する。

一般に、太陽電池モジュールは、太陽電池セルが直列に接続された複数のストリングを封止して作成されている。ストリングからの出力リード線は、端子ボックス内に引き込まれている。端子ボックスは、ストリングから引き出された出力リード線が一端に接続されるとともに、他端にモジュール連結ケーブルが接続される複数枚の端子板と、各端子板間に架け渡されるバイパスダイオードとを備えている。出力リード線は、電気伝導率の高い材料で形成され、一端がストリングの電極に接続され、他端が端子ボックスの端子板に接続される。また、端子ボックスの内部には、絶縁性を保つために、絶縁材であるポッティング剤が充填されることがある。

出力リード線と端子板との接続部分は、太陽電池セルによって発電された全電流が流れる箇所である。出力リード線と端子板との密着が不足して剥離が発生した場合、出力リード線と端子板との接続部分が抵抗となり、発熱によって端子ボックスが破損する可能性がある。出力リード線と端子板との接続部分においては、内部応力などの様々なストレスが長期的に加わる場合があるため、出力リード線と端子板とは、剥離が生じない強度で密着されている必要がある。

そのため、出力リード線と端子板との電気的接続を確保し、接続部分の剥離による発熱の可能性を抑制する方法には、ストリングから引き出された出力リード線を端子板の穴部の上側から下側に折り曲げた後ではんだ付けを行う方法と、出力リード線を端子板にねじ止めする方法と、出力リード線を端子板で挟み込む方法とが挙げられる。

特許文献１に開示される発明は、太陽電池モジュールの出力リード線の引き出し先端部を含む非発電領域の一部分において、保護層と出力リード線とを一体的に受光面側又は非受光面側に引き起こし、切り込み部先端の保護層を剥離させて出力リード線の先端部を露出させ、出力リード線の先端部をコネクタに差し込むことによりねじを用いずにコネクタと出力リード線とを接続している。

特開２００１−２４２０５号公報

しかし、太陽電池モジュールの出力リード線は、０．２ｍｍ程度と薄いため、特許文献１に開示される発明は、コネクタに差し込む際に出力リード線の先端部が変形し、差し込み不足が発生する可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力リード線と端子ボックス内の端子板とを確実に接続できる太陽電池モジュール用端子ボックスを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池モジュール内から引き出された出力リード線と太陽電池モジュールで発電された電力を外部に出力する出力ケーブルとが接続される端子板と、端子板を収容する筐体とを有する。端子板は、中央部がくびれた筒状である導入部を備える。導入部は、内部に挿入された出力リード線の平板状の先端部を内径に合う筒状に変形させて係合させる。

本発明によれば、出力リード線と端子ボックス内の端子板とを確実に接続できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの受光面側の斜視図 実施の形態１に係る太陽電池モジュールの裏面側の斜視図 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の斜視図 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の端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図 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の端子板の斜視図 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の端子板に接続される出力リード線の縦断面図 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内で端子板に固定される出力リード線の先端部の斜視図 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの斜視図 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の端子板に接続される出力リード線と出力リード端子との接続状態を示す斜視図 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の端子板の斜視図 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の端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図 本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの斜視図 実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板に接続される出力リード線と出力リード端子との接続状態を示す斜視図 実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板の斜視図 実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図

以下に、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス及び太陽電池モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの受光面側の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの裏面側の斜視図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セルを直列に複数接続したストリング４１が、透光性材料で形成された前面カバー部材４２と耐候性材料で形成された裏面カバー部材４３との間に挟まれて、前面カバー部材４２と裏面カバー部材４３との間に注入された樹脂により封止されて形成された太陽電池パネル４４と、太陽電池パネル４４を支持する矩形形状の支持フレーム４５と、裏面カバー部材４３に取り付けられ太陽電池モジュール１００の出力部を構成する太陽電池モジュール用端子ボックス１とを備える。支持フレーム４５の材料には、アルミニウムを適用できる。

図３は、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の斜視図である。図４は、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の端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図である。図５は、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の端子板の斜視図である。図６は、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の端子板に接続される出力リード線の縦断面図である。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１は、太陽電池モジュール１００内から引き出された出力リード線２０と、太陽電池モジュール１００で発電された電力を外部に出力する出力ケーブル３１とが接続される端子板１０と、端子板１０を収容する筐体３０とを有する。出力リード線２０は、太陽電池モジュール１００の内部において、太陽電池セルが直列に接続されたストリング４１に繋がっている。

筐体３０内に収容された端子板１０には、平板部１９と導入部１１とが形成されている。導入部１１は、出力リード線２０が係合される。出力リード線２０の先端部２１は、導入部１１と係合して、端子板１０と電気的に接続される。平板部１９には、出力ケーブル３１及びバイパスダイオード３２が接続される。導入部１１は、筒状であり、軸方向の中央部がくびれている。導入部１１の開口径は、出力リード線２０の幅よりも大きく、導入部１１の軸方向の中央部の内径は出力リード線２０の幅よりも小さく、かつ導入部１１の軸方向の中央部の内周長は出力リード線２０の幅よりも長くなっている。

導入部１１の軸方向の中央部の内径が出力リード線２０の幅よりも小さいため、出力リード線２０の先端部２１を導入部１１に挿入すると、平板状である出力リード線２０の先端部２１は、導入部１１の壁面に沿って内径に合う円筒状に変形する。導入部１１の軸方向の中央部の内周長Ｃは出力リード線２０の先端部２１の幅Ｗよりも長くなっているため、円筒状に変形した出力リード線２０の先端部２１は円周方向で重ならず、隙間が空いた筒状となる。したがって、導入部１１の円周方向において、出力リード線２０の先端部２１は、全体が導入部１１の軸方向の中央部に接し、出力リード線２０と端子板１０との機械的な固定及び電気的な接続が確実に行われる。

図７は、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内で端子板に固定される出力リード線の先端部の斜視図である。図７に示すように、出力リード線２０の先端部２１は、凸状に丸めることで、導入部１１に挿入されやすくなる。なお、出力リード線２０の先端部２１は、切断と同時に丸めてもよいし、切断後に丸めてもよい。

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１は、太陽電池モジュール１００の出力リード線２０の先端部２１を、端子板１０の導入部１１に挿入するだけで、先端部２１が導入部１１の内径に合わせて円筒状に変形するため、出力リード線２０を端子板１０に絡げる必要がない。したがって、出力リード線２０を端子板１０に接続するにあたって、細かい位置決めは不要であり、接続作業を迅速に行える。また、導入部１１の形状に合わせて出力リード線２０の先端部２１を変形させるため、接続不良は発生しにくい。

なお、出力リード線２０の先端部２１を導入部１１に挿入した後、出力リード線２０の先端部２１と導入部１１との間をはんだ付けすることにより、機械的固定及び電気的接続の確実性を高めることができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの斜視図である。図９は、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の端子板に接続される出力リード線と出力リード端子との接続状態を示す斜視図である。図１０は、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の端子板の斜視図である。図１１は、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の端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図である。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１は、端子板１０に導入部１１ではなく接続部１２が設けられている。また、出力リード線２０の端部には、雄型の端子である出力リード端子２３が接続されている。出力リード端子２３は係合部であり、被係合部である接続部１２と係合可能である。接続部１２は、出力リード端子２３が差し込まれると係合する形状に成形されている。この他は、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１と同様である。

図９に示すように、出力リード線２０に平板状の出力リード端子２３が接続される。出力リード端子２３は、雄型の差込形接続端子である。出力リード線２０と出力リード端子２３とは、はんだ付けで接続されている。なお、出力リード線２０と出力リード端子２３とは、はんだ付け以外の方法で接続してもよい。図１０に示すように、端子板１０には、雌型の差込形接続端子状に成形された接続部１２が形成されている。図１１に示すように、出力リード端子２３を端子板１０の接続部１２に差し込んで、出力リード線２０と端子板１０とを機械的に固定するとともに電気的に接続する。

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１は、出力リード線２０に取り付けられた出力リード端子２３を、端子板１０の接続部１２に差し込むだけで、出力リード線２０と端子板１０との機械的固定及び電気的接続を実現することができる。したがって、出力リード線２０を端子板１０に接続するにあたって、出力リード線２０を端子板１０上で折り曲げる作業が不要である。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１は、細かい位置決めは不要であり、接続作業を迅速に行える。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの斜視図である。図１３は、実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板に接続される出力リード線と出力リード端子との接続状態を示す斜視図である。図１４は、実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板の斜視図である。図１５は、実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの端子板と出力リード線との接続状態を示す斜視図である。実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックス１は、端子板１０に導入部１１ではなく接続部１４が設けられている。また、出力リード線２０の端部には、雄型の端子である出力リード端子２５が接続されている。出力リード端子２５は係合部であり、被係合部である接続部１４と係合可能である。接続部１４は、出力リード端子２５が差し込まれると係合する形状に成形されている。この他は、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１と同様である。

図１３に示すように、出力リード線２０に出力リード端子２５の平板部２５１を接続する。出力リード端子２５は、雄型のギボシ端子である。出力リード線２０と出力リード端子２５とは、はんだ付けで接続されている。なお、出力リード線２０と出力リード端子２５とは、はんだ付け以外の方法で接続してもよい。図１４に示すように、端子板１０には、雌型のギボシ端子状の接続部１４が形成されている。図１５に示すように、出力リード端子２５の筒部２５２を端子板１０の接続部１４に差し込んで、出力リード線２０と端子板１０とを機械的に固定するとともに電気的に接続する。

実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックス１は、出力リード線２０に取り付けられた出力リード端子２５を、端子板１０の接続部１４に差し込むだけで、出力リード線２０と端子板１０との機械的固定及び電気的接続を実現することができる。したがって、出力リード線２０を端子板１０に接続するにあたって、出力リード線２０を端子板１０上で折り曲げる作業が不要である。実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックス１は、細かい位置決めは不要であり、接続作業を迅速に行える。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 太陽電池モジュール用端子ボックス、１０ 端子板、１１ 導入部、１２，１４ 接続部、１９，２５１ 平板部、２０ 出力リード線、２１ 先端部、２３，２５ 出力リード端子、３０ 筐体、３１ 出力ケーブル、３２ バイパスダイオード、４１ ストリング、４２ 前面カバー部材、４３ 裏面カバー部材、４４ 太陽電池パネル、４５ 支持フレーム、２５２ 筒部。

Claims (6)

1. 太陽電池モジュール内から引き出された出力リード線と前記太陽電池モジュールで発電された電力を外部に出力する出力ケーブルとが接続される端子板と、前記端子板を収容する筐体とを有し、
   前記端子板は、中央部がくびれた筒状である導入部を備え、
   前記導入部は、内部に挿入された前記出力リード線の平板状の先端部を内径に合う筒状に変形させて係合させ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。
2. 前記導入部は、開口径が前記出力リード線の先端部の幅よりも大きく、かつ前記中央部の内径が前記出力リード線の先端部の幅よりも小さく、かつ前記中央部の内周長が前記出力リード線の先端部の幅よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
3. 太陽電池モジュール内から引き出された出力リード線と前記太陽電池モジュールで発電された電力を外部に出力する出力ケーブルとが接続される端子板と、前記端子板を収容する筐体とを有し、
   前記端子板は、前記出力リード線の端部に取り付けられた雄型の端子である係合部が差し込まれて係合する形状に成形された被係合部を備え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。
4. 前記係合部は、雄型の差込形接続端子であり、
   前記被係合部は、雌型の差込形接続端子状に成形されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
5. 前記係合部は、雄型のギボシ端子であり、
   前記被係合部は、雌型のギボシ端子状に成形されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックスを備えた太陽電池モジュール。

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