JP3204967U - 組立式のソーラーパネル設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性が高く、コストが低い組立式ソーラーパネル設備を提供する。【解決手段】組立式ソーラーパネル設備は、複数のソーラーパネルモジュール１００１〜１００ｎを含み、複数のソーラーパネルモジュールのそれぞれが互いに第１、第２の接続ボックス１５ｎ１、１５ｎ２を介して電気的に接続され、各ソーラーパネルモジュールは少なくとも一つのソーラーパネルを含み、ソーラーパネルは互いに電気的に接続される複数のソーラーセルを含む。また、組立式ソーラーパネル設備においてバイパスダイオードを一つのみを有する。【選択図】図４
Description
本考案は、組立式のソーラーパネル設備と関する。特に複数のソーラーパネルを有するソーラーパネル設備と関する。
一般的に言うと、より大きい発電量に達するために、ソーラーパネルの中に一つのソーラーセルだけを含むのではなく、しかも十分な電力を提供するソーラーパネル設備は複数のソーラーパネルを含んでいる。太陽の照射は時間に従って照射方向が異なり、さらに遮蔽される場合がある。そのため、一つのソーラーパネル設備においては、すべてのソーラーセルが均一に受光できるわけではない。一定の時間で不均一な受光が続くと、受光していない、または受光量が少ないソーラーセルの電気特性は逆方向バイアスとなり、他の正常に受光するソーラーセルの電気特性は順方向バイアスとなり、それで逆方向バイアスのソーラーセルは加熱または降伏してソーラーパネル設備全体の運行機能を影響してしまう。この問題を解決するために、業界では通常ソーラーパネル設備に複数のバイパスダイオードを使う。ソーラーセルの異なる降伏電圧によるが、通常複数のソーラーセルまたは数十個のソーラーセルが一つのバイパスダイオードを共有する。しかし、バイパスダイオードの費用が高いので、業界ではコストが低いソリューションが求められている。
本考案の目的は組立式のソーラーパネル設備を提供することである。前記組立式のソーラーパネル設備は、複数のソーラーパネルモジュールを含み、前記複数のソーラーパネルモジュールのそれぞれが互いに電気的に接続され、各ソーラーパネルモジュールは少なくとも一つのソーラーパネルを含み、前記ソーラーパネルは互いに電気的に接続される、複数のソーラーセルを含む。前記組立式のソーラーパネル設備においては、バイパスダイオードを一つのみ有する。
本考案の一つの実施例において、前記複数のソーラーセルは直列に電気的に接続され、各個のソーラーパネルモジュールにおいて前記ソーラーパネルを複数個有し、かつ前記ソーラーパネル同士は電気的に並列され、前記複数のソーラーパネルモジュール同士間には直列または並列に電気的に接続される。
本実用新案の一つの実施例において、前記複数のソーラーパネルモジュールは第一ソーラーパネルモジュール及びその他のソーラーパネルを含み、前記その他のソーラーパネルモジュールはバイパスダイオードを含まない。
本実用新案の一つの実施例において、前記第一ソーラーパネルモジュールは二つの接続ボックスを含み、前記バイパスダイオードは前記二つの接続ボックスのうちの一つに配置され、前記接続ボックスは前記第一ソーラーパネルモジュールの受光発電側または逆光側に配置される。
本実用新案の一つの実施例において、前記第一ソーラーパネルモジュールと前記その他のソーラーパネルモジュールのうちのいずれも三つのソーラーパネルを含む。
本実用新案の上記目的、特徴及び長所をより明確させるため、下記内容は図面に併せて実施例を詳しく説明する。注意すべきなことは、図面の各部材は単に概略的で、実際の比例で描いたものではない。
本実用新案の望ましい実施例を説明する。本案に述べている部材、部材のサブ部分、構造、材料、配置などは説明の順番や所属する実施例に限らずに任意に組み合わせて新しい実施例を成すことができる。このような実施例でも本実用新案の権利範囲に入る。
本実用新案の実施例及び図面はより多いため、混乱を避ける目的で類似の部材は同じまたは似ている記号で表示する。図面の複雑と混乱を避けるために、重複する部材は図面ごとに一箇所だけを記号を付ける。他の部分は同じ原則で処理する。
図１を参照する。図1は本考案の一つの実施例によるソーラーパネルを示している。ソーラーパネル１００は、例として受光発電側の正面１と、例として逆光側の背面１０２と、互いに電気的に接続されている、複数のソーラーセル（solar cell unit）１０a、１０b及び１０とを含む。１０aと１０bは、ソーラーパネル１００両側のソーラーセルを表し、１０はその間のソーラーセルを表している。ソーラーパネル１００は長辺と短辺を有する矩形の方が望ましい。ソーラーパネル１００はの正面１０１両側の長辺にそれぞれ正面正極配線１２１b及び正面負極配線１１１aが設けられ、正面正極配線１２１bと正面負極配線１１１aはそれぞれ後ろのソーラーパネル１００の背面１０２に折って背面正極配線１２２b及び背面負極配線１１２aと成る。本考案の大部分の図面においては正面配線と区別するために、背面正極配線１２２b及び背面負極配線１１２aは折れ線で表す。正面正極配線１２１bはソーラーパネル１００の正極とし、正面負極配線１１１aはソーラーパネル１００の負極とする。正面正極配線１２１bと正面負極配線１１１a図２に示すように、ソーラーパネル１００の同じ短辺の両側から後ろに折ってもよく、または図１に示すように、ソーラーパネル１００の異なる短辺の端から後ろに折ってもよい。配線の例は銅箔（Copper foil）、銅のリボン（Copper ribbon）、またはその他の金属や合金配線から構成される。
図１に示していないが、本考案のそれぞれのソーラーパネル、例えばソーラーパネル１００は、上から下へはバックガラス、パターン化下電極層、パターン化光電転換層、オプションのパターン化バッファ層及びパターン化透明上電極層からなるパターン化積層構造となりうる。下電極層及び透明上電極層は光電転換層から発する電流の伝送に用いられる。光電転換層は透明上電極層とオプションのバッファ層を通った光を吸収して電流に転換することに用いられる。光電転換層は銅（Cu）、インジウム（In）、ガリウム（Ga）、セレン（Se）からなる半導体材料を含んでもよく、またはIB族元素、例えば銅（Cu）または銀（Ag）、IIIB族元素、例えばアルミニウム（Al）、ガリウム（Ga）、インジウム（In）、VIB族元素、例えば硫黄（S）、セレン（Se）またはテルル（Te）からなる化合物半導体材料を含んでもよい。透明上電極層は例えば酸化インジウムスズ（ITO）または酸化亜鉛（ZnO）で、下電極層は例えばモリブデン（Mo）である。
図２を参照する。図２は本考案の一つの実施例のソーラーパネルモジュール１００nの背面上面図を示している。ソーラーパネルモジュール１００nは一つのみのソーラーパネル１００と、サイズはソーラーパネル１００よりやや大きくかつソーラーパネルの背面１０２に配置されるバックシート１３０と、サイズはバックシート１３０と同じまたはやや小さいかつソーラーパネルの正面１０１のカバーシート１４０と、ソーラーパネル１００の外縁に配置され、かつバックシート１３０及びカバーシートと係合するフレーム１６０とを含む。カバーシート１４０は通常ガラスシートである。バックシート１３０は可撓性フィルムまたは非可撓性の板でもいい。フレーム１６０は樹脂または封止材を用いてカバーシート、バックシート及び／またはソーラーパネルと緊密に接合するように複数のサブ構造が結合してなる構造であってもよい。また、ソーラーパネル１００nはさらに、ソーラーパネル１００の正面から背面に折る背面正極配線１２２b及び背面負極配線１１２a、正極接続線１１５n及び負極接続線１２５n、第一接続ボックス１５n１及び第二接続ボックス１５n２を含む。第一接続ボックス１５n１は背面正極配線１２２bと背面負極配線１１２aに寄る側に配置され、かつそれらと接する。第二接続ボックス１５n２は配線から離れる側に配置され、かつ正極接続線１１５nによって、負極接続線１２５n及び第一接続ボックス１５n１と電気的に接続する。第一接続ボックス１５n１は例として電力蓄積装置や電力消耗家電製品などの外部装置と接続し、第二接続ボックス１５n２は次のソーラーパネルモジュールと電気的に接続することができる。
図３を参照する。図３は本考案のもう一つの実施例のそーだーパネルモジュール１００n*の背面上面図を示す。ソーラーパネルモジュール１００n*は三つのソーラーパネル（１００、１００'、１００）と、サイズは三つのソーラーパネル１００よりやや大きいかつソーラーパネルの背面１０２に配置されるバックシート１３０と、サイズはバックシート１３０と同じまたはやや小さくなり、かつソーラーパネルの正面１０１に配置されるカバーシート１４０と、ソーラーパネル１００の外縁に配置され、かつバックシート１３０及びカバーシートと係合するフレーム１６０とを含む。ソーラーパネル１００は実質的に１００'と同じであって、配線を引き出す位置だけが異なる。カバーシート１４０、バックシート１３０及びフレーム１６０は図２に述べるカバーシート１４０、バックシート１３０及びフレーム１６０と似ているため、ここでは説明を省略する。その他に、ソーラーパネルモジュール１００n*はさらにソーラーパネル１００の正面から背面に折る背面正極配線１２２b及び背面負極配線１１２a、ソーラーパネル１００'の正面から背面に折る背面正極配線１２２ｂ'及び背面負極配線１１２a'、正極接続線１１５n*及び負極接続線１２５n*、第一接続ボックス１５n１*と第二接続ボックス１５n２*を含む。第一接続ボックス１５n１*は第一ソーラーパネルに配置され、第二接続ボックスボックス１５n２*は最後（即ち三つ目）のソーラーパネルに配置される。正極接続線１１５n*及び負極接続線１２５n*は第一接続ボックス１５n１*及び第二接続ボックス１５n２*の間に配置され、かつすべてのソーラーパネル１００と１００'を跨ぐ。正極接続線１１５n*は第一接続ボックス１５n１*の正極、すべてのソーラーパネル１００／１００'の背面正極配線１２２b／１２２b*及び第二接続ボックス１５n２*の正極を直列接続させる。負極接続線１２５n*は第一接続ボックス１５n１*の負極、すべてのソーラーパネル１００／１００'の背面負極配線１１２a／１１２a'及び第二接続ボックス１５n２*の負極を直列接続させる。前記と似ているように、二つの接続ボックスの一つは電力蓄積装置や電力消耗家電製品などの外部装置と接続し、残りの一つは次のソーラーパネルモジュールと電気的に接続することができる。
図４を参照する。図４は本考案による組立式ソーラーパネル設備５０００を示している。組立式ソーラーパネル設備５０００は互いに電気的に接続される、複数のソーラーパネルモジュール１００１〜１００nを含み、nは２または２より大きい整数である。各ソーラーパネルモジュールは図２に示すように、ソーラーパネルモジュール１００nは少なくとも一つのソーラーパネルを含んでもよく、または図３に示すように、モジュール１００n*は並列に電気的に接続される、複数のソーラーパネル、またはその他のソーラーパネルのモジュールを含んでもよい。各ソーラーパネルパネルは互いに電気的に接続される（特に直列接続の方が望ましい）複数のソーラーセルを含み、例えば図１に示すソーラーセル１０、１０ａ、１０ｂである。各ソーラーパネルモジュールは図２や図３に示すように、接続線による電気的に接続する二つの接続ボックスが設けられ、ソーラーパネルモジュールの間には図４に示すように並列に電気的に接続し、または別に直列に接続してもよい。組立式ソーラーパネル設備５０００において、複数のソーラーパネルモジュール１００１〜１００nは第一ソーラーパネルモジュール１００１及び残りのソーラーパネルモジュール１００２〜１００nに分けることができる。第一ソーラーパネルモジュール１００１のみにバイパスダイオードが設置され、例えば第一ソーラーパネルモジュール１００１の中に第一接続ボックス１５１１の中のバイパスダイオードBDである。第一ソーラーパネルモジュール１００１における第二接続ボックス１５１２にバイパスダイオードが設置されない。ただし、バイパスダイオードBDは第一接続ボックス１５１１ではなく、第二接続ボックス１５１２に設置されてもよい。残りのソーラーパネルモジュール１００２〜１００nにおいてはバイパスダイオードが含まれない。例えば第二ソーラーパネルモジュール１００２における第一接続ボックス１５２１及び第二接続ボックス１５２２から、第nソーラーパネルモジュール１００nの中の第一接続ボックス１５n１及び第二接続ボックス１５n２まではバイパスダイオードが設けられていない。具体的に言うと、組立式ソーラーパネル設備５０００全体においてただ一つのバイパスダイオードは設置される。
上記実施例において、接続ボックスはソーラーパネルの背面に配置されているが、接続ボックスの一つ、一つ以上、または全部をソーラーパネルの側面または正面に設置されてもよいと理解すべきである。また、上記実施例において、それぞれのソーラーパネルモジュールに二つの接続ボックスが配置されるが、それぞれのソーラーパネルモジュールにより少なくない、またはより多くの接続ボックスが配置されてもよいと理解すべきである。図４においては異なるソーラーパネルモジュールの間の接続線を単一の線で表示しているが、接続線にはさらに二つ、またはより多くの雄や雌のジョイントの接続線、またはただ単一の導電線であってもよいと理解すべきである。
従来のソーラーパネル設備は多くのバイパスダイオードを使って信頼性を高めるが、本考案の組立式ソーラーパネル設備はバイパスダイオードを一つのみ設置するので、大幅に組立の製造コストを下げることができる。
上記実施例は説明ための好ましい例であって、当業者の技術者による種々の変更及び修正は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の範囲内においてなされると理解すべきである。
１０、１０a、１０b ソーラーセル
１００、１００'、 １００n* ソーラーパネル
１０２ 背面
１１２a、１１２a' 背面負極配線
１１５n、１１５n* 正極接続線
１２２b、１２２b' 背面正極配線
１２５n、１２５n* 負極接続線
１３０ バックシート
１４０ カバーシート
１５n１、１５n１* 第一接続ボックス
１５n２、１５n２* 第二接続ボックス
１６０ フレーム
１００１ 第一ソーラーパネルモジュール
１００２〜１００n 残りのソーラーパネルモジュール
１００２ 第二ソーラーパネルモジュール
１５２１ 第一接続ボックス
１５２２ 第二接続ボックス
５０００ 組立式ソーラーパネル設備
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５０００ 組立式ソーラーパネル設備
Claims (10)
- 組立式ソーラーパネル設備であって、
複数のソーラーパネルモジュールを含み、前記複数のソーラーパネルモジュールのそれぞれが互いに電気的に接続され、各ソーラーパネルモジュールは少なくとも一つのソーラーパネルを含み、前記ソーラーパネルは互いに電気的に接続される複数のソーラーセルを含み、
バイパスダイオードを一つのみ有することを特徴とする組立式ソーラーパネル設備。 - 前記複数のソーラーセルは直列に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記ソーラーパネルモジュールにおいて前記ソーラーパネルを複数個有し、かつ前記ソーラーパネル同士は電気的に並列されることを特徴とする請求項２に記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記複数のソーラーパネルモジュールは直列に電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記複数のソーラーパネルモジュールは並列に電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記複数のソーラーパネルモジュールは第一ソーラーパネルモジュール及び残りのソーラーパネルモジュールを含み、前記残りのソーラーパネルモジュールはバイパスダイオードを含まないことを特徴とする請求項４または５記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記第一ソーラーパネルモジュールは二つの接続ボックスを含み、前記バイパスダイオードは前記二つの接続ボックスのうちのどちらかに配置されることを特徴とする前記請求項６記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記接続ボックスは前記第一ソーラーパネルモジュールの受光発電側に配置されることを特徴とする請求項７記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記接続ボックスは第一ソーラーパネルモジュールの逆光側に配置されることを特徴とする請求項７記載の組立式ソーラーパネル設備。
- 前記第一ソーラーパネルモジュールと前記残りのソーラーパネルモジュールのうちのいずれも三つのソーラーパネルを含むことを特徴とする請求項６記載の組立式ソーラーパネル設備。
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