JP3359531B2 - 太陽電池モジュール接続構造および太陽電池モジュールの接地方法 - Google Patents

太陽電池モジュール接続構造および太陽電池モジュールの接地方法

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JP3359531B2 JP07477497A JP7477497A JP3359531B2 JP 3359531 B2 JP3359531 B2 JP 3359531B2 JP 07477497 A JP07477497 A JP 07477497A JP 7477497 A JP7477497 A JP 7477497A JP 3359531 B2 JP3359531 B2 JP 3359531B2
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、住宅用太陽光発電
システムを家屋の屋根等に設置するために適した太陽電
池モジュールおよびその設置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例の一般的な太陽電池モジュールの
略断面図を図7に示し、その外観図を図8に示し、これ
はスーパーストレート方式と呼ばれる構造である。図7
において、スーパーストレート構造の太陽電池モジュー
ル50は、電気的に直列又は並列に配線された複数個の
太陽電池セル51を透明樹脂からなる充填材52を介し
て、受光面の白板強化ガラス板53と裏面の耐候性フィ
ルム54とで挟持して、積層状の構造にし、この積層状
の構造の周辺をアルミの枠体55で支えた構造である。
【0003】図8では、2つの太陽電池モジュール50
が示されており、太陽電池モジュール50は、複数個の
太陽電池セル51、受光面の白板強化ガラス板53、周
辺のアルミの枠体55および56、より成り、太陽電池
モジュールの裏面には、端子ボックス57が取り付けら
れ、太陽電池モジュールの電気出力を取り出すための出
力ケーブル58、59が接続され、出力ケーブルの先端
にはコネクタ60、61が取り付けられている。太陽電
池モジュールの電気的な直列接続および並列接続に対応
して、このコネクタ60、61の接続が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の太陽電池モジュールの構造においては、複数の太陽電
池モジュールを接続し、家屋の屋根等に設置して、太陽
光発電システムとするためには、太陽電池モジュールを
固定する前に電気的に接続し、且つ、その配線を収める
場所を確保する必要があり、また、点検時等には太陽電
池モジュールを取り付けている金具等を外して行う必要
があった。また、これらの太陽電池モジュールによる太
陽光発電システムでは、太陽電池モジュールと太陽電池
モジュールとの間に所定の幅が必要であり、家屋の屋根
等の設置面積の増大を招く結果となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
太陽電池モジュール接続構造は複数の太陽電池セルによ
って平板状に構成された太陽電池モジュールが複数個接
続されることにより構成される太陽電池モジュール接続
構造において、各太陽電池モジュールの側縁に設けら
れ、各太陽電池を家屋の屋根材上または壁面上に取付け
て固定するためのゴム系素材で形成される保持材と、太
陽電池モジュールの受光面側に配設され、隣接する太陽
電池モジュール間を接続するためのレセプタクル(受口
金具)を有する端子部と、隣接する太陽電池モジュール
の端子部間を電気的に接続するとともに防水機構を有す
る接続コネクタとを備え、接続コネクタは保持材を跨ぐ
ように接続されることを特徴とするものである。
【0006】また、本発明の請求項2記載の太陽電池モ
ジュールの設置方法は、複数の太陽電池セルによって平
板状に構成された太陽電池モジュールが複数個並べるよ
うに配設され、隣接する太陽電池モジュール間を接続す
るためのレセプタクル(受口金具)を有する端子部が各
太陽電池モジュールの受光面側に配設され、防水機構を
有する接続コネクタにより隣接する太陽電池モジュール
の端子部間を接続するようにして太陽電池モジュール間
を電気的に接続する太陽電池モジュール接続構造を用い
た太陽電池モジュールの設置方法であって、各太陽電池
モジュールの側縁をゴム系素材で形成された保持材によ
り固定するとともに、この保持材で家屋の屋根上または
壁面上に取付けて固定し、接続コネクタにより保持材を
跨ぐ形態で、隣り合う太陽電池モジュール間を電気的に
接続することを特徴とするものである。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】[作用]本発明の太陽電池モジュール接続
構造は、レセプタクル(受口金具)を有する端子部を太
陽電池モジュールの受光面側に配設されたものであり、
この端子部に接続コネクタを挿入し、嵌合することによ
り、隣り合う太陽電池モジュールを電気的に接続するも
のである。
【0013】また、前記接続コネクタは防水機構を有し
ており、前記端子部からの漏水の恐れは無い。さらに、
前記接続コネクタはその内部に電気的な配線があり、先
端には太陽電池モジュールの前記レセプタクルと電気的
に接続するための電気的端子を有すると共に、嵌合時に
は施錠機構が働く機械的構造となっている。さらに、接
続コネクタは嵌合部の外周には防水パッキングを配設
し、外部からの湿気・ゴミ等の侵入を防ぐ機構となって
いる。
【0014】また、本発明の太陽電池モジュール接続構
の前記端子部は、受光面側に配設されており、端子部
間を防水機構を有する接続コネクタを挿入、嵌合するこ
とにより、複数の太陽電池モジュールを電気的に直列接
続または、および並列接続することができるものであ
る。また、本発明の太陽電池モジュール接続構造は、各
太陽電池モジュールの各側縁をゴム系素材で形成された
保持材により固定するとともに、この保持材で家屋の屋
根上または壁面上に取付けて固定し、接続コネクタによ
り保持材を跨ぐ形態で、隣り合う太陽電池モジュール間
を電気的に接続することにより、太陽電池の取り付け施
工を容易にし、太陽電池モジュールのサイズを小さくし
て効率よく設置することができるようにするものであ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】図1乃至図6は本発明の一実施の
形態に関する図である。本発明の一実施の形態よりなる
太陽電池モジュール10の構成を示す図3において、太
陽電池モジュール10は太陽電池本体部16及び太陽電
池本体部16を支える枠体部20より成る。図3に示さ
れるように、太陽電池セル11の表面側には透明樹脂を
薄い平板状にした充填剤12を介して白板強化ガラス板
13が積層されている。また、太陽電池セル11の裏面
側にも透明樹脂を薄い平板状にした充填材14を介し
て、耐候性フィルム15が積層されている。そして太陽
電池セル11は白板強化ガラス板13と、耐候性フィル
ム15とによって、各充填材12および14をそれぞれ
介して狭持され、全体として平板状の太陽電池本体部1
6が構成されている。枠体部20は、2本の長辺側枠材
21と2本の短辺側枠材22とから構成され、長辺側枠
材21と短辺側枠材22とは複数本のビス23により固
定されている。
【0016】また、表面側の白板強化ガラス板13には
太陽電池モジュールの発電した電力を取り出すための端
子部24が上方向の向きに配設されており、端子部24
はプラス側端子のレセプタクル(受口金具)25aおよ
びマイナス側端子のレセプタクル(受口金具)25bが
配設されている。
【0017】図2は、本発明による一実施の形態よりな
る太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとを電気的
に接続するための説明図であり、図2(a)は本発明の
一実施の形態よりなる太陽電池モジュールの接続コネク
タの外観図であり、図2(b)は略断面図であり、図2
(c)は太陽電池モジュールの略断面図である。
【0018】外観図である図2(a)において、コの字
型をした接続コネクタ26はコネクタの筺体27の内部
には電気的な配線があり、先端には太陽電池モジュール
の前記プラス側端子のレセプタクル(受口金具)25a
およびマイナス側端子のレセプタクル(受口金具)25
bと電気的に接続が可能な端子28、29、30、31
が配設されている。
【0019】略断面図である図2(b)において、26
はコの字型をした接続コネクタ、27はコネクタの筺
体、33は電気的な配線、29およぴ31は太陽電池モ
ジュールの前記プラス側端子のレセプタクル(受口金
具)25aおよびマイナス側端子のレセプタクル(受口
金具)25bと電気的に接続が可能な端子である。コネ
クタの筺体27は外部との絶縁及び耐候性等の理由によ
り、プラスチック樹脂等でできている。前記太陽電池モ
ジュールと前記コネクタの筺体27との嵌合部の外周に
は、外部からの湿気・ゴミ等の侵入を防ぐための弾性ゴ
ム等の材料からなる防水パッキング32が配設されてい
る。
【0020】また、コの字型をした接続コネクタ26は
太陽電池モジュールとの電気的接続が外れることを防止
するため、接続コネクタ26が太陽電池モジュールのレ
セプタクル(受口金具)と結合された際に、前記両者間
にて相互の施錠機構が働く構造となっている。なお、コ
の字型をした本コネクタの外形寸法(コの字型をした脚
と脚との間隔)は、隣り合う本発明の太陽電池モジュー
ルの電気的接続を行う性格上、隣り合う前記前記太陽電
池モジュールのリセプタクルに嵌合するピッチでなけれ
ばならないことは当然である。
【0021】太陽電池モジュールの略断面図である図2
(c)において、複数の太陽電池セル11はインターコ
ネクタ34により電気的に結線され、太陽電池セルの表
面側には透明樹脂を薄い平板状にした充填剤12を介し
て白板強化ガラス板13が積層されている。また、太陽
電池セル11の裏面側にも透明樹脂を薄い平板状にした
充填材14を介して、耐候性フィルム15が積層されて
いる。そして太陽電池セル11は白板強化ガラス板13
と、耐候性フィルム15とによって、各充填材12およ
び14をそれぞれ介して狭持(ラミネート)され、全体
として平板状の太陽電池本体部16が構成されている。
20は枠体部である。また、白板強化ガラス板13およ
び透明樹脂から成る充填剤12には前記のレセプタクル
(受口金具)を取り付けるために、予め穴開け加工が施
してある。端子部24はプラス側端子のレセプタクル
(受口金具)25aおよびマイナス側端子のレセプタク
ル(受口金具)25bが配設されている。そして、図2
(a)において説明した接続コネクタ26をこの端子部
24に嵌合することにより、電気的に結線され、接続コ
ネクタ26に配設された防水パッキング32により、防
水対策が施されている。
【0022】図1は本発明の一実施の形態よりなる太陽
電池モジュールの設置方法を示す図である。4個の太陽
電池モジュール10A、10B、10C、10Dは弾性
ゴム等で形成された保持材35で、家屋の屋根材上や壁
面上などに側縁部で取り付け固定され、太陽光発電シス
テムを構成している。太陽電池モジュール10Aと10
Bとを電気的に接続するため、太陽電池モジュールの受
光面側を接続コネクタ26aで接続し、太陽電池モジュ
ール10Cと10Dとを電気的に接続するため、太陽電
池モジュールの受光面側を接続コネクタ26bで接続し
ている。
【0023】防水機能を有した接続コネクタ26a、2
6bを太陽電池モジュールの受光面側に配設されている
端子部24のレセプタクル(受口金具)25a、25b
に差し込み、太陽電池モジュール10の各側縁部を固定
している保持材35を跨ぐ形で接続されている。
【0024】図4は本発明の一実施の形態よりなる太陽
電池モジュール10の概略斜視図である。表面側の白板
強化ガラス板13には太陽電池モジュールの発電した電
力を取り出すための端子部24が配設されており、端子
部24はプラス側端子のレセプタクル(受口金具)25
aおよびマイナス側端子のレセプタクル(受口金具)2
5bが配設されている。11は太陽電池セルである。こ
の太陽電池モジュールの特色は枠無し構造であることで
ある。このため、後述の太陽電池モジュールの設置にお
いては、別途用意した枠体、例えば窓ガラスの枠に窓ガ
ラスを嵌め込むような設置方法が採られる。
【0025】図5は本発明の一実施の形態よりなる他の
太陽電池モジュールを示す図であり、図5(a)は太陽
電池モジュール36の外観図であり、図5(b)は接続
コネクタ40の側面図である。
【0026】図5(a)において、太陽電池モジュール
36は隅部(周辺部)に4つの端子部37が配設されて
おり、前記のように端子部37はその内部にレセプタク
ル(受口金具)を有している。11は太陽電池セル、1
2充填剤、13は白板強化ガラス板、14は充填材38
は短辺側枠材、39は長辺側枠材、であり、端子部37
はこの長辺側枠材39に配設されており、前記図1の端
子部24が受光面側の白板強化ガラス板13に直接配設
されていた点とは異なっている。
【0027】図5(b)は接続コネクタ40の側面図で
ある。図2(a)および図2(b)で説明したように、
接続コネクタ40は、内部に電気的な配線41があり、
先端には太陽電池モジュールの前記プラス側端子のレセ
プタクル(受口金具)およびマイナス側端子のレセプタ
クル(受口金具)と電気的に接続が可能な端子42、4
3、44、45が配設されており、46は防水パッキン
グである。ただ、前記の接続コネクタ26とは足の間隔
などが異なっており、太陽電池モジュール36の端子部
37の配設間隔と合うように設計されている。
【0028】また、接続コネクタ40は太陽電池モジュ
ール36との電気的接続が外れることを防止するため、
接続コネクタと太陽電池モジュールのレセプタクル(受
口金具)とを挿入し結合した際に、前記両者間にて相互
の施錠機構が働く機械的構造となっている。また、コの
字型をした接続コネクタ40(または26)の外形寸法
(コの字型をした脚と脚との間隔)は、隣り合う本発明
の太陽電池モジュールの電気的接続を行う性格上、隣り
合う前記前記太陽電池モジュールのリセプタクルに嵌合
するピッチでなければならないことは当然である。
【0029】図6は本発明の一実施の形態よりなる太陽
電池モジュールの設置方法を示す図である。4個の太陽
電池モジュール36A、36B、36C、36Dは、家
屋の屋根材上や壁面上などに側縁部で取り付け固定さ
れ、太陽光発電システムを構成している。先ず、太陽電
池モジュール36Aと36Bとを電気的に接続するた
め、太陽電池モジュールの周辺部の端子部37を接続コ
ネクタ40aで接続し、次に太陽電池モジュール36B
と36Cとを電気的に接続するため、太陽電池モジュー
ルの周辺部の端子部37を接続コネクタ40bで接続し
ている。さらに、太陽電池モジュール36Cと36Dと
を電気的に接続するため、太陽電池モジュールの周辺部
の端子部37を接続コネクタ40cで接続している。こ
のようにして、太陽電池モジュール36Aと太陽電池モ
ジュール36Bと太陽電池モジュール36Cと太陽電池
モジュール36Dとが直列接続されたことになる。この
時、一部の端子部37は未使用のままとなる。電気的に
直列接続する時は、接続コネクタ40のプラス側または
マイナス側の1本の電気配線が用いられ、電気的に並列
接続する時は、接続コネクタ40のプラス側およびマイ
ナス側の2本の電気配線が用いられることは当然であ
る。
【0030】言い換えれば、太陽電池モジュール36の
受光面側に配設された端子部37を選択して、接続コネ
クタ40で電気的に接続することにより、直列接続およ
び並列接続を行うことができ、太陽電池モジュールの配
列を変えることなく、太陽光発電システムの出力電圧や
出力電流の要求値を満足させることができる。
【0031】また、図1や図6で説明した防水型の接続
コネクタ26や40を 端子部24や37に差し込むだ
けでワンタッチにて接続を行うことが可能である。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1記載の
太陽電池モジュールによれば、複数の太陽電池セルによ
って平板状に構成された太陽電池モジュールと該太陽電
池モジュールとを複数個接続するためのレセプタクル
(受口金具)を有する端子部を該太陽電池モジュールの
受光面側に配設したことを特徴とするものであり、
(1)太陽電池モジュールに設けた前記レセプタクル
(受口金具)に接続コネクタを差し込むだけで、電気的
な配線でき、施工時間の短縮が可能となる。また、
(2)太陽電池モジュールを設置後に受光面側から電気
的に配線が可能であり、点検時においても接続コネクタ
を脱着するだけで点検が可能となる。また、(3)接続
コネクタによる電気的な接続となるため、太陽電池モジ
ュール間を接続するためのケーブルが不要となり、低コ
スト化が可能となる。
【0033】また、本発明の請求項2記載の太陽電池モ
ジュールによれば、前記端子部間を、防水機構を有する
接続コネクタを用いて、隣り合う太陽電池モジュールを
電気的に接続することを特徴とするものであり、(1)
太陽電池モジュールに設けた前記レセプタクル(受口金
具)に接続コネクタを差し込むだけで、電気的な配線で
き、施工時間の短縮が可能となる。また、(2)太陽電
池モジュールを設置後に受光面側から電気的に配線が可
能であり、点検時においても接続コネクタを脱着するだ
けで点検が可能となる。また、(3)接続コネクタによ
る電気的な接続となるため、太陽電池モジュール間を接
続するためのケーブルが不要となり、低コスト化が可能
となる。
【0034】また、本発明の請求項3記載の太陽電池モ
ジュールによれば、前記端子部を前記太陽電池モジュー
ルの隅部に配設することを特徴とするものであり、
(4)太陽電池モジュールの表面に電気的接続用のレセ
プタクルを設けているため、発電に寄与しない無駄なス
ペースが無くなり、太陽電池モジュールのサイズを小さ
くできるため、効率良く設置することが可能である。
【0035】また、本発明の請求項4記載の太陽電池モ
ジュールによれば、前記端子部を前記太陽電池モジュー
ルの受光面側の白板強化ガラス板部に配設することを特
徴とするものであり、(5)太陽電池モジュールの白板
強化ガラス板部に電気的接続用のレセプタクルを設けて
いるため、発電に寄与しない無駄なスペースが無くな
り、太陽電池モジュールのサイズを小さくできるため、
効率良く設置することが可能である。
【0036】また、本発明の請求項5記載の太陽電池モ
ジュールによれば、前記端子部間を、防水機構を有する
接続コネクタを用いて、複数の太陽電池モジュールを電
気的に直列接続または、および並列接続することを特徴
とするものであり、(6)太陽電池モジュールの配列を
変えることなく、太陽光発電システムの出力電圧や出力
電流の要求値を満足させることができる。
【0037】また、本発明の請求項6記載の太陽電池モ
ジュールによれば、太陽電池モジュールの各側縁部に枠
体の無いことを特徴とするものであり、枠体が無いの
で、製造時の外形寸法が小さく、取り扱いが容易であ
る。また、太陽光発電システムとして太陽電池モジュー
ルを組み立てる際は、別途用意した枠体に嵌め込む形で
取付けられ、施工も容易である。
【0038】さらに、本発明の請求項7記載の太陽電池
モジュールの設置方法によれば、前記複数個の太陽電池
モジュールをゴム系素材で形成された保持材により、家
屋の屋根材上または、壁面上に取付け固定されており、
前記接続コネクタにより、該保持材上を跨ぐ形態で、隣
り合う太陽電池モジュール間を電気的に接続することを
特徴とするものであり、(7)太陽電池モジュールの取
付施工を容易にする設置方法であり、(8)太陽電池モ
ジュールを設置後に受光面側から電気的に配線が可能で
あり、点検時においても接続コネクタを脱着するだけで
点検が可能な設置方法であり、(9)接続コネクタによ
る電気的な接続となるため、太陽電池モジュール間を接
続するためのケーブルが不要となり、施工費用の低コス
ト化が可能となる設置方法である。さらに、(10)太
陽電池モジュールの表面に電気的接続用のレセプタクル
を設けているため、発電に寄与しない無駄なスペースが
無くなり、太陽電池モジュールのサイズを小さくできる
ため、効率良く設置することが可能な設置方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池モジュ
ールの設置方法を示す図である。
【図2】本発明による一実施の形態よりなる太陽電池モ
ジュールと太陽電池モジュールとを電気的に接続するた
めの説明図であり、(a)は接続コネクタの外観図であ
り、(b)は略断面図であり、(c)は略断面図であ
る。
【図3】本発明による一実施の形態よりなる太陽電池モ
ジュール10の構成を示す図である。
【図4】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池モジュ
ール10の概略斜視図である。
【図5】本発明の一実施の形態よりなる他の太陽電池モ
ジュール36を示す図であり、(a)は外観図であり、
(b)は接続コネクタ40の側面図である。
【図6】本発明の一実施の形態よりなる太陽電池モジュ
ールの設置方法を示す図である。
【図7】従来例の一般的な太陽電池モジュールの略断面
図を示す図である。
【図8】従来例の一般的な太陽電池モジュールの外観図
である。
【符号の説明】
10 太陽電池モジュール 10A〜10D 太陽電池モジュール 11 太陽電池セル 12 透明樹脂を薄い平板状にした充填剤 13 白板強化ガラス板 14 透明樹脂を薄い平板状にした充填材 15 耐候性フィルム 16 太陽電池本体部 20 太陽電池本体部16を支える枠体部 21 長辺側枠材 22 短辺側枠材 23 ビス 24 端子部 25a プラス側端子のレセプタクル(受口金具) 25b マイナス側端子のレセプタクル(受口金具) 26 接続コネクタ 26a 接続コネクタ 26b 接続コネクタ 27 コネクタの筺体 28〜31 電気的に接続が可能な端子 32 防水パッキング 33 電気的配線 34 インターコネクタ 35 弾性ゴム等で形成された保持材 36 太陽電池モジュール 36A〜36D 太陽電池モジュール 37 端子部 38 短辺側枠材 39 長辺側枠材 40 接続コネクタ 40a〜40b40c 接続コネクタ 41 内部の電気的配線 42〜45 電気的に接続が可能な端子 46 防水パッキング
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−226210(JP,A) 特開 平9−148609(JP,A) 特開 平6−77514(JP,A) 特開 平7−263738(JP,A) 特開 平8−333854(JP,A) 特開 平7−252918(JP,A) 実開 昭57−113459(JP,U) 実開 平6−60154(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/04 - 31/078 E04D 13/00 - 13/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の太陽電池セルによって平板状に構
    成された太陽電池モジュールが複数個接続されることに
    より構成される太陽電池モジュール接続構造において、 各太陽電池モジュールの側縁に設けられ、各太陽電池を
    家屋の屋根材上または壁面上に取付けて固定するための
    ゴム系素材で形成される保持材と、太陽電池モジュール
    の受光面側に配設され、隣接する太陽電池モジュール間
    を接続するためのレセプタクル(受口金具)を有する端
    子部と、隣接する太陽電池モジュールの端子部間を電気
    的に接続するとともに防水機構を有する接続コネクタと
    を備え、接続コネクタは保持材を跨ぐように接続される
    ことを特徴とする太陽電池モジュール接続構造。
  2. 【請求項2】 複数の太陽電池セルによって平板状に構
    成された太陽電池モジュールが複数個並べるように配設
    され、隣接する太陽電池モジュール間を接続するための
    レセプタクル(受口金具)を有する端子部が各太陽電池
    モジュールの受光面側に配設され、防水機構を有する接
    続コネクタにより隣接する太陽電池モジュールの端子部
    間を接続するようにして太陽電池モジュール間を電気的
    に接続する太陽電池モジュール接続構造を用いた太陽電
    池モジュールの設置方法であって、各太陽電池モジュー
    ルの側縁をゴム系素材で形成された保持材により固定す
    るとともに、この保持材で家屋の屋根上または壁面上に
    取付けて固定し、接続コネクタにより保持材を跨ぐ形態
    で、隣り合う太陽電池モジュール間を電気的に接続する
    ことを特徴とする太陽電池モジュールの設置方法。
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