JP3451335B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池モジュールInfo
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- JP3451335B2 JP3451335B2 JP07728598A JP7728598A JP3451335B2 JP 3451335 B2 JP3451335 B2 JP 3451335B2 JP 07728598 A JP07728598 A JP 07728598A JP 7728598 A JP7728598 A JP 7728598A JP 3451335 B2 JP3451335 B2 JP 3451335B2
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- cell module
- solar
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Breakers (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光エネルギー
を利用して電力を供給する太陽電池モジュールに関す
る。
を利用して電力を供給する太陽電池モジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】１９９４年度から、住宅用太陽光発電シ
ステムを一般家庭に設置する場合には費用の一部を国が
補助する制度がスタートしたことから、近年において
は、住宅用太陽光発電システムを設置する家庭が増えて
きている。
ステムを一般家庭に設置する場合には費用の一部を国が
補助する制度がスタートしたことから、近年において
は、住宅用太陽光発電システムを設置する家庭が増えて
きている。
【０００３】住宅用太陽光発電システムは、太陽電池モ
ジュールを中心に構成されたものであり、一般的には図
７に示すような構成となっている。図７において、符号
２０は、複数の太陽電池モジュール２１からなる太陽電
池アレイ、２２はその架台、２３は直流接続箱、２４は
インバータ、２５は分電盤、２６は電力量計である。
ジュールを中心に構成されたものであり、一般的には図
７に示すような構成となっている。図７において、符号
２０は、複数の太陽電池モジュール２１からなる太陽電
池アレイ、２２はその架台、２３は直流接続箱、２４は
インバータ、２５は分電盤、２６は電力量計である。
【０００４】標準的な―般家庭に設置される住宅用太陽
光発電システムでは、１台１３０Ｗ程度の太陽電池モジ
ュールを２４台設置しており、晴天日で約３ｋＷ程度の
発電量が得られるようになっている。詳しく言えば、太
陽電池モジュールは１台当たり約２６Ｖ、５Ａの出力が
あり、これを８台直列に接続したうえ、そのモジュール
列を更に３系統並列に接続することが行われるので、出
力は全体で約２００Ｖで１５Ａの約３ｋＷ程度となる。
光発電システムでは、１台１３０Ｗ程度の太陽電池モジ
ュールを２４台設置しており、晴天日で約３ｋＷ程度の
発電量が得られるようになっている。詳しく言えば、太
陽電池モジュールは１台当たり約２６Ｖ、５Ａの出力が
あり、これを８台直列に接続したうえ、そのモジュール
列を更に３系統並列に接続することが行われるので、出
力は全体で約２００Ｖで１５Ａの約３ｋＷ程度となる。
【０００５】上記の太陽電池モジュール２１は、通常、
図８に示すような外観を有しており、平面配置した多数
の太陽電池セル２７の層を表面ガラス等と積層して板状
にパッケージしたものである。そして、その裏面には、
一対の出力コード２８ａ，２８ｂを有する端子ボックス
２９が取り付けられている。
図８に示すような外観を有しており、平面配置した多数
の太陽電池セル２７の層を表面ガラス等と積層して板状
にパッケージしたものである。そして、その裏面には、
一対の出力コード２８ａ，２８ｂを有する端子ボックス
２９が取り付けられている。
【０００６】この太陽電池モジュール２１の回路構成
は、図９に示すように、多数の太陽電池セル２７を互い
に直列接続するとともに、これら太陽電池セル２７の複
数個数からなる列にそれぞれバイパスダイオード３０を
並列接続したものである。ここで、バイパスダイオード
３０は、太陽電池セル２７の一部もしくは全部が故障や
入射光の遮断により出力を生じなくなっている場合に、
これらの太陽電池セル２７を回避する電路を形成するも
のであり、このバイパスダイオード３０を介しては、正
常な太陽電池セル２７同士、または、正常な太陽電池モ
ジュール２１同士が接続されるため、全体として正常部
分の出力が外部に取り出せるようになっている。
は、図９に示すように、多数の太陽電池セル２７を互い
に直列接続するとともに、これら太陽電池セル２７の複
数個数からなる列にそれぞれバイパスダイオード３０を
並列接続したものである。ここで、バイパスダイオード
３０は、太陽電池セル２７の一部もしくは全部が故障や
入射光の遮断により出力を生じなくなっている場合に、
これらの太陽電池セル２７を回避する電路を形成するも
のであり、このバイパスダイオード３０を介しては、正
常な太陽電池セル２７同士、または、正常な太陽電池モ
ジュール２１同士が接続されるため、全体として正常部
分の出力が外部に取り出せるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池モ
ジュール２１は屋外に設置されるため、雷サージの被害
を受けやすい。そして、雷サージを受けると、太陽電池
モジュール２１のうち、太陽電池セル２７には比較的被
害は少ないのであるが、バイパスダイオード３０は内部
破壊で降伏状態となって逆方向にも導通することがあ
り、その場合は、バイパスダイオード３０を通じて対応
する太陽電池セル２７の列の両端が短格されることが起
こる。
ジュール２１は屋外に設置されるため、雷サージの被害
を受けやすい。そして、雷サージを受けると、太陽電池
モジュール２１のうち、太陽電池セル２７には比較的被
害は少ないのであるが、バイパスダイオード３０は内部
破壊で降伏状態となって逆方向にも導通することがあ
り、その場合は、バイパスダイオード３０を通じて対応
する太陽電池セル２７の列の両端が短格されることが起
こる。
【０００８】このようにバイパスダイオード３０が太陽
電池セル２７を短絡する状態になると、その太陽電池モ
ジュール２１は使用できなくなるばかりか、場合によっ
ては危険な事態を招来するおそれがある。すなわち、バ
イパスダイオード３０が太陽電池セル２７を短絡してい
る状態下において、太陽電池モジュール２１に太陽光が
当たると、太陽電池セル２７の列には瞬時に大電圧かつ
大電流の電力が発生するから、大電流が流れるバイパス
ダイオード３０が発熱し、過熱によって発火することも
ある。
電池セル２７を短絡する状態になると、その太陽電池モ
ジュール２１は使用できなくなるばかりか、場合によっ
ては危険な事態を招来するおそれがある。すなわち、バ
イパスダイオード３０が太陽電池セル２７を短絡してい
る状態下において、太陽電池モジュール２１に太陽光が
当たると、太陽電池セル２７の列には瞬時に大電圧かつ
大電流の電力が発生するから、大電流が流れるバイパス
ダイオード３０が発熱し、過熱によって発火することも
ある。
【０００９】従来の太陽電池モジュールでは、安全性を
高めるために種々の工夫がなされているけれども、雷サ
ージによる被害や、この雷サージにより短絡状態となっ
たバイパスダイオードの危険性については充分に認識さ
れておらず、これらを考慮した安全対策を怠っているの
が現状である。
高めるために種々の工夫がなされているけれども、雷サ
ージによる被害や、この雷サージにより短絡状態となっ
たバイパスダイオードの危険性については充分に認識さ
れておらず、これらを考慮した安全対策を怠っているの
が現状である。
【００１０】本発明は、このような現状に鑑みて創案さ
れたものであり、雷サージによるバイパスダイオードの
被害をできるだけ少なくし、また、被害を受けたとして
もバイパスダイオードが過熱や発火することを未然に防
止しうる構成とされて安全性の向上した太陽電池モジュ
ールを提供しようとするものである。
れたものであり、雷サージによるバイパスダイオードの
被害をできるだけ少なくし、また、被害を受けたとして
もバイパスダイオードが過熱や発火することを未然に防
止しうる構成とされて安全性の向上した太陽電池モジュ
ールを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる太陽電池
モジュールは、多数の太陽電池セルが互いに直列接続さ
れるとともに、これら太陽電池セルの各個もしくは複数
個の列にバイパスダイオードが並列接続されているもの
であり、上記した不都合をなくすため、以下のような構
成を採用している。
モジュールは、多数の太陽電池セルが互いに直列接続さ
れるとともに、これら太陽電池セルの各個もしくは複数
個の列にバイパスダイオードが並列接続されているもの
であり、上記した不都合をなくすため、以下のような構
成を採用している。
【００１２】すなわち、第１の発明では、バイパスダイ
オードに対して並列に耐雷器が接続されている構成とし
た。また、第２の発明では、バイパスダイオードに対
し、このバイパスダイオードの発熱を受ける温度ヒュー
ズが前記並列接続の回路内において、直列に接続されて
いる構成とした。さらに、第３の発明では、バイパスダ
イオードに対して電流ヒューズが前記並列接続の回路内
において直列に接続されている構成とした。なお、第２
および第３の発明では、温度ヒューズもしくは電流ヒュ
ーズの溶断を示す表示器を設けている。
オードに対して並列に耐雷器が接続されている構成とし
た。また、第２の発明では、バイパスダイオードに対
し、このバイパスダイオードの発熱を受ける温度ヒュー
ズが前記並列接続の回路内において、直列に接続されて
いる構成とした。さらに、第３の発明では、バイパスダ
イオードに対して電流ヒューズが前記並列接続の回路内
において直列に接続されている構成とした。なお、第２
および第３の発明では、温度ヒューズもしくは電流ヒュ
ーズの溶断を示す表示器を設けている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図３のそれぞれは第
１、第２および第３の各発明を含む一実施形態を示して
おり、図１は同実施形態に係る太陽電池モジュールの分
解斜視図、図２はその回路図、図３は回路の一部である
バイパスユニット部分の回路図である。
に基づいて説明する。図１ないし図３のそれぞれは第
１、第２および第３の各発明を含む一実施形態を示して
おり、図１は同実施形態に係る太陽電池モジュールの分
解斜視図、図２はその回路図、図３は回路の一部である
バイパスユニット部分の回路図である。
【００１４】図１に示すように、この実施形態に係る太
陽電池モジュールは、基本的には、表面ガラス１と、Ｅ
ＶＡ樹脂層２と、多数の太陽電池セル３からなる本体層
４と、裏面側のＥＶＡ樹脂層５と、バックフィルム６と
を順次積層し、これらをラミネートにより一体化したう
え、裏面に出力コード７ａ，７ｂを有する端子ボックス
８を取り付けたものであり、この基本構造は従来の太陽
電池モジュールと特に異ならない。なお、各ＥＶＡ樹脂
層２，５はいずれも厚さ０．４ｍｍ程度のＥＶＡ樹脂の
フィルムであり、また、バックフィルム６はテドラー／
Ａｌ／テドラーの３層構造となった厚さ１１０μｍのフ
ィルムであることになっている。
陽電池モジュールは、基本的には、表面ガラス１と、Ｅ
ＶＡ樹脂層２と、多数の太陽電池セル３からなる本体層
４と、裏面側のＥＶＡ樹脂層５と、バックフィルム６と
を順次積層し、これらをラミネートにより一体化したう
え、裏面に出力コード７ａ，７ｂを有する端子ボックス
８を取り付けたものであり、この基本構造は従来の太陽
電池モジュールと特に異ならない。なお、各ＥＶＡ樹脂
層２，５はいずれも厚さ０．４ｍｍ程度のＥＶＡ樹脂の
フィルムであり、また、バックフィルム６はテドラー／
Ａｌ／テドラーの３層構造となった厚さ１１０μｍのフ
ィルムであることになっている。
【００１５】さらに、裏面側のＥＶＡ樹脂層５およびバ
ックフィルム６には予め電力取り出し用の穴が開けられ
ており、ラミネート後には、この穴を通じたうえで各出
力コード７ａ，７ｂが本体層４の内部回路に対して接続
されている。端子ボックス８は、各出力コード７ａ，７
ｂと内部回路との接続部位を強度的にも耐水性の面でも
保護するために設けられたものである。
ックフィルム６には予め電力取り出し用の穴が開けられ
ており、ラミネート後には、この穴を通じたうえで各出
力コード７ａ，７ｂが本体層４の内部回路に対して接続
されている。端子ボックス８は、各出力コード７ａ，７
ｂと内部回路との接続部位を強度的にも耐水性の面でも
保護するために設けられたものである。
【００１６】本体層４は、多数の太陽電池セル３を平面
配置して構成されているが、この実施形態では、本体層
４に付加回路としてバイパスユニット９が含まれてい
る。このバイパスユニット９は、太陽電池セル３と同様
に、太陽電池モジュールの厚さ内に組み込まれパッケー
ジされている。そして、本体層４における太陽電池セル
３とバイパスユニット９との回路構成は、図２にも示す
通り、多数の太陽電池セル３が互いに直列接続されると
ともに、これら太陽電池セル３の複数個毎にそれぞれバ
イパスユニット９が並列接続されたものとなっている。
配置して構成されているが、この実施形態では、本体層
４に付加回路としてバイパスユニット９が含まれてい
る。このバイパスユニット９は、太陽電池セル３と同様
に、太陽電池モジュールの厚さ内に組み込まれパッケー
ジされている。そして、本体層４における太陽電池セル
３とバイパスユニット９との回路構成は、図２にも示す
通り、多数の太陽電池セル３が互いに直列接続されると
ともに、これら太陽電池セル３の複数個毎にそれぞれバ
イパスユニット９が並列接続されたものとなっている。
【００１７】バイパスユニット９は、バイパスダイオー
ド１０を中心に構成された回路であり、バイパスダイオ
ード１０は、互いに直列接続された多数の太陽電池セル
３の一部もしくは全部が故障や入射光の遮断により正常
に出力を生じなくなっている場合に、これらの太陽電池
セル３を回避する電路を形成するものである。バイパス
ユニット９の回路構成は図３に示す。バイパスユニット
９は、前記のバイパスダイオード１０のほか、耐雷器１
１と、温度ヒューズ１２と、電流ヒューズ１３と、表示
器としての発光ダイオード１４と、その保護抵抗１５と
を有している。
ド１０を中心に構成された回路であり、バイパスダイオ
ード１０は、互いに直列接続された多数の太陽電池セル
３の一部もしくは全部が故障や入射光の遮断により正常
に出力を生じなくなっている場合に、これらの太陽電池
セル３を回避する電路を形成するものである。バイパス
ユニット９の回路構成は図３に示す。バイパスユニット
９は、前記のバイパスダイオード１０のほか、耐雷器１
１と、温度ヒューズ１２と、電流ヒューズ１３と、表示
器としての発光ダイオード１４と、その保護抵抗１５と
を有している。
【００１８】耐雷器１１は例えばバリスタからなり、バ
イパスダイオード１０側に加わる雷サージを吸収するた
めのものであり、バイパスダイオード１０に対して並列
に接続されている。温度ヒューズ１２は、バイパスダイ
オード１０の発熱を受けて溶断することによりバイパス
ダイオード１０への電路を遮断するものであり、バイパ
スダイオード１０の近傍位置において、バイパスダイオ
ード１０と耐雷器１１とからなる並列回路に対して直列
となるように接続されている。
イパスダイオード１０側に加わる雷サージを吸収するた
めのものであり、バイパスダイオード１０に対して並列
に接続されている。温度ヒューズ１２は、バイパスダイ
オード１０の発熱を受けて溶断することによりバイパス
ダイオード１０への電路を遮断するものであり、バイパ
スダイオード１０の近傍位置において、バイパスダイオ
ード１０と耐雷器１１とからなる並列回路に対して直列
となるように接続されている。
【００１９】電流ヒューズ１３は、バイパスダイオード
１０への逆方向電流により溶断することでもってバイパ
スダイオード１０への電路を遮断するものであり、バイ
パスダイオード１０と耐雷器１１とからなる並列回路と
は直列に接続されている。発光ダイオード１４は、温度
ヒューズ１２もしくは電流ヒューズ１３の溶断を点灯に
より表示するものであり、保護抵抗１５とともに、バイ
パスダイオード１０、耐雷器１１、温度ヒューズ１２お
よび電流ヒューズ１３からなる回路に対して並列に接続
されている。
１０への逆方向電流により溶断することでもってバイパ
スダイオード１０への電路を遮断するものであり、バイ
パスダイオード１０と耐雷器１１とからなる並列回路と
は直列に接続されている。発光ダイオード１４は、温度
ヒューズ１２もしくは電流ヒューズ１３の溶断を点灯に
より表示するものであり、保護抵抗１５とともに、バイ
パスダイオード１０、耐雷器１１、温度ヒューズ１２お
よび電流ヒューズ１３からなる回路に対して並列に接続
されている。
【００２０】次に、上記構成の動作を（イ）サージ吸収
段階、（ロ）短絡、未過熱段階、（ハ）短絡、過熱段階
の各段階に分けて説明する。
段階、（ロ）短絡、未過熱段階、（ハ）短絡、過熱段階
の各段階に分けて説明する。
【００２１】（イ）サージ吸収段階。
【００２２】太陽電池モジュールが雷サージを受ける
と、その雷サージは太陽電池セル３の列にもバイパスユ
ニット１０にも加わるが、太陽電池セル３は多くの場合
ほとんど被害を受けない。バイパスユニット１０では、
雷サージの大きさが耐雷器１１の許容量以内ならば、雷
サージは耐雷器１１によって吸収されることになり、バ
イパスダイオード１０に対してはほとんど加わらないこ
とになる。そのため、バイパスダイオード１０は雷サー
ジから保護されていることになり、対応する太陽電池セ
ル３の列を短絡させるには至らない。
と、その雷サージは太陽電池セル３の列にもバイパスユ
ニット１０にも加わるが、太陽電池セル３は多くの場合
ほとんど被害を受けない。バイパスユニット１０では、
雷サージの大きさが耐雷器１１の許容量以内ならば、雷
サージは耐雷器１１によって吸収されることになり、バ
イパスダイオード１０に対してはほとんど加わらないこ
とになる。そのため、バイパスダイオード１０は雷サー
ジから保護されていることになり、対応する太陽電池セ
ル３の列を短絡させるには至らない。
【００２３】上記のように耐雷器１１は、バイパスダイ
オード１０に加わるであろう雷サージを吸収すればよい
のであるから、バイパスダイオード１０に並列に接続さ
れておればよく、図１ないし図３の実施形態とは異な
り、図４に示すように取り付けられていてもよい。すな
わち、図４の実施形態では、耐雷器１１を含まないバイ
パスユニット１６（図３の回路から耐雷器１１を除いた
回路）を構成して、これを太陽電池セル３の列に並列接
続し、このバイパスユニット１６と並列に耐雷器１１を
接続している。この回路構成では、耐雷器１１を含まな
いバイパスユニット１６に加わるであろう雷サージが耐
雷器１１に吸収されることになり、バイパスユニット１
６内のバイパスダイオード１０には加わらなくなる。
オード１０に加わるであろう雷サージを吸収すればよい
のであるから、バイパスダイオード１０に並列に接続さ
れておればよく、図１ないし図３の実施形態とは異な
り、図４に示すように取り付けられていてもよい。すな
わち、図４の実施形態では、耐雷器１１を含まないバイ
パスユニット１６（図３の回路から耐雷器１１を除いた
回路）を構成して、これを太陽電池セル３の列に並列接
続し、このバイパスユニット１６と並列に耐雷器１１を
接続している。この回路構成では、耐雷器１１を含まな
いバイパスユニット１６に加わるであろう雷サージが耐
雷器１１に吸収されることになり、バイパスユニット１
６内のバイパスダイオード１０には加わらなくなる。
【００２４】（ロ）短絡、未過熱段階。
【００２５】バイパスユニット１０に加わる雷サージが
耐雷器１１の許容量よりも大きい場合はバイパスダイオ
ード１０にも雷サージが加わることになり、この雷サー
ジでもってバイパスダイオード１０が内部破壊される結
果として逆方向にも導通し、対応する太陽電池セル３の
列が短絡された状態となる。そして、バイパスダイオー
ド１０により太陽電池セル３の列が短絡状態となった後
に、太陽電池セル３が太陽光を受けて発電動作すると、
その発電による電流がバイパスダイオード１０を流れる
ことになり、バイパスダイオード１０が発熱することに
なる。
耐雷器１１の許容量よりも大きい場合はバイパスダイオ
ード１０にも雷サージが加わることになり、この雷サー
ジでもってバイパスダイオード１０が内部破壊される結
果として逆方向にも導通し、対応する太陽電池セル３の
列が短絡された状態となる。そして、バイパスダイオー
ド１０により太陽電池セル３の列が短絡状態となった後
に、太陽電池セル３が太陽光を受けて発電動作すると、
その発電による電流がバイパスダイオード１０を流れる
ことになり、バイパスダイオード１０が発熱することに
なる。
【００２６】このとき、太陽電池セル３での発電電力が
大きければ、短絡状態のバイパスダイオード１０は過熱
し、発火するおそれがあるが、発電電力が少なかったり
皆無であったりすると、バイパスダイオード１０は過熱
しない。しかしながら、短絡状態のバイパスダイオード
１０により、太陽電池セル３全体の直列回路の中途に短
絡した部分が介在していることになるから、太陽電池モ
ジュールの出力は取り出せなくなる。
大きければ、短絡状態のバイパスダイオード１０は過熱
し、発火するおそれがあるが、発電電力が少なかったり
皆無であったりすると、バイパスダイオード１０は過熱
しない。しかしながら、短絡状態のバイパスダイオード
１０により、太陽電池セル３全体の直列回路の中途に短
絡した部分が介在していることになるから、太陽電池モ
ジュールの出力は取り出せなくなる。
【００２７】この場合は、太陽電池モジュールの出力コ
ード７ａ，７ｂに逆方向の電圧を印加し、バイパスユニ
ット９に逆方向の電流を流すようにすればよい。すなわ
ち、バイパスユニット９内のバイパスダイオード１０は
短絡状態であるから、逆方向の電流は電流ヒューズ１
３、バイパスダイオード１０および温度ヒューズ１２か
らなる直列回路に流れ、その電流により電流ヒューズ１
３が溶断し、バイパスダイオード１０への電路は遮断さ
れる。これで、外部からの操作により、短絡状態のバイ
パスダイオード１０を太陽電池セル３の直列回路から強
制的に分離することができ、対応する太陽電池セル３の
列が短絡されている状態は解消される。
ード７ａ，７ｂに逆方向の電圧を印加し、バイパスユニ
ット９に逆方向の電流を流すようにすればよい。すなわ
ち、バイパスユニット９内のバイパスダイオード１０は
短絡状態であるから、逆方向の電流は電流ヒューズ１
３、バイパスダイオード１０および温度ヒューズ１２か
らなる直列回路に流れ、その電流により電流ヒューズ１
３が溶断し、バイパスダイオード１０への電路は遮断さ
れる。これで、外部からの操作により、短絡状態のバイ
パスダイオード１０を太陽電池セル３の直列回路から強
制的に分離することができ、対応する太陽電池セル３の
列が短絡されている状態は解消される。
【００２８】このようにバイパスダイオード１０への電
路が遮断されると、太陽電池セル３での発電電力は、バ
イパスダイオード１０や電流ヒューズ１３等と並列の発
光ダイオード１４に与えられるから、発光ダイオード１
４が点灯する。この発光ダイオード１４の点灯で、電流
ヒューズ１３が溶断したことが外部から視認可能とな
る。なお、短絡状態のバイパスダイオード１０を分離し
ただけでは、太陽電池セル３の直列回路はバイパスダイ
オード１０を有しないものとなるので、別にバイパスダ
イオードを用意し、これを外付けの形で太陽電池セル３
の直列回路に接続すればよい。このバイパスダイオード
の外付けをすれば、太陽電池モジュールは元のような回
路を有することになるので、出力を取り出すことが可能
となる。
路が遮断されると、太陽電池セル３での発電電力は、バ
イパスダイオード１０や電流ヒューズ１３等と並列の発
光ダイオード１４に与えられるから、発光ダイオード１
４が点灯する。この発光ダイオード１４の点灯で、電流
ヒューズ１３が溶断したことが外部から視認可能とな
る。なお、短絡状態のバイパスダイオード１０を分離し
ただけでは、太陽電池セル３の直列回路はバイパスダイ
オード１０を有しないものとなるので、別にバイパスダ
イオードを用意し、これを外付けの形で太陽電池セル３
の直列回路に接続すればよい。このバイパスダイオード
の外付けをすれば、太陽電池モジュールは元のような回
路を有することになるので、出力を取り出すことが可能
となる。
【００２９】（ハ）短絡、過熱段階。
【００３０】被害を受けたバイパスダイオード１０によ
り太陽電池セル３の列が短絡状態となった後に、太陽電
池セル３が強い太陽光を受けて大きな電力を発生する
と、バイパスダイオード１０に大電流が流れて、バイパ
スダイオード１０は過熱する。この過熱が続けば、バイ
パスダイオード１０は発火するおそれがあるが、この実
施形態の構成では、バイパスダイオード１０の近くに温
度ヒューズ１２があり、この温度ヒューズ１２がバイパ
スダイオード１０の熱を受けて溶断するため、バイパス
ダイオード１０が発火する前にバイパスダイオード１０
への電路が遮断される結果、バイパスダイオード１０に
はそれ以上の電流が流れなくなる。これにより、短絡状
態のバイパスダイオード１０の発火が未然に防止され
る。
り太陽電池セル３の列が短絡状態となった後に、太陽電
池セル３が強い太陽光を受けて大きな電力を発生する
と、バイパスダイオード１０に大電流が流れて、バイパ
スダイオード１０は過熱する。この過熱が続けば、バイ
パスダイオード１０は発火するおそれがあるが、この実
施形態の構成では、バイパスダイオード１０の近くに温
度ヒューズ１２があり、この温度ヒューズ１２がバイパ
スダイオード１０の熱を受けて溶断するため、バイパス
ダイオード１０が発火する前にバイパスダイオード１０
への電路が遮断される結果、バイパスダイオード１０に
はそれ以上の電流が流れなくなる。これにより、短絡状
態のバイパスダイオード１０の発火が未然に防止され
る。
【００３１】このように温度ヒューズ１２が溶断してバ
イパスダイオード１０への電路が遮断されると、太陽電
池セル３での発電電力が発光ダイオード１４に与えられ
ることになり、発光ダイオード１４が点灯し、その点灯
により、温度ヒューズ１２が溶断したことが外部から視
認しうるよう表示される。なお、この場合にも、電流ヒ
ューズ１３が溶断した場合と同様に、バイパスダイオー
ド１０への電路を遮断しただけでは、太陽電池セル３の
直列回路はバイパスダイオード１０を有しないものとな
るので、別にバイパスダイオードを用意したうえで外付
けすれば、太陽電池モジュールからは元のように出力が
取り出せることになる。
イパスダイオード１０への電路が遮断されると、太陽電
池セル３での発電電力が発光ダイオード１４に与えられ
ることになり、発光ダイオード１４が点灯し、その点灯
により、温度ヒューズ１２が溶断したことが外部から視
認しうるよう表示される。なお、この場合にも、電流ヒ
ューズ１３が溶断した場合と同様に、バイパスダイオー
ド１０への電路を遮断しただけでは、太陽電池セル３の
直列回路はバイパスダイオード１０を有しないものとな
るので、別にバイパスダイオードを用意したうえで外付
けすれば、太陽電池モジュールからは元のように出力が
取り出せることになる。
【００３２】ところで、図１ないし図３には、第１ない
し第３の各発明の構成を併せ有する太陽電池モジュール
を示したが、図５および図６に示すように、各発明を別
個に実施することも可能である。
し第３の各発明の構成を併せ有する太陽電池モジュール
を示したが、図５および図６に示すように、各発明を別
個に実施することも可能である。
【００３３】図５は第１発明に対応の実施形態に係る太
陽電池モジュールの回路図であり、この太陽電池モジュ
ールでは、多数の太陽電池セル３が互いに直列接続され
るとともに、これら太陽電池セル３の複数個からなる列
にバイパスダイオード１０が並列接続されていて、各バ
イパスダイオード１０には並列にバリスタのような耐雷
器１１が接続されている。この太陽電池モジュールにお
いても、バイパスダイオード１０に加わるであろう雷サ
ージは耐雷器１１に吸収されるから、バイパスダイオー
ド１０は雷サージから保護される。
陽電池モジュールの回路図であり、この太陽電池モジュ
ールでは、多数の太陽電池セル３が互いに直列接続され
るとともに、これら太陽電池セル３の複数個からなる列
にバイパスダイオード１０が並列接続されていて、各バ
イパスダイオード１０には並列にバリスタのような耐雷
器１１が接続されている。この太陽電池モジュールにお
いても、バイパスダイオード１０に加わるであろう雷サ
ージは耐雷器１１に吸収されるから、バイパスダイオー
ド１０は雷サージから保護される。
【００３４】図６は、第２もしくは第３発明に対応の実
施形態に係る太陽電池モジュールの回路図である。この
太陽電池モジュールでは、多数の太陽電池セル３が互い
に直列接続されるとともに、これら太陽電池セル３の複
数個からなる列にもバイパスダイオード１０が並列接続
されており、このバイパスダイオード１０の発熱を受け
て溶断する温度ヒューズ１２、もしくは逆方向の電流に
よって溶断する電流ヒューズ１３がバイパスダイオード
１０に対して直列に接続されている。さらに、バイパス
ダイオード１０とヒューズ（温度ヒューズ１２もしくは
電流ヒューズ１３）とからなる直列回路に対しては、保
護抵抗１５を伴う発光ダイオード１４が並列に接続され
ている。
施形態に係る太陽電池モジュールの回路図である。この
太陽電池モジュールでは、多数の太陽電池セル３が互い
に直列接続されるとともに、これら太陽電池セル３の複
数個からなる列にもバイパスダイオード１０が並列接続
されており、このバイパスダイオード１０の発熱を受け
て溶断する温度ヒューズ１２、もしくは逆方向の電流に
よって溶断する電流ヒューズ１３がバイパスダイオード
１０に対して直列に接続されている。さらに、バイパス
ダイオード１０とヒューズ（温度ヒューズ１２もしくは
電流ヒューズ１３）とからなる直列回路に対しては、保
護抵抗１５を伴う発光ダイオード１４が並列に接続され
ている。
【００３５】ところで、温度ヒューズ１２を設けたもの
では、バイパスダイオード１０が雷サージにより短絡状
態になった後、太陽電池セル３の発電電流によって発熱
し、過熱した場合には温度ヒューズ１２が溶断するか
ら、短絡状態のバイパスダイオード１０への電路が遮断
されることになり、バイパスダイオード１０の発火が未
然に防止される。そして、温度ヒューズ１２が溶断した
ことは、発光ダイオード１４の点灯により表示される。
では、バイパスダイオード１０が雷サージにより短絡状
態になった後、太陽電池セル３の発電電流によって発熱
し、過熱した場合には温度ヒューズ１２が溶断するか
ら、短絡状態のバイパスダイオード１０への電路が遮断
されることになり、バイパスダイオード１０の発火が未
然に防止される。そして、温度ヒューズ１２が溶断した
ことは、発光ダイオード１４の点灯により表示される。
【００３６】また、電流ヒューズ１３を設けたもので
は、バイパスダイオード１０が雷サージを受けて短絡状
態になった後、このバイパスダイオード１０と電流ヒュ
ーズ１３との直列回路に逆方向の電流を流すことによ
り、電流ヒューズ１３が溶断し、バイパスダイオード１
０への電路が遮断される。これで、過熱、発火のおそれ
があるバイパスダイオード１０が太陽電池セル３の直列
回路から分離される。この場合の電流ヒューズ１３の溶
断も、発光ダイオード１４の点灯で表示される。
は、バイパスダイオード１０が雷サージを受けて短絡状
態になった後、このバイパスダイオード１０と電流ヒュ
ーズ１３との直列回路に逆方向の電流を流すことによ
り、電流ヒューズ１３が溶断し、バイパスダイオード１
０への電路が遮断される。これで、過熱、発火のおそれ
があるバイパスダイオード１０が太陽電池セル３の直列
回路から分離される。この場合の電流ヒューズ１３の溶
断も、発光ダイオード１４の点灯で表示される。
【００３７】なお、上記の各実施形態では、太陽電池セ
ル３の複数個毎にそれぞれバイパスダイオード１０を並
列に接続するとしているが、太陽電池セル３の各個にバ
イパスダイオード１０を並列接続してもよいし、太陽電
池セル３の全部に対して１個のバイパスダイオード１０
を並列接続してもよく、このような構成においても本発
明を適用しうることは勿論である。
ル３の複数個毎にそれぞれバイパスダイオード１０を並
列に接続するとしているが、太陽電池セル３の各個にバ
イパスダイオード１０を並列接続してもよいし、太陽電
池セル３の全部に対して１個のバイパスダイオード１０
を並列接続してもよく、このような構成においても本発
明を適用しうることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
雷サージによるバイパスダイオードの被害をできるだけ
少なくすることができ、また、バイパスダイオードが被
害を受けたとしても、その後にバイパスダイオードが過
熱して発火することを未然に防止することができるた
め、安全性の大幅な向上を実現できるという効果が得ら
れる。すなわち、具体的には、第１発明のような耐雷器
を設けたものでは、耐雷器が雷サージを吸収するから、
バイパスダイオードが雷サージから保護される。
雷サージによるバイパスダイオードの被害をできるだけ
少なくすることができ、また、バイパスダイオードが被
害を受けたとしても、その後にバイパスダイオードが過
熱して発火することを未然に防止することができるた
め、安全性の大幅な向上を実現できるという効果が得ら
れる。すなわち、具体的には、第１発明のような耐雷器
を設けたものでは、耐雷器が雷サージを吸収するから、
バイパスダイオードが雷サージから保護される。
【００３９】また、第２発明のような温度ヒューズを設
けたものでは、バイパスダイオードが雷サージによって
短絡状態となった後、このバイパスダイオードが発電電
流によって過熱された場合には温度ヒューズが溶断する
ことになるので、バイパスダイオードにそれ以上電流が
流れないようになり、バイパスダイオードの発火が抑制
されることになる。さらに、第３発明のような電流ヒュ
ーズを設けたものでは、バイパスダイオードが雷サージ
によって短絡状態となった後、電流ヒューズに逆方向の
電流を流すと、電流ヒューズが溶断することになり、そ
の結果としてバイパスダイオードには電流が流れなくな
るので、バイパスダイオードの過熱や発火が未然に防止
される。
けたものでは、バイパスダイオードが雷サージによって
短絡状態となった後、このバイパスダイオードが発電電
流によって過熱された場合には温度ヒューズが溶断する
ことになるので、バイパスダイオードにそれ以上電流が
流れないようになり、バイパスダイオードの発火が抑制
されることになる。さらに、第３発明のような電流ヒュ
ーズを設けたものでは、バイパスダイオードが雷サージ
によって短絡状態となった後、電流ヒューズに逆方向の
電流を流すと、電流ヒューズが溶断することになり、そ
の結果としてバイパスダイオードには電流が流れなくな
るので、バイパスダイオードの過熱や発火が未然に防止
される。
【図１】本件の第１ないし第３発明に係る一実施形態の
太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。
太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】上記実施形態に係る太陽電池モジュールの回路
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図３】上記実施形態に係る太陽電池モジュールのバイ
パスユニット部分の回路構成を示す回路図である。
パスユニット部分の回路構成を示す回路図である。
【図４】他の実施形態に係る太陽電池モジュールの回路
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図５】本件の第１発明の実施形態に係る太陽電池モジ
ュールの回路構成を示す回路図である。
ュールの回路構成を示す回路図である。
【図６】本件の第２もしくは第３発明の実施形態に係る
太陽電池モジュールの回路構成を示す回路図である。
太陽電池モジュールの回路構成を示す回路図である。
【図７】住宅用太陽光発電システムの全体構成を示す構
成図である。
成図である。
【図８】太陽電池モジュールの外観斜視図である。
【図９】従来形態に係る太陽電池モジュールの回路図で
ある。
ある。
３ 太陽電池セル
１０ バイパスダイオード
１１ 耐雷器
１２ 温度ヒューズ
１３ 電流ヒューズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 31/04 - 3/078
H02J 7/35
Claims (5)
- 【請求項１】 多数の太陽電池セルが互いに直列接続さ
れるとともに、これら太陽電池セルの各個もしくは複数
個の列にバイパスダイオードが並列接続されてなる太陽
電池モジュールであって、 バイパスダイオードに対しては、耐雷器が並列に接続さ
れていることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項２】 多数の太陽電池セルが互いに直列接続さ
れるとともに、これら太陽電池セルの各個もしくは複数
個の列にバイパスダイオードが並列接続されてなる太陽
電池モジュールであって、 バイパスダイオードに対しては、このバイパスダイオー
ドの発熱を受ける温度ヒューズが前記並列接続の回路内
において直列に接続されていることを特徴とする太陽電
池モジュール。 - 【請求項３】 多数の太陽電池セルが互いに直列接続さ
れるとともに、これら太陽電池セルの各個もしくは複数
個の列にバイパスダイオードが並列接続されてなる太陽
電池モジュールであって、 バイパスダイオードに対しては、電流ヒューズが前記並
列接続の回路内において直列に接続されていることを特
徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項４】 請求項２または３に記載の太陽電池モジ
ュールであって、 温度ヒューズもしくは電流ヒューズの少なくとも一方の
溶断を表示する表示器が設けられていることを特徴とす
る太陽電池モジュール。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の太陽電池モジュールであって、 バイパスダイオードと耐雷器とからなる回路に対しては
温度ヒューズおよび電流ヒューズが直列に接続されてお
り、温度ヒューズと電流ヒューズとバイパスダイオード
と耐雷器とを含む回路に対しては表示器が並列に接続さ
れていることを特徴とする太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07728598A JP3451335B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07728598A JP3451335B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 太陽電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274544A JPH11274544A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3451335B2 true JP3451335B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=13629607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07728598A Expired - Fee Related JP3451335B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 太陽電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451335B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003259547A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Nippon Kouatsu Electric Co | サージ吸収装置 |
| JP2009117401A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Kitani Denki Kk | 太陽電池モジュール用端子ボックス |
| KR101051257B1 (ko) * | 2008-12-23 | 2011-07-21 | 주식회사 효성 | 직류 퓨즈 이상의 검출이 가능한 태양광 발전 시스템 및 직류 퓨즈 이상검출 장치 |
| DE102009042084A1 (de) * | 2009-09-18 | 2011-06-22 | Gehrlicher Solar AG, 85609 | Wartungsarmes elektronisches Bauelement zur Verhinderung von Rückströmen bei gleichzeitigem Schutz vor Überströmen in Photovoltaikanlagen |
| US20140360553A1 (en) * | 2012-01-30 | 2014-12-11 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Solar power generation system and failure detection method |
| JP5759911B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2015-08-05 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 太陽電池ユニット及び太陽電池モジュール |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3036405U (ja) | 1996-10-02 | 1997-04-22 | 有限会社ワ−ルド企画 | 不良の存在及び場所の検出が可能な多数の接続された太陽電池モジュールからなる発電装置 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP07728598A patent/JP3451335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3036405U (ja) | 1996-10-02 | 1997-04-22 | 有限会社ワ−ルド企画 | 不良の存在及び場所の検出が可能な多数の接続された太陽電池モジュールからなる発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11274544A (ja) | 1999-10-08 |
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