JP4137415B2 - 太陽電池セルの交換方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セルの交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールは、例えば人工衛星の電源に用いられており、人工衛星の形状や必要な電力に応じて、多様な形状のものが提供されている。また、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを有しており、各太陽電池セルの受光面側には、宇宙での放射線の被爆低減及び紫外線遮断のためのカバーガラスが設けられている。複数の太陽電池セルを直列接続してストリングを形成し、複数のストリングを並列及び直列接続することにより、太陽電池モジュールが形成される。各太陽電池セルは、インターコネクタを介して相互に接続される。このインターコネクタには、各太陽電池セル間の変位や応力を吸収したり緩和するための立体型や平面型のストレスリリーフが形成されている。
【０００３】
【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の太陽電池セルが故障もしくは破損したときには、この太陽電池セルを新しいものと交換する必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、ストリング内の各太陽電池セルを近接して配列しているので、故障もしくは破損した太陽電池セルだけを取り除き、新たな太陽電池セルを取り付けて、この新たな太陽電池セルを隣接する既存の太陽電池セルと接続するという一連の作業が非常に困難であった。このため、１つの太陽電池セルが故障もしくは破損した場合であっても、この太陽電池セルを含むストリング全体を交換していた。従って、このストリングに含まれる正常な他の各太陽電池セルも同時に交換されてしまい、大きな無駄が発生した。
【０００５】
あるいは、故障もしくは破損した太陽電池セルを取り除くときには、隣接する他の正常な太陽電池セルを破壊してしまうことがあり、この結果として、手間だけではなく、正常な太陽電池を無駄にしてしまった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの交換に際し、無駄となる太陽電池セルを最小限に抑えることが可能な太陽電池セルの交換方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュールは、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールであって、各太陽電池セル間のそれぞれのスペースのうちの少なくとも１つを修理用スペースとし、修理用スペースを他のスペースよりも広くしている。
【０００８】
この様な構成の本発明によれば、各太陽電池セル間の修理用スペースが広くされている。このため、修理用スペースでは、各太陽電池セル間の接続作業を容易に行うことができる。また、広い修理用スペースでは、太陽電池セルを固定している接着剤を容易に加工することができるため、この修理用スペースから加工を開始して、太陽電池セル周辺へと加工を進めることにより、該太陽電池セルを剥離することが可能である。
【０００９】
次に、本発明の交換用太陽電池セルは、上記太陽電池モジュールの太陽電池セルと交換される交換用太陽電池セルであって、該交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様に、該インターコネクタの接続部と該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部を位置決めしている。
【００１０】
ここでは、交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部の位置を修理用スペースの位置に応じて設定し、インターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様にしている。
【００１１】
次に、本発明の交換用太陽電池セルは、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの交換用太陽電池セルであって、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとの接続に用いられる各インターコネクタを備えており、該交換用太陽電池セルのＮ電極に導通したインターコネクタの接続部と該交換用太陽電池セルのＰ電極に導通したインターコネクタの接続部を該交換用太陽電池セルの一辺に共に配置している。
【００１２】
この場合、交換用太陽電池セルの一辺を修理用スペースに合わせて、この交換用太陽電池セルを取り付ければ、各インターコネクタによる接続を修理用スペースで行うことができる。
【００１３】
更に、本発明の交換用太陽電池セルにおいては、Ｎ電極に導通したインターコネクタの接続部及びＰ電極に導通したインターコネクタの接続部のうちの一方は、他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻されている。
【００１４】
この様に各インターコネクタの接続部のうちの一方を他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻せば、各電極が離間していても、各インターコネクタの接続部を交換用太陽電池セルの一辺に共に配置することができる。
【００１５】
次に、本発明の交換方法は、上記太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法であって、各修理用スペース間に配置されている複数の太陽電池セルを同時に交換している。
【００１６】
ここでは、各修理用スペース間に、例えば３つの太陽電池セルが配置されていれば、これらの太陽電池セルの全てを同時に交換する。先に述べた様に修理用スペースでは、各太陽電池セルの接続や接着材を容易に加工することができる。このため、各修理用スペース間の各太陽電池セルの交換を容易に行い得る。
【００１７】
また、本発明の交換方法においては、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続している。
【００１８】
従って、接続作業は、修理用スペースで容易に行うことができる。
【００１９】
次に、本発明の交換方法は、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法であって、既存の太陽電池セルをより小さな交換用太陽電池セルと交換することにより、修理用スペースを形成している。
【００２０】
この様に小さな交換用太陽電池セルを取り付けると、この交換用太陽電池セルに隣接して、広い修正用スペースが形成される。これにより、交換用太陽電池セルと既存の太陽電池セルとの接続を広い修正用スペースで容易に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の交換方法においては、より小さな交換用太陽電池セルは、既存の太陽電池セルと略同等の発電出力を有している。
【００２２】
これにより、小さな交換用太陽電池セルを取り付けた後でも、太陽電池モジュールの発電能力が低下せずに済む。
【００２３】
更に、本発明の交換方法においては、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続している。
【００２４】
この接続作業は、修理用スペースが広いことから容易である。
【００２５】
また、本発明の交換方法においては、隣接する既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部に接続している。
【００２６】
ここでは、既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルのインターコネクタの接続部に接続している。このため、既存の太陽電池セルの電極が修理用スペースから離間していても、この既存の太陽電池セルのインターコネクタと交換用太陽電池セルのインターコネクタとを接続することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の太陽電池モジュールの第１実施形態におけるストリングを示している。本実施形態の太陽電池モジュールは、例えば人工衛星の電源として適用される。
【００２９】
図１に示す様に、太陽電池モジュールのストリング１は、９枚の太陽電池セル２を直列接続し、各太陽電池セル２を絶縁基板（図示せず）上に接着してなる。ストリング１の各太陽電池セル２は、３つのグループＡ，Ｂ，Ｃに分割されており、各グループＡ，Ｂ間、及び各グループＢ，Ｃ間に、修理用スペース３がそれぞれ設けられている。また、グループＡの上側、及びグループＣの下側に、各ストリング間の離間スペース４がそれぞれ設けられている。
【００３０】
各太陽電池セル２の縦幅及び横幅は、４０mm×６０mmである。各修理用スペース３及び離間スペース４は、２mm幅であり、各通常スペース５は、１mm幅である。従って、ストリング１の全長が３７８mmとなる。
【００３１】
また、各太陽電池セル２は、その下縁に各Ｎ電極パッド６を持ち、その上縁に各Ｐ電極パッド７を持つ。相互に隣接する２つの太陽電池セル２の一方の各Ｎ電極パッド６と他方の各Ｐ電極パッド７は、それぞれのインターコネクタ９を通じて導通している。
【００３２】
さて、この様な構成のストリング１において、例えばグループＢの各太陽電池セル２のいずれかが故障した場合は、次の様な手順でグループＢの３枚の太陽電池セル２を取り除き、新たな３枚の交換用太陽電池セルを取り付ける。
【００３３】
まず、各グループＡ，Ｂ間の修理用スペース３にある各インターコネクタ９を切断すると共に、各グループＢ，Ｃ間の修理用スペース３にある各インターコネクタ９を切断する。そして、例えば直径０．１mm程度のピアノ線等を修理用スペース３に差し込んで、このピアノ線をグループＢの各太陽電池セル２と絶縁基板間で移動させて、該各太陽電池セル２と絶縁基板間の接着剤を切断し、該各太陽電池セル２を取り外す。この結果、ストリング１は、図２に示す様な状態となる。更に、グループＢのスペースにおいて、絶縁基板上に残存する接着剤をカッター等により取り除く。
【００３４】
次に、図２に示すグループＢのスペースに、図３に示す様な３枚で１組の各交換用太陽電池セル１１を接着剤を用いて接着する。接着剤として、例えばワッカーケミー社製のＲＴＶ−Ｓ６９１（商品名）等を適用する。そして、図２乃至図４に示す様に各グループＢ，Ｃ間の修理用スペース３において、下側の交換用太陽電池セル１１の各Ｎ電極パッド１２に導通した各インターコネクタ１３と、その隣の既存の太陽電池セル２の各Ｐ電極パッド７に導通した各インターコネクタ９を半田付け等により接続する。同様に、各グループＡ，Ｂ間の修理用スペース３において、上側の交換用太陽電池セル１１の各Ｐ電極パッド１４に導通した各インターコネクタ１３と、その隣の既存の太陽電池セル２の各Ｎ電極パッド６に導通した各インターコネクタ９を半田付け等により接続する。
【００３５】
以上で、３枚の各太陽電池セル２と３枚の各交換用太陽電池セル１１の交換が終了する。
【００３６】
この様に本実施形態では、ストリング１の各太陽電池セル２のうちのいずれかが故障したときには、３枚の各太陽電池セル２からなるグループ単位で交換を行うので、交換されない他の２つのグループの正常な６枚の太陽電池セル２を交換せずに済み、従来の様にストリング全体を交換することと比較すると、無駄が大幅に減少する。
【００３７】
また、３枚の各太陽電池セル毎に、広い幅の修理用スペース３を設けているので、この修理用スペース３にピアノ線を差し込み、接着剤を切断して、太陽電池セル２を取り外したり、この修理用スペース３において、交換用太陽電池セル１１と既存の太陽電池セル２間の接続を容易に行うことができる。
【００３８】
尚、ストリング１の修理用スペース３の幅や数を適宜に増減することができる。ただし、修理用スペース３の幅や数が増大する程、故障したときに交換される太陽電池セルの数が減少して、太陽電池セルの取り外しや接続の作業が容易になるものの、各太陽電池セルの占有面積が減少して、太陽電池モジュールの発電効率が低下する。そこで、人工衛星の要求電力に対して太陽電池モジュールの出力に余裕がある場合は、修理用スペース３の幅や数を増大させて、故障時の無駄の減少や作業性を優先させ、また太陽電池モジュールの出力に余裕がない場合は、修理用スペース３の数を減少させて、太陽電池モジュールの出力の向上を図る。１つの修理用スペース３だけをストリング１に設けた場合でも、ストリング１の各太陽電池セル２が２つのグループに分割されるので、従来の様にストリング全体を交換することと比較すると、故障時に交換される各太陽電池セルの数が略半分となり、無駄が大幅に減少する。
【００３９】
図５は、本発明の太陽電池モジュールの第２実施形態における交換用太陽電池セルを示している。
【００４０】
本実施形態の交換用太陽電池セル２１は、図６に示す通常の太陽電池セル２２を点線２３に沿って切断（ダイシング）し、各Ｎ電極パッド２４にそれぞれのインターコネクタ２５ｎを接続すると共に、各Ｐ電極パッド２６にそれぞれのインターコネクタ２５ｐを接続し、各インターコネクタ２５ｐの接続部を各インターコネクタ２５ｎの接続部側まで引き廻している。
【００４１】
この交換用太陽電池セル２１は、図６に示す通常の太陽電池セル２２を切断したものであるから、その縦幅が通常の太陽電池セル２２よりも狭くなっている。このため、交換用太陽電池セル２１を通常の太陽電池セル２２の代わりに置き換えると、交換用太陽電池セル２１の隣に広い幅の修理用スペースが形成される。
【００４２】
図７は、本実施形態の太陽電池モジュールのストリング２８であって、故障した１枚の太陽電池セルを既に取り外した状態を示している。このストリング２８に交換用太陽電池セル２１を取り付けるための手順は、次の通りである。
【００４３】
まず、図８に示す様に、交換用太陽電池セル２１に隣合う既存の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２にそれぞれの修理用インターコネクタ２９を接続し、各修理用インターコネクタ２９の接続部を修理用スペース３１となる部位まで引き廻す。
【００４４】
次に、図９に示す様に、交換用太陽電池セル２１を配置して接着する。このとき、交換用太陽電池セル２１の下方に、修理用スペース３１を設ける。そして、修理用スペース３１において、交換用太陽電池セル２１の各Ｎ電極パッド２４に導通したインターコネクタ２５ｎに、その下隣の太陽電池セル２２の各Ｐ電極パッド３３に導通した各インターコネクタ３０を半田付け等により接続する。また、交換用太陽電池セル２１の各Ｐ電極パッド２６に導通した各インターコネクタ２５ｐに、その上隣の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２に導通した各修理用インターコネクタ２９を半田付け等により接続する。この結果、交換用太陽電池セル２１が既存の各太陽電池セル２２に直列接続される。
【００４５】
この様に本実施形態では、狭い縦幅の交換用太陽電池セル２１を故障した通常の太陽電池セル２２と置き換えることにより、広い幅の修理用スペース３１を形成し、この修理用スペース３１において、交換用太陽電池セル２１と既存の太陽電池セル２２間を接続しているので、この接続作業が容易になる。
【００４６】
また、各インターコネクタ２５ｐ，２９の接続部を修理用スペース３１まで引き廻すことにより、修理用スペース３１における交換用太陽電池セル２１の各Ｐ電極パッド２６と上隣の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２間の接続を可能にしているので、修理用スペースが１つだけで済む。このため、修理用スペースの拡大を抑えることができ、各太陽電池セルの占有面積の減少並びに太陽電池モジュールの発電効率の低下を招かずに済む。
【００４７】
更に、交換用太陽電池セル２１は、通常の太陽電池セル２２を切断たものであるから、簡単に製作することができる。
【００４８】
図１０は、本発明の太陽電池モジュールの第３実施形態における交換用太陽電池セルを示している。
【００４９】
本実施形態の交換用太陽電池セル４１は、その下側の一辺に、各Ｎ電極パッド４２及び各Ｐ電極パッド４３を共に設け、各Ｎ電極パッド４２にそれぞれのインターコネクタ４４ｎを接続すると共に、各Ｐ電極パッド４３にそれぞれのインターコネクタ４４ｐを接続してなる。
【００５０】
この交換用太陽電池セル４１も、その縦幅が図１１に示すストリング４５の通常の太陽電池セル４６よりも狭くなっている。このため、交換用太陽電池セル４１を通常の太陽電池セル４６の代わりに置き換えると、交換用太陽電池セル４１の隣に修理用スペースが形成される。
【００５１】
図１１に示す様に故障した１枚の太陽電池セル４６をストリング４５から既に取り外した状態で、交換用太陽電池セル４１を取り付けるには、まず図１２に示す様に交換用太陽電池セル４１に隣合う既存の太陽電池セル４６の各Ｎ電極パッド５１にそれぞれの修理用インターコネクタ４７を接続し、これらのインターコネクタ４７の接続部を修理用スペース４８となる部位まで引き廻しておく。
【００５２】
次に、図１３に示す様に、交換用太陽電池セル４１を配置して接着し、交換用太陽電池セル４１の下方に、修理用スペース４８を設ける。そして、修理用スペース４８において、交換用太陽電池セル４１の各Ｎ電極パッド４２に導通した各インターコネクタ４４ｎに、その下隣の太陽電池セル４６の各Ｐ電極パッド５２に導通した各インターコネクタ４９を半田付け等により接続する。また、交換用太陽電池セル４１の各Ｐ電極パッド４３に導通したインターコネクタ４４ｐに、その上隣の太陽電池セル４６の各Ｎ電極パッド５１に導通した各修理用インターコネクタ４７を半田付け等により接続する。この結果、交換用太陽電池セル４１が既存の各太陽電池セル４６に直列接続される。
【００５３】
本実施形態においても、狭い縦幅の交換用太陽電池セル４１を故障した通常の太陽電池セル４６と置き換えることにより、広い幅の修理用スペース４８を形成しているので、交換用太陽電池セル４２と既存の太陽電池セル４６間の接続作業が容易になる。また、修理用スペースが１つだけなので、修理スペースの拡大を抑えることができ、各太陽電池セルの占有面積の減少並びに太陽電池モジュールの発電効率の低下を招かずに済む。
【００５４】
更に、交換用太陽電池セル４１は、その一辺に各Ｎ電極パッド４２及び各Ｐ電極パッド４３を共に備えるので、一方の各電極の修理用インターコネクタを短くすることができる。
【００５５】
ところで、第２及び第３実施形態においては、既存の太陽電池セルと比較すると、交換用太陽電池セルの縦幅が狭いので、その受光面積も狭くなる。このため、交換用太陽電池セルとしては、単位面積当たりの発電効率が高く、その全出力が既存の太陽電池セルと略同等のものが好ましい。例えば、既存の太陽電池セルの縦幅及び横幅が４０mm×６０mmであって、交換用太陽電池セルの縦幅及び横幅が３９mm×６０mmであれば、交換用太陽電池セルの受光面積が２．５％狭くなるので、交換用太陽電池セルとしては、単位面積当たりの発電効率が略２．５％高いものが好ましい。
【００５６】
尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、太陽電池セルが如何なる種類やサイズであっても、本発明を適用することができる。また、修理用スペースを１枚の太陽電池セルの両側に設けても構わない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明の太陽電池モジュールによれば、各太陽電池セル間の修理用スペースが広くされている。このため、修理用スペースでは、各太陽電池セル間の接続作業を容易に行うことができる。また、広い修理用スペースでは、太陽電池セルを固定している接着剤を容易に加工することができるため、この修理用スペースから加工を開始して、太陽電池セル周辺へと加工を進めることにより、該太陽電池セルを剥離することが可能である。
【００５８】
次に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部の位置を修理用スペースの位置に応じて設定し、インターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様にしている。
【００５９】
次に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、交換用太陽電池セルの一辺を修理用スペースに合わせて、この交換用太陽電池セルを取り付けているので、各インターコネクタによる接続を修理用スペースで行うことができる。
【００６０】
更に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、各インターコネクタの接続部のうちの一方を他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻しているので、各電極が離間していても、各インターコネクタの接続部を交換用太陽電池セルの一辺に共に配置することができる。
【００６１】
次に、本発明の交換方法によれば、各修理用スペース間に配置されている複数の太陽電池セルを同時に交換している。先に述べた様に修理用スペースでは、各太陽電池セルの接続や接着材を容易に加工することができる。このため、各修理用スペース間の各太陽電池セルの交換を容易に行い得る。
【００６２】
また、本発明の交換方法によれば、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続しているので、接続作業を容易に行うことができる。
【００６３】
次に、本発明の交換方法によれば、既存の太陽電池セルをより小さな交換用太陽電池セルと交換することにより、広い修理用スペースを形成している。このため、交換用太陽電池セルと既存の太陽電池セルとの接続を広い修正用スペースで容易に行うことができる。
【００６４】
また、本発明の交換方法によれば、より小さな交換用太陽電池セルは、既存の太陽電池セルと略同等の発電出力を有している。これにより、小さな交換用太陽電池セルを取り付けた後でも、太陽電池モジュールの発電能力が低下せずに済む。
【００６５】
更に、本発明の交換方法によれば、既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルのインターコネクタの接続部に接続している。このため、既存の太陽電池セルの電極が修理用スペースから離間していても、この既存の太陽電池セルのインターコネクタと交換用太陽電池セルのインターコネクタとを接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの第１実施形態におけるストリングを示す平面図である。
【図２】図１のストリングから３枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図３】３枚の交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図４】図２のストリングに図３の各交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの第２実施形態における交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図６】通常の太陽電池セルを示す平面図である。
【図７】ストリングから故障した１枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図８】図７のストリングに各延長ラインを接続した状態を示す平面図である。
【図９】図８のストリングに図５の交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図１０】本発明の太陽電池モジュールの第３実施形態における交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図１１】ストリングから故障した１枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図１２】図１１のストリングに各延長ラインを接続した状態を示す平面図である。
【図１３】図１２のストリングに図１０の交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ストリング
２ 太陽電池セル
３ 修理用スペース
４ 離間スペース
５ 通常スペース
６，１２ Ｎ電極パッド
７，１４ Ｐ電極パッド
９ インターコネクタ
１１ 交換用太陽電池セル
１３ 修理用インターコネクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セルの交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールは、例えば人工衛星の電源に用いられており、人工衛星の形状や必要な電力に応じて、多様な形状のものが提供されている。また、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを有しており、各太陽電池セルの受光面側には、宇宙での放射線の被爆低減及び紫外線遮断のためのカバーガラスが設けられている。複数の太陽電池セルを直列接続してストリングを形成し、複数のストリングを並列及び直列接続することにより、太陽電池モジュールが形成される。各太陽電池セルは、インターコネクタを介して相互に接続される。このインターコネクタには、各太陽電池セル間の変位や応力を吸収したり緩和するための立体型や平面型のストレスリリーフが形成されている。
【０００３】
【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の太陽電池セルが故障もしくは破損したときには、この太陽電池セルを新しいものと交換する必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、ストリング内の各太陽電池セルを近接して配列しているので、故障もしくは破損した太陽電池セルだけを取り除き、新たな太陽電池セルを取り付けて、この新たな太陽電池セルを隣接する既存の太陽電池セルと接続するという一連の作業が非常に困難であった。このため、１つの太陽電池セルが故障もしくは破損した場合であっても、この太陽電池セルを含むストリング全体を交換していた。従って、このストリングに含まれる正常な他の各太陽電池セルも同時に交換されてしまい、大きな無駄が発生した。
【０００５】
あるいは、故障もしくは破損した太陽電池セルを取り除くときには、隣接する他の正常な太陽電池セルを破壊してしまうことがあり、この結果として、手間だけではなく、正常な太陽電池を無駄にしてしまった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの交換に際し、無駄となる太陽電池セルを最小限に抑えることが可能な太陽電池セルの交換方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュールは、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールであって、各太陽電池セル間のそれぞれのスペースのうちの少なくとも１つを修理用スペースとし、修理用スペースを他のスペースよりも広くしている。
【０００８】
この様な構成の本発明によれば、各太陽電池セル間の修理用スペースが広くされている。このため、修理用スペースでは、各太陽電池セル間の接続作業を容易に行うことができる。また、広い修理用スペースでは、太陽電池セルを固定している接着剤を容易に加工することができるため、この修理用スペースから加工を開始して、太陽電池セル周辺へと加工を進めることにより、該太陽電池セルを剥離することが可能である。
【０００９】
次に、本発明の交換用太陽電池セルは、上記太陽電池モジュールの太陽電池セルと交換される交換用太陽電池セルであって、該交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様に、該インターコネクタの接続部と該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部を位置決めしている。
【００１０】
ここでは、交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部の位置を修理用スペースの位置に応じて設定し、インターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様にしている。
【００１１】
次に、本発明の交換用太陽電池セルは、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの交換用太陽電池セルであって、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとの接続に用いられる各インターコネクタを備えており、該交換用太陽電池セルのＮ電極に導通したインターコネクタの接続部と該交換用太陽電池セルのＰ電極に導通したインターコネクタの接続部を該交換用太陽電池セルの一辺に共に配置している。
【００１２】
この場合、交換用太陽電池セルの一辺を修理用スペースに合わせて、この交換用太陽電池セルを取り付ければ、各インターコネクタによる接続を修理用スペースで行うことができる。
【００１３】
更に、本発明の交換用太陽電池セルにおいては、Ｎ電極に導通したインターコネクタの接続部及びＰ電極に導通したインターコネクタの接続部のうちの一方は、他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻されている。
【００１４】
この様に各インターコネクタの接続部のうちの一方を他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻せば、各電極が離間していても、各インターコネクタの接続部を交換用太陽電池セルの一辺に共に配置することができる。
【００１５】
次に、本発明の交換方法は、上記太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法であって、各修理用スペース間に配置されている複数の太陽電池セルを同時に交換している。
【００１６】
ここでは、各修理用スペース間に、例えば３つの太陽電池セルが配置されていれば、これらの太陽電池セルの全てを同時に交換する。先に述べた様に修理用スペースでは、各太陽電池セルの接続や接着材を容易に加工することができる。このため、各修理用スペース間の各太陽電池セルの交換を容易に行い得る。
【００１７】
また、本発明の交換方法においては、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続している。
【００１８】
従って、接続作業は、修理用スペースで容易に行うことができる。
【００１９】
次に、本発明の交換方法は、相互に接続された複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法であって、既存の太陽電池セルをより小さな交換用太陽電池セルと交換することにより、修理用スペースを形成している。
【００２０】
この様に小さな交換用太陽電池セルを取り付けると、この交換用太陽電池セルに隣接して、広い修正用スペースが形成される。これにより、交換用太陽電池セルと既存の太陽電池セルとの接続を広い修正用スペースで容易に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の交換方法においては、より小さな交換用太陽電池セルは、既存の太陽電池セルと略同等の発電出力を有している。
【００２２】
これにより、小さな交換用太陽電池セルを取り付けた後でも、太陽電池モジュールの発電能力が低下せずに済む。
【００２３】
更に、本発明の交換方法においては、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続している。
【００２４】
この接続作業は、修理用スペースが広いことから容易である。
【００２５】
また、本発明の交換方法においては、隣接する既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部に接続している。
【００２６】
ここでは、既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルのインターコネクタの接続部に接続している。このため、既存の太陽電池セルの電極が修理用スペースから離間していても、この既存の太陽電池セルのインターコネクタと交換用太陽電池セルのインターコネクタとを接続することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の太陽電池モジュールの第１実施形態におけるストリングを示している。本実施形態の太陽電池モジュールは、例えば人工衛星の電源として適用される。
【００２９】
図１に示す様に、太陽電池モジュールのストリング１は、９枚の太陽電池セル２を直列接続し、各太陽電池セル２を絶縁基板（図示せず）上に接着してなる。ストリング１の各太陽電池セル２は、３つのグループＡ，Ｂ，Ｃに分割されており、各グループＡ，Ｂ間、及び各グループＢ，Ｃ間に、修理用スペース３がそれぞれ設けられている。また、グループＡの上側、及びグループＣの下側に、各ストリング間の離間スペース４がそれぞれ設けられている。
【００３０】
各太陽電池セル２の縦幅及び横幅は、４０mm×６０mmである。各修理用スペース３及び離間スペース４は、２mm幅であり、各通常スペース５は、１mm幅である。従って、ストリング１の全長が３７８mmとなる。
【００３１】
また、各太陽電池セル２は、その下縁に各Ｎ電極パッド６を持ち、その上縁に各Ｐ電極パッド７を持つ。相互に隣接する２つの太陽電池セル２の一方の各Ｎ電極パッド６と他方の各Ｐ電極パッド７は、それぞれのインターコネクタ９を通じて導通している。
【００３２】
さて、この様な構成のストリング１において、例えばグループＢの各太陽電池セル２のいずれかが故障した場合は、次の様な手順でグループＢの３枚の太陽電池セル２を取り除き、新たな３枚の交換用太陽電池セルを取り付ける。
【００３３】
まず、各グループＡ，Ｂ間の修理用スペース３にある各インターコネクタ９を切断すると共に、各グループＢ，Ｃ間の修理用スペース３にある各インターコネクタ９を切断する。そして、例えば直径０．１mm程度のピアノ線等を修理用スペース３に差し込んで、このピアノ線をグループＢの各太陽電池セル２と絶縁基板間で移動させて、該各太陽電池セル２と絶縁基板間の接着剤を切断し、該各太陽電池セル２を取り外す。この結果、ストリング１は、図２に示す様な状態となる。更に、グループＢのスペースにおいて、絶縁基板上に残存する接着剤をカッター等により取り除く。
【００３４】
次に、図２に示すグループＢのスペースに、図３に示す様な３枚で１組の各交換用太陽電池セル１１を接着剤を用いて接着する。接着剤として、例えばワッカーケミー社製のＲＴＶ−Ｓ６９１（商品名）等を適用する。そして、図２乃至図４に示す様に各グループＢ，Ｃ間の修理用スペース３において、下側の交換用太陽電池セル１１の各Ｎ電極パッド１２に導通した各インターコネクタ１３と、その隣の既存の太陽電池セル２の各Ｐ電極パッド７に導通した各インターコネクタ９を半田付け等により接続する。同様に、各グループＡ，Ｂ間の修理用スペース３において、上側の交換用太陽電池セル１１の各Ｐ電極パッド１４に導通した各インターコネクタ１３と、その隣の既存の太陽電池セル２の各Ｎ電極パッド６に導通した各インターコネクタ９を半田付け等により接続する。
【００３５】
以上で、３枚の各太陽電池セル２と３枚の各交換用太陽電池セル１１の交換が終了する。
【００３６】
この様に本実施形態では、ストリング１の各太陽電池セル２のうちのいずれかが故障したときには、３枚の各太陽電池セル２からなるグループ単位で交換を行うので、交換されない他の２つのグループの正常な６枚の太陽電池セル２を交換せずに済み、従来の様にストリング全体を交換することと比較すると、無駄が大幅に減少する。
【００３７】
また、３枚の各太陽電池セル毎に、広い幅の修理用スペース３を設けているので、この修理用スペース３にピアノ線を差し込み、接着剤を切断して、太陽電池セル２を取り外したり、この修理用スペース３において、交換用太陽電池セル１１と既存の太陽電池セル２間の接続を容易に行うことができる。
【００３８】
尚、ストリング１の修理用スペース３の幅や数を適宜に増減することができる。ただし、修理用スペース３の幅や数が増大する程、故障したときに交換される太陽電池セルの数が減少して、太陽電池セルの取り外しや接続の作業が容易になるものの、各太陽電池セルの占有面積が減少して、太陽電池モジュールの発電効率が低下する。そこで、人工衛星の要求電力に対して太陽電池モジュールの出力に余裕がある場合は、修理用スペース３の幅や数を増大させて、故障時の無駄の減少や作業性を優先させ、また太陽電池モジュールの出力に余裕がない場合は、修理用スペース３の数を減少させて、太陽電池モジュールの出力の向上を図る。１つの修理用スペース３だけをストリング１に設けた場合でも、ストリング１の各太陽電池セル２が２つのグループに分割されるので、従来の様にストリング全体を交換することと比較すると、故障時に交換される各太陽電池セルの数が略半分となり、無駄が大幅に減少する。
【００３９】
図５は、本発明の太陽電池モジュールの第２実施形態における交換用太陽電池セルを示している。
【００４０】
本実施形態の交換用太陽電池セル２１は、図６に示す通常の太陽電池セル２２を点線２３に沿って切断（ダイシング）し、各Ｎ電極パッド２４にそれぞれのインターコネクタ２５ｎを接続すると共に、各Ｐ電極パッド２６にそれぞれのインターコネクタ２５ｐを接続し、各インターコネクタ２５ｐの接続部を各インターコネクタ２５ｎの接続部側まで引き廻している。
【００４１】
この交換用太陽電池セル２１は、図６に示す通常の太陽電池セル２２を切断したものであるから、その縦幅が通常の太陽電池セル２２よりも狭くなっている。このため、交換用太陽電池セル２１を通常の太陽電池セル２２の代わりに置き換えると、交換用太陽電池セル２１の隣に広い幅の修理用スペースが形成される。
【００４２】
図７は、本実施形態の太陽電池モジュールのストリング２８であって、故障した１枚の太陽電池セルを既に取り外した状態を示している。このストリング２８に交換用太陽電池セル２１を取り付けるための手順は、次の通りである。
【００４３】
まず、図８に示す様に、交換用太陽電池セル２１に隣合う既存の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２にそれぞれの修理用インターコネクタ２９を接続し、各修理用インターコネクタ２９の接続部を修理用スペース３１となる部位まで引き廻す。
【００４４】
次に、図９に示す様に、交換用太陽電池セル２１を配置して接着する。このとき、交換用太陽電池セル２１の下方に、修理用スペース３１を設ける。そして、修理用スペース３１において、交換用太陽電池セル２１の各Ｎ電極パッド２４に導通したインターコネクタ２５ｎに、その下隣の太陽電池セル２２の各Ｐ電極パッド３３に導通した各インターコネクタ３０を半田付け等により接続する。また、交換用太陽電池セル２１の各Ｐ電極パッド２６に導通した各インターコネクタ２５ｐに、その上隣の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２に導通した各修理用インターコネクタ２９を半田付け等により接続する。この結果、交換用太陽電池セル２１が既存の各太陽電池セル２２に直列接続される。
【００４５】
この様に本実施形態では、狭い縦幅の交換用太陽電池セル２１を故障した通常の太陽電池セル２２と置き換えることにより、広い幅の修理用スペース３１を形成し、この修理用スペース３１において、交換用太陽電池セル２１と既存の太陽電池セル２２間を接続しているので、この接続作業が容易になる。
【００４６】
また、各インターコネクタ２５ｐ，２９の接続部を修理用スペース３１まで引き廻すことにより、修理用スペース３１における交換用太陽電池セル２１の各Ｐ電極パッド２６と上隣の太陽電池セル２２の各Ｎ電極パッド３２間の接続を可能にしているので、修理用スペースが１つだけで済む。このため、修理用スペースの拡大を抑えることができ、各太陽電池セルの占有面積の減少並びに太陽電池モジュールの発電効率の低下を招かずに済む。
【００４７】
更に、交換用太陽電池セル２１は、通常の太陽電池セル２２を切断たものであるから、簡単に製作することができる。
【００４８】
図１０は、本発明の太陽電池モジュールの第３実施形態における交換用太陽電池セルを示している。
【００４９】
本実施形態の交換用太陽電池セル４１は、その下側の一辺に、各Ｎ電極パッド４２及び各Ｐ電極パッド４３を共に設け、各Ｎ電極パッド４２にそれぞれのインターコネクタ４４ｎを接続すると共に、各Ｐ電極パッド４３にそれぞれのインターコネクタ４４ｐを接続してなる。
【００５０】
この交換用太陽電池セル４１も、その縦幅が図１１に示すストリング４５の通常の太陽電池セル４６よりも狭くなっている。このため、交換用太陽電池セル４１を通常の太陽電池セル４６の代わりに置き換えると、交換用太陽電池セル４１の隣に修理用スペースが形成される。
【００５１】
図１１に示す様に故障した１枚の太陽電池セル４６をストリング４５から既に取り外した状態で、交換用太陽電池セル４１を取り付けるには、まず図１２に示す様に交換用太陽電池セル４１に隣合う既存の太陽電池セル４６の各Ｎ電極パッド５１にそれぞれの修理用インターコネクタ４７を接続し、これらのインターコネクタ４７の接続部を修理用スペース４８となる部位まで引き廻しておく。
【００５２】
次に、図１３に示す様に、交換用太陽電池セル４１を配置して接着し、交換用太陽電池セル４１の下方に、修理用スペース４８を設ける。そして、修理用スペース４８において、交換用太陽電池セル４１の各Ｎ電極パッド４２に導通した各インターコネクタ４４ｎに、その下隣の太陽電池セル４６の各Ｐ電極パッド５２に導通した各インターコネクタ４９を半田付け等により接続する。また、交換用太陽電池セル４１の各Ｐ電極パッド４３に導通したインターコネクタ４４ｐに、その上隣の太陽電池セル４６の各Ｎ電極パッド５１に導通した各修理用インターコネクタ４７を半田付け等により接続する。この結果、交換用太陽電池セル４１が既存の各太陽電池セル４６に直列接続される。
【００５３】
本実施形態においても、狭い縦幅の交換用太陽電池セル４１を故障した通常の太陽電池セル４６と置き換えることにより、広い幅の修理用スペース４８を形成しているので、交換用太陽電池セル４２と既存の太陽電池セル４６間の接続作業が容易になる。また、修理用スペースが１つだけなので、修理スペースの拡大を抑えることができ、各太陽電池セルの占有面積の減少並びに太陽電池モジュールの発電効率の低下を招かずに済む。
【００５４】
更に、交換用太陽電池セル４１は、その一辺に各Ｎ電極パッド４２及び各Ｐ電極パッド４３を共に備えるので、一方の各電極の修理用インターコネクタを短くすることができる。
【００５５】
ところで、第２及び第３実施形態においては、既存の太陽電池セルと比較すると、交換用太陽電池セルの縦幅が狭いので、その受光面積も狭くなる。このため、交換用太陽電池セルとしては、単位面積当たりの発電効率が高く、その全出力が既存の太陽電池セルと略同等のものが好ましい。例えば、既存の太陽電池セルの縦幅及び横幅が４０mm×６０mmであって、交換用太陽電池セルの縦幅及び横幅が３９mm×６０mmであれば、交換用太陽電池セルの受光面積が２．５％狭くなるので、交換用太陽電池セルとしては、単位面積当たりの発電効率が略２．５％高いものが好ましい。
【００５６】
尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、太陽電池セルが如何なる種類やサイズであっても、本発明を適用することができる。また、修理用スペースを１枚の太陽電池セルの両側に設けても構わない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明の太陽電池モジュールによれば、各太陽電池セル間の修理用スペースが広くされている。このため、修理用スペースでは、各太陽電池セル間の接続作業を容易に行うことができる。また、広い修理用スペースでは、太陽電池セルを固定している接着剤を容易に加工することができるため、この修理用スペースから加工を開始して、太陽電池セル周辺へと加工を進めることにより、該太陽電池セルを剥離することが可能である。
【００５８】
次に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、交換用太陽電池セルの電極に導通したインターコネクタの接続部の位置を修理用スペースの位置に応じて設定し、インターコネクタによる接続が修理用スペースで行われる様にしている。
【００５９】
次に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、交換用太陽電池セルの一辺を修理用スペースに合わせて、この交換用太陽電池セルを取り付けているので、各インターコネクタによる接続を修理用スペースで行うことができる。
【００６０】
更に、本発明の交換用太陽電池セルによれば、各インターコネクタの接続部のうちの一方を他方が配置されている該交換用太陽電池セルの一辺まで引き廻しているので、各電極が離間していても、各インターコネクタの接続部を交換用太陽電池セルの一辺に共に配置することができる。
【００６１】
次に、本発明の交換方法によれば、各修理用スペース間に配置されている複数の太陽電池セルを同時に交換している。先に述べた様に修理用スペースでは、各太陽電池セルの接続や接着材を容易に加工することができる。このため、各修理用スペース間の各太陽電池セルの交換を容易に行い得る。
【００６２】
また、本発明の交換方法によれば、交換された交換用太陽電池セルと、該交換用太陽電池セルに隣接する既存の太陽電池セルとを修理用スペースで接続しているので、接続作業を容易に行うことができる。
【００６３】
次に、本発明の交換方法によれば、既存の太陽電池セルをより小さな交換用太陽電池セルと交換することにより、広い修理用スペースを形成している。このため、交換用太陽電池セルと既存の太陽電池セルとの接続を広い修正用スペースで容易に行うことができる。
【００６４】
また、本発明の交換方法によれば、より小さな交換用太陽電池セルは、既存の太陽電池セルと略同等の発電出力を有している。これにより、小さな交換用太陽電池セルを取り付けた後でも、太陽電池モジュールの発電能力が低下せずに済む。
【００６５】
更に、本発明の交換方法によれば、既存の太陽電池セルの電極をインターコネクタに接続し、このインターコネクタの接続部を修理用スペースまで引き廻して交換用太陽電池セルのインターコネクタの接続部に接続している。このため、既存の太陽電池セルの電極が修理用スペースから離間していても、この既存の太陽電池セルのインターコネクタと交換用太陽電池セルのインターコネクタとを接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの第１実施形態におけるストリングを示す平面図である。
【図２】図１のストリングから３枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図３】３枚の交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図４】図２のストリングに図３の各交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの第２実施形態における交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図６】通常の太陽電池セルを示す平面図である。
【図７】ストリングから故障した１枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図８】図７のストリングに各延長ラインを接続した状態を示す平面図である。
【図９】図８のストリングに図５の交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図１０】本発明の太陽電池モジュールの第３実施形態における交換用太陽電池セルを示す平面図である。
【図１１】ストリングから故障した１枚の太陽電池セルを取り外した状態を示す平面図である。
【図１２】図１１のストリングに各延長ラインを接続した状態を示す平面図である。
【図１３】図１２のストリングに図１０の交換用太陽電池セルを取り付けた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ストリング
２ 太陽電池セル
３ 修理用スペース
４ 離間スペース
５ 通常スペース
６，１２ Ｎ電極パッド
７，１４ Ｐ電極パッド
９ インターコネクタ
１１ 交換用太陽電池セル
１３ 修理用インターコネクタ
Claims (3)
- 複数の太陽電池セルをインターコネクタを介して直列接続してストリングを形成し、複数のストリングを相互接続した太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法において、
前記ストリングの各太陽電池セルを、２以上の太陽電池セルをそれぞれ含む複数のグループに分けて、各グループ間に修理用スペースを設け、前記各グループ間の修理用スペースをグループ内の各太陽電池セル間のスペースよりも広くしておき、
各グループ間の修理用スペースより加工を開始して、１グループの各太陽電池セルが接着されていた絶縁基板から該各太陽電池セルを剥がし、該各太陽電池セルが取り外された跡のスペースに新たな１グループの各太陽電池セルを接着して取り付け、これによりグループ単位で太陽電池セルの交換を行うことを特徴とする太陽電池セルの交換方法。 - 複数の太陽電池セル両辺のインターコネクタを相互接続して、該各太陽電池セルを直列接続した太陽電池モジュールの太陽電池セルの交換方法において、
太陽電池セルを取り外して、該太陽電池セルが取り外された跡のスペース両側の各太陽電池セルの一方のインターコネクタを他方へと延長して引き回し、前記スペースに前記各太陽電池セルよりも小さな交換用太陽電池セルを配置して、前記他方の太陽電池セルと交換用太陽電池セル間に修理用スペースを設け、この修理用スペースで、前記一方の太陽電池セルから延長して引き回されたインターコネクタと前記他方の太陽電池セルのインターコネクタを交換用太陽電池セルの一辺に共に配置された各インターコネクタに接続しており、
前記交換用太陽電池セルは、Ｎ電極に導通したインターコネクタと、Ｐ電極に導通したインターコネクタが該交換用太陽電池セルの一辺に共に配置されたことを特徴とする太陽電池セルの交換方法。 - 前記交換用太陽電池セルは、前記太陽電池モジュールの各太陽電池セルと略同等の発電出力を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池セルの交換方法。
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