JP4572598B2

JP4572598B2 - 太陽電池パネルの電気接続構造

Info

Publication number: JP4572598B2
Application number: JP2004187023A
Authority: JP
Inventors: 真吾長友; 博糸山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP2005277366A

Description

本発明は、太陽電池セルを内蔵して、屋根等の上に配設される複数の太陽電池パネルの電気接続構造に関するものである。

従来から、太陽電池セルを内蔵する太陽電池パネルを建物の屋根面上に複数枚配設して、太陽電池によって発電される電力を屋内に供給することがなされている。この太陽電池パネルは、多数の太陽電池セルを直列に接続して、高電圧を発生させているので、太陽電池パネルを電気接続構造としては、幹線ケーブルによって太陽電池パネルを並列接続する構造となっている。つまり、図１１に示すように、太陽電池パネル１に取り付けられた配線引出しボックス１４から引き出されている引出しケーブル１３を介して、それぞれの太陽電池パネル１は幹線ケーブル１２と接続部１５で電気的に並列に接続されている構造となっている。そして、それぞれの幹線ケーブル１２は幹線接続用コネクタ１６によって接続されていて、幹線ケーブル１２の始端はインバータ２に接続されて、直流から交流へと変換されて屋内に電力が供給できるようになっている。また、幹線ケーブル１２の終端には終端防水カバー１７が取り付けられている。このようにして、太陽電池パネル１を電気的に並列接続することにより、インバータ２に大電流を供給することができる。

また、特開平８―１８６２８０号公報（特許文献１）、特開２０００−２７７７８７号公報（特許文献２）や特開２００１−２９１８８５号公報（特許文献３）には、従来の太陽電池パネル（太陽電池モジュール）の電気接続構造を改良したものが開示されている。

しかしながら、従来の太陽電池パネルの電気接続構造や特許文献１〜３の電気接続構造では、インバータに電流を供給するためには、幹線ケーブルが必要となっていた。また、これらの太陽電池パネルの電気接続構造では、それぞれの太陽電池パネルを接続するために、幹線ケーブルには、太陽電池パネルの個数にあわせた接続部を具備することが必要となっている。また、屋根面上に幹線ケーブルを引き回して、太陽電池パネルの引出しケーブルと接続させる作業を屋根面上で実施することは容易ではなかった。
特開平８―１８６２８０号公報特開２０００−２７７７８７号公報特開２００１−２９１８８５号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、屋根面上に幹線ケーブルを引き回すことなく、太陽電池セルを内蔵する太陽電池パネルを容易な作業によって屋根面上に配設して電気的に接続することのできる太陽電池パネルの電気接続構造を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の太陽電池パネルの電気接続構造は、太陽電池パネルは太陽電池セルの電極端子を備えるコネクタ取付具を有してなり、一の太陽電池パネルのコネクタ取付具と、他の太陽電池パネルのコネクタ取付具と、を電力ケーブルを介して接続するとともに、始端となる太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルと、終端となる太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルとを、始端となる太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルに設けられたケーブル接続用コネクタを介して接続することにより、複数の太陽電池パネルを電気的に並列に接続してなることを特徴としている。

本発明の太陽電池パネルの電気接続構造は、太陽電池パネルのコネクタ取付具同士を電力ケーブルで接続しているので、従来の幹線ケーブルを用いることなく、複数の太陽電池パネルを作業者が屋根上で容易な作業によって屋根面上に配設して電気的に接続することができる。

（実施形態１）
本発明の実施形態１の太陽電池パネルの電気接続構造を図１〜３に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の太陽電池パネルには、太陽電池パネル１の裏面（太陽電池が露出していない面）の両端にコネクタ取付具３ａ、３ｂ及び３ｃ、３ｄとがそれぞれ２個ずつ配設されている。このコネクタ取付具３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、太陽電池セル８と電気的に接続されている端子電極（図示せず）が内蔵されていている。ここで、太陽電池パネル１の内部は、図２に示すように、コネクタ取付具３ａと３ｃとに内蔵されている正極の端子電極と、コネクタ取付具３ｂと３ｄとに内蔵されている負極の端子電極とが電気的に配線で接続されていて、それぞれの配線に対して太陽電池セル８が並列に接続されている。一方、太陽電池セル８を電気的に接続する電力ケーブル６の両端には、ケーブル用コネクタ５、５が取り付けられている。ここで、ケーブル用コネクタ５は雄タイプであって、コネクタ取付具３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに形成されている雌タイプの嵌合部４と嵌合することにより、それぞれの太陽電池パネル１の端子電極同士を電気的に接続する構造になっている。

この太陽電池パネルの電気接続構造は、図３に示すように、各々の太陽電池パネル１のコネクタ取付具３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを太陽電池セル８の電気極性が同一となるように、両端にケーブル用コネクタ５、５を取り付けた電力ケーブル６を用いて接続する。具体例として、太陽電池パネル１ｂを太陽電池パネル１ａ、１ｃと接続するには、太陽電池パネル１ｂのコネクタ取付具３ａ、３ｂと太陽電池パネル１ａのコネクタ取付具３ｃ、３ｄと、太陽電池パネル１ｂのコネクタ取付具３ｃ、３ｄの嵌合部４と太陽電池パネル１ｃのコネクタ取付具３ａ、３ｂの嵌合部４とに、電力ケーブル６の両端のケーブル用コネクタ５、５をそれぞれ嵌合させることにより接続させる。そして、始端となる太陽電池パネル１ａのコネクタ取付具３ａ、３ｂを電力ケーブル６、６を介して、屋内に設置しているインバータ２に接続する。そして、太陽電池セル８の直流電圧を商用周波の交流電圧に変換して、屋内の電気機器に電力を供給する。また、終端となる太陽電池パネル１ｄのケーブル用コネクタが嵌合されていないコネクタ取付具には、防水カバー７、７を嵌合させて取り付けることにより、電極端子が露出して腐食劣化することを防止している。

本実施形態の太陽電池パネルの電気接続構造では、太陽電池パネルのコネクタ取付具同士を、電力ケーブルのケーブル用コネクタで接続しているので、従来のように幹線ケーブルを用いることなく、太陽電池パネルを電気接続することができる。また、複数の太陽電池パネルを配設する場合に、隣接する太陽電池パネルを比較的小型の電力ケーブルのケーブル用コネクタを嵌合させることにより、電気接続させることができるので、容易な作業によって屋根面上で施工作業をすることができる。さらに、複雑な構造がないので低コストで複数の太陽電池パネルの電気接続をすることができる。

また、電力ケーブルは、少なくとも一方の端部にケーブル用コネクタを取り付けたものであるので、太陽電池パネルのコネクタ取付具と電気接続をする作業が容易となり、作業性が向上する。さらに、電力ケーブルは、両端部にケーブル用コネクタを取り付けたものであるので、電力ケーブルの両端を容易に太陽電池パネルのコネクタ取付具に取り付けることが可能となり、取り扱いが容易となる。加えて、終端となる太陽パネルのコネクタ取付具に防水カバーを設けてなるので、電極端子が露出して腐食劣化することが防止できる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２の太陽電池パネルの電気接続構造を図４、５に基づいて説明する。図４に示すように、本実施形態の太陽電池パネルの構造は、実施形態１のものと略同じ構造であるが、太陽電池パネル１のコネクタ取付具３ａ、３ｂが電力ケーブル６と一体化されてなるものであることが異なっている。そして、電力ケーブル６のコネクタ取付具３ａ、３ｂの他方の端部には、ケーブル用コネクタ５が取り付けられている。また、太陽電池パネル１のコネクタ取付具３ａ、３ｂの他方の端部には、実施形態１と同じ雌タイプの嵌合部４が形成されたコネクタ取付具３ｃ、３ｄが取り付けられている。

この太陽電池パネルの電気接続構造は、実施形態１と同様であり、図５に示すように、各々の太陽電池パネル１のコネクタ取付具３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを太陽電池セル８の電気極性が同一となるように、電力ケーブル６を用いて接続する。

本実施形態の太陽電池パネルの電気接続構造では、電力ケーブルと太陽電池パネルのコネクタ取付具とが一体化されてなるものであるので、太陽電池パネルを屋根面上に配設して電気接続をする作業時に取り扱う部品点数が少なくなり、作業性が向上する。また、太陽電池パネルのコネクタ取付具の嵌合部と、電力ケーブルのケーブル用コネクタを嵌合する回数が、実施形態１のものと比較して略半減しているので、作業性が向上する。

（実施形態３）
本発明の実施形態３の太陽電池パネルの電気接続構造を図６、７に基づいて説明する。図６に示すように、本実施形態の太陽電池パネルの構造は、実施形態２のものと略同じ構造であるが、太陽電池パネル１のコネクタ取付具が１個のコネクターボックス９としてまとめられた構造となっていることが異なっている。そして、電力ケーブル６は、太陽電池パネル１のコネクタ取付具と一体化されている。この電力ケーブル６のコネクターボックス９の他方の端部には、雄タイプのケーブル用コネクタ５が取り付けられている。また、コネクターボックス９の他方の端部には、実施形態１と同じ雌タイプの嵌合部４が形成されている。

この太陽電池パネルの電気接続構造は、実施形態２と同様であり、図７に示すように、各々の太陽電池パネル１のコネクタ取付具を太陽電池セル８の電気極性が同一となるように、電力ケーブル６を用いて接続する。また、終端となる太陽電池パネル１ｄに取り付けられているコネクターボックス１０のみは、嵌合部４が形成されていない構造となっている。したがって、このものは、電力ケーブルのケーブル用コネクタ５が接続されていないものとなっている。このコネクターボックス１０を使用することにより、防水カバーを取り付けることなく、電極端子の露出による腐食劣化を防止することができる。

本実施形態の太陽電池パネルの電気接続構造では、太陽電池パネルのコネクタ取付具が１個のコネクターボックスとしてまとめられた構造となっているので、太陽電池パネルを構成する部品点数が低減でき、コストダウンを図ることができる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４の太陽電池パネルの電気接続構造を図８に基づいて説明する。本実施形態の太陽電池パネルの構造は、実施形態３のものと略同じ構造であるが、始端となる太陽電池パネル１ａに接続された電力ケーブルと、終端となる太陽パネル1ｄに接続された電力ケーブル６とを電気的に並列に接続されていることが異なっている。つまり、図８に示すように、始端となる太陽電池パネル１ａのコネクターボックス９とインバータ２とを接続している電力ケーブル６の中間にケーブル接続用コネクタ１１を設けている。そして、このケーブル接続用コネクタ１１を介して、始端となる太陽電池パネル１ａ、終端となる太陽パネル１ｄ、インバータ２とが電気的に接続されている。

本実施形態の太陽電池パネルの電気接続構造は、始端となる太陽パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルと、終端となる太陽パネルのコネクタ取付具とを電気的に並列に接続されているので、太陽パネルのコネクタ取付具間の電力ケーブルが途中で切断されても、電気接続が切断されることなく、電力を供給することができる。

なお、本実施形態では、実施形態３で説明したコネクターボックスを取り付けた太陽パネルを用いているが、これに限定されるものではなく、実施形態１や実施形態２で説明したコネクタ取付具を取り付けた太陽パネルについても適用可能である。

（実施形態５）
本発明の実施形態５の太陽電池パネルの電気接続構造を図９、１０に基づいて説明する。本実施形態の太陽電池パネルの構造は、実施形態３のものと略同じ構造であるが、コネクターボックス９、１０について、嵌合部４が形成されているコネクタ取付面が、軒先方向Ａに対して平行となっていることが異なっている。つまり、図９に示すように、コネクターボックス９、１０の嵌合部４に対して、ケーブル用コネクタ５を屋根面の上側（屋根の頂側）から嵌合させる構造となっている。ここで、通常の太陽電池パネル１の配設作業では、下側（軒側）から屋根面上に配設していく。したがって、最初に太陽電池パネル１ｄを屋根面上の最も下側に配設したときには、屋根面の上側にはスペースが確保されている。次に、太陽電池パネル１ｅを隣に配設した後に、作業者は、屋根面の上側のスペースからケーブル用コネクタ５をコネクターボックス１０に対して屋根面の上側から容易に嵌合させることができる。（ここで、終端となる太陽パネル１ｄに取り付けるコネクターボックス１０のみは、電力ケーブル６が接続されていないものとなっている。）さらに、太陽電池パネル１ｆを隣に配設して、同様に上側のスペースからケーブル用コネクタ５をコネクターボックス９の嵌合部４に嵌合していく。

本実施形態の太陽電池パネルの電気接続構造は、ケーブル接続用コネクタをコネクターボックスに対して屋根面の上側から嵌合させる構造となっているので、太陽電池パネルの上側のスペースを利用することにより、作業者が屋根面上で施工する電力ケーブルの接続作業が容易になっている。

実施形態１の太陽電池パネルの構造を示す斜視図である。実施形態１の太陽電池パネルの内部の電気配線を示す回路図である。実施形態１の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。実施形態２の太陽電池パネルの構造を示す斜視図である。実施形態２の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。実施形態３の他の太陽電池パネルの構造を示す斜視図である。実施形態３の他の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。実施形態４の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。実施形態５の太陽電池パネルの構造を示す斜視図である。実施形態５の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。従来の太陽電池パネルの電気接続構造を示すブロック図である。

符号の説明

１、１ａ〜１ｆ太陽電池パネル
２インバータ
３、３ａ〜３ｄコネクタ取付具（太陽電池パネル側）
４嵌合部
５ケーブル用コネクタ
６電力ケーブル
７防水カバー
８太陽電池セル
９、１０コネクターボックス
１１ケーブル接続用コネクタ
Ａ軒先方向

Claims

太陽電池セルを内蔵する太陽電池パネルの電気接続構造であって、
前記太陽電池パネルは前記太陽電池セルの電極端子を備えるコネクタ取付具を有してなり、
一の太陽電池パネルのコネクタ取付具と、他の太陽電池パネルのコネクタ取付具と、を電力ケーブルを介して接続するとともに、始端となる前記太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルと、終端となる前記太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルとを、始端となる前記太陽電池パネルのコネクタ取付具に接続された電力ケーブルに設けられたケーブル接続用コネクタを介して接続することにより、複数の前記太陽電池パネルを電気的に並列に接続してなることを特徴とする太陽電池パネルの電気接続構造。
前記電力ケーブルは、少なくとも一方の端部にケーブル用コネクタを取り付けたものであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネルの電気接続構造。
前記電力ケーブルは、両端部にケーブル用コネクタを取り付けたものであることを特徴とする請求項２記載の太陽電池パネルの電気接続構造。
前記電力ケーブルと前記コネクタ取付具とが一体化されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の太陽電池パネルの電気接続構造。
前記太陽電池パネルを屋根面上に配設する場合において、前記コネクタ取付具の前記電力ケーブルを取り付けるコネクタ取付面が、棟先方向に対して略平行であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の太陽電池パネルの電気接続構造。