JP5328923B2

JP5328923B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP5328923B2
Application number: JP2011531712A
Authority: JP
Inventors: 良之菅沼; 一生鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: EP2472596A1; JPWO2011033638A1; WO2011033638A1; EP2472596A4; US20120145226A1

Description

本発明は、住宅やビルなどの建物に設置される太陽電池モジュールに関するものである。

太陽電池セルは、太陽光を電力に変換する。従来、太陽電池モジュールとして、受光面側に透明基板（ガラス）を配置し、この透明基板の裏面側に直列に接続された複数の太陽電池セルを並べて配置し、これら複数の太陽電池セルを封止樹脂にて封止して太陽電池パネルを構成し、さらにこの太陽電池パネルの周縁部にフレームを取り付けたり、裏面に端子ボックスを設けたりする構造の太陽電池モジュールが多用されている。

太陽電池セルは、内部リード線により直列に接続されている。一方、太陽電池パネルには、太陽電池セルが生成した電力を外部に取り出すために、プラス、マイナスの２本の出力ケーブルが接続される。一般的には、太陽電池パネルの裏面に端子ボックスが取り付けられ、この端子ボックス内で、太陽電池パネルから延出した内部リード線と出力ケーブルとが接続される。

すなわち、太陽電池パネルの裏面に設けられた端子ボックスから２本の出力ケーブルが延出した状態となる。この出力ケーブルは他の太陽電池モジュールや制御機器などに延びるが、その際、出力ケーブルが端子ボックスから垂れ下がっていると、他の設備と接触して傷ついたり、また作業の障害となったりする。

これに対して、従来、太陽電池パネルの裏面の所定の位置に、出力ケーブルを係合状態で保持するケーブル保持部（ケーブルクリップ）を設けることが提案されている。この提案によれば、端子ボックスから延びる出力ケーブルをケーブル保持部に保持させることで、垂れ下がることなく太陽電池パネルの裏面にて良好に引き回すことができる（例えば、特許文献１）。

特開２０００−０３１５１７号公報

しかしながら、上記特許文献１にて提案されているような構造の太陽電池モジュールにおいては、ケーブルを、両側方からバネ板で挟み込む構造である。すなわち、ケーブル１本に対してバネ板を２枚必要とするものであり、構造が複雑であるので改善が望まれていた。一方、このような構造の太陽電池モジュールにおいて、恒久的な課題として、小型化、コスト削減、作業性の向上などがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力ケーブルが安定して保持される太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールは、太陽光を電力に変換する平板状の太陽電池パネルと、太陽電池パネルに電気的に接続され、発生した電力を取り出す第１及び第２の出力ケーブルと、太陽電池パネルを囲う枠状フレームと、太陽電池パネルの裏面側にて枠状フレーム間に架け渡された補強フレームと、太陽電池パネルと補強フレームとの間に配置され、太陽電池パネルのたわみを抑制する緩衝材とを備え、緩衝材は、緩衝材本体及び出力ケーブルを保持するケーブル保持部を有し、ケーブル保持部は、緩衝材本体から延長して延びる基部と、基部に立設された中板と、弾性を有し、中板と対向して基部に立設され、中板との間に第１の出力ケーブルを挟み込んで狭持する第１のバネ板と、弾性を有し、第１のバネ板と反対側で中板と対向して基部に立設され、中板との間に第２の出力ケーブルを挟み込んで狭持する第２のバネ板とを有し、前記第１のバネ板及び前記第２のバネ板は、それぞれ立設方向に前記中板より高く延び、上端部は、それぞれ前記中板側に湾曲し、前記中板の前記第１のバネ板及び前記第２のバネ板に対向するそれぞれの面の、前記第１及び前記第２の出力ケーブルの長さ方向に所定距離離れた位置に、前記第１及び第２の出力ケーブルをさらに狭い幅で狭持する突起がそれぞれ設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、第１および第２の出力ケーブルが、長さ方向の移動を規制され、安定して保持される。

図１は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態１の組み立ての初期工程の様子を示す斜視図である。図２は、太陽電池パネルの外縁部に枠状フレームを取り付けた中間組立体に裏面から補強フレームを取り付ける様子を示す斜視図である。図３は、中間組立体への補強フレームの取り付けが完了した様子を示す斜視図である。図４は、太陽電池パネルが正圧を受けてたわんだ場合でも太陽電池パネルが補強フレームに接触しない様子を示す断面図である。図５は、緩衝材の斜視図である。図６は、緩衝材を裏面から見た斜視図である。図７は、緩衝材の上面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図９は、図８のＢ部分の拡大図であり、ケーブルをケーブル保持部に挿入する様子を示す図である。図１０は、図８のＢ部分の拡大図であり、ケーブルがケーブル保持部に保持されている様子を示す図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態１の組み立ての初期工程の様子を示す斜視図である。図２は太陽電池パネルの外縁部に枠状フレームを取り付けた中間組立体に裏面から補強フレームを取り付ける様子を示す斜視図である。図３は中間組立体への補強フレームの取り付けが完了した様子を示す斜視図である。図４は太陽電池パネルが正圧を受けてたわんだ場合でも太陽電池パネルが補強フレームに接触しない様子を示す断面図である。なお、図１は太陽電池パネルを表側から見た様子を示している。一方、図２及び図３は太陽電池パネルを裏側から見た様子を示している。

太陽電池モジュール５０は、概略矩形平板状をなし太陽光を電力に変換する太陽電池パネル２０と、発生した電力を取り出す第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２と、太陽電池パネル２０の裏面に設けられ、太陽電池パネル２０に内蔵される内部リード線と第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２とを電気接続するための端子ボックス２５と、太陽電池パネル２０の外縁部を全周にわたって囲繞する矩形枠状の枠状フレーム１０と、枠状フレーム１０に取り付けられた補強フレーム３と、太陽電池パネル２０と補強フレーム３との間に配置され、太陽電池パネルのたわみ２０を抑制する緩衝材３５とを有している。緩衝材３５は、太陽電池パネル２０裏面の補強フレーム３のある位置に固着されている。

図１に示すように、太陽電池パネル２０は、複数の太陽電池セル１５が縦横に並べられて構成され概略矩形平板状を成している。複数の太陽電池セル１５は、図示しない内部リード線により直列に接続されている。枠状フレーム１０は、対向する一対の長辺フレーム１，１と、この長辺フレーム１，１の両端部間に連結された一対の短辺フレーム２，２とから構成されている。一対の長辺フレーム１，１と一対の短辺フレーム２，２とは、相互に連結されて矩形枠状の枠状フレーム１０とされている。

図２に示すように、緩衝材３５は、例えばアルミ或いは硬質樹脂などである硬質材料にて作製され概略平板状を成し太陽電池パネル２０の裏面に固着されている。本実施の形態の特長として、緩衝材３５が、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を保持するケーブル保持部３７を有している。ケーブル保持部３７は、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を係合状態で保持する３枚の板を有している（図２，３）においては、この３枚の板を簡略化して示している）。ケーブル保持部３７の詳細は後述する。なお、本実施の形態のケーブル保持部３７は緩衝材３５に設けられているが、ケーブル保持部３７が設けられる場所は緩衝材３５に限定されるものではなく、例えば、太陽電池パネル２０の裏面に直接形成されてもよい。

長辺フレーム１，１の裏面中央部に補強フレーム３嵌合用の切り欠きがそれぞれ設けられている。補強フレーム３は、両端部をこの嵌合切り欠きに、裏面側から落とし込まれて長辺フレーム１，１に組み付けられている。補強フレーム３は、太陽電池パネル２０との間に緩衝材３５を挟む位置で、枠状フレーム１０の対向する長辺フレーム１，１に架け渡されて枠状フレーム１０に取り付けられる。

図４に示すように、緩衝材３５は所定の高さを有しており、そのため、太陽電池パネル２０と補強フレーム３との間には、所定の間隙が形成されている。そのため、太陽電池パネル２０が図中矢印Ｆのように働く正圧を受けてたわんだ場合でも、太陽電池パネル２０の裏面は補強フレーム３に接触しない。このとき、仮に緩衝材３５の高さが低いと、太陽電池パネル２０は補強フレーム３に接触してしまう。

図５は、緩衝材３５の斜視図である。図６は、緩衝材３５を裏面から見た斜視図である。図７は、緩衝材３５の上面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図９は、図８のＢ部分の拡大図であり、ケーブルをケーブル保持部に挿入する様子を示す図である。また、図１０は、ケーブルがケーブル保持部に保持されている様子を示す図である。緩衝材３５は、概略平板状を成し緩衝材本来の機能をする緩衝材本体３６と、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を保持するケーブル保持部３７とから構成されている。

ケーブル保持部３７は、緩衝材本体３６の側端から同一平面上に延長する概略平板状の基部３８と、この基部３８の上面に垂直方向に立設された中板３３と、中板３３と対向して基部３８に立設された第１のバネ板３１と、中板３３を対称の中心として、第１のバネ板３１と反対側で、中板３３と対向するようにして基部３８に立設された第２のバネ板３２とから構成されている。

第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２は、それぞれ立設方向に中板３３より高く延び、上端部は、それぞれ中板３３側に断面円弧状に湾曲している。中板３３の上辺の稜線部は、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２が振り分け易くなるように概略断面三角形状に尖っている。第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２は、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を着脱する際、所定の押圧力にて撓むように所定の弾性を有している。これに対して中板３３は所定の剛性を有している。

図９に示すように、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を２本揃えて、図の上方から押し込むと、第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２の先端部が撓んで挿入口の間隔が広がり、出力ケーブル２１，２２は、矢印Ｃのように移動してケーブル保持部３７内に保持される。この保持される位置において、第１のバネ板３１と中板３３との間隔、及び第２のバネ板３２と中板３３との間隔は、出力ケーブル２１，２２の直径より若干狭くなっているので、第１の出力ケーブル２１は、第１のバネ板３１と中板３３との間に挟み込まれて狭持され、第２の出力ケーブル２２は、第２のバネ板３２と中板３３との間に挟み込まれて狭持され、出力ケーブル２１，２２は安定して保持される。そして、第１のバネ板３１の先端と中板３３の先端との間隔、及び第２のバネ板３２の先端と中板３３の先端との間隔は、この保持される位置の間隔より、さらに若干狭くされているので、所定以上の力が加わらない限り、出力ケーブル２１，２２が飛び出してしまうことがない。

また、中板３３のそれぞれ第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２に対向する面に、出力ケーブル２１，２２の延在方向に所定距離離れた位置（中板３３の出力ケーブル２１，２２の長さ方向両端部）に、出力ケーブル２１，２２の挿入方向に延びる突起３３ａが形成されている。この突起３３ａは、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を、第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２との間で部分的さらに狭い幅で狭持する。これにより、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２は、長さ方向の移動を規制され、さらに安定して保持される。

以上のように、この実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、ケーブル保持部３７が、太陽電池パネル２０裏面に立設された中板３３と、この中板３３と対向して立設され、中板３３との間に第１の出力ケーブル２１を挟み込んで狭持する第１のバネ板３１と、この第１のバネ板３１と反対側で中板３３と対向して立設され、中板３３との間に第２の出力ケーブル２１を挟み込んで狭持する第２のバネ板３２とを有する。つまり、第１のバネ板３１及び第２のバネ板３２は、それぞれ第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２を保持する際、中板３３を共用する。

この実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、上記の構成を有することにより、第１の出力ケーブル２２及び第２の出力ケーブル２２を、ケーブル保持部３７に同時に且つ容易に装着することができる。これにより、作業性が向上するのでコストダウンを図ることができる。また、従来４枚必要であったバネ板を２枚に減らして構造が簡素化されるので、さらなるコストダウンを図ることができるとともに、板の枚数が減って小型化を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの裏面から出力ケーブルが複数本接続された太陽電池モジュールに有用である。

１長辺フレーム
２短辺フレーム
３補強フレーム
１０矩形の枠状フレーム
１５太陽電池セル
２０太陽電池パネル
２１第１のケーブル
２２第２のケーブル
２５端子ボックス
３１第１のバネ板
３２第２のバネ板
３３中板
３５緩衝材
３６緩衝材本体
３７ケーブル保持部
３８基部
５０太陽電池モジュール

Claims

太陽光を電力に変換する平板状の太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルに電気的に接続され、発生した電力を取り出す第１及び第２の出力ケーブルと、
前記太陽電池パネルを囲う枠状フレームと、
前記太陽電池パネルの裏面側にて前記枠状フレーム間に架け渡された補強フレームと、前記太陽電池パネルと前記補強フレームとの間に配置され、前記太陽電池パネルのたわみを抑制する緩衝材とを備え、
前記緩衝材は、緩衝材本体及び前記出力ケーブルを保持するケーブル保持部を有し、
前記ケーブル保持部は、前記緩衝材本体から延長して延びる基部と、
前記基部に立設された中板と、
弾性を有し、前記中板と対向して前記基部に立設され、前記中板との間に前記第１の出力ケーブルを挟み込んで狭持する第１のバネ板と、
弾性を有し、前記第１のバネ板と反対側で前記中板と対向して前記基部に立設され、前記中板との間に前記第２の出力ケーブルを挟み込んで狭持する第２のバネ板とを有し、
前記第１のバネ板及び前記第２のバネ板は、それぞれ立設方向に前記中板より高く延び、上端部は、それぞれ前記中板側に湾曲し、
前記中板の前記第１のバネ板及び前記第２のバネ板に対向するそれぞれの面の、前記第１及び前記第２の出力ケーブルの長さ方向に所定距離離れた位置に、前記第１及び第２の出力ケーブルをさらに狭い幅で狭持する突起がそれぞれ設けられている
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
前記各突起は、前記中板の立設方向に沿って延在していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。