JP5689710B2

JP5689710B2 - 太陽電池モジュールへの端子ボックスの電気接続構造

Info

Publication number: JP5689710B2
Application number: JP2011045121A
Authority: JP
Inventors: 服部　豊; 豊服部; 祐一高嶋
Original assignee: Kitani Electric Co Ltd
Current assignee: Kitani Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: JP2012182365A

Description

この発明は、太陽電池モジュールに取付られた端子ボックスの端子板に、太陽電池モジュールの太陽電池セルからの電極線（タブリード線）を接続する電気接続構造、及びその接続方法に関するものである。

太陽光発電システムは、図７に示すように、家屋の屋根等に太陽電池モジュールＭを配設し、そのモジュールＭから接続箱Ｑ、インバータＲ、分配盤Ｓを介して各種電気機器Ｅに電力供給する。その太陽電池モジュールＭは、同図に示すように全てが面一となるように配置され、端子ボックスＢを介して直列又は並列に接続する（特許文献１段落０００２、図１６〜図１７、図２２参照）。

その太陽電池モジュールＭは、図８に示すように、前面ガラス基板１上に太陽電池セル２を縦横所要個数配列し、その太陽電池セル２を透明樹脂３によって保護被覆し、その保護被覆層に裏面保護シート（バックシート）４を貼付し、その周囲をアルミニウム等のフレーム枠５によって保護した構成である（特許文献２明細書段落００２８〜同００３９、図３〜図４参照）。図中、６はシール材である。
この太陽電池モジュールＭの裏面に、そのモジュールＭを他のモジュールＭに接続すると共に、上記接続箱Ｑに接続するための端子ボックス（ジャンクションボックス）Ｂがシール材による水密性を維持して接着等によって固定される。
各太陽電池セル２同士、及びその太陽電池セル２と端子ボックスＢとの電気接続は、例えば、図９（ａ）、（ｂ）に示すように構成される。

端子ボックスＢは、通常、この発明の実施形態を示す図２、図３に示すように、ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭの太陽電池セル２からの電極線（タブリード線）ａが電気接続される複数の端子板１２を並べて配設し、その隣り合う各端子板１２、１２の間に逆流防止用ダイオード１３を設け、両端の端子板１２、１２にはボックス本体１１の側壁を貫通した外部接続用ケーブルＰを接続したものである。

その太陽電池モジュールＭの電極線ａと端子板１２との電気接続は出力リード線Ｔによって行われており、その出力リード線Ｔの一端を電極線ａに半田付けによって電気接続し、その他端を、端子板１２にねじ止めしたり（特許文献３図６の符号２３ｂ参照）、半田付けしたり（特許文献３図１の符号２３ｂ参照）して接続している。

特開２００５−２２４０３６号公報特開２０１０−４０６８号公報特開２００６−２９４６４６号公報特開２００９−２０６４１６号公報

上述のように、出力リード線Ｔの電極線ａ及び端子板１２との何れの電気接続においても、その接続は半田付け又はビス止めによって行っている。
この半田付け及びビス止め作業は、煩雑であり、その改善が望まれている。

この発明は、その半田付け作業を極力少なくすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、太陽電池モジュールＭの電極線ａと端子ボックスＢの端子板１２との接続作業時、既に、その電極線ａは太陽電池セル２に接続されていることから、その電極線ａと端子ボックスＢのみの接続であることに着目し、その接続作業が容易なカシメによることとしたのである。
カシメは、カシメ工具でもって容易に行い得るため、作業性の良いものである。また、圧着接続のため、接続信頼性も高いものである。

この発明の具体的な構成は、太陽電池モジュールに取付られた端子ボックスの端子板に、太陽電池モジュールの太陽電池セルからの電極線を接続する電気接続構造において、前記端子板の接続端子部は、電極線の端子部が当てがわれる平板片状と、その平板片の側縁から立ち上がった挟持爪とから成り、その平板片状接続端子部に電極線の端子部を当てがい、前記挟持爪をその電極線の端子部上にカシメて端子板と電極線を接続した構成を採用することができる。

この構成において、上記電極線は、太陽電池セルからの電極線であっても、その電極線に接続された出力リード線であっても良い。後者の出力リード線は電極線の一部だからである。

この接続構造は種々の接続方法によって行うことができるが、例えば、上記平板片状接続端子部に電極線の端子部を当てがい、上記挟持爪をその電極線上にカシメて端子板と電極線を接続する構成を採用することができる。

この発明は、以上のように、太陽電池モジュールＭの電極線と端子板との電気接続をカシメによって接続するようにしたので、その接続が容易となる。このため、端子ボックスの設置作業性が向上する。

この発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態の裏面側斜視図同実施形態の端子ボックスの要部斜視図図２の切断正面図図２の要部拡大斜視図タブリード線の接続説明図リード線の製作説明用平面図リード線の製作説明用平面図リード線の製作説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸーＸ線断面図リード線の製作説明用平面図太陽光発電システムの概略図太陽電池モジュールの切断正面図（ａ）は太陽電池モジュールのセル配置図、（ｂ）はそのセルの電気配線図

この発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールＭを図１に示し、この太陽電池モジュールＭは、従来と同様に、前面ガラス基板１上に太陽電池セル２を縦横所要個数配列し、その太陽電池セル２を透明樹脂３によって保護被覆し、その保護被覆層に裏面保護シート（バックシート）４を貼付し、その周囲をアルミニウム等のフレーム５枠によって保護した構成である。
この太陽電池モジュールＭの裏面に、図１に示すように、そのモジュールＭを他のモジュールＭに接続すると共に、上記接続箱Ｑに接続するための端子ボックスＢがシール材による水密性を維持してモジュールＭの裏面に接着等によって固定される。

この端子ボックスＢは、図２〜図４に示すように、上面開口のポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）樹脂又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂製四角形状ボックス本体１１内に、太陽電池モジュールＭの平帯状のプラスタブリード線ａ及びマイナスタブリード線ａに電気接続される対の端子板１２（２枚の端子板１２）を並列に配設している。両端子板１２、１２間には逆流防止用（バイパス）ダイオード１３が設けられている。

端子板１２は、ボックス本体１１の射出成形時にインサートされてボックス本体１１と一体になって、その一端１２ａがボックス本体１１の底板から立ち上げた接続座１４に至っている。この接続座１４の上側平面上の端子板一端１２ａは、平板片状１４ａとなってその側縁両側から挟持爪１４ｂが立ち上がっている。その挟持爪１４ｂの先端部は、図４に示すように基部に対して幅広となっているとともに、図５に示すように、その外側面が前記基部に向かって外側に向かう傾斜面となっている。この平板片状接続端子部１４ａに、図５（ａ）に示すように、電極線ａに接続された平帯状出力リード線Ｔをその帯状表面で当てがい、カシメ工具１８でもってその両挟持爪１４ｂ、１４ｂを押し下げ出力リード線Ｔにカシメて端子板１２と電極線ａを出力リード線Ｔを介して接続する（同図（ｂ））。この接続作業を各端子板１２について行い、太陽電池モジュールＭの各電極線ａと端子ボックスＢの各端子板１２を接続する（図４参照）。このカシメ時の受座は接続座１４が担う。

出力リード線Ｔ及び電極線ａは、例えば、錫メッキ銅、半田メッキ銅等からなり、端子板１２は真鍮などの銅合金等の放熱性の高い導電材を使用している。

この出力リード線Ｔは、図６ａ〜図６ｄに示すように、まず、帯状片からその出力リード線Ｔの導体部３０が両端の帯状キャリア部３１からその長さ方向に交互に位置するように打ち抜き（同図ａ）、その打ち抜き帯状片の中央部の表裏両面に絶縁フィルム（テープ）３２を貼付する（同図（ｂ））。その導体部３０の中央部への絶縁フィルム３２の貼付範囲は、その貼付による絶縁被覆範囲が上記バックシート４等との電気絶縁を担保するために必要十分なものとする。絶縁フィルム３２は、ポリイミド等の耐熱性、耐久性、絶縁性に優れたものを使用する。

つぎに、その絶縁フィルム３２付帯状片の各出力リード線導体部３０間の絶縁フィルム３２にスリット３２ａを入れることによって、各出力リード線Ｔの絶縁フィルム３２を切り離し（同図（ｃ））、両側のキャリア部３１を離すことによって、各キャリア部３１に出力リード線Ｔがその長さ方向に等間隔に設けられたものを得る（同図（ｄ））。このとき、各出力リード線導体部３０間には間隙Ｓが形成されているため、その間隙Ｓにおいては、出力リード線導体部３０の中央部表裏両面に貼付した両絶縁フィルム３２、３２が互いに接合する。このため、その接合した両絶縁フィルム３２、３２によって両出力リード線導体部３０、３０の側端面の絶縁性が確実となる。

この出力リード線Ｔは、キャリア部３１から切り離して、裏面保護シート４を保護被覆層に貼付する前に上記電極線ａに半田接続され、その貼付時、裏面保護シート４の孔からシート４表面に導き出される（図８参照）。その半田接続は、出力リード線Ｔの端末に半田を載せて溶融させる、通常の手段を採用したり、その端末に厚めの半田鍍金を予め施しておき、その半田鍍金を小手等で溶融させる手段を採用したりすることができる。

ボックス本体１１下側（図１下側）両端には２本の外部接続用ケーブルＰが接続され、このケーブルＰの他端にはそれぞれ雄コネクタ２１又は雌コネクタ２２が設けられ、これらの雌又は雄コネクタ２１、２２は、隣の端子ボックスＢの雄又は雌コネクタ２１、２２に接続される。

ボックス本体１１の上面開口にはＰＰＯ樹脂又はＰＰＥ樹脂製のカバー１５を防水リング１６を介し嵌着して防水性とする。ボックス本体１１内にはシリコーン樹脂などを適宜に充填する。ボックス本体１１の裏面はシボ加工し、その裏面の接着テープ（図示せず）でもって端子ボックスＢを太陽電池モジュールＭの裏面に固定する。

その太陽電池モジュールＭ裏面に端子ボックスＢを固定するには、裏面保護シート４表面に導き出された出力リード線Ｔを、端子ボックスＢの底面透孔１１ａからボックスＢ内に導き入れつつ、端子ボックスＢを太陽電池モジュールＭ裏面（裏面保護シート４表面）に接着等によって固定する。
端子ボックスＢ内の導き入れた出力リード線Ｔは、図２〜図４に示すように、その導入端を端子板１２の一端１２ａに接続する。この接続は、上記のように、図５に示すカシメによる。

なお、上記実施形態では、出力リード線Ｔの絶縁被覆を絶縁フィルム３２の貼付により形成したが、絶縁材の塗布等の他の種々の手段を採用することができる。また、絶縁フィルム３２には、上記従来使用の絶縁テープ（フィルム）も支障がない限りにおいて含まれる。さらに、絶縁被覆にポリイミドを使用すれば、シリコーン樹脂充填を省略しても支障がないようにし得るが、その充填を行っても良いことは勿論である。
また、端子ボックスＢの態様は、上記の実施形態に限らず、特許文献４図２、図5に記載の３個以上の端子板１２を有する各種のものに採用できることは勿論である。

Ｂ端子ボックス
Ｍ太陽電池モジュール
Ｔ出力リード線
ａタブリード線（電極線）
１１端子ボックス本体
１２端子板
１２ａ端子板一端（接続端子部）
１３逆流防止用（バイパス）ダイオード
１４ａ平板片状接続端子部
１４ｂ挟持爪
１８カシメ工具
３０出力リード線導体部
３１帯状片のキャリア部
３２リード線用絶縁フィルム（絶縁被覆）
３２ａ絶縁フィルムのスリット

Claims

太陽電池モジュール（Ｍ）に取付られた端子ボックス（Ｂ）の端子板（１２）に、前記太陽電池モジュール（Ｍ）の太陽電池セル（２）からの平帯状電極線（Ｔ）を接続する電気接続構造であって、
上記端子板（１２）の接続端子部（１２ａ）は、ボックス本体（１１）の底板から立ち上げた接続座（１４）の上側平面上の上記電極線（Ｔ）の端子部が当てがわれる平板片部（１４ａ）と、その平板片部（１４ａ）の両側縁から立ち上がった対の挟持爪（１４ｂ）とから成って、その挟持爪（１４ｂ）の先端部は基部に対して幅広となっているとともにその外側面が前記基部に向かって外側に向かう傾斜面となっており、前記平板片状接続端子部（１４ａ）に電極線（Ｔ）の端子部をその帯状表面で当てがい、前記対の挟持爪（１４ｂ）を上記接続座（１４）を受座として前記電極線（Ｔ）の端子部上にカシメてその挟持爪（１４ｂ）の前記先端部を電極線（Ｔ）の端子部に押し当てて、端子板（１２）と電極線（Ｔ）を接続したことを特徴とする太陽電池モジュールへの端子ボックスの電気接続構造。
請求項１に記載の太陽電池モジュールへの端子ボックス（Ｂ）の電気接続構造をなす接続方法であって、上記平板片状接続端子部（１４ａ）に電極線（Ｔ）の端子部をその帯状表面で当てがい、上記対の挟持爪（１４ｂ）を、その先端部からカシメ工具（１８）により押し下げ、上記接続座（１４）を受座として電極線（Ｔ）上にカシメて、端子板（１２）と電極線（Ｔ）を接続することを特徴とする太陽電池モジュールへの端子ボックスの電気接続方法。