JP5726132B2 - 太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの端子ボックスへのポッティング材（シリコン系絶縁樹脂）の塗布（ポッティング）において、充填されるポッティング材の気泡、液面高さのムラ、及び回路構成部材の露出を防ぐ方法に関する。

従来の太陽電池モジュールの端子ボックスへのポッティング方法に関しては、特許文献１に開示されるように、工数低減を目的とした端子ボックス取り付けと、ポッティング材充填とを自動化した組立装置がある。また、特許文献２、３に開示されるように、端子ボックス本体の底部又は側壁にエア抜き孔を設けることによって、ポッティング材充填時に端子ボックス本体内空間の空気をエア抜き孔から外へ逃がす構造がある。

特開２００１−２２３３８２号公報 特許第４３８４２４１号公報 特許第４７７４１３６号公報

太陽光発電システムは家屋の屋根上に敷設した複数の太陽電池モジュールからの直流電流を、インバータを介して電気製品に供給する。太陽電池モジュール裏側から導出された出力取り出し線は、端子ボックス内部に配置された端子に接続されており、端子ボックスからの配線ケーブルにより、複数の太陽電池モジュールは、直列又は並列に接続されている。

太陽電池モジュールの一部の太陽電池セルが陰となり、未発電状態となると、この太陽電池セルに他の発電している太陽電池セルからの逆方向の電流が流れ、セルを損傷する可能性がある。これを防ぐために太陽電池セルには逆流電流防止用のバイパスダイオードを接続する。太陽電池セルからの逆方向の電流は、バイパスダイオードによってバイパスされることにより、陰となったセルが損傷することを防止する。太陽電池セルからの逆方向の電流がバイパスダイオードに通電した際、バイパスダイオードは発熱する。

端子ボックスは、熱伝導性に優れるシリコン系樹脂でポッティングされる。ポッティング材は、絶縁、耐湿性能を備えており、端子ボックス内の端子同士がポッティング材を通じて短絡することはない。

バイパスダイオードが発熱した際には、ポッティング材を通じて放熱される。ポッティング材は、回路構成部材と端子ボックスの内壁面とに隙間無く充填されている。放熱によりバイパスダイオードの破壊や断線を防止する。

放熱性向上を目的として端子ボックスの開口面積を拡大したり、放熱板にフィン形状を設けたりする場合や、バイパスダイオードの設置位置が適切ではなかった場合には、端子ボックスの内側に充填されるポッティング材に気泡が生じたり、液面高さにムラが生じたり、回路構成部材が露出したりして、絶縁・放熱性能が損なわれる懸念がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、気泡の発生を抑え、液面高さを均一にしつつ回路構成部分の露出を防止する太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池モジュールから出力電流を取り出すための端子ボックスの内部にポッティング材を充填する太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法であって、ポッティング材を吐出するノズルを有する吐出ヘッドを端子ボックスの上方に配置する工程と、太陽電池モジュールの面上に２次元または３次元の軌跡を描くように、端子ボックスの上方に配置した吐出ヘッドと太陽電池モジュールとの相対的な移動を行いつつ、ノズルからポッティング材を吐出する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、気泡、液面高さのムラ及び構造部材の露出を抑え、ポッティング材による絶縁性能及び放熱性能の低下を防止できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法の実施の形態に適用されるポッティング装置の吐出ヘッドの斜視図である。 図２は、吐出ヘッドの下方に裏面を上にして太陽電池モジュールを配置した状態を示す図である。 図３は、端子ボックスの内部構造及び吐出ヘッドの移動軌跡を示す図である。 図４は、ノズルに対して循環軌跡を描くように太陽電池モジュールを移動させる状態を示す図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法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．
図１は、本発明にかかる太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法の実施の形態に適用されるポッティング装置の吐出ヘッドの斜視図である。吐出ヘッド１０は、ミキシングヘッド１１、スタティックミキサー回転用モータ１２及びノズル１３を有する。２液硬化型のポッティング材を用いる場合、ミキシングヘッド１１でポッティング材が混合され、ノズル１３を軽油して端子ボックスへ注入される。ノズル１３には螺旋状の回転羽根（スタティックミキサー）が入っており、スタティックミキサー回転用モータ１２でミキサーシャフトを回転させ、２液を攪拌しながらポッティング材を吐出する。

吐出ヘッド１０は、ポッティング装置においてＸＹ方向に移動できるサーボモータ駆動式となっており、Ｘ方向の移動及びＹ方向の移動の組み合わせにより、ノズル１３の先端に同じ箇所を繰り返し通過する循環軌跡を描かせることができる。循環軌跡は、環状や８の字状などの単純な形状のみならず、より複雑な形状の軌跡であっても良い。

図２は、吐出ヘッドの下方に裏面を上にして太陽電池モジュールを配置した状態を示す図である。太陽電池モジュール２０は、出力取り出し線に端子ボックス２１が取り付けられてはんだ付けによって接続されている。端子ボックス２１の中には、ポッティング材を吐出する際に気泡や液面高さのムラあるいは構成部材の露出が発生しないように、端子ボックス２１の内側の領域でノズル１３の先端に循環軌跡を描かせながらポッティング材を注入する。

図３は、端子ボックスの内部構造及び吐出ヘッドの移動軌跡を示す図である。端子ボックス２１は、太陽電池モジュール２０内で直列に接続された複数の太陽電池セルを列の前後方向から挟んで複数のグループに分けるように太陽電池セルの列に接続された複数の出力端子（端子板）３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、出力端子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ間を橋絡する逆負荷時バイパス用の整流素子としてのバイパスダイオード３４ａ、３４ｂと、バイパスダイオード３４ａ、３４ｂを搭載する良熱伝導性の放熱板に接続された放熱フィン３３ａ、３３ｂ、３３ｃとを収容している。まず、吐出ヘッド１０を端子ボックス２１の上方に配置する。ポッティング材の吐出が開始されると同時に、端子ボックス２１の中心部を始点として、図３中に矢印で示すように循環軌跡を描くように吐出ヘッド１０を動かしつつ、ポッティング材を注入する。気泡の発生や、液面高さの低下、構造部材の露出が予想される部分（出力端子３２ａ、３２ｂ、３２ｃの先端部、放熱フィン３３ａ、３３ｂ、３３ｃの溝部分、バイパスダイオード３４ａ、３４ｂの周辺部）の近傍を吐出ヘッド１０が通過する際には、吐出ヘッド１０の移動速度を落としたり、上下（Ｚ方向）に移動させたりすることで気泡や液面高さのムラ、構造部材の露出の発生を防止する。循環軌跡を描くように吐出ヘッド１０を移動させることにより、同じ箇所に繰り返しポッティング材を供給できるため、構造部材の露出の発生を抑制する効果を高めることができる。

特に、バイパスダイオード３４ａ、３４ｂの直上に通過ポイント３５ａ、３５ｂを設け、バイパスダイオード３４ａ、３４ｂの上方を吐出ヘッド１０が通過するように軌跡を設定する。

また、内壁のリブ３０によって狭くなった端子ボックス２１のコーナ部（図３で右上に位置するコーナ部）には、ポッティング材が回り込みにくいため、このコーナの近傍に一時停止ポイント３６を設け、吐出ヘッド１０を一時停止させることにより、ポッティング材の供給量を増やして回り込み性を改善する。

本実施の形態によれば、気泡や液面高さのムラ、構造部材の露出を発生させることなくポッティング材を端子ボックスに充填でき、太陽電池出力端子周辺を確実に樹脂封止し、品質を安定化することができる。

なお、上記の説明においては、循環軌跡を描くように吐出ヘッド１０を移動させる場合を例としたが、吐出ヘッド１０の位置は固定とし、ノズル１３の下方に配置した太陽電池モジュール２０を、循環軌跡を描くように移動させても良い。図４は、ノズルに対して循環軌跡を描くように太陽電池モジュールを移動させる状態を示す図である。さらに、ポッティング中に吐出ヘッド１０の位置を固定しないのであれば、吐出ヘッド１０は必ずしも循環軌跡を描くように移動させる必要はなく、渦巻き状の軌跡やミアンダ状の軌跡を描くように移動させることも可能である。

このように、本実施の形態においては、端子ボックスにポッティング材をノズルでポッティングする際に、目的とする塗布範囲に隙間無くポッティング材を回り込ませるために、ノズル位置を固定することなく移動させる。また、ノズルの移動軌跡は、内壁の入り組んだ部分や放熱フィンが設置された部分などのポッティング材が回り込みにくい部分やダイオード、端子台先端などの構造物に対し、絶縁距離（ポッティング材を介しての短絡を発生させない距離）を確保してポッティング材を塗布するにあたり、構成部材の上方にノズルを通過させたり、ポッティング材が回り込みにくい部分の近傍でノズルを一時停止させて、局所的に塗布量を増やしたりすることにより、気泡や液面高さのムラ、構造部材の露出を防止できる。

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法は、気泡や液面高さのムラ、構造部材の露出を発生させることなくポッティング材を端子ボックスに充填できる点で有用であり、特に、端子ボックスの開口面積が大きくなる大型の太陽電池モジュールの製造時への適用に適している。

１０ 吐出ヘッド
１１ ミキシングヘッド
１２ スタティックミキサー回転用モータ
１３ ノズル
２０ 太陽電池モジュール
２１ 端子ボックス
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 出力端子
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 放熱フィン
３４ａ、３４ｂ バイパスダイオード
３５ａ、３５ｂ 通過ポイント
３６ 一時停止ポイント

Claims (4)

1. 太陽電池モジュールから出力電流を取り出すための端子ボックスの内部にポッティング材を充填する太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法であって、
   前記太陽電池モジュール内で直列に接続された複数の太陽電池セルを複数のグループに分けるように前記太陽電池セルの列に接続された複数の端子板と、前記端子板間を橋絡する複数の逆負荷時バイパス用の整流素子と、該整流素子を搭載する放熱板に接続された放熱フィンとを収容した前記端子ボックスの上方に、前記ポッティング材を吐出するノズルを有する吐出ヘッドを配置する工程と、
   前記太陽電池モジュールの面上に２次元または３次元の軌跡を描くように、前記端子ボックスの上方に配置した前記吐出ヘッドと前記太陽電池モジュールとの相対的な移動を行いつつ、前記ノズルから前記ポッティング材を吐出させ、前記ノズルが前記端子板、前記整流素子及び前記放熱フィンの近傍を通過する際に、前記相対的な移動の速度を低下させる工程と、を有することを特徴とする太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法。
2. 前記相対的な移動の軌跡は、前記太陽電池モジュールの面上の同じ箇所を繰り返し通過する循環軌跡であ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端子ボックスへのポッティング方法。
3. 前記ノズルが前記整流素子の直上を通過するように、前記相対的な移動を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法。
4. 前記端子ボックスのコーナ近傍で前記吐出ヘッドを一時停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール端子ボックスへのポッティング方法。

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