JP6062819B2 - Terminal box - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスに関する。 The present invention relates to a terminal box that constitutes an output part of a solar cell module that constitutes a photovoltaic power generation system.
太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスは、一面が開放した箱体に端子台やバイパスダイオード、出力ケーブル等で構成される回路構成部分の充電部(回路部)が収められている。回路構成部分の充電部は、ポッティング材(充填材)を充填することによって埋設されている。 The terminal box that constitutes the output part of the solar cell module has a charging part (circuit part) of a circuit constituent part constituted by a terminal block, a bypass diode, an output cable, etc. in a box that is open on one side. The charging part of the circuit constituent part is embedded by filling a potting material (filler).
特許文献1には、金属材料で構成した内側カバーと、耐候性のある樹脂からなる外側カバーとを有する二重構造のボックスカバーで箱構造の開放部分を被覆する技術が開示されている。
上記従来の技術は、回路構成部分の充電部で発熱があっても、充電部は箱体の外壁からは隔離しているため箱体の外殻は熱変形し難く、ボックスカバーも金属材料の内側カバーと耐候性のある樹脂からなる外側カバーとによる二重構造であるため、熱変形しにくい構造ではあるが、太陽電池セルの出力電流はその面積に比例するため、太陽電池セルが大型化するとバイパスダイオードの温度上昇がより大きくなる。これを防ぐために、充填材や端子台の表面積や体積を増やし、放熱効率を高めるなどの手法がとられている。しかしながら、こうした手法をとることは、端子ボックスの大型化やコストアップという問題を伴う。 In the above conventional technique, even if the charging part of the circuit component part generates heat, the charging part is isolated from the outer wall of the box, so that the outer shell of the box is hardly thermally deformed, and the box cover is also made of a metal material. Although it has a double structure consisting of an inner cover and an outer cover made of weather-resistant resin, it is a structure that is difficult to thermally deform, but the output current of the solar cell is proportional to its area, so the solar cell is enlarged Then, the temperature rise of the bypass diode becomes larger. In order to prevent this, techniques such as increasing the surface area and volume of the filler and the terminal block and increasing the heat radiation efficiency are taken. However, taking such a method involves problems such as an increase in the size and cost of the terminal box.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路構成部分の発熱による熱変形が起きにくく、太陽電池モジュールの製造コストの低減や量産性を損なうことのない太陽電池モジュール用の端子ボックスを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a terminal box for a solar cell module that does not easily cause thermal deformation due to heat generation of circuit components and does not reduce the manufacturing cost of the solar cell module or impair mass productivity. The purpose is to obtain.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池パネルを有する太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスであって、太陽電池パネルが発電した電力を外部へ出力するための出力リード線との接続部を有する複数の端子台と、複数の端子台を接続するバイパスダイオードとを含む回路部と、太陽電池パネルへの取付面と対向する面が開放された箱状であり、回路部を収納するボックス本体と、回路部を覆うようにボックス本体内に充填される充填材と、平板状の外側カバーと、凹凸を有し、外側カバーよりも表面積が大きい金属製の内側カバーとを含み、外側カバーが内側カバーの上からボックス本体の開放面を覆うようにボックス本体に装着されるボックスカバーとを備え、内側カバーを、充填材に密着して配置して、回路部で発生した熱を凹凸の部分から放熱するようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a terminal box that constitutes an output unit of a solar cell module having a solar cell panel, and outputs the electric power generated by the solar cell panel to the outside. And a circuit portion including a plurality of terminal blocks having a connection portion with an output lead wire, a bypass diode connecting the plurality of terminal blocks, and a box shape in which a surface facing a mounting surface to the solar cell panel is opened A box body that houses the circuit part, a filler that fills the box body so as to cover the circuit part, a flat outer cover, and a metal that has irregularities and has a larger surface area than the outer cover. A box cover that is attached to the box body so that the outer cover covers the open surface of the box body from above the inner cover, and the inner cover is in close contact with the filler. And location, is characterized in that so as to dissipate heat generated in the circuit portion from the portion of the irregularity.
本発明によれば、回路構成部分の発熱による熱変形の発生を防止し、太陽電池モジュールの製造コストの低減を図り、量産性を高めることができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that generation | occurrence | production of the thermal deformation by the heat_generation | fever of a circuit structure part can be prevented, the manufacturing cost of a solar cell module can be reduced, and mass productivity can be improved.
以下に、本発明にかかる端子ボックス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。 Embodiments of a terminal box according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかる端子ボックスの分解斜視図であり、回路構成部分の充電部をポッティングする前の状態を示す。図2は、太陽電池パネルに取り付けた端子ボックスの縦断面図であり、ボックスカバーを外した状態を示す。図3は、端子ボックスの平面図であり、ボックスカバーを外した状態を示す。図4は、端子ボックスの横断面図であり、外側カバーを外した状態を示す。図5は、内側カバーの取り付け手順を示す図であり、図5(a)は、突起に内側カバーの平板部を引っ掛け、内側カバーの平板部に形成された小孔に小突起を嵌め込む途中の状態を示し、図5(b)は、内側カバーがボックス本体に取り付けられた状態を示す。
Embodiment.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a terminal box according to an embodiment of the present invention, showing a state before potting a charging part of a circuit component. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the terminal box attached to the solar cell panel, showing a state in which the box cover is removed. FIG. 3 is a plan view of the terminal box, showing a state in which the box cover is removed. FIG. 4 is a cross-sectional view of the terminal box, showing a state where the outer cover is removed. FIG. 5 is a diagram showing a procedure for attaching the inner cover. FIG. 5 (a) shows a state in which the flat portion of the inner cover is hooked on the protrusion and the small protrusion is fitted into the small hole formed in the flat portion of the inner cover. FIG. 5B shows a state in which the inner cover is attached to the box body.
端子ボックス40は、太陽電池モジュール50の出力部を構成する。端子ボックス40は、図1に示すように、ボックス本体2とボックスカバー3とを含んで構成されている。図2に示すように、ボックス本体2は、回路構成部分を収め、太陽電池パネル1の裏面に接着等により密着して取り付けられる。ボックス本体2は、ABS樹脂やm−PPE樹脂などの難燃性及び耐候性に富む樹脂を材料として、取付面4に対向する側が開放した方形の箱構造に一体成形されている。ボックスカバー3は、0.5mm程度の厚さのステンレス材や防錆処理が施された鋼板で構成された内側カバー15と、ABS樹脂やm−PPE樹脂などの難燃性及び耐候性に富む樹脂で成形された外側カバー16とを有する二重構造である。内側カバー15は、平板部15aと波板部15bとを組み合わせた形状を有し、外形は外側カバー16とほぼ同じ大きさであるが、波板部15bが凹凸をなすことにより、表面積は外側カバー16よりも大きくなっている。内側カバー15の平板部15aには、小孔20が形成されている。
The
ボックス本体2には、四周の外壁構造5から周囲に空間をおいて隔離した内部に、充電部収納部6が四周に画成されている。すなわち、ボックス本体2は、太陽電池パネルへの取付面を囲む側面が二重壁構造となっている。充電部収納部6は、立さ寸法が外壁構造5よりも低くなるように形成され、充電部収納部6と外壁構造5の内壁との間は、縦横の複数本のリブ7で繋がっている。外壁構造5の長い方の面の一方には、出力リード線8の引出口9が二つ並んで設けられている。出力リード線8は、太陽電池モジュール50で発生した電力を外部へ出力するためのケーブルである。外壁構造5の短い方の面には、内壁面に間隔をおいて二個の係合凹部10が設けられている。充電部収納部6の各引出口9に対応する位置には、出力リード線8を挿通させる孔が設けられている。
In the box
図5に示すように、外壁構造5の長い方の面の一方には、突起21が形成されており、対向する側の充電部収納部6の頂部には小突起19が形成されている。充電部収納部6の四周の頂部は、小突起19以外は同じ高さとなるように形成される。外側カバー16の短辺の両方には、ボックス本体2の係合凹部10に嵌合できる樹脂部材17が形成されている。また、外壁構造5の先端近傍には、段部18が形成されている。すなわち、段差18aを境にして、外壁構造5の内面側18bは、外面側18cよりも低くなっている。
As shown in FIG. 5, a
充電部収納部6の底面には、太陽電池パネル1の引き出し線に接続された端子台12a,12cと、太陽電池パネル1の横タブ線に接続された端子台12bとが設置されている。太陽電池パネル1内の太陽電池セル(太陽電池ストリング)に逆電流が流れることを防止するバイパスダイオード13aは、端子台12aと端子台12bとに跨って実装される。一方、バイパスダイオード13bは、端子台12bと端子台12cとに跨って実装される。端子台12a,12cには、出力リード線8が接続される。
Terminal blocks 12 a and 12 c connected to the lead wires of the
このように、回路構成部分は、端子台12a〜12cとバイパスダイオード13a,13bと出力リード線8とを含み、端子台12a〜12cとバイパスダイオード13a,13bとの接続部及び出力リード線8と端子台12a,12cとの接続部等の充電部11(回路部)が充電部収納部6に収納される。
As described above, the circuit component includes the
充電部収納部6に充電部11を収納した後に、充電部収納部6内には充電部11を完全に覆うように充填材14が充填される。充填材14としては、難燃性の材料、例えば、UL94規格のV0グレードの材料を用いることが好ましい。UL94規格のV0グレードの二液混合型シリコンポッティング材が難燃性、放熱性、充填性の点で好適である。
After storing the
内側カバー15は、充填材14の硬化前に充電部収納部6の開放部に被せられる。この際には、突起21に内側カバー15の平板部15aの端部を引っ掛け(図5(a))、内側カバー15の平板部15aに形成された小孔20に小突起19をはめ込む(図5(b))。なお、構造の理解を容易とするために、図5では充填材14の図示は省略している。このように構成することにより、ネジ止めを用いることなく内側カバー15を充電部収納部6の上に固定することができる。
The
図6は、端子ボックスの横断面図である。図7は、端子ボックスの縦断面図である。図6は、図7におけるVI−VI線に沿った断面を示し、図7は、図6におけるVII−VII線に沿った断面を示す。なお、構造の理解を容易とするために、図6、図7では図示は省略しているが、充電部収納部6の内側には充填材14が充填されている。図6に示すように、内側カバー15の平板部15aと波板部15bの底面側とは同じ高さとなるように形成される。この内側カバー15を、充電部収納部6の四周の頂部の上に被せることにより、充電部は本体2の底面と、充電部収納部6の四周と、内側カバー15とにより六面を囲われる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the terminal box. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the terminal box. 6 shows a cross section taken along the line VI-VI in FIG. 7, and FIG. 7 shows a cross section taken along the line VII-VII in FIG. In order to facilitate understanding of the structure, although not shown in FIGS. 6 and 7, a
図6の視点では、充電収納部6の間隔と内側カバー15の幅はほぼ等しくなっている。図7の視点では、充電収納部6の間隔よりも内側カバー15の幅は広くなっており、充電収納部6の頂部に内側カバー15が乗せられる。
From the viewpoint of FIG. 6, the interval between the charging
ここで、内側カバー15の中心付近に平板部15aを設けることにより、上下方向の位置が決まるので、充電収納部6と小突起19と突起21とにより内側カバー15を上下方向に緩み無く固定することができる。また、内側カバー15の固定部以外を波板部15bのような波板形状とすることにより、内側カバー15の表面積を大きくすることができる。
Here, since the position in the vertical direction is determined by providing the
内側カバー15は、平板部15aで充電部収納部6と小突起19と突起21とにより上下方向が固定され、外壁構造5の内面と充電部収納部6と小突起19とにより横方向が固定されている。充填材14と内側カバー15の平板部の内面は密接し、小突起19と小孔20との嵌め合いにより、内側カバー15は拘束され、ボックス本体2に固定された状態となる。ここで、平板部15aに小孔20を設けることにより、穴開け加工が容易となり、小突起19と小孔20とを容易に固定することができる。
The
外側カバー16は、充填材14の硬化後に、内側カバー15を覆うようにボックス本体2の開放部に被せられる。外側カバー16は、一方の長辺の樹脂部材17を係合凹部10に嵌め、もう一方の長辺の樹脂部材17を係合凹部10に嵌めて、ボックス本体2に装着される。外側カバー16の周縁部分が段部18に嵌ることにより、充電部収納部6の水密が保持されている。すなわち、外側カバー16と外壁構造5との隙間が、段差18a及び外面側18cに沿って屈曲することで、端子ボックス40に水密性が付与されている。外側カバー16と内側カバー15とは密着せず、両者間には1mm程度の隙間ができるようになっている。
The
端子ボックス40は、バイパスダイオード13a,13bなどによる発熱が充電部11で発生しても、ボックス本体2の外壁構造5と充電部収納部6との間に隙間があり、断熱されるため、ボックス本体2の外壁構造5に熱変形は生じない。そして、ボックスカバー3は、金属材料でできた内側カバー15と難燃性の樹脂でできた外側カバー16との二重構造であるため、熱変形することは事実上なくなる。したがって、直・並列に複数接続したダイオードをバイパスダイオードとして用いることによりバイパスダイオードに流れる電流を小さくしたり、充填材や端子台の表面積や体積を増やしたり、太陽電池セルの面積を小さくするなどしなくても太陽電池モジュール50を構成でき、端子ボックス40の大型化やコストアップ、量産性の低下といった問題が発生しないようにできる。また、バイパスダイオード13a,13bの選定が容易となり、太陽電池セルの大径化が可能となる。
Since the
また、充電部11の発熱は、充填材14に伝熱され、充填材14に密接している内側カバー15に伝熱され、内側カバー15の放熱フィン機能によって放熱される。外側カバー16と内側カバー15との間には隙間が確保されているので、外側カバー16への熱の影響は小さい。内側カバー15は、外側カバー16の内側にあり、ステンレス板又は防錆処理が施された鋼板(例えば亜鉛めっき鋼板)で形成されているため、実使用環境においても長期にわたり端子ボックスとしての機能を維持できる。ボックスカバー3が二重構造であることにより、充電部11の防水性や防埃性についても長期にわたり確保できる。
Further, the heat generated by the charging
実施の形態に係る端子ボックス40は、内側カバー15が金属製であるため、蓋表面からの放熱が良く、バイパスダイオード13a,13bからの発熱による端子ボックス全体の温度上昇を小さくできる。
In the
また、金属製の内側カバー15に波板部15bを設けたことにより、放熱面積が広くなるため、バイパスダイオード13a,13bの熱を効率良く放熱でき、バイパスダイオード13a,13bの温度上昇を小さく抑えられ、信頼性が向上する。なお、波板部15bを設ける代わりに、内側カバー15の表面に複数の突起を設けるなどして内側カバー15の表面積を拡大しても、同様の効果が得られる。
Further, since the
また、充填材14の硬化前に金属製の内側カバー15を取り付けることにより、充填材14と内側カバー15とが密接し、バイパスダイオード13a,13bの熱を効率良く放熱でき、バイパスダイオード13a,13bの温度上昇を小さく抑えられ、信頼性が向上するとともに、表面積が小さいために熱が籠もりやすい比較的小容量のダイオードをバイパスダイオード13a,13bとして使用することが可能となり、端子ボックスの小型化が可能となる。
Further, by attaching the metal
また、内側カバー15の一部を平板形状の平板部15aとし、平板部15aに小孔20を設けることで、小突起19との嵌合によって内側カバー15をボックス本体2に固定でき、ねじ止めが不要となり、構造も簡単で製造が容易となる。
Further, a part of the
以上のように、本発明にかかる端子ボックスは、充電部で発生した熱を効率良く放熱できる点で有用である。 As described above, the terminal box according to the present invention is useful in that it can efficiently dissipate heat generated in the charging unit.
1 太陽電池パネル、2 ボックス本体、3 ボックスカバー、4 取付面、5 外壁構造、6 充電部収納部、7 リブ、8 出力リード線、9 引出口、10 係合凹部、11 充電部、12a,12b,12c 端子台、13a,13b バイパスダイオード、14 充填材、15 内側カバー、15a 平板部、15b 波板部、16 外側カバー、17 樹脂部材、18 段部、18a 段差、18b 内面側、18c 外面側、19 小突起、20 小孔、21 突起。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記太陽電池パネルが発電した電力を外部へ出力するための出力リード線との接続部を有する複数の端子台と、前記複数の端子台を接続するバイパスダイオードとを含む回路部と、
前記太陽電池パネルへの取付面と対向する面が開放された箱状であり、前記回路部を収納するボックス本体と、
前記回路部を覆うように前記ボックス本体内に充填される充填材と、
平板状の外側カバーと、小孔が設けられた平板部及び該平板部の両脇に位置して前記バイパスダイオードを覆う波板部を有し、前記外側カバーよりも表面積が大きい金属製の内側カバーとを含み、前記小孔と前記ボックス本体に設けた小突起との嵌合により前記内側カバーを前記端子ボックス本体に固定する構造と、
前記外側カバーが前記内側カバーの上から前記ボックス本体の開放面を覆うように前記ボックス本体に装着されるボックスカバーとを備え、
前記内側カバー全体を、前記充填材に密着して配置して、前記回路部で発生した熱を前記内側カバーから放熱するようにしたことを特徴とする端子ボックス。 A terminal box constituting an output part of a solar cell module having a solar cell panel,
A circuit unit including a plurality of terminal blocks having a connection portion with an output lead for outputting the electric power generated by the solar cell panel to the outside, and a bypass diode connecting the plurality of terminal blocks;
The box facing the mounting surface to the solar cell panel is an open box, and the box body that houses the circuit unit;
A filler filled in the box body so as to cover the circuit portion;
A flat outer cover, located on both sides of the flat portion and the flat plate portion has the small hole provided having a corrugated portion that covers the bypass diode, made of metal have large surface area than the outer cover An inner cover, and a structure for fixing the inner cover to the terminal box body by fitting the small hole and a small protrusion provided on the box body;
A box cover attached to the box body so that the outer cover covers an open surface of the box body from above the inner cover;
The terminal box, wherein the entire inner cover is disposed in close contact with the filler to dissipate heat generated in the circuit portion from the inner cover .
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