JP6254214B2 - ジャンクションボックス組立体を備える太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに係り、特に、太陽電池の故障か否かを診断するセンサーが組み付けられる構造を持つジャンクションボックス組立体を備える太陽電池モジュールに関する。

太陽光発電は脱石油およびエネルギー自立を実現するための一つの手段として脚光を帯びている。太陽光発電は太陽からの光エネルギーを受けて直接電気エネルギーに変換させて発電する方式である。

太陽光発電システムは、建物の外部に太陽電池パネルを配列設置し、そのパネルから接続箱、インバータ、分配盤を介して各種電気機器に電力を供給する。太陽電池パネルにより生成した電気を収集して接続箱へ提供するものがジャンクションボックスである。ジャンクションボックスは、太陽電池パネルに直列または並列で接続され、通常、シール材によって水密性を維持し、太陽電池パネルの裏面に固定される。一般に、ジャンクションボックスは、曲がりやすいリボンワイヤーを用いて、太陽電池パネルから生成した電気を収集する。

図１では一般的な従来のジャンクションボックスの内部を示している。図１に示すように、ジャンクションボックスの本体ハウジング１の内部には、太陽電池パネルから引き込まれるリボンワイヤーの終端を締結するための複数のリボンワイヤー接続端子２が備えられる。隣り合うリボンワイヤー接続端子２同士の間にはダイオード３が介在し、該ダイオードは障害の発生した太陽電池セルが連結された特定のラインをバイパス（Ｂｙｐａｓｓ）させる。複数のリボンワイヤー接続端子２のうち、最外郭に位置した二つの端子には、ケーブル４のターミナルが電気的に接続される。ケーブル４は、互いに異なる太陽電池パネルに位置したジャンクションボックスを互いに接続するようにボディジャックアセンブリ５によって本体ハウジング１に締結される。

一方、従来の製品では、太陽光パネルの故障か否かを診断するための電圧測定センサーが別途のボックスに設置される。この場合、センサー設置のための別途のボックスが必要とされるので、コストが増加するだけでなく、センサーが内蔵されるボックスの占有空間のために空間活用度が低下するという問題がある。

図２に示すように、特許文献１に開示されている太陽光発電システムにおいても、各太陽電池の個別電圧を測定するセンサーがジャンクションボックスの外部に別途設置されるので、同様の問題点を抱えている。

このような問題点を解決するには、故障か否かを診断するためのセンサーがジャンクションボックスの内部に設置される必要があるが、既存に設置されたジャンクションボックスを改造しなくても直ちに故障診断センサーを設置することができる構造を持つセンサーは未だ見当たらないのが現状である。

韓国特許登録第１０−１０２４９３０号公報

そこで、本発明は、従来技術の問題点を改善するためのもので、その目的は、既存に設置されたジャンクションボックスを別途改造したり新たな構造のジャンクションボックスを製作したりしなくても、太陽光パネルの故障か否かを診断するためのセンサーが既存のジャンクションボックスの内部に組み付けられて正常に作動できるようにした太陽電池モジュールを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池が格子状に配置されて形成される太陽電池パネルと；前記太陽電池パネルから生産される電流が流れる複数の配線を取り入れるジャンクションボックスと；前記ジャンクションボックスの内部に設けられ、前記ジャンクションボックスに流れ込まれた電流をインバータへ送るための棒状の二つのターミナルと；前記太陽電池パネルの故障診断のための診断回路が実装され、前記二つのターミナルを挿入するための二つの貫通ホールが設けられ、前記貫通ホールの内周面には前記二つのターミナルに接触する通電皮膜が備えられる診断センサー基板とを含むことを一特徴とする。

好ましくは、前記貫通ホールは、前記診断センサー基板の一側に開口する形状からなる。また、前記診断センサー基板は、前記貫通ホールの内周面に設けられ、前記ターミナルからの前記診断センサー基板の離脱を防止させる、前後進可能な突出棒と、前記診断センサー基板の端部に、前記突出棒の長さ方向を成す直線から離隔して設置され、突出棒を後退させる着脱スイッチと、一面には前記突出棒の端部がヒンジ結合され、他面には前記着脱スイッチの端部が前記突出棒から離隔するように接触する連動バーと、前記突出棒の端部と前記着脱スイッチの端部との間で前記連動バーに備えられる作用点部材と、前記連動バーの両側に接触し、互いに離隔して設けられる二つの復帰ばねからなる離脱防止部とを含む。

好ましくは、前記診断センサー基板は、前記貫通ホールの内周面における内側端部と突出棒との間に互いに対向して設けられ、弾性伝導体からなる密着接点部をさらに含む。また、前記密着接点部は、互いに対向する二つの板ばねであってもよい。また、前記密着接点部は、互いに対向して配置される二つの突出部材と、診断センサー基板の内部に挿入され、突出部材の背面を圧着させる圧着ばねと、前記突出部材と一体に設けられ、背面に圧着ばねが接触し、突出部材の挿脱のための溝よりもさらに大きく形成されて突出部材の突出を抑制させる係止部材とからなってもよい。

また、本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルから生産される電流が流れる複数の配線を取り入れるジャンクションボックス；前記ジャンクションボックスに流れ込まれた電流をインバータへ送るために前記ジャンクションボックスの内部に設けられる棒状の二つのターミナル；前記太陽電池パネルの故障診断のための診断回路が実装され、前記二つのターミナルの下部でターミナルに対して平行に配置される診断センサー基板；および前記二つのターミナルと前記診断センサー基板とを連結させ、導体からなって前記ターミナルと前記診断回路とを通電させる二つの連結ブラケット；を含むことを他の特徴とする。

本発明に係る太陽電池モジュールには、次の効果がある。第一に、既存に設置されたジャンクションボックスを改造したり別途製作したりしなくても、既存に設置されたジャンクションボックスに太陽光パネル故障診断のための診断センサーが正常に作動できるように組み付けられる。第二に、前記診断センサーが必要に応じて、或いは既存に設置されたジャンクションボックスの構造によって水平または垂直に設置可能である。第三に、前記診断センサーを極めて容易に組み付けることが可能である。第四に、前記診断センサーの接点がジャンクションボックスのターミナルに堅固に結着される。

従来の一般的なジャンクションボックスを示す斜視図である。 従来のジャンクションボックスと診断センサーの配置を示す構成図である。 本発明の実施例に係るジャンクションボックスを示す図である。 本発明の実施例に係る診断センサーを示す図である。 本発明の実施例に係る診断センサーとターミナルとの結合を示す図である。 図４ｂの部分拡大図である。 図４ｂの平面図である。 本発明の実施例を示す分解斜視図である。 本発明の実施例における離脱防止部を示す平面図である。 本発明の密着接点部の第１実施例を示す平面図である。 本発明の密着接点部の第２実施例を示す平面図である。 本発明の実施例における連結ブラケットを示す正面図である。

本発明の実施例で提示される特定の構造ないし機能的説明は本発明の概念に基づく実施例を説明するための目的で例示されたものに過ぎず、本発明の概念に基づく実施例は様々な形態で実施できる。また、本発明は、本明細書に説明された実施例に限定されるものと解釈されてはならず、本発明の思想および技術の範囲に含まれるあらゆる変更物、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。本発明には大きく二つの実施例がある。但し、前記二つの実施例は、互いに排除される関係ではなく、共に実施できる。よって、まず、本発明の第１実施例と第２実施例をそれぞれ説明した後、これらの両実施例が共に実施される第３実施例を説明することとする。ご参考まで、本明細書に添付された図面では、前記二つの実施例を互いに区分して図示してはおらず、共に実施される状態で図示している。

図３は本発明の第１実施例に係るジャンクションボックスを示す図である。図示の如く、本発明に係るジャンクションボックスは、ジャンクションボックスケース１０、ターミナル２０および診断センサー基板３０を含んでなる。ジャンクションボックスは、太陽電池セルが格子状に配置されて形成される太陽電池パネル（図示せず）の背面に設置される。ジャンクションボックスケース１０には、太陽電池から生産される電流が流れる複数の配線を取り入れる。ターミナル２０は、棒状をし、一つのジャンクションボックスに二つずつ備えられ、ジャンクションボックスケース１０に流れ込まれた電流をインバーター（図示せず）へ送るためである。診断センサー基板３０には、太陽電池パネルの故障診断のための診断回路が実装されるとともに、二つのターミナル２０が挿入されるように二つの貫通ホール３１が設けられる。貫通ホール３１の内周面には、二つのターミナル２０に接触し且つ診断回路に通電する通電皮膜３２が形成される。

図３では診断センサー基板３０がジャンクションボックスケース１０に対して分離または結合された場合を全て示している。この際、好ましくは、図３の上部に示すように、貫通ホール３１は診断センサー基板３０の一側に開口する形状からなる。これにより、診断センサー基板３０を図３のジャンクションボックスケース１０の上方から挿入させさえすれば、診断センサー基板３０はターミナル２０に容易に結合される。但し、この場合、振動によって診断センサー基板３０がターミナル２０から離脱することがあるので、これを防止するための手段が必要とされる。

離脱防止手段として、本実施例では、図５および図６に示す離脱防止部３３が設けられる。離脱防止部３３は、図６に示すように、突出棒３３２、着脱スイッチ３３１、連動バー３３３、作用点部材３３４、および二つの復帰ばね３３５、３３６を含む。

突出棒３３２は、貫通ホール３１の内周面に設けられ、ターミナル２０からの診断センサー基板３０の離脱を防止させ、前後進可能である。着脱スイッチ３３１は、診断センサー基板３０の端部に、突出棒３３２の長さ方向を成す直線から離隔して設置され、突出棒３３２を後退させる。連動バー３３３は、一面には突出棒３３２の端部がヒンジ結合され、他面には着脱スイッチ３３１の端部が突出棒３３２から離隔するように接触する。作用点部材３３４は、突出棒３３２の端部と着脱スイッチ３３１の端部との間で連動バー３３３に備えられる。二つの復帰ばね３３５、３３６は、連動バー３３３の両側に接触し、互いに離隔して設けられる。

したがって、着脱スイッチ３３１を押すと、連動バー３３３が作用点部材３３４によって突出棒３３２を診断センサー基板３０の内部に挿入させて突出棒３３２が後退するので、ターミナル２０から診断センサー基板３０が離脱する。ターミナル２０と診断センサー基板３０とが結合された状態では、着脱スイッチ３３１を押さない限りは、突出棒３３２によってターミナル２０と診断センサー基板３０との結合が維持される。

一方、貫通ホール３１に挿入されるターミナル２０と貫通ホール３１の内周面との密着が維持されなければ、特にジャンクションボックスケース１０の振動が起こるなどの状況では診断センサー基板３０の作動が停止するおそれがある。このような現象を防止するために、好ましくは、図７ａおよび図７ｂに示した密着維持手段が必要である。このために、本発明では二つの形態の密着接点部３４を設けた。二つの形態の密着接点部３４が図７ａおよび図７ｂにそれぞれ示されている。

図７ａの密着接点部３４は、貫通ホール３１の内周面における内側端と突出棒３３２との間に互いに対向して設けられ、弾性伝導体からなる。このときの弾性伝導体は板ばね３４１であってもよい。或いは、図示してはいないが、板ばね３４１の弾性力を補強するために、板ばね３４１と貫通ホール３１の内周面との間にさらにコイルばねが設置されてもよい。

密着接点部３４の第２実施例は、図７ｂに示すように、互いに対向して配置される二つの突出部材３４２と、診断センサー基板３０の内部に挿入され、突出部材３４２の背面を圧着させる圧着ばね３４２−２と、前記突出部材３４２と一体に設けられ、背面に圧着ばね３４２−２が接触し、突出部材３４２の挿脱のための通路よりもさらに大きく形成されて突出部材３４２の突出を抑制させる係止部材３４２−１とから構成できる。

次に、図４ａ〜図４ｄを参照して本発明に係る太陽電池モジュールの第２実施例について説明する。図示の如く、太陽電池モジュールは、ジャンクションボックスケース１０、ターミナル２０、診断センサー基板３０および連結ブラケット４０を含んでなる。

ジャンクションボックスケース１０は、太陽電池から生産される電流が流れる複数の配線を取り入れる。ターミナル２０は、ジャンクションボックスケース１０の内部に棒状に二つが設けられ、ジャンクションボックスケース１０に流れ込まれた電流をインバータへ送るためのものである。診断センサー基板３０は、太陽電池パネルの故障診断のための診断回路を備え、二つのターミナル２０の下部でターミナル２０に対して平行に配置される。二つの連結ブラケット４０は、二つのターミナル２０と診断センサー基板３０とを連結させ、導体からなってターミナル２０と診断回路とを通電させる。

連結ブラケット４０は、より具体的には、ターミナル２０の両側を包む二つの側板４１と、二つの側板４１の下部同士を連結させる下部板４２とから構成される。側板４１におけるターミナル２０との接触部位には、ターミナル２０の形状に対応して形成される曲面区間４１１が設けられることにより、連結ブラケット４０とターミナル２０との結合がより堅固になれる。

図８に示すように、曲面区間４１１の向かい合う対向面には、それぞれ弾性伝導体からなる弾性接点が備えられることにより、連結ブラケット４０とターミナル２０との接触が確かに保障できる。図８に示した弾性伝導体は板ばねであるが、図７ｂに示した密着接点部と同様に構成されてもよい。

図４ａ〜図４ｄには詳細に示されてはいないが、連結ブラケット４０は、診断センサー基板３０に対して、一体に結合されてもよく、着脱可能に組み立てられてもよい。但し、いずれの形態であれ、第２実施例では連結ブラケット４０が診断センサー基板３０の接点の役割を果たす。

本発明の第３実施例は、図５に示すように、貫通ホール３１と連結ブラケット４０がすべて備えられる場合である。よって、第３実施例は、状況に応じて、診断センサー基板３０をジャンクションボックスケース１０に垂直に結合させてもよく、水平に結合させてもよい。診断センサー基板３０がジャンクションボックスケース１０に水平に結合される場合、連結ブラケット４０を簡便に適用させるために、連結ブラケット４０は前記下部板４２の両側にそれぞれ延設される係止板４６をさらに含むことができる。係止板４６が備えられることにより、連結ブラケット４０を単に貫通ホール３１に結合させてターミナル２０と連結ブラケット４０が組み立てられても係止板４６により診断センサー基板３０が連結ブラケット４０から分離されない。図５に示すように、離脱防止部３３は連結ブラケット４０が貫通ホール３１から離脱しないようにする作用もする。この場合、密着接点部３４は、さらに、貫通ホール３１の内周面と連結ブラケット４０の側板４１との確実な接触を保障する作用もする。

上述した本発明は、前述した実施例および添付図面によって限定されるものではない。本発明の技術的思想を外れない範囲内において、様々な置換、変形および変更を加え得るのは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

１ 本体ハウジング
２ リボンワイヤー接続端子
３ ダイオード
４ ケーブル
５ ボディジャックアセンブリ
１０ ジャンクションボックスケース
２０ ターミナル
３０ 診断センサー基板
３１ 貫通ホール
３２ 通電皮膜
３３ 離脱防止部
３４ 密着接点部
４０ 連結ブラケット
４１ 側板
４２ 下部板
４４ 弾性接点
４６ 係止板
３３１ 着脱スイッチ
３３２ 突出棒
３３３ 連動バー
３３４ 作用点部材
３３５ 第１復帰ばね
３３６ 第２復帰ばね
３４１ 板ばね
３４２ 突出部材
３４２−１ 係止部材
３４２−２ 圧着ばね
４１１ 曲面区間

Claims (10)

1. 太陽電池が格子状に配置されて形成される太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルから生産される電流が流れる複数の配線を取り入れるジャンクションボックスと、
   前記ジャンクションボックスの内部に設けられ、前記ジャンクションボックスに流れ込まれた電流をインバータへ送るための棒状の二つのターミナルと、
   前記太陽電池パネルの故障診断のための診断用の回路が実装され、前記二つのターミナルが挿入される二つの貫通ホールが設けられ、前記貫通ホールの内周面には前記二つのターミナルに接触する通電皮膜が備えられ、前記二つのターミナルが前記二つの貫通ホールのそれぞれに一つずつ挿入されて前記ジャンクションボックスの内部に設けられる診断センサー基板とを含んでなることを特徴とする、太陽電池モジュール。
2. 前記貫通ホールは、前記診断センサー基板の一側に開口する形状からな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。
3. 前記診断センサー基板は、
   前記貫通ホールの内周面に設けられ、前記ターミナルから前記診断センサー基板の離脱を防止させる、前後進可能な突出棒と、
   前記診断センサー基板の端部に、前記突出棒の長さ方向を成す直線から離隔して設置され、前記突出棒を後退させる着脱スイッチと、
   一面には前記突出棒の端部がヒンジ結合され、他面には前記着脱スイッチの端部が前記突出棒から離隔するように接触する連動バーと、
   前記突出棒の端部と前記着脱スイッチの端部との間で前記連動バーに備えられる作用点部材と、
   前記連動バーの両側に接触し、互いに離隔して設けられる二つの復帰ばねからなる離脱防止部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記診断センサー基板は、
   前記貫通ホールの内周面における内側端と前記突出棒との間に互いに対向して設けられ、弾性伝導体からなる密着接点部をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記密着接点部は互いに対向する二つの板ばねであることを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記密着接点部は、
   互いに対向して配置される二つの突出部材と、
   前記診断センサー基板の内部に挿入され、前記突出部材の背面を圧着させる圧着ばねと、
   前記突出部材と一体に設けられ、背面に圧着ばねが接触し、前記突出部材の挿脱のための溝よりもさらに大きく形成されて前記突出部材の突出を抑制させる係止部材とから構成されることを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
7. 太陽電池パネルから生産される電流が流れる複数の配線を取り入れるジャンクションボックス；
   前記ジャンクションボックスに流れ込まれた電流をインバータへ送るために前記ジャンクションボックスの内部に設けられる棒状の二つのターミナル；
   前記の太陽電池パネルの故障診断のための診断回路が実装され、前記二つのターミナルの下部でターミナルに対して平行に配置されて前記ジャンクションボックスの内部に設けられる診断センサー基板；および
   前記二つのターミナルと前記診断センサー基板とを連結させ、導体からなって前記ターミナルと前記診断回路とを通電させる二つの連結ブラケット；を含むことを特徴とする、太陽電池モジュール。
8. 前記連結ブラケットは、前記ターミナルの両側を包む二つの側板と、二つの側板の下部同士を連結させる下部板とから構成され、前記側板における前記ターミナルとの接触部位には、前記ターミナルの形状に対応して形成される曲面区間が設けられることを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記曲面区間の向かい合う対向面には、それぞれ弾性伝導体からなる弾性接点が備えられることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記連結ブラケットは、前記下部板の両側にそれぞれ延設される係止板をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池モジュール。

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