JP6448402B2 - 太陽光発電用接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電において太陽電池モジュールの発電電力を集電してパワーコンディショナーに送り出すための太陽光発電用接続箱に関する。

太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールの発電電力をパワーコンディショナーにおいて電力変換する際に、太陽電池モジュールを連結した複数の太陽電池ストリングを接続箱において電力が１出力に集電されて出力される。そして、パワーコンディショナーにおいて商用電力と同様に家庭で使用できる交流電力に変換される。
そのため、接続箱は太陽電池モジュールに近い屋外に設置されて、直流開閉器、逆流防止ダイオード、サージアブソーバ、端子台等が組み込まれる。その際、これら収納される部材の中で、逆流防止ダイオードは大きな発熱を伴うため、様々な放熱対策が採られている。
そのような中で本発明者等は、特許文献１に示すような太陽光発電用接続箱を提案した。これは、放熱板を筐体内の機器取付領域全体を覆うように背板上に配置して、この放熱板に逆流防止ダイオードを所定の間隔を設けて組み付け、背部に放熱空間を設けた開閉器取付台をこの逆流防止ダイオードに重なる様に配置し、この開閉器取付台に直流開閉器を配置した。このような構造とすることで、放熱効率を下げることなく太陽光発電用接続箱の小型化を図った。

特開２０１５−２３２５５号公報

しかしながら、例えば接続する太陽電池ストリングの数が１０回路を超えるような規模の大きな発電システムの電力を集電する太陽光発電用接続箱の場合、発熱量も大きくなるため更に効果的な放熱構造が要求された。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、開閉器取付台と逆流防止ダイオードとを重なる様に組み付けて小型化を図りながら、逆流防止ダイオードの発熱に対して良好な放熱を図ることができる太陽光発電用接続箱を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、筐体内に直流開閉器、逆流防止ダイオード及び出力端子台が組み付けられた太陽光発電用接続箱であって、逆流防止ダイオードが、筐体内の背面上に取り付けられた放熱板に組み付けられる一方、直流開閉器は放熱板上に設置された開閉器取付台に取り付けられ、開閉器取付台は、一定数の直流開閉器が取り付け可能であり、取り付けられる直流開閉器と対を成す逆流防止ダイオードを覆うように放熱板に組み付けられ、且つ放熱板に対して一列に組み付けられ、隣接する開閉器取付台及び逆流防止ダイオードの組は、開閉器取付台の幅の０．５〜１．３倍の距離を開けて配置されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、開閉器取付台と逆流防止ダイオードの組は、開閉器取付台の幅に対して例えば０．５〜１．３倍の空間を設けて放熱板上に配置されるため、逆流防止ダイオードの発熱に対して十分な放熱空間を設けることができる。それでいて、直流開閉器と逆流防止ダイオードとは前後方向に配置されるため、設置スペースを有効活用でき、接続箱が大型化するのを防止できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、開閉器取付台は、４個の直流開閉器を隣接させて取り付け可能であり、この４個の直流開閉器が連結される４個の逆流防止ダイオードを覆う様に放熱板上に配置可能であることを特徴とする。
この構成によれば、１つの開閉器取付台に対して最大でも４個の逆流防止ダイオードを近接配置する程度であり、逆流防止ダイオードに対する発熱集中は極端にならず、良好に放熱させることができる。また、１つの開閉器取付台に対して４回路の太陽電池ストリングを接続できるため、開閉器取付台同士の間隔を開けても、接続箱が大型化することがなく、多数の太陽電池ストリングに対応できる。

本発明によれば、開閉器取付台と逆流防止ダイオードの組は、開閉器取付台の幅に対して０．５〜１．３倍の空間を設けて放熱板上に配置されるため、逆流防止ダイオードの発熱に対して十分な放熱空間を設けることができる。それでいて、直流開閉器は逆流防止ダイオードに対して前後方向に配置されるため、設置スペースを有効活用でき、接続箱が大型化するのを防止できる。

本発明に係る太陽光発電用接続箱の一例を示し、（ａ）は蓋板を取り外した正面説明図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面説明図である。 図１の太陽光発電用接続箱の回路図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る太陽光発電用接続箱の一例を示し、（ａ）は扉を取り外した本体の正面説明図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面説明図である。１は直流開閉器、２はパワーコンディショナに出力される出力端子台、３はサージアブソーバ、４は逆流防止ダイオード、５は開閉器取付台、６は放熱板でもある基台である。
この図１では、４台の開閉器取付台５を横方向に１列に配置し、直流開閉器１を１４個設置した構成、即ち１４組の太陽電池ストリング（図示せず）を１出力に集電する構成を示している。尚、１１は筐体１０の前面を覆う扉１１を示している。

基台６は厚み略３ｍｍのアルミ製板体であり、太陽光発電用接続箱の本体を構成する筐体１０の内部背面を覆うように配置され、この基台６上に各機器が組み付けられている。
開閉器取付台５は、４個の直流開閉器１を取り付けできるよう構成され、図１（ｂ）に示すように背部に逆流防止ダイオード４を収容可能とする空間が設けられている。そして、基台６に密着するよう組み付けられた逆流防止ダイオード４を覆うように配置して、基台６に組み付けられている。このとき背部に収容される逆流防止ダイオード４は、開閉器取付台５に取り付けられた直流開閉器１と対を成すもので、取り付けられた直流開閉器１が２台の場合は逆流防止ダイオード４も２個となる。

図２は図１の太陽光発電用接続箱内の各機器の接続を示す回路図であり、この図２に示すように１４組の太陽電池ストリングが接続される。そして、開閉器取付台５は、４個の直流開閉器１が取り付けられた３台と、２個の直流開閉器１が取り付けられた１台とが１列に組み付けられている。

逆流防止ダイオード４は、２個を１組としたダイオードモジュールが使用され、図１に示すように、４個の逆流防止ダイオード４が組み付けられた開閉器取付台５に対して２個のモジュールが対応して組み付けられている。
寸法の一例を示すと、直流開閉器１の縦Ｈ１＝６５ｍｍ、幅Ｗ１＝２５ｍｍであり、開閉器取付台５の縦Ｈ２＝２５０ｍｍ、幅Ｗ２＝１５０ｍｍである。また、開閉器取付台５の間隔は、距離Ｔ＝１５０ｍｍの間隔を設けて配置され、開閉器取付台５同士は自身の幅程度の間隔を空けて配置されている。

このように、開閉器取付台５と逆流防止ダイオード４の組は、開閉器取付台５の幅Ｗ１に対して略等しい空間を設けて放熱板上に配置されるため、逆流防止ダイオード４の発熱に対して十分な放熱空間を設けることができる。それでいて、直流開閉器１は逆流防止ダイオード４に対して前後方向に配置されるため、設置スペースを有効活用でき、接続箱が大型化するのを防止できる。
また、１つの開閉器取付台５に対して最大でも４個の逆流防止ダイオード４を近接配置する程度であり、逆流防止ダイオード４に対する発熱集中は極端にならず、良好に放熱させることができる。更に、１つの開閉器取付台５に対して４回路の太陽電池ストリングを接続できるため、開閉器取付台５同士の間隔を開けても、接続箱が大型化することがなく、多数の太陽電池ストリングに対応できる。

尚、上記実施形態では、開閉器取付台５の取り付け間隔を開閉器取付台５の幅に略等しくしたが、放熱板の素材を銅板等の放熱効率の高い金属に変更したり、表面積を増やす等で放熱効率を上げれば、この間隔を例えば開閉器取付台５の幅の０．５倍程度まで狭くすることは可能である。
また、直流開閉器１を幅２５ｍｍのものを使用しているが、更に小型（薄型）にした場合は、開閉器取付台５を小型なものにできるが、その場合、良好な放熱効率を維持するためには、開閉器取付台５の設置間隔を、例えば小型にした開閉器取付台の幅Ｗ２の１．３倍程度に広げる場合が発生する。

１・・直流開閉器、２・・出力端子台、３・・サージアブソーバ、４・・逆流防止ダイオード、５・・開閉器取付台、６・・基台（放熱板）、１０・・筐体。

Claims (2)

1. 筐体内に直流開閉器、逆流防止ダイオード及び出力端子台が組み付けられた太陽光発電用接続箱であって、
   前記逆流防止ダイオードが、前記筐体内の背面上に取り付けられた放熱板に組み付けられる一方、前記直流開閉器は前記放熱板上に設置された開閉器取付台に取り付けられ、
   前記開閉器取付台は、一定数の前記直流開閉器が取り付け可能であり、取り付けられる前記直流開閉器と対を成す前記逆流防止ダイオードを覆うように前記放熱板に組み付けられ、且つ前記放熱板に対して一列に組み付けられ、
   隣接する前記開閉器取付台及び前記逆流防止ダイオードの組は、前記開閉器取付台の幅の０．５〜１．３倍の距離を開けて配置されて成ることを特徴とする太陽光発電用接続箱。
2. 前記開閉器取付台は、４個の直流開閉器を隣接させて取り付け可能であり、この４個の直流開閉器が連結される４個の逆流防止ダイオードを覆う様に前記放熱板上に配置可能であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電用接続箱。

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