JP6775767B2 - 太陽電池パネル用端子ボックス - Google Patents

Description

本発明は、複数の太陽電池パネルを電気的に接続するのに用いられる端子ボックスに関する。
特に端子ボックス内に組み込まれているバイパスダイオードの放熱構造に係る。

太陽電池パネルは、発電量の増大を目的に複数のパネルが電気的に接続されて用いられている。
しかし、太陽光が充分に当たらないパネルや故障したパネルが一部に存在すると、そのパネルの起電力が低下する。
起電力が低下したパネルは、他のパネルの電流に対する抵抗成分となり、電圧降下の原因となる。
そこで、他の良好な起電力を有するパネルから不良パネルを分離するのにバイパスダイオードが配設されている。
従って、バイパスダイオードには順方向への大電流が流れるため、発熱が大きく、適正な使用温度を確保するための放熱手段が必要となる。
このようなバイパスダイオードが組み込まれた太陽電池パネル用端子ボックスは、感電防止及び風雨による腐食の防止を図るために、樹脂製の筐体に組み込まれているのが一般的である。
そこで、樹脂製の筐体を用いながら、放熱効果の高い端子ボックス構造が要求される。

特許文献１には、蓋板をプラスチック樹脂部材及び金属部材で形成し、筐体内部に面する面に金属部材が取り付けられているか、あるいは金属部材の周囲がプラスチック樹脂部材で包囲されている構造を開示する。
また、前記金属部材がバイパスダイオードに接触している形態についても言及されている。
しかし、バイパスダイオードの発熱が前記金属部材に直接伝導されるものではなく、放熱性が不充分である。
特許文献２には、バイパスダイオードを放熱板に取り付けた構造を開示するが、この放熱板だけでバイパスダイオードからの発熱を放熱させるのには、大きな面積の放熱板が必要となり、端子ボックスが大きくなる問題があった。

特開２００７−０２７１６２号公報 実用新案登録第３１２４６２４号公報

本発明は、バイパスダイオードからの発熱を効率よく放熱することができる太陽電池パネル用端子ボックスの提供を目的とする。

本発明に係る太陽電池パネル端子用ボックスは、カバー部材を有する筐体と、前記筐体の内部に組み込まれた複数の端子と、前記複数の端子間に接続されたバイパスダイオードとを備え、前記筺体は、底部と前記底部の周囲から立設した側壁からなる上部が開口した箱型であって、当該上部の開口部を前記カバー部材で塞ぐものであり、前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの下方に配設されている取付板に取り付けてあり、前記取付板は、左右の両側の端部を上方に向けて折り返した接触部を有し、前記接触部に接触した上部放熱板を前記バイパスダイオードの上方に配設してあり、前記上部放熱板の上面に前記カバー部材が接触していて、前記取付板は前記筐体の側壁から外側に突設延在した下部放熱板を有し、前記下部放熱板は樹脂材で覆われていることを特徴とする。
本発明において、取付板は前記筐体の側壁から外側に突設した下部放熱板を有し、前記下部放熱板は樹脂材で覆われているものであってよい。
太陽電池パネルは、複数の電池セルを配列したモジュールである。
ここで、筐体及びカバー部材は樹脂部材で製作され、取付板及び放熱板は金属部材で製作されている。
取付板を上方に向けて折り返し形成した接触部は、金属部材である。
なお、この接触部は取付板と一体的であってもよく、別ピースを溶接等にて連結してもよい。
下部放熱板は取付板が延在するように、この取付板と一体的に形成してもよく、別の金属部材を取付板に溶接，ビス等にて連結してもよい。

本発明において、バイパスダイオード及び取付板は封止材で封止されており、前記封止材の上部から突設するように前記接触部が形成されていてよい。
ここで、接触部が上部放熱板と接触していればよく、この上部放熱板は封止材と接触している形態と上部放熱板と封止材との間に空間層を有する形態の両方を含む。
封止材は、絶縁性の樹脂からなる充填材である。

本発明に係る太陽電池パネル用端子ボックスは、バイパスダイオードを取り付けた取付板にバイパスダイオードからの発熱を伝導及び放熱する効果を有しているが、さらにその熱を上方に向けて折り返し形成した接触部を経由して上部放熱板に伝導され、筐体の上方から放熱される。

また、バイパスダイオードを取り付けた取付板に下部放熱板を設けると、上部放熱板と下部放熱板とで筐体の上下から放熱することができ、その結果として従来の端子ボックスに比較して、小型化できる。

本発明に係る太陽電池パネル用端子ボックスの封止前の構造例を示す。 封止材を用いて、バイパスダイオード，端子を封止した状態を示す。 上部放熱板を配設した状態を示す。 （ａ）は部分拡大図を示し、（ｂ）は図３におけるＡ−Ａ線断面図を示し、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図を示す。 （ａ）は封止前、（ｂ）は封止後、（ｃ）は上部放熱板を取り付けた状態、（ｄ）はカバー部材を筐体に取り付けた状態を示す。

本発明に係る太陽電池パネル用端子ボックス（以下、単に端子ボックスという。）１０の構造例を以下、図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１は、封止材による封止前の端子ボックス１０の内部を示す。
樹脂製の筐体１１の底面側の開口部１１ａから太陽電池の電極と接続できるように、複数の端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，・・・・を組み込んである。
これらの端子の間を複数のバイパスダイオード１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，・・・・でリード線ａ，ｂを介して電気接続してある。
本実施例は、３つのバイパスダイオードを組み込んであるが、数に制限はない。
なお、図１では左右に示した端部の端子１５ａ，１５ｄは、複数の太陽電池パネルを相互に接続するケーブル１６，１７の芯線と端子部１６ａ，１７ａを介して電気接続してある。

バイパスダイオード１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、金属製の取付板１３に取付部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃを用いて固定してある。
その部分断面図を図５（ａ）に示す。
取付板１３は、図１で左右の両側の端部を図５に示すように上方に向けて断面略Ｌ字形状に折り返して、上部に接触部１４ａ，１４ｂを形成してある。

端子及びバイパスダイオードを筐体の内部に組み込んだ後は、雨水等が浸入しないように樹脂材からなる封止材で、これらを封止する。
その状態を図２，図５（ｂ）に示す。
接触部１４ａ，１４ｂは、封止材２０の上面から略水平方向に突設された状態になっている。

次に左右の接触部１４ａ，１４ｂ間に跨がるように、金属製の上部放熱板３０を載置する。
その状態を図３，図５（ｃ）に示す。
次に、その上から樹脂製のカバー部材１１ｄにて蓋をする。
カバー部材１１ｄは、上部放熱板３０に接触して重なるようになっている。
この状態を図５（ｄ）に示す。

筐体は底部１１ｂと、その周囲から立設した側壁１１ｃにて、上部が開口した箱型になっていて、上部の開口部をカバー部材で塞ぐ構造になっている。

本発明に係る端子ボックス１０においては、図３におけるＢ−Ｂ線断面図を図４（ｃ）に示すように、筐体１１の側壁から外側に向けて突設するように、取付板１３を延在させて下部放熱板１３ａを形成してある。
この下部放熱板１３ａは、樹脂製の底板１１ｅと上板１１ｆとで固定部１１１ｆを介して挟み込むように固定し、筐体１１の側部に連結することで金属板が外部に露出しないようにしてある。
これにより、バイパスダイオードから発熱された熱は、取付板１３の上部に配置した上部放熱板３０と、この取付板１３を延在させて形成した下部放熱板１３ａの両方で放熱されるので、放熱効率が向上し、従来の端子ボックスよりも小型になる。

１０ 端子ボックス
１１ 筐体
１１ａ 開口部
１２ａ バイパスダイオード
１３ａ 下部放熱板
１４ａ 接触部
１５ａ 端子
２０ 封止材
３０ 上部放熱板

Claims (2)

1. カバー部材を有する筐体と、前記筐体の内部に組み込まれた複数の端子と、前記複数の端子間に接続されたバイパスダイオードとを備え、
   前記筺体は、底部と前記底部の周囲から立設した側壁からなる上部が開口した箱型であって、当該上部の開口部を前記カバー部材で塞ぐものであり、
   前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの下方に配設されている取付板に取り付けてあり、
   前記取付板は、左右の両側の端部を上方に向けて折り返した接触部を有し、
   前記接触部に接触した上部放熱板を前記バイパスダイオードの上方に配設してあり、
   前記上部放熱板の上面に前記カバー部材が接触していて、
   前記取付板は前記筐体の側壁から外側に突設延在した下部放熱板を有し、
   前記下部放熱板は樹脂材で覆われていることを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックス。
2. 前記バイパスダイオード及び取付板は封止材で封止されており、
   前記封止材の上部から突設するように前記接触部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル用端子ボックス。

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