JPWO2015045810A1

JPWO2015045810A1 - 太陽電池モジュール用端子ボックス

Info

Publication number: JPWO2015045810A1
Application number: JP2015539071A
Authority: JP
Inventors: 悠丸山; 一貴山田; 貴広中村; 修司福持; 慎一郎辻井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2034-09-05
Also published as: WO2015045810A1; JP6414753B2

Abstract

充填樹脂が端子ボックス本体から剥離するのを防止し、端子ボックス内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのを防止することができる太陽電池モジュール用端子ボックスを提供する。端子ボックス本体３１と、底面部３１ａと対向するように、端子ボックス本体３１に取付けられる蓋部３２と、太陽電池モジュール１の太陽電池３からの接続線と外部接続用ケーブル１２，１３とを電気的に接続するための接続端子３３ａ〜３３ｅと、接続線と外部接続用ケーブル１２，１３を接続端子３３ａ〜３３ｅで電気的に接続した後、端子ボックス本体３１内に充填して形成される充填樹脂とを備え、底面部３１ａ及び側面部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの少なくともいずれか一方に、充填樹脂が入り込む凹部４１または充填樹脂に突出する凸部４２が形成されている。

Description

本発明は、太陽電池モジュール用端子ボックスに関する。

太陽電池モジュールにおいては、太陽電池からの接続線と外部接続用ケーブルとを接続するため、一般に端子ボックスが設けられている。端子ボックス内において、太陽電池からの接続線と外部接続用ケーブルと接続した後、端子ボックスの防水性と絶縁性を確保するため、端子ボックス内部は、シリコーン樹脂などが充填される。

特許文献１では、外部接続用ケーブルが挿入される箇所に、樹脂溜まりを設け、端子ボックス内部の防水性及び絶縁性をさらに高めることが提案されている。

特開２０１１−１５５２１６号公報

特許文献１の技術では、端子ボックス本体内部において、充填樹脂が端子ボックス本体から剥離するのを防止したいという要望がある。

本発明の目的は、端子ボックス内部において充填樹脂が端子ボックス本体から剥離するのを抑制し、端子ボックス内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのをより良く防止することができる太陽電池モジュール用端子ボックスを提供することにある。

本発明は、太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスであって、底面部と、前記底面部と連続して設けられる側面部とを有する端子ボックス本体と、前記底面部と対向するように、前記端子ボックス本体に取付けられる蓋部と、前記太陽電池モジュールの太陽電池からの接続線と、太陽電池モジュールの外部に引き出される外部接続用ケーブルとを電気的に接続するための接続端子と、前記接続線と前記外部接続用ケーブルを前記接続端子で電気的に接続した後、前記端子ボックス本体内に充填して形成される充填樹脂とを備え、前記底面部及び前記側面部の少なくともいずれか一方に、前記充填樹脂が入り込む凹部または前記充填樹脂に突出する凸部が形成されている。

本発明によれば、端子ボックス内部において充填樹脂が剥離し、端子ボックス内部に浸入した水によって引き起こされる絶縁性の低下をより良く防止することができる。

図１は、端子ボックスが取付けられた太陽電池モジュールを示す平面図である。図２は、端子ボックスを拡大して示す模式的平面図である。図３は、端子ボックス内部を示す平面図である。図４は、端子ボックス内部を示す部分切欠断面図である。図５（ａ）は第１の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６（ａ）は第２の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７（ａ）は第３の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図８（ａ）は第４の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図９（ａ）は第５の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１０（ａ）は比較例の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

（第１〜第５の実施形態に共通する端子ボックスの説明）
図１は、端子ボックスが取付けられた太陽電池モジュールを示す平面図である。図１に示すように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池３を備えている。太陽電池３は、例えば、単結晶シリコン基板、及び多結晶シリコン基板などの結晶系シリコン基板を用いた太陽電池である。本実施形態では、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に、実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した太陽電池を用いている。

ｙ方向に配列された太陽電池３は、配線材４により、隣接する太陽電池３間で電気的に接続されている。配線材４により電気的に接続された複数の太陽電池３は、太陽電池ストリングス１０を構成している。ｘ方向に配列された太陽電池ストリングス１０は、渡り配線１１により電気的に接続されている。太陽電池パネル２は、渡り配線１１により電気的に接続された複数の太陽電池ストリングス１０を含んでいる。

太陽電池パネル２の周囲には、フレーム２０が取り付けられている。実施形態において、太陽電池モジュール１は、両面受光型の太陽電池モジュールである。したがって、端子ボックス３０は、太陽電池３の受光の妨げとならないように、フレーム２０と太陽電池３の間の領域に取り付けられている。また、フレーム２０と太陽電池３の間の領域に取り付けることができるように、端子ボックス３０は、ｘ方向に延びる横長の略矩形形状を有している。

図２は、端子ボックスを拡大して示す模式的平面図である。図２には、端子ボックス３０が簡略化して示されている。図２に示すように、端子ボックス３０の端子ボックス本体３１の内部には、渡り配線１１からの接続線に対応して、接続端子３３ａ〜３３ｅが設けられている。また、接続端子３３ａ〜３３ｅに対応して、端子ボックス本体３１の底面部３１ａに、貫通孔３８が形成されている。

実施形態では、渡り配線１１からの接続線は４本設けられており、４本の接続線に対し、５つの接続端子３３ａ〜３３ｅが設けられている。接続端子３３ｃには、接続線が接続されないので、接続端子３３ｃと接続端子３３ｄは、接続線３６で接続されている。接続端子３３ａと３３ｂの間、接続端子３３ｂと３３ｃの間、及び接続端子３３ｄと３３ｅとの間には、バイパスダイオード３４がそれぞれ接続されている。接続端子３３ａ〜３３ｅと、接続線とは、半田付けなどにより電気的に接続されてる。

図２に示すように、太陽電池モジュール１の外部に引き出される外部接続用ケーブル１２は、接続端子３３ａに、ケーブルかしめなどの物理的固定手段により取り付けられている。外部接続用ケーブル１３も、同様にして、接続端子３３ｅに取り付けられている。

図３は、端子ボックス３０の内部を示す平面図であり、蓋部３２（図４に図示）を取り外した状態の端子ボックス３０を示している。図３に示すように、各接続端子３３ａ〜３３ｅの接続端子間には、接続端子と連結して金属製の放熱板３５が設けられている。この放熱板３５に跨るように、バイパスダイオード３４がそれぞれ設けられている。したがって、バイパスダイオード３４で発熱した熱は、放熱板３５を通して放熱させることができる。

図３に示すように、端子ボックス本体３１は、底面部３１ａと、底面部３１ａと連続して設けられる側面部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、及び３１ｅを有している。上述のように、端子ボックス３０は、長手方向（ｘ方向）に延びる略矩形形状を有している。側面部３１ｃ及び３１ｄは、長手方向（ｘ方向）に延びる長辺側側面部となり、側面部３１ｂ及び３１ｅは、長手方向（ｘ方向）に略垂直な方向（ｙ方向）に延びる短辺側側面部となる。外部接続用ケーブル１２の芯線部１２ａは、短辺側側面部である側面部３１ｂを通り、接続端子３３ａに接続されている。同様に、外部接続用ケーブル１３の芯線部１３ａは、短辺側側面部である側面部３１ｅを通り、接続端子３３ｅに接続されている。

図４は、端子ボックス３０の内部を示す部分切欠断面図であり、図３に示すｙ方向から端子ボックス３０を見た部分切欠断面図である。図４に示すように、底面部３１ａに対向するように、蓋部３２が端子ボックス本体３１に取り付けられている。蓋部３２を取り付けることにより、端子ボックス３０を閉じることができる。上述のようにして、接続線と外部接続用ケーブル１２及び１３とを接続端子３３ａ〜３３ｅで電気的に接続した後、端子ボックス３０内の防水性及び絶縁性を得るため、端子ボックス本体３１内に、シリコーン樹脂などからなるポッティング剤が充填される。これにより、充填樹脂が接続線と外部接続用ケーブル１２の芯線部１２ａ、外部接続用ケーブル１３の芯線部１３ａ及び接続端子３３ａ〜３３ｅを埋設するように形成され、端子ボックス本体３１内を充填樹脂で封止することができる。

実施形態において、端子ボックス３０は、耐熱性を有する樹脂などから形成することができる。

（第１の実施形態）
図５（ａ）は第１の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、側面部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに沿うように、底面部３１ａに、凹部４１が形成されている。図示されないが、側面部３１ｅに沿う底面部３１ａの部分にも、凹部４１が形成されている。本実施形態では、凹部４１として、溝が形成されている。

凹部４１の幅は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、さらには１ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。また、凹部４１の深さは、０．５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、さらには０．８ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましい。

図５（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡは、凹部４１を形成し、凹部４１内に充填樹脂が入り込む構成とすることにより長くなる。したがって、凹部４１を形成することにより、端子ボックス３０内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのを防止することができる。また、凹部４１を形成することにより、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積を増加させることができる。このため、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離するのを防止することができる。

（第２の実施形態）
図６（ａ）は第２の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、側面部３１ｂに、複数の凹部４１が形成されている。図示されないが、側面部３１ｅにも、複数の凹部４１が形成されている。本実施形態では、凹部４１として、溝が形成されている。

本実施形態における凹部４１の幅及び深さは、第１の実施形態と同様の範囲であることが好ましい。

図６（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡは、凹部４１を形成し、凹部４１内に充填樹脂が入り込む構成とすることにより長くなる。したがって、凹部４１を形成することにより、端子ボックス３０内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのを防止することができる。また、凹部４１を形成することにより、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積を増加させることができる。このため、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離するのを防止することができる。特に、長手方向（ｘ方向）に延びる略矩形形状を有する端子ボックス３０の場合、短辺側側面部から充填樹脂が剥離しやすい。したがって、短辺側側面部に凹部または凸部を形成することにより、充填樹脂の剥離を効果的に防止することができる。

（第３の実施形態）
図７（ａ）は第３の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、側面部３１ｂに沿うように、側面部３１ｂ近傍の底面部３１ａに、凸部４２が形成されている。図示されないが、側面部３１ｅに沿う側面部３１ｅ近傍の底面部３１ａの部分にも、凸部４２が形成されている。本実施形態では、凸部４２として、線状凸部が形成されている。

凸部４２の幅は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、さらには１ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましい。また、凸部４２の高さは、０．５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、さらには０．８ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましい。

なお、凸部４２の幅及び高さは、線状凸部の場合、長さ方向に対し垂直な方向における幅及び高さである。高さは、側面部または底面部からの距離を意味する。

図７（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡは、凸部４２を形成し、充填樹脂に凸部４２が突出した構成とすることにより長くなる。したがって、凸部４２を形成することにより、端子ボックス３０内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのを防止することができる。また、凸部４２を形成することにより、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積を増加させることができる。このため、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離するのを防止することができる。

（第４の実施形態）
図８（ａ）は第４の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、側面部３１ｃ及び側面部３１ｄに沿うように、側面部３１ｃまたは側面部３１ｄ近傍の底面部３１ａに、凸部４２が形成されている。本実施形態では、凸部４２として、線状凸部が形成されている。

本実施形態における凸部４２の幅及び高さは、第３の実施形態と同様の範囲であることが好ましい。

図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡは、凸部４２を形成し、充填樹脂に凸部４２が突出した構成とすることにより長くなる。したがって、凸部４２を形成することにより、端子ボックス３０内部に浸入した水によって絶縁性が低下するのを防止することができる。また、凸部４２を形成することにより、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積を増加させることができる。このため、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離するのを防止することができる。

（第５の実施形態）
図９（ａ）は第５の実施形態の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、側面部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに、高さ方向（ｚ方向）に延びる複数の凸部４２が形成されている。図示されないが、側面部３１ｅにも、高さ方向（ｚ方向）に延びる複数の凸部４２が形成されている。本実施形態では、凸部４２として、線状凸部が形成されている。

本実施形態における凸部４２の幅及び高さは、第３の実施形態と同様の範囲であることが好ましい。なお、本実施形態における凸部４２の幅は、ｙ方向の幅であり、凸部４２の高さは、ｘ方向の高さである。

図９（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡは、凸部４２を形成し、充填樹脂に凸部４２が突出した構成とすることにより長くなる。したがって、凸部４２を形成することにより、端子ボックス３０内部に浸入した水によって短絡等が発生するのを防止することができる。また、凸部４２を形成することにより、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積を増加させることができる。このため、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離するのを防止することができる。

（比較例）
図１０（ａ）は比較例の端子ボックス内部を示す模式的平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、この比較例では、側面部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ及び底面部３１ａに、凹部及び凸部は形成されていない。この場合、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、水の浸入パスＡが短くなり、水が浸入しやすくなるため、絶縁性の低下が発生しやすくなる。また、充填樹脂の端子ボックス本体３１に対する接着面積が小さいので、充填樹脂が端子ボックス本体３１から剥離しやすくなる。

上記実施形態では、凹部として溝を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、側面部及び底面部に形成された貫通孔を凹部としてもよい。また、点在するような凹部であってもよい。また、上記実施形態では、凸部として線状凸部を形にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、点在するような凸部であってもよい。

また、本発明では、凹部と凸部を共存させて形成してもよい。

１…太陽電池モジュール
２…太陽電池パネル
３…太陽電池
４…配線材
１０…太陽電池ストリングス
１１…渡り配線
１２，１３…外部接続用ケーブル
１２ａ，１３ａ…芯線部
２０…フレーム
３０…端子ボックス
３１…端子ボックス本体
３１ａ…底面部
３１ｂ〜３１ｅ…側面部
３２…蓋部
３３ａ〜３３ｅ…接続端子
３４…バイパスダイオード
３５…放熱板
３６…接続線
３８…貫通孔
４１…凹部
４２…凸部

Claims

太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスであって、
底面部と、前記底面部と連続して設けられる側面部とを有する端子ボックス本体と、
前記底面部と対向するように、前記端子ボックス本体に取付けられる蓋部と、
前記太陽電池モジュールの太陽電池からの接続線と、太陽電池モジュールの外部に引き出される外部接続用ケーブルとを電気的に接続するための接続端子と、
前記接続線と前記外部接続用ケーブルを前記接続端子で電気的に接続した後、前記端子ボックス本体内に充填して形成される充填樹脂とを備え、
前記底面部及び前記側面部の少なくともいずれか一方に、前記充填樹脂が入り込む凹部または前記充填樹脂に突出する凸部が形成されている、太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記凹部が、溝である、請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記凸部が、線状凸部である、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記端子ボックスが、長手方向に延びる略矩形形状を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記側面部が、前記長手方向に延びる長辺側側面部と、前記長手方向に略垂直な方向に延びる短辺側側面部とを有する、請求項４に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記凹部または凸部が、前記短辺側側面部に形成されている、請求項５に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記凹部または凸部が、前記長辺側側面部に形成されている、請求項５または６に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
前記凹部または凸部が、前記底面部に形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。