JP6348993B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池セルを複数並べて構成された太陽電池モジュールに関する。

太陽電池セルは、太陽光を電力に変化する。従来、太陽電池モジュールには、受光面側に透明基板を配置し、透明基板の裏面側に直列に接続された複数の太陽電池セルを並べて配置し、複数の太陽電池セルを封止樹脂にて封止して太陽電池パネルを構成し、太陽電池パネルの周縁部にフレームを取り付けたり、裏面に端子ボックスを取り付けたりする構造が用いられている。

太陽電池セルは、内部リード線によって直列に接続されている。一方、太陽電池パネルには、太陽電池セルが発生させた電力を外部に取り出すために、プラス及びマイナスの２本の出力ケーブルが接続される。一般的には、太陽電池パネルの裏面に端子ボックスが取り付けられ、端子ボックス内で太陽電池パネルから引き出された内部リード線と出力ケーブルとが接続される。

すなわち、太陽電池パネルの裏面に設けられた端子ボックスから２本の出力ケーブルが延びる状態となる。出力ケーブルは、他の太陽電池モジュール又は制御機器に接続されるが、出力ケーブルが端子ボックスから垂れ下がっていると、他の太陽電池モジュール又は制御機器と接触して傷ついたり、接続作業の障害となったりする。

これに対して、太陽電池パネルの裏面の予め定めた位置に、出力ケーブルを係合状態で保持するケーブルクリップであるケーブル保持部を設けることが特許文献１に提案されている。特許文献１の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルを囲む枠状フレームと、太陽電池パネルの裏面側にて枠状フレーム間に架け渡された補強フレームと、太陽電池パネルと補強フレームとの間に配置され、太陽電池パネルのたわみを抑制する緩衝材とを備えている。特許文献１の太陽電池モジュールにおいては、緩衝材は、緩衝材本体及び出力ケーブルを保持するケーブル保持部に端子ボックスから延びる出力ケーブルをケーブル保持部に保持させることで、垂れ下がることなく太陽電池パネルの裏面にて引き回すことができる。

特許第５３２８９２３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される太陽電池モジュールは、出力ケーブルに取り付けられた出力コネクタが未嵌合状態となってしまい、出力コネクタ内部の接続端子が空気中の水分によって腐食しやすくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力ケーブルの垂れ下がりを防止しつつ、出力コネクタの耐腐食性を確保した太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光を電力に変換する太陽電池パネルと、太陽電池パネルに電気的に接続され、太陽電池パネルで発生した電力を取り出す第１の出力ケーブル及び第２の出力ケーブルと、第１の出力ケーブルに取り付けられた第１の出力コネクタと、第２の出力ケーブルに取り付けられた第２の出力コネクタと、太陽電池パネルを囲う枠状フレームと、太陽電池パネルの裏面側にて枠状フレームに架け渡された補強フレームと、太陽電池パネルと補強フレームとの間に配置されて、太陽電池パネルのたわみを抑制する平面部を備えた緩衝材とを有し、緩衝材は、第１及び第２の出力コネクタと嵌合する嵌合部とを備えていることを特徴とする。

本発明にかかる太陽電池モジュールは、出力ケーブルの垂れ下がりを防止しつつ、出力コネクタの耐腐食性を確保した太陽電池モジュールを得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの組立の初期工程の様子を示す図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池パネルの外縁部に枠状フレームを取り付けた中間組立体に裏面から補強フレームを取り付ける様子を示す斜視図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの中間組立体への補強フレームの取付が完了した状態を示す斜視図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池パネルが正面側から圧力を受けてたわんでも補強フレームに接触しない様子を示す断面図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材の斜視図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材と出力コネクタとの嵌合前の状態を示す図 実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材と出力コネクタとの嵌合後の状態を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール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。

実施の形態．
図１から図４を用いて本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの全体構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの組立の初期工程の様子を示す図である。図２は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池パネルの外縁部に枠状フレームを取り付けた中間組立体に裏面から補強フレームを取り付ける様子を示す斜視図である。図３は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの中間組立体への補強フレームの取付が完了した状態を示す斜視図である。図４は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池パネルが正面側から圧力を受けてたわんでも補強フレームに接触しない様子を示す断面図であり、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示している。なお、図１は、太陽電池パネルを受光面側から見た様子を示している。一方、図２及び図３は、太陽電池パネルを裏面側から見た様子を示している。

太陽電池モジュール５０は、概略矩形平板状をなし太陽光を電力に変換する太陽電池パネル２０と、発生した電力を取り出す第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２と、太陽電池パネル２０の裏面に設けられ、太陽電池パネル２０に内蔵される内部リード線と第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２とを電気的に接続するための端子ボックス２５と、太陽電池パネル２０の外縁部を全周にわたって囲む矩形枠状の枠状フレーム１０と、枠状フレーム１０に取り付けられた補強フレーム３と、太陽電池パネル２０と補強フレーム３との間に配置され、太陽電池パネル２０のたわみを抑制する緩衝材３５とを有している。第１の出力ケーブル２１には第１の出力コネクタである雌型出力コネクタ２３が取り付けられており、第２の出力ケーブル２２には、第２の出力コネクタである雄型出力コネクタ２４が取り付けられている。雌型出力コネクタ２３は、第１の出力ケーブル２１の端部に取り付けられている。雄型出力コネクタ２４は、第２の出力ケーブル２２の端部に取り付けられている。緩衝材３５は、太陽電池パネル２０裏面の補強フレーム３の設けられた位置に固着されている。

図１に示すように、太陽電池パネル２０は、複数の太陽電池セル１５が縦横に並べられて構成されて概略矩形平板状をなしている。複数の太陽電池セル１５は、不図示の内部リード線により直列に接続されている。枠状フレーム１０は、対向する一対の長辺フレーム１，１と、長辺フレーム１，１の両端部間に連結された一対の短辺フレーム２，２とを備えている。一対の長辺フレーム１，１と一対の短辺フレーム２，２とは、相互に連結されて矩形枠状の枠状フレーム１０をなしている。

図２に示すように、緩衝材３５は、概略平板状をなし太陽電池パネル２０の裏面に固定されている。緩衝材３５は硬質樹脂を用いて形成することができる。緩衝材３５は、第１の出力ケーブル２１に取り付けられた雌型出力コネクタ２３と嵌合する雄型嵌合部３８及び第２の出力ケーブル２２に取り付けられた雄型出力コネクタ２４と嵌合する雌型嵌合部３９を有している。雄型嵌合部３８及び雌型嵌合部３９は、第１及び第２の出力コネクタである雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４と嵌合する嵌合部である。

図３に示すように、長辺フレーム１，１の裏面中央部に補強フレーム３の嵌合用の切り欠き１ａ，１ａが設けられている。補強フレーム３は、端部３ａ，３ａが長辺フレーム１，１の切り欠き１ａ，１ａに裏面側から落とし込まれて長辺フレーム１，１に組み付けられている。補強フレーム３は、太陽電池パネル２０との間に緩衝材３５を挟む位置で、枠状フレーム１０の対向する一対の長辺フレーム１，１に架け渡されて枠状フレーム１０に取り付けられる。

図４に示すように、緩衝材３５は、太陽電池パネル２０が図４中に矢印Ｆで示すように正面側から圧力を受けてたわんでも太陽電池パネル２０の裏面が補強フレーム３と接触しない大きさの間隙を形成する高さを有している。

次に、図５から図７を用いて本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール５０の緩衝材３５について説明する。図５は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材の斜視図である。緩衝材３５は、補強フレーム３が接触する平面部３６と、雌型出力コネクタ２３が嵌合する雄型嵌合部３８及び雄型出力コネクタ２４が嵌合する雌型嵌合部３９とを有している。緩衝材３５は、平面部３６と雄型嵌合部３８と雌型嵌合部３９とを一つの金型で成形することが好ましいが、平面部３６と雄型嵌合部３８と雌型嵌合部３９とを別々に成形し、接着剤又は嵌合構造を用いて平面部３６に雄型嵌合部３８及び雌型嵌合部３９を固定した構造であってもよい。

図６は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材と雄型出力コネクタ及び雌型出力コネクタとの嵌合前の状態を示す図である。図６中に矢印で示す方向から雌型出力コネクタ２３を雄型嵌合部３８に押し込み、雄型出力コネクタ２４を雌型嵌合部３９に押し込むことによって、雌型出力コネクタ２３と雄型嵌合部３８を嵌合させ、かつ雄型出力コネクタ２４と雌型嵌合部３９とを嵌合させる。

図７は、実施の形態にかかる太陽電池モジュールの緩衝材と雄型出力コネクタ及び雌型出力コネクタとの嵌合後の状態を示す図である。雌型出力コネクタ２３は雄型嵌合部３８に、雄型出力コネクタ２４は雌型嵌合部３９に嵌合されており、第１の出力ケーブル２１及び第２の出力ケーブル２２の垂れ下がりを防止することができる。さらに、雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４の端子が空気に暴露されないため、空気中の水分による腐食を抑制することができる。

なお、雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４が係合構造を備えるのであれば、雄型嵌合部３８及び雌型嵌合部３９に同様の構造を設けることで、雌型出力コネクタ２３が雄型嵌合部３８から脱落したり、雄型出力コネクタ２４が雌型嵌合部から脱落したりしにくい構造を実現できる。係合構造には、雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４の一方に爪を設け、他方に溝を設け、爪と溝とを係合させる構造を適用できる。すなわち、雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４の一方に爪が設けられ、他方に溝が設けられている場合には、雄型嵌合部３８及び雌型嵌合部３９の一方に爪を設け、他方に溝を設けることで、雄型出力コネクタ２４が雌型嵌合部３９から脱落しにくく、かつ雌型出力コネクタ２３が雄型嵌合部３８から脱落しにくい構造とすることができる。

このように、実施の形態にかかる太陽電池モジュールは、製造コストを大幅に増大させることなく第１及び第２の出力ケーブルの垂れ下がり及び出力コネクタの腐食を抑制できる。

なお、雄型嵌合部３８及び雌型嵌合部３９にパッキンを設け、雌型出力コネクタ２３及び雄型出力コネクタ２４を嵌合させた際に、端子部分が気密封止されるようにすることで、端子の耐腐食性をさらに高めることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 長辺フレーム、１ａ 切り欠き、２ 短辺フレーム、３ 補強フレーム、３ａ 端部、１０ 枠状フレーム、１５ 太陽電池セル、２０ 太陽電池パネル、２１ 第１の出力ケーブル、２２ 第２の出力ケーブル、２３ 雌型出力コネクタ、２４ 雄型出力コネクタ、２５ 端子ボックス、３５ 緩衝材、３６ 平面部、３８ 雄型嵌合部、３９ 雌型嵌合部、５０ 太陽電池モジュール。

Claims (5)

1. 太陽光を電力に変換する太陽電池パネルと、
   前記太陽電池パネルに電気的に接続され、該太陽電池パネルで発生した電力を取り出す端子ボックスと、
   前記端子ボックスのケーブル取り出し口から延びる第１の出力ケーブル及び第２の出力ケーブルと、
   前記第１の出力ケーブルに取り付けられた第１の出力コネクタと、
   前記第２の出力ケーブルに取り付けられた第２の出力コネクタと、
   前記太陽電池パネルを囲う枠状フレームと、
   前記太陽電池パネルの裏面側にて前記枠状フレームに架け渡された補強フレームと、
   前記太陽電池パネルと前記補強フレームとの間に配置されて、前記太陽電池パネルのたわみを抑制する平面部を備えた緩衝材とを有し、
   前記緩衝材は、前記第１及び第２の出力コネクタと嵌合する嵌合部を備え、
   前記ケーブル取り出し口と前記嵌合部とが向かい合っており、前記第１の出力コネクタ及び前記第２の出力コネクタの前記嵌合部に対する着脱方向は、前記ケーブル取り出し口と前記嵌合部とを結ぶ線の方向であり、
   前記端子ボックスが存在する方向から前記第１の出力コネクタ及び前記第２の出力コネクタが前記嵌合部に着脱されることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記第１の出力コネクタは、前記第１の出力ケーブルの端部に取り付けられており、
   前記第２の出力コネクタは、前記第２の出力ケーブルの端部に取り付けられてい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. 前記平面部と前記嵌合部とは、一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記平面部と前記嵌合部とが、接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記平面部と前記嵌合部とは、嵌合構造によって固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。

Images