(54)【考案の名称】端子ボックス付太陽電池モジュールと端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具

(51)【国際特許分類】

H01L 31/042

(73)【実用新案権者】エンゼル工業株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は端子ボックス付太陽電池モジュールと端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具に関するものである。より詳しくは、端子ボックス付のフレキシブルタイプ太陽電池モジュールに関するものであり、また、フレキシブルタイプの太陽電池モジュールに固定する用途に用いる端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具に関するものである。

【従来の技術】

【0002】
金属箔やポリマーなどの様々なフレキシブル基板を用いた太陽電池が製作されている。そしてこれらをフレキシブルな保護層に封止したフレキシブルな太陽電池モジュールが製作されている。
【0003】
この太陽電池モジュールで発電された電力を外部接続ケーブルに中継するために端子ボックスが使用されている。
【0004】
端子ボックスのフレキシブルな太陽電池モジュールへの取付けは、従来、積層構造の太陽電池モジュールの最外層である補強層に、端子ボックスのベース台を当接し、接着固定する方法、またはネジで締結固定する方法で行われている。(例えば、特許文献1参照)。
【0005】

【効果】

【0021】
本考案によれば、その他の構成とともに、端子ボックスにフランジを形成し、また裏打ち板を用い、これらを太陽電池モジュールの両面に配置して貫通固定手段で固定するので、太陽電池モジュールの端子ボックス配置領域という広い面で変形力を受けることができる利点がある。このため、固着の耐久性に富み、脆弱性が改善される。
【0022】
そして、端子ボックスに設ける貫通穴はフランジに設けるので、筐体内に配置される電気部品と隔離される。
【0023】
本考案にかかる端子ボックス固定具は、固着の耐久性が増し、脆弱性が改善される取付け具となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は端子ボックス付太陽電池モジュールの説明図である。
【図2】図2は端子ボックスの説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は底面図、(d)は正面図、(e)は背面図である。
【図3】図3は端子ボックスの中央断面図である。
【図4】図4はフランジを形成する位置の説明斜視図である。(a)は一組のフランジを設けた端子ボックスを示し、(b)は他の一組のフランジを設けた端子ボックスを示し、(c)は二組のフランジを設けた端子ボックスを示している。(d)は円柱形状の筐体を有する端子ボックスに本考案を応用して一組のフランジを形成した端子ボックスを示している。
【図5】図5は端子ボックス付太陽電池モジュールの組み立て説明図である。

【0025】
以下、図面を参照して本考案の実施例にかかる端子ボックス付太陽電池モジュールと端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具をさらに説明する。本考案の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【0026】
図1は端子ボックス付太陽電池モジュールの説明図である。図2は端子ボックスの説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は底面図、(d)は正面図、(e)は背面図である。図3は端子ボックスの中央断面図である。図4はフランジを形成する位置の説明斜視図である。(a)は一組のフランジを設けた端子ボックスを示し、(b)は他の一組のフランジを設けた端子ボックスを示し、(c)は二組のフランジを設けた端子ボックスを示している。(d)は円柱形状の筐体を有する端子ボックスに本考案を応用して一組のフランジを形成した端子ボックスを示している。図5は端子ボックス付太陽電池モジュールの組み立て説明図である。
【0027】
図1は説明のために書かれた図面であり、端子ボックス10a、10b、太陽電池モジュール50、裏打ち板30a、30bなど、単一の構成物内で上下、左右と奥行きの縮尺は異なり、また、端子ボックス付太陽電池モジュールにおいて、端子ボックス、太陽電池モジュールと裏打ち板の相互間の縮尺も異なるものである。
【0028】
太陽電池モジュール50は太陽電池51a、51b、51cを表面部材と裏面部材の間に封止したものである。本考案の対象となる太陽電池モジュールは、モジュール全体としてフレキシブルなものがふさわしい。ここで、フレキシブルな太陽電池として、CIGS系、薄膜シリコン系、有機半導体系の太陽電池を例示することができる。
【0029】
表面部材と裏面部材は、室温下でフレキシブルな合成樹脂ポリマーが好ましい。フレキシブルな太陽電池の対極にあるリジッドな太陽電池モジュールとしては、太陽電池として結晶シリカを用い、表面部材、裏面部材及び/または積層部材として、ガラス板を用いるものを挙げることができる。
【0030】
図1において、太陽電池51a、51b、51cの左右には、内部配線46と内部配線47がある。内部配線46と47は、太陽電池51a、51b、51cで発電された電力を集め、当該電力を端子ボックス10a、10bに接続する。図1では、太陽電池と内部配線、内部配線と端子ボックス間の接続配線の図示を省略している。
【0031】
図1に示す太陽電池モジュール50内の太陽電池の数は3である。単一の太陽電池モジュールに封止する太陽電池の数は任意の値にすることができる。
【0032】
また、図1では太陽電池モジュール50内の3の太陽電池は、並列に接続されている。太陽電池モジュール内で、複数の太陽電池は並列及び/または直列に接続することができる。
【0033】
端子ボックス10の筐体19は直方体である。図1と図4などを参照して筐体19は4の縦板71a、71b、71c、71dに囲まれている。筐体19が太陽電池モジュールに対面する部分はモジュール側開口部76である。
【0034】
筐体19の内部には、リード線受容端子11、ケーブル線端子12がある。リード線受容端子11は貫通穴を有する。リード線受容端子は、当該貫通穴を天板16から立ち下がる突起27に通し、突起27にCA止めリング12をはめて筐体内に固定される。
【0035】
ケーブル線端子12は貫通穴を有する。ケーブル線端子12は、当該貫通穴を天板16から立ち下がる突起28に通し、突起28にCA止めリング13をはめて、筐体内に固定される。
【0036】
リード線受容端子11の一方端部は接続部111である。太陽電池モジュールの内部配線から導かれる配線部材をモジュール側開口部76を通過して筐体19内に導き、接続部111に半田付けなどの手段で電気接続する。
【0037】
天板16に接して結線開口部26があり、結線作業などの後に蓋29が被せられる。
【0038】
外部接続ケーブル20の一方端部は、筐体19内に在り、芯線21がケーブル線端子12にかしめ止められ、かつ半田付けで電気接続されている。外部ケーブル線20の他方端部には、コネクタ22が設置されている。
【0039】
リード線受容端子11とケーブル線端子12間にダイオード15が電気接続されている。ダイオードは逆流防止手段であり、太陽電池に逆電流が流れることを防止する。
【0040】
端子ボックス10は単一電気回路のボックスであり、2個の端子ボックスで電気接続の役目を果たす。図1に図示した端子ボックス付太陽電池モジュール1を例にとれば、端子ボックス10aと端子ボックス10bの一対で、電気接続の役目を果たす。もっとも、本考案にかかる端子ボックスは単一電気回路の端子ボックスに限られることはなく、一対の電気回路を有する端子ボックスであってもよい。さらには、3本、4本以上の内部配線から電力をとりだすための複数のリード線受容端子を備えた端子ボックスであってもよい。
【0041】
ダイオード15は、太陽電池モジュールのプラス極側、又はマイナス極側のいずれか一方に挿入すればその役目を果たすので、不必要であればダイオード15を取り除いて、リード線受容端子11とケーブル線端子12を電線で接続してもよい。あるいは、リード線受容端子11とケーブル線端子12を共用の単一の端子にしてもよい。
【0042】
図1と図4などを参照してフランジの形成を説明する。フランジはモジュール開口部76と同一平面に、板状体を外側に向けて形成される。すなわち、フランジは、縦板の底端部81a、81b、81c、81dから外側に向かう板状部分である。通常、一対のフランジが形成される。
【0043】
図4(a)を参照して、4の縦壁71a、71b、71c、71dの中で、対向する一対の縦壁は、縦壁71aと縦壁71cである。縦壁71aの底端線は底端線81aである。縦壁71cの底端線は底板線81cである。
【0044】
底端線81aを起点とし、筐体内から外側に向かう方向に板状部分を設置して、フランジ91aを形成する。また底端線81cを起点とし、筐体内から外側に向かう方向に板状部分を設置して、、フランジ91cを形成する。
【0045】
図4(b)を参照して、他の一対のフランジの形成を説明する。4の縦壁71a、71b、71c、71dの中で、対向する他の一対の縦壁は、縦壁71bと縦壁71dである。縦壁71bの底端線は底端線81bである。縦壁71dの底端線は底端線81dである。
【0046】
底端線81bを起点とし、筐体内から外側に向かう方向に板状部分を設置して、フランジ91bを形成する。また底端線81dを起点とし、筐体内から外側に向かう方向に板状部分を設置して、フランジ91dを形成する。
【0047】
単一の筐体に二組のフランジを形成することがより一層好ましい。太陽電池モジュールを挟み込む面積が増大し、モジュールの強度が増加するからである。
【0048】
図4(c)は、単一の筐体に二組のフランジを形成した例である。フランジ91aとフランジ91cが一組であり、フランジ91bとフランジ91dが一組である。ハッチングで示した領域95は底端線の延長に該当しないが、ここにもフランジを広げることが好ましい。
【0049】
直方体以外の形状の筐体であっても、同様な考え方で、フランジを形成することができる。図4(d)は円柱形状の筐体を有する端子ボックスに本考案を応用して一組のフランジを形成した端子ボックスを示している。筐体191を中間にしてその両側一組のフランジであるフランジ911bと911dを形成すればよい。
【0050】
フランジ91a、91b、91c、91dには、合計4のボックス貫通穴18が貫通している。単一の端子ボックスに設けるボックス貫通穴の数は4に限られないが、通常は4とする。好ましくは、図4(c)中にハッチングで示した領域95に各1個のボックス貫通穴18を設ける。もっとも、太陽電池モジュールの引っ張り強度などを勘案して、ボックス貫通穴の数を6や8あるいは任意の数にしてもよい。
【0051】
モジュール貫通穴の数はボックス貫通穴の数と同じとなる。裏打ち板貫通穴の数はボックス貫通穴の数と同じとなる。
【0052】
端子ボックスの筐体は、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルやポリフェニレンスルフィドなどからなる。
【0053】
裏打ち板30は裏打ち板貫通穴38を有する。裏打ち板貫通穴38の位置はボックス貫通穴18の位置に対応する位置となる。裏打ち板30の大きさは、フランジを含む端子ボックスの大きさと同等となる。裏打ち板30をより大きくしてもよいが、太陽電池モジュールの柔軟性を損なうなど不利益が増える。より好ましくは、端子ボックスにおけるフランジの外部輪郭線と裏打ち板の周囲輪郭線が一致する大きさの関係にあることである。
【0054】
裏打ち板30は、例えば、アルミニウム、木材、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルまたはポリフェニレンスルフィドなどで作ることができる。太陽電池モジュールを挟み込み固定する役目を果たすために、堅さが必要であるから、一定の厚さが必要となる。上記に例示した材料であれば、通常は厚さ1mm以上の板であり、好ましくは厚さ1.5mm以上の板である。不必要に厚い板は邪魔になるので、厚さの上限は通常10mm、好ましくは5mm、より好ましくは3mmである。
【0055】
裏打ち板30は中央部に貫通部があってもよい。
【0056】
図5などを参照しながら、太陽電池モジュール50への端子ボックス10の固着方法を説明する。
【0057】
太陽電池モジュールの平面の一領域である端子ボックス配置領域61に端子ボックス10を配置する。このとき、太陽電池モジュールの一方表面611とフランジ91が接触する状態で配置する。
【0058】
太陽電池モジュールには予めモジュール貫通穴48を空けておく。フランジに接着剤を塗布する。
【0059】
端子ボックス配置領域の他方表面612に裏打ち板30を配置する。ボックス貫通穴18、モジュール貫通穴48と裏打ち板貫通穴38を一致させて、貫通固定手段であるボルト411を挿入する。ボルトの足に貫通固定手段であるナットをネジ止めする。これにより、太陽電池モジュール50の端子ボックス配置領域61は端子ボックス10と裏打ち板30で挟み込み固定される。ここで、端子ボックス10を構成する部分のなかで、太陽電池モジュールに接触する部分は、フランジ91である。
【0060】
その後、筐体19の内部にコーティング剤を注入し、結線開口部26に蓋29をかぶせる。
【0061】
貫通固定手段はボルトとナットに限られず、例えば、リベットであってもよい。図1に図示した端子ボックス付太陽電池モジュールにおいて、端子ボックスの固定に用いた貫通固定手段はリベット43a、43bである。また、裏打ち板貫通穴38にネジを螺設すれば、ナットを用いることなくボルトのみで貫通固定手段となる。
【0062】
本考案にかかる端子ボックス付太陽電池モジュールと端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具は、その考案の技術的範囲内で種々に変形して実施できる。例えば、端子ボックスにおいて、筐体はモジュール側開口部を持つ実施例を挙げて説明したが、モジュール側に底板があり天板側は板が無く開放されている本体と当該開放部を覆う蓋からなるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本考案にかかる端子ボックス付太陽電池モジュールと端子ボックスを含む一対の端子ボックス固定具は、特にフレキシブルな太陽電池モジュールから発電電力を取り出すにあたり使用する端子ボックス関連技術として有用である。
【0064】
1 端子ボックス付太陽電池モジュール
11 リード線受容端子
12 ケーブル線端子
15 ダイオード
16 天板
18 ボックス貫通穴
19 筐体
20 外部接続ケーブル
26 結線開口部
29 蓋
30 裏打ち板
38 裏打ち板貫通穴
411 貫通固定手段であるボルト
412 貫通固定手段であるナット
43a、43b 貫通固定手段であるリベット
48 モジュール貫通穴
50 太陽電池モジュール
61 モジュール配置領域
71a、71b、71c、71d 縦壁
76 モジュール側開口部
81a、81b、81c、81d 底端線
91a、91b、91c、91d フランジ

(57)【要約】

【課題】端子ボックスとフレキシブルな太陽電池モジュール間を固着するにあたり、固着の脆弱性を改善し、耐久性を増す。【解決手段】端子ボックス10は、筐体の4の縦壁71a、71b、71c、71dを有し、筐体内に、リード線受容端子と外部接続ケーブル20の一方端部が収納され、一対のフランジ91aと91cを形成し、前記フランジにボックス貫通穴を設けた。太陽電池モジュールの端子ボックス配置領域に、端子ボックスを配置し、太陽電池モジュールの一部分にモジュール貫通穴を設け、他方表面に裏打ち板30を配置し、貫通固定手段43をボックス貫通穴、モジュール貫通穴と裏打ち板貫通穴に挿通し、太陽電池モジュールを端子ボックスと裏打ち板で挟み込み固定した。


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