JP2015005605A - Terminal box and solar battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子ボックス及び太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a terminal box and a solar cell module.
太陽光発電システムでは、家屋の屋根上に敷設した複数の太陽電池モジュールからの直流電力を、インバータ等を介して各電器製品に供給する。複数の太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの裏側に配置された端子ボックスを介して、モジュール連結ケーブルにて直列に接続される。 In the photovoltaic power generation system, DC power from a plurality of solar cell modules laid on the roof of a house is supplied to each electrical appliance via an inverter or the like. The plurality of solar cell modules are connected in series with a module connection cable via a terminal box disposed on the back side of each solar cell module.
太陽電池モジュールでは、一般に太陽電池セルが直列に接続されたストリングが複数封止されて作製されており、そのストリングからの出力リード線が端子ボックス内に引き出されている。端子ボックスは、ストリングから引き出された出力リード線が一端に接続されるとともに他端にモジュール連結ケーブルが接続される複数枚の端子板と、各端子板間に架け渡されるバイパスダイオードとを備えている。 In a solar cell module, generally, a plurality of strings in which solar cells are connected in series are sealed, and output lead wires from the strings are drawn into a terminal box. The terminal box includes a plurality of terminal plates to which an output lead wire drawn out from the string is connected to one end and a module connecting cable is connected to the other end, and a bypass diode bridged between the terminal plates. Yes.
バイパスダイオードは、発電できない太陽電池セルをバイパスして保護するためのものである。すなわち、太陽電池モジュールの上に樹木や建物の影がかかったり、落ち葉が載ったりすると、それによって太陽光を遮られた太陽電池セルは発電することができなくなる。発電できない太陽電池セルは抵抗となるため、もしそこに電流が流れると発熱して温度上昇し、放置しておけば太陽電池セルの破壊に至ってしまう（ホットスポット現象）。このような発電できない太陽電池セルが存在する時、バイパスダイオードは、その発電できない太陽電池セルをバイパスして、他の正常な太陽電池セルで発電された電流を流すことができるので、発電できない太陽電池セルでの温度上昇を回避することができる。 A bypass diode is for bypassing and protecting the photovoltaic cell which cannot generate electric power. That is, when a shadow of a tree or a building is cast on the solar cell module or a fallen leaf is placed on the solar cell module, the solar cell blocked by the sunlight cannot generate power. A solar cell that cannot generate electricity becomes a resistance, so if a current flows there, it generates heat and rises in temperature, and if left unattended, the solar cell will be destroyed (hot spot phenomenon). When there is such a solar cell that cannot generate power, the bypass diode bypasses the solar cell that cannot generate power and can pass the current generated by other normal solar cells. A temperature rise in the battery cell can be avoided.
特許文献１には、１つのストリングに対して並列接続されたバイパスダイオードと３つのストリングに対して並列接続された更なるダイオードとが配置された接続ボックスにおいて、バイパスダイオードと更なるダイオードとの各々がプリント回路板のプリント導体の金属面に接していることが記載されている。これにより、特許文献１によれば、バイパスダイオードと更なるダイオードとの各々を流れる電流による発生熱の大部分を吸収するとともに滞留及び放射によって熱を大気中に消散させるとされている。
In
特許文献１に記載の技術は、１つのバイパスダイオード当たりでバイパスする太陽電池の数が少ない（２個程度）ことが前提となっている。このため、特許文献１に記載の技術では、多数の太陽電池セルに対して多数のバイパスダイオードを設ける必要があり、回路装置（端子ボックス）の製造コストが増大する可能性がある。
The technique described in
ところで、発電できない太陽電池セルが存在してバイパスダイオードが動作する場合、バイパスダイオードには他の正常な太陽電池セルで発電された電流（一般的に５〜１０Ａの大電流）が流れるため、順方向電流×順方向電圧による損失(電力消費)が発生し、それに伴う発熱が生じることになる。そして、この熱を十分に逃がすことが出来ないと、バイパスダイオードの定格温度を超えて破壊に至る可能性がある。 By the way, when there is a solar cell that cannot generate power and the bypass diode operates, a current generated by another normal solar cell (generally a large current of 5 to 10 A) flows through the bypass diode. Loss (power consumption) due to directional current x forward voltage occurs, and heat is generated accordingly. If this heat cannot be sufficiently released, the temperature may exceed the rated temperature of the bypass diode, leading to destruction.
太陽電池セルは効率が向上するに従って、セル電流値も増加する。しかしながら、電流増加に伴い、太陽電池モジュール内部回路における損失も増加するため、太陽電池モジュールの出力向上はセル効率の向上よりも小さくなってしまう。すなわち、太陽電池セルの効率向上を生かし切れずに、太陽電池セルの効率向上に対して太陽電池モジュールの出力向上が不十分な傾向にある。 As the efficiency of solar cells increases, the cell current value also increases. However, as the current increases, the loss in the solar cell module internal circuit also increases, so the output improvement of the solar cell module becomes smaller than the improvement of cell efficiency. That is, without improving the efficiency of the solar battery cell, the output of the solar battery module tends to be insufficient for improving the efficiency of the solar battery cell.
その対策として、太陽電池セルを元の大きさから半分にカットしたハーフカットセルを使用する方法がある。太陽電池セルの電流はセルサイズに依存するため、太陽電池モジュール内を流れる電流が半分になり、内部回路における損失を小さくする事が可能なる。 As a countermeasure, there is a method of using a half cut cell obtained by cutting a solar battery cell in half from the original size. Since the current of the solar cell depends on the cell size, the current flowing through the solar cell module is halved, and the loss in the internal circuit can be reduced.
ハーフカットセルを用いた場合、各ハーフカットセルについて、セル電流が半分になる一方でセル電圧はカット前と変わることはない。バイパスダイオードは複数セルが直列に接続されたストリングに対して並列に接続されているが、ハーフカットセルを用いた場合、並列に接続されているセルの数はカット前のセルを使用した場合に比べて２倍となる。その結果、バイパスダイオードに流れる電流は半分となるが、バイパスダイオードに印加される電圧は２倍となる。 When a half cut cell is used, for each half cut cell, the cell current is halved, but the cell voltage does not change from that before the cut. Bypass diodes are connected in parallel to a string in which multiple cells are connected in series, but when half-cut cells are used, the number of cells connected in parallel is the number of cells before cutting. Compared to twice. As a result, the current flowing through the bypass diode is halved, but the voltage applied to the bypass diode is doubled.
太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスにおいて、太陽電池セルの特性向上やハーフカットセルの直列接続により最大出力の動作電圧が上昇して、バイパスダイオードの逆方向耐電圧より大きくなった場合、バイパスダイオードが破損する可能性がある。バイパスダイオードの破損を避けるためには、太陽電池セルの直列接続の中間点でバイパスするバイパスダイオードを端子ボックス内に複数設置する必要がある。このため、端子ボックスの製造コストが増大する可能性がある。 In the terminal box that constitutes the output part of the solar cell module, when the operating voltage of the maximum output rises due to the improvement of the characteristics of the solar cell and the series connection of the half cut cells, it becomes larger than the reverse withstand voltage of the bypass diode The bypass diode may be damaged. In order to avoid breakage of the bypass diode, it is necessary to install a plurality of bypass diodes in the terminal box that bypass at the midpoint of the series connection of the solar cells. For this reason, the manufacturing cost of a terminal box may increase.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイパスダイオードの破損を避けることができ、製造コストを低減できる端子ボックス及び太陽電池モジュールを得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the terminal box and solar cell module which can avoid damage of a bypass diode and can reduce manufacturing cost.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる端子ボックスは、太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスであって、多数の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池ストリングの両端に接続された１対の入力端子と、前記１対の入力端子の間に電気的に接続されたバイパスダイオードとを備え、前記バイパスダイオードは、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a terminal box according to one aspect of the present invention is a terminal box constituting an output part of a solar cell module, and a large number of solar cells are connected in series. A pair of input terminals connected to both ends of the solar cell string, and a bypass diode electrically connected between the pair of input terminals, wherein the bypass diode mainly includes a wide band gap semiconductor. It is formed by the material used as a component.
本発明によれば、端子ボックスにおいて、バイパスダイオードが、１対の入力端子の間に電気的に接続されており、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されている。これにより、バイパスダイオードの逆方向耐電圧を向上できるので、１対の入力端子の間を１個のバイパスダイオードで直接接続しても、端子ボックスを太陽電池モジュールの出力部として機能させた際におけるバイパスダイオードの破損を回避することができる。また、１対の入力端子の間を１個のバイパスダイオードで直接接続でき、入力端子及び端子板の数を低減できるので、端子ボックスの製造コストを低減できる。すなわち、バイパスダイオードの破損を避けることができ、端子ボックスの製造コストを低減できる。 According to the present invention, in the terminal box, the bypass diode is electrically connected between the pair of input terminals, and is formed of a material mainly composed of a wide band gap semiconductor. Thereby, since the reverse withstand voltage of the bypass diode can be improved, even when the pair of input terminals is directly connected by one bypass diode, the terminal box can function as the output part of the solar cell module. Breakage of the bypass diode can be avoided. In addition, since a pair of input terminals can be directly connected by a single bypass diode, and the number of input terminals and terminal plates can be reduced, the manufacturing cost of the terminal box can be reduced. That is, damage to the bypass diode can be avoided, and the manufacturing cost of the terminal box can be reduced.
以下に、本発明にかかる端子ボックスの実施の形態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。 Embodiments of a terminal box according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
実施の形態１にかかる端子ボックス１００ｊについて説明する前に、基本の形態にかかる端子ボックス１００について図４を用いて説明する。図４は、基本の形態にかかる端子ボックス１００を含む太陽電池モジュール１の構成を示す図である。
Before describing the
太陽光発電システム（図示せず）では、家屋の屋根上に敷設した複数の太陽電池モジュール１からの直流電力を、インバータ等を介して各電器製品に供給する。複数の太陽電池モジュール１は、各太陽電池モジュール１の裏側に配置された端子ボックス１００を介して、モジュール連結ケーブルＣＡ１，ＣＡ２にて直列に接続される。
In a solar power generation system (not shown), DC power from a plurality of
太陽電池モジュール１では、例えば、直列に接続された多数の太陽電池セルＳＣ−１〜ＳＣ−２ｋで太陽電池セルアレイＳＡが構成されており、その太陽電池セルアレイＳＡからの出力リード線ＬＬ１〜ＬＬ３が端子ボックス１００内に引き出されている。端子ボックス１００は、太陽電池モジュール１の出力部を構成する。
In the
例えば、太陽電池セルアレイＳＡにおいて、直列に接続された複数の太陽電池セルＳＣ−１〜ＳＣ−ｋは太陽電池ストリングＳＳ−１を構成し、直列に接続された複数の太陽電池セルＳＣ−（ｋ＋１）〜ＳＣ−２ｋは太陽電池ストリングＳＳ−２を構成する。太陽電池ストリングＳＳ−１は、中継リード線ＬＬ４を介して太陽電池ストリングＳＳ−２に直列に接続されている。太陽電池ストリングＳＳ−１は、＋側端子が出力リード線ＬＬ１に接続され、−側端子が中継リード線ＬＬ４を介して出力リード線ＬＬ３に接続されている。太陽電池ストリングＳＳ−２は、＋側端子が中継リード線ＬＬ４を介して出力リード線ＬＬ３に接続され、−側端子が出力リード線ＬＬ２に接続されている。 For example, in the solar cell array SA, a plurality of solar cells SC-1 to SC-k connected in series constitute a solar cell string SS-1, and a plurality of solar cells SC- (k + 1) connected in series. ) To SC-2k constitute a solar cell string SS-2. Solar cell string SS-1 is connected in series to solar cell string SS-2 via relay lead LL4. In the solar cell string SS-1, the + side terminal is connected to the output lead wire LL1, and the − side terminal is connected to the output lead wire LL3 via the relay lead wire LL4. In the solar cell string SS-2, the + side terminal is connected to the output lead line LL3 via the relay lead line LL4, and the − side terminal is connected to the output lead line LL2.
端子板（第１の端子板）ＴＰ１は、入力端子（第１の入力端子）ＩＴ１を介して出力リード線ＬＬ１が一端に接続され、出力端子（第１の出力端子）ＯＴ１を介して＋側のモジュール連結ケーブルＣＡ１が他端に接続されている。端子板（第２の端子板）ＴＰ２は、入力端子（第２の入力端子）ＩＴ２を介して出力リード線ＬＬ２が一端に接続され、出力端子（第２の出力端子）ＯＴ２を介して−側のモジュール連結ケーブルＣＡ２が他端に接続されている。端子板ＴＰ３は、入力端子（第３の入力端子）ＩＴ３を介して出力リード線ＬＬ３が一端に接続されている。 The terminal board (first terminal board) TP1 has an output lead LL1 connected to one end via an input terminal (first input terminal) IT1, and a positive side via an output terminal (first output terminal) OT1. The module connection cable CA1 is connected to the other end. A terminal plate (second terminal plate) TP2 has an output lead LL2 connected to one end via an input terminal (second input terminal) IT2, and a negative side via an output terminal (second output terminal) OT2. The module connection cable CA2 is connected to the other end. The terminal plate TP3 has an output lead LL3 connected to one end via an input terminal (third input terminal) IT3.
バイパスダイオードＤ１は、端子板ＴＰ１及び端子板ＴＰ３の間に架け渡されている。すなわち、バイパスダイオードＤ１は、カソードが端子板ＴＰ１に接続され、アノードが端子板ＴＰ３に接続されている。バイパスダイオードＤ２は、端子板ＴＰ３及び端子板ＴＰ２の間に架け渡されている。すなわち、バイパスダイオードＤ２は、カソードが端子板ＴＰ３に接続され、アノードが端子板ＴＰ２に接続されている。 The bypass diode D1 is bridged between the terminal plate TP1 and the terminal plate TP3. That is, the bypass diode D1 has a cathode connected to the terminal plate TP1 and an anode connected to the terminal plate TP3. The bypass diode D2 is bridged between the terminal plate TP3 and the terminal plate TP2. That is, the bypass diode D2 has a cathode connected to the terminal plate TP3 and an anode connected to the terminal plate TP2.
このような端子ボックス１００では、複数のバイパスダイオードＤ１，Ｄ２が、発電できない太陽電池セルをバイパスして保護するように動作する。すなわち、太陽電池モジュール１の上に樹木や建物の影がかかったり、落ち葉が載ったりすると、それによって太陽光を遮られた太陽電池セルは発電することができなくなる。発電できない太陽電池セルは抵抗となるため、もしそこに電流が流れると発熱して温度上昇し、放置しておけば太陽電池セルの破壊に至ってしまう（ホットスポット現象）。このような発電できない太陽電池セルが存在する時、バイパスダイオードは、その発電できない太陽電池セルをバイパスして、他の正常な太陽電池セルで発電された電流を流すことができる。
In such a
例えば、太陽電池ストリングＳＳ−１中と太陽電池ストリングＳＳ−２中との両方に発電できない太陽電池セルが存在する場合、他の太陽電池モジュール１から−側のモジュール連結ケーブルＣＡ２を介して流れてくる電流を、太陽電池ストリングＳＳ−１，ＳＳ−２の両方をバイパスするように複数のバイパスダイオードＤ１，Ｄ２に流す。これにより、発電できない太陽電池セルでの温度上昇を回避することができる。
For example, when there is a solar cell that cannot generate power in both the solar cell string SS-1 and the solar cell string SS-2, it flows from the other
ここで、仮に、出力リード線ＬＬ３、入力端子ＩＴ３、端子板ＴＰ３、及びバイパスダイオードＤ２を省略して端子板ＴＰ１と端子板ＴＰ２との間を１つのバイパスダイオードＤ１で接続する場合を考える。この場合、端子ボックス１００におけるバイパスダイオードの数を１つに減らすことができ、それに伴い入力端子ＩＴ３、及び端子板ＴＰ３を省略できるので、端子ボックス１００の製造コストを低減できる。
Here, suppose that the output lead LL3, the input terminal IT3, the terminal plate TP3, and the bypass diode D2 are omitted and the terminal plate TP1 and the terminal plate TP2 are connected by a single bypass diode D1. In this case, the number of bypass diodes in the
しかし、太陽電池モジュール１中に発電できない太陽電池セルが存在しなければ、太陽電池モジュール１で発電された直流電力が一対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２から端子ボックス１００へ入力されるとともに、１つのバイパスダイオードＤ１に逆方向電圧がかかる。このとき、太陽電池セルの特性向上等により太陽電池モジュール１の最大出力の動作電圧が上昇して、バイパスダイオードＤ１の逆方向耐電圧より大きくなった場合、バイパスダイオードＤ１が破損する可能性がある。
However, if there is no solar battery cell that cannot generate power in the
そこで、実施の形態１では、図１に示すように、端子ボックス１００ｊにおいて、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されたバイパスダイオードＤ１ｊを用いることで、バイパスダイオードＤ１ｊの破損の回避と端子ボックス１００ｊの製造コストの低減との両立を図る。図１は、実施の形態１にかかる端子ボックス１００ｊの構成を示す図である。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, in the
バイパスダイオードＤ１ｊは、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成され、例えば、ＳｉＣ、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドなどを主成分とする材料（ＳｉＣダイオード）で形成されている。ＳｉＣダイオードは、ショットキーバリアダイオードと比べて、逆方向耐電圧が１０倍程度高く、例えば５００Ｖ程度有る。このため、端子ボックス１００ｊにおいて、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続しても、バイパスダイオードＤ１ｊ（例えば、ＳｉＣダイオード）が破壊されにくい。
The bypass diode D1j is formed of a material having a wide band gap semiconductor as a main component, and is formed of, for example, a material (SiC diode) having SiC, a gallium nitride-based material, diamond, or the like as a main component. The SiC diode has a reverse withstand voltage about 10 times higher than that of the Schottky barrier diode, for example, about 500V. For this reason, even if the
また、ＳｉＣダイオードは、ＯＮ抵抗が小さいため、同じ電流を流した場合の導通損失が小さくなる。すなわち、バイパス電流を流した際の発熱が少なくなる。ＳｉＣはまた、Ｓｉに比べてより高温での動作が可能であるという特徴も有する。すなわち、ＳｉＣダイオードの最大定格動作温度以下に抑えられるのであればバイパスダイオード用の放熱機構の能力を下げる(Ｓｉバイパスダイオードと比べて)ことも可能である。 In addition, since the SiC diode has a small ON resistance, the conduction loss when the same current flows is small. That is, heat generation when a bypass current is passed is reduced. SiC also has a feature that it can operate at a higher temperature than Si. That is, as long as the temperature can be kept below the maximum rated operating temperature of the SiC diode, the ability of the heat dissipation mechanism for the bypass diode can be reduced (compared to the Si bypass diode).
したがって、端子ボックス１００ｊにおいて、本回路にて例えばＳｉＣダイオードを太陽電池モジュールのバイパスダイオードＤ１ｊとして使用すれば、太陽電池モジュール１内のバイパスダイオードを複数個使用することなく、１個のバイパスダイオードＤ１ｊにて使用出来る。
Therefore, in the
以上のように、実施の形態１では、端子ボックス１００ｊにおいて、バイパスダイオードＤ１ｊが、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間に電気的に接続されており、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されている。これにより、バイパスダイオードＤ１ｊの逆方向耐電圧を向上できるので、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続しても、端子ボックス１００ｊを太陽電池モジュール１ｊの出力部として機能させた際におけるバイパスダイオードＤ１ｊの破損を回避することができる。また、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続できるので、基本の形態（図４参照）に比べて、入力端子ＩＴ３、及び端子板ＴＰ３を省略できるので、端子ボックス１００ｊの製造コストを低減できる。すなわち、バイパスダイオードＤ１ｊの破損を避けることができ、端子ボックス１００ｊの製造コストを低減できる。
As described above, in the first embodiment, in the
また、実施の形態１では、端子ボックス１００ｊにおいて、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続できるので、基本の形態（図４参照）に比べて、バイパスダイオードの個数を低減でき、入力端子ＩＴ３、及び端子板ＴＰ３を省略できる。これにより、端子ボックス１００ｊを小さくできる。
Further, in the first embodiment, in the
また、実施の形態１では、端子ボックス１００ｊにおいて、バイパスダイオードＤ１ｊがワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されており、バイパスダイオードＤ１ｊの導通損失が小さいので、バイパスダイオードＤ１ｊの発熱自体を低減でき、端子板ＴＰ１，ＴＰ２の放熱性を向上させる必要性を低減できる。これにより、端子板ＴＰ１，ＴＰ２の面積を小さくできるので、端子ボックス１００ｊを小さくできる。
In the first embodiment, in the
実施の形態２．
実施の形態２にかかる端子ボックス１００ｋについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
A
実施の形態２では、端子ボックス１００ｋを太陽電池セルアレイＳＡｋに接続する際の実装形態について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態２にかかる端子ボックス１００ｋを含む太陽電池モジュール１ｋの構成を示す図である。
In the second embodiment, a mounting form when the
太陽電池セルアレイＳＡｋでは、複数の太陽電池ストリングＳＳ−１〜ＳＳ−３が直列接続されている。各太陽電池ストリングＳＳ−１〜ＳＳ−３では、複数の太陽電池ＳＣが直列に接続されている。 In the solar cell cell array SAk, a plurality of solar cell strings SS-1 to SS-3 are connected in series. In each solar cell string SS-1 to SS-3, a plurality of solar cells SC are connected in series.
端子ボックス１００ｋにおける１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２は、太陽電池セルアレイＳＡｋの両端（太陽電池ストリングＳＳ−１の＋側端子、太陽電池ストリングＳＳ−３の−側端子）に接続されている。なお、端子ボックス１００ｋ内の構成は、基本的に実施の形態１と同様である。
A pair of input terminals IT1 and IT2 in the
端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋから直流電力を受ける入力端子として、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２以外の端子を有していない。端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋの両端の間に接続されていない。すなわち、端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋから１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２のみを介して電力が入力される。言い換えると、端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋに１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２のみで接続されている。例えば、図２では、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２間に接続されるバイパスダイオードＤ１ｊに並列して６０枚の太陽電池セルＳＣが接続されている。
The
以上のように、実施の形態２では、端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋの両端の間に接続されていない。すなわち、端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋから１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２のみを介して電力が入力される。言い換えると、端子ボックス１００ｋは、太陽電池セルアレイＳＡｋに１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２のみで接続されている。これにより、基本の形態（図４参照）に比べて、入力端子ＩＴ３、及び端子板ＴＰ３を省略できるので、端子ボックス１００ｋの製造コストを低減できる。
As described above, in the second embodiment, the
また、実施の形態２では、基本の形態（図４参照）に比べて、端子ボックス１００ｋの製造コストを低減できることに加えて、出力リード線ＬＬ３を省略できるので、太陽電池モジュール１ｋとしても製造コストを大幅に低減できる。
In the second embodiment, the manufacturing cost of the
また、実施の形態２では、入力端子ＩＴ１，ＩＴ２を１組のみ、バイパスダイオードＤ１ｊを１個のみで構成できるため、太陽電池モジュール１ｋの構成が単純化でき、モジュール部材コストの低減およびモジュール組立作業の改善が図れる。
In the second embodiment, since only one set of input terminals IT1 and IT2 and only one bypass diode D1j can be configured, the configuration of the
実施の形態３．
実施の形態３にかかる端子ボックス１００ｐについて説明する。以下では、実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
A
実施の形態２では、太陽電池セルＳＣは効率が向上するに従って、セル電流値も増加する。しかしながら、電流増加に伴い、太陽電池モジュール１ｋ内部の回路における損失も増加するため、太陽電池モジュール１ｋの出力向上はセル効率の向上よりも小さくなってしまう。すなわち、太陽電池セルＳＣの効率向上を生かし切れずに、太陽電池セルＳＣの効率向上に対して太陽電池モジュール１ｋの出力向上が不十分な傾向にある。
In the second embodiment, as the efficiency of the solar battery cell SC improves, the cell current value also increases. However, as the current increases, the loss in the circuit inside the
それに対して、実施の形態３では、図３に示すように、太陽電池セルＳＣｐとして、元の大きさ（図２参照）から半分にカットしたハーフカットセルを使用する。図３は、実施の形態３にかかる端子ボックス１００ｐを含む太陽電池モジュール１ｐの構成を示す図である。太陽電池セルＳＣｐとしてハーフカットセルを使用した場合、太陽電池セルＳＣｐの電流はセルサイズに依存するため、太陽電池モジュール１ｐ内を流れる電流を約半分にでき、太陽電池モジュール１ｐの内部回路における損失を小さくする事が可能なる。
On the other hand, in
太陽電池セルＳＣｐとしてハーフカットセルを使用した場合、各ハーフカットセルについて、セル電流が半分になる一方でセル電圧はカット前と変わることはない。バイパスダイオードは複数セルが直列に接続されたストリングに対して並列に接続されているが、ハーフカットセルを用いた場合、並列に接続されているセルの数はカット前のセルを使用した場合に比べて２倍となる。その結果、バイパスダイオードＤ１ｊに流れる電流は約半分となるが、バイパスダイオードＤ１ｊに印加される電圧は約２倍となる。 When a half-cut cell is used as the solar battery cell SCp, the cell current is halved for each half-cut cell, while the cell voltage does not change from that before the cut. Bypass diodes are connected in parallel to a string in which multiple cells are connected in series, but when half-cut cells are used, the number of cells connected in parallel is the number of cells before cutting. Compared to twice. As a result, the current flowing through the bypass diode D1j is approximately halved, but the voltage applied to the bypass diode D1j is approximately doubled.
ここで、仮に、バイパスダイオードＤ１ｊがシリコンを主成分とする材料で形成されている場合を考える。この場合、バイパスダイオードＤ１ｊに印加される電圧が約２倍となるので、太陽電池モジュール１ｐの最大出力の動作電圧が上昇して、バイパスダイオードＤ１ｊの逆方向耐電圧より大きくなる可能性があり、バイパスダイオードＤ１ｊが破損する可能性がある。
Here, suppose that the bypass diode D1j is formed of a material whose main component is silicon. In this case, since the voltage applied to the bypass diode D1j is approximately doubled, there is a possibility that the operating voltage of the maximum output of the
例えば、図３では、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２間に接続されるバイパスダイオードＤ１ｊに並列して１２０枚のハーフカットされた太陽電池セルＳＣｐが接続されている。太陽電池セル１枚の開放電圧は０．６２Ｖ程度と仮定すると、ハーフカットセル１２０枚を全て直列接続すると、太陽電池セルアレイＳＡｐの最大出力の動作電圧が７４．４Ｖとなって、ショットキーバリアダイオードの逆方向耐電圧５０Ｖを超えて破壊されるため、太陽電池セルの直列接続の中間点でのバイパス化が必要であり、モジュールから端子ボックスへの入力端子とバイパスダイオードの複数化が必要である。 For example, in FIG. 3, 120 half-cut solar cells SCp are connected in parallel with a bypass diode D1j connected between a pair of input terminals IT1 and IT2. Assuming that the open voltage of one solar cell is about 0.62V, when all the 120 half-cut cells are connected in series, the maximum output operating voltage of the solar cell array SAp is 74.4V, and the Schottky barrier diode Since the breakdown voltage exceeds 50V, it is necessary to bypass at the midpoint of the series connection of solar cells, and multiple input terminals and bypass diodes from the module to the terminal box are required. .
それに対して、実施の形態３では、端子ボックス１００ｐにおいて、バイパスダイオードＤ１ｊが、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されている。これにより、バイパスダイオードＤ１ｊの逆方向耐電圧を向上できるので、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続しても、端子ボックス１００ｐを太陽電池モジュール１ｐの出力部として機能させた際におけるバイパスダイオードＤ１ｊの破損を回避することができる。また、１対の入力端子ＩＴ１，ＩＴ２の間を１個のバイパスダイオードＤ１ｊで直接接続できるので、基本の形態（図４参照）に比べて、入力端子ＩＴ３、及び端子板ＴＰ３を省略できるので、端子ボックス１００ｐの製造コストを低減できる。すなわち、バイパスダイオードＤ１ｊの破損を避けることができ、端子ボックス１００ｐの製造コストを低減できる。
On the other hand, in the third embodiment, in the
以上のように、本発明にかかる端子ボックスは、太陽電池モジュールに有用である。 As described above, the terminal box according to the present invention is useful for solar cell modules.
１，１ｋ，１ｐ 太陽電池モジュール、１００，１００ｊ，１００ｋ，１００ｐ 端子ボックス。 1, 1k, 1p solar cell module, 100, 100j, 100k, 100p terminal box.
Claims (4)
多数の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池セルアレイの両端に接続された１対の入力端子と、
前記１対の入力端子の間に電気的に接続されたバイパスダイオードと、
を備え、
前記バイパスダイオードは、ワイドバンドギャップ半導体を主成分とする材料で形成されている
ことを特徴とする端子ボックス。 A terminal box constituting the output part of the solar cell module,
A pair of input terminals connected to both ends of a solar cell array in which a large number of solar cells are connected in series;
A bypass diode electrically connected between the pair of input terminals;
With
The bypass diode is formed of a material whose main component is a wide band gap semiconductor.
ことを特徴とする請求項１に記載の端子ボックス。 The terminal box according to claim 1, wherein the terminal box is connected to the solar cell array only by the pair of input terminals.
太陽電池モジュールの出力部を構成する、請求項１又は２に記載の端子ボックスと、
を備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell array in which a large number of solar cells are connected in series;
The terminal box according to claim 1 or 2, constituting an output part of the solar cell module;
A solar cell module comprising:
前記太陽電池セルアレイでは、多数の前記ハーフカットセルが直列に接続されている
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。 Each of the large number of solar cells is composed of a half-cut cell,
The solar cell module according to claim 3, wherein in the solar cell cell array, a large number of the half-cut cells are connected in series.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190028057A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Heliartec Solutions Corporation, Ltd. | Solar module and method for fabricating the same |
| CN112599931A (en) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 阳光电源股份有限公司 | Battery cluster and energy storage system |
| CN116525705A (en) * | 2023-04-28 | 2023-08-01 | 苏州元昱新能源有限公司 | Photovoltaic module for eliminating hot spots of photovoltaic cells without diode bypass protection circuit |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697574A (en) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Toshiba Corp | Semiconductor laser system |
| JPH11330521A (en) * | 1998-03-13 | 1999-11-30 | Canon Inc | Solar battery module, solar battery array, photovolatic power plant, and method of specifying fault of solar battery module |
| JP2001339087A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Sharp Corp | Natural lighting type solar battery module and system thereof |
| JP2009295615A (en) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | On-vehicle solar cell module |
| JP3174939U (en) * | 2012-02-03 | 2012-04-12 | パワード株式会社 | Bypass diode for solar cell module |
| JP2013021193A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Terminal box for solar cell module and solar cell module |
-
2013
- 2013-06-20 JP JP2013129605A patent/JP2015005605A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697574A (en) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Toshiba Corp | Semiconductor laser system |
| JPH11330521A (en) * | 1998-03-13 | 1999-11-30 | Canon Inc | Solar battery module, solar battery array, photovolatic power plant, and method of specifying fault of solar battery module |
| JP2001339087A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Sharp Corp | Natural lighting type solar battery module and system thereof |
| JP2009295615A (en) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | On-vehicle solar cell module |
| JP2013021193A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Terminal box for solar cell module and solar cell module |
| JP3174939U (en) * | 2012-02-03 | 2012-04-12 | パワード株式会社 | Bypass diode for solar cell module |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190028057A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Heliartec Solutions Corporation, Ltd. | Solar module and method for fabricating the same |
| CN112599931A (en) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 阳光电源股份有限公司 | Battery cluster and energy storage system |
| CN116525705A (en) * | 2023-04-28 | 2023-08-01 | 苏州元昱新能源有限公司 | Photovoltaic module for eliminating hot spots of photovoltaic cells without diode bypass protection circuit |
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