JP4056066B2 - Terminal box for solar panel - Google Patents

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Description

本発明は複数の太陽電池パネルを相互に電気的に接続するための太陽電池パネル用端子ボックスに関する。特に本発明は端子ボックス内部に組み込まれたダイオードの発生する熱を端子を介して広範囲に速やかに伝達させることによって、ダイオードの温度上昇を効果的に抑制することができる太陽電池パネル用端子ボックスに関する。   The present invention relates to a solar cell panel terminal box for electrically connecting a plurality of solar cell panels to each other. In particular, the present invention relates to a terminal box for a solar cell panel that can effectively suppress a temperature rise of a diode by quickly transmitting heat generated by a diode incorporated inside the terminal box to a wide range through the terminal. .

太陽電池パネルは発電量を増大するため日当たりの良い家屋の屋根等に多数配置されるものである。個々の太陽電池パネルPはその裏面に図1に示す通り端子ボックスBが取り付けられており、外部接続用ケーブル5を介して隣接する太陽電池パネルPの端子ボックスB同士を電気的に接続して使用する。   Many solar cell panels are arranged on the roof of a sunny house to increase the amount of power generation. As shown in FIG. 1, each solar cell panel P has a terminal box B attached to its back surface, and electrically connects the terminal boxes B of adjacent solar cell panels P via external connection cables 5. use.

次に、かかる端子ボックスBの内部の従来例を図2に示す。図2は従来の端子ボックスBの蓋板を取り除いた内部の模式図であり、(a)は正面図、(b)及び(c)は斜視図、(d)は筐体を除いた端子とダイオードの接続状態を示す図である。図中、1は底板、2は底板開口、3は側壁、4は端子、5は外部接続用ケーブル、6はダイオード、7はリード線である。   Next, a conventional example of the inside of the terminal box B is shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the interior of the conventional terminal box B with the cover plate removed, (a) is a front view, (b) and (c) are perspective views, and (d) is a terminal with the housing removed. It is a figure which shows the connection state of a diode. In the figure, 1 is a bottom plate, 2 is a bottom plate opening, 3 is a side wall, 4 is a terminal, 5 is a cable for external connection, 6 is a diode, and 7 is a lead wire.

底板1は端子ボックスを太陽電池パネルに取り付けたときに太陽電池パネルに面する筺体の部分である。底板1はまた底板開口2を有していて、底板1を太陽電池パネルに取り付けたとき太陽電池パネルから出ているプラス電極とマイナス電極をこの底板開口2から筺体内部へ通すようになっている。   The bottom plate 1 is a portion of the casing that faces the solar cell panel when the terminal box is attached to the solar cell panel. The bottom plate 1 also has a bottom plate opening 2 so that when the bottom plate 1 is attached to the solar cell panel, the plus and minus electrodes coming out of the solar cell panel are passed through the inside of the housing from the bottom plate opening 2. .

図2(b)又は(c)から明らかな通り、底板1の外周には側壁3が底板1の外周を取り囲むように立設されている。この側壁には底板1に対向するように底板1から間隔を置いて蓋板(図示せず)が設けられている。   As is clear from FIG. 2B or 2 C, a side wall 3 is erected on the outer periphery of the bottom plate 1 so as to surround the outer periphery of the bottom plate 1. A lid plate (not shown) is provided on the side wall at a distance from the bottom plate 1 so as to face the bottom plate 1.

筺体内部には底板1の上に1対の端子4が取り付けられている。これらの端子は一端が外部接続用ケーブル5に電気的に接続され、他端が太陽電池パネルから出ているプラス電極又はマイナス電極(図示せず)にそれぞれ電気的に接続される。なお、太陽電池パネルへの実際の取り付けにあたっては、太陽電池パネルから出ているプラス電極又はマイナス電極が底板開口2から筐体内部に引き出されて端子の他端にそれぞれ接続された後、前記電気的な接続部を樹脂封止するために絶縁性の樹脂封止材が筐体内部に流し込まれる。また、筺体内部にはダイオード6が組み込まれており、図2(d)から明らかな通り、リード線7を介してダイオード6は前記1対の端子4を相互に接続している。   A pair of terminals 4 are mounted on the bottom plate 1 inside the housing. One end of these terminals is electrically connected to the external connection cable 5 and the other end is electrically connected to a plus electrode or a minus electrode (not shown) extending from the solar cell panel. In the actual attachment to the solar cell panel, the positive electrode or the negative electrode extending from the solar cell panel is pulled out from the bottom plate opening 2 into the housing and connected to the other end of the terminal, and then the electric Insulating resin sealing material is poured into the housing in order to resin-seal the typical connection portion. In addition, a diode 6 is incorporated in the housing, and as is apparent from FIG. 2D, the diode 6 connects the pair of terminals 4 to each other via a lead wire 7.

このダイオードは太陽電池パネルの起電力が低下した時に逆方向電圧の印加による電流を一方の外部接続用ケーブルから他方の外部接続用ケーブルへ短絡させるためのバイパスダイオードである。太陽電池パネルにおいては様々な理由によりパネルの起電力が低下することがある。例えば、石などの重量物の衝突により太陽電池パネルを構成するセルの一部が破損したり、建物の影や降雪等の影響により太陽電池パネルを構成するセルの一部への太陽光の入射が遮られた場合、その太陽電池パネルでの起電力が低下してしまう。この場合、正常に発電している他の太陽電池パネルで発生した電圧が起電力が低下した太陽電池パネルに逆方向電圧という形で印加されることになる。これは太陽電池パネル全体の発電量を低下させるのみならず、起電力が低下した太陽電池パネルでの異常発熱現象(ホットスポット)の発生をもたらす。バイパスダイオードはかかる発電量の低下及び異常発熱現象の発生を防止するために設けられるものであり、逆方向電圧の印加時の電流を一方の接続用ケーブルから他方の接続用ケーブルへ短絡させ、起電力が低下した太陽電池パネルをバイパスさせる役割を果たす。   This diode is a bypass diode for short-circuiting a current generated by applying a reverse voltage from one external connection cable to the other external connection cable when the electromotive force of the solar cell panel is lowered. In a solar cell panel, the electromotive force of the panel may decrease due to various reasons. For example, some of the cells that make up the solar panel are damaged by the impact of heavy objects such as stones, or sunlight is incident on some of the cells that make up the solar panel due to the effects of building shadows, snowfall, etc. When is blocked, the electromotive force in the solar cell panel is lowered. In this case, a voltage generated in another solar cell panel that normally generates power is applied in the form of a reverse voltage to the solar cell panel whose electromotive force is reduced. This not only reduces the power generation amount of the entire solar cell panel, but also causes an abnormal heat generation phenomenon (hot spot) in the solar cell panel whose electromotive force is reduced. The bypass diode is provided to prevent such a decrease in the amount of power generation and the occurrence of abnormal heat generation, and short-circuit the current when one reverse voltage is applied from one connection cable to the other. It plays a role of bypassing the solar cell panel whose power is lowered.

ところで、バイパスダイオードが上述の役割を果たす際、ダイオードの順方向へ大電流が流れるため、バイパスダイオードは激しく発熱し、ダイオードの適正な使用温度を超えてしまうことがある。ダイオードがその適正な使用温度を超えるとダイオードとして機能しなくなる(熱暴走)のみならず、ダイオード及び周辺回路が破壊される恐れがある。また、たとえダイオード及び周辺回路が破壊されなかったとしても、このような熱暴走が繰り返されるとダイオードの寿命が著しく短くなる。従って、バイパスダイオードの動作時に発生する熱がバイパスダイオードの適正な使用温度を超えないように発生した熱を効率良く放熱させる必要がある。   By the way, when a bypass diode plays the above-mentioned role, since a large current flows in the forward direction of the diode, the bypass diode generates heat violently and may exceed the proper operating temperature of the diode. If the diode exceeds its proper operating temperature, it will not function as a diode (thermal runaway), and the diode and peripheral circuits may be destroyed. Further, even if the diode and the peripheral circuit are not destroyed, the life of the diode is remarkably shortened if such thermal runaway is repeated. Therefore, it is necessary to efficiently dissipate the generated heat so that the heat generated during the operation of the bypass diode does not exceed the proper operating temperature of the bypass diode.

一方、ヨーロッパ各国では最近太陽電池パネル用端子ボックスの使用時の温度についての規格が変更され、火災防止のため太陽電池パネル用端子ボックスの使用時の温度を一層低く抑えることが要求されている。かかる傾向は日本国にも将来確実に波及するものと考えられる。従って、バイパスダイオードの温度をダイオードの適正な使用温度内に抑えることにより太陽電池パネル用端子ボックスの使用時の温度を低く抑えることは日本国においても将来確実に求められる性能である。
特開平11−026035号公報
On the other hand, European standards have recently changed the standard for the temperature at the time of use of the terminal box for solar cell panels, and it has been required to keep the temperature at the time of use of the terminal box for solar cell panel lower to prevent fire. This trend is expected to spill over to Japan in the future. Therefore, keeping the temperature of the bypass diode within the proper use temperature of the diode to keep the temperature at the time of use of the terminal box for the solar cell panel low is a performance that will surely be required in Japan in the future.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-026035

本発明はかかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は太陽電池パネル用端子ボックスの内部に組み込まれたダイオードの温度上昇を簡単な構造で効果的に抑制してダイオードの温度を適正な使用温度内に抑えることができる太陽電池パネル用端子ボックスを提供することにある。   The present invention was devised in view of the current state of the prior art, and its purpose is to effectively suppress the temperature rise of the diode incorporated in the terminal box for the solar cell panel with a simple structure, and to control the temperature of the diode. It is providing the terminal box for solar cell panels which can suppress in the appropriate use temperature.

本発明者は上記課題を解決するために太陽電池パネル用端子ボックス内のダイオードと他の部材の好適な配置について鋭意検討した結果、ダイオードが直接、端子と熱的に接触するようにすると、ダイオードの発生する熱が端子を介して広範囲に速やかに伝達することができ、ダイオードの温度上昇を効果的に抑制することができることを意外にも見出し、遂に本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor diligently studied a suitable arrangement of the diode and other members in the terminal box for the solar cell panel. As a result, when the diode is in direct thermal contact with the terminal, the diode The present inventors have unexpectedly found that the heat generated can be quickly transmitted to a wide range through the terminals, and that the temperature rise of the diode can be effectively suppressed, and finally the present invention has been completed.

即ち、本発明は複数の端子、及び前記複数の端子を相互に接続するダイオードを含む太陽電池パネル用端子ボックスにおいて、
少なくとも一つの端子が平面においてダイオードを支持することができるような寸法にまで拡大されていること、及び前記少なくとも一つの端子とダイオードが熱的接触状態にあることを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックスである。
That is, the present invention provides a terminal box for a solar cell panel including a plurality of terminals and a diode connecting the plurality of terminals to each other.
A terminal for a solar cell panel, wherein at least one terminal is enlarged to a size capable of supporting the diode in a plane, and the at least one terminal and the diode are in thermal contact. Is a box.

本発明の一つの好ましい実施態様においてはダイオードのリード線を半田付けされる端子の部分にスリットが形成されている。   In one preferred embodiment of the invention, a slit is formed in the portion of the terminal to which the diode lead is soldered.

本発明の別の好ましい実施態様においては端子の少なくとも一部が波形構造を有する。   In another preferred embodiment of the invention, at least some of the terminals have a corrugated structure.

本発明の太陽電池パネル用端子ボックスによれば、ダイオードが直接、端子と熱的に接触しているため、端子ボックス内部に組み込まれたダイオードの発生する熱が端子を介して広範囲に速やかに伝達することができる。従って、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスによればダイオードの発生する熱を端子ボックス内に封入された樹脂封止材全体に均一に伝達でき、ダイオードの温度上昇を簡単な構造で効果的に抑制することができる。   According to the terminal box for a solar cell panel of the present invention, since the diode is in direct thermal contact with the terminal, the heat generated by the diode incorporated in the terminal box is quickly and widely transmitted through the terminal. can do. Therefore, according to the terminal box for solar cell panel of the present invention, the heat generated by the diode can be uniformly transmitted to the entire resin sealing material sealed in the terminal box, and the temperature rise of the diode can be effectively achieved with a simple structure. Can be suppressed.

図3は本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一実施態様の模式図であり、(a)は正面図、(b)及び(c)は斜視図、(d)は筐体を除いた端子とダイオードの接続状態を示す図、(e)は(a)中の線P−Pに沿った断面図、(f)は(e)中の丸で印を付けた部分Rの拡大図である。図3において図2と同様の部材には同じ符号が付けられているが、若干異なる部材の符号にはダッシュがさらに付されている。   FIG. 3 is a schematic view of one embodiment of a terminal box for a solar cell panel according to the present invention, where (a) is a front view, (b) and (c) are perspective views, and (d) is a terminal excluding a housing. The figure which shows the connection state of a diode, (e) is sectional drawing along line PP in (a), (f) is an enlarged view of the part R marked with the circle in (e). . In FIG. 3, the same members as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, but dashes are further added to the reference symbols of slightly different members.

図3(d)と図2(d)の対比から明らかな通り、本発明の端子ボックスと従来の端子ボックスとの最も大きな相違点は本発明の端子ボックスにおいては端子4′の平面寸法が従来の端子ボックスの平面寸法より著しく大きく、一方の端子4′の上にダイオード6が熱的に接触して支持されていることである。即ち、図3(d)においては一対の端子のうち左手前の端子はL字型形状を有し、右奥の端子は左手前の端子によって形成されるくぼみにちょうど当てはまる長方形形状を有し、2枚の端子を合わせると筐体底面の約9割を占める大きな長方形が形成される(図3(a)も参照)。図3(d)においてはダイオードは左手前のL字型形状を有する端子の上に支持され、図3(e)及び(f)から理解されるように端子にネジ止めされており、ダイオード底面は左手前のL字型形状の端子と熱的接触状態にある。   As apparent from the comparison between FIG. 3 (d) and FIG. 2 (d), the biggest difference between the terminal box of the present invention and the conventional terminal box is that the planar dimension of the terminal 4 'in the terminal box of the present invention is conventional. The size of the terminal box is significantly larger than that of the terminal box, and the diode 6 is supported on one terminal 4 'in thermal contact. That is, in FIG. 3D, the left front terminal of the pair of terminals has an L-shaped shape, and the right back terminal has a rectangular shape that just fits the recess formed by the left front terminal, When the two terminals are put together, a large rectangle occupying about 90% of the bottom surface of the housing is formed (see also FIG. 3A). In FIG. 3 (d), the diode is supported on a terminal having an L-shape on the left front side, and is screwed to the terminal as understood from FIGS. 3 (e) and 3 (f). Is in thermal contact with the L-shaped terminal on the left front side.

図2(d)に示すような従来の端子ボックスにおいてはダイオード6は二つの端子4の間の空間に配置され、ダイオードと端子の間の熱的接触はダイオードから突出する2本の細いリード線7の端子への半田付け部分において存在するのみである。従って、図2(d)に示すような従来の端子ボックスにおいてはダイオードの発生する熱が端子に放熱されることはほとんどない。   In the conventional terminal box as shown in FIG. 2 (d), the diode 6 is arranged in the space between the two terminals 4, and the thermal contact between the diode and the terminals is two thin lead wires protruding from the diode. It exists only in the soldering part to 7 terminals. Therefore, in the conventional terminal box as shown in FIG. 2D, the heat generated by the diode is hardly dissipated to the terminals.

これに対し、本発明の端子ボックスにおいては図3(d)に示すようにダイオードは拡大された端子(この場合は左手前のL字型形状の端子)と熱的接触状態にあるため、ダイオードの発生する熱は拡大された端子を介して広範囲に速やかに伝達され、次に端子から端子ボックス内に封入された樹脂封止材全体に均一に伝達される。従って、本発明の端子ボックスによればダイオードの温度上昇を簡単な構造で効果的に抑制することができる。   On the other hand, in the terminal box of the present invention, as shown in FIG. 3D, the diode is in thermal contact with the enlarged terminal (in this case, the L-shaped terminal on the left front side). The generated heat is quickly transmitted over a wide range through the enlarged terminal, and then uniformly transmitted from the terminal to the entire resin sealing material sealed in the terminal box. Therefore, according to the terminal box of the present invention, the temperature rise of the diode can be effectively suppressed with a simple structure.

本発明の端子ボックスにおいて、ダイオードを支持する方の端子は平面においてダイオードを支持することができるような寸法にまで拡大されていれば、いかなる形状であることもでき、図3に示すL字型形状には限定されないことに注意すべきである。また、図3に示す実施態様においては端子を放熱板として最大限に利用するために端子が端子ボックスの底面全体をほぼ覆う寸法にまで拡大されているが、端子の寸法はもちろんこれより小さくてもよい。また、図3に示す実施態様においては各端子には太陽電池パネルから出ているプラス電極又はマイナス電極を引き出すための端子開口8が設けられているが、これらの開口はもちろん必須ではない。さらに、図3に示す実施態様においてはダイオードを支持していない方の端子も従来の端子ボックスで用いられる端子より寸法拡大されているが、これも必須ではなく、ダイオードを支持していない方の端子としては従来の端子ボックスで用いられる寸法と同様の寸法の端子を用いることもできる。要はダイオードを支持する方の端子が平面においてダイオード(好ましくはダイオード底面全体)を支持することができるような寸法にまで拡大されており、この端子とダイオードが熱的接触状態にあればよい。   In the terminal box of the present invention, the terminal supporting the diode can have any shape as long as it is expanded to such a size that it can support the diode in a plane, and the L-shape shown in FIG. It should be noted that the shape is not limited. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the terminal is expanded to a size that covers the entire bottom surface of the terminal box in order to make maximum use of the terminal as a heat sink, but the size of the terminal is of course smaller than this. Also good. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, each terminal is provided with a terminal opening 8 for drawing out a positive electrode or a negative electrode extending from the solar cell panel. However, these openings are not essential. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the terminal that does not support the diode is also enlarged in size than the terminal used in the conventional terminal box, but this is not essential, and the terminal that does not support the diode. As the terminal, a terminal having the same size as that used in a conventional terminal box can be used. The point is that the terminal that supports the diode is enlarged to a size that can support the diode (preferably the entire bottom surface of the diode) in a plane, and this terminal and the diode need only be in thermal contact.

なお、図3に示す実施態様においては端子ボックスは一対の端子を有するが、端子の対の数は一つに限定されるものでなく、一つの端子ボックス内に複数対の端子を設けることもできる。また、ダイオードの個数も端子一対あたり一個に限定されるものではなく、所望により端子一対に対して複数個のダイオードを設けることもできる。   In the embodiment shown in FIG. 3, the terminal box has a pair of terminals, but the number of terminal pairs is not limited to one, and a plurality of pairs of terminals may be provided in one terminal box. it can. Further, the number of diodes is not limited to one per pair of terminals, and a plurality of diodes may be provided for the pair of terminals as desired.

本発明の端子ボックスの特徴は端子の形状及びダイオードの配置にあり、それ以外の構造は本質的に従来の端子ボックスと同一であることができる。従って、それ以外の構造についての詳しい説明はここでは省略する。   The terminal box of the present invention is characterized by the shape of the terminal and the arrangement of the diodes, and other structures can be essentially the same as the conventional terminal box. Therefore, detailed description of other structures is omitted here.

次に、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの二つの応用的実施態様を図4及び図5を参照して説明する。なお、図4及び図5に示す実施態様はいずれも端子の形状に関するものであるので、図4及び図5においては端子のみを図示している。   Next, two application embodiments of the solar cell panel terminal box of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 both relate to the shape of the terminal, so only the terminal is shown in FIGS.

図4に示す実施態様は図3に示す実施態様においてダイオードのリード線を半田付けされる端子の部分にスリット9が形成されているものである。このようにスリットを形成することにより周囲へ熱が逃げにくくなり、ダイオードのリード線の半田付けを容易に行うことができる。   In the embodiment shown in FIG. 4, a slit 9 is formed in a terminal portion to which a lead wire of a diode is soldered in the embodiment shown in FIG. By forming the slits in this way, it becomes difficult for heat to escape to the surroundings, and the lead wires of the diode can be easily soldered.

図5に示す実施態様は図3に示す実施態様において端子の少なくとも一部が立体的な波形構造10を有するものである。このように波形構造を付与することにより、端子の表面積を増大させることができるので、周囲に封入されている樹脂封止材への熱伝達効果を一層向上させることができる。   In the embodiment shown in FIG. 5, at least a part of the terminals has a three-dimensional corrugated structure 10 in the embodiment shown in FIG. 3. By imparting a corrugated structure in this manner, the surface area of the terminal can be increased, so that the effect of heat transfer to the resin sealing material sealed around can be further improved.

本発明の端子ボックスによれば端子ボックス内部に組み込まれたダイオードの発生する熱を端子を介して広範囲に速やかに伝達させることができるため、たとえ太陽電池パネルの異常発生時であってもダイオードの温度上昇を効果的に抑制してダイオードの温度を適正な使用温度内に抑えることができる。   According to the terminal box of the present invention, the heat generated by the diode incorporated in the terminal box can be quickly transmitted over a wide range through the terminal, so that even if an abnormality occurs in the solar cell panel, The temperature rise can be effectively suppressed and the temperature of the diode can be suppressed within an appropriate operating temperature.

太陽電池パネルの裏面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the back surface of a solar cell panel. 従来の太陽電池パネル用端子ボックスの蓋板を取り除いた内部の模式図である。It is the internal schematic diagram which removed the cover plate of the conventional terminal box for solar cell panels. 本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの一実施態様の模式図である。It is a schematic diagram of one embodiment of the terminal box for solar cell panels of the present invention. 本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの応用的実施態様の模式図である。It is a schematic diagram of the application embodiment of the terminal box for solar cell panels of this invention. 本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの応用的実施態様の模式図である。It is a schematic diagram of the application embodiment of the terminal box for solar cell panels of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

P 太陽電池パネル
B 端子ボックス
1 底板
2 底板開口
3 側壁
4,4′端子
5 外部接続用ケーブル
6 ダイオード
7 リード線
8 端子開口
9 スリット
10 波形構造
P Solar panel B Terminal box 1 Bottom plate 2 Bottom plate opening 3 Side wall 4, 4 'terminal 5 External connection cable 6 Diode 7 Lead wire 8 Terminal opening 9 Slit 10 Waveform structure

Claims (3)

複数の端子、及び前記複数の端子を相互に接続するダイオードを含む太陽電池パネル用端子ボックスにおいて、
ダイオードがチップの露出していないダイオードであること、少なくとも一つの端子の平面寸法がダイオードを支持することができるような寸法にまで拡大されており、ダイオードが拡大された端子の上に完全に支持されていること、ダイオードとそれを支持する拡大された端子とが熱的接触状態にあること、及びダイオードを支持していない端子の平面寸法がダイオードを支持する拡大された端子の平面寸法より小さいことを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックス。
In a terminal box for a solar cell panel including a plurality of terminals and a diode for connecting the plurality of terminals to each other,
The diode is an unexposed diode on the chip, the planar dimension of at least one terminal has been expanded to a dimension that can support the diode, and the diode is fully supported on the expanded terminal The diode and the enlarged terminal supporting it are in thermal contact, and the planar dimension of the terminal not supporting the diode is smaller than the planar dimension of the enlarged terminal supporting the diode. The terminal box for solar cell panels characterized by the above-mentioned.
ダイオードのリード線を半田付けされる端子の部分にスリットが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池パネル用端子ボックス。   The solar cell panel terminal box according to claim 1, wherein a slit is formed in a terminal portion to which a lead wire of the diode is soldered. 端子の少なくとも一部が波形構造を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池パネル用端子ボックス。   The terminal box for a solar cell panel according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the terminals has a corrugated structure.
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