JP5048226B2 - 太陽電池パネル用端子ボックス - Google Patents

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、本発明は蓋板の構造を工夫して端子ボックス内部に組み込まれたバイパスダイオードの発生する熱を周辺大気に効率良く放熱させ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。

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。図１の概略図から明らかなように個々の太陽電池パネルＰはその裏面に端子ボックス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。太陽電池パネルＰの端部にはパネルのひずみ防止用フレーム（図示せず）が取り付けられている。

かかる端子ボックスＢの一般的な内部構造を蓋板を取り除いた状態で図２に示す。図中、１は底板、２は電極用底板開口、３は側壁、４は端子板、５は外部接続用ケーブル、６はバイパスダイオードである。

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、電極用の底板開口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。

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。なお、端子ボックスを構成する、底板、側壁及び蓋板は一般にプラスチック樹脂から形成されている。

筺体内部には底板１の上に一対の端子板４が取り付けられ、これらの端子板は一端が外部接続用ケーブル５に接続され、他端が太陽電池パネルの電極（図示せず）にそれぞれ接続される。また、筺体内部にはバイパスダイオード６が組み込まれており、前記一対の端子板を相互に接続している。筐体内部には、端子板やバイパスダイオードを水分やほこりから保護するために、一般に絶縁性の封止材（図示せず）が充填されている。なお、太陽電池パネル用端子ボックスの端子板及びバイパスダイオードの個数は図２に示すものに限定されず、３枚以上の端子板及び二つ以上のバイパスダイオードを有するものももちろん可能である。

バイパス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ものである。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、その適正な使用温度を超えてしまうことがある。そうな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。

しかしながら、従来の太陽電池パネル用端子ボックスの筐体は上述の通り熱伝導性の低いプラスチック樹脂から形成されているため、筐体から周辺大気への放熱効率は良好でない。これに対して、太陽電池パネル用端子ボックスの筐体の蓋板全体をプラスチック樹脂製から金属製にすることが提案されている（特許文献１）。

この技術は確かにプラスチック樹脂の筐体に比べて放熱効率が優れるが、底板に対向する限られた大きさの蓋板を利用するため、蓋板から周辺大気への放熱効率を向上させるのに限度があった。
特開平１１−２５１６１４号公報

本発明はかかる従来技術の欠点を解消するために創案されたものであり、その目的はバイパスダイオードから発生する熱を筐体から周辺大気へ効率的に放熱す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である。

本発明者は上記目的を達成するために太陽電池パネル用端子ボックスの筐体の蓋板の好適な構造について鋭意研究した結果、蓋板を側壁から外方に延長して拡大することによって、バイパスダイオードから発生する熱を効率良く蓋板に受けて筐体から周辺大気へ放熱できることを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は底板、側壁及び蓋板を含む筐体、前記筐体内部に組み込まれた複数の端子板、及び前記複数の端子板を相互に接続するバイパス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、前記蓋板が、プラスチック樹脂部材から形成されており、かつ前記側壁から外方に延長されていること、及び前記プラスチック部材がバイパスダイオードと接触していない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。本発明の太陽電池パネルの好ましい態様では、延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触している。

本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは、蓋板を側壁から外方に延長して拡大したので、バイパスダイオードの発生する熱を効率良く蓋板に受けて筐体から周辺大気へ拡散することができる。特に、延長された蓋板が太陽電池パネルのフレームに接触するとき、そのフレームへの熱の流れも形成でき、放熱効率の向上に寄与する。

本発明の太陽電池パネル用端子ボックスを具体的に以下説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の太陽電池パネル用端子ボックスは図２に記載の従来例と同様に、底板、側壁及び蓋板を含む筐体、前記筐体内部に組み込まれた複数の端子板、及び前記複数の端子板を相互に接続するバイパスダイオードを含む構造を有するものであるが、前記蓋板が前記側壁から外方に延長され、蓋板全体の大きさが拡張されていること、また必要により延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触されていることを特徴とする。

従来の端子ボックスは蓋板に対向する底板とほぼ同じ大きさを有しているのに対し、本発明の端子ボックスは蓋板を側壁から外方へ延長して拡大していること、さらには延長された蓋板の部分を太陽電池パネルのフレームに接触させている点で大きく相違する。本発明の端子ボックスはこのように蓋板を拡大することによりバイパスダイオードから受ける蓋板の熱の拡散場所及び拡散方向を拡大することができ、また延長された蓋板の部分とフレームの接触によりバイパスダイオードから受ける蓋板の熱のフレーム方向への放出を促進することができ、バイパスダイオードの放熱効率が極めて高い構造を有する。

本発明の端子ボックスにおける蓋板の延長拡大は熱の拡散場所又は拡散方向の拡大、又はフレームの接触に寄与する限り、いずれの形態で行われてもよく、一つの側壁から外方へだけでなく、複数又は全ての側壁から外方へ行われてもよい。また、蓋板の延長拡大は蓋板を単にまっすぐ延ばすことだけでなく、延ばした方向で曲げたり太くしたり分岐したりしてもよい。

本発明の端子ボックスにおける蓋板はプラスチック樹脂部材から形成される。プラスチック樹脂部材は耐候性及び絶縁性に優れる。

本発明の端子ボックスの蓋板の延長部が接触されることになるフレームは太陽電池のひずみ防止用フレームとして太陽電池パネルの端部に設けられるものであり、一般に熱伝導性の良いアルミニウムの押し出し材から形成されるものである。また、フレームは一般に黒色に彩色加工されており、熱放射も良好で、バイパスダイオードの動作時に発生する熱の放熱先として極めて有効である。本発明の端子ボックスはこの有効な放熱先である太陽電池パネルのフレームに蓋板の延長部を接触させることによりバイパスダイオードの蓋板からの放熱効率を格段に向上させている。本発明の端子ボックスにおける蓋板の延長部のフレームへの接触は蓋板とフレームの直接接触だけでなく、熱伝導性の良い部材を介する間接接触も包含する。

次に、本発明の端子ボックスの蓋板の構造例を図３を参照して説明する。図３はバイパスダイオードの部分を通る横断面で切断した端子ボックスの概略断面図であり、端子板等は省略されて示されている。図中、１は端子ボックスの取付時に太陽電池パネルに面する筐体の部分である底板、３は底板１の外周を取り囲むように立設された側壁、６はバイパスダイオード、７は蓋板の構成部材であるプラスチック樹脂部材、８は蓋板の構成部材である金属部材、９は封止材、１０は空気層である。

図３〜図１０はいずれの例も蓋板が側壁から外方に延長拡大されており、特に図８〜図１０の例はその延長拡大された蓋板の部分が放熱先として太陽電池パネルのフレームに接触されている。本発明の端子ボックスはこのように蓋板を延長拡大しフレームに接触させることにより、側壁の外方へ、そしてフレームへ熱を伝達することができ、かくしてバイパスダイオードから発生する熱の放出を効率良く行うことができる。なお、図示例では、蓋板の筐体内部に面する面と封止材が接触しておらず、その間に空気層が存在するものが示されている。

蓋板を構成するプラスチック樹脂部材は塩ビ、アクリルなどの従来蓋板に使用されている材料を用いればよい。蓋板を構成するプラスチック樹脂部材の形状及び寸法は熱伝導効率が良好である限り特に限定されないが、バイパスダイオードから発生する熱を効果的に外部に発散できるようにバイパスダイオードより大きくかつ蓋板全体を越えてかつフレームと接触させて存在することが好ましい。

蓋板の作成方法としては、プラスチック樹脂部材を通常の方法で所望の形状に成形すれば良い。

以上、本発明の太陽電池パネル用端子ボックスの好適例を説明したが、本発明の特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、いかなる公知技術の組合せ、変更、修正、追加も本発明の範ちゅうに属するものである。例えば本発明の蓋板を構成するプラスチック樹脂部材又は金属部材は熱伝導性などを阻害しない限り、板状、波板状、凸状、凹状、コの字状など様々な形状を採ることができ、またその寸法もパネルの後に収容される限りいかなる大きさのものであることもできる。

本発明の太陽電池パネル用端子ボックスによれば、蓋板の延長拡大及び延長部のフレームへの接触がなされているので、極めて高い放熱効率でバイパスダイオードの発生する熱を筐体外へ放出することができ、特に放熱性が高く求められる太陽電池パネル用端子ボックスの分野において好適に利用可能である。

太陽電池パネルの裏面を示す模式図である。 従来の端子ボックスの蓋板を取り除いた内部の模式図である。 蓋板がプラスチック樹脂部材のみから形成されている本発明の端子ボックスの概略断面図である。

符号の説明

Ｐ 太陽電池パネル
Ｂ 端子ボックス
１ 底板
２ 電極用底板開口
３ 側壁
４ 端子板
５ 外部接続用ケーブル
６ バイパスダイオード
７ 蓋板
８ 高熱伝導部材
９ 封止材
１０ 空気層

Claims (2)

1. 底板、側壁及び蓋板を含む筐体、前記筐体内部に組み込まれた複数の端子板、及び前記複数の端子板を相互に接続するバイパス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、前記蓋板が、プラスチック樹脂部材のみから形成されており、かつ前記側壁から外方に曲げられずに直線状に延長されていること、及び前記プラスチック樹脂部材とバイパスダイオードの間に空気層が存在することを特徴とする太陽電池パネル用端子ボックス。
2. 延長された蓋板の部分が太陽電池パネルのフレームに接触し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。

Images