JP5683381B2 - 太陽電池接続箱 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池とパワーコンディショナーとを接続し、太陽電池の保守点検時には太陽電池を太陽光発電システムから切り離す太陽電池接続箱に関する。

従来、太陽電池の保守点検をする際に太陽電池を回路から切り離す複数の開閉器と、電圧の高い太陽電池から電圧の低い太陽電池への電流流入を防止する複数の逆流防止ダイオードと、太陽電池を雷等のサージ電圧から保護する複数のサージアブソーバと、端子台と、を搭載した放熱板が、背板に全面的に接するようにネジにより取付けられた太陽電池接続箱が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１７３３７６号公報（第０００３段落、図６）

しかしながら、上記従来の技術によれば、逆流防止ダイオードの熱を放熱するための放熱板が、背板に全面的に接するようにネジにより取付けられ、太陽電池接続箱の表面から外気に放熱するようになっている。そのため、太陽電池接続箱の表面温度が上昇し、人が触れることができないほど熱くなってしまう、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ケースに内蔵する機器の放熱を行ないつつ、人が触れる可能性のあるケースの天板の温度上昇を抑制することができる太陽電池接続箱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、前面が解放された直方体のケースと、前記ケースの背板の底板寄りに取付けられる取付部と前記ケースの天板寄りに配置され前記背板から浮上る浮上り部とを有する放熱板と、前記放熱板の取付部に取付けられ前記ケースの外部の太陽電池に接続される開閉器と、前記放熱板の浮上り部に取付けられ前記開閉器と外部のパワーコンディショナーとの間に接続される逆流防止ダイオードと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、主たる発熱源である逆流防止ダイオードからケースの天板までの熱伝導距離が長くなり、ケースの天板の温度上昇を抑制することができる、という効果を奏する。

図１−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態１を示す分解斜視図である。 図１−２は、実施の形態１の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図である。 図１−３は、実施の形態１の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図である。 図１−４は、実施の形態１の太陽電池接続箱が接続される太陽光発電システムの回路図である。 図１−５は、実施の形態１の太陽電池接続箱の発電時の温度上昇を示す裏面斜視図である。 図１−６は、比較例として示す従来の太陽電池接続箱の発電時の温度上昇を示す裏面斜視図である。 図２−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態２を示す分解斜視図である。 図２−２は、実施の形態２の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図である。 図２−３は、実施の形態２の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図である。 図３−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態３を示す分解斜視図である。 図３−２は、実施の形態３の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図である。 図３−３は、実施の形態３の陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池接続箱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。

実施の形態１．
図１−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態１を示す分解斜視図であり、図１−２は、実施の形態１の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図であり、図１−３は、実施の形態１の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図であり、図１−４は、実施の形態１の太陽電池接続箱が接続される太陽光発電システムの回路図である。

図１−１〜図１−３に示すように、実施の形態１の太陽電池接続箱１０は、前面が解放された直方体箱状のケース１１と、ケース１１の前面を覆うカバー１２と、中間部の折り曲げ線で略１５°折り曲げて傾斜させ、ケース１１の背板１１ｂと接触しないように浮かせた浮上り部１３ａを有し、取付部１３ｂがネジ１４によりケース１１の背板１１ｂに取付けられる放熱板１３と、を備えている。放熱板１３の浮上り部１３ａは、ケース１１の天板１１ａ寄りに配置され、取付部１３ｂは、底板１１ｄ寄りに配置される。放熱板１３の浮上り部１３ａは、ケース１１の背板１１ｂに対して傾斜している。ケース１１、カバー１２及び放熱板１３は、プレス成形により金属板を折り曲げて形成されている。

放熱板１３の取付部１３ｂには、４台（複数）の開閉器１５が横方向に並べて取付けられ、開閉器１５の隣には、端子台１７が取付けられている。また、放熱板１３の浮上り部１３ａには、４個（複数）の発熱する逆流防止ダイオード１６が横方向に並べて取付けられる。

図１−４に示すように、太陽電池接続箱１０は、太陽光発電システム９０の太陽電池５０と、太陽電池５０が発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナー６０とを接続し、太陽電池５０の保守点検をするときには、開閉器１５を開にして太陽電池５０をパワーコンディショナー６０から切り離す。

図１−４に示すように、１組４枚の太陽電池５０が直列に接続された４組の太陽電池５０の（＋）側と（−）側は、夫々４台の開閉器１５の夫々の入力端子に接続されている。４台の開閉器１５の（＋）側の夫々の出力端子には、発熱する逆流防止ダイオード１６が接続され、夫々の逆流防止ダイオード１６の出力側は、端子台１７の同一の（＋）入力端子に接続され、端子台１７の（＋）出力端子はパワーコンディショナー６０の（＋）側へ接続されている。逆流防止ダイオード１６は、電圧の高い太陽電池５０から電圧の低い太陽電池５０への電流流入を防止する。

４台の開閉器１５の（−）側の夫々の出力端子は、端子台１７の同一の（−）入力端子に接続され、端子台１７の（−）出力端子はパワーコンディショナー６０の（−）側へ接続されている。４台の開閉器１５夫々の（＋）出力端子と（−）出力端子の間は、太陽電池５０を雷等のサージ電圧から保護するサージアブソーバ１９により接続されている（サージアブソーバ１９は、図１−１〜図１−３には図示していない）。

図１−２に示すように、ケース１１内の機器同士は、配線１８により接続されている。太陽電池５０と開閉器１５との配線接続及び端子台１７とパワーコンディショナー６０との配線接続は、図１−１に示すケース１１の底板１１ｄに設けた配線孔１１ｃを通して行われる。

以上説明した実施の形態１の太陽電池接続箱１０によれば、主たる発熱源である逆流防止ダイオード１６を、ケース１１の背板１１ｂと接触しないように浮かせた放熱板１３の浮上り部１３ａ上に取付け、浮上り部１３ａをケース１１の天板１１ａ寄りに配置し、放熱板１３の取付部１３ｂをケース１１の底板１１ｄ寄りの背板１１ｂに取付けたので、逆流防止ダイオード１６が発生する熱は、放熱板１３の浮上り部１３ａ→取付部１３ｂ→ケース１１の背板１１ｂ→天板１１ａと伝わり、天板１１ａまで到達する熱伝導距離が長くなり、天板１１ａの温度上昇を抑制することができる。

実施例として、太陽電池接続箱１０のケース１１（鋼板：板厚１．２ｍｍ×開口幅２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×奥行１００ｍｍ）の背板１１ｂに、放熱板１３（板厚３ｍｍ×上下幅１３５ｍｍ×横巾２５０ｍｍ）の取付部１３ｂ（上下幅８０ｍｍ×横幅２５０ｍｍ）が接触するように取付け、浮上り部１３ａに４個の逆流防止ダイオード１６（総発熱量３０Ｗ）を取付けたときの温度上昇（ΔＴ）を測定した。

図１−５は、実施の形態１の太陽電池接続箱の発電時の温度上昇を示す裏面斜視図であり、図１−６は、比較例として示す従来の太陽電池接続箱（放熱板１３の全面が背板１１ｂに接触する）の温度上昇を示す裏面斜視図である。図１−５、図１−６では、放熱板１３がケース１１の背板１１ｂに接触する領域を破線で示している。

図１−６に示す従来の太陽電池接続箱では、放熱板１３とケース１１の背板１１ｂの接触領域が天板１１ａに近いので、主たる熱源である逆流防止ダイオード１６が発生する熱は、天板１１ａの温度を３０Ｋ〜４０Ｋ上昇させている。これに対し、実施の形態１の太陽電池接続箱１０は、図１−５に示すように、放熱板１３とケース１１の背板１１ｂの接触領域が天板１１ａから遠いので、天板１１ａの温度上昇は１０Ｋであり、天板１１ａの温度上昇の抑制効果が認められる。

実施の形態２．
図２−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態２を示す分解斜視図であり、図２−２は、実施の形態２の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図であり、図２−３は、実施の形態２の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図である。

図２−１〜図２−３に示すように、実施の形態２の太陽電池接続箱２０は、ネジ１４によりケース１１の背板１１ｂに取付けられる取付部２３ｂと、中間部の折り曲げ部で取付部２３ｂから階段状に浮上がった浮上り部２３ａと、を有する放熱板２３を備えている。放熱板２３の浮上り部２３ａは、ケース１１の背板１１ｂに対して平行である。放熱板２３の浮上り部２３ａは、ケース１１の天板１１ａ寄りに配置され、取付部２３ｂは、底板１１ｄ寄りに配置されている。

放熱板２３の取付部２３ｂには、４台（複数）の開閉器１５が横方向に並べて取付けられ、開閉器１５の隣には、端子台１７が取付けられている。また、放熱板２３の浮上り部２３ａには、４個（複数）の発熱する逆流防止ダイオード１６が横方向に並べて取付けられる。

実施の形態２の太陽電池接続箱２０は、上述の放熱板２３の形状以外は実施の形態１の太陽電池接続箱１０と異なるところはない。実施の形態２の太陽電池接続箱２０は、図１−５に示す実施の形態１の太陽電池接続箱１０と同様の天板１１ａの温度上昇特性を有する。

実施の形態２の太陽電池接続箱２０は、放熱板２３の逆流防止ダイオード１６の取付面（浮上り部２３ａ）を、ケース１１の解放面と平行にしているので、実施の形態１の太陽電池接続箱１０に比べて、逆流防止ダイオード１６の取付けや、配線の作業性がよい。

実施の形態３．
図３−１は、本発明に係る太陽電池接続箱の実施の形態３を示す分解斜視図であり、図３−２は、実施の形態３の太陽電池接続箱のカバーを外した状態の正面図であり、図３−３は、実施の形態３の陽電池接続箱のカバーを外した状態の断面図である。

図３−１〜図３−３に示すように、実施の形態３の太陽電池接続箱３０は、ネジ１４によりケース１１の背板１１ｂに取付けられる取付部３３ｂと、中間部の折り曲げ線で取付部３３ｂと直角に折り曲げられた浮上り部３３ａと、を有する放熱板３３を備えている。放熱板３３の浮上り部３３ａは、ケース１１の背板１１ｂに対して垂直である。放熱板３３の浮上り部３３ａは、ケース１１の天板１１ａ寄りに配置され、取付部３３ｂは、底板１１ｄ寄りに配置されている。

放熱板３３の取付部３３ｂには、４台（複数）の開閉器１５が横方向に並べて取付けられ、開閉器１５の隣には、端子台１７が取付けられている。また、放熱板３３の浮上り部３３ａには、４個（複数）の発熱する逆流防止ダイオード１６が横方向に並べて取付けられる。

実施の形態３の太陽電池接続箱３０は、上述の放熱板３３の形状以外は実施の形態１の太陽電池接続箱１０と異なるところはない。実施の形態３の太陽電池接続箱３０は、放熱板３３の逆流防止ダイオード１６の取付面（浮上り部３３ａ）をケース１１の背板１１ｂに対して垂直にしたので、逆流防止ダイオード１６からケース１１の天板１１ａへの熱伝導距離がさらに長くなり、天板１１ａの温度上昇をさらに抑制することができる。実測では、天板１１ａの温度上昇は、図１−５に示す値よりもさらに５Ｋ低いことが確認された。

なお、実施の形態３の太陽電池接続箱３０では、逆流防止ダイオード１６を浮上り部３３ａの上側に取付けているが、浮上り部３３ａの下側に取付けてもよい。

１０ 太陽電池接続箱
１１ ケース
１１ａ 天板
１１ｂ 背板
１１ｃ 配線孔
１１ｄ 底板
１２ カバー
１３、２３、３３ 放熱板
１３ａ、２３ａ、３３ａ 浮上り部
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ 取付部
１４ ネジ
１５ 開閉器
１６ 逆流防止ダイオード
１７ 端子台
１８ 配線
５０ 太陽電池
６０ パワーコンディショナー
９０ 太陽光発電システム

Claims (1)

1. 前面が解放された直方体のケースと、
   前記ケースの背板の底板寄りに取付けられる取付部と、前記取付部に対して中間部で折り曲げられることによって前記取付部よりも前記ケースの天板寄りに配置され前記背板及び前記天板と接触しないように前記背板及び前記天板から浮上り、前記背板に対して垂直な浮上り部と、を有する放熱板と、
   前記放熱板の取付部に取付けられ前記ケースの外部の太陽電池に接続される開閉器と、
   前記天板と対向し、前記放熱板の浮上り部の上側の面に取付けられ前記開閉器と外部のパワーコンディショナーとの間に接続される逆流防止ダイオードと、
   を備えることを特徴とする太陽電池接続箱。

Images