(57)【要約】      （修正有）【課題】熱放散性に優れた太陽電池接続箱を提供する。【解決手段】接続箱に収納され、発電機に結合されるように設計された接続箱コンポーネント２０１である。接続箱コンポーネントは、サブストリングと残りの発電機との間に動作不良又は不整合がある場合に発電機の１つ以上のサブストリングをバイパスするように構成された１つ以上のバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３を含む。１つ以上のバイパス機構は、接続箱の外に伝達することができる熱を発生する。接続箱コンポーネントは、接続箱のベース及び／又は接続箱のカバーの方に熱を伝導するように設計する。熱放散機構が、ベース及び／又はカバー上に取り付けられる。バイパス機構は、発電機全体をバイパスする。【選択図】図２Ａ
2018170951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続箱であって、
ベースと、
前記ベースの上に取り付けられるように構成されたカバーと、
を備え、
前記ベースは、複数のバスバー及び複数のバイパス機構を含み、各バイパス機構は、前記複数のバスバーのうちの２つのバスバー間に結合され、
前記複数のバスバーのうちの１つ以上のバスバーは、熱を前記ベースの方向に及び前記カバーの方向に伝導するように設計され、
前記カバーは、前記カバーの第１の側部上に取り付けられた熱放散機構を含み、
前記熱放散機構は、前記カバーが前記ベースの上に取り付けられるときに前記１つ以上のバスバーと接触する、
接続箱。
【請求項２】
前記複数のバスバーのうちの１つ以上のバスバーが、熱を第１の方向に伝導するように設計された第１の熱拡散部分と、熱を第２の方向に伝導するように設計された第２の熱拡散部分とを含む、請求項１に記載の接続箱。
【請求項３】
複数のコネクタをさらに備え、各コネクタが、太陽光発電機からの電流を搬送する導体に接続されるように設計され、各コネクタが、前記複数のバスバーのうちの１つのバスバーに電気的に結合される、請求項１に記載の接続箱。
【請求項４】
前記複数のバイパス機構がダイオードを含む、請求項１に記載の接続箱。
【請求項５】
前記複数のバイパス機構が直列に結合される、請求項１に記載の接続箱。
【請求項６】
前記複数のバイパス機構のうちの２つ以上のバイパス機構と並列に配置される付加的なバイパス機構をさらに備える、請求項５に記載の接続箱。
【請求項７】
前記付加的なバイパス機構が、前記複数のバスバーのうちの最初のバスバーと前記複数のバスバーのうちの最後のバスバーとの間に配置される、請求項６に記載の接続箱。
【請求項８】
前記付加的なバイパス機構がダイオードを含む、請求項６に記載の接続箱。
【請求項９】
前記付加的なバイパス機構が制御型スイッチである、請求項６に記載の接続箱。
【請求項１０】
付加的なバスバーをさらに備え、前記付加的なバイパス機構が、前記複数のバスバーのうちの１つのバスバーと前記付加的なバスバーとの間に結合される、請求項６に記載の接続箱。
【請求項１１】
前記付加的なバイパス機構が、前記付加的なバイパス機構から前記複数のバスバーのうちの２つのバスバーの少なくとも１つに延びる導電ロッドを介して、前記複数のバスバーのうちの２つのバスバー間に結合される、請求項６に記載の接続箱。
【請求項１２】
前記カバー上に取り付けられた付加的なバイパス機構をさらに備え、前記カバーが前記ベースの上に取り付けられるときに、前記付加的なバイパス機構が前記複数のバイパス機構のうちの２つ以上のバイパス機構と並列に配置される、請求項１に記載の接続箱。
【請求項１３】
接続箱であって、
第１の側部及び第２の側部を備えるベースであり、前記第１の側部が太陽電池パネルに取り付けられるように構成され、前記第２の側部が複数のコネクタ及び回路を含み、前記複数のコネクタが太陽光発電機のサブストリングを前記回路に電気的に結合するように適合され、前記回路がサブストリングをバイパスするように構成される、ベースと、
前記回路は、
前記複数のコネクタのそれぞれを別個のバイパス機構に電気的に結合するように適合され、多方向ヒートスプレッダとして機能するように構成された、複数のバスバーと、
前記太陽電池パネルから収集した電力をそれぞれ出力するように構成された第１の出力導体及び第２の出力導体と、
を含み、前記第１の出力導体は、第１のバスバーに結合され、前記第２の出力導体は、第２のバスバーに結合され、
第１の側部及び第２の側部を備えるカバーであり、前記カバーの第１の側部は、前記ベースの第２の側部を覆うように構成され、前記カバーの第１の側部は、前記カバーが前記ベースの上に配置されるときに前記ベースの第１のバスバー及び第２のバスバーに電気的に結合するように構成されたバイパス機構を含む、カバーと、
を備える、接続箱。
【請求項１４】
前記カバーが前記ベースの上に配置されるときに、前記カバー上に取り付けられたバイパス機構が前記第２のバスバーに導電ロッドで結合される、請求項１３に記載の接続箱。
【請求項１５】
前記カバーが前記ベースの上に配置されるときに前記カバー上に取り付けられたバイパス機構に電気的に結合するように構成された付加的なバスバーをさらに備える、請求項１３に記載の接続箱。
【請求項１６】
前記カバー上に取り付けられた前記バイパス機構が、前記第１のバスバー及び前記第２のバスバーを嵌合機構で接続するように構成される、請求項１３に記載の接続箱。
【請求項１７】
前記カバーが、他の接続箱又はパワーデバイスに接続するように構成された出力コネクタをさらに備える、請求項１３に記載の接続箱。
【請求項１８】
前記カバーが、制御ユニット及び電力変換器をさらに備える、請求項１３に記載の接続箱。
【請求項１９】
方法であって、
接続箱ベースを太陽光発電機上に取り付けることと、
前記太陽光発電機のサブストリングの出力を前記接続箱ベース内に取り付けられたコネクタ及び回路に電気的に結合することと、前記回路は、複数のバスバー及び複数のバイパス機構を備え、
第１の出力導体を第１のバスバーに及び第２の出力導体を第２のバスバーに電気的に結合することと、
前記接続箱ベースを接続箱カバーで覆うことと、
前記接続箱カバーに取り付けられたバイパス機構を前記接続箱ベースに取り付けられた前記回路の前記第１のバスバー及び前記第２のバスバーで電気的に結合することと、
を含む、方法。
【請求項２０】
前記接続箱ベース内に取り付けられた回路を前記カバーに熱的に結合することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００１】
多くの場合に、太陽電池パネルは、太陽電池セルの１つ以上のサブストリングを含む。サブストリングは、互いに接続され、ダイオードにも接続される場合がある。各ダイオードは、それぞれの並列のサブストリング又はいくつかのサブストリングのためのバイパスとして機能する場合がある。ダイオードは、電流がダイオードを通って流れるときの電力の実質的な損失を含むいくつかの欠点を有する。電力の損失だけでなく、ダイオードの温度の上昇も懸念となる場合がある。今日ではダイオードの多くは小さい箱に入れられ、温度が所望以上に上昇する場合があるので、ダイオードの周囲から熱を放散させる必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本明細書で開示される例示的な実施形態によれば、バイパス機構は、太陽光（ＰＶ）発電機、例えば、太陽電池（ＰＶ）セルのストリング又はサブストリング及び／又はＰＶパネルをバイパスするように適合される。バイパス機構は、太陽電池接続箱に収納されたコンポーネント又は回路の一部であってよい。コンポーネントは、いくつかのバイパス機構を含んでもよく、その数は、接続箱に電気的に結合されるストリング又はサブストリングの数に基づいていてよい。接続箱に収納されるコンポーネントは、バイパス機構を接続するリンクを含んでもよく、これはバスバーとも呼ばれる。バイパス機構間の接続リンクとして作用することに加えて、バスバーは、ヒートスプレッダとしても機能してよい。バイパス機構は、バイパス機構を通って流れる電流に起因する実質的な熱を取り出してよい。バスバー及びバイパス機構は、取り出した熱を効果的に放散させ、接続箱内に収納され得るバイパス機構又は他のコンポーネント又は回路への損傷を回避するために、接続箱内／上に配置されるように設計されてよい。本開示の一部の態様によれば、バスバーは、熱を接続箱カバーに拡散させてよく、カバーは、ヒートシンクとして機能してよい。本開示の一部の態様によれば、バスバーは、熱を接続箱ベースに拡散させてよく、接続箱ベースは、熱をＰＶ発電機に及び環境に伝達してよい。本開示の一部の態様によれば、バスバーは、熱を接続箱カバーと接続箱ベースとの両方に拡散させてよい。本開示の一部の態様によれば、他の熱拡散要素が、接続箱内に配置され、熱を複数の方向に拡散させるように設計されてよい。
【０００３】
一部の態様によれば、バイパス機構は、接続箱のベース内に収納され、取り付けられてよく、ＰＶ発電機に恒久的に電気的に結合されてよい。本開示の一部の態様によれば、バイパス機構は、接続箱のカバーに取り付けられてよく、接続箱カバーが接続箱ベース上に配置されるときにのみＰＶ発電機に電気的に結合されてよい。接続箱はまた、他のコンポーネント及び／又は回路、例えば、直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）変換器、直流−交流（ＤＣ／ＡＣ）変換器、センサ／センサインターフェース、安全デバイス（例えば、安全スイッチ、ヒューズ、リレー、アーク検出回路、アーク抑制回路、漏電検出器−遮断器回路）、通信モジュール、制御デバイス（単数又は複数）、及び／又はモニタリングモジュールを収納してよい。
【０００４】
一部の態様によれば、バイパス機構の数は、ＰＶ発電機におけるサブストリングの数と同じであってよい。本開示の一部の態様によれば、複数のＰＶストリング又はサブストリングがバイパスされるときに、電流がより少ない（例えば、１つ又は２つの）バイパス機構を有する電流経路を通って流れるようにすることによって電気損失が低減され得るように、１つ以上の付加的なバイパス機構が他のバイパス機構と並列構成で結合されてよい。
【０００５】
一部の態様によれば、複数のバイパス機構はすべて、接続箱ベース又は接続箱カバーのいずれかに収納されてよい。本開示の一部の態様によれば、１つ以上のバイパス機構の第１のグループは、接続箱のベース内に配置されてよく、１つ以上のバイパス機構の第２のグループは、接続箱のカバー上に配置されてよい。複数のバイパス機構をベースとカバーに分散することは、例示的な実施形態によれば、ベース内に配置されたバイパス機構を有することによりシステムの安全性を高め、一方、カバー内に配置された付加的なバイパス機構を提供することにより発熱を減らし、熱放散効率を高め、電気損失を減らすことができる。
【０００６】
種々の例示的な実施形態の以下の説明では、本開示の態様が実施され得る種々の実施形態が例証として示される、本開示の一部をなす付属の図面が参照される。他の実施形態が用いられてもよく、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び機能的修正が加えられ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】１つ以上の例示的な実施形態に係る太陽光（ＰＶ）発電機の一部の略ブロック図である。
【図２Ａ】１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶ発電機電気回路の一部の図である。
【図２Ｂ】１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶシステムの一部の略ブロック図である。
【図２】図２Ｃ〜図２Ｆは、１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶ発電機電気回路の一部の４つの異なる構成を例示する略ブロック図である。
【図３Ａ】１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶ発電機接続箱の図である。
【図３Ｂ】１つ以上の例示的な実施形態に係る接続箱ベースの一実施形態を例示する図である。
【図３Ｃ】１つ以上の例示的な実施形態に係る接続箱カバーの一実施形態を例示する図である。
【図４】１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶ発電機接続箱及びＰＶ発電機の要素の例示的なスケッチである。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、１つ以上の例示的な実施形態に係るＰＶ発電機電気回路の２つの異なる構成を例示する図である。
【図６Ａ】１つ以上の例示的な実施形態に係る、カバーが取り外された状態のＰＶ発電機接続箱及びＰＶ発電機接続箱ベース上に取り付けられた関連する回路の一部の略ブロック図である。
【図６Ｂ】１つ以上の例示的な実施形態に係る、カバーが取り外された状態のＰＶ発電機接続箱及びＰＶ発電機接続箱カバー上に取り付けられた関連する回路の一部の略ブロック図である。
【図６Ｃ】１つ以上の例示的な実施形態に係る、関連する回路の一部がＰＶ発電機接続箱ベース上に取り付けられ、関連する回路の一部がＰＶ発電機接続箱カバー上に取り付けられた、ＰＶ発電機接続箱及び関連する回路の一部の略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
種々の例示的な実施形態の以下の説明では、本開示の態様が実施され得る種々の実施形態が例証として示される、本開示の一部をなす付属の図面が参照される。他の実施形態が用いられてもよく、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び機能的修正が加えられ得ることが理解される。
【０００９】
太陽光発電（ＰＶ）システムは、１つ以上のＰＶ発電機を含んでもよい。各ＰＶ発電機は、１つ以上の太陽電池セル、セルストリング、セルサブストリング、モジュール、パネル、屋根材（ｓｈｉｎｇｌｅ）、及び／又はソーラールーフタイルを含んでもよい。１つ以上のＰＶ発電機（及び／又はより大きいＰＶ発電機をなす太陽電池セル）は、直列構成、並列構成、及び／又はこれらの組み合わせで相互接続されてよい。１つ以上の太陽電池セル又はＰＶ発電機をバイパスするために電流経路が提供されてよい。例えば、ＰＶパネルなどのＰＶ発電機は、直列配列に構成される太陽電池セルのいくつかのサブストリングを含んでもよい。１つ以上のサブストリングは、サブストリングの電流容量が低下する場合に、そのサブストリングをなす太陽電池セルに大きい電流が流れて、大きい電力散逸及び／又は関連する太陽電池セルへの損傷につながることを回避するべく、電流が関連するサブストリングをバイパスすることを可能にする代替的な電流経路を提供するバイパス機構を有してよい。バイパス機構は、まったく損失がないわけではなく、電流がバイパス機構を通って流れるときに電力の散逸をもたらす可能性がある。バイパス機構によって散逸される電力損失を減らすとともに、バイパス機構を通って流れる電流によって発生する熱を減少及び放散させるための効果的な方法を提供することが望ましいであろう。
【００１０】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機に結合された回路を有する太陽光（ＰＶ）発電機１００を例示する図１への参照を行う。本開示の一部の態様によれば、ＰＶ発電機はＰＶパネルであってよい。ＰＶパネルは、１つ以上のサブストリングを有してよく、この場合、各サブストリングは、２つ以上の導体を介して電気的にアクセス可能であってよい。本開示の一部の態様によれば、ＰＶ発電機１００は、第１のサブストリングＳＳ１、第２のサブストリングＳＳ２、及び第３のサブストリングＳＳ３を含んでもよい。サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３のそれぞれは、直列、並列、又は直列と並列が混在する配列に結合された複数の太陽電池セルを含んでもよい。サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３は、直列に結合されてよい。サブストリングＳＳ１は、導体１０２ａ及び１０２ｂ間に接続されてよく、サブストリングＳＳ２は、導体１０２ｂ及び１０２ｃを介して電気的にアクセス可能であってよく、サブストリングＳＳ３は、導体１０２ｃ及び１０２ｄを介して電気的にアクセス可能であってよい。導体１０２ａ〜ｄは、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３を接続箱１０１に接続してよい。本開示の一部の態様によれば、導体１０２ａ〜ｄは、リボンワイヤを含んでもよい。
【００１１】
太陽電池パネルは、１つ以上のサブストリングを有してよく、各サブストリングは、２つの導体で接続箱に接続されてよい。本開示の一部の態様によれば、接続箱１０１は、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３と、ＰＶ発電機１００によって発生した電力を出力することができる出力導体１０３ａ及び１０３ｂとの間のインターフェースを提供してよい。接続箱１０１は、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３のうちの１つ以上をバイパスするための１つ以上のバイパス機構（例えば、ダイオードなどの受動バイパス機構及び／又はスイッチなどの能動バイパス機構）を備えてもよい。
【００１２】
一部の態様によれば、接続箱１０１は、付加的な回路をさらに含んでもよい。例えば、接続箱１０１は、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３によって発生した電力を変換するための１つ以上の電力変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣ又はＤＣ／ＡＣ変換器）を有してよい。本開示の一部の態様によれば、接続箱１０１は、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３によって発生した組み合わされた電力を変換するための単一の電力変換器を備えてよい。他の実施形態では、接続箱１０１は、それぞれ関連するサブストリングから受け取った電力を変換するように構成された、複数の電力変換器を有してよい。本開示の一部の態様によれば、単一の電力変換器又は複数の電力変換器は、最大電力点追従（ＭＰＰＴ）及び／又はインピーダンス整合を実施することによって、１つ以上の関連するサブストリングから引き出される電力を増加させるように構成されてよい。電力変換器は、例えば、関連するサブストリングが好ましい動作点で動作するように、関連するサブストリングにわたる電圧又は通る電流を調節することによって、１つ以上の関連するサブストリングから引き出される電力を増加させてよい。電力変換器は、制御デバイスによって制御されてよく、制御デバイスは、電流、電圧、電力、温度、及び／又は日射センサ／センサインターフェースなどのセンサ／センサインターフェースに応答してよい。
【００１３】
ＰＶパネルは、追加で又は代替的に、接続箱一体型電力変換器を含んでもよい。電力変換器は、例えば、種々のトポロジーに従う直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）変換器、例えば、バック、ブースト、バック／ブースト、バック＋ブースト、フライバック、フォワード、Ｃｕｋ、及びチャージポンプ式の変換器であってよい。本開示の一部の態様によれば、電力変換器は、直流−交流変換器（ＤＣ／ＡＣ）、例えば、インバータ又はマイクロインバータであってよい。
【００１４】
一部の態様によれば、接続箱１０１は、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３に関する動作点に影響する及び／又は設定する外部接続デバイスを備えていれば、一体型の電力変換器を含まなくてもよい。
【００１５】
接続箱１０１は、有線通信デバイス、無線通信デバイス、及び／又は音声通信デバイスなどの通信デバイスを含んでもよい。通信デバイスは、受信器、モニタ、及び／又は送信器を含んでもよい。通信デバイスは、例えば、電力線通信（ＰＬＣ）、他の有線通信方法、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、移動体通信、他の無線通信方法及び／又は音声通信方法を用いて通信してよい。通信デバイスは、電力変換器、安全機構、及び／又はセンサ／センサインターフェースなどの接続箱１０１内の他のコンポーネントを制御するように構成された１つ以上のコントローラに通信可能に結合されてよい。通信デバイスは、接続箱１０１が、通信デバイスを有する他の接続箱及び／又は同じシステム又は他のシステム内のさらなるパワーデバイスと通信することを可能にしてよい。接続箱１０１は、コントローラによって制御され得る１つ以上の安全スイッチを含んでもよい。安全スイッチは、サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３のうちの１つ以上によって発生される電力を減少させるべく、ＰＶ発電機１００又はそのいくつかの区域をＰＶシステムの他の部分から接続解除する及び／又はサブストリングＳＳ１〜ＳＳ３のうちの１つ以上を短絡するのに用いられてよい。
【００１６】
接続箱１０１は、ＰＶ発電機１００上に機械的に取り付けられてよい。サブストリングＳＳ１〜ＳＳ３のうちの１つ以上が或る条件下でバイパスされ得るようにバイパス機構が設けられてよい。例えば、サブストリングＳＳ１が日陰になる及び／又は不良の場合に、サブストリングＳＳ１は、サブストリングＳＳ２及びＳＳ３の動作点に影響すること及びサブストリングＳＳ２及びＳＳ３の出力電力が潜在的に低下することを回避するべく、バイパスされてよい。
【００１７】
サブストリングＳＳ１が日陰になる及び／又は不良の場合、サブストリングＳＳ１は、電流がサブストリングＳＳ１を流れ、結果的にサブストリングＳＳ１の電力損失、過熱、及び／又は損傷を生じることを回避するべく、バイパスされてよい。バイパス機構は、ダイオードなどの受動要素及び／又は制御型スイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＢＪＴ、及び／又はリレースイッチ）などの能動要素を含んでもよい。本開示の一部の態様によれば、バイパス機構は、ＰＶ発電機１００から収集した電力を変換するように構成されたパワーデバイスの一部であってよい。バイパス機構は、ＰＶ発電機１００上に取り付けることができる接続箱１０１内に収納されてよい。
【００１８】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶパネル接続箱コンポーネント２０１を例示する図２Ａへの参照をここで行う。図１の接続箱１０１は、図２Ａに描画された接続箱コンポーネント２０１を含んでもよい。ストリングアレイに構成された、いくつかの太陽電池セルサブストリング又はいくつかのＰＶセルを備えるＰＶ発電機は、いくつかのバイパス機構を含んでもよい。図２Ａは、例示的な実施形態に係るバイパス機構Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３などの１つ以上のバイパス機構を含む接続箱コンポーネント２０１を例示する。接続箱コンポーネント２０１は、第１のバイパス機構Ｄ１、第２のバイパス機構Ｄ２、及び第３のバイパス機構Ｄ３を含んでもよい。図２Ａの例示的な実施形態では、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３はダイオードである。代替的な実施形態では、バイパス損失（すなわち、バイパス機構の作動の結果として失われる電力）を減らすために制御型スイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）が用いられてよい。バイパス機構Ｄ１は、第１のコネクタ位置ＣＬ１と第２のコネクタ位置ＣＬ２との間で接続箱コンポーネント２０１に電気的に結合され得るＰＶパネルの第１の区域、太陽電池セル、又はサブストリングをバイパスしてよい。バイパス機構Ｄ２は、第１のコネクタ位置ＣＬ２と第２のコネクタ位置ＣＬ３との間で接続箱コンポーネント２０１に電気的に結合され得るＰＶパネルの第２の区域、太陽電池セル、又はサブストリングをバイパスしてよい。バイパス機構Ｄ３は、第１のコネクタ位置ＣＬ３と第２のコネクタ位置ＣＬ４との間で接続箱コンポーネント２０１に電気的に結合され得るＰＶパネルの第３の区域、太陽電池セル、又はサブストリングをバイパスしてよい。コネクタ位置ＣＬ１〜ＣＬ４におけるコネクタは、太陽電池サブストリングに結合された導体を受け入れるのに適切なものであってよい。例えば、コネクタ位置ＣＬ１〜ＣＬ４にあるコネクタは、リボンワイヤレセプタクルを含んでもよい。
【００１９】
接続箱コンポーネント２０１は、第１の出力導体２０３ａ及び第２の出力導体２０３ｂを有してよい。出力導体２０３ａ及び２０３ｂは、パワーデバイス（例えば、電力変換器又は安全デバイス）に又はＰＶ発電機の出力端子（例えば、ＰＶパネルの出力端子）に電力を伝達してよい。他の実施形態は、バイパスを有するように設計される太陽電池要素の数に対応する異なる数のバイパス機構を特徴としてよい。例えば、５つの直列に結合されたサブストリングを備えるＰＶ発電機は、５つのバイパス機構を含んでもよい。別の例として、２０の太陽電池セルの単一のサブストリングは、各太陽電池セルにつき１つずつの、２０のバイパス機構を含んでもよい。異なる実施形態では、５つのセルの４つのグループに分けられる、２０の太陽電池セルが存在してよく、各グループにつき１つずつの、４つのバイパス機構が存在してよい。
【００２０】
一部の態様によれば、電流が接続箱コンポーネント２０１の出力導体２０３ａを通って発電機に入るときに、電流は、最初に導電バスバーＢＢ１を通って流れることができる。接続位置ＣＬ１及びＣＬ２間に結合されたＰＶ発電機（例えば、図１のサブストリングＳＳ１）が、出力導体２０３ａを通って流れる電流をサポートする容量で動作している場合、全電流が、結合されたＰＶ発電機を通ってバスバーＢＢ２に流れてよい。同様に、接続位置ＣＬ２及びＣＬ３間に結合されたＰＶ発電機（例えば、図１のサブストリングＳＳ２）が、出力導体２０３ａを通って流れる電流をサポートする容量で動作している場合、全電流が、結合されたＰＶ発電機を通ってバスバーＢＢ３に流れてよい。同様に、接続位置ＣＬ３及びＣＬ４間に結合されたＰＶ発電機（例えば、図１のサブストリングＳＳ３）が、出力導体２０３ａを通って流れる電流をサポートする容量で動作している場合、全電流が、結合されたＰＶ発電機を通ってバスバーＢＢ４に流れてよい。
【００２１】
２つのバスバー間に結合されたＰＶ発電機がフル電流を搬送するのに使用できない場合、フル電流をＰＶ発電機に流すと、２つのバスバー間に逆電圧が発生することになり、これにより、結果的にバイパス機構がオンになってよい。図２Ａの例示的な実施形態では、バスバー間にダイオードを設置することにより、バスバー間に逆電圧が発生する場合に自動的にバイパスがなされることになる。本開示の一部の態様によれば、能動スイッチが、バスバー間に配置されてよく、逆電圧状態の検出に応答してＯＮ位置に設定されてよい。例えば、電圧センサが、２つのバスバー間の電圧を測定し、電圧測定値をコントローラに提供してよい。逆電圧状態を示す電圧を検出すると、コントローラは、２つのバスバー間に配置されたスイッチをＯＮ位置に設定してよい。
【００２２】
バイパス経路を設けることは、全体のシステム電力損失を減少させる及び／又は機器への損傷を防ぐことができ、特定のコンポーネントにおける又は接続箱コンポーネント２０１における特定の場所での温度の上昇を引き起こす場合もある。温度の上昇を経験し得るコンポーネントのうちの１つはバイパス機構である。例えば、バイパスダイオードは、ＰＶ発電機では典型的な（例えば、８Ａ、１０Ａ、又はそれ以上の）電流を搬送するときに顕著な熱を発生する場合がある。バイパス機構を通って流れ得る電流及びバイパス機構の特徴に応じて、１つ以上のバイパス機構から熱を取り出す必要がある場合がある。本明細書に記載の構成と共に採用され得る、伝導、対流、及び輻射などの異なる伝熱方法を活用することを含む、種々の熱放散方法が存在する。一実施形態では、周囲空気の対流係数に比べて比較的高い対流係数を生じ得る過熱したバイパス機構からの熱を伝達するために、接続箱１０１（図１）内にファン（図示せず）が配置されてよい。第２の実施形態では、相変化クーラーなどの、水などの冷却剤（図示せず）が、電気回路への害を回避するが依然として周囲空気よりも速く熱を伝達する様態で配置されてよい。第３の実施形態では、特定のヒートスポットを低下させるべく低温クーラー（図示せず）が用いられてよい。本開示の一部の態様によれば、冷却の強化は、冷却されるコンポーネントに熱的に結合された要素に関連する伝導係数を変化させることを含んでもよい。伝導係数を改善する第１の方法は、種々のコンポーネントの設計又は形状及びそれらの組立体の設計を変化させることを含んでもよい。伝導係数を改善する第２の方法は、伝熱速度を増加させ得る熱放散機構を付加すること、例えば、接続箱コンポーネントと接続箱との間にサーマルグリース（図示せず）を塗布することを含んでもよい。１つ以上のバイパス機構からの熱を伝達するためのサーマルグリースの代わりに又は加えて、サーマルパッド、サーマルパテ、サーマルペースト、及び／又はラミネートされたＫａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドフィルムが用いられてもよい。
【００２３】
図２Ａに例示的に描画されたバスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、伝導係数を改善し、バイパス機構が過熱しないように熱を迅速に伝達するための別の例を示す。バスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３に結合されてよく、接続箱１０１（図１）のベース内に収納されてよい。電流がバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３を通って流れるときに、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３での温度が上昇する場合がある。伝導性であり得るバスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、熱を引き出し、温度を容認可能な閾値より低く保ちながら、接続箱１０１のベースに及び関連する発電機を通して熱を逃がすことができる。別の実施形態では、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、熱を接続箱１０１のカバー（図１）の方へ及びカバーから環境へ伝達してよい。
【００２４】
バスバーＢＢ１〜ＢＢ４が、熱を１つよりも多い方向に、例えば、接続箱１０１のベースへの第１の方向及び接続箱１０１のカバーへの第２の方向に拡散させるときに、それらは多方向ヒートスプレッダと呼ばれてもよい。バスバーＢＢ１〜ＢＢ４がヒートスプレッダとしてさらに機能することを特徴とする実施形態では、接続箱１０１の壁は、ヒートシンクとして機能してもよい。バスバーＢＢ１〜ＢＢ４はまた、熱を第３の方向及び第４の方向に拡散させるように設計されてもよい。本開示の一部の態様によれば、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、１つ以上の形状に設計され、１つ以上の方向に延びる、冷却フィンを含んでもよい。
【００２５】
１つ以上の例示的な実施形態の態様に係る結合されたＰＶ発電機２００ａ〜２００ｄのストリングを含むＰＶストリング区域２０５を例示する図２Ｂへの参照をここで行う。ＰＶストリング区域２０５は、複数のＰＶ発電機、例えば、図２Ｂに描画された４つのＰＶ発電機２００ａ〜２００ｄを含んでもよい。ＰＶ発電機２００ａ〜２００ｄは、それぞれ、接続箱２０２ａ〜２０２ｄのうちの１つを含んでもよく、接続箱２０２ａ〜２０２ｄは、それぞれ、接続箱コンポーネント２０１ａ〜ｄを含んでもよい。接続箱コンポーネント２０１ａ〜ｄは、接続位置ＣＬ１〜ＣＬ４、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４、及び出力導体２０３ａ及び２０３ｂなどの図２Ａの接続箱コンポーネント２０１と同じコンポーネントを有するように設計されてよい。例えば、接続箱コンポーネント２０１ｂは、導体２１０ａを介して接続箱２０２ａの接続箱コンポーネント２０１ａ及びＰＶ発電機２００ａに結合されてよく、導体２１０ｂを介して接続箱２０２ｃの接続箱コンポーネント２０１ｃ及びＰＶ発電機２００ｃに結合されてよい。導体２１０ａは、接続箱コンポーネント２０１ｂの第１の出力導体２０３ａと接続箱コンポーネント２０１ａの第２の出力導体２０３ｂとの間に結合されてよい。
【００２６】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱の一部を例示する図２Ｃ〜図２Ｆへの参照をここで行う。バスバーＢＢ１〜ＢＢ４及びバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３は、図２ＡのバスバーＢＢ１〜ＢＢ４及びバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と同じであってよい。本開示の一部の態様によれば、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、すべて又は一部が、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３のうちの１つ以上を部分的に又は十分に覆うことができる付加的なヒートスプレッダを含んでもよい。付加的なヒートスプレッダは、平坦であってよく、又は、直線形又はピン形フィンなどのフィンを含んでもよい。付加的なヒートスプレッダは、金属又は熱拡散能力を有する材料などの効果的な熱拡散材料で作製されよい。
【００２７】
図２Ｃは、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４が、熱をＰＶ発電機接続箱のベース２０６ｃ及びＰＶ発電機接続箱のカバー２０７ｃの方に拡散させる多方向ヒートスプレッダであり得る、例示的な実施形態を示す。多方向の熱拡散を提供することに加えて、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４よりも大きい表面積を有することができる、１つ以上の付加的なヒートスプレッダＲ１ａ〜Ｒ４ａを含んでもよい。本開示の一部の態様によれば、ヒートスプレッダＲ１ａ及びＲ２ａは、バイパス機構Ｄ１を部分的に又は十分に覆ってよく、ヒートスプレッダＲ３ａ及びＲ４ａは、バイパス機構Ｄ３を部分的に又は十分に覆ってよい。ヒートスプレッダＲ１ａ〜Ｒ４ａは、平坦であってよく、又は、直線形又はピン形フィンなどのフィンを有してよい。ヒートスプレッダＲ１ａ〜Ｒ４ａを含むことで、熱をより効果的な速度で拡散させることができる。
【００２８】
図２Ｄを参照すると、ヒートスプレッダＲ２ｂ及びＲ３ｂは、バイパス機構Ｄ２の一部又はすべてを覆うように延びてよい。ヒートスプレッダＲ２ｂ及びＲ３ｂが導電性材料で作製される場合、バイパス機構Ｄ２の短絡を回避するためにヒートスプレッダＲ２ｂ及びＲ３ｂ間に隙間が維持されてよい。
【００２９】
図２Ｅは、ＢＢ１〜ＢＢ４が、ＰＶ発電機接続箱のベース２０６ｅ及びＰＶ発電機接続箱のカバー２０７ｅの方向に熱を拡散させる多方向ヒートスプレッダであり得る、特定の実施形態を例示する。バスバーＢＢ２〜ＢＢ３は、一方の端に付加的なヒートスプレッダＲ５ａ及びＲ６ａを含んでもよく、これはバスバーＢＢ２及びＢＢ３よりも大きい表面積を有することができ、したがって、熱放散速度を増加させることができる。ヒートスプレッダＲ５ａ及びＲ６ａは、それぞれバスバーＢＢ２及びＢＢ３の上部に取り付けることができ、バイパス機構Ｄ１及びＤ３を部分的に又は十分に覆うように水平方向に延びることができ、これにより、強化された垂直熱拡散を提供することができる。本開示の一部の態様によれば、ヒートスプレッダＲ５ａ及びＲ６ａは、熱伝導性材料の平坦な部分であってよく、一部の態様によれば、ヒートスプレッダは、熱拡散を強化するように形状設定されてよい（例えば、スラット及び／又は他のヒートシンク設計パターンを用いる）。本開示の一部の態様によれば、中央のバスバーＢＢ２及びＢＢ３は、接続箱の外側により近い周辺のバスバーＢＢ１及びＢＢ４よりも高い温度に上昇する場合がある。熱を拡散させるべくバスバーＢＢ２及びＢＢ３より多くの材料を付加することで、伝導係数を改善し、温度を特定の閾値より低く保つことができる。本開示の一部の態様によれば、より多くの表面積及び材料をバスバーＢＢ２〜ＢＢ３に付加することは、より少ない材料及び表面積をバスバーＢＢ１〜ＢＢ４に付加することよりも効率的であり得る。ヒートスプレッダＲ５ａ及びＲ６ａは、それぞれ、バイパス機構Ｄ１及びＤ３を部分的に又は十分に覆ってよい。ヒートスプレッダＲ５ａが導電性材料で作製される場合、バイパス機構Ｄ１の短絡を回避するためにヒートスプレッダＲ５ａとバスバーＢＢ１の間に隙間が維持されてよい。ヒートスプレッダＲ６ａが導電性材料で作製される場合、バイパス機構Ｄ３の短絡を回避するためにヒートスプレッダＲ６ａとバスバーＢＢ４の間に隙間が維持されてよい。
【００３０】
図２Ｆを参照すると、ヒートスプレッダＲ５ｂ及びＲ６ｂは、バイパス機構Ｄ２の一部又はすべてを覆うように延びてよい。ヒートスプレッダＲ５ｂ及びＲ６ｂが導電性材料で作製される場合、バイパス機構Ｄ２の短絡を回避するためにヒートスプレッダＲ６ｂ及びＲ６ｂ間に隙間が維持されてよい。
【００３１】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱の一部を例示する図３Ａ〜図３Ｃへの参照をここで行う。接続箱３００は、図１の接続箱１０１と同じ又は類似していてよい。接続箱３００は、ベース３０１及びカバー３０２を含んでもよい。ベース３０１は、太陽光発電機の非太陽電池部分（例えば、裏側又はサイドバー）に取り付けられるように設計された底部と、覆われるように設計された開口部を含んでもよい。接続箱３００はまた、出力導体３０３を含んでよい。一部の太陽電池ストリングにおいて、導体３０３は、他の太陽光発電機から集めた電力を提供する接続箱に結合されてよい。一部の態様によれば、導体３０３は、パワーデバイス（例えば、ＤＣ／ＤＣ変換器、ＤＣ／ＡＣインバータ、安全デバイス、及び／又はモニタリングデバイス）に結合されてよく、ＰＶパワーシステムデバイスに結合されてよい。導体３０３は、図１の出力導体１０３ａ及び１０３ｂと同じ又は類似していてよい。
【００３２】
例示的な実施形態に係る図３Ａの接続箱３００の接続箱ベース３０１を例示する図３Ｂへの参照をここで行う。接続箱コンポーネント２０１は、ベース３０１の内側に収納されてよい。導体３０３は、接続箱コンポーネント２０１に結合されてよく、接続箱コンポーネント２０１から出力電流又は電力を取り出してよい。接続箱ベース３０１は、接続箱ベース３０１を接続箱カバー３０２にロックするように設計された、接続箱カバー３０２（図３Ｃの）上のロック及び／又はレセプタクルに対応し得る１つ以上のロックを含んでもよい。例えば、接続箱ベース３０１は、接続箱の上部の対応するレセプタクルに結合され得る嵌合ロックＦ１〜Ｆ１０を有してよい。本開示の一部の態様によれば、接続箱ベース３０１は、出力導体３０３と接続箱コンポーネント２０１との間に結合される付加的な回路（例えば、上記のパワーデバイス）を収納するための領域３０５を含んでもよい。
【００３３】
例示的な実施形態に係る図３Ａの接続箱３００の接続箱カバー３０２を例示する図３Ｃへの参照をここで行う。接続箱カバー３０２は、嵌合ロック（例えば、図３Ｂの嵌合ロックＦ１〜Ｆ１０）上に嵌るように構成されるレセプタクルＦ１１〜Ｆ２０を含んでもよい。カバー３０２における領域３０４は、熱放散機構、例えば、サーマルグリース、サーマルパッド、サーマルパテ、サーマルペースト、又は相変化剤を含んでもよい。領域３０４にある熱放散機構は、ベース３０１がカバー３０２によって覆われるときに接続箱コンポーネント２０１に熱的に結合されてよく、これは、接続箱コンポーネント２０１のバスバーＢＢ１〜ＢＢ４が熱をカバー３０２にわたって拡散させ、熱が特定のホットスポットにたまるのを防ぐ一助となり得る。本開示の一部の態様によれば、接続箱カバー３０２は、領域３０４に又はその下に、接続箱コンポーネント２０１のバイパス機構から放散された熱に耐えることができる特定の特徴を有する材料（例えば、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン）で作製された区域を含んでよい。接続箱カバー３０２は、第１の温度に耐えるように選択された第１の材料で大部分が作製されてよく、接続箱カバー３０２の（例えば、領域３０４の）区域は、第１の温度よりも高い温度であり得る第２の温度に耐えるように選択された第２の材料で作製されてよい。他の実施形態（図示せず）では、接続箱コンポーネント２０１は、カバー３０２上に取り付けられてよい。本開示の一部の態様によれば、カバー３０２は、接続箱ベース３０１が接続箱カバー３０２に取り付けられるときに出力導体３０３と接続箱コンポーネント２０１との間に結合される付加的な回路（例えば、上記のパワーデバイス）を収納するための領域３０６を含んでもよい。
【００３４】
接続箱３００がパワーデバイスを含む一部の態様によれば、接続箱コンポーネント２０１のようなパワーデバイスは、ベース３０１上に取り付けられてよく、又はカバー３０２上に取り付けられてもよい。パワーデバイスは、ＤＣ／ＤＣ変換器、パワーポイントトラッカ（ＰＰＴ）、外部バイパスシステム、ＤＣ／ＡＣ変換器、制御システム、シグナリング機構、信号受信器、又はモニタ、及び／又は温度センサ、電圧センサ、又は電流センサなどの１つ以上のセンサ／センサインターフェースを含んでもよい。
【００３５】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機とＰＶ発電機接続箱の一部を例示する図４への参照をここで行う。本開示の一部の態様によれば、ＰＶ発電機４００は、太陽電池パネルであってよく、１つ以上のサブストリング（例えば、図１のサブストリングＳＳ１〜ＳＳ３と類似したサブストリング）を有してよい。接続箱ベース４０１は、ＰＶ発電機４００の側部上に取り付けられてよい。ＰＶ発電機４００は、（図１に示すものと類似した）いくつかのサブストリングを含んでもよい。本開示の一部の態様によれば、接続箱ベース４０１は、制御ユニット、電力変換器、通信デバイス、パワーデバイス、安全デバイス、センサインターフェース、シグナリング機構、スイッチ、又はシステムデバイスなどの付加的な回路を含んでもよい。接続箱カバー４０２は、接続箱ベース４０１に接続する及び覆うように設計されてよい。一部の態様によれば、回路を接続箱ベース４０１上に設置する、集積する、又は取り付けることの代わりに又は加えて、付加的な回路が、接続箱カバー４０２上に取り付けられ、接続箱カバー４０２内に設置され、又は接続箱カバー４０２内に集積されてよく、この場合、回路及び接続箱コンポーネントは、回路を、接続箱ベース側の対応する回路に電気的に接続するように設計される。回路を接続箱カバー４０２上に取り付けることは、修理及び交換の容易さを高めることができる。例えば、接続箱カバー４０２上に取り付けられた回路が動作不良の場合に、交換が迅速に容易になされる、すなわち、接続箱カバー４０２は、取り外され、新しい回路を備える異なる接続箱カバー４０２と交換されてよい。
【００３６】
ＰＶ発電機４００によって発生した電力は、導体４０３ａ及び４０３ｂを介して出力されてよい。本開示の一部の態様によれば、導体４０３ａ及び４０３ｂは、接続箱ベース４０１に結合されてよい（図示せず）。図４に示された例示的な実施形態では、導体４０３ａ及び４０３ｂは、接続箱カバー４０２に結合されてよく、カバー４０２が接続箱ベース４０１上に配置されるときに、導体４０３ａ及び４０３ｂは、接続箱ベース４０１を通して送達される電力を受け取ってよい。導体４０３ａ及び４０３ｂは、接続箱カバー４０２に事前に（例えば、製造中に）結合されてよい。導体４０３ａ及び４０３ｂを接続箱カバー４０２に事前に結合することで、設置の容易さ及び／又は速度を高めることができる。例えば、導体４０３ａ及び４０３ｂを接続箱ベース４０１に接続する場合、設置時に、接続箱カバー４０２が接続箱ベース４０１に接続され、導体４０３ａ及び４０３ｂが接続箱ベース４０１に結合される必要があるであろう。導体４０３ａ及び４０３ｂを接続箱カバー４０２に事前に（例えば、製造中に）結合することにより、接続箱カバー４０２の設置時に、接続箱カバー４０２が接続箱ベース４０１上に取り付けられてよく、より少ないステップが必要とされるであろう。多数の接続箱の設置を含むＰＶシステムでは、導体をそれらのそれぞれの接続箱に結合する必要性の低減は、設置者の多くの時間を節約し、設置をより容易にすることができる。
【００３７】
一部の態様によれば、複数の接続箱カバー４０２が、ＰＶシステムに配置する前に導体（例えば、４０３ａ、４０３ｂ）を用いて結合されてよい。例えば、複数の接続箱カバー４０２は、製造中に事前に結合されてよく、接続箱カバーの各対は、ＰＶ発電機４００の長さ又は幅に対応する長さを有する導体によって結合される。事前結合型の接続箱カバー４０２は、設置時間をさらに減らすことができ、実質的なコスト削減（例えば、別個の接続箱カバー４０２を接続するためのＭＣ４コネクタなどのコネクタのコストを削減することによって）をもたらすことができる。
【００３８】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱コンポーネント５０１を例示する図５Ａ及び図５Ｂへの参照をここで行う。接続箱コンポーネント５０１は、図２ＡのバスバーＢＢ１〜ＢＢ４及びバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と同じ又は類似していてよい、出力導体５０３ａ及び５０３ｂ、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４、導体コネクタＣＬ１〜ＣＬ４、及びバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３を含んでもよい。バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３に加えて、接続箱コンポーネント５０１は、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と並列構成に構成されたバイパス機構Ｄ４を有してよい。本明細書での本開示の一部の態様によれば、バイパス機構Ｄ４は、第１の側部上でバスバーＢＢ１に電気的に結合されてよく、第２の側部上でバスバーＢＢ２に電気的に結合されてよい。一部の態様によれば、バイパス機構Ｄ４は、第１の側部上で出力導体５０３ａに及び第２の側部上で出力導体５０３ｂに電気的に結合されてよい。バイパス機構Ｄ４とバスバーＢＢ１及びＢＢ４との間の電気結合は、導体でなされてよい。例えば、導体は、付加的なバスバー５０２ａ又は導電ロッド５０２ｂを含んでよい。
【００３９】
図５Ａは、バスバー５０２ａを用いてバスバーＢＢ１及びＢＢ４間に電気的に結合されたバイパス機構Ｄ４を有する例示的な実施形態を示す。バスバー５０２ａは、接続箱コンポーネント５０１の一部として製造されてよい。バイパス機構Ｄ４は、例えば、つめ機構を用いてポイント５０４ａ及び５０４ｂでバスバーＢＢ１及び５０２ａに接続することができる入力導体及び出力導体を有してよい。つめ機構は、ポイント５０４ａ及び５０４ｂを含んでよく、これは、それぞれ、バイパス機構Ｄ４の入力導体及び出力導体を嵌め込むことができる、バスバーＢＢ１及び５０２ａにおけるソケットであってよい。別の例として、バイパス機構Ｄ４は、ポイント５０４ａ及び５０４ｂ間の定位置にはんだ付けされてもよい。
【００４０】
図５Ｂは、導電ロッド５０２ｂを用いてバスバーＢＢ１及びＢＢ４間に電気的に結合されるバイパス機構Ｄ４を有する例示的な実施形態を示す。導電ロッド５０２ｂは、出力導体としてバイパス機構Ｄ４と一緒に製造されてよく、又はバイパス機構Ｄ４の出力導体（明示的に図示せず）に電気的に結合されてよい。バイパス機構Ｄ４は、入力導体及び出力導体を有してよい。バイパス機構Ｄ４の入力導体及び出力導体は、つめ機構を用いてポイント５０４ａ及び５０４ｃでバスバーＢＢ１及びＢＢ４に接続してよい。つめ機構は、それぞれ、バイパス機構Ｄ４の入力導体及び出力導体を嵌め込むことができる、バスバーＢＢ１及びＢＢ４におけるソケットであってよいポイント５０４ａ及び５０４ｃを含んでもよい。
【００４１】
一部の態様によれば、図５Ｂに示すように、接続箱コンポーネント５０１は、電流センサ５０５ａ〜ｄを含んでもよい。電流センサ５０５ａ〜ｄは、異なる測定値をモニタリングシステムに送信することができる通信デバイスに電流の大きさを出力してよい。バイパス機構Ｄ１〜Ｄ４を通って流れる電流の測定は、ＰＶ発電機又は接続箱コンポーネント５０１における故障の検出を可能にする又は強化することができる。例えば、接続箱コンポーネント５０１におけるコンポーネントの溶融は、電流測定に影響し得る短絡又は開回路状態を生じる場合がある。
【００４２】
ＰＶシステムでは、システムの特定の部分を通って流れる電流と、サブストリング又は単一太陽電池セルなどのシステムの他の部分によってサポートされる最大電流との間に不整合が存在する場合がある。不整合の性質に応じて、ＰＶシステムの特定の部分をバイパスすることが望ましい場合があり、一部の状況では、複数の結合されたサブストリング又はさらにはＰＶパネル全体をバイパスすることが望ましい場合がある。図２Ａの各バイパス機構（すなわち、Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３）は、それぞれの太陽光発電機（例えば、ＰＶサブストリング）をバイパスするように設計されてよい。図２Ａのバイパス機構のうちの３つすべてが作動される場合、結果的に顕著な電気損失及び発熱が生じることがある。数値の例として、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３は、０．３Ｖの順電圧を有するダイオードであってよい。例えば１０Ａのバイパス電流を搬送するべくすべての３つのバイパス機構が作動されるときに、総電気損失は、３×０．３×１０＝９Ｗに等しい場合があり、これは熱に変換され、結果的にバイパス機構及び／又は近くの電気コンポーネントの温度の上昇を生じる場合がある。時間が経つにつれて、温度の上昇は、コンポーネントの故障を引き起こす場合がある。
【００４３】
バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と並列に付加的なバイパス機構を設けることは、任意の単一の時点で作動されるバイパス機構の数を減らし、バイパス機構の作動によって引き起こされる損失及び熱を減少させることができる。例えば、図５Ａは、３つのサブストリングを有するＰＶパネルの接続箱コンポーネント５０１を例示する。すべての３つのサブストリングが他のＰＶ発電機に対して不整合又は不良の場合、バイパス機構Ｄ４が、３つのバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３の代わりに作動されてよい。数値の例として、バイパス機構Ｄ４がバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と類似しており、１０Ａのバイパス電流を搬送するべく作動される場合に、バイパス機構Ｄ４がバイパス機構Ｄ１〜Ｄ３の代わりに作動されるときに、総電気損失は、１×０．３×１０＝３Ｗ、すなわち、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３の作動によって生じることになる損失の１／３に等しい場合がある。バスバーＢＢ２とバスバーＢＢ４との間のバイパス機構などの他の複数のバイパスが可能である（図示せず）。このような複数のバイパスは、第１のサブストリングからの出力を採用し、第２及び第３のサブストリングをバイパスしてよい。別の可能な複数のバイパス配列は、バスバーＢＢ１とバスバーＢＢ３との間にバイパス機構を結合することを含んでもよい。ＢＢ１及びＢＢ３間に結合されたバイパス機構は、第３のサブストリングの電力が収集され得ることを依然として可能にしながら、第１及び第２のサブストリングをバイパスしてよい。ＰＶ発電機は、３つよりも多いサブストリングを有してよく、可能なバイパス配列の数は増加し得る。
【００４４】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱６００内に取り付けられたＰＶ発電機接続箱コンポーネント６０３の一部をスケッチする部分ブロック図である図６Ａへの参照をここで行う。接続箱コンポーネント６０３は、接続箱ベース６０１上に取り付けられてよく、第１のバイパス機構Ｄ１、第２のバイパス機構Ｄ２、及び第３のバイパス機構Ｄ３を有してよい。バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３は、バスバーＢＢ１〜ＢＢ４によって連結されてよい。第４のバイパス機構Ｄ４は、バスバーＢＢ１及びＢＢ４間で接続箱コンポーネント６０３に結合されてよく、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ３と並列にバスバーＢＢ１及びＢＢ４間のバイパス経路を提供する。接続箱カバー６０２は、接続箱６００が閉じられ、接続箱カバー６０２が接続箱ベース６０１上に取り付けられるときに、接続箱コンポーネント６０３に電気的に結合され得る、ヒートスプレッダ、及び／又は電力変換器、通信デバイス、及び／又はセンサ／センサインターフェースなどの他の回路を収納してよい。
【００４５】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱６００内に取り付けられたＰＶ発電機接続箱コンポーネント６０３の一部をスケッチする部分ブロック図である図６Ｂへの参照をここで行う。本開示の一部の態様によれば、図６Ｂに示すように、接続箱コンポーネント６０３及びバスバーＢＢ１〜ＢＢ４は、接続箱カバー６０２上に取り付けられてよい。接続箱ベース６０１は、接続箱ベース６０１がＰＶパネル上に取り付けられ、接続箱カバーが接続箱ベース６０１上に取り付けられたときにＰＶ発電機のサブストリング６０４を接続箱コンポーネント６０３に連結することができる導体を収納してよい。
【００４６】
例示的な実施形態の態様に係るＰＶ発電機接続箱６００内に取り付けられたＰＶ発電機接続箱コンポーネント６０３の一部をスケッチする部分ブロック図である図６Ｃへの参照をここで行う。本開示の一部の態様によれば、図６Ｃに示すように、接続箱コンポーネント６０３は、接続箱ベース６０１上に取り付けられてよい。バイパス機構Ｄ４は、接続箱カバー６０２が接続箱ベース６０１と位置合わせされ、接続箱が閉じられる（すなわち、接続箱カバー６０２を接続箱ベース６０１に締結することによって）ときに、バイパス機構Ｄ４が接続箱コンポーネント６０３に結合されるように、接続箱カバー６０２上に取り付けられ及び配置されてよい。接続箱カバー６０２が接続箱ベース６０１と位置合わせされ、接続箱が閉じられるときに、バイパス機構は、接続箱コンポーネント６０３に結合されてよく、バスバーＢＢ１及びＢＢ４間で連結されてよい。
【００４７】
一部の実施形態によれば、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ４を接続箱ベース６０１上に配置すること（例えば、図６Ａのように）は、特定の安全性の利点をもたらすことができる。例えば、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ４は、バイパス機構の不適切な手での機械的接続のリスクなしに、ＰＶ発電機又はストリングの不整合又は不良の場合にバイパス経路が確実に提供されるように、製造中に（例えば、はんだ付け又は機械的接続によって）定位置に固定されてよい。
【００４８】
一部の実施形態によれば、バイパス機構Ｄ１〜Ｄ４を接続箱カバー６０２上に配置すること（例えば、図６Ｂのように）は、特定の熱的利点をもたらすことができる。例えば、接続箱カバー６０２上に取り付けられたバイパス機構から環境への熱の放散は、接続箱ベース６０１上に取り付けられたバイパス機構からＰＶ発電機へ次いでＰＶ発電機から環境への熱の放散よりも速い及び効果的であろう。
【００４９】
一部の実施形態によれば、バイパス機構の第１のグループ（例えば、Ｄ１〜Ｄ３）を接続箱ベース６０１上に配置し、バイパス機構の第２のグループ（例えば、Ｄ４）を接続箱カバー６０２上に配置すること（例えば、図６Ｃのように）は、安全性の利点と熱的利点との両方をもたらすことができる。バイパス機構の第１のグループは、バイパス機構の不適切な手での機械的接続のリスクなしに、ＰＶ発電機又はストリングの不整合又は不良の場合にバイパス経路を確実に提供することができる。バイパス機構の第２のグループは、電気損失及び発熱を減らすことができ、接続箱ベース６０１上に取り付けられたバイパス機構からの熱の放散よりも速い及び効果的であり得る様態で熱を放散させるべく接続箱カバー６０２上に配置されてよい。
【００５０】
一部の態様によれば、接続箱コンポーネント６０３におけるバイパス機構の数に応じて、接続箱ベース６０１上に取り付けられた１つ以上のバイパス機構が存在してよく、且つ、接続箱カバー６０２上に取り付けられた１つ以上のバイパス機構が存在してよい。例えば、２つのバイパス機構が接続箱ベース６０１上に取り付けられてよく、且つ、２つのバイパス機構が接続箱カバー６０２上に取り付けられてよく、一方、バイパス機構は、接続箱ベース６０１と接続箱カバー６０２が位置合わせされ、接続箱６００が閉じられるときにそれらのそれぞれのバスバーに結合されるように配置及び構成される。
【００５１】
説明した実施形態及び従属請求項のすべての随意的な好ましい特徴及び修正は、本明細書で教示される本発明のすべての態様において使用可能である。さらに、従属請求項の個々の特徴、並びに説明した実施形態のすべての随意的な好ましい特徴及び修正は、組み合わせることができ、相互に交換可能である。例えば、図４のカバー４０２は、図３Ｃの領域３０４に含まれる熱放散機構などの熱放散機構を含んでもよい。別の例として、図５Ａの接続箱コンポーネント５０１は、図２Ｅに示されたヒートスプレッダＲ５ｂを含んでもよい。
【図１】
2018170951.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【外国語明細書】
2018170951000001.pdf