(57)【要約】【課題】出力ケーブルのコネクタの電極部に水が入ることを防止した太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】複数の太陽電池セルを備えた太陽電池パネルと、太陽電池パネルの裏面に貼り付けられる端子ボックス２ａと、端子ボックス２ａから引き出されて太陽電池パネルから取り出した電力を外部に出力する出力ケーブル７ｂとを有する太陽電池モジュールであって、端子ボックス２ａは、出力ケーブル７ｂを固定するケーブル固定部１２ａを有し、出力ケーブル７ｂは、先端にコネクタ８ｂを備え、ケーブル固定部１２ａは、コネクタ８ｂに嵌合する蓋部１６を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを備えた太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの裏面に貼り付けられる端子ボックスと、前記端子ボックスから引き出されて前記太陽電池パネルから取り出した電力を外部に出力する出力ケーブルとを有する太陽電池モジュールであって、
前記端子ボックスは、前記出力ケーブルを固定するケーブル固定部を有し、
前記出力ケーブルは、先端にコネクタを備え、
前記ケーブル固定部は、前記コネクタに嵌合する蓋部を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記出力ケーブルの中間部が巻き掛けられる巻き掛け部を有し、
前記出力ケーブルは、前記中間部を前記巻き掛け部に巻き掛けられた状態で前記ケーブル固定部に固定可能であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記出力ケーブルの自重による弛みは、前記端子ボックスの前記出力ケーブルの引き出し口における前記出力ケーブルの下端から前記太陽電池モジュールの下端までの距離よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記出力ケーブルの長さをＬ、前記端子ボックスと前記巻き掛け部との距離をＳ１、前記巻き掛け部に巻き掛けられる前記出力ケーブルの長さをＳ２、前記巻き掛け部と前記ケーブル固定部との間の距離をＳ３、前記出力ケーブルの弛みの許容値をＤとしたとき、
【数１】
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であ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。
【請求項５】
前記ケーブル固定部は、前記出力ケーブルが前記端子ボックスから引き出される方向と平行な方向に前記コネクタを向けて前記出力ケーブルを固定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電した電力を外部機器へと出力する出力ケーブルを備えた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般に直列に接続された複数の太陽電池セルを封止材で封止し透光性ガラスといった受光面保護材と裏面を保護するバックフィルムとでサンドイッチした太陽電池パネルと、太陽電池パネルの裏面のバックフィルムに固定され、太陽電池セルの出力を外部に取り出す出力ケーブルが取り付けられた端子ボックスと、太陽電池パネルの外周を囲むアルミニウム製のフレームとを備えた構成となっている。
【０００３】
出力ケーブルは、特許文献１に示すように、先端に取り付けられたコネクタ付近が、テープといった粘着体で太陽電池パネルの裏面に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される太陽電池モジュールは、コネクタの電気的接触を行う電極部が露出している。したがって、コネクタの配線前に太陽電池モジュールを屋外に放置したりすると電極部に水が入り腐食する恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力ケーブルのコネクタの電極部に水が入ることを防止した太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池セルを備えた太陽電池パネルと、太陽電池パネルの裏面に貼り付けられる端子ボックスと、端子ボックスから引き出されて太陽電池パネルから取り出した電力を外部に出力する出力ケーブルとを有する太陽電池モジュールであって、端子ボックスは、出力ケーブルを固定するケーブル固定部を有する。出力ケーブルは、先端にコネクタを備える。ケーブル固定部は、コネクタに嵌合する蓋部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、出力ケーブルのコネクタの電極部に水が入ることを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを非受光面から見た斜視図
【図２】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの斜視図
【図３】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの正面図
【図４】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの断面図
【図５】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスのケーブル固定部の形状を示す断面図
【図６】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの斜視図
【図７】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの蓋部をコネクタに嵌合させた状態を示す図
【図８】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの断面図
【図９】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの背面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを非受光面から見た斜視図
【図１１】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの出力ケーブル固定時の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールを非受光面から見た斜視図である。太陽電池パネル１８は、直列に接続された複数の太陽電池セルを封止材で封止し、透光性ガラスといった受光面保護材と裏面を保護するバックフィルムとでサンドイッチした構造である。太陽電池パネル１８の裏面のバックフィルムには、端子ボックス２ａ，２ｂが固定される。プラス極の端子ボックス２ａは、太陽電池モジュール１の短辺側の端部に固定される。マイナス極の端子ボックス２ｂは、端子ボックス２ａの対極に位置する短辺側の端部に固定される。端子ボックス２ａには、太陽電池パネル１８から取り出した電力を外部機器に出力するプラスの出力ケーブル７ａが取り付けられる。端子ボックス２ｂには、太陽電池パネル１８から取り出した電力を外部機器に出力するマイナスの出力ケーブル７ｂが取り付けられる。出力ケーブル７ａ，７ｂの先端には、太陽電池モジュール相互間の接続用又は外部機器との接続用のコネクタ８ａ，８ｂが取り付けられる。
【００１２】
太陽電池パネル１８の外周には、太陽電池モジュール１の強度向上及び太陽電池モジュール１を住宅の屋根への固定を目的とするフレーム９が固定される。フレーム９は、アルミニウムといった金属材料で構成される。
【００１３】
図２は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの斜視図である。図３は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの正面図である。図４は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの断面図であり、図３中のIV-IV線に沿った断面を示している。太陽電池モジュール１の出力部を構成する端子ボックス２ａは、図４に示すように太陽電池モジュール１の非受光面側に、接着剤１１によって接着される。ボックス筐体３の内部には、接続端子板５ａ，５ｂ，５ｃとバイパスダイオード６とを含む回路構成部分が収められている。図３及び図４に示すように、回路構成部分は熱伝導性の高いシリコン樹脂による充填材１０によって埋設され、金属製の内側カバーと樹脂製の外側カバーとによる二重構造のボックスカバー４にて覆われている。また、ボックス筐体３には、出力ケーブル７ｂを固定するためのケーブル固定部１２ａが設けられている。ケーブル引き出し口２１ａから端子ボックス２ａの外へ引き出されている出力ケーブル７ａは、端子ボックス２ｂのケーブル固定部１２ｂへ固定される。ケーブル引き出し口２１ｂから端子ボックス２ｂの外へ引き出されている出力ケーブル７ｂは、端子ボックス２ａのケーブル固定部１２ａへ固定される。
【００１４】
図５は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスのケーブル固定部の形状を示す断面図である。出力ケーブル７ｂを固定するケーブル固定部１２ａは、端子ボックス２ａの外側に向けて開口している。ケーブル固定部１２ａの開口部には、開口方向に延びる爪部１３が一体的に形成されており、出力ケーブル７ｂを爪部１３に当てケーブル固定溝１４の奥に押し込むことで出力ケーブル７ｂを嵌め込み易い構造となっている。また、ケーブル固定溝１４は、出力ケーブル７ｂを嵌め込んだ時、出力ケーブル７ｂが端子ボックス２ｂに向かう方向に設けられる。すなわちケーブル固定部１２ａは、出力ケーブル７ｂが端子ボックス２ｂから引き出される方向と平行な方向にコネクタ８ｂを向けて出力ケーブル７ｂを固定する。したがって、ケーブル固定溝１４の延長上には、端子ボックス２ｂのケーブル引き出し口２１ｂが位置している。また、ケーブル固定溝１４は、開口幅βが出力ケーブル７ｂの直径αよりも小さく形成されており、ケーブル固定部１２ａの弾性変形によりケーブル固定溝１４が出力ケーブル７ｂを挟持するため、出力ケーブル７ｂが抜け難く確実に固定できる構造となっている。ケーブル固定部１２ｂの構造は、ケーブル固定部１２ａと同様である。
【００１５】
図６は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの斜視図である。ケーブル固定部１２ａは、端子ボックス２ａのケーブル引き出し口２１ａが設けられた側面と逆側に、蓋部１６が設けられている。蓋部１６は、弾性変形を可能としたヒンジ部１５を介して端子ボックス２ａに固定されている。また、蓋部１６は、コネクタ８ｂの先端部と嵌合する構造を有しており、コネクタ８ｂと嵌合したときの防水性を確保する。
【００１６】
図７は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの蓋部をコネクタに嵌合させた状態を示す図である。出力ケーブル７ｂをケーブル固定部１２ａに固定する場合は、図７に示すように蓋部１６をヒンジ部１５にて弾性変形させたのち、コネクタ８をケーブル固定部１２ａに差し込んで固定し、コネクタ８ｂの先端部を蓋部１６に嵌合する。これにより、ヒンジ部１５が弾性変形することで蓋部１６へのコネクタ８ｂの嵌合を容易にし、かつコネクタ８ｂと蓋部１６との嵌合を、ヒンジ部１５の弾性変形によって行えるため、嵌合状態を目視で容易に確認することが可能となる。
【００１７】
端子ボックス２ａのケーブル引き出し口２１ａと端子ボックス２ｂのケーブル固定部１２ｂとの距離をＳ、出力ケーブル７ａの弛みの許容値をＤとする。なお、出力ケーブル７ａの弛みの許容値Ｄは、ケーブル引き出し口２１ａにおける出力ケーブル７ａの下端からフレーム９の下端までの距離と定義できる。出力ケーブル７ａの長さの最大値Ｌｍａｘは、出力ケーブル７ａの弛みが、弛みの許容値Ｄに一致する長さとなる。より具体的には、出力ケーブル７ａの長さの最大値Ｌｍａｘは、下記式（１）で定義される。出力ケーブル７ａの長さＬをＬｍａｘ以下とすることにより、出力ケーブル７ａが自重で弛んで太陽電池モジュール１の製品外形、つまり、フレーム９から出力ケーブル７ａがはみ出すことがない。したがって、出力ケーブル７ａの長さＬは、Ｓ≦Ｌ≦Ｌｍａｘの範囲となる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
図８は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの断面図である。図９は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの背面図である。端子ボックス２ａのケーブル引き出し口２１ａと端子ボックス２ｂのケーブル固定部１２ｂとの距離Ｓ＝１.５１５０ｍ、出力ケーブル２ａの弛みの許容量Ｄ＝０．０２９８ｍであれば、出力ケーブル７ａの長さＬｍａｘ（ｍ）は、下記の計算式から１．５１６６ｍとなり、出力ケーブル７ａの長さの最大値Ｌｍａｘを１．５１６６ｍとすることで、出力ケーブル７ａが製品外形からはみださない。したがって、出力ケーブル７ａの長さＬは、Ｓ＝１．５１５０ｍよりも長く、Ｌｍａｘ＝１．５１６６ｍよりも短くすればよい。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
ここでは、出力ケーブル７ａの長さについて説明したが、出力ケーブル７ｂの長さについても同様に、上記式（１）に基づいて決定できる。出力ケーブル７ｂの長さを決定する場合には、端子ボックス２ｂのケーブル引き出し口２１ｂと端子ボックス２ａのケーブル固定部１２ａとの距離をＳとし、出力ケーブル７ｂの弛みの許容値をＤとする。なお、出力ケーブル７ｂの弛みの許容値Ｄは、出力ケーブル７ｂの下端からフレーム９の下端までの距離と定義できる。
【００２２】
上述の通り、太陽電池モジュール１は、出力ケーブル７ａ，７ｂの長さを、出力ケーブル７ａ，７ｂの弛みが出力ケーブル７ａ，７ｂの下端からフレーム９の下端までの距離以下にしている。したがって、太陽電池モジュール１は、輸送時、現場運搬時及び施工の作業時に出力ケーブル７ａ，７ｂの噛み込み及び引掛けによる損傷の恐れがない。また、太陽電池モジュール１は、裏面に確実に出力ケーブル７ａ，７ｂを固定でき、かつ、出力ケーブル７ａ，７ｂの固定の作業性が高い。
【００２３】
コネクタ８ａ，８ｂと蓋部１６との嵌合によりコネクタ８ａ，８ｂの電極部が露出しない構造となり、電極部に水が入り腐食する恐れがなく、弾性変形するヒンジ部１５により、コネクタ８ａ，８ｂに外力が加わった場合でも、ヒンジ部１５が変形することにより嵌合が外れる恐れがなく、確実に防水性を担保できる。
【００２４】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールを非受光面から見た斜視図である。実施の形態２では、太陽電池モジュール１の、例えば短辺側の端部に、プラス及びマイナスの一対の出力ケーブル７ｃ，７ｄが取付られた端子ボックス２ｃが固定される。また、端子ボックス２ｃは、両側に一対のケーブル固定部１２ｃ，１２ｄを備える。また、端子ボックス２ｃから出力ケーブル７ａ，７ｂのケーブル長の半分程度離れた箇所に、出力ケーブル７ｃ，７ｄの中間部を巻き掛ける巻き掛け部１７が固定されている。端子ボックス２ｃからケーブル引き出し口２１ｃを通じて引き出された出力ケーブル７ｃは、巻き掛け部１７で折り返されてケーブル固定部１２ｃに固定される。また、端子ボックス２ｃからケーブル引き出し口２１ｄを通じて引き出された出力ケーブル７ｄは、巻き掛け部１７で折り返されてケーブル固定部１２ｄに固定される。
【００２５】
端子ボックス２ｃのケーブル引き出し口２１ｃと巻き掛け部１７との距離をＳ１、巻き掛け部１７に巻き掛けられる出力ケーブル７ｃの長さをＳ２、巻き掛け部１７とケーブル固定部１２ｄとの間の距離をＳ３、出力ケーブル７ｃの弛みの許容値をＤとする。なお、出力ケーブル７ｃの弛みの許容値Ｄは、端子ボックス２ｃのケーブル引き出し口２１ｃにおける出力ケーブル７ｃの下端とフレーム９の下端との距離と定義できる。出力ケーブル７ｃの長さの最大値Ｌｍａｘは、出力ケーブル７ｃの弛みが、弛みの許容値Ｄと一致する長さとなる。より具体的には、出力ケーブル７ｃの長さの最大値Ｌｍａｘは、下記式（２）で定義される。
【００２６】
【数３】
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【００２７】
出力ケーブル７ｃの長さをＬｍａｘ以下とすることにより、太陽電池モジュール１の製品外形、つまり、フレーム９から出力ケーブル７ｃがはみ出すことがない。したがって、出力ケーブル７ｃの長さＬは、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３≦Ｌ≦Ｌｍａｘの範囲となる。なお、出力ケーブル７ｄの長さも同様に上記式（２）に基づいて決定することができる。
【００２８】
図１１は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの出力ケーブル固定時の正面図である。実施の形態１と同様に、端子ボックス２ｃに蓋部１６が固定された構造を示す。実施の形態２では、出力ケーブル７ｃ，７ｄを固定する必要があるため、端子ボックス２ｃの両側に、コネクタ８ｃ，８ｄと嵌合する蓋部１６を設けてある以外は実施の形態１と同様である。
【００２９】
なお、ケーブル固定部１２ｃ，１２ｄは、出力ケーブル７ｃ，７ｄが意図せず巻き掛け部１７から脱落することが無い構造であれば、位置及び出力ケーブルの固定方法は、適宜変更可能である。
【００３０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  太陽電池モジュール、２ａ，２ｂ，２ｃ  端子ボックス、３  ボックス筐体、４  ボックスカバー、５ａ，５ｂ，５ｃ  接続端子板、６  バイパスダイオード、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  出力ケーブル、８ａ，８ｂ  コネクタ、９  フレーム、１０  充填材、１１  接着剤、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  ケーブル固定部、１３  爪部、１４  ケーブル固定溝、１５  ヒンジ部、１６  蓋部、１７  巻き掛け部、１８  太陽電池パネル、２１ａ，２１ｂ  ケーブル引き出し口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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