(57)【要約】【課題】  放熱構造に大きな変更を施すことなく、太陽電池ストリング２本に対して開閉器を１個と削減することを可能とした太陽光発電用接続箱を提供する。【解決手段】  接続箱本体５の背板５ａ上に、機器取付領域全体に亘る広さの放熱板４を密着配置し、開閉器１及びダイオードモジュール２を放熱板４上に設置した。個々の開閉器１には太陽電池ストリング２本をそれぞれ並列に接続され、ダイオードモジュール２は放熱板４に固着する一方、開閉器１を放熱板４上に開閉器取付台１１を介して設置し、開閉器取付台１１により放熱空間を形成し、開閉器取付台１１にダイオードモジュール２を収容する開口部１１ｃを設けた。【選択図】  図１
2015023254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルを直列に連結した太陽電池ストリングの出力線が接続される複数の開閉器、及び前記開閉器の出力側に接続される逆流防止ダイオードが収納された太陽光発電用接続箱であって、
当該接続箱の内部背板上に少なくとも前記開閉器の取付領域を覆う広さの放熱板を密着配置すると共に、前記開閉器及び前記逆流防止ダイオードを前記放熱板上に配置し、
個々の前記開閉器には、並列接続した２本の前記太陽電池ストリングが接続され、
前記逆流防止ダイオードは、前記放熱板に固着されて成ることを特徴とする太陽光発電用接続箱。
【請求項２】
複数の前記太陽電池ストリングの出力を１系統に集線して外部に送出するための端子台を前記放熱板上に具備し、
前記開閉器は、開閉器取付台を介して前記放熱板上に配置されると共に、前記逆流防止ダイオードは前記開閉器の出力端子近傍に配置され、
前記開閉器取付台には、上下に亘る放熱空間が設けられて成ると共に、前記逆流防止ダイオードを前記端子台へ接続するための導体が配設されて成ることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項３】
当該接続箱を取付対象に固定するための取付片が左右側部に突設され、前記取付片は当該接続箱の背板に対して後方に突出し、且つ前記背板に平行な取付面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項４】
前記開閉器取付台には、前記逆流防止ダイオードの収容部が設けられ、
前記収容部は、前記逆流防止ダイオードの少なくとも一部が前記開閉器の背部に入り込むよう形成され、
前記逆流防止ダイオードの入力端子を前記開閉器の出力端子に近接して配置可能としたこを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の太陽光発電用接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽光発電システムにおいて、個々の太陽電池が発電した電力を集電するための太陽光発電用接続箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルにより発電が行われ、発電された直流電力が接続箱で１系統の出力にまとめられて、交流電力に変換するためのパワーコンディショナに送られる。そのため、接続箱には太陽電池をパワーコンディショナ等の回路から切り離すための開閉器や、太陽電池に電流が流れ込むのを防止する逆流防止ダイオード、更にはサージアブソーバ等が組み込まれている。
【０００３】
このような接続箱は太陽電池パネルと共に屋外に設置されるため、雨水等の侵入が無いように気密性を有するよう形成されるが、組み込まれた逆流防止ダイオードが発熱するため、この放熱対策が必要であった。例えば、特許文献１では逆流防止ダイオードを取り付けた放熱板の一部を接続箱の天板に密着するよう配置し、且つ主要部を接続箱背面に対峙するよう平行に配置し、対峙する面の双方に放熱シートを貼着して効率の良い放熱を実施させた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５１２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発電の規模が大型化すると、集電する太陽電池パネルの数、即ち太陽電池ストリングの数が多くなるため、開閉器や逆流防止ダイオードの数も比例して増加し、接続箱が大型化した。更に、太陽電池パネルの数が増加すると、設置エリア自体が広くなるため、接続箱までの距離も長くなり、配線コードの使用量も増加した。
そして、発電の規模が大きくなれば逆流防止ダイオードの発熱量も増大するため、放熱対策もより効果的な構造が必要となった。
この様な状況を踏まえて、効率の良い放熱を実施して接続箱を小型化する必要性が出てきた。例えば、太陽電池ストリング２本に対して開閉器を１個とすれば、開閉器の数も逆流防止ダイオードの数も従来の構成に対して半減させることができる。しかしながら、逆流防止ダイオード１個あたりの発熱量が逆に倍増することになり、十分な放熱対策は引き続き必要であった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、放熱構造に大きな変更を施すことなく、太陽電池ストリング２本に対して開閉器を１個と削減することを可能とした太陽光発電用接続箱を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、複数の太陽電池パネルを直列に連結した太陽電池ストリングの出力線が接続される複数の開閉器、及び前記開閉器の出力側に接続される逆流防止ダイオードが収納された太陽光発電用接続箱であって、当該接続箱の内部背板上に少なくとも前記開閉器の取付領域を覆う広さの放熱板を密着配置すると共に、前記開閉器及び前記逆流防止ダイオードを前記放熱板上に配置し、個々の前記開閉器には、並列接続した２本の前記太陽電池ストリングが接続され、前記逆流防止ダイオードは、前記放熱板に固着されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、接続箱の少なくとも開閉器取付領域を覆う広さの放熱板を配置し、然も背板に密着させるため良好に放熱でき、強制空冷等することなく逆流防止ダイオードの放熱を実施できる。そのため、２本の太陽電池ストリングに対して１個の開閉器及び逆流防止ダイオードで対応させることができ、太陽電池ストリングの数に対して開閉器の数、及び逆流防止ダイオ−ドの数を半数にでき、コストを削減でき接続箱を小型にできる。
また、同一の開閉器に接続する２本の太陽電池ストリングを太陽電池パネル設置場所で並列接続すれば、接続箱まで配線は１系統で済むため配線使用量も削減できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、複数の前記太陽電池ストリングの出力を１系統に集線して外部に送出するための端子台を前記放熱板上に具備し、前記開閉器は、開閉器取付台を介して前記放熱板上に配置されると共に、前記逆流防止ダイオードは前記開閉器の出力端子近傍に配置され、前記開閉器取付台には、上下に亘る放熱空間が設けられて成ると共に、前記逆流防止ダイオードを前記端子台へ接続するための導体が配設されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、開閉器取付台には放熱空間と導体が設けられるため、放熱板上に開閉器を設置しても放熱作用が低下することが無いし、配線の必要がない。よって、最小限のスペースに機器を組み付けでき接続箱の小型化を進めることができる。また、開閉器と逆流防止ダイオードとを近接させることができ短い導体等で接続できる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の構成において、当該接続箱を取付対象に固定するための取付片が左右側部に突設され、前記取付片は当該接続箱の背板に対して後方に突出し、且つ前記背板に平行な取付面を有することを特徴とする。
この構成によれば、取付片は接続箱背板より後方に突出しているため、取付対象が平坦な壁面であっても、取り付けた接続箱と取付対象との間には隙間が形成される。よって、逆流防止ダイオードの発熱を受けて背板が高温になっても、隙間で空気の対流が発生して放熱させることができ、熱がこもるのを防止できる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、前記開閉器取付台には、前記逆流防止ダイオードの収容部が設けられ、前記収容部は、前記逆流防止ダイオードの少なくとも一部が前記開閉器の背部に入り込むよう形成され、前記逆流防止ダイオードの入力端子を前記開閉器の出力端子に近接して配置可能としたこを特徴とする。
この構成によれば、逆流防止ダイオードを開閉器の背部である開閉器取付台に潜り込ませるように配置できるため、開閉器の出力端子と逆流防止ダイオードの入力端子とをスムーズに近接配置でき、短い配線で両者を接続できる。また、逆流防止ダイオードの少なくとも一部と開閉器を重ね合わせて収納するため、省スペースで収納でき、接続箱の小型化に寄与する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接続箱の機器取付領域全体に放熱板を配置し、然も背板に密着させるため良好に放熱でき、強制空冷等することなく逆流防止ダイオードの放熱を実施できる。そのため、２本の太陽電池ストリングに対して１個の開閉器及び逆流防止ダイオードで対応させることができ、太陽電池ストリングの数に対して開閉器の数、及び逆流防止ダイオ−ドの数を半数にでき、コストを削減でき接続箱を小型にできる。
また、同一の開閉器に接続する２本の太陽電池ストリングを太陽電池パネル設置場所で並列接続すれば、接続箱まで配線は１系統で済むため配線使用量も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る太陽光発電用接続箱の一例を示す説明図であり、蓋板を外した正面図を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】Ｃ部の拡大図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１の接続箱と結晶系の太陽電池ストリングの関係を示す模式図である。
【図６】図１の接続箱と薄膜系の太陽電池ストリングの関係を示す模式図である。
【図７】開閉器取付台の正面図である。
【図８】開閉器取付台の底面図である。
【図９】Ｄ−Ｄ線断面図である。
【図１０】開閉器取付台の断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る太陽光発電用接続箱の一例を示し、蓋板を外した接続箱の正面図を示している。図１において、１は太陽電池ストリングから配設された配線が接続される開閉器、２は一対のダイオード（逆流防止ダイオード）が組み込まれたダイオードモジュール、３は集電した電力を１系統で出力するための端子台、４はダイオードモジュール２で発生する熱を放熱させるための放熱板、５は接続箱本体、６は接続箱本体５を壁面等の取付対象に固定するための取付片である。
また、図１に示す配線７は、太陽電池ストリングの出力であるダイオードモジュール２の出力を端子台３に接続する配線を示し、端子台３から送出される１系統の出力線等は省略してある。
【００１４】
尚、開閉器１の出力端子とダイオードモジュール２との接続はインサート成型された導体よって接続されるため、表面に表れない。また、開閉器１に接続される太陽電池ストリングからの配線は、接続箱本体５の側面或いは底面に設けられた開口部から導入される。また、ダイオードモジュール２は、例えば５００Ｖ、２０Ａ仕様等が適用される。
【００１５】
放熱板４は、接続箱内の機器取付領域全体に亘る大きさを有する平坦な金属板で形成されている。尚、上下辺は変形しないよう、また取り付け／取り外しの際には取っ手として利用できるよう帯状に折り曲げられている。
そして、図２のＡ−Ａ線断面図に示すように、接続箱本体５の背板５ａにボルト８によりネジ止めされ、背板５ａに密着している。
【００１６】
開閉器１及び端子台３は、放熱板４に対して空間を設けて取り付けられている。特に開閉器１は、合成樹脂製の開閉器取付台１１を介して放熱板４に取り付けられている。開閉器取付台１１は、開閉器１と放熱板４との間に放熱を促す放熱空間が上下に亘り形成され、ダイオードモジュール２の出力端子を端子台３に接続するための導体がインサート成型され、埋設設置されている。そして、端子台３は、鋼板を折り曲げ形成した台座１２を介して放熱板４に取り付けられている。
図１０は、この開閉器取付台１１の断面を模式的に示した図であり、ダイオードモジュール２の出力端子と開閉器取付台１１の出力端子１６とが導体１８により接続されている様子を示している。出力端子１６は、２つのダイオードモジュール２の出力がそれぞれ接続される。尚、１８ａは導体をインサート成型した導体配設部を示している。
【００１７】
図３はＣ部拡大図を示し、ダイオードモジュール２と放熱板４の関係を示している。ダイオードモジュール２の底部（端子配置面に対向する面）には放熱板２ａが一体形成され、放熱板４に密着して良好な放熱が実施される。
【００１８】
図４はＢ−Ｂ線断面を示し、図４に示すように取付片６は接続箱本体５の背板５ａの背部に固着されて側方に突出形成され、突出部には壁面等の取付対象にボルト止めするための孔６ａ（図１に示す）が設けられている。尚、取付片６は平坦な板体で形成され、背板５ａより僅かに後方に突出して配置されているが、後方に伸ばす脚部を設けて更に後方に突出させても良い。
【００１９】
図５，図６は、接続箱と太陽電池ストリングの関係を示す模式図であり、図５は結晶系太陽電池素子で構成された太陽電池１３ａにより形成された太陽電池ストリング１３が接続された構成を示している。太陽電池が結晶系の場合、図５に示すように、各太陽電池ストリング１３に逆流防止ダイオード１４を組み込むことで並列接続でき、２本ずつ並列接続した後に接続箱１０に導入されて開閉器１に接続される。尚、２０はダイオードモジュール２に組み込まれた逆流防止ダイオードを示している。
【００２０】
一方、図６は薄膜系太陽電池素子で構成された太陽電池１５ａにより形成された太陽電池ストリング１５が接続された構成を示している。太陽電池が薄膜系の場合、図６に示すように直接並列接続でき、２本ずつ並列接続した後に接続箱１０に導入されて開閉器１に接続される。
【００２１】
図７は開閉器１及びダイオードモジュール２を組み付けた開閉器取付台１１の正面図、図８はその底面図、図９はＤ−Ｄ線断面図を示している。開閉器取付台１１は、ネジ挿通孔を備えた固定用脚部１１ａを４隅に備えると共に、固定用脚部１１ａの間には所定間隔で脚部１１ｂが設けられているだけで、下部に設置したダイオードモジュール２の放熱を促す放熱空間が上下に亘り形成されている。この開閉器取付台１１は、固定用脚部１１ａに挿通したネジ１７により放熱板４に固定される。
【００２２】
また、開閉器取付台１１にはダイオードモジュール２を収容するための開口部１１ｃが設けられている。図９に示すように、開口部１１ｃは、開閉器１の出力端子側に、収容したダイオードモジュール２の一部が開閉器１の背部に潜り込むように形成され、且つ接続端子が配置されたダイオードモジュール２の上面が露出するように形成されている。
【００２３】
尚、ダイオードモジュール２は、図７に示すように上面に３端子（２個の入力端子２０ａと１個の出力端子２０ｂ）が配置され、放熱板４にネジ止め（図示せず）されている。
また、１ａは開閉器１の入力端子であり、図示しない出力端子はインサート成型によって備えられた図１０に示す導体１８を通じてダイオードモジュール２に接続される。
【００２４】
このように、接続箱１０の機器取付領域全体に放熱板４を配置し、然も背板５ａに密着させるため良好に放熱でき、強制空冷等することなくダイオードモジュール２（逆流防止ダイオード２０）の放熱を実施できる。そのため、２本の太陽電池ストリング１３（１５）に対して１個の開閉器１及び逆流防止ダイオード２０で対応させることができ、太陽電池ストリング１３（１５）の数に対して開閉器１の数、及び逆流防止ダイオ−ド２０の数を半数にでき、コストを削減でき接続箱を小型にできる。
また、同一の開閉器１に接続する２本の太陽電池ストリング１３（１５）を太陽電池パネル設置場所で並列接続すれば、接続箱１０まで配線は１系統で済むため配線使用量も削減できる。
【００２５】
更に、開閉器取付台１１には放熱空間と導体１８が設けられるため、放熱板４上に開閉器１を設置しても放熱作用が低下することが無いし、別途配線を必要がない。よって、最小限のスペースに機器を組み付けでき接続箱１０の小型化を進めることができる。また、開閉器１と逆流防止ダイオード２０とを近接させることができ短い導体等で接続できる。
また、取付片６は接続箱背板５ａより後方に突出しているため、取付対象が平坦な壁面であっても、取り付けた接続箱１０と取付対象との間には隙間が形成され、逆流防止ダイオード２０の発熱を受けて背板５ａが高温になっても、隙間で空気の対流が発生して放熱させることができ、熱がこもるのを防止できる。
加えて、逆流防止ダイオード２０を開閉器１の背部である開閉器取付台１１に潜り込ませるように配置できるため、開閉器１の出力端子と逆流防止ダイオード２０の入力端子２０ａとをスムーズに近接配置でき、短い配線で両者を接続できる。また、逆流防止ダイオード２０の少なくとも一部と開閉器１を重ね合わせて収納するため、省スペースで収納でき、接続箱の小型化に寄与する。
【００２６】
尚、上記実施形態では、逆流防止ダイオード２０を１対備えたダイオードモジュール２を使用しているが、モジュール化されていないダイオードを逆流防止ダイオード２０としても良い。また、ダイオードモジュール２の一部を開閉器１と重ねるように配置しているが、ダイオードモジュール２全体を開閉器１の背部に配置しても良く、更に接続箱１０の小型化に貢献できる。
また、開閉器取付台１１にはインサート成型により導体を配設しているが、ダイオードモジュール２の出力の配線は、放熱空間を利用して電線を配設して行っても良い。
更に、放熱板４の大きさを機器取付領域全体を覆う広さとしているが、少なくとも開閉器１の取付領域を覆う広さであれば、外部に対して良好な放熱は可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・開閉器、１ａ・・出力端子、２・・ダイオードモジュール、３・・端子台、４・・放熱板、５・・接続箱本体、１０・・接続箱、１１・・開閉器取付台、１１ｃ・・開口部（ダイオードモジュール収容部）、１３，１５・・太陽電池ストリング、１８・・導体、１８ａ・・導体配設部、２０・・逆流防止ダイオード、２０ａ・・入力端子。
【図１】
2015023254.tif 000003
【図２】
2015023254.tif 000004
【図３】
2015023254.tif 000005
【図４】
2015023254.tif 000006
【図５】
2015023254.tif 000007
【図６】
2015023254.tif 000008
【図７】
2015023254.tif 000009
【図８】
2015023254.tif 000010
【図９】
2015023254.tif 000011
【図１０】
2015023254.tif 000012