(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面カバー部材と裏面カバー部材とで複数の太陽電池セルを挟み込んだ構造体と、
前記複数の太陽電池セルのうちの一部の起電力が低下した際に、起電力が低下した太陽電池セルをバイパスするバイパスダイオードを有し、前記複数の太陽電池セルを電気的に接続する端子ボックスとを備えた太陽電池モジュールであって、
前記裏面カバー部材よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成されて、前記裏面カバー部材の上に固定され、前記端子ボックスが重ねて設置される熱拡散部材を備え、
前記熱拡散部材は、前記端子ボックスの接着剤が塗布された部分と重なる位置に穴を備えており、
前記端子ボックスは、前記穴の部分では前記裏面カバー部材に、前記穴の部分以外の部分では前記熱拡散部材に接着されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記熱拡散部材は嵌合爪を有し、
前記端子ボックスは側面に嵌合凹部を有し、
前記嵌合爪と前記嵌合凹部との嵌合により前記端子ボックスを前記熱拡散部材に固定した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】
前記熱拡散部材が金属材料で形成された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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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用端子ボックス内のダイオードには、通常はバイパスダイオードが使用される。バイパスダイオードは、太陽電池モジュールに影がかかるなど、太陽光が照射されなくなってしまった際に起電力が低下したモジュールを迂回し、システム全体のロスを低減するために使用される。
【０００３】
一般に太陽電池モジュールにおいては、一部の太陽電池セルに影がかかり、太陽光が当たらず未発電状態になると、未発電状態の太陽電池セルは抵抗して働く。このため、未発電状態の太陽電池セルは、発電状態の太陽電池セルから電流が流れることによって発熱し、劣化してしまうことがある。
【０００４】
このような太陽電池セルの劣化を防止するために、通常、バイパスダイオードと呼ばれるダイオードが端子ボックスに設けられている。ダイオードは、電流が流れた際に発熱する。このため、ダイオードが発する熱を十分に逃がすことができなければ、定格温度を超えてしまい、ダイオードが破損してしまう可能性がある。
【０００５】
バイパスダイオードの放熱効率を良くするための技術として、特許文献１には、ダイオードに放熱部材を接触させることによって、ダイオードの熱を端子ボックスケースへ熱伝導させて温度上昇を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、端子ボックスへ熱伝導された熱は太陽電池パネル裏面カバー部材へ伝わるが、裏面カバー材料として一般的に使用されているポリエチレンやフッ素樹脂などは熱伝導率が低いため、効率よく熱を拡散することができなかった。そのため、端子ボックス内部の放熱部材を大きくして熱容量を増やす必要があり、端子ボックスが大型化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、端子ボックス内に設置されたバイパスダイオードから端子ボックスの筐体に伝わった熱を効率良く拡散できる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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前面カバー部材と裏面カバー部材とで複数の太陽電池セルを挟み込んだ構造体と、複数の太陽電池セルのうちの一部の起電力が低下した際に、起電力が低下した太陽電池セルをバイパスするバイパスダイオードを有し、複数の太陽電池セルを電気的に接続する端子ボックスとを備えた太陽電池モジュールであって、裏面カバー部材よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成されて、裏面カバー部材の上に固定され、端子ボックスが重ねて設置される熱拡散部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、端子ボックス内に設置されたバイパスダイオードから端子ボックスの筐体に伝わった熱を効率良く拡散できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの実施の形態１の構成を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態１の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの背面図である。
【図４】図４は、太陽電池モジュール裏面の端子ボックス取付部分の拡大斜視図である。
【図５】図５は、太陽電池モジュール裏面の端子ボックス取付部分の拡大斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスと熱拡散部材との接合状態を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスと熱拡散部材との接合状態を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスと熱拡散部材との接合状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの実施の形態１の構成を示す平面図であり、蓋の部分を透過して内部の構造を示している。端子ボックス１２内には、複数の太陽電池セルのうちの一部の起電力が低下した際に、起電力が低下した太陽電池セルをバイパスするバイパスダイオードとして用いられるダイオード３ａ、３ｂが設置されている。
【００１４】
端子板１ａは、端子板取付部６ａの突起によって筐体５に固定される。端子板１ａはダイオード３ａを支持し、ダイオード３ａのＮ側の極性を持つダイオードの足４ｂがはんだ付けされ電気的に接続される。端子板１ａとダイオード３ａとはリベット２ａによって固定される。端子板１ａとケーブル７ａとは、かしめられて電気的に接続される。
【００１５】
ダイオード３ａのＰ側の極性を持つダイオードの足４ａは、端子板１ｂにはんだ付けされ電気的に接続される。端子板１ｂは端子板取付部６ｂの突起によって筐体５に固定されている。端子板１ｂはダイオード３ｂを支持し、ダイオード３ｂのＮ側の極性を持つダイオードの足４ｄがはんだ付けされ電気的に接続される。端子板１ｂとダイオード３ｂとはリベット２ｂによって固定される。ダイオード３ｂのＰ側の極性を持つダイオードの足４ｃは端子板１ｃにはんだ付けされ電気的に接続される。端子板１ｃは端子板取付部６ｃの突起によって筐体５に固定される。端子板１ｃとケーブル７ｂとはかしめられて電気的に接続される。
【００１６】
図２は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態１の構成を示す斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの背面図である。太陽電池モジュール８は、直列に接続された複数の太陽電池セル９と、透光性の高い前面カバー部材２０と耐候性に優れた裏面カバー部材１１とその中間に封入する樹脂によって太陽電池セル９を保護した構造体２１を支持する矩形枠状でアルミニウム製のフレーム１０と、裏面カバー部材１１に取り付けられ太陽電池モジュール８の出力を取り出す端子ボックス１２とを備えている。
【００１７】
図４、図５は、太陽電池モジュール裏面の端子ボックス取付部分の拡大斜視図である。端子ボックス１２は、熱拡散部材１３を間に挟んで太陽電池モジュール８の裏面カバー部材１１に固定されている。熱拡散部材１３は、裏面カバー部材１１よりも熱伝導率が高い材料（例えば金属）を用いて形成されている。熱拡散部材１３には、太陽電池モジュール８の出力端子１５を通す穴１４が設けられており、裏面カバー部材１１と熱拡散部材１３とは、熱拡散部材１３に予め塗っておいた接着剤などにより、出力端子１５を穴１４に通した状態で固定される。
【００１８】
端子ボックス１２は、出力端子１５が穴１４に通された熱拡散部材１３上に接着剤などで固定される。出力端子１５は、端子ボックス１２内部で端子板１ａ〜１ｃへ接続される。
【００１９】
熱拡散部材１３への端子ボックス１２の固定や、熱拡散部材１３の裏面カバー部材１１への固定に用いる接着剤は、伝熱フィラーを含有させた伝熱性接着剤に限定されず、伝熱フィラーを含まない通常の接着剤を適用することも可能である。
【００２０】
端子ボックス１２の筐体５に伝わった熱は、熱拡散部材１３によって効率よく熱拡散を行うことできる。熱拡散部材１３は、端子ボックス１２の充電部（端子板１ａ、１ｂ、１ｃ、ダイオード３ａ、３ｂ、ケーブル７ａ、７ｂ）とは絶縁されているため、金属材料を使用でき、安価な材料を用いることができる。
【００２１】
なお、端子ボックス１２内の発熱源はダイオード３ａ、３ｂであるため、これらに近い部分の熱拡散部材１３の面積を大きくすると、ダイオード３ａ、３ｂが発する熱を効率良く拡散できる。図１に内部構造を示した端子ボックス１２では、発熱源であるダイオード３ａ、３ｂは、ケーブル７ａ、７ｂが引き出される側と反対側に寄って配置されている。このため、熱拡散部材１３を、ケーブル７ａ、７ｂが引き出される側から反対側に向かって幅が広がるような形状とすることで、熱拡散性能を高めることができる。
【００２２】
また、ここでは熱拡散部材１３が、端子ボックス１２の接合面よりも大きい場合を例としているが、熱拡散部材１３は、端子ボックス１２の接合面以下の大きさであっても構わない。上記のように、端子ボックス１２内の発熱源はダイオード３ａ、３ｂであるため、これらに対応する部分を含む大きさ・形状であれば良い。すなわち、裏面カバー部材１１よりも熱伝導率の高い熱拡散部材１３は、ダイオード３ａ、３ｂよりも大きければ、ダイオード３ａ、３ｂから筐体５を介して熱拡散部材１３に伝わった熱を、裏面カバー部材１１よりも効率よく拡散させることができる。
【００２３】
本実施の形態によれば、端子ボックス内に設置したバイパスダイオードで発生し端子ボックスの筐体に伝わった熱を効率よく拡散させることができる。また、端子ボックス内に放熱部材を設ける構成と比較して、端子ボックスを小型化できる。
【００２４】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスと熱拡散部材との接合状態を示す図であり、図６（ａ）は、端子ボックスの上面側、図６（ｂ）は端子ボックスの底面側を視点としている。端子ボックス１２に塗られている接着剤１７は、熱拡散部材１３に端子ボックス１２を貼り付けた際に、穴１６の部分で露出する。したがって、端子ボックス１２は、穴１６の部分で露出している接着剤１７を用いて、熱拡散部材１３を挟み込んだ状態で裏面カバー部材１１に接着可能である。このように、端子ボックス１２に塗った接着剤１７によって熱拡散部材１３及び裏面カバー部材１１の両方に端子ボックス１２を接着することが可能となる。
【００２５】
接着剤１７は、裏面カバー部材１１に塗られても良い。また、穴１６は、図６に示した形状と異なる形状であっても良い。
【００２６】
この他については実施の形態１と同様である。
【００２７】
実施の形態３．
図７、図８は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの端子ボックス及び熱拡散部材を示す図であり、図７は接合前の状態、図８は接合後の状態を示してる。図７（ａ）は、端子ボックスの上面側、図７（ｂ）は端子ボックスの底面側を視点としている。熱拡散部材１３に形成された２個の嵌合爪１８は、切り起こしによって形成されている。すなわち、平板にコの字型の切れ込みが形成され、切れ込みのない一辺にておいて折り曲げられて立ち上げられている。
【００２８】
端子ボックス１２の側面には熱拡散部材１３の嵌合爪１８が取り付けられる嵌合凹部１９が形成されている。嵌合爪１８と嵌合凹部１９とにより、端子ボックス１２に熱拡散部材１３が取り付けることができ、これらを一部品として取り扱うことが可能となるため、接着剤や取付用の別部品などは不要である。
【００２９】
この他については実施の形態１と同様である。
【００３０】
上記各実施の形態において説明した端子ボックス１２と熱拡散部材１３の接合方法は一例であり、これらの方法に限定されることはない。また、端子ボックス１２と熱拡散部材１３とを一体成形することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用端子ボックスは、バイパスダイオードから発生した熱を効率よく放熱できる点で有用であり、特に、一部の太陽電池セルに影がかかる可能性のある場所に設置する太陽電池モジュールへの適用に適している。
【符号の説明】
【００３２】
１ａ、１ｂ、１ｃ  端子板
２ａ、２ｂ  リベット
３ａ、３ｂ  ダイオード
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  ダイオードの足
５  筐体
６ａ、６ｂ、６ｃ  端子板取付部
７ａ、７ｂ  ケーブル
８  太陽電池モジュール
９  太陽電池セル
１０  フレーム
１１  裏面カバー部材
１２  端子ボックス
１３  熱拡散部材
１４、１６  穴
１５  出力端子
１７  接着剤
１８  嵌合爪
１９  嵌合凹部
２０  前面カバー部材
２１  構造体
【図１】
0005683522.tif 000002
【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】
0005683522.tif 000009