(57)【要約】【課題】屋根面への太陽電池モジュールの割り付け設計や配線設計、およびその工事を単純化し、屋根面を有効に活用でき、面積の小さな屋根面にも施工することが可能であり、さらにケーブルのボリュームを抑えて、接続箱内での結線作業を単純化することができる太陽光発電システム及び太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】パワーコンディショナ入力電圧として要求される電圧と太陽電池モジュールの単体の動作電圧との関係から、太陽光発電システムを構成する複数の太陽電池モジュールをグループ分けし、同じグループに属する太陽電池モジュール同士を並列に接続するとともに、異なるグループ間を直列に接続することにより、出力電圧を前記要求電圧とする。【選択図】      図４
2004241789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーコンディショナ入力電圧として要求される電圧と太陽電池モジュールの単体の動作電圧との関係から、太陽光発電システムを構成する複数の太陽電池モジュールをグループ分けし、同じグループに属する太陽電池モジュール同士を並列に接続するとともに、異なるグループ間を直列に接続することにより、出力電圧を前記要求電圧とすることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
矩形基板と、
前記矩形基板の一辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた正極と、
前記矩形基板の一辺と対向する対辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた負極と、
前記正極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す正極用接続配線と、
前記負極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す負極用接続配線と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記正極用接続配線のうち前記正極から分岐点までの部分がモジュール側に設けられた配線であり、
前記負極用接続配線のうち前記負極から分岐点までの部分がモジュール側に設けられた配線であることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記正極から分岐点までの間の前記正極用接続配線に取り付けられるか、または前記負極から分岐点までの間の前記負極用接続配線に取り付けられる逆流防止ダイオードをさらに有することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記矩形基板の一辺側にそれぞれ延び出す前記正極用接続配線と前記負極用接続配線とを１本にまとめた２芯線、および、前記矩形基板の他辺側にそれぞれ延び出す前記正極用接続配線と前記負極用接続配線とを１本にまとめた２芯線を有することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記２芯線の先端にそれぞれ取付けられ、正極側同士および負極側同士は接続できるが、正極側と負極側とが接続不能な形状のコネクタを有することを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池モジュールは、前記正極および負極から各々２本の端子を取り出し、並列接続可能としたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
前記太陽電池モジュールは、矩形基板の一辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた正極と、
前記矩形基板の一辺と対向する対辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた負極と、
前記正極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す正極用接続配線と、
前記負極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す負極用接続配線と、を備えることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項９】
パワーコンディショナ入力電圧として要求される電圧と太陽電池モジュールの単体の動作電圧との関係から、太陽光発電システムを構成する複数の太陽電池モジュールをグループ分けし、同じグループに属する太陽電池モジュール同士を並列に接続するとともに、異なるグループ間を直列に接続し、前記要求電圧を出力させることを特徴とする太陽光発電システムの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線工事を単純化できる太陽光発電システム、太陽電池モジュール、及び太陽光発電システムの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムは住宅用を中心に急速に普及しているが、未だ国による補助金に依存した市場であり、なおかつ設備投資の回収には２０〜３０年を要する。従って、太陽光発電システムが本格的に普及するためには、既存電源と競合できる経済性を達成する必要がある。太陽光発電システムの主要構成機器は太陽電池モジュール、架台、パワーコンディショナであり、太陽電池モジュールについては量産性に優れた薄膜系太陽電池の市場投入によりコストダウンが期待でき、架台については建材一体化により省略することが可能となり、パワーコンディショナについては大量生産によりコストダウンが期待される。このように機器についてはコストダウンの努力が実を結びつつある。一方、施工費用は据付工事と電気工事があり、据付工事については建材一体化により太陽電池モジュールの据付工事が建材本体の据付工事に含まれることになりコストダウンが可能になる。但し、電気工事についてはこれまであまり検討がなされていない。特に住宅用として有望な屋根材一体型の場合、複雑な屋根形状を有効に活用するため小面積の太陽電池モジュールを隙間なく敷きつめることが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先ず、図７、図８を参照して、有効発電面積が２０ｃｍ×１００ｃｍ、発電出力が２５Ｗ、動作電圧が１０Ｖの結晶シリコン型太陽電池モジュールを用いて３ｋＷ発電システムを構築する場合を例にあげて説明する。  
図８に示すように、３ｋＷ発電システムは１枚２５Ｗの太陽電池モジュール２を１２０枚用いる。パワーコンディショナ８の入力電圧は２００Ｖ程度に設定されるので、１２０枚のモジュール２を６グループに等分し、各グループＧ１〜Ｇ６に属する２０枚のモジュール２をそれぞれ直列に接続することにより出力電圧２００Ｖを得るようにする。６つのグループＧ１〜Ｇ６からの出力端末を接続箱６のなかで並列に接続し、これらを一対の出力取り出しケーブル４１，４２に集約し、さらに出力取り出しケーブル４１，４２の端末をパワーコンディショナ８の正負端子に接続する。
【０００４】
このようなシステムでは、図８に示すように１グループ２０枚を単位として施工を行う必要があるため、屋根面１への太陽電池モジュール２の割り付け設計や配線設計、およびその工事が複雑になるという問題を生じる。すなわち図８中に二点鎖線で示すように、屋根面１にはあと１０枚２５０Ｗ分のモジュールを施工できるスペースがあるにもかかわらず、１グループ２０枚単位で構成する必要があるため施工できない部分９を生じたり、１９枚しかモジュールを施工できない面積の小さな屋根面には１枚もモジュールを施工できなかったりするという不都合を生じる。
【０００５】
次に、図９、図１０、図１２を参照して、有効発電面積が２０ｃｍ×１００ｃｍ、発電出力が１５Ｗ、動作電圧が３０Ｖの薄膜シリコン系太陽電池モジュールを用いて３ｋＷシステムを構築する場合を例にあげて説明する。
【０００６】
１枚１５Ｗのモジュールを用いて３ｋＷ発電システムを構築する場合はモジュールの必要枚数は単純計算では２００枚になる。しかし、１枚当たりの電圧が３０Ｖなので、パワーコンディショナ入力電圧を２１０Ｖと設定した場合は、７モジュールを直列接続する必要が生じ、全モジュール枚数が７の倍数である必要がある。従って、全モジュール枚数は２００以上の７の最小倍数にあたる２０３枚となる。この２０３枚を２９グループに分け、１グループ７枚を直列接続して出力電圧２１０Ｖを得るようにする。
【０００７】
図９は従来の薄膜系太陽電池モジュールの内部配線を示す配線図であるが、モジュール２は、正負両極２１，２２と、正負ケーブル５１，５２の端末に正負両極２１，２２をそれぞれ接続するためのモジュール内配線３７，３８と、端子箱内配線３０，３１を有する端子箱３６とを備えている。正極側のモジュール内配線３７と端子箱内配線３０とはハンダ付け等された結線部３９において接続され、負極側のモジュール内配線３８と端子箱内配線３１とはハンダ付け等された結線部３９において接続される。
【０００８】
図１０に示すように、Ｇ１〜Ｇ２９の２９グループからの出力端末を接続箱６のなかで並列に接続し、これらを一対の出力取り出しケーブル４１，４２に集約し、さらに出力取り出しケーブル４１，４２をパワーコンディショナ８に接続する。図１２に示すように、各モジュール２は正負一対のケーブル４に接続される。このような従来の発電システムでは正負２９対からなる全５８本のケーブルを屋根面１に敷設し、これらを屋根面上で１ヶ所にまとめて屋内に引き込み、各ケーブル端末を接続箱６内にて並列接続することになる。このため引き込みケーブルのボリュームが大きくなり、また接続箱６のなかでの繋ぎ込み部７が多数にのぼるので、その結線作業が非常に煩雑になる。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するものであって、屋根面への太陽電池モジュールの割り付け設計や配線設計、およびその工事を単純化し、屋根面を有効に活用でき、面積の小さな屋根面にも施工することが可能であり、さらにケーブルのボリュームを抑えて、接続箱内での結線作業を単純化することができる太陽電池モジュール、太陽光発電システム及びその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る太陽光発電システムは、パワーコンディショナ入力電圧として要求される電圧と太陽電池モジュールの単体の動作電圧との関係から、太陽光発電システムを構成する複数の太陽電池モジュールをグループ分けし、同じグループに属する太陽電池モジュール同士を並列に接続するとともに、異なるグループ間を直列に接続することにより、出力電圧を前記要求電圧とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る太陽電池モジュールは、矩形基板と、前記矩形基板の一辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた正極と、前記矩形基板の一辺と対向する対辺に沿って前記矩形基板の面上に設けられた負極と、前記正極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す正極用接続配線と、前記負極に接続され、２つに分岐して、分岐した一方が前記矩形基板の一辺側に延び出し、分岐した他方が前記矩形基板の対辺側に延び出す負極用接続配線と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る太陽光発電システムの施工方法は、パワーコンディショナ入力電圧として要求される電圧と太陽電池モジュールの単体の動作電圧との関係から、太陽光発電システムを構成する複数の太陽電池モジュールをグループ分けし、同じグループに属する太陽電池モジュール同士を並列に接続するとともに、異なるグループ間を直列に接続し、前記要求電圧を出力させることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、施工する太陽電池モジュールを、パワーコンディショナ入力電圧を太陽電池モジュール１枚当たりの電圧で除した数にグループ分けし、各グループ内の太陽電池モジュールを全て並列に接続し、実質的に同じ電流・電圧を発生する複数のグループを形成する。この複数のグループを直列に接続してパワーコンディショナ入力電圧を得るとともに発電出力を集約し、パワーコンディショナに接続する。さらには本発明者らが先の特願２０００−２９３９５８号の出願明細書及び図面において開示した高電圧太陽電池モジュールを用いることによりグループ数の低減化をはかる。このような接続を実現する太陽電池モジュールとして、各グループ内での並列接続作業を単純化するため、並列接続部を含む回路を太陽電池モジュールの内部に設ける。
【００１４】
具体的にはモジュール内の配線やモジュール付属の端子箱内の配線にて正極と負極をそれぞれ２つに分岐し、隣接するモジュールの正極同士、負極同士を接続することにより並列接続ができるようにする。
【００１５】
この場合に、１つの太陽電池モジュールから正極２端子、負極２端子を取り出すため、正負１対の出力取り出しケーブルを備えた２つの端子箱を設けることが好ましい。なお、２つの端子箱の少なくとも一方に逆流防止ダイオードを取り付けることが好ましい。
【００１６】
また、端子箱から導き出される正負１対の出力取り出しケーブルを、互いに絶縁した状態で一体化された正負１対の２芯ケーブルとしてもよい。
【００１７】
また、隣接して配置される太陽電池モジュールとの接続のため、端子箱から導き出される正負１対の出力取り出しケーブルの先端に取り付けられる正負１対のコネクタを、互いに絶縁した状態で一体化された正負１対の２芯コネクタとしてもよい。
【００１８】
さらに、１つの太陽電池モジュールから正極２端子、負極２端子を取り出すため、正負２対の出力取り出しケーブルを備えた１つの端子箱を設けることが好ましい。この場合に、１つの端子箱に逆流防止ダイオードを取り付けることが好ましい。
【００１９】
また、端子箱から導き出される正負２対の出力取り出しケーブルを、互いに絶縁した状態で一体化された正負１対の２芯ケーブル２本で構成するようにしてもよい。
【００２０】
さらに、隣接して配置される太陽電池モジュールとの接続のため、端子箱から導き出される２組の正負１対の出力取り出しケーブルの先端にそれぞれ取り付けられる正負１対のコネクタを、互いに絶縁した状態で一体化された正負１対の２芯コネクタとしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では並列接続される配線部分を太陽電池モジュールの内部に設けているので、屋根面への太陽電池モジュールの割り付け設計や配線設計、およびその工事が単純化され、屋根面を有効に活用できるようになる。特に、面積が小さな屋根面にも太陽電池モジュールを施工することが可能になるので、一般家庭への太陽光発電システムの普及に大いに貢献する。また、本発明では、屋内の接続箱へ引き込まれるケーブルのボリュームが抑えられるので、接続箱内での結線作業が単純化され、作業工数が大幅に削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）  
図１、図２を参照して、本発明の第１の実施形態の太陽光発電システムとして、有効発電面積が２０ｃｍ×１００ｃｍ、発電出力が１５Ｗ、動作電圧が３０Ｖの太陽電池モジュールを用いて３ｋＷ発電システムを構築する場合を例にあげて説明する。
【００２４】
図１の（ａ）に示すように、太陽電池モジュール２Ａは、正極２１が矩形基板２０の一方側の短辺寄りに配置され、負極２２が矩形基板２０の他方側の短辺寄りに配置され、第１及び第２の端子箱２３，２４は正負両極２１，２２の間に配置されている。第１の端子箱２３のほうは正極２１の近傍に設けられ、第２の端子箱２４のほうは負極２２の近傍に設けられている。
【００２５】
正極２１と負極２２は、銅箔等からなるモジュール内配線２５，２９，３２と端子箱内配線２７，２８，３０，３１，３３により、それぞれ２つに分岐されている。
【００２６】
第１及び第２の端子箱２３，２４は、それぞれ２つに分岐された正極と負極の端子を２組の正負１対のケーブル５１，５２としてそれぞれ外部に導き出すために備えられている。
【００２７】
第１の端子箱２３の一端側において正負一対のケーブル５１，５２が端子箱内配線２８，３３にそれぞれ接続され、同様に第２の端子箱２４の一端側にも反対側に延び出す他の正負一対のケーブル５１，５２が端子箱内配線３０，３１にそれぞれ接続されている。正負２対のケーブル５１，５２はモジュール２Ａの本体から所定長だけそれぞれ延び出し、各々の先端には正負のコネクタ５３，５４がそれぞれ取り付けられる。
【００２８】
該モジュール２Ａの正極コネクタ５３を隣接するモジュール２Ａの正極コネクタ５３に差し込み、該モジュール２Ａの負極コネクタ５４を隣接するモジュール２Ａの負極コネクタ５４に差し込むことによりモジュール２Ａ同士が次々に並列接続されるようになっている。この場合に、正極用のコネクタ５３の形状と負極用のコネクタ５４の形状を変えることにより、間違った挿し込みが不可能なようにすることが好ましい。
【００２９】
なお、モジュール内配線２５，２９，３２と端子箱内配線２７，２８，３０，３１，３３との各接線部３９はそれぞれハンダ付け又はカシメ圧着されている。
【００３０】
第１の端子箱２３のなかには逆流防止ダイオード２６が設けられ、モジュール２Ａの発電電流に対する逆流電流が流れるのを防止している。この逆流防止ダイオード２６は、第１端子箱内配線２７に挿入され、一方がモジュール内配線２５を経由して正極２１に接続され、他方がモジュール内配線２９および第１端子箱内配線２８、第２端子箱内配線３０を経由して正極ケーブル５１に接続されている。
【００３１】
上記の実施形態では２本で一対の正負ケーブル５１，５２をモジュール２Ａから２方向にそれぞれ導き出すようにしたが、図１の（ｂ）に示す正負極２芯ケーブル５５を用いてモジュール２Ｂから２方向にそれぞれ導き出すようにしてもよい。すなわち、正負極２芯ケーブル５５の正極芯線２８ｂ，３０ｂを端子箱内配線としてモジュール内配線２９にそれぞれ接続し、また正負極２芯ケーブル５５の負極芯線３１ｂ，３３ｂを端子箱内配線としてモジュール内配線３２ｂにそれぞれ接続する。この場合に、正極用のコネクタ５３の形状と負極用のコネクタ５４の形状を変えることにより、間違った挿し込みが不可能なようにすることが好ましい。
【００３２】
次に、図２を参照して本実施形態の太陽光発電システムについて説明する。  
上記の太陽電池モジュール２Ａを住宅の屋根面１に用いた場合に、３ｋＷ発電システム１０Ａの構築に必要とされるモジュール枚数は単純計算で２００枚となる。しかし、１枚当たりの電圧が３０Ｖなのでパワーコンディショナ入力電圧を２１０Ｖと設定した場合は、必要直列数が７になり、全モジュール枚数は２００以上の７の最小倍数にあたる２０３枚となる。
【００３３】
この２０３枚を７つのグループに分け、１グループ２９枚の太陽電池モジュール２Ａを隣接するモジュールの正極同士、負極同士をそれぞれ接続することにより並列接続する。これにより２９枚のモジュール２Ａが並列接続された７つのグループ３ａ〜３ｇが形成される。
【００３４】
各グループ３ａ〜３ｇの一方端の正負１対の端子は、延長ケーブル４ａ〜４ｇによって接続箱６まで導かれ、接続箱６のなかでグループ３ａ〜３ｇが直列に接続されるよう他グループの端子と接続される。すなわち、延長ケーブル４ａ〜４ｇを屋根面１から屋内に引き込み、接続箱６に集めて、各ケーブル端末を接続箱の内部回路の端子にそれぞれ繋ぎ込む。接続箱６の内部ではグループ３ａ〜３ｇからのケーブル４ａ〜４ｇを出力取り出しケーブル４１，４２に繋ぎ込むための結線部７ａ〜７ｎが直列に並んでいる。このように結線部７ａ〜７ｎを接続箱６内に整然と並べているので、接続箱側とケーブル側との繋ぎ込みの間違いが発生し難くなる。
【００３５】
一方、各グループ３ａ〜３ｇの他方端の正負１対の端末のコネクタには防水性の絶縁キャップ５９を被せて養生する。
【００３６】
接続箱６の出力側からは正負一対の出力取り出しケーブル４１，４２が取り出され、パワーコンディショナ８の入力側に接続されている。さらにパワーコンディショナ８の出力側は家庭用交流系統や商用交流系統に連系されている。
【００３７】
本実施形態の発電システム１０Ａによれば、従来の結晶型モジュールでは１グループ２０枚での屋根面への割り付けが必要であったのに対して、全モジュール枚数を７の倍数とするだけの設計配慮を行うだけでよく、設計および施工が簡素化されるという利点がある。
【００３８】
また、従来の薄膜系モジュールでは図１０に示すように１グループ７枚の直列接続を２９グループ構成し、その２９グループから導かれる正負２９対、全５８本のケーブルを屋根面に敷設し、１ヶ所にまとめて屋内に導き入れ、接続箱内で並列接続するため、ケーブルのボリュームが大きくなり、接続箱での結線作業が煩雑になるのに対して、本実施形態によれば７グループで正負７対、全１４本の延長ケーブル敷設でよく、接続箱での接続作業も正負７対の直列接続になり、設計および施工が簡素化される。すなわち、接続箱６のなかに持ち込まれるケーブルの数が従来に比べてかなり少なくなるので、接続箱６における結線作業が大幅に軽減される。
【００３９】
なお、本実施形態では太陽電池モジュールそのもの自体に並列接続される部分を内部回路として含ませているので、太陽電池モジュールに付属の端子箱内等に逆流防止ダイオードを組み込むようにすることが好ましい。
【００４０】
また、本発明による太陽光発電システムには太陽電池モジュール同士の直列接続が含まれないので、隣接するモジュールとの接続には正負１対を一体化した２芯コネクタを用いることが可能となり、接続工数を正負２回から正負１対１回に削減できる。
【００４１】
また、隣接するモジュールとの接続に用いるコネクタは正負の差し込み間違いを防止するため、正負で色を異ならせるか、正負の記号を表示することが好ましい。さらには、正極用コネクタと負極用コネクタとを異なった形状とすることにより、正負両極間での差し込み間違いの発生が不可能になるようにすることが好ましい。
【００４２】
（第２の実施形態）  
図３を参照して、本発明の第２の実施形態の太陽光発電システムとして、有効発電面積が２０ｃｍ×１００ｃｍ、発電出力が１５Ｗ、動作電圧が１００Ｖの太陽電池モジュールを用いて３ｋＷ発電システムを構築する場合を例にあげて説明する。
【００４３】
本実施形態の太陽電池モジュール２Ａには、本発明者らが先に特願２０００−２９３９５８号の出願明細書及び図面において開示した高電圧太陽電池モジュールを用いる。本実施形態のモジュール２Ａは、上記第１実施形態と同様にモジュール内の銅箔等による配線により正極と負極をそれぞれ２つに分岐させ、正負１対の端子を導き出す端子箱を２つ設けた、並列接続回路内蔵のものとする。
【００４４】
このようなモジュール２Ａを住宅の屋根面１に用いた場合に、３ｋＷ発電システム１０Ｂの構築に必要とされるモジュール枚数は単純計算で２００枚となる。パワーコンディショナ入力電圧を２００Ｖとした場合に、モジュール動作電圧が１００Ｖであるので、必要直列数は２となる。従って、全モジュールを偶数（＝２，４，６，８……２ｎ）のグループに分ければよいが、本実施形態では最小数の２つのグループに分割した。
【００４５】
１グループ１００枚のモジュール２Ａを隣接するモジュールの正極同士、負極同士を接続することにより並列接続する。隣接するモジュール２Ａの接続部５においては、図１１の（ａ）に示すように正極コネクタ５３同士を差し込み、負極コネクタ５４同士を差し込む。これらのコネクタ５３，５４は、例えばピンをソケットに差し込む構造としているので、現場で容易に接続することができる。これにより１００枚のモジュール２Ａが並列接続された２つのグループ３ａ，３ｂが形成される。
【００４６】
２つのグループ３ａ，３ｂの一方端の正負１対の端末は、延長ケーブル４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄによって接続箱６まで導かれ、接続箱６のなかで直列に接続される。すなわち、第１のグループ３ａの正極側ケーブル４ａの端末を結線部７ａに、負極側ケーブル４ｂの端末を結線部７ｂに繋ぎ込むとともに、第２のグループ３ｂの正極側ケーブル４ｃの端末を結線部７ｃに、負極側ケーブル４ｄの端末を結線部７ｄに繋ぎ込むことにより、２つのグループ３ａ，３ｂは直列に接続される。一方、２つのグループ３ａ，３ｂの他方端の正負１対の端末のコネクタには、それぞれ防水性の絶縁キャップ５９を被せて養生する。
【００４７】
本実施形態によれば、上記第１の実施形態では全モジュール枚数を７の倍数とする必要があったが、全モジュール枚数は偶数であればよく、さらに発電システムの設計および施工が簡素化される。
【００４８】
さらに、本実施形態によれば、上記第１の実施形態では７グループで正負７対、全１４本の延長ケーブルを敷設し、接続箱で正負７対の直列接続を行う必要があったが、２グループで正負２対、全４本の延長ケーブルを敷設し、接続箱で正負２対の直列接続を行うだけでよく、より一層さらに設計および施工が簡素化される。
【００４９】
なお、本実施形態においても太陽電池モジュールが並列接続される部分を含むので、太陽電池モジュールに付属の端子箱内等に逆流防止ダイオードを組み込むことが好ましい。
【００５０】
また、本発明による太陽光発電システムには太陽電池モジュール同士の直列接続が含まれないので、隣接するモジュールとの接続には正負１対を一体化した２芯コネクタを用いることが可能となり、接続工数を正負２回から正負１対１回に削減できる。
【００５１】
また、隣接するモジュールとの接続に用いるコネクタは正負の挿し間違いを防止するため、正負で色を変えるか、正負の記号を表示することが好ましい。さらには、正極用のコネクタの形状と負極用のコネクタの形状を変えることにより、間違った挿し込みが不可能なようにすることが好ましい。
【００５２】
（第３の実施形態）  
図４を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。  
上記の第１および第２の実施形態の太陽電池モジュール２Ａ，２Ｂでは内蔵する端子箱を汎用性のあるもの、即ち２つの端子箱から正負一対の端子がそれぞれ導き出される構造としたが、本実施形態のモジュール２Ｃでは２つの端子箱を一体化して１つの端子箱２３とし、なおかつ正負１対２組、計４つの端子を２本の正負極２芯ケーブル５５につなぐ構造の回路とする。すなわち、１つの端子箱２３の中において、モジュール内配線２５と端子箱内配線２７により正極に接続されたモジュール内配線２９ｃに端子箱内配線２８，３０が接続され、負極に接続されたモジュール内配線３２ｃに端子箱内配線３１，３３が接続される。このような回路とすることにより、部品点数および組立工数を削減でき、なおかつ隣接するモジュールとの接続工数を正負２回から正負１対１回に削減できる。なお、本実施形態のモジュール２Ｃにおいても上記実施形態と同様に正極側の端子箱内配線２７に逆流防止ダイオード２６が挿入され、モジュール２Ｃの発電電流に対する逆流電流が流れるのを防止している。
【００５３】
隣接するモジュール２Ｂの接続部５においては、図１１の（ｂ）に示すように正負一体コネクタ５３，５４同士を差し込む。これらのコネクタ５３，５４は、例えばピンをソケットに差し込む構造としているので、現場で容易に接続することができる。
【００５４】
また、隣接するモジュールとの接続に用いるコネクタは正負の挿し間違いを防止するため、正負で色を変えるか、正負の記号を表示することが好ましい。さらには、正極用のコネクタの形状と負極用のコネクタの形状を変えることにより、間違った挿し込みが不可能なようにすることが好ましい。
【００５５】
（第４の実施形態）  
図５を参照して、本発明の第４の実施形態の太陽光発電システムとして、有効発電面積が２０ｃｍ×１００ｃｍ、発電出力が１５Ｗ、動作電圧が２００Ｖの太陽電池モジュールを用いて３ｋＷ発電システムを構築する場合を例にあげて説明する。
【００５６】
本実施形態の太陽電池モジュール２Ｃには、本発明者らが先に特願２０００−２９３９５８号の出願明細書及び図面において開示した高電圧太陽電池モジュールを用いる。本実施形態のモジュール２Ｃは、上記第３実施形態のもの、すなわちモジュール内の銅箔等による配線により正極と負極をそれぞれ２つに分岐させ、正負２対の端子を導き出す端子箱を１つ設けた、並列接続回路内蔵のものとする。
【００５７】
このようなモジュール２Ｃを住宅の屋根面１に用いた場合に、３ｋＷシステム１０Ｃの必要枚数は２００枚、パワーコンディショナ入力電圧２００Ｖとすると直列接続は不要となる。全２００枚の太陽電池モジュール２Ｃを隣接するモジュールの正極同士、負極同士を接続することにより並列接続する。並列接続された一方端の正負１対の端子は延長ケーブル４１，４２等によって接続箱を介さず直接パワーコンディショナ８に接続される。他方端の正負１対の端末のコネクタには防水性の絶縁キャップ５９を被せて養生する。
【００５８】
本実施形態によれば、上記第１の実施形態では全モジュール枚数を７の倍数とする必要があり、第２の実施形態では全モジュール枚数を偶数とする必要があったが、全モジュール枚数を全く任意に設定することが可能となり、さらに設計および施工が簡素化される。
【００５９】
さらに、上記第１の実施形態では７グループで正負７対、全１４本の延長ケーブルを敷設し、接続箱で正負７対の直列接続を行う必要があり、また第２の実施形態では２グループで正負２対、全４本の延長ケーブルを敷設し、接続箱で正負２対の直列接続を行う必要があったが、本実施形態によれば直列接続は不要で接続箱を省略でき、接続枚数を気にすることなく、コネクタを介して全モジュールを接続すればモジュールの結線が完了するので著しく施工性が向上する。
【００６０】
さらに、隣接して配置される太陽電池モジュールとの接続のため、端子箱から導き出される正負１対の出力取り出しケーブルの先端に取り付けられる正負１対のコネクタを、互いに絶縁した状態で一体化された正負１対の２芯コネクタとしたので、接続工数を正負２回から正負１対１回に削減できる。
【００６１】
なお、本実施形態においても太陽電池モジュールが並列接続される部分を含むので、太陽電池モジュールに付属の端子箱内等に逆流防止ダイオードを組み込むことが好ましい。また、隣接するモジュールとの接続に用いるコネクタは正負の挿し間違いを防止するため、正負で色を変えるか、正負の記号を表示することが好ましい。さらには、正極用のコネクタの形状と負極用のコネクタの形状を変えることにより、間違った挿し込みが不可能なようにすることが好ましい。
【００６２】
（第５の実施形態）  
図６の（ａ），（ｂ）を参照して本発明の第５の実施形態について説明する。  
本実施形態の太陽電池モジュール２は、正極配線と負極配線との接続間違いを防止するために、図６の（ａ）に示すように一方側の正極コネクタ５６ａおよび負極コネクタ５６ｂにピン５６ｃ，５６ｄをそれぞれ設けるとともに、他方側の正極コネクタ５７ａおよび負極コネクタ５７ｂにソケット５７ｃ，５７ｄをそれぞれ設けている。正極ピン５６ｃは負極ピン５６ｄよりも太くて短く、また正極ソケット５７ｃは負極ソケット５７ｄよりも浅くて大径の凹所となっている。正極ピン５６ｃは正極ソケット５７ｃのみに差し込み接続できる形状であり、負極ソケット５７ｄには差し込めない形状である。また、負極ピン５６ｄは負極ソケット５７ｄのみに差し込み接続できる形状であり、正極ソケット５７ｃには差し込めない形状である。
【００６３】
また、正負極２芯ケーブル５５を有するモジュールにおいても同様に、図６の（ｂ）に示すように、一方側のコネクタ５６Ａに正負一対のピン５６ｃ，５６ｄをそれぞれ設けるとともに、他方側のコネクタ５７Ａに正負一つのソケット５７ｃ，５７ｄをそれぞれ設けている。正極ピン５６ｃは負極ピン５６ｄよりも太くて短く、また正極ソケット５７ｃは負極ソケット５７ｄよりも浅くて大径の凹所となっている。正極ピン５６ｃは正極ソケット５７ｃのみに差し込み接続できる形状であり、負極ソケット５７ｄには差し込めない形状である。また、負極ピン５６ｄは負極ソケット５７ｄのみに差し込み接続できる形状であり、正極ソケット５７ｃには差し込めない形状である。
【００６４】
本実施形態によれば、正極側ピン／ソケットと負極側ピン／ソケットとをまったく異なる形状としたので、正負極の間での差し込み接続の間違いを完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの内部配線（単芯ケーブル使用）を示す配線図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの内部配線（正負２芯ケーブル使用した変形例）を示す配線図。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック平面図。
【図４】本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの内部配線（正負２芯ケーブル使用）を示す配線図。
【図５】本発明の実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック平面図。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのコネクタ部（単芯ケーブル使用）を説明する図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのコネクタ部（正負２芯ケーブル使用した変形例）を説明する図。
【図７】従来の太陽電池モジュールの内部配線（単芯ケーブル使用）を示す配線図。
【図８】従来の太陽光発電システム（１グループ２０枚単位の結晶型太陽電池モジュール使用）を示すブロック平面図。
【図９】従来の太陽電池モジュールの内部配線（単芯ケーブル使用）を示す配線図。
【図１０】従来の太陽光発電システム（１グループ７枚単位の薄膜系太陽電池モジュール使用）を示すブロック平面図。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのモジュール同士の接続、端末処理を説明する図（単芯ケーブル使用）、（ｂ）は本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのモジュール同士の接続、端末処理を説明する図（正負２芯ケーブル使用した変形例）。
【図１２】従来の太陽電池モジュールのモジュール同士の接続、端末処理を説明する図。
【符号の説明】
【００６６】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…太陽電池モジュール、
２０…基板、
２１…正極、
２２…負極、
２３，２４，３６…端子箱、
２５，２９，３２，３７，３８，３２ｂ，２９ｃ，３２ｃ…モジュール内配線、
２６…逆流防止ダイオード、
３９…結線部
２７，２８，３０，３１，３３，２８ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３３ｂ…端子箱内配線、
３ａ〜３ｇ，Ｇ１〜Ｇ６，Ｇ１〜Ｇ２９…電池グループ、
４，４ａ〜４ｇ…延長ケーブル、
４１，４２…出力取り出しケーブル（延長ケーブル）、
５…接続部、
５１…正極ケーブル、
５２…負極ケーブル、
５３，５４，５６ａ，５６ｂ，５６Ａ，５７ａ，５７ｂ，５７Ａ…コネクタ、
５５…正負極２芯ケーブル、
５６ｃ，５６ｄ…ピン、
５７ｃ，５７ｄ…ソケット、
５９…絶縁キャップ、
６…接続箱、
７，７ａ〜７ｎ…繋ぎ込み部（結線部）、
８…パワーコンディショナ、
９…屋根面の有効利用が制限される部分、
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…太陽光発電システム。
【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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【図１２】
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