(57)【要約】  光起電力（ＰＶ）モジュールは、ＰＶ積層物と、積層物の周囲に結合されるフレームと、積層物の複数のＰＶ電池および複数の導体間の電気的接続のためのハウジングを含む接続箱と、フレームに結合される電子機器筐体とを含むことができる。実施形態では、電子機器筐体は、複数の導体と別の光起電力モジュールとに電気的に結合されている電子回路を含むことができる。
2018518934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力積層物と、
前記光起電力積層物の周囲に結合されるフレームと、
前記光起電力積層物に結合される接続箱であって、前記光起電力積層物の複数の太陽電池と複数の導体との間の電気的接続のためのハウジングを含む、前記接続箱と、
前記フレームに結合される電子機器筐体であって、電子回路を含み、前記電子回路が前記複数の導体および別の光起電力モジュールに電気的に結合される、前記電子機器筐体と
を備える光起電力モジュール。
【請求項２】
前記複数の導体は、前記接続箱に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、前記ケーブルは、前記電子機器筐体に差し込まれるように構成されたプラグを含む、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項３】
前記接続箱および前記ケーブルは、単一の射出成形部品の一部である、請求項２に記載の光起電力モジュール。
【請求項４】
前記複数の導体は、前記電子機器筐体に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、前記ケーブルは、前記接続箱のレセプタクルに差し込むように構成されたプラグを含む、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項５】
前記複数の導体は両端にプラグを有するケーブル内に収容され、一方のプラグは前記接続箱に差し込むように構成され、他方のプラグは前記電子機器筐体に差し込むように構成されている、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項６】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールからの直流（ＤＣ）を交流（ＡＣ）に変換するように構成されている、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項７】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールからの電圧出力の少なくとも一部を除去するように構成されている、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項８】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールに逆バイアス保護を提供するように構成されている１または複数のバイパスダイオードを含む、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項９】
前記電子回路が、他の光起電力モジュールの接続箱に直接結合される別のケーブルを介して別の光起電力モジュールに電気的に結合される、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項１０】
前記電子機器筐体が、前記フレームに接地されている、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項１１】
前記電子機器筐体が、前記光起電力積層物の下に位置する前記フレームのスナップ嵌めレセプタクルを介して前記フレームに結合される、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項１２】
光起電力モジュールの組立方法であって、
前記光起電力モジュールの光起電力電池の第１のストリングからの電流を受け取るように構成された第１のバスバーを、前記光起電力モジュールのバックシートに結合される接続箱の第１の導電性レールに結合する段階と、
前記光起電力モジュールの光起電力電池の第２のストリングからの電流を受け取るように構成された第２のバスバーを、前記接続箱の第２の導電性レールに結合する段階と、
前記接続箱を密封する段階と
を備え、
前記接続箱の１または複数のケーブルが、前記第１および第２の導電性レールと、前記光起電力モジュールのフレームに装着可能な電子機器モジュールとに結合されるように構成されている、方法。
【請求項１３】
前記第１のバスバーを前記第１の導電性レールに結合する段階は、前記第１のバスバーを前記接続箱内に配置された前記第１の導電性レールに溶接する、はんだ付けする、またはばね締め付けする段階を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記１または複数のケーブルが単一のケーブルであって、
前記接続箱の前記単一のケーブルを前記電子機器モジュールの入力部に結合する段階と、
前記電子機器モジュールを前記フレームに装着する段階と
をさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記電子機器モジュールを前記フレームに装着する段階は、前記電子機器モジュールを前記フレームにねじ止めするまたはボルト止めする段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数の太陽電池と、
単一の出力ケーブルと複数の導電性ポストとを有する接続箱と、
前記複数のポストを介して前記複数の太陽電池を前記出力ケーブルに結合する複数のリボンと
を備え、
前記単一の出力ケーブルは、光起電力モジュールのフレームに装着可能な電子機器モジュールに結合するように構成されている、
光起電力モジュール。
【請求項１７】
前記フレームに結合される前記電子機器モジュールと、前記電子機器モジュールの入力部に結合される前記単一の出力ケーブルとをさらに備える、請求項１６に記載の光起電力モジュール。
【請求項１８】
前記電子機器モジュールが現場で交換可能である、請求項１７に記載の光起電力モジュール。
【請求項１９】
前記電子機器モジュールは、異なるタイプの電子機器モジュールに現場で交換可能である、請求項１８に記載の光起電力モジュール。
【請求項２０】
前記電子機器モジュール内の電子回路が、前記フレームに接地されている、請求項１７に記載の光起電力モジュール。
【請求項２１】
前記電子機器モジュールは、前記光起電力積層物の下に位置する前記フレームのスナップ嵌めレセプタクルを介して前記フレームに結合されている、請求項１７に記載の光起電力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
太陽電池として一般的に知られている光起電力（ＰＶ）電池は、太陽光を電気エネルギーに変換するための装置である。一般に、太陽電池の基板の表面に衝突して太陽電池の基板に入る太陽光は、基板のバルクに電子と正孔の対を作り出す。電子と正孔の対は、基板内のｐドープ領域およびｎドープ領域に移動し、それによってドープ領域間に電圧差が生じる。ドープ領域は、太陽電池上の導電性領域に接続され、電池から外部回路に電流を導く。ＰＶ電池をＰＶモジュールなどのアレイ内で組み合わせると、すべてのＰＶ電池から集められた電気エネルギーを直列および並列の配列で組み合わせて、特定の電圧および電流で電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】いくつかの実施形態による、バックシート無しの例示的な光起電力（ＰＶ）モジュールを示す。
【０００３】
【図２】いくつかの実施形態による、バックシート有りの例示的な光起電力（ＰＶ）モジュールを示す。
【０００４】
【図３】いくつかの実施形態による、汎用積層物を有する例示的なＰＶモジュールを示す。
【０００５】
【図４】いくつかの実施形態による、汎用積層物用の接続箱の接続の一例を断面図で示す。
【０００６】
【図５】いくつかの実施形態による、汎用積層物用の接続箱の接続の一例を上面図で示す。
【０００７】
【図６】いくつかの実施形態による、例示的な電子機器筐体および関連するコンポーネントを示す。
【０００８】
【図７】いくつかの実施形態による、ＰＶモジュールの側断面図を示す。
【０００９】
【図８】いくつかの実施形態による、ＰＶモジュールの例示的な作製方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の発明を実施するための形態は、本質的に単なる例示であり、本願の主題の実施形態またはこのような実施形態の使用を限定するものではない。本明細書で使用する場合、「例示的」という用語は、「一例、事例または例示として役立つこと」を意味する。本明細書で例示的であるとして説明されるいかなる実装形態は、必ずしも他の実装形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、上記の技術分野、背景技術、発明の概要または以下の発明を実施するための形態に提示される、明示または暗示されている理論に拘束されることは意図していない。
【００１１】
本明細書は、「一実施形態」または「ある実施形態」への言及を含む。「一実施形態では」または「ある実施形態では」というフレーズの出現は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。特定の機構、構造または特性は、本開示に矛盾しない任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００１２】
用語以下の段落は、本開示（添付の特許請求の範囲を含む）に見られる用語の定義および／またはコンテキストを提供する。
【００１３】
「備える」。この用語はオープンエンド型である。添付の特許請求の範囲で使用されるように、この用語は追加の構造または段階を排除するものではない。
【００１４】
「ように構成される」。様々なユニットまたはコンポーネントは、１つまたは複数のタスクを実行する「ように構成される」と記載または主張されている場合がある。このようなコンテキストでは、「ように構成される」は、ユニット／コンポーネントが動作中にそれら１つまたは複数のタスクを実行する構造を含むことを示すことによって構造を含意するために使用される。このように、ユニット／コンポーネントは、指定のユニット／コンポーネントが現在動作していない（例えば、オン／アクティブでない）ときでも、タスクを実行するように構成されていると言える。ユニット／回路／コンポーネントが１または複数のタスクを実行する「ように構成され」ていることを列挙することは、そのユニット／コンポーネントについて米国特許法第１１２条第６項が適用されないことを、明示的に意図するものである。
【００１５】
「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用する場合、これらの用語は、それらが先行する名詞のためのラベルとして使用され、何らかのタイプの順序付け（例えば、空間的、時間的、論理的など）を暗示するものではない。例えば、「第１の」導体への言及は、必ずしもこの導体が順序内の導体であることを意味するものではなく、この導体を別の導体（例えば、「第２の」導体）と区別するために、用語「第１の」が使用される。
【００１６】
「に基づく」本明細書で使用する場合、この用語は、決定に影響を及ぼす１または複数の要因を説明するために使用される。この用語は、決定に影響を及ぼす可能性のある追加要因を排除するものではない。すなわち、決定は、これらの要因にのみ基づいてもよいし、少なくとも部分的にこれらの要因に基づいてもよい。「Ｂに基づいてＡを決定する」というフレーズを考えてみる。ＢはＡの決定に影響を及ぼす要因であり得るが、このようなフレーズは、Ａの決定がＣにも基づいていることを排除するものではない。他の例では、ＡはＢのみに基づいて決定されてもよい。
【００１７】
「結合される」−以下の説明は、共に「結合される」要素またはノードまたは機構を指す。本明細書で使用する場合、特に明記しない限り、「結合される」とは、ある要素／ノード／機構が必ずしも機械的にではなく別の要素／ノード／機構と直接的または間接的に連結する（あるいは直接的または間接的に通信する）ことを意味する。
【００１８】
「抑制する」−本明細書で使用する場合、抑制するは、低減または最小化された効果を説明するために使用される。コンポーネントまたは機構がアクション、動きまたは条件を抑制すると説明されている場合、結果または帰結または将来の状態をことごとく完全に防止する可能性がある。さらに、「抑制する」は、そうでなければ起こり得る帰結、性能および／または効果の低減または低下を意味することもできる。したがって、コンポーネント、要素または機構が結果または状態を抑制すると言う場合、必ずしも結果または状態を完全に防止または排除するものではない。
【００１９】
加えて、特定の用語は、以下の説明において参照のみの目的で使用されてもよく、したがって限定することを意図していない。例えば、「上方」、「下方」、「上部」および「下部」などの用語は、参照がなされる図面の方向を指す。「前部」、「後部」、「背部」、「側部」、「外側」および「内側」などの用語は、議論されているコンポーネントを説明しているテキストおよび関連する図面を参照することによって明確になる、一貫しているが任意の基準フレーム内のコンポーネントの部分の方向および／または位置を説明する。このような用語には、上記に具体的に言及された単語、その派生語および同様の趣旨の単語が含まれ得る。
【００２０】
以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の動作など多数の特定の詳細が説明される。当業者には、本開示の実施形態がこれらの特定の詳細なしに実行され得ることは明らかであろう。他の例では、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知の技術は詳細には説明されていない。
【００２１】
ＰＶモジュールは４０年以上の寿命を有し得るが、電子機器はその寿命が証明されていない。寿命の不一致に加えて、電子機器はパネルよりも速く進化する。したがって、モジュールの寿命の間に通信またはその他の要件が変わる可能性があり、そうでなければ設置された電子機器が時代遅れになる。開示される実施形態は、電子機器が迅速かつ容易に現場で交換可能であるようなプラグアンドプレイであるモジュールレベルの電子機器ソリューションを提供することができ、長寿命のＰＶモジュールにその寿命にわたって最新の電子機器を提供することができる。
【００２２】
ここで図１を参照すると、開示される汎用積層物機構を含むことができる例示的なＰＶモジュールが示されている。ＰＶモジュールは、通常の動作中に太陽に面する前面と、前面の反対側の背面とを有することができる。ＰＶモジュールは、フレームと、複数のＰＶ電池を含むＰＶ積層物とを含むことができる。ＰＶ積層物は、ＰＶ電池を包囲し包み込む１または複数の封入層を含むことができる。カバー（例えば、ガラスまたは何らかの他の透明または実質的に透明な材料）を封入層に積層することができる。積層物は、積層物の最背面層であるバックシートを有し、その他の積層物を保護する耐候性かつ電気絶縁性の層を提供することができる。バックシートは、ポリマーシートであってもよく、積層物の封入層に積層することができるか、または封入層の１つと一体化することができる。
【００２３】
図１は、ＰＶモジュール１００の背面を示す。ＰＶモジュール１００は、ＰＶ電池、バスバーおよびコネクタの図示を容易にするためにバックシートなしで図１に示されている。
【００２４】
図示のように、ＰＶモジュール１００は、多数のＰＶ電池１０２を含むことができる。ＰＶモジュール１００は４８個のＰＶ電池１０２のアレイを示しているが、他のＰＶモジュールは３６個の電池、７２個の電池、９６個の電池、１２８個の電池などの他の数のＰＶ電池を含む。さらに、詳細には示されていないが、６列のＰＶ電池１０２は、所与の列内の隣接するＰＶ電池１０２が列内の１または複数の他の隣接するＰＶ電池１０２に直列に接続されるように相互接続することができる。図示のように、ＰＶ電池の２列のグループを、電池接続部品１０４によって直列に接続することができる。電池の各列／ストリングの一端において、バスバー１０６は、電池のストリングを（例えば、図３〜図５に示すように）接続箱に電気的に結合することができる。
【００２５】
ここで図２を参照すると、ＰＶモジュール２００の背面が示されている。ＰＶモジュール２００は、ＰＶモジュール１００と同様または同一であるが、ＰＶ電池およびバスバーの大部分を覆うバックシート２０２と共に示されている。バスバー２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃおよび２０８ｄの部分は、バスバーが接続箱にアクセスして結合できるように、２０６でバックシートを貫通するように示されている。また、ＰＶ積層物の周囲に結合されるフレーム２０４も示されている。フレーム２０４は、他の目的の中でも、機械的統合、接地、装着（例えば、本明細書で説明するようなコンポーネントの装着、構造体へのモジュールの装着）に使用することができる。なお、図１および図２の例は各々が太陽電池のストリングに結合される４つのバスバーを示しているが、他の実施形態では、より少ないまたはより多いバスバーを使用できる。
【００２６】
１つの具体例として、１つの構成では、６０Ｖモジュールの場合、リボンとも呼ばれる４つのバスバーは０Ｖ、１５Ｖ、４５Ｖおよび６０Ｖにそれぞれ対応することができる。パネルが共に直列につながれている場合、電圧はかなり高い（例えば、１５００Ｖまで）ことがある。直流（ＤＣ）用途では、０Ｖおよび６０Ｖのリボンを（−）および（＋）のリボンに接続して、パネルを直列に接続することができる。交流（ＡＣ）用途では、０Ｖおよび６０Ｖのリボンをマイクロインバータユニットの（−）と（＋）の入力部に接続することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、リボン／バスバーを介して積層物から接続箱に中点電圧（例えば、上記の例では３０Ｖ）を配線することもできる。したがって、別の例では、３つのバスバーの実施形態は０Ｖ、３０Ｖおよび６０Ｖに対応し得る。あるいは、５つのバスバーの実施形態は０Ｖ、１５Ｖ、３０Ｖ、４５Ｖおよび６０Ｖに対応し得る。
【００２８】
別の例では、モジュールは、例えば６００Ｖの高電力モジュールであることができる。このような例では、バスバーは、特定の用途に応じて、他の例の中でも０Ｖ、３００Ｖ、６００Ｖを含むことができる。
【００２９】
一実施形態では、汎用積層物の最大の柔軟性を可能にするために、ＰＶ電池の各サブストリングを積層物から接続箱に独立して配線することができる。４つのサブストリング、９６電池モジュールの例では、８つのリボンを積層物から配線することができる。他の例も存在する。
【００３０】
以下でより詳細に説明するように、ＰＶモジュールと共に設置される特定の電子機器モジュールは、すべての導体を使用するか、または使用しないことができる。例えば、特定の電子機器モジュールが８つの導体のうちの４つだけを必要とする場合、接続箱と電子機器モジュールとの間のケーブルおよびコネクタ／プラグインターフェースは、それらの４つの導体のみを電子機器モジュールに結合することができる（例えば、他の４つの導体はプラグ内で単純に終端し電子機器モジュール内で電気的に結合されていない）。別の例として、サブストリングの特定の組み合わせ（例えば、サブストリングの並列接続）が必要である場合、このような組み合わせは、接続箱を電子機器モジュールに接続するケーブル内、ケーブルと電子機器モジュールまたは接続箱との間のアダプタ内、または電子機器モジュール自体の内部で行うことができる。このような柔軟性を提供する、積層物から接続箱までのバスバー／リボンの構成を選択することは、積層物および接続箱に汎用性があって多様な電子機器で作動し、また将来の電子機器モジュールとも互換性を有し得ることを保証する助けとなり得る。
【００３１】
ここで図３を参照すると、多様な異なるモジュールレベルの電子機器と互換性があるような汎用積層物を有する例示的なＰＶモジュールが示されている。一実施形態では、接続箱３１０は、（図示のような）積層物のバックシート３０２またはＰＶモジュール３００のフレーム３０４に恒久的かつ機械的に結合することができる。接続箱上にはカバーが図示され、それによりバスバーと、導電性レールおよび導体との間の電気的接続は図３の視界から隠されている。一般的なＰＶ用途では、接続箱には、ＰＶモジュールを過熱から保護するバイパスダイオードが含まれている。しかし、場合によっては、上述したように、バイパスダイオードを含む電子機器の代わりに他のモジュール電子機器を使用することもできる。さらに、開示される実施形態によれば、モジュール作製施設では、太陽電池と複数の導体との間の電気的接続のためのハウジングを含む単純な接続箱であるように汎用積層物を作ることによって、製造効率を得ることができる。
【００３２】
したがって、ＰＶモジュールは、多種の電子機器（例えば、マイクロインバータ、ＤＣオプティマイザ、電圧クリッピング装置、監視電子機器）でプラグアンドプレイするように構成されるよう製造することができる。製造効率を達成できるだけでなく、さらに下流の電子機器モジュールのモジュールタイプの決定も可能にすることができる。例えば、ＰＶモジュールは、他の例の中でも、電圧クリッピング電子機器、マイクロインバータ電子機器で使用することができ、このような電子機器が結線で接続されていない、またはモジュールに恒久的に取り付けられていないという意味で汎用性があってもよい。いくつかの実施形態では、電子機器筐体は現場で設置することもでき、現場で（例えば手工具で）交換可能であるか、または異なるタイプの電子機器もしくは同じタイプの電子機器のための最新のハードウェアに取り替えることができる。
【００３３】
様々な実施形態において、接続箱３１０は、積層物のバスバーと、接続箱の導電性ポストまたはレールとの間の電気的接続のためのハウジングを含むことができ、次いでハウジングは図３に示す単一のケーブル３１２などの１または複数のケーブルハウジング導体に結合することができる。いくつかの実施形態では、ケーブル３１２は、接続箱に差し込まれるのとは対照的に、接続箱に機械的に取り付けることができる。１つの特定の例では、ケーブル３１２および接続箱３１０は、単一の射出成形部品の一部として形成することができる。他の実施形態では、接続箱３１０は、ケーブル３１２を接続箱３１０に差し込むことができるように、雌レセプタクルを含むことができる。
【００３４】
図４は、軸Ａ‐Ａに沿った例示的な接続箱３１０の断面図を示す。図示した接続箱は、複数の導電性ポスト４３０を含み、各ポスト４３０は、示されるようにバスバー２０８ａなどのそれぞれのバスバーに電気的に結合することができる。また示されるように、接続箱３１０は、電気接続部を覆い、かつ水分の浸入を抑制するための筐体として機能することができる蓋３１１を含んでいてもよい。
【００３５】
図５は、蓋３１１のないＰＶモジュールを背面から見たときの例示的な接続箱３１０の図を示す。図示のように、接続箱３１０はレール５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄなどの多数のレールを含むことができ、これらのレールは、バスバー２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄを介してＰＶ電池とケーブル３１２との間に導電路を提供するように構成されている。図示した例では、バスバーからレールへの結合は、バスバーをレールの導電性ポスト４３０と接触させて固定するためにねじを締めることによって完了する。他の実施形態では、はんだ付け、溶接、ばね締め付け、他のタイプの締め付け、機械的ファスナなど、他の結合技術を使用してもよい。
【００３６】
図示の実施形態では、第１のレール（例えばレール５１０ａ）がバスバーの１つ（例えば２０８ａ）に結合され、第２のレール（例えばレール５１０ｂ）が別のバスバー（例えば２０８ｂ）に結合され、他のレールも同様に結合される。図示した例は、４心ケーブルに結合される４つのバスバーを示しているが、他の実施形態では、１：１以外の比を使用することもできる。さらに、上述したように、いくつかの実施形態では、より多いもしくはより少ないバスバーおよび／またはケーブル内のより多いもしくはより少ない導体を使用することができる。
【００３７】
図３に戻ると、ケーブル３１２はプラグ３１４を含むことができ、プラグはコネクタという用語と互換的に使用されてもよく、一端が電子機器筐体３２０に差し込まれる。この構成では、一端が単一のプラグ、他端が形成されているアタッチメントとして示されているが、いくつかの実施形態では、ケーブル３１２は両端にプラグを含み、一端が接続箱に差し込まれるように構成され、他端が電子機器筐体に差し込まれるように構成されてもよい。あるいは、一実施形態では、ケーブル３１２は、例えば電子機器筐体３２０を伴う単一の射出成形部品の一部として形成される電子機器筐体に機械的に取り付けられてもよく、ケーブル３１２は、接続箱３１０に差し込むために使用するプラグを含んでもよい。したがって、様々な実施形態において、接続箱３１０と電子機器筐体３２０とを電気的に結合するために使用されるケーブル３１２は、プラグを有さず、接続箱および電子機器筐体の両方の導電性ポストに直接結合されてもよく、またはケーブル３１２は、上記のように１または複数のプラグを有していてもよい。さらに、いくつかの例では、単一の接続箱を複数の電子機器筐体に（同一のＰＶモジュール上において、または複数のＰＶモジュールにわたってにかかわらず）接続してもよく、または単一の電子機器筐体を複数のＰＶモジュールにわたって複数の接続箱に接続してもよい。このような例では、プラグの数において任意のバリエーションを使用してもよい。
【００３８】
様々な実施形態において、電子機器筐体３２０は、電子回路を含むことができ、電子回路はケーブル３１２の導体に結合されている。図６は、電子機器筐体３２０の例示的な図を示す。示されるように、電子機器筐体３２０は、電子回路６５０を含むことができる。電子機器筐体、電子回路および関連するコンポーネントは、集合的に電子機器モジュールまたは装置と呼ぶことができる。電子回路６５０は、ＰＶモジュールからの直流（ＤＣ）を他の例の中でも交流（ＡＣ）、電圧クリッピング回路、バイパス回路（例えば、ＰＶモジュールに逆バイアス保護を提供するように構成される１または複数のバイパスダイオード）、ＤＣ‐ＤＣコンバータ回路、ＤＣ‐ＤＣオプティマイザ回路、差動電力処理（ＤＰＰ）回路、および／または監視回路に変換するように構成されるマイクロインバータ回路を含むことができる。さらに、場合によっては、電子回路６５０は、上記例示の回路の複数の事例を含むことができる。例えば、一実施形態では、電子機器筐体３２０は、電子回路６５０として複数のＤＣ‐ＤＣコンバータを含むことができる。
【００３９】
本明細書で使用する場合、電圧クリッピング回路は、回路がＰＶモジュールからの電圧出力の少なくとも一部を除去するように構成される電圧制限装置であってもよい。一実施形態では、電圧クリッピング回路は、例えば１または複数のスイッチの構成に基づいて、それぞれのセルストリングの出力がＰＶモジュールの出力に含まれるか、または除外されるように、１または複数のセルストリングにまたがって設けられた並列電流経路を含むことができる。並列電流経路は、セルストリングの出力における総インピーダンスを低下させるように構成することができ、ＰＶモジュールの発生電圧を低下させることができる。実施形態では、同様の効果を達成するために、ＰＶモジュール全体、複数の電池、複数のストリング、または複数のモジュールにわたって並列電流経路を設けてもよい。
【００４０】
図６にも示されているように、電子機器筐体は、ケーブル３１２のプラグ３１４を受け入れることができる雌レセプタクルなどの、レセプタクル６４０を含むことができる。図６は、電子回路６５０に結合される４つの導体を示しているが、記載されているように、他の実施形態では他の数の導体を使用することができる。なお、同様に、接続箱は、ケーブルが接続箱に機械的に取り付けられていない場合には、ケーブル３１２のプラグを受け入れるための雌レセプタクルを含むことができる。
【００４１】
積層物および接続箱の構成は汎用性があり、多様な異なる電子機器筐体および関連する回路と共に使用することができるため、いくつかの実施形態では、ケーブル３１２は、特定の電子回路によって実際に必要とされる導体の数において柔軟に設計することができる。例えば、あるタイプの電子回路は積層物からの３つの導体のみを使用すればよく、別のタイプは５つの導体を使用する必要があり得る以下の例を考えてみる。したがって、一実施形態では、バスバー、接続箱、およびケーブルは、電子機器が必要とし得る最大数の導体、この例では５つの導体を収容するように設計することができるが、これらの電子回路がいずれも同じバスバー、接続箱、およびケーブル構成で作動し得、３つの導体のみを必要とする電子機器を可能にするように構成される。余分な導体は使用されなくてよく（例えば、電子機器筐体に差し込まれているが、何にも接続されていない）、または必要であれば（例えば、筐体内で、プラグアダプタ部品を用いて筐体外で）一緒にジャンパ接続されてもよい。
【００４２】
図３および図６を再び参照すると、様々な実施形態において、電子機器筐体３２０は、ケーブル３２２および／またはケーブル６４２などの１または複数の他のケーブルに結合することもでき、これは場合によってはプラグ／コネクタ３２４および／または６４４をそれぞれ含んでよい。ケーブル３２２および／または６４２を使用して、電子機器筐体３２０を、別のＰＶモジュールの電子機器筐体または接続箱、あるいはコンバイナボックス、インバータなどのＰＶシステムの何らかの他のコンポーネントに結合することができる。ケーブルごとのプラグの数に関する上記の説明と同様に、ケーブル３２２および／または６４２は、単一の射出成形部品の一部として電子機器筐体３２０と共に形成することができるか、または電子機器筐体３２０に単純に差し込むことができる。
【００４３】
様々な実施形態において、接続箱および／または電子機器筐体のプラグおよびレセプタクルは、安全な電気的接続のために所定位置にロックされ、水分および／または汚れの浸入を抑制するように構成することができる。
【００４４】
様々な実施形態において、電子機器筐体は、電子機器筐体がモジュール製造施設の外部で比較的容易かつ確実に交換可能であるように、現場で交換可能であり得る。これは、接続箱の典型例のように、電子機器筐体がシリコンゴムなどのシーラントを用いてバックシートに恒久的に取り付けられていて、積層物を損傷（例えば、バックシートを損傷）させることなく現場で容易または確実に取り外しおよび交換することができないシナリオとは対照的である。現場での交換能力は、故障した電子機器の交換または電子機器の部品交換を可能にするが、電子機器を容易に交換できない場合、電子機器を現場で修理する必要があり、または可能であればＰＶモジュール全体を製造施設に戻してサービスを行うという費用のかさむシナリオとなる。図７は、電子機器筐体がフレームに取り外し可能に結合され、現場で交換可能であるように、電子機器筐体をＰＶモジュールのフレームに取り付けるような一例を図示する。
【００４５】
図７は、いくつかの実施形態による、ＰＶモジュール７００の側断面図である。本明細書で説明するように、フレーム７０４は、ＰＶモジュール７００の周囲に配置することができ、ＰＶ積層物７１０を支持することができる。図７に示すように、電子機器筐体３２０は、積層物７１０の下に配置され、フレーム７０４に結合され得る。
【００４６】
図示のように、電子機器筐体３２０は、装着凹部７２０によってフレーム７０４に取り付けることができる。図７に示すように、装着凹部は、装着凹部の両側から延出する第１の突起７２２および第２の突起７２４を含むことができる。第１および第２の突起は、多様なサイズの電子機器筐体を収容するように間隔が空いていてもよいが、突起と電子機器筐体とを緊密に係合（例えば、スナップ嵌め）できる。
【００４７】
さらに、突起を有する凹みとして説明されているが、他の実施形態では、フレームは、電子機器筐体を結合することができるか、またはブラケットまたはクリップを取り付けて電子機器筐体に結合するために使用することができる、１または複数のスロットまたは穴を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、本明細書で説明するように、フレームは、ねじまたは他のファスナを使用して電子機器筐体をフレームに結合することができる穴を含むことができる。
【００４８】
電子機器筐体は、ＰＶモジュールのフレームに結合されているものとして本願の大部分を通して説明されているが、いくつかの実施形態では、電子機器筐体は、ＰＶシステム全体のバランスオブシステム（「ＢＯＳ」）コンポーネントに結合されてもよい。一例として、ＰＶモジュール自体は、フレームのないガラス／ガラスモジュールである場合があり、したがって、電子機器筐体を結合するフレームを有していない可能性がある。このような例では、電子機器筐体を、他の例の中でも、インバータ、ラッキングコンポーネント、コンバイナボックスに結合することができる。
【００４９】
ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態による、ＰＶモジュール組立方法を図示するフローチャートが示されている。様々な実施形態において、図８の方法は、図示されたものよりも多くの（またはより少ない）ブロックを含んでもよい。
【００５０】
８０２に示すように、光起電力モジュールの光起電力電池の第１のストリングから電流を受け取るように構成される第１のバスバーを、光起電力モジュールのバックシートに結合される接続箱の第１の導電性レールに結合することができる。そして、８０４に示すように、光起電力モジュールの光起電力電池の第２のストリングから電流を受け取るように構成される第２のバスバーを、接続箱の第２の導電性レールに結合することができる。様々な実施形態において、バスバーを導電性レールに結合する段階は、バスバーをそれぞれの導電性レールに溶接する、はんだ付けする、または締め付け（例えば、ばね締め付け）する段階を含むことができる。
【００５１】
なお、様々な実施形態において異なる数量のバスバー、導電性ポストおよび導体を使用することができる。例えば、多くの実施例では終始、４つのバスバーを使用するＰＶモジュールが説明されている。他の実施形態では、他の数量のバスバーおよび対応する導電性レールを使用することができる。したがって、３つ以上のバスバーおよび導電性レールが使用される場合、ＰＶモジュールの組立方法にはこれらの追加のバスバーを追加の導電性レールに結合する段階を含むことができる。
【００５２】
８０６で、接続箱を密封することができる。例えば、接続箱は、水分および／または汚れの侵入を抑制するために、埋め込むかまたは他の方法で密封することができる。
【００５３】
様々な実施形態において、接続箱の１または複数のケーブルは、複数の導体の周りに絶縁シースを提供することができ、接続箱の導電性レールと光起電力モジュールのフレームに装着可能な電子機器モジュールとに結合するように構成することができる。
【００５４】
一実施形態では、単一のケーブルを使用して接続箱から電子機器モジュールへ複数の導体を包むことができる。あるいは、他の実施形態では、複数のケーブルを使用して、複数の導体を包むことができる。
【００５５】
８０８に示すように、電子機器モジュール内部の電子回路に電気的接続をもたらすよう、単一または複数のケーブルを電子機器モジュールの入力部に結合し得る。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ブロック８１０に示し、また図３および図７に図示するように、電子機器モジュールをフレームに装着することができる。一例として、電子機器モジュールをブラケット、装着レセプタクルまたは他の取り付け具に配置して、電子機器モジュールをフレームにしっかりと取り付け（例えば、スナップ嵌め）してもよい。別の例として、電子機器モジュールはフレームにねじ止めまたはボルト止めしてもよい。
【００５７】
一実施形態では、電子機器モジュールをフレームに電気的に接合することができる。一具体例として、電子機器モジュールをフレームに接地することができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、ブロック８１０で電子機器モジュールを装着する段階を、８０８で１つまたは複数のケーブルを電子機器モジュールに結合する前に実行してもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、電子機器モジュールおよび筐体は、同様の方法で作製することができる。例えば、電子回路内の導電性リードを、電子機器筐体の一体化された部分として作製された１または複数のケーブルの導体に電気的に結合してもよく、または、プラグを有するケーブルが電子機器筐体に差し込まれ電気的連続性を確立するように、電子回路内の導電性リードを電子機器筐体のレセプタクルの導電性ピンに電気的に結合してもよい。
【００６０】
開示される実施形態は、全体を通して説明したように多くの利点を提供することができる。例えば、多様な電子機器とのインターフェースが可能な汎用積層物を提供することにより、電子機器をプラグアンドプレイにすることができ、ＰＶモジュールの寿命を効果的に延ばすために現場で交換することさえできる。さらに、最小限の接続箱を設け、フレームに電子機器を取り付けることにより、時間の経過とともにバックシートを弱体化させ得る、バックシートにかかる重量と応力を最小限に抑えることができる。さらに、積層物の密度の高い出荷が可能になり得るだけでなく、多くの異なるタイプのモジュールのためにプロセスを繰り返す必要がないため、生産計画とロジスティクスを簡素化できる。それどころか、積層物およびモジュール作製プロセスは、電子機器を差し込んでフレームに取り付ける時点まで同じにすることができる。
【００６１】
以上、特定の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、特定の特徴に関して単一の実施形態のみが記載されている場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示において提供される特徴の例は、明記しない限り、限定的ではなく例示的であることが意図されている。上記の説明は、本開示の恩恵を受ける当業者に明らかであるような代替物、改変物および等価物を包含することを意図している。
【００６２】
本開示の範囲は、本明細書に記載された問題のいずれかまたはすべてを緩和するか否かにかかわらず、本明細書に（明示的または暗示的に）開示される任意の特徴もしくは特徴の組合せまたはその任意の一般化を含む。したがって、このような任意の特徴の組み合わせに対して、本願（またはそれに優先権を主張する出願）の出願手続き中に新しい請求項を策定することができる。特に、添付の特許請求の範囲を参照して、従属請求項の特徴を独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項の特徴を任意の適切な方法で、添付の特許請求の範囲に列挙された特定の組み合わせだけではなく組み合わせることができる。
【図１】
2018518934.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月20日(2018.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力積層物と、
前記光起電力積層物の周囲に結合されるフレームと、
前記光起電力積層物に結合される接続箱であって、前記光起電力積層物の複数の太陽電池と複数の導体との間の電気的接続のためのハウジングを含む、前記接続箱と、
前記フレームに結合される電子機器筐体であって、電子回路を含み、前記電子回路が前記複数の導体および別の光起電力モジュールに電気的に結合される、前記電子機器筐体と
を備える光起電力モジュール。
【請求項２】
前記複数の導体は、前記接続箱に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、前記ケーブルは、前記電子機器筐体に差し込まれるプラグを含む、請求項１に記載の光起電力モジュール。
【請求項３】
前記接続箱および前記ケーブルは、単一の射出成形部品の一部である、請求項２に記載の光起電力モジュール。
【請求項４】
前記複数の導体は、前記電子機器筐体に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、前記ケーブルは、前記接続箱のレセプタクルに差し込むプラグを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項５】
前記複数の導体は両端にプラグを有するケーブル内に収容され、一方のプラグは前記接続箱に差し込まれ、他方のプラグは前記電子機器筐体に差し込まれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項６】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールからの直流（ＤＣ）を交流（ＡＣ）に変換する、請求項１から５のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項７】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールからの電圧出力の少なくとも一部を除去する、請求項１から６のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項８】
前記電子回路は、前記光起電力モジュールに逆バイアス保護を提供する１または複数のバイパスダイオードを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項９】
前記電子回路が、他の光起電力モジュールの接続箱に直接結合される別のケーブルを介して別の光起電力モジュールに電気的に結合される、請求項１から８のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項１０】
前記電子機器筐体が、前記フレームに接地されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【請求項１１】
前記電子機器筐体が、前記光起電力積層物の下に位置する前記フレームのスナップ嵌めレセプタクルを介して前記フレームに結合される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
本開示の範囲は、本明細書に記載された問題のいずれかまたはすべてを緩和するか否かにかかわらず、本明細書に（明示的または暗示的に）開示される任意の特徴もしくは特徴の組合せまたはその任意の一般化を含む。したがって、このような任意の特徴の組み合わせに対して、本願（またはそれに優先権を主張する出願）の出願手続き中に新しい請求項を策定することができる。特に、添付の特許請求の範囲を参照して、従属請求項の特徴を独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項の特徴を任意の適切な方法で、添付の特許請求の範囲に列挙された特定の組み合わせだけではなく組み合わせることができる。
（項目１）
光起電力積層物と、
上記光起電力積層物の周囲に結合されるフレームと、
上記光起電力積層物に結合される接続箱であって、上記光起電力積層物の複数の太陽電池と複数の導体との間の電気的接続のためのハウジングを含む、上記接続箱と、
上記フレームに結合される電子機器筐体であって、電子回路を含み、上記電子回路が上記複数の導体および別の光起電力モジュールに電気的に結合される、上記電子機器筐体と
を備える光起電力モジュール。
（項目２）
上記複数の導体は、上記接続箱に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、上記ケーブルは、上記電子機器筐体に差し込まれるように構成されたプラグを含む、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目３）
上記接続箱および上記ケーブルは、単一の射出成形部品の一部である、項目２に記載の光起電力モジュール。
（項目４）
上記複数の導体は、上記電子機器筐体に機械的に取り付けられるケーブル内に収容され、上記ケーブルは、上記接続箱のレセプタクルに差し込むように構成されたプラグを含む、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目５）
上記複数の導体は両端にプラグを有するケーブル内に収容され、一方のプラグは上記接続箱に差し込むように構成され、他方のプラグは上記電子機器筐体に差し込むように構成されている、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目６）
上記電子回路は、上記光起電力モジュールからの直流（ＤＣ）を交流（ＡＣ）に変換するように構成されている、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目７）
上記電子回路は、上記光起電力モジュールからの電圧出力の少なくとも一部を除去するように構成されている、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目８）
上記電子回路は、上記光起電力モジュールに逆バイアス保護を提供するように構成されている１または複数のバイパスダイオードを含む、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目９）
上記電子回路が、他の光起電力モジュールの接続箱に直接結合される別のケーブルを介して別の光起電力モジュールに電気的に結合される、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目１０）
上記電子機器筐体が、上記フレームに接地されている、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目１１）
上記電子機器筐体が、上記光起電力積層物の下に位置する上記フレームのスナップ嵌めレセプタクルを介して上記フレームに結合される、項目１に記載の光起電力モジュール。
（項目１２）
光起電力モジュールの組立方法であって、
上記光起電力モジュールの光起電力電池の第１のストリングからの電流を受け取るように構成された第１のバスバーを、上記光起電力モジュールのバックシートに結合される接続箱の第１の導電性レールに結合する段階と、
上記光起電力モジュールの光起電力電池の第２のストリングからの電流を受け取るように構成された第２のバスバーを、上記接続箱の第２の導電性レールに結合する段階と、
上記接続箱を密封する段階と
を備え、
上記接続箱の１または複数のケーブルが、上記第１および第２の導電性レールと、上記光起電力モジュールのフレームに装着可能な電子機器モジュールとに結合されるように構成されている、方法。
（項目１３）
上記第１のバスバーを上記第１の導電性レールに結合する段階は、上記第１のバスバーを上記接続箱内に配置された上記第１の導電性レールに溶接する、はんだ付けする、またはばね締め付けする段階を備える、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
上記１または複数のケーブルが単一のケーブルであって、
上記接続箱の上記単一のケーブルを上記電子機器モジュールの入力部に結合する段階と、
上記電子機器モジュールを上記フレームに装着する段階と
をさらに備える、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
上記電子機器モジュールを上記フレームに装着する段階は、上記電子機器モジュールを上記フレームにねじ止めするまたはボルト止めする段階を含む、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
複数の太陽電池と、
単一の出力ケーブルと複数の導電性ポストとを有する接続箱と、
上記複数のポストを介して上記複数の太陽電池を上記出力ケーブルに結合する複数のリボンと
を備え、
上記単一の出力ケーブルは、光起電力モジュールのフレームに装着可能な電子機器モジュールに結合するように構成されている、
光起電力モジュール。
（項目１７）
上記フレームに結合される上記電子機器モジュールと、上記電子機器モジュールの入力部に結合される上記単一の出力ケーブルとをさらに備える、項目１６に記載の光起電力モジュール。
（項目１８）
上記電子機器モジュールが現場で交換可能である、項目１７に記載の光起電力モジュール。
（項目１９）
上記電子機器モジュールは、異なるタイプの電子機器モジュールに現場で交換可能である、項目１８に記載の光起電力モジュール。
（項目２０）
上記電子機器モジュール内の電子回路が、上記フレームに接地されている、項目１７に記載の光起電力モジュール。
（項目２１）
上記電子機器モジュールは、上記光起電力積層物の下に位置する上記フレームのスナップ嵌めレセプタクルを介して上記フレームに結合されている、項目１７に記載の光起電力モジュール。
【国際調査報告】
2018518934.tif 000011
2018518934.tif 000012
2018518934.tif 000013