專利名稱：太陽能電池組件用端子盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在相互連接構(gòu)成將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件時使用的端子盒。
背景技術(shù)：
太陽光電池系統(tǒng)如圖14所示，在房屋的屋頂上配置太陽能電池板(太陽能電池組件)M，從該組件M經(jīng)由連接箱Q、變換器R、配電盤S，向各種電氣設(shè)備E供電。太陽能電池組件M以全部為同一面的方式配置，經(jīng)由端子盒B串聯(lián)或并聯(lián)連接。端子盒B維持密封材的水密性且粘接固定在組件M的背面。
該端子盒B以往如圖15所示，其構(gòu)成為在上面開口的盒主體1內(nèi)，并聯(lián)配置連接太陽能電池組件M的正電極a及負(fù)電極a的1對端子板2、2，在該端子板2、2之間設(shè)置逆流防止用(旁路)二極管3，同時在兩端子板2、2上分別連接有外部連接用電纜P(參照專利文獻(xiàn)1)。圖中6是蓋。
專利文獻(xiàn)1特開平11-26035號公報在該端子盒B中，現(xiàn)在，從太陽能電池組件M的性能提高、集電效率的方面考慮，還具有設(shè)置3個以上端子板2、連接多個太陽能電池組件M的方式(參照專利文獻(xiàn)2)。該端子盒B也在相鄰的各端子板2間設(shè)有逆流防止用二極管3。
專利文獻(xiàn)2特開2002-359389號公報隨著現(xiàn)今的太陽光電池系統(tǒng)的普及，其耐久性·可靠性成為問題，端子盒B也不例外。作為該端子盒B的耐久性·可靠性的要求，例如具有如下條件在75度的周圍溫度下，即使施加1小時的輸出電流的1.25倍的負(fù)荷，二極管3的溫度上升值也不會超過其結(jié)溫(保證使用溫度)。
為了滿足該條件，作為二極管3只要使用結(jié)溫高的二極管即可，但這種二極管價格卻很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，通過簡易的構(gòu)造且廉價地即可滿足上述二極管3的溫度上升值不超過其結(jié)溫的條件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明著眼于利用多個二極管負(fù)擔(dān)輸出電流的負(fù)荷，減小1個二極管所負(fù)擔(dān)的電流值，是在相鄰的各端子板間并聯(lián)設(shè)置多個二極管的結(jié)構(gòu)。
如果在多個并聯(lián)的二極管的電路中流過太陽能電池組件M的輸出電流I，則在該各二極管中流過的電流i就成為其并聯(lián)數(shù)分之一，例如，如果是并聯(lián)三個，則為三分之一(I＝3i)。如果流過的電流值減小，則發(fā)熱量也減少。
此處，在并聯(lián)設(shè)置二極管時，只要該二極管的導(dǎo)通電阻相同，就在各二極管中流過相等的電流。但是，很難將同一規(guī)格的二極管制造為均勻電阻的結(jié)構(gòu)，即便能制作，價格也很高。
另一方面，通常，如果并聯(lián)二極管，則在電阻值小的二極管中產(chǎn)生電流傾斜的偏流。
因此，只要該偏流不成問題，就能夠采用本發(fā)明的并聯(lián)二極管的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件用端子盒的低廉化。
但是，在要防止該偏流時，本發(fā)明采用該偏流防止用電阻等。
此外，二極管因電阻值的差而發(fā)熱量不同，如果因其發(fā)熱而在二極管中產(chǎn)生溫度差，則電阻值差也增大等，隨之該偏流也進(jìn)一步增大。
因此，本發(fā)明能夠散發(fā)(散熱)該二極管的發(fā)熱。此外，實現(xiàn)并聯(lián)二極管間的溫度的均勻化。
如上所述，由于本發(fā)明利用多個二極管負(fù)擔(dān)輸出電流的負(fù)荷，所以能夠在不使用高價的耐熱性的二極管的情況下，維持二極管的可靠性。其價格低廉，構(gòu)造也簡單。
此外，如果通過設(shè)置偏流防止用電阻等，或散發(fā)(散熱)二極管的發(fā)熱，實現(xiàn)并聯(lián)二極管間的溫度的均勻化，則還能夠防止偏流。


圖1(a)是一實施例的局部省略主視圖。
圖1(b)是同實施例的側(cè)視圖。
圖1(c)是同實施例的局部省略后視圖。
圖1(d)是同實施例的除去蓋的局部省略主視圖。
圖1(e)是圖1(d)的X-X線剖視圖。
圖1(f)是圖1(d)的Y-Y線剖視圖。
圖2是另一實施例的概略主視圖。
圖3是另一實施例的概略主視圖。
圖4(a)是另一實施例的局部省略主視圖。
圖4(b)是同實施例的后視圖。
圖4(c)是同實施例的端子板的組裝前的俯視圖。
圖4(d)是同實施例的端子板等的立體圖。
圖4(e)表示同實施例的電纜鎖的防偏心用具，(a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是仰視圖，(d)是立體圖。
圖5是另一實施例的除去蓋的局部省略主視圖。
圖6(a)是另一實施例的除去蓋的局部省略主視圖。
圖6(b)是同實施例的切斷側(cè)視圖。
圖6(c)是同實施例的端子板等的部分立體圖。
圖7表示同實施例的端子板，(a)是俯視圖，(b)是側(cè)視圖，(c)是切斷側(cè)視圖，(d)是(a)的X-X線剖視圖，(e)是(a)的Y-Y線剖視圖。
圖8是太陽能電池組件和端子盒的概略電連接布線圖。
圖9是熱轉(zhuǎn)換板的各例的立體圖。
圖10是熱轉(zhuǎn)換板的其它例的俯視圖。
圖11是另一實施例的除去蓋的局部省略主視圖。
圖12是另一實施例的除去蓋的立體圖。
圖13是同實施例的各構(gòu)件的立體圖，(a)是熱轉(zhuǎn)換板，(b)是散熱板，(c)是盒主體。
圖14是太陽光發(fā)電系統(tǒng)的概略圖。
圖15(a)是現(xiàn)有例的俯視圖，(b)是現(xiàn)有例的縱剖視圖。
圖中1、11-盒主體，2、12-端子板，3、13-逆流防止用二極管，13a-逆流防止用二極管的引線腳，15-散熱薄板，18-偏流防止用電阻，19-溫度開關(guān)，20-散熱片，30-熱轉(zhuǎn)換板，31-逆流防止用二極管安裝用嵌合槽，a-太陽能電池組件的電極，B-端子盒，M-太陽能電池組件，P-外部連接用電纜。
具體實施例方式
作為本發(fā)明的一實施方式，在盒主體內(nèi)配置連接太陽能電池組件的電極的多個端子板，在其相鄰的各端子板間設(shè)有逆流防止用二極管的太陽能電池組件用端子盒中，可采用在所述相鄰的各端子板間多個并聯(lián)地設(shè)置所述二極管的構(gòu)成。
此時，優(yōu)選在各二極管上分別串聯(lián)連接偏流防止用電阻，使各二極管均勻地負(fù)擔(dān)負(fù)荷。該各電阻可通過實驗等得到基于各二極管的安裝方式的溫度上升值，并基于該值適當(dāng)設(shè)定。
此外，在各二極管上分別串聯(lián)連接溫度開關(guān)，在各二極管達(dá)到自身的結(jié)溫之前，通過該開關(guān)遮斷電流，如果二極管的溫度下降，則接通該開關(guān)，使二極管中流過電流，由此能夠防止該二極管的溫度上升。
另外，設(shè)置與各二極管連續(xù)相接的熱轉(zhuǎn)換板，通過該熱轉(zhuǎn)換板，能夠?qū)崿F(xiàn)各二極管的散熱，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的均勻化。通過該二極管的散熱及溫度的均勻化，可防止偏流。
該熱轉(zhuǎn)換板可按上述各實施方式設(shè)置，此時，能夠與上述端子板連續(xù)一體地設(shè)置。
作為本發(fā)明的其它實施方式，在盒主體內(nèi)配置連接太陽能電池組件的電極的多個端子板，在其相鄰的各端子板間設(shè)有逆流防止用二極管的太陽能電池組件用端子盒中，可采用在所述各端子板上設(shè)有散熱片的構(gòu)成。
通過該散熱片的散熱，可防止偏流。該散熱片的方式，可通過實驗等適當(dāng)設(shè)定為能夠充分得到其效果。該散熱片也可與上述端子板連續(xù)一體地設(shè)置。
可并用上述二極管的并聯(lián)連接或熱轉(zhuǎn)換板和散熱片的實施方式，此時，也可用散熱片(端子板)的全部或一部分兼作該熱轉(zhuǎn)換板。此外，不僅在該并用的實施方式中，在個別的實施方式中，也可通過在盒主體上形成散熱板、散熱片、散熱孔，由此抑制二極管的溫度上升。
另外，在上述各實施方式中，也可將上述相鄰的各端子板間的并聯(lián)設(shè)置的多個逆流防止用二極管朝向各端子板的并聯(lián)方向配置為交錯狀。
一旦如此，成為發(fā)熱源的逆流防止用二極管在各端子板間，朝向其并聯(lián)方向左右交互地錯開，其發(fā)熱源分散，所以能夠提高經(jīng)由端子板等的散熱效率，從而能夠進(jìn)一步抑制二極管的溫度上升。
此時，優(yōu)選二極管靠近所述端子板間的端部，以擴(kuò)大分散范圍。
在上述各構(gòu)成中，優(yōu)選逆流防止用二極管向端子板的連接，是將該逆流防止用二極管的插腳嵌入固定在端子板的嵌合孔內(nèi)。因軟釬焊二極管大多受到損傷，產(chǎn)生電阻值的變動，但如果采用該嵌合連接，就不需要以往的利用軟釬焊的連接，從而能夠消除該軟釬焊造成的電阻值的變動。
實施例圖1(a)～圖1(f)表示一實施例，在該實施例中，在上面開口的聚苯醚(PPO)樹脂或聚苯醚(PPE)樹脂制四角形狀的盒主體11內(nèi)，并聯(lián)地配置有連接太陽能電池組件M的正電極a及負(fù)電極a的2對端子板12(4片端子板12)。該各電極a、a通過透孔11a被軟釬焊在端子板12的中央。在該電極a的端子板12的連接部位，預(yù)先設(shè)有預(yù)備軟釬料14。
在相鄰的各端子板12間上下分別設(shè)有逆流防止用(旁路)二極管13，在該端子板12等的整個表面上覆蓋由高導(dǎo)熱性樹脂構(gòu)成的散熱薄板15。在該散熱薄板15上形成有電極a的連接作業(yè)用孔15a。
在盒主體11下側(cè)(圖1a下側(cè))兩端，連接有2根外部連接用電纜P，該電纜P通過壓接或熔敷等分別連接在并聯(lián)其導(dǎo)體的兩端的端子板12上，通過由防脫環(huán)17a等構(gòu)成的電纜鎖17固定在盒主體11上。在電纜P的另一端，分別設(shè)置雄連接器21或雌連接器22，這些雌或雄連接器21、22與鄰接的端子盒B的雄或雌連接器22、21連接。
在盒主體11的上面開口處，經(jīng)由防水環(huán)(未圖示)嵌裝PPO樹脂或PPE樹脂制的蓋16，形成防水性。在盒主體11內(nèi)適當(dāng)充填硅樹脂等。褶皺加工盒主體11的背面，用其背面的粘合帶23將端子盒B固定在太陽能電池組件M的背面。
本實施例的端子盒B，維持密封材的水密性而通過粘接固定安裝在組件M的背面等，適當(dāng)?shù)貙⒏鞫俗雍蠦的電纜P與相鄰的端子盒B的雌或雄連接器22、21連接。通過適當(dāng)選擇其連接方式，可串聯(lián)或并聯(lián)地連接各端子盒B。
在本實施例中，如果在2對并聯(lián)的二極管13、13的電路中流過太陽能電池組件M的輸出電流I，則在該各二極管13、13中流過的電流i變?yōu)槎种?I＝2i)，所以，只要使用其電流值引起的發(fā)熱量不超過結(jié)溫的二極管13就可以。
圖2、圖3表示另一實施例，在圖2所示的實施例中，在各二極管13上分別串聯(lián)連接偏流防止用電阻18，使各二極管13均勻地負(fù)擔(dān)負(fù)荷。該均勻化，在設(shè)置各二極管13之后，通過實際的導(dǎo)通試驗，以在二極管13中流過均勻的電流的方式(以二極管13和電阻18的各串聯(lián)電路的電阻值相同的方式)，適當(dāng)設(shè)定其電阻值來進(jìn)行。
在圖3所示的實施例中，在各二極管13上分別串聯(lián)連接恒溫開關(guān)等溫度開關(guān)19，在各二極管19達(dá)到自身的結(jié)溫之前，通過斷開該開關(guān)19來遮斷電流，如果二極管13的溫度下降，則接通該開關(guān)19，使二極管13中流過電流，由此防止該二極管13的溫度上升。
在圖4所示的實施例中，在端子板12上連續(xù)一體地設(shè)有散熱片20，該端子板20如圖4(c)所示，在以往的端子板的兩側(cè)邊緣使散熱片20突出，以擴(kuò)大其表面積。該端子板12如圖4(d)所示，將該散熱片20直立彎曲而嵌入盒主體11內(nèi)，通過該散熱片20的表面積的擴(kuò)大，來提高散熱效果。
本實施例中的電纜鎖17，其構(gòu)成為在與盒主體11一體的筒17b內(nèi)，嵌入圖4(e)所示的防偏心用具17c，使其側(cè)面與電纜P抵接，通過基于該防偏心用具17c的表面的數(shù)字的旋轉(zhuǎn)程度決定的壓接度，對電纜P進(jìn)行固定并防脫，用小螺釘17d保持該狀態(tài)。
在上述各實施例中，端子板12的并聯(lián)片數(shù)，可根據(jù)與一端子板B連接的太陽能電池組件M的數(shù)目而為任意，例如，如果連接的組件M為3片，則為3對、共計6片等，也可為2片、3片、圖5所示的5片、6片…等。此外，二極管13的并聯(lián)數(shù)目，也不局限于2個，也可任意為圖4所示的3個、4個、5個…等。
在端子板12為偶數(shù)的情況下，相對于1組件M，對應(yīng)1對端子板12、12，在為奇數(shù)的情況下，例如，設(shè)為圖8的連接方式。
作為帶散熱片20的端子板12的方式，只要能夠得到散熱效果，可以是任意的，例如，可以采用圖6(a)～圖6(c)及圖7所示的波狀彎曲散熱片20的方式等。在該方式中，端子板12立起，由此提高散熱效果。即，端子板12具有散熱片20的功能。
另外，設(shè)置與各二極管13連續(xù)相接的熱轉(zhuǎn)換板30，只要通過該熱轉(zhuǎn)換板30實現(xiàn)各二極管13的散熱，同時實現(xiàn)溫度的均勻化，就能使各二極管13的溫度達(dá)到均勻，從而能夠防止偏流。
作為該熱轉(zhuǎn)換板30，只要具有良好的高導(dǎo)熱性，則可以采用任何原材料，例如，作為黃銅制，可考慮具有對應(yīng)于圖9(a)、圖9(b)所示的并聯(lián)的二極管13的數(shù)目的其引線腳13a的嵌合槽31的方式。其安裝，圖9(a)可考慮圖1(d)的點(diǎn)劃線所示的安裝方式，圖9(b)可考慮圖4(a)、圖6(a)、圖6(c)的各點(diǎn)劃線所示的安裝方式。
此外，如圖10的點(diǎn)劃線所示，如果將二極管13與其主體立起的方式的端子板12相接，則該相接的端子板12的部分成為熱轉(zhuǎn)換板30(端子板12的一部分成為熱轉(zhuǎn)換板30)。此時，由于端子板12兼作散熱板20，所以只有該相接的部分即可(也可以用端子板12的全部兼作熱轉(zhuǎn)換板30)。
另外，如圖11所示，如果將各端子板12間并聯(lián)設(shè)置的多個逆流防止用二極管13、13朝向各端子板12的并聯(lián)方向配置為交錯狀，則成為發(fā)熱源的二極管13在各端子板12間，朝向其并聯(lián)方向左右交互地錯開，由于其發(fā)熱源分散，所以經(jīng)由端子板12等的散熱效率提高，從而能夠進(jìn)一步抑制二極管13的溫度上升。此時，優(yōu)選二極管13靠近端子板12間的端部，以擴(kuò)大分散范圍。
圖13(a)、(b)示出端子板12的另一方式，該端子板12根據(jù)散熱功能及安裝方式還發(fā)揮熱轉(zhuǎn)換功能，作為向該端子盒B內(nèi)的裝填方式，例如，可在圖13(c)所示的盒主體11上適當(dāng)設(shè)置該端子板12，形成圖12所示的方式。
在該圖12所示的方式中，是圖13(a)所示的端子板12將其卡止片32卡止于盒主體11的卡止片11d而安裝。圖13(b)所示的端子板12，通過將其卡止孔(卡止片)21嵌合于盒主體11的爪11c而進(jìn)行安裝。在該方式中，各端子板12只要發(fā)揮散熱片20的散熱功能，連接二極管13的主體，就可發(fā)揮熱轉(zhuǎn)換板30的溫度均勻化的功能。
順便而言，在端子板12間不設(shè)二極管13的情況下，在使該端子板12間導(dǎo)通時，如圖12所示，通過在兩端子板12之間，在其嵌合槽31內(nèi)嵌合導(dǎo)體33來進(jìn)行導(dǎo)通。該導(dǎo)體33的數(shù)目是任意的。
另外，在各實施例中，在盒主體11上一體或單個形成散熱板、散熱片、散熱孔，由此還能夠抑制二極管13的溫度上升。
此外，如圖6c、圖9、圖12等所示，通過將二極管13的引線腳13a嵌合在槽31內(nèi)而與端子板13等連接，如果通過向該槽31的嵌合能夠確保二極管13向端子板12的連接特性，則不需要軟釬焊，也就沒有軟釬焊連接時的熱應(yīng)力，從而能夠防止因其熱應(yīng)力而造成的二極管13的性能下降，能夠消除基于該性能下降等的電阻值的變動。
另外，在利用軟釬焊的二極管13向端子板12的連接中，在設(shè)置散熱片20等，可將二極管13通過其長的引線腳13a，并經(jīng)由該散熱片20等連接在端子板12上的情況下，如圖11所示，優(yōu)選在遠(yuǎn)離二極管主體的位置進(jìn)行軟釬焊b，盡量減小該軟釬焊連接時的熱應(yīng)力。此時，能夠?qū)⒃撥涒F焊連接與向槽31的嵌合連接并用。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件用端子盒，是在盒主體(11)內(nèi)配置連接太陽能電池組件(M)的電極(a)的多個端子板(12)，在其相鄰的各端子板(12)間設(shè)有逆流防止用二極管(13)的太陽能電池組件用端子盒(B)，其特征在于，在所述相鄰的各端子板(12)間，并聯(lián)地設(shè)有多個所述逆流防止用二極管(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，與所述各逆流防止用二極管(13)分別串聯(lián)連接有偏流防止用電阻(18)。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，與所述各逆流防止用二極管(13)分別串聯(lián)連接有溫度開關(guān)(19)，通過該溫度開關(guān)(19)的接通·斷開來防止各逆流防止用二極管(13)的溫度上升。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，設(shè)有與所述各逆流防止用二極管(13)連續(xù)相接的熱轉(zhuǎn)換板(30)，通過該熱轉(zhuǎn)換板(30)實現(xiàn)各逆流防止用二極管(13)的散熱，同時實現(xiàn)溫度的均勻化。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，在所述端子板(12)上連續(xù)并一體地設(shè)有所述熱轉(zhuǎn)換板(30)。
6.一種太陽能電池組件用端子盒，是在盒主體(11)內(nèi)配置連接太陽能電池組件(M)的電極(a)的多個端子板(12)，在其相鄰的各端子板(12)間設(shè)有逆流防止用二極管(13)的太陽能電池組件用端子盒(B)，其特征在于，在所述各端子板(12)上設(shè)有散熱片(20)。
7.如權(quán)利要求1～5所述的太陽能電池組件用端子盒(B)，其特征在于，在所述各端子板(12)上設(shè)有散熱片(20)。
8.如權(quán)利要求7中引用的權(quán)利要求4或5所述的太陽能電池組件用端子盒(B)，其特征在于，所述散熱片(20)兼作所述熱轉(zhuǎn)換板(30)。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，通過在端子板(12)的嵌合孔內(nèi)嵌入固定逆流防止用二極管(13)的插腳13a，而進(jìn)行該逆流防止用二極管(13)向所述端子板(12)的連接。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，所述相鄰的各端子板(12)間并聯(lián)設(shè)置的多個逆流防止用二極管(13)，朝向各端子板(12)的并聯(lián)方向配置為交錯狀。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的太陽能電池組件用端子盒，其特征在于，在盒主體(11)上形成有散熱板、散熱片、或散熱孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池組件用端子盒，可用簡易的構(gòu)造且廉價地滿足二極管(13)的溫度上升值不超過其結(jié)溫的條件。其中，并聯(lián)連接有多個連接太陽能電池組件(M)的電極(a)的端子板(12)間的逆流防止用二極管(13)。如果該多個并聯(lián)的二極管(13)的電路中流過太陽能電池組件(M)的輸出電流(I)，則在該各二極管(13)中流過的電流(i)成為其并聯(lián)數(shù)分之一，例如若并聯(lián)三個，則為三分之一。如果流過的電流值減小，則發(fā)熱量也減少。此外，在端子板(12)上設(shè)置散熱片(20)。于是，如果用多個二極管(13)負(fù)擔(dān)輸出電流的負(fù)荷且由端子板(12)有效地散熱，則可在不使用高價的耐熱性的二極管的情況下，維持二極管(13)的耐熱性的可靠性。
文檔編號H01R9/28GK1981385SQ20058001696
公開日2007年6月13日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者服部豐 申請人:木谷電器株式會社