費用対効果の高い太陽光発電用接続箱のハウジング

Photovoltaic Junction Box

接続箱は、太陽光発電 (PV) メーカーによってすべての PV パネルの裏面に直接取り付けられ、パネル上の導体リボンと DC 入出力ケーブルの間のインターフェイスとして機能します。

接続箱は、太陽光発電 (PV) メーカーによってすべての PV パネルの裏面に直接取り付けられ、パネル上の導体リボンと DC 入出力ケーブルの間のインターフェイスとして機能します。

PV モジュールの製造コストを削減するための継続的な取り組みの一環として、上海 (中国) の TE Connectivity の太陽光事業部門は最近、接続箱を再設計するプロジェクトに着手しました。 「当社では、接続箱の耐久性と性能はお客様を満足させるためになくてはならないものだが、この重要で信頼性の高いコンポーネントのコストは高額であるため、再設計することで大きなメリットが得られるだろうと評価しました」と、CIS ソーラーの製品開発部長である Peter Ying 氏は話しています。

接続箱のハウジングは通常、ダイオードを覆い、保護して、固定するための複数の部品で構成されていることに注目し、TE Connectivity は、オーバーモールド技術を使用して接続ワイヤをポリマー樹脂で直接封止することで、さらにコンパクトで費用対効果の高い設計を開発しました。 この設計では、組立費の節約と、耐久性の高いダイオードの封止を実現します。

TE Connectivity の開発エンジニアによる初期研究により、標準的な接続箱のハウジングに一般的に採用されている材料のポリフェニレン オキシド (PPO) では、長期最高使用温度が電気部品の直接的なオーバーモールドには不十分であることがわかりました。 通常、逆電流の発生時にバイパス ダイオードの温度は PPO の RTI (相対温度指数) とほぼ同じ 100°C 近くまで上昇します。

そこで TE Connectivity は、この用途に最適なソリューションを求めて、上海の DuPont 材料スペシャリストに問い合わせました。 彼らは 25% ガラス繊維強化、難燃ポリアミド 66 樹脂である DuPont™ Zytel® FR50 BK505 を提案し、非常に高い電気 的特性のRTI (130°C)、UL-94 燃焼性等級として5VA、最大 250 ボルトの比較トラッキング指数 (CTI) という特性を備えた、TE Connectivity のハウジングに対する要求を満たす材料を提供することができました。 この材料が持つ高い機械強度とオーバーモールド加工のしやすさは、求める仕様基準を超えていました。

2011 年の始めに、Underwriters Laboratories (UL) と TUV 規格に従った成形試験とその後の試作品テストが行われ、用途に対する材料の適合性と設計の全体的な機能性が確認されました。 それ以降、接続箱は、ANSI / UL 1703 および DIN V VDE 0126-5 工業規格に準拠するものとして認定されています。

「UL および TUV 認定は、再設計した当社の接続箱の開発において重要な出来事です」と Peter 氏は話しています。 「この認定を取得するうえで、Zytel® と中国の DuPont スペシャリストが果たした役割は、言葉では言い表せません」

現在、接続箱は PV メーカー向けに世界中で市販されています。 TE Connectivity の太陽光事業部門は、再設計プロジェクトで得た知識と、特に電子部品の封止への高性能 Zytel® ナイロン樹脂の使用を、その分野の他の接続箱モデルに活用したいと考えています。