分散型電力源を相互接続するための方法及び装置
電力配線のための方法及び装置が提供される。1つの実施形態では、本装置は、(i)電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグ、(ii)コネクタのガイドをするための第1の手段に結合するための手段、及び(iii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段を含む接続ボックスを備える。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
[0001]光起電力エネルギーシステムの1つのタイプでは、複数の光起電力(PV)モジュールがアレイに配列されており、各モジュールは、DC−ACインバータに結合されている。各インバータを各隣接するインバータに結合するデイジーチェーンケーブルを使用して、各インバータから出力ACエネルギーが集められる。このケーブルは、そのACエネルギーを電力グリッドに結合し易くするため接合ボックスにて終端されている。インバータを相互接続するこのケーブルは、典型的に、カスタムメイドとされ、PVモジュールアレイの設置中に現場において組み立てられる。このようなケーブルの組立は、時間のかかるものであり、費用のかかるものであり、そして、誤りを引き起こす心配の多いものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
[0002]従って、光起電力エネルギーシステムにおいてインバータを相互接続するための標準化フォーマットを有するAC配線システムが当業分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0003】
[0003]本発明の実施形態は、一般的に、電力配線のための方法及び装置に係る。1つの実施形態では、この装置は、(i)電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグ、(ii)コネクタのガイドをするための第1の手段に結合するための手段、及び(iii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段を含む接続ボックスを備えている。
【0004】
[0004]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示した実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示したものであり、従って、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、同等の効果を発揮する他の実施形態を包含し得ることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】本発明の1つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステムのブロック図を示している。
【図2】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムを備えるPVモジュール装置のブロック図である。
【図3】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスの詳細斜視図を示している。
【図4】本発明の1つ以上の実施形態によるハウジングベース上に閉じられるハウジングカバーを有する接続ボックスを示している。
【図5】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスの上部斜視図及び接続ボックスプラグの正面斜視図を示している。
【図6】本発明の1つ以上の実施形態によるドロップコネクタの上部斜視図及び正面斜視図を示している。
【図7】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスに取り付けられたドロップコネクタの斜視図を示している。
【図8】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス、ドロップコネクタ及びドロップケーブルの側面及び前面斜視図を示している。
【図9】本発明の1つ以上の実施形態による保護プラグカバーと組み合う接続ボックス及びソケットカバーと組み合うドロップコネクタソケットの分解部品配列斜視図を示している。
【図10】本発明の1つ以上の実施形態による配線システム内でトランクケーブルの末端を終端するのに使用される終端ブロックを示している。
【図11】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムを電力グリッドに結合するための接合ボックスの1つの実施形態の上面図を示している。
【図12】本発明の1つ以上の代替的実施形態による接続ボックス及びドロップコネクタの分解部品配列斜視図を示している。
【図13】本発明の1つ以上の代替的実施形態によるプラグカバーを示している。
【図14】本発明の1つ以上の代替的実施形態によるソケットカバーを示している。
【図15】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムアセンブリを形成するための方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
[0020]本発明の1つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステム100のブロック図を示している。このシステム100は、複数の光起電力(PV)モジュール102A、102B、102C(集約的にPVモジュール102と称される)と、複数の電力変換器104A、104B、104C(集約的に電力変換器104と称される)と、配線システム106と、接合ボックス114と、を備える。本発明の1つの実施形態においては、これらPVモジュール102の各々は、個々の電力変換器104に結合されている。他の実施形態においては、1つのPVモジュール102が複数の電力変換器104に結合されてもよく、複数のPVモジュール102が単一の電力変換器104に結合されてもよく、又は、PVモジュール102の複数の部分が各々1つの電力変換器104に結合されてもよい。1つの実施形態では、電力変換器104は、DC−ACインバータであり、配線システム106は、AC電力を接合ボックス114へ、最終的には、ACグリッドへと搬送する。他の実施形態では、電力変換器104は、DC−DC変換器であり、配線システム106は、DCエネルギーを接合ボックス114におけるDC−ACインバータへと搬送してもよい(例えば、複数のDC−DCブースタが、ここで説明したものと類似の配線システムを介して集中型DC−ACインバータに結合される)。一般的に、本発明の実施形態によれば、複数の分散型電力源(例えば、PVモジュールと関連した電力変換器)が相互接続される。
【0007】
[0021]配線システム106は、ケーブル118(トランクケーブル)と、複数の接続ボックス110A−F(集約的に接続ボックス110と称される)と、終端ブロック108と、を備える。電力変換器104の各々は、ドロップコネクタ112及びドロップケーブル116を介して接続ボックス110に結合されている。
【0008】
[0022]図示の実施形態では、電力変換器104よりも多くの接続ボックス110がある。ある幾つかの実施形態では、各接続ボックス110は、ドロップコネクタ112及びインバータへのドロップケーブル116に結合されている。他の実施形態では、ドロップコネクタ112B、112D及び112Fは、それぞれ、接続ボックス110B、110D及び110Fのコネクタピン(プラグ)のキャップの形であってよい(より詳細には、以下の図9及び図13のプラグカバーを参照)。接続ボックス110の間の間隔Dは、一般的には、水平に整列されたPVモジュール102の中心の間の距離の半分である。このような実施形態では、接続ボックス110は、1つ置きで、電力変換器104に接続されている。このような配列については、図2に関して説明する。PVモジュール102が垂直に整列されたような代替的実施形態では、各接続ボックス110が1つの電力変換器104に接続される。
【0009】
[0023]配線システム106は、ケーブル118の末端に終端ブロック108を備える。ケーブル118の基端は、接合ボックス114に結合される。接合ボックス114は、ケーブル118の基端を電力グリッドへと結合する。終端ブロック108の実施形態については、図10に関して詳細に説明し、接合ボックスの実施形態については、図11に関して詳細に説明する。
【0010】
[0024]配線システム106は、現場において光起電力システム100を組み立てる前に、ケーブル118及び接続ボックス110と共に前もって形成しておくことができる。配線システムの長さは、現場にてシステムを設置する前に、切断しておくことができ、又は、現場にてケーブルスプールからその長さだけ容易に切断することもできる。ケーブル118がPVモジュール102の列の長さに切断されるとき、そのケーブル118は、PVモジュール102に物理的に取り付けられ、PVモジュール102の支持体を形成するストラットに取り付けられるか、又は、PVモジュール102の支持体を形成するストラットの内側に置かれる。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス110には、順次の番号(即ち、ボックス当たり1つの番号)が印刷されており、接続ボックス110の必要数が決定されるときに、ユーザがケーブル118の必要な長さを容易に識別できるようにしている。
【0011】
[0025]本発明の1つの実施形態では、接続ボックス110は、トランクケーブル118に取り付けられ、そのアセンブリは、ケーブルスプールに巻かれる。接続ボックス110は、光起電力モジュールアレイと共に使用するために必要とされる間隔でもって、ケーブル118に沿って配置されている。通常のPVモジュールは、幅0.8m、高さ1.6mの寸法を有している。1つの実施形態では、接続ボックス110の間隔は、0.75mである。このような接続ボックス間隔を使用すると、PVモジュール102がそのアレイに水平又は垂直に取り付けられとき、標準のケーブル118を使用することが可能とされる。水平に取り付けられる(図2に示されるように)ときには、接続ボックス110は、1つ置きで、電力変換器104に結合される。垂直に取り付けられるときには、どの接続ボックス110も電力変換器104に結合される。従って、PVモジュール102のどのような配向を有するPVシステムにおいても、単一のケーブルシステムフォーマットを使用することができる。PVモジュール102が取り付けられるとき、配線システム106は、適切な長さに切断され、末端でキャップされ、基端で接続ボックス114に接続され、ドロップコネクタ112を適当な接続ボックス110に接続するだけでよい。従って、光起電力システムを設置することができる速度が、実質的に高められる。
【0012】
[0026]図2は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106を備えるPVモジュール装置200のブロック図である。それらPVモジュール102A、102B及び102Cは、端と端とを接して、水平に設置されている。接続ボックス110は、トランクケーブル118に結合され、各々距離Dだけ離間されており、ここで、Dは、PVモジュール102を横切る水平距離のほぼ半分である。一方の端部で、トランクケーブル118は、終端ブロック108にて終端しており、他方の端部で、トランクケーブル118は、接合ボックス114にて終端している。
【0013】
[0027]接続ボックス110A、110C及び110Eは、それぞれ、各PVモジュール102の水平中心に近い、PVモジュール102A、102B及び102Cの背面に結合される。接続ボックス110A、110C及び110Eは、更に、それぞれ、ドロップコネクタ及びドロップケーブル112A/116A、112B/116C及び112C/116Eを介して、それぞれ、電力変換器104A、104B及び104Cに結合される。電力変換器104A、104B及び104Cは、それぞれ、PVモジュール102A、102B及び102Cの背面に結合される。
【0014】
[0028]接続ボックス110B、110D及び110Fは、使用されず、それぞれ、ドロップコネクタ又はプラグカバー112B、112D及び112Fにより終端される。
【0015】
[0029]図3は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110の詳細斜視図を示している。ケーブル118は、集約的にワイヤ312と称される5本の全配列ワイヤ312−1、312−2、312−3、312−4及び312−5を有するフラットケーブルであり、他の実施形態では、そのケーブル118は、4本の全配列ワイヤを備えるものでもよい。各ワイヤ312は、個々の絶縁体により包囲されたワイヤ導体314を備えており、ケーブル絶縁体がそのワイヤ絶縁体を取り囲んでいる。1つの実施形態では、それらワイヤ312は、例えば、20アンペア及び600ボルトの電流定格を有する12アメリカンワイヤーゲージ(AWG)である。4本ワイヤの実施形態では、それらワイヤ312は、接地、中性点及び2つのAC相用として使用される。5本ワイヤの実施形態では、接地、中性点及び3つのAC相用として使用され、別の仕方として、図3に示すように、5本のワイヤ312のうちの4本が接地、中性点及び2つのAC相接続用として使用され、一方、1本のワイヤ312−5が使用されないままとされる。電力変換器104がDC−DC変換器であり、配線システム106がDCエネルギーを搬送するような他の実施形態では、ケーブル118は、2本のワイヤ312を備える。
【0016】
[0030]図3に示す接続ボックス110は、1本のワイヤ312が接続されない(即ち、使用されない)ままとされるような5本ワイヤケーブル118を使用している。接続ボックス110は、コネクタ302及び接続領域306を形成するように、射出成形プラスチックで形成されている。コネクタ302は、ドロップコネクタ112に機械的に結合するための機械的プラグラッチ304をそのコネクタ302の各水平端に備えている。他の実施形態では、コネクタ302は、より少ない又はより多くのプラグラッチ304を備えることができ、及び/又はドロップコネクタ112に結合するための他の機構を使用することができる。
【0017】
[0031]プラスチックコネクタ302には、このコネクタ302のプラグ部分(即ち、プラグ303)を形成するピン(即ち、図5に関して以下に説明するプラグピン506)が挿入されている。これらピンは、接続ボックス110の接続領域306内でそれぞれ圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4に最終的には結合される接続ボックス導体308−1、308−2、308−3及び308−4に電気的に結合される。組立中において、ケーブル118内のワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4は、ケーブル及びワイヤ絶縁の部分を取り除くように機械的又はレーザーストリッピングを使用して露出させられる。図3に示した実施形態では、接続ボックス110は、ケーブル118の下から設置され、圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4は、それぞれ、その露出されたワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4と整列させられる。圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4は、それぞれ、露出ワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4の周りに圧着させられ、1ピン対1ワイヤ導体314の電気接触を形成する。
【0018】
[0032]接続ボックス110の上部部分(即ち、ハウジングカバー338)は、接続ボックス110の底部部分(即ち、ハウジングベース336)を覆うように折りたたまれて、それら接続部分を包囲するようにされる。機械的ラッチにより、ハウジングカバー338がハウジングベース336に対して保持され、その接続領域が包囲されるようになる。図3に示した実施形態の如きある幾つかの実施形態では、ハウジングカバー338は、このハウジングカバー338の内部に対して直角に配設された1対のハウジングラッチ340と、コネクタ302の上部に対して直角に配設された1対のハウジングラッチ342と、を備えている。ハウジングカバー338がハウジングベース336を覆うように折りたたまれるとき、ハウジングラッチ340及び342は、それぞれ、ハウジングベース336及びハウジングカバー338の対応する穴に係合し、ハウジングカバー338をハウジングベース336に対して固定する。
【0019】
[0033]ある代替的実施形態では、圧着型コネクタ310を使用できるようにケーブル118及びワイヤ312を剥離する代わりに、ケーブル絶縁体を取り除き、突き刺し型コネクタを使用し、ワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ケーブルワイヤ導体314との電気接続を形成するようにすることもできる。別の代替的実施形態では、突き刺し型コネクタを使用して、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ワイヤ導体314に対する電気接続をなすようにすることもできる。
【0020】
[0034]1つの実施形態では、3相電力を使用するときに、圧着型/突き刺し型コネクタのピンに対する配置は、ケーブル118に沿って各接続ボックス110において1相だけ回転される。相回転のこのような実施については、2010年12月21日に発行された「Apparatus for Phase Rotation for a Three-Phase AC Circuit」と題する米国特許第7,855,473号明細書に詳細に記載されており、この明細書の記載は、そのままここに援用される。
【0021】
[0035]図4は、本発明の1つ以上の実施形態による、ハウジングカバー338をハウジング336上に閉じた接続ボックス110を示している。その後、それら電気接続を環境に対して保護するため、接続ボックス110に対してオーバーモールド(即ち、図5に関して以下に説明するオーバーモールド502)が施される。
【0022】
[0036]図5は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110の上部斜視図及び接続ボックスプラグ303の正面斜視図を示している。コネクタ302がオーバーモールド502から突き出すようにして、嵌合したハウジングベース336/ハウジングカバー338を覆うようにして、オーバーモールド502が施される。接続ボックス110がドロップコネクタ112と嵌合するときに環境シールが与えられるように、接続ボックス110のプラグ303の周りにOリング504が配置される。
【0023】
[0037]プラグ303は、それぞれ、ケーブルワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4に電気的に結合される、集約的にプラグピン506と称される4つのプラグピン506−1、506−2、506−3及び506−4を備えている。ある幾つかの他の実施形態では、プラグ303は、5つのケーブルワイヤ導体314に電気的に結合される5つのピン506を備える。各プラグピン506は、隣接するプラグピン506に関してピッチPを有しており、1つの実施形態では、プラグピン506は、8.5ミリメートル(mm)のピッチを有する。ある幾つかの実施形態では、プラグピン506のうちの1つは、先切断後接続(メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション)ができるように、他のプラグピン506より長くしておくことができる。
【0024】
[0038]図6は、本発明の1つ以上の実施形態によるドロップコネクタ112の上部斜視図及び正面斜視図を示している。ドロップコネクタ112の物理的形状は、接続ボックスコネクタ110と結合して、環境的に確かな接続を形成するように設計されている。
【0025】
[0039]ドロップコネクタ112は、各水平端部に配設されたソケットラッチ604を有するソケット602を備えている。これらソケットラッチ604は、コネクタ302のプラグラッチ304と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ドロップコネクタ112は、更に、ドロップケーブル導体610−1、610−2、610−3及び610−4(即ち、ドロップケーブル116内のワイヤ導体の如き導電性素子)が、それぞれ、ソケット602のプラグピンレセプタクル612−1、612−2、612−3及び612−4に電気的に結合されるような接続ハブ608を備える。それらプラグピンレセプタクル612は、コネクタ302のプラグピン506と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル118及びドロップケーブル116内の対応する導体が電気的に結合するようにされている。ある幾つかの実施形態では、ドロップケーブル112は、4つのプラグピンレセプタクル612(例えば、接地、中性点及び2つのAC相に結合するための)を備えており、又、別の仕方として、ドロップコネクタ112は、5つのプラグピンレセプタクル612(例えば、接地、中性点及び3つのAC相に結合するための)を備える。
【0026】
[0040]図7は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110に取り付けられたドロップコネクタ112の斜視図を示している。プラグラッチ304とソケットラッチ604とが嵌合して、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に対して固定する。ある幾つかの実施形態では、プラグラッチ304のうちの1つ及び単一の対応するソケットラッチ604は、他のプラグラッチ304/ソケットラッチ604に関して異なるサイズとされ、接続ボックス110に関してドロップコネクタ112が適切に整列させられるようにしておくことができ、又、付加的に、又は、別の仕方として、プラグラッチ304のうちの1つ及び対応するソケットラッチ604は、整列が行えるように、他のプラグラッチ304/ソケットラッチ604に関して異なる形状及び/又は向きとしておくことができる。
【0027】
[0041]ドロップコネクタ112を接続ボックス110から分離するのに、引き抜き工具702が使用される。ある幾つかの実施形態では、この工具702は、2つまたフォークの形状とされており、その各分岐部は、コネクタアセンブリの各側でソケットラッチ604からコネクタプラグラッチ304を離脱させるため、ドロップコネクタ112の縁部に沿って挿入されるような適当な形状とされている。工具702によりラッチ304及び604が離脱させられるとき、ドロップコネクタ112を、接続ボックス110から引き抜くことができる。他の実施形態では、工具702は、異なる形状であるが、ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるための同じ機能を与えるようにすることができる。
【0028】
[0042]図8は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110、ドロップコネクタ112及びドロップケーブル116の側面及び前面斜視図を示している。この実施形態では、接続ボックス110は、PVモジュール102に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、この接続ボックス110は、PVモジュール102のための構造的支持体に結合され、並びにその構造的支持体のストラット内に配置することができる。また、この実施形態では、電力変換器104は、PVモジュール102に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、インバータ104は、PVモジュール102のための構造的支持体に結合され、又はその構造的支持体のストラットに結合され、又はPVモジュール102に近接した別の場所に結合されることができる。
【0029】
[0043]図9は、本発明の1つ以上の実施形態による保護プラグカバー902(即ち、ドロップコネクタ112B、112D及び112E)と組み合う接続ボックス110及びソケットカバー904と組み合うドロップコネクタソケット602の分解部品配列斜視図を示している。プラグカバー902(又は、「キャップ」)は、接続ボックスコネクタ302と嵌合し、プラグ303のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。プラグカバー902は、ドロップコネクタ112が接続ボックスコネクタ302と結合されるのと同じようにして接続ボックスコネクタ302に結合される。プラグカバー902は、使用されていない及び/又はドロップコネクタ112に結合されないどの接続ボックス110のプラグピン506をも保護するのに、配線システム106内で使用される。引き抜き工具702は、プラグカバー902からプラグラッチ304を離脱させて、そのプラグカバー902を接続ボックス110から取り外すようにするのにも使用できる。
【0030】
[0044]プラグカバー902と同様に、ソケットカバー904は、ドロップコネクタ112と嵌合し、ソケット602のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。ソケットカバー904は、ソケット602が接続ボックスコネクタ302に結合されていないときに、ドロップコネクタ112のソケットプラグピンレセプタクル612を保護する。ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー904は、ソケット602に対してきっちりと「スナップフィット」することができ、ドロップコネクタ112からソケットカバー904を取り外すのに工具を使用する必要がないものとすることができる。別の仕方として、ソケットカバー904は、ソケットラッチ604に結合するためのプラグラッチ304と同様のラッチを備えることができ、このような実施形態では、ソケット602からソケットカバー904を取り外すのに、引き抜き工具702の如き工具を使用することができる。
【0031】
[0045]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー902及びソケットカバー904は、射出成形プラスチックで作ることができる。
【0032】
[0046]図10は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106内でトランクケーブル118の末端を終端するのに使用される終端ブロック108を示している。この終端ブロック108は、ケーブル118の端部部分に沿って個々のワイヤ絶縁体からケーブル絶縁体を剥離することにより形成される。その内部へ部分的に延長している複数の孔1004−1、1004−2、1004−3、1004−4及び1004−5(集約的に孔1004と称される)を有するキャップ1002が、ケーブル118の端部に取り付けられる。これら孔1004は、ケーブル118内のワイヤ312のピッチに等しいピッチを有している。各ワイヤ312は、1つの孔1004へ挿入される。それから、キャップ1002は、シュリンクチューブ、ワイヤタイ、及び/又は環境保護カップリング1006を使用してケーブル118にキャップ1002を取り付ける他の手段を使用して、ケーブル118に結合される。1つの実施形態では、環境的保護を更に改善する(ケーブル端部を湿気侵入に対して保護する)ため、ワイヤ312及び/又はキャップ1002は、グリースで被覆される。
【0033】
[0047]ある幾つかの実施形態では、キャップ1002は、5つの孔1004を有することができ、他の実施形態では、キャップ1002は、4つの孔1004を有することができる。これら孔1004の数は、ワイヤ312の数を越えてもよく、従って、キャップ1002がケーブル118に結合されるときに、1つ以上の孔1004が空のままであることがある。
【0034】
[0048]図11は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106を電力グリッドに結合するための接合ボックス114の1つの実施形態の上面図を示している。この接合ボックス114は、配線システム106のケーブルワイヤ312と、AC電力グリッドに接続するコンジットワイヤ1102との間に環境的に保護された接続を与える。ケーブル118の基端は、接合ボックス114の側部におけるフィードスルー1110を通して延びる。ケーブル118の絶縁体は、ケーブルワイヤ312を露出させるように剥離される。ケーブルワイヤ312の端部の絶縁体は、ワイヤ導体314を露出させるように剥離される。同様に、各コンジットワイヤ1102の端部の絶縁体は、コンジットワイヤ導体1104を露出させるように剥離される。それぞれワイヤ312及び1102の剥離された端部で露出された導体314及び1104は、ワイヤナット1106(即ち、各ケーブルワイヤ/コンジットワイヤに対して1つのワイヤナット)又はワイヤ導体を互いに接続するための他の幾つかの手段を使用して、互いに電気的に接続される。このようにして、電力変換器104及びPVモジュール102により発生されたAC電力は、電力グリッドに結合される。それら露出されたワイヤを環境に対して保護するため、接合ボックス114上にカバー(図示せず)が置かれる。
【0035】
[0049]図12は、本発明の1つ以上の代替的実施形態による接続ボックス110及びドロップコネクタ112の分解部品配列斜視図を示している。接続ボックス110は、実質的に形状において長方形であり、この接続ボックス110の本体内の電気接続を保護するため、トランクケーブル118の周りで嵌合されるハウジングベース1236及びハウジングカバー1238を備えている(即ち、このトランクケーブル118は、接続ボックス110を「貫通」している)。図12に示す実施形態の如きある幾つかの実施形態では、トランクケーブル118は、フラットでなく実質的に丸形状であり、前述したように、4つ又は5つのワイヤを備えることができる。他の実施形態では、トランクケーブル118は、前述したように、フラットケーブルであってもよい。
【0036】
[0050]接続ボックス110は、集約的にガイドピンレセプタクル1206と称される1対のガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2の間でハウジングカバー1238から突出するプラグ1202を備える。これらガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2は、集約的に解除孔1208と称される1対の解除孔1208−1及び1208−2の間に配置されており、他の実施形態では、これら解除孔1208は、ガイドピンレセプタクル1206の間にあってもよい。プラグ1202は、ハウジングカバー1238と一体成形された部分であってよく、ハウジングカバー1238、プラグ1202及びハウジングベース1236は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0037】
[0051]プラグ1202は、ハウジングカバー1238を通して延長する、集約的にプラグピン1204と称されるプラグピン1204−1、1204−2、1204−3及び1204−4を取り囲んでおり、ある幾つかの実施形態では、これらプラグピン1204は、8.5mmのピッチを有することができる。これらプラグピン1204は、導電性材料で形成され、接続ボックス110内で、ケーブル118のワイヤ導体314に1対1の対応で結合される。ある幾つかの実施形態では、ワイヤ導体314は、ケーブル及びワイヤ絶縁体の部分を除去するため、例えば、機械的又はレーザーストリッピングを使用して、組立中に露出させられ、プラグピン1204に結合される。各ワイヤ導体314は、中性点、接地又は特定のAC相に対応させて識別され、個々のプラグピン1204に1対1の対応で電気的に結合される。ワイヤ導体314及びプラグピン1204は、半田付け、圧着又は同様の技法により電気的に結合される。他の幾つかの実施形態では、ケーブル絶縁体が除去され、プラグピン1204とワイヤ導体314との間の電気接続を形成するため、ワイヤ絶縁体に突き刺す突き刺し型コネクタを使用することができる。3相電力を使用するある特定の実施形態では、プラグピン1204に対する圧着型/突き刺し型コネクタの配置は、ケーブル118に沿って各接続ボックス110において1相だけ回転させられる(即ち、相回転技法が使用される)。
【0038】
[0052]ある幾つかの実施形態では、ハウジングベース1236から外方へ延長する各プラグピン1204は、プラグと一体形成の部分である分割壁によって、プラグ1202内で他のプラグピン1204から分離することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグピン1204のうちの1つは、先切断後接続(メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション)を可能とするように、他のプラグピン1204よりもハウジングベース1236から更に外方へと延長させることができる。
【0039】
[0053]ガイドピンレセプタクル1206及び解除孔1208は、プラグ1202に関して水平に整列される。解除孔1208は、全体的に円形状であり、接続ボックス110の幅を通して延長している。ガイドピンレセプタクル1206は、以下に更に説明するように、ドロップコネクタガイドピン1240と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。一般的には、ガイドピンレセプタクル1206のうちの1つ、例えば、ガイドピンレセプタクル1206−1は、他のガイドピンレセプタクル1206、例えば、ガイドピンレセプタクル1206−2とは異なるサイズとされ、接続ボックス110に関してドロップコネクタ112を適切に整列させることができるようにしており、ある幾つかの実施形態では、このような整列は、ガイドピンレセプタクル1206のうちの1つを、他のガイドピンレセプタクル1206とは異なる形状及び/又は向きとすることにより、容易に行うことができる。
【0040】
[0054]1対の保持バー1210−1がガイドピンレセプタクル1206−1及び隣接する解除孔1208−1を通して水平に延長しており、1対の保持バー1210−2がガイドピンレセプタクル1206−2及び隣接する解除孔1208−2を通して水平に延長している。保持バー1210は、ドロップコネクタ112を保持し、それらが互いに離れるように押圧され、その後にその元の位置へと戻るように配置されており、例えば、保持バー1210は、以下に更に説明するようにドロップコネクタ又はプラグカバー1302を保持するため以下に説明するような機能を与えるバネ機構又は任意の素子により所定位置に保持される接続ボックス110内に配設された可撓性のあるU字形状の素子の脚部のうちの1つ以上のものであってよい。
【0041】
[0055]ドロップコネクタ112は、ソケット1248及び集約的にガイドピン1240と称されるガイドピン1240−1及び1240−2を備える。ガイドピン1240は、ソケット1248の各水平側部に配設される。ガイドピン1240−1及び1240−2は、それぞれ突出部1242−1及び1242−2で終端する、それぞれシャフト1244−1及び1244−2を備えており、それぞれガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ある幾つかの実施形態では、ガイドピン1240は、十字形状の横断面を有することができる。
【0042】
[0056]ドロップコネクタ112は、更に、ソケット1248内に配設され、集約的にプラグピンレセプタクル1246と称されるプラグピンレセプタクル1246−1、1246−2、1246−3及び1246−4を備える。ドロップコネクタ112内で、プラグピンレセプタクル1246の各々は、ドロップケーブル116内の異なる導電性素子(例えば、接地、中性点及び2つのAC相ワイヤ)に電気的に結合される。ある幾つかの他の実施形態では、ドロップコネクタ112は、ドロップケーブル116内の5つのワイヤ(例えば、接地、中性点及び3つのAC相)に結合するための5つのプラグピンレセプタクル1246を備えることができる。これらプラグピンレセプタクル1246は、接続ボックス110のプラグピン1204と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル118及びドロップケーブル116内の対応する導体が電気的に結合させられるようになっている。
【0043】
[0057]ドロップコネクタ112が接続ボックス110に結合されるとき、ガイドピン1240は、ガイドピンレセプタクル1206へ挿入される。ガイドピンレセプタクル1206内の保持バー1210は、突出部1242がそれら保持バー1210の間を通るとき、離れるようにさせられる。それから、保持バー1210は、ガイドピンシャフト1244の周りに閉じて、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に対してロックする。それに加えて、ソケット1248は、プラグ1202にスナップフィットして、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に更に固定するようにすることもできる。ある幾つかの実施形態では、ドロップコネクタ112と接続ボックス110との間に環境シールを与えるため、Oリングがプラグ1202の周りに施される。
【0044】
[0058]ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるため、引き抜き工具1250を使用することができる。ある幾つかの実施形態では、この引き抜き工具1250は、テーパー付き分岐部を有する2つまたフォークの形状とされる。ドロップコネクタ112を接続ボックス110から解除するため、それら分岐部が解除孔1208へ挿入され、保持バー1210を離れるように広げて、ガイドピン突出部1242が保持バー1210の間を通過できるようにする。その時、ドロップコネクタ112を、接続ボックス110から引き抜くことができる。他の実施形態では、引き抜き工具1250は、ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるための同じ機能を与えるような異なる形状のものとすることもできる。
【0045】
[0059]図13は、本発明の1つ以上の実施形態によるプラグカバー1302を示している。このプラグカバー1302は、プラグレセプタクル1304及びカバーガイドピン1306−1及び1306−2を備えている。このプラグカバー1302は、接続ボックス110と嵌合し、プラグ1202に対して環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このプラグカバー1302は、ドロップコネクタ112が接続ボックス110に結合されるのと同じようにして接続ボックス110に結合され、使用されていない及び/又はドロップコネクタ112に結合されていないどの接続ボックス110のプラグピン1204を保護するのに使用される。引き抜き工具1250又は同様の工具は、その引き抜き工具の分岐部を解除孔1208へ挿入し、プラグカバー1302を接続ボックス110から引き抜くことにより、プラグカバー1302を接続ボックス110から離脱させるのに使用することができる。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル1304は、プラグ1202にきつく「スナップフィット」して、プラグカバー1302を接続ボックス110に固定するようにすることができる。このような幾つかの実施形態では、カバーガイドピン1306は必要とされず、プラグカバー1302は、単にプラグカバー1302を接続ボックス110から引き抜くことにより、接続ボックス110から離脱させられる。
【0046】
[0060]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー1302は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0047】
[0061]図14は、本発明の1つ以上の代替的実施形態によるソケットカバー1410を示している。このソケットカバー1410は、ダミープラグ1412及びガイドピンレセプタクル1414−1及び1414−2を備える。このソケットカバー1410は、ドロップコネクタ112と嵌合し、ソケット602に対する環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このソケットカバー1410は、接続ボックス110に結合されていないときに、ドロップコネクタ112のソケット1248を保護する。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル1304は、ソケット1248にスナップフィットして、プラグカバーをドロップコネクタ112に対して固定することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグカバー1302は、ソケットカバー1410をドロップコネクタ112に固定するため、それぞれ接続ボックス解除孔1208及び保持バー1210と同様の解除孔及び保持バーを備えることができる。このような実施形態では、ソケットカバー1410をドロップコネクタ112から離脱させるのに、引き抜き工具1250又は同様の工具を使用することができる。
【0048】
[0062]ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー1410は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0049】
[0063]図15は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システムアセンブリを形成するための方法1500のブロック図である。この配線システムアセンブリは、接続ボックスに結合されるトランクケーブルを備えている。このトランクケーブルは、図3に示したトランクケーブル118の如きフラットトランクケーブルであり、図3に示したような接続ボックス110に結合できるものであり、又、別の仕方として、接続ボックスは、図12に示したようなものでもよい。その接続ボックスは、この接続ボックスをドロップコネクタ112の如きドロップコネクタに結合するためプラグ303又はプラグ1202の如きプラグを備える。
【0050】
[0064]この方法1500は、ステップ1502で開始され、ステップ1504へ進む。ステップ1504にて、フラットトランクケーブル内のワイヤ導体が露出させられる。ワイヤ導体(例えば、ワイヤ導体314)を露出させるようにケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体の部分を除去するのに、機械的又はレーザーストリッピングを使用することができる。各ワイヤ導体は、プラグピン(例えば、プラグピン506)のうちの特定のピンに電気的に結合される接続ボックス導体(例えば、接続ボックス導体308)に整列させられるように、露出させられる。このようにして、接続ボックス導体に対する露出ワイヤ導体の配置により、フラットケーブルのどのワイヤが接続ボックスプラグのどのピンに電気的に結合されるかが決定される。
【0051】
[0065]ある幾つかの実施形態では、トランクケーブルは、4つのワイヤを備えており、接続ボックス導体に結合するため4つのワイヤ導体の全てが露出させられ、他の実施形態では、トランクケーブルは、5つのワイヤを備えており、4つ又は5つのワイヤ導体が露出させられる。
【0052】
[0066]この方法1500は、ステップ1504に進み、そこで、トランクケーブルの露出された部分が接続ボックスの接続領域と整列させられる。図3に関して前述したように、接続ボックスの接続領域は、各々が接続ボックスコネクタのピンに1対1の対応にて結合される複数の接続ボックス導体を備えている。ある幾つかの実施形態では、接続ボックスは、4つのプラグピンに1対1の対応で結合される4つの導体を備えており、他の実施形態では、接続ボックスは、5つのプラグピンに1対1の対応で結合される5つの導体を備えている。トランクケーブルは、露出されたワイヤ導体が望ましいピンに対応する接続ボックス導体と整列させられるように、接続ボックスの接続領域と整列され、即ち、各露出ワイヤ導体は、そのワイヤ導体が特定の接続ボックスプラグピンに電気的に結合されるように、接続ボックス導体に整列させられる。3相電力を使用する1つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対するワイヤ導体の配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて1つの相だけ回転される(即ち、相回転が使用される)。
【0053】
[0067]この方法1500は、ステップ1508へ進み、そこで、接続ボックス導体は、ワイヤ導体に電気的に結合される。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス導体は、露出ワイヤ導体に結合するための圧着型コネクタ(即ち、接続ボックス導体当たり1つの圧着型コネクタ)で終端し、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するためのこのような技法により、トランクケーブルにおいて欠陥接続ボックスを容易に交換することができるようになる。他の実施形態では、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するための他の技法、例えば、半田付けの如き技法を使用することができる。
【0054】
[0068]ある特定の実施形態では、トランクケーブル及びワイヤを剥離する代わりに、トランクケーブル絶縁体が除去され、トランクケーブルワイヤ導体との電気接続を形成するようにワイヤ絶縁体に突き刺すようにするため突き刺し型コネクタが使用され、又、別の仕方として、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺してワイヤ導体との電気接続をなすようにするため突き刺し型コネクタが使用される。3相電力を使用する1つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対する圧着型/突き刺し型コネクタの配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて1つの相だけ回転させられる(即ち、相回転が使用される)。
【0055】
[0069]この方法1500は、ステップ1510へ進み、そこで、接続領域は、ハウジングカバーにより覆われる。ある幾つかの実施形態では、そのハウジングカバーは、接続ボックスの一体成形された部分であり、接続領域を覆うように折りたたまれ、接続ボックスハウジングベースに機械的に結合されて、その接続領域を覆うことができる。他の実施形態では、そのハウジングカバーは、接続領域の上にはめ込まれ、接続ボックスハウジングベースに結合されてその接続領域を覆うような別体部品とされる。このハウジングカバーは、1つ以上の機械的ラッチ、クリップ又は同様の技法によりハウジングベースに固定することができる。
【0056】
[0070]この方法1500は、ステップ1512に進む。ステップ1512にて、嵌合した接続ボックスハウジングカバー/ハウジングベースの上に、オーバーモールド502の如きオーバーモールドが施される。このオーバーモールドは、接続領域内の電気接続を環境に対して保護する。
【0057】
[0071]この方法1500は、ステップ1514に進み、そこで終了する。
【0058】
[0072]本発明の実施形態の前述の説明は、ここに説明した種々な機能を果たす多くの素子、装置、回路及び/又はアセンブリを含んでいる。これらの素子、装置、回路及び/又はアセンブリは、それらのそれぞれ説明された機能を果たすための手段の典型的な実施例である。
【0059】
[0073]本発明の実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに本発明の他の更なる実施形態が考えられるのであり、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により決定されるものである。
【符号の説明】
【0060】
100・・・光起電力エネルギーシステム、102、102Aから102C・・・光起電力(PV)モジュール、104、104A〜104C・・・電力変換器、106・・・配線システム、108・・・終端ブロック、110、110A〜110F・・・接続ボックス、112、112A〜112F・・・ドロップコネクタ(プラグカバー)、114・・・接合ボックス、116、116A〜116C・・・ドロップケーブル、118・・・ケーブル(トランクケーブル)(フラットケーブル)、200・・・PVモジュール装置、302・・・コネクタ(プラスチックコネクタ)、303・・・接続ボックスプラグ、304・・・機械的プラグラッチ、306・・・接続領域、308、308−1〜308−5・・・接続ボックス導体、310,310−1〜310−4・・・圧着型コネクタ、312、312−1〜312−5・・・ワイヤ、314、314−1〜314−4・・・ケーブルワイヤ導体、336・・・ハウジングベース(接続ボックスの底部部分)、338・・・ハウジングカバー(接続ボックスの上部部分)、340・・・ハウジングラッチ、342・・・ハウジングラッチ、502・・・オーバーモールド、504・・・Oリング、506、506−1〜506−4・・・プラグピン、602・・・ドロップコネクタソケット、604・・・ソケットラッチ、608・・・接続ハブ、610、610−1〜610−4・・・ドロップケーブル導体、612,612−1〜610−4・・・プラグピンレセプタクル、702・・・引き抜き工具、902・・・保護プラグカバー、904・・・ソケットカバー、1002・・・キャップ、1004、1004−1〜1004−6・・・孔、1006・・・環境保護カップリング、1102・・・コンジットワイヤ、1104・・・コンジットワイヤ導体、1106・・・ワイヤナット、1110・・・フィードスルー、1202・・・プラグ、1204、1204−1〜1204−4・・・プラグピン、1206、1206−1〜1206−2・・・ガイドピンレセプタクル、1208、1208−1〜1208−2・・・解除孔、1210、1210−1〜1210−2・・・保持カバー、1236・・・ハウジングベース、1238・・・ハウジングカバー、1240、1240−1〜1240−2・・・ドロップコネクタガイドピン、1242、1242−1〜1242−2・・・ガイドピン突出部、1244、1244−1〜1244−2・・・ガイドピンシャフト、1246、1246−1〜1246−2・・・ガイドピンレセプタクル、1248・・・ソケット、1250・・・引き抜き工具、1302・・・ドロップカバー(プラグカバー)、1304・・・プラグレセプタクル、1306、1306−1〜1306−2・・・カバーガイドピン、1410・・・ソケットカバー、1412・・・ダミープラグ、1414、1414−1〜1414−2・・・ガイドピンレセプタクル、1500・・・方法
【背景技術】
【0001】
[0001]光起電力エネルギーシステムの1つのタイプでは、複数の光起電力(PV)モジュールがアレイに配列されており、各モジュールは、DC−ACインバータに結合されている。各インバータを各隣接するインバータに結合するデイジーチェーンケーブルを使用して、各インバータから出力ACエネルギーが集められる。このケーブルは、そのACエネルギーを電力グリッドに結合し易くするため接合ボックスにて終端されている。インバータを相互接続するこのケーブルは、典型的に、カスタムメイドとされ、PVモジュールアレイの設置中に現場において組み立てられる。このようなケーブルの組立は、時間のかかるものであり、費用のかかるものであり、そして、誤りを引き起こす心配の多いものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
[0002]従って、光起電力エネルギーシステムにおいてインバータを相互接続するための標準化フォーマットを有するAC配線システムが当業分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0003】
[0003]本発明の実施形態は、一般的に、電力配線のための方法及び装置に係る。1つの実施形態では、この装置は、(i)電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグ、(ii)コネクタのガイドをするための第1の手段に結合するための手段、及び(iii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段を含む接続ボックスを備えている。
【0004】
[0004]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示した実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示したものであり、従って、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、同等の効果を発揮する他の実施形態を包含し得ることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】本発明の1つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステムのブロック図を示している。
【図2】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムを備えるPVモジュール装置のブロック図である。
【図3】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスの詳細斜視図を示している。
【図4】本発明の1つ以上の実施形態によるハウジングベース上に閉じられるハウジングカバーを有する接続ボックスを示している。
【図5】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスの上部斜視図及び接続ボックスプラグの正面斜視図を示している。
【図6】本発明の1つ以上の実施形態によるドロップコネクタの上部斜視図及び正面斜視図を示している。
【図7】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックスに取り付けられたドロップコネクタの斜視図を示している。
【図8】本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス、ドロップコネクタ及びドロップケーブルの側面及び前面斜視図を示している。
【図9】本発明の1つ以上の実施形態による保護プラグカバーと組み合う接続ボックス及びソケットカバーと組み合うドロップコネクタソケットの分解部品配列斜視図を示している。
【図10】本発明の1つ以上の実施形態による配線システム内でトランクケーブルの末端を終端するのに使用される終端ブロックを示している。
【図11】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムを電力グリッドに結合するための接合ボックスの1つの実施形態の上面図を示している。
【図12】本発明の1つ以上の代替的実施形態による接続ボックス及びドロップコネクタの分解部品配列斜視図を示している。
【図13】本発明の1つ以上の代替的実施形態によるプラグカバーを示している。
【図14】本発明の1つ以上の代替的実施形態によるソケットカバーを示している。
【図15】本発明の1つ以上の実施形態によるAC配線システムアセンブリを形成するための方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
[0020]本発明の1つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステム100のブロック図を示している。このシステム100は、複数の光起電力(PV)モジュール102A、102B、102C(集約的にPVモジュール102と称される)と、複数の電力変換器104A、104B、104C(集約的に電力変換器104と称される)と、配線システム106と、接合ボックス114と、を備える。本発明の1つの実施形態においては、これらPVモジュール102の各々は、個々の電力変換器104に結合されている。他の実施形態においては、1つのPVモジュール102が複数の電力変換器104に結合されてもよく、複数のPVモジュール102が単一の電力変換器104に結合されてもよく、又は、PVモジュール102の複数の部分が各々1つの電力変換器104に結合されてもよい。1つの実施形態では、電力変換器104は、DC−ACインバータであり、配線システム106は、AC電力を接合ボックス114へ、最終的には、ACグリッドへと搬送する。他の実施形態では、電力変換器104は、DC−DC変換器であり、配線システム106は、DCエネルギーを接合ボックス114におけるDC−ACインバータへと搬送してもよい(例えば、複数のDC−DCブースタが、ここで説明したものと類似の配線システムを介して集中型DC−ACインバータに結合される)。一般的に、本発明の実施形態によれば、複数の分散型電力源(例えば、PVモジュールと関連した電力変換器)が相互接続される。
【0007】
[0021]配線システム106は、ケーブル118(トランクケーブル)と、複数の接続ボックス110A−F(集約的に接続ボックス110と称される)と、終端ブロック108と、を備える。電力変換器104の各々は、ドロップコネクタ112及びドロップケーブル116を介して接続ボックス110に結合されている。
【0008】
[0022]図示の実施形態では、電力変換器104よりも多くの接続ボックス110がある。ある幾つかの実施形態では、各接続ボックス110は、ドロップコネクタ112及びインバータへのドロップケーブル116に結合されている。他の実施形態では、ドロップコネクタ112B、112D及び112Fは、それぞれ、接続ボックス110B、110D及び110Fのコネクタピン(プラグ)のキャップの形であってよい(より詳細には、以下の図9及び図13のプラグカバーを参照)。接続ボックス110の間の間隔Dは、一般的には、水平に整列されたPVモジュール102の中心の間の距離の半分である。このような実施形態では、接続ボックス110は、1つ置きで、電力変換器104に接続されている。このような配列については、図2に関して説明する。PVモジュール102が垂直に整列されたような代替的実施形態では、各接続ボックス110が1つの電力変換器104に接続される。
【0009】
[0023]配線システム106は、ケーブル118の末端に終端ブロック108を備える。ケーブル118の基端は、接合ボックス114に結合される。接合ボックス114は、ケーブル118の基端を電力グリッドへと結合する。終端ブロック108の実施形態については、図10に関して詳細に説明し、接合ボックスの実施形態については、図11に関して詳細に説明する。
【0010】
[0024]配線システム106は、現場において光起電力システム100を組み立てる前に、ケーブル118及び接続ボックス110と共に前もって形成しておくことができる。配線システムの長さは、現場にてシステムを設置する前に、切断しておくことができ、又は、現場にてケーブルスプールからその長さだけ容易に切断することもできる。ケーブル118がPVモジュール102の列の長さに切断されるとき、そのケーブル118は、PVモジュール102に物理的に取り付けられ、PVモジュール102の支持体を形成するストラットに取り付けられるか、又は、PVモジュール102の支持体を形成するストラットの内側に置かれる。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス110には、順次の番号(即ち、ボックス当たり1つの番号)が印刷されており、接続ボックス110の必要数が決定されるときに、ユーザがケーブル118の必要な長さを容易に識別できるようにしている。
【0011】
[0025]本発明の1つの実施形態では、接続ボックス110は、トランクケーブル118に取り付けられ、そのアセンブリは、ケーブルスプールに巻かれる。接続ボックス110は、光起電力モジュールアレイと共に使用するために必要とされる間隔でもって、ケーブル118に沿って配置されている。通常のPVモジュールは、幅0.8m、高さ1.6mの寸法を有している。1つの実施形態では、接続ボックス110の間隔は、0.75mである。このような接続ボックス間隔を使用すると、PVモジュール102がそのアレイに水平又は垂直に取り付けられとき、標準のケーブル118を使用することが可能とされる。水平に取り付けられる(図2に示されるように)ときには、接続ボックス110は、1つ置きで、電力変換器104に結合される。垂直に取り付けられるときには、どの接続ボックス110も電力変換器104に結合される。従って、PVモジュール102のどのような配向を有するPVシステムにおいても、単一のケーブルシステムフォーマットを使用することができる。PVモジュール102が取り付けられるとき、配線システム106は、適切な長さに切断され、末端でキャップされ、基端で接続ボックス114に接続され、ドロップコネクタ112を適当な接続ボックス110に接続するだけでよい。従って、光起電力システムを設置することができる速度が、実質的に高められる。
【0012】
[0026]図2は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106を備えるPVモジュール装置200のブロック図である。それらPVモジュール102A、102B及び102Cは、端と端とを接して、水平に設置されている。接続ボックス110は、トランクケーブル118に結合され、各々距離Dだけ離間されており、ここで、Dは、PVモジュール102を横切る水平距離のほぼ半分である。一方の端部で、トランクケーブル118は、終端ブロック108にて終端しており、他方の端部で、トランクケーブル118は、接合ボックス114にて終端している。
【0013】
[0027]接続ボックス110A、110C及び110Eは、それぞれ、各PVモジュール102の水平中心に近い、PVモジュール102A、102B及び102Cの背面に結合される。接続ボックス110A、110C及び110Eは、更に、それぞれ、ドロップコネクタ及びドロップケーブル112A/116A、112B/116C及び112C/116Eを介して、それぞれ、電力変換器104A、104B及び104Cに結合される。電力変換器104A、104B及び104Cは、それぞれ、PVモジュール102A、102B及び102Cの背面に結合される。
【0014】
[0028]接続ボックス110B、110D及び110Fは、使用されず、それぞれ、ドロップコネクタ又はプラグカバー112B、112D及び112Fにより終端される。
【0015】
[0029]図3は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110の詳細斜視図を示している。ケーブル118は、集約的にワイヤ312と称される5本の全配列ワイヤ312−1、312−2、312−3、312−4及び312−5を有するフラットケーブルであり、他の実施形態では、そのケーブル118は、4本の全配列ワイヤを備えるものでもよい。各ワイヤ312は、個々の絶縁体により包囲されたワイヤ導体314を備えており、ケーブル絶縁体がそのワイヤ絶縁体を取り囲んでいる。1つの実施形態では、それらワイヤ312は、例えば、20アンペア及び600ボルトの電流定格を有する12アメリカンワイヤーゲージ(AWG)である。4本ワイヤの実施形態では、それらワイヤ312は、接地、中性点及び2つのAC相用として使用される。5本ワイヤの実施形態では、接地、中性点及び3つのAC相用として使用され、別の仕方として、図3に示すように、5本のワイヤ312のうちの4本が接地、中性点及び2つのAC相接続用として使用され、一方、1本のワイヤ312−5が使用されないままとされる。電力変換器104がDC−DC変換器であり、配線システム106がDCエネルギーを搬送するような他の実施形態では、ケーブル118は、2本のワイヤ312を備える。
【0016】
[0030]図3に示す接続ボックス110は、1本のワイヤ312が接続されない(即ち、使用されない)ままとされるような5本ワイヤケーブル118を使用している。接続ボックス110は、コネクタ302及び接続領域306を形成するように、射出成形プラスチックで形成されている。コネクタ302は、ドロップコネクタ112に機械的に結合するための機械的プラグラッチ304をそのコネクタ302の各水平端に備えている。他の実施形態では、コネクタ302は、より少ない又はより多くのプラグラッチ304を備えることができ、及び/又はドロップコネクタ112に結合するための他の機構を使用することができる。
【0017】
[0031]プラスチックコネクタ302には、このコネクタ302のプラグ部分(即ち、プラグ303)を形成するピン(即ち、図5に関して以下に説明するプラグピン506)が挿入されている。これらピンは、接続ボックス110の接続領域306内でそれぞれ圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4に最終的には結合される接続ボックス導体308−1、308−2、308−3及び308−4に電気的に結合される。組立中において、ケーブル118内のワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4は、ケーブル及びワイヤ絶縁の部分を取り除くように機械的又はレーザーストリッピングを使用して露出させられる。図3に示した実施形態では、接続ボックス110は、ケーブル118の下から設置され、圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4は、それぞれ、その露出されたワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4と整列させられる。圧着型コネクタ310−1、310−2、310−3及び310−4は、それぞれ、露出ワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4の周りに圧着させられ、1ピン対1ワイヤ導体314の電気接触を形成する。
【0018】
[0032]接続ボックス110の上部部分(即ち、ハウジングカバー338)は、接続ボックス110の底部部分(即ち、ハウジングベース336)を覆うように折りたたまれて、それら接続部分を包囲するようにされる。機械的ラッチにより、ハウジングカバー338がハウジングベース336に対して保持され、その接続領域が包囲されるようになる。図3に示した実施形態の如きある幾つかの実施形態では、ハウジングカバー338は、このハウジングカバー338の内部に対して直角に配設された1対のハウジングラッチ340と、コネクタ302の上部に対して直角に配設された1対のハウジングラッチ342と、を備えている。ハウジングカバー338がハウジングベース336を覆うように折りたたまれるとき、ハウジングラッチ340及び342は、それぞれ、ハウジングベース336及びハウジングカバー338の対応する穴に係合し、ハウジングカバー338をハウジングベース336に対して固定する。
【0019】
[0033]ある代替的実施形態では、圧着型コネクタ310を使用できるようにケーブル118及びワイヤ312を剥離する代わりに、ケーブル絶縁体を取り除き、突き刺し型コネクタを使用し、ワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ケーブルワイヤ導体314との電気接続を形成するようにすることもできる。別の代替的実施形態では、突き刺し型コネクタを使用して、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ワイヤ導体314に対する電気接続をなすようにすることもできる。
【0020】
[0034]1つの実施形態では、3相電力を使用するときに、圧着型/突き刺し型コネクタのピンに対する配置は、ケーブル118に沿って各接続ボックス110において1相だけ回転される。相回転のこのような実施については、2010年12月21日に発行された「Apparatus for Phase Rotation for a Three-Phase AC Circuit」と題する米国特許第7,855,473号明細書に詳細に記載されており、この明細書の記載は、そのままここに援用される。
【0021】
[0035]図4は、本発明の1つ以上の実施形態による、ハウジングカバー338をハウジング336上に閉じた接続ボックス110を示している。その後、それら電気接続を環境に対して保護するため、接続ボックス110に対してオーバーモールド(即ち、図5に関して以下に説明するオーバーモールド502)が施される。
【0022】
[0036]図5は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110の上部斜視図及び接続ボックスプラグ303の正面斜視図を示している。コネクタ302がオーバーモールド502から突き出すようにして、嵌合したハウジングベース336/ハウジングカバー338を覆うようにして、オーバーモールド502が施される。接続ボックス110がドロップコネクタ112と嵌合するときに環境シールが与えられるように、接続ボックス110のプラグ303の周りにOリング504が配置される。
【0023】
[0037]プラグ303は、それぞれ、ケーブルワイヤ導体314−1、314−2、314−3及び314−4に電気的に結合される、集約的にプラグピン506と称される4つのプラグピン506−1、506−2、506−3及び506−4を備えている。ある幾つかの他の実施形態では、プラグ303は、5つのケーブルワイヤ導体314に電気的に結合される5つのピン506を備える。各プラグピン506は、隣接するプラグピン506に関してピッチPを有しており、1つの実施形態では、プラグピン506は、8.5ミリメートル(mm)のピッチを有する。ある幾つかの実施形態では、プラグピン506のうちの1つは、先切断後接続(メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション)ができるように、他のプラグピン506より長くしておくことができる。
【0024】
[0038]図6は、本発明の1つ以上の実施形態によるドロップコネクタ112の上部斜視図及び正面斜視図を示している。ドロップコネクタ112の物理的形状は、接続ボックスコネクタ110と結合して、環境的に確かな接続を形成するように設計されている。
【0025】
[0039]ドロップコネクタ112は、各水平端部に配設されたソケットラッチ604を有するソケット602を備えている。これらソケットラッチ604は、コネクタ302のプラグラッチ304と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ドロップコネクタ112は、更に、ドロップケーブル導体610−1、610−2、610−3及び610−4(即ち、ドロップケーブル116内のワイヤ導体の如き導電性素子)が、それぞれ、ソケット602のプラグピンレセプタクル612−1、612−2、612−3及び612−4に電気的に結合されるような接続ハブ608を備える。それらプラグピンレセプタクル612は、コネクタ302のプラグピン506と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル118及びドロップケーブル116内の対応する導体が電気的に結合するようにされている。ある幾つかの実施形態では、ドロップケーブル112は、4つのプラグピンレセプタクル612(例えば、接地、中性点及び2つのAC相に結合するための)を備えており、又、別の仕方として、ドロップコネクタ112は、5つのプラグピンレセプタクル612(例えば、接地、中性点及び3つのAC相に結合するための)を備える。
【0026】
[0040]図7は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110に取り付けられたドロップコネクタ112の斜視図を示している。プラグラッチ304とソケットラッチ604とが嵌合して、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に対して固定する。ある幾つかの実施形態では、プラグラッチ304のうちの1つ及び単一の対応するソケットラッチ604は、他のプラグラッチ304/ソケットラッチ604に関して異なるサイズとされ、接続ボックス110に関してドロップコネクタ112が適切に整列させられるようにしておくことができ、又、付加的に、又は、別の仕方として、プラグラッチ304のうちの1つ及び対応するソケットラッチ604は、整列が行えるように、他のプラグラッチ304/ソケットラッチ604に関して異なる形状及び/又は向きとしておくことができる。
【0027】
[0041]ドロップコネクタ112を接続ボックス110から分離するのに、引き抜き工具702が使用される。ある幾つかの実施形態では、この工具702は、2つまたフォークの形状とされており、その各分岐部は、コネクタアセンブリの各側でソケットラッチ604からコネクタプラグラッチ304を離脱させるため、ドロップコネクタ112の縁部に沿って挿入されるような適当な形状とされている。工具702によりラッチ304及び604が離脱させられるとき、ドロップコネクタ112を、接続ボックス110から引き抜くことができる。他の実施形態では、工具702は、異なる形状であるが、ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるための同じ機能を与えるようにすることができる。
【0028】
[0042]図8は、本発明の1つ以上の実施形態による接続ボックス110、ドロップコネクタ112及びドロップケーブル116の側面及び前面斜視図を示している。この実施形態では、接続ボックス110は、PVモジュール102に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、この接続ボックス110は、PVモジュール102のための構造的支持体に結合され、並びにその構造的支持体のストラット内に配置することができる。また、この実施形態では、電力変換器104は、PVモジュール102に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、インバータ104は、PVモジュール102のための構造的支持体に結合され、又はその構造的支持体のストラットに結合され、又はPVモジュール102に近接した別の場所に結合されることができる。
【0029】
[0043]図9は、本発明の1つ以上の実施形態による保護プラグカバー902(即ち、ドロップコネクタ112B、112D及び112E)と組み合う接続ボックス110及びソケットカバー904と組み合うドロップコネクタソケット602の分解部品配列斜視図を示している。プラグカバー902(又は、「キャップ」)は、接続ボックスコネクタ302と嵌合し、プラグ303のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。プラグカバー902は、ドロップコネクタ112が接続ボックスコネクタ302と結合されるのと同じようにして接続ボックスコネクタ302に結合される。プラグカバー902は、使用されていない及び/又はドロップコネクタ112に結合されないどの接続ボックス110のプラグピン506をも保護するのに、配線システム106内で使用される。引き抜き工具702は、プラグカバー902からプラグラッチ304を離脱させて、そのプラグカバー902を接続ボックス110から取り外すようにするのにも使用できる。
【0030】
[0044]プラグカバー902と同様に、ソケットカバー904は、ドロップコネクタ112と嵌合し、ソケット602のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。ソケットカバー904は、ソケット602が接続ボックスコネクタ302に結合されていないときに、ドロップコネクタ112のソケットプラグピンレセプタクル612を保護する。ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー904は、ソケット602に対してきっちりと「スナップフィット」することができ、ドロップコネクタ112からソケットカバー904を取り外すのに工具を使用する必要がないものとすることができる。別の仕方として、ソケットカバー904は、ソケットラッチ604に結合するためのプラグラッチ304と同様のラッチを備えることができ、このような実施形態では、ソケット602からソケットカバー904を取り外すのに、引き抜き工具702の如き工具を使用することができる。
【0031】
[0045]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー902及びソケットカバー904は、射出成形プラスチックで作ることができる。
【0032】
[0046]図10は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106内でトランクケーブル118の末端を終端するのに使用される終端ブロック108を示している。この終端ブロック108は、ケーブル118の端部部分に沿って個々のワイヤ絶縁体からケーブル絶縁体を剥離することにより形成される。その内部へ部分的に延長している複数の孔1004−1、1004−2、1004−3、1004−4及び1004−5(集約的に孔1004と称される)を有するキャップ1002が、ケーブル118の端部に取り付けられる。これら孔1004は、ケーブル118内のワイヤ312のピッチに等しいピッチを有している。各ワイヤ312は、1つの孔1004へ挿入される。それから、キャップ1002は、シュリンクチューブ、ワイヤタイ、及び/又は環境保護カップリング1006を使用してケーブル118にキャップ1002を取り付ける他の手段を使用して、ケーブル118に結合される。1つの実施形態では、環境的保護を更に改善する(ケーブル端部を湿気侵入に対して保護する)ため、ワイヤ312及び/又はキャップ1002は、グリースで被覆される。
【0033】
[0047]ある幾つかの実施形態では、キャップ1002は、5つの孔1004を有することができ、他の実施形態では、キャップ1002は、4つの孔1004を有することができる。これら孔1004の数は、ワイヤ312の数を越えてもよく、従って、キャップ1002がケーブル118に結合されるときに、1つ以上の孔1004が空のままであることがある。
【0034】
[0048]図11は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システム106を電力グリッドに結合するための接合ボックス114の1つの実施形態の上面図を示している。この接合ボックス114は、配線システム106のケーブルワイヤ312と、AC電力グリッドに接続するコンジットワイヤ1102との間に環境的に保護された接続を与える。ケーブル118の基端は、接合ボックス114の側部におけるフィードスルー1110を通して延びる。ケーブル118の絶縁体は、ケーブルワイヤ312を露出させるように剥離される。ケーブルワイヤ312の端部の絶縁体は、ワイヤ導体314を露出させるように剥離される。同様に、各コンジットワイヤ1102の端部の絶縁体は、コンジットワイヤ導体1104を露出させるように剥離される。それぞれワイヤ312及び1102の剥離された端部で露出された導体314及び1104は、ワイヤナット1106(即ち、各ケーブルワイヤ/コンジットワイヤに対して1つのワイヤナット)又はワイヤ導体を互いに接続するための他の幾つかの手段を使用して、互いに電気的に接続される。このようにして、電力変換器104及びPVモジュール102により発生されたAC電力は、電力グリッドに結合される。それら露出されたワイヤを環境に対して保護するため、接合ボックス114上にカバー(図示せず)が置かれる。
【0035】
[0049]図12は、本発明の1つ以上の代替的実施形態による接続ボックス110及びドロップコネクタ112の分解部品配列斜視図を示している。接続ボックス110は、実質的に形状において長方形であり、この接続ボックス110の本体内の電気接続を保護するため、トランクケーブル118の周りで嵌合されるハウジングベース1236及びハウジングカバー1238を備えている(即ち、このトランクケーブル118は、接続ボックス110を「貫通」している)。図12に示す実施形態の如きある幾つかの実施形態では、トランクケーブル118は、フラットでなく実質的に丸形状であり、前述したように、4つ又は5つのワイヤを備えることができる。他の実施形態では、トランクケーブル118は、前述したように、フラットケーブルであってもよい。
【0036】
[0050]接続ボックス110は、集約的にガイドピンレセプタクル1206と称される1対のガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2の間でハウジングカバー1238から突出するプラグ1202を備える。これらガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2は、集約的に解除孔1208と称される1対の解除孔1208−1及び1208−2の間に配置されており、他の実施形態では、これら解除孔1208は、ガイドピンレセプタクル1206の間にあってもよい。プラグ1202は、ハウジングカバー1238と一体成形された部分であってよく、ハウジングカバー1238、プラグ1202及びハウジングベース1236は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0037】
[0051]プラグ1202は、ハウジングカバー1238を通して延長する、集約的にプラグピン1204と称されるプラグピン1204−1、1204−2、1204−3及び1204−4を取り囲んでおり、ある幾つかの実施形態では、これらプラグピン1204は、8.5mmのピッチを有することができる。これらプラグピン1204は、導電性材料で形成され、接続ボックス110内で、ケーブル118のワイヤ導体314に1対1の対応で結合される。ある幾つかの実施形態では、ワイヤ導体314は、ケーブル及びワイヤ絶縁体の部分を除去するため、例えば、機械的又はレーザーストリッピングを使用して、組立中に露出させられ、プラグピン1204に結合される。各ワイヤ導体314は、中性点、接地又は特定のAC相に対応させて識別され、個々のプラグピン1204に1対1の対応で電気的に結合される。ワイヤ導体314及びプラグピン1204は、半田付け、圧着又は同様の技法により電気的に結合される。他の幾つかの実施形態では、ケーブル絶縁体が除去され、プラグピン1204とワイヤ導体314との間の電気接続を形成するため、ワイヤ絶縁体に突き刺す突き刺し型コネクタを使用することができる。3相電力を使用するある特定の実施形態では、プラグピン1204に対する圧着型/突き刺し型コネクタの配置は、ケーブル118に沿って各接続ボックス110において1相だけ回転させられる(即ち、相回転技法が使用される)。
【0038】
[0052]ある幾つかの実施形態では、ハウジングベース1236から外方へ延長する各プラグピン1204は、プラグと一体形成の部分である分割壁によって、プラグ1202内で他のプラグピン1204から分離することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグピン1204のうちの1つは、先切断後接続(メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション)を可能とするように、他のプラグピン1204よりもハウジングベース1236から更に外方へと延長させることができる。
【0039】
[0053]ガイドピンレセプタクル1206及び解除孔1208は、プラグ1202に関して水平に整列される。解除孔1208は、全体的に円形状であり、接続ボックス110の幅を通して延長している。ガイドピンレセプタクル1206は、以下に更に説明するように、ドロップコネクタガイドピン1240と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。一般的には、ガイドピンレセプタクル1206のうちの1つ、例えば、ガイドピンレセプタクル1206−1は、他のガイドピンレセプタクル1206、例えば、ガイドピンレセプタクル1206−2とは異なるサイズとされ、接続ボックス110に関してドロップコネクタ112を適切に整列させることができるようにしており、ある幾つかの実施形態では、このような整列は、ガイドピンレセプタクル1206のうちの1つを、他のガイドピンレセプタクル1206とは異なる形状及び/又は向きとすることにより、容易に行うことができる。
【0040】
[0054]1対の保持バー1210−1がガイドピンレセプタクル1206−1及び隣接する解除孔1208−1を通して水平に延長しており、1対の保持バー1210−2がガイドピンレセプタクル1206−2及び隣接する解除孔1208−2を通して水平に延長している。保持バー1210は、ドロップコネクタ112を保持し、それらが互いに離れるように押圧され、その後にその元の位置へと戻るように配置されており、例えば、保持バー1210は、以下に更に説明するようにドロップコネクタ又はプラグカバー1302を保持するため以下に説明するような機能を与えるバネ機構又は任意の素子により所定位置に保持される接続ボックス110内に配設された可撓性のあるU字形状の素子の脚部のうちの1つ以上のものであってよい。
【0041】
[0055]ドロップコネクタ112は、ソケット1248及び集約的にガイドピン1240と称されるガイドピン1240−1及び1240−2を備える。ガイドピン1240は、ソケット1248の各水平側部に配設される。ガイドピン1240−1及び1240−2は、それぞれ突出部1242−1及び1242−2で終端する、それぞれシャフト1244−1及び1244−2を備えており、それぞれガイドピンレセプタクル1206−1及び1206−2と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ある幾つかの実施形態では、ガイドピン1240は、十字形状の横断面を有することができる。
【0042】
[0056]ドロップコネクタ112は、更に、ソケット1248内に配設され、集約的にプラグピンレセプタクル1246と称されるプラグピンレセプタクル1246−1、1246−2、1246−3及び1246−4を備える。ドロップコネクタ112内で、プラグピンレセプタクル1246の各々は、ドロップケーブル116内の異なる導電性素子(例えば、接地、中性点及び2つのAC相ワイヤ)に電気的に結合される。ある幾つかの他の実施形態では、ドロップコネクタ112は、ドロップケーブル116内の5つのワイヤ(例えば、接地、中性点及び3つのAC相)に結合するための5つのプラグピンレセプタクル1246を備えることができる。これらプラグピンレセプタクル1246は、接続ボックス110のプラグピン1204と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル118及びドロップケーブル116内の対応する導体が電気的に結合させられるようになっている。
【0043】
[0057]ドロップコネクタ112が接続ボックス110に結合されるとき、ガイドピン1240は、ガイドピンレセプタクル1206へ挿入される。ガイドピンレセプタクル1206内の保持バー1210は、突出部1242がそれら保持バー1210の間を通るとき、離れるようにさせられる。それから、保持バー1210は、ガイドピンシャフト1244の周りに閉じて、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に対してロックする。それに加えて、ソケット1248は、プラグ1202にスナップフィットして、ドロップコネクタ112を接続ボックス110に更に固定するようにすることもできる。ある幾つかの実施形態では、ドロップコネクタ112と接続ボックス110との間に環境シールを与えるため、Oリングがプラグ1202の周りに施される。
【0044】
[0058]ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるため、引き抜き工具1250を使用することができる。ある幾つかの実施形態では、この引き抜き工具1250は、テーパー付き分岐部を有する2つまたフォークの形状とされる。ドロップコネクタ112を接続ボックス110から解除するため、それら分岐部が解除孔1208へ挿入され、保持バー1210を離れるように広げて、ガイドピン突出部1242が保持バー1210の間を通過できるようにする。その時、ドロップコネクタ112を、接続ボックス110から引き抜くことができる。他の実施形態では、引き抜き工具1250は、ドロップコネクタ112を接続ボックス110から離脱させるための同じ機能を与えるような異なる形状のものとすることもできる。
【0045】
[0059]図13は、本発明の1つ以上の実施形態によるプラグカバー1302を示している。このプラグカバー1302は、プラグレセプタクル1304及びカバーガイドピン1306−1及び1306−2を備えている。このプラグカバー1302は、接続ボックス110と嵌合し、プラグ1202に対して環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このプラグカバー1302は、ドロップコネクタ112が接続ボックス110に結合されるのと同じようにして接続ボックス110に結合され、使用されていない及び/又はドロップコネクタ112に結合されていないどの接続ボックス110のプラグピン1204を保護するのに使用される。引き抜き工具1250又は同様の工具は、その引き抜き工具の分岐部を解除孔1208へ挿入し、プラグカバー1302を接続ボックス110から引き抜くことにより、プラグカバー1302を接続ボックス110から離脱させるのに使用することができる。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル1304は、プラグ1202にきつく「スナップフィット」して、プラグカバー1302を接続ボックス110に固定するようにすることができる。このような幾つかの実施形態では、カバーガイドピン1306は必要とされず、プラグカバー1302は、単にプラグカバー1302を接続ボックス110から引き抜くことにより、接続ボックス110から離脱させられる。
【0046】
[0060]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー1302は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0047】
[0061]図14は、本発明の1つ以上の代替的実施形態によるソケットカバー1410を示している。このソケットカバー1410は、ダミープラグ1412及びガイドピンレセプタクル1414−1及び1414−2を備える。このソケットカバー1410は、ドロップコネクタ112と嵌合し、ソケット602に対する環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このソケットカバー1410は、接続ボックス110に結合されていないときに、ドロップコネクタ112のソケット1248を保護する。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル1304は、ソケット1248にスナップフィットして、プラグカバーをドロップコネクタ112に対して固定することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグカバー1302は、ソケットカバー1410をドロップコネクタ112に固定するため、それぞれ接続ボックス解除孔1208及び保持バー1210と同様の解除孔及び保持バーを備えることができる。このような実施形態では、ソケットカバー1410をドロップコネクタ112から離脱させるのに、引き抜き工具1250又は同様の工具を使用することができる。
【0048】
[0062]ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー1410は、射出成形プラスチックで形成することができる。
【0049】
[0063]図15は、本発明の1つ以上の実施形態による配線システムアセンブリを形成するための方法1500のブロック図である。この配線システムアセンブリは、接続ボックスに結合されるトランクケーブルを備えている。このトランクケーブルは、図3に示したトランクケーブル118の如きフラットトランクケーブルであり、図3に示したような接続ボックス110に結合できるものであり、又、別の仕方として、接続ボックスは、図12に示したようなものでもよい。その接続ボックスは、この接続ボックスをドロップコネクタ112の如きドロップコネクタに結合するためプラグ303又はプラグ1202の如きプラグを備える。
【0050】
[0064]この方法1500は、ステップ1502で開始され、ステップ1504へ進む。ステップ1504にて、フラットトランクケーブル内のワイヤ導体が露出させられる。ワイヤ導体(例えば、ワイヤ導体314)を露出させるようにケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体の部分を除去するのに、機械的又はレーザーストリッピングを使用することができる。各ワイヤ導体は、プラグピン(例えば、プラグピン506)のうちの特定のピンに電気的に結合される接続ボックス導体(例えば、接続ボックス導体308)に整列させられるように、露出させられる。このようにして、接続ボックス導体に対する露出ワイヤ導体の配置により、フラットケーブルのどのワイヤが接続ボックスプラグのどのピンに電気的に結合されるかが決定される。
【0051】
[0065]ある幾つかの実施形態では、トランクケーブルは、4つのワイヤを備えており、接続ボックス導体に結合するため4つのワイヤ導体の全てが露出させられ、他の実施形態では、トランクケーブルは、5つのワイヤを備えており、4つ又は5つのワイヤ導体が露出させられる。
【0052】
[0066]この方法1500は、ステップ1504に進み、そこで、トランクケーブルの露出された部分が接続ボックスの接続領域と整列させられる。図3に関して前述したように、接続ボックスの接続領域は、各々が接続ボックスコネクタのピンに1対1の対応にて結合される複数の接続ボックス導体を備えている。ある幾つかの実施形態では、接続ボックスは、4つのプラグピンに1対1の対応で結合される4つの導体を備えており、他の実施形態では、接続ボックスは、5つのプラグピンに1対1の対応で結合される5つの導体を備えている。トランクケーブルは、露出されたワイヤ導体が望ましいピンに対応する接続ボックス導体と整列させられるように、接続ボックスの接続領域と整列され、即ち、各露出ワイヤ導体は、そのワイヤ導体が特定の接続ボックスプラグピンに電気的に結合されるように、接続ボックス導体に整列させられる。3相電力を使用する1つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対するワイヤ導体の配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて1つの相だけ回転される(即ち、相回転が使用される)。
【0053】
[0067]この方法1500は、ステップ1508へ進み、そこで、接続ボックス導体は、ワイヤ導体に電気的に結合される。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス導体は、露出ワイヤ導体に結合するための圧着型コネクタ(即ち、接続ボックス導体当たり1つの圧着型コネクタ)で終端し、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するためのこのような技法により、トランクケーブルにおいて欠陥接続ボックスを容易に交換することができるようになる。他の実施形態では、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するための他の技法、例えば、半田付けの如き技法を使用することができる。
【0054】
[0068]ある特定の実施形態では、トランクケーブル及びワイヤを剥離する代わりに、トランクケーブル絶縁体が除去され、トランクケーブルワイヤ導体との電気接続を形成するようにワイヤ絶縁体に突き刺すようにするため突き刺し型コネクタが使用され、又、別の仕方として、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺してワイヤ導体との電気接続をなすようにするため突き刺し型コネクタが使用される。3相電力を使用する1つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対する圧着型/突き刺し型コネクタの配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて1つの相だけ回転させられる(即ち、相回転が使用される)。
【0055】
[0069]この方法1500は、ステップ1510へ進み、そこで、接続領域は、ハウジングカバーにより覆われる。ある幾つかの実施形態では、そのハウジングカバーは、接続ボックスの一体成形された部分であり、接続領域を覆うように折りたたまれ、接続ボックスハウジングベースに機械的に結合されて、その接続領域を覆うことができる。他の実施形態では、そのハウジングカバーは、接続領域の上にはめ込まれ、接続ボックスハウジングベースに結合されてその接続領域を覆うような別体部品とされる。このハウジングカバーは、1つ以上の機械的ラッチ、クリップ又は同様の技法によりハウジングベースに固定することができる。
【0056】
[0070]この方法1500は、ステップ1512に進む。ステップ1512にて、嵌合した接続ボックスハウジングカバー/ハウジングベースの上に、オーバーモールド502の如きオーバーモールドが施される。このオーバーモールドは、接続領域内の電気接続を環境に対して保護する。
【0057】
[0071]この方法1500は、ステップ1514に進み、そこで終了する。
【0058】
[0072]本発明の実施形態の前述の説明は、ここに説明した種々な機能を果たす多くの素子、装置、回路及び/又はアセンブリを含んでいる。これらの素子、装置、回路及び/又はアセンブリは、それらのそれぞれ説明された機能を果たすための手段の典型的な実施例である。
【0059】
[0073]本発明の実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに本発明の他の更なる実施形態が考えられるのであり、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により決定されるものである。
【符号の説明】
【0060】
100・・・光起電力エネルギーシステム、102、102Aから102C・・・光起電力(PV)モジュール、104、104A〜104C・・・電力変換器、106・・・配線システム、108・・・終端ブロック、110、110A〜110F・・・接続ボックス、112、112A〜112F・・・ドロップコネクタ(プラグカバー)、114・・・接合ボックス、116、116A〜116C・・・ドロップケーブル、118・・・ケーブル(トランクケーブル)(フラットケーブル)、200・・・PVモジュール装置、302・・・コネクタ(プラスチックコネクタ)、303・・・接続ボックスプラグ、304・・・機械的プラグラッチ、306・・・接続領域、308、308−1〜308−5・・・接続ボックス導体、310,310−1〜310−4・・・圧着型コネクタ、312、312−1〜312−5・・・ワイヤ、314、314−1〜314−4・・・ケーブルワイヤ導体、336・・・ハウジングベース(接続ボックスの底部部分)、338・・・ハウジングカバー(接続ボックスの上部部分)、340・・・ハウジングラッチ、342・・・ハウジングラッチ、502・・・オーバーモールド、504・・・Oリング、506、506−1〜506−4・・・プラグピン、602・・・ドロップコネクタソケット、604・・・ソケットラッチ、608・・・接続ハブ、610、610−1〜610−4・・・ドロップケーブル導体、612,612−1〜610−4・・・プラグピンレセプタクル、702・・・引き抜き工具、902・・・保護プラグカバー、904・・・ソケットカバー、1002・・・キャップ、1004、1004−1〜1004−6・・・孔、1006・・・環境保護カップリング、1102・・・コンジットワイヤ、1104・・・コンジットワイヤ導体、1106・・・ワイヤナット、1110・・・フィードスルー、1202・・・プラグ、1204、1204−1〜1204−4・・・プラグピン、1206、1206−1〜1206−2・・・ガイドピンレセプタクル、1208、1208−1〜1208−2・・・解除孔、1210、1210−1〜1210−2・・・保持カバー、1236・・・ハウジングベース、1238・・・ハウジングカバー、1240、1240−1〜1240−2・・・ドロップコネクタガイドピン、1242、1242−1〜1242−2・・・ガイドピン突出部、1244、1244−1〜1244−2・・・ガイドピンシャフト、1246、1246−1〜1246−2・・・ガイドピンレセプタクル、1248・・・ソケット、1250・・・引き抜き工具、1302・・・ドロップカバー(プラグカバー)、1304・・・プラグレセプタクル、1306、1306−1〜1306−2・・・カバーガイドピン、1410・・・ソケットカバー、1412・・・ダミープラグ、1414、1414−1〜1414−2・・・ガイドピンレセプタクル、1500・・・方法
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接続ボックスを備える、電力配線のための装置であって、
前記接続ボックスが、
電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグと、
コネクタのガイドをするための第1の手段に結合するための手段と、
前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段と、
を備えている、装置。
【請求項2】
前記接続ボックスは、更に、前記コネクタのガイドをするための第2の手段に結合するための手段を備えており、
前記ガイドをするための第2の手段に結合するための手段は、
(i)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なる形状とされており、
(ii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なるサイズとされており、又は
(iii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なる向きとされている、のうちの1つである、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、前記ガイドをするための第1の手段を受け入れるため及び前記ガイドをするための第1の手段を解除するため離れるように広げられることができる、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
第1の解除孔を更に備えており、
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、前記第1の解除孔内に配設され、引き抜くための手段を前記第1の解除孔へと挿入することにより、離れるように広げられることができる、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、広げられた後、引っ込められて、前記ガイドをするための第1の手段の突出部が前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段の間を通過できないようにする、請求項3に記載の装置。
【請求項6】
前記プラグが環境的に封止されるように、前記プラグと嵌合するための封止手段を更に備える、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
コネクタを更に備えており、
前記コネクタは、前記導体に電気的に結合するための手段に結合するための手段を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記導体に電気的に結合するための手段に結合するための手段は、DC−ACインバータの出力側に電気的に結合される、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
(i)ケーブル、(ii)コネクタ、(iii)コネクタに結合され電力を変換するための手段、又は(iv)コネクタに結合され電力を変換するための手段のうちの少なくとも1つと、
前記接続ボックスに電気的に結合され、前記電力を変換するための手段に物理的且つ電気的に結合されるPVモジュールと
を更に備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
【請求項10】
(v)前記導体に電気的に結合するための第2の手段を有する第2のプラグを備える第2の接続ボックス、及び(vi)前記導体に電気的に結合するための第3の手段を有する第3のプラグを備える第3の接続ボックスを更に備えており、
前記導体に電気的に結合するための手段、前記導体に電気的に結合するための第2の手段及び前記導体に電気的に結合するための第3の手段は、互いに異なる構成にて前記導体に電気的に結合される、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
配線アセンブリを形成するための方法であって、
フラットケーブル内の複数のワイヤ導体の各ワイヤ導体が、第1の接続ボックスの第1の接続領域内の複数の第1の接続ボックス導体の所定の接続ボックス導体と整列させられるように、前記フラットケーブルを前記第1の接続ボックスの第1の接続領域と整列させるステップと、
前記複数のワイヤ導体を前記複数の第1の接続ボックス導体に電気的に結合するステップと、
を含む方法。
【請求項12】
前記複数のワイヤ導体の露出された部分が前記複数の第1の接続ボックス導体に整列させられる、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記複数のワイヤ導体は、前記複数のワイヤ導体の絶縁体を突き刺すことにより、前記複数の第1の接続ボックス導体に電気的に結合される、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記第1の接続ボックス領域をハウジングカバーで覆うステップと、
前記第1の接続ボックス領域の上にオーバーモールドを施すステップと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。
【請求項15】
前記フラットケーブルを第2の接続ボックスの第2の接続領域と整列させるステップと、
前記複数のワイヤ導体を前記第2の接続領域内の複数の第2の接続ボックス導体に電気的に結合し、前記複数のワイヤ導体が前記複数の第1の接続ボックス導体に対するのとは異なる構成にて前記複数の第2の接続ボックス導体に結合されるようにするステップと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。
【請求項1】
接続ボックスを備える、電力配線のための装置であって、
前記接続ボックスが、
電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグと、
コネクタのガイドをするための第1の手段に結合するための手段と、
前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段と、
を備えている、装置。
【請求項2】
前記接続ボックスは、更に、前記コネクタのガイドをするための第2の手段に結合するための手段を備えており、
前記ガイドをするための第2の手段に結合するための手段は、
(i)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なる形状とされており、
(ii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なるサイズとされており、又は
(iii)前記ガイドをするための第1の手段に結合するための手段とは、異なる向きとされている、のうちの1つである、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、前記ガイドをするための第1の手段を受け入れるため及び前記ガイドをするための第1の手段を解除するため離れるように広げられることができる、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
第1の解除孔を更に備えており、
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、前記第1の解除孔内に配設され、引き抜くための手段を前記第1の解除孔へと挿入することにより、離れるように広げられることができる、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段は、広げられた後、引っ込められて、前記ガイドをするための第1の手段の突出部が前記ガイドをするための第1の手段を保持するための手段の間を通過できないようにする、請求項3に記載の装置。
【請求項6】
前記プラグが環境的に封止されるように、前記プラグと嵌合するための封止手段を更に備える、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
コネクタを更に備えており、
前記コネクタは、前記導体に電気的に結合するための手段に結合するための手段を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記導体に電気的に結合するための手段に結合するための手段は、DC−ACインバータの出力側に電気的に結合される、請求項7に記載の装置。
【請求項9】
(i)ケーブル、(ii)コネクタ、(iii)コネクタに結合され電力を変換するための手段、又は(iv)コネクタに結合され電力を変換するための手段のうちの少なくとも1つと、
前記接続ボックスに電気的に結合され、前記電力を変換するための手段に物理的且つ電気的に結合されるPVモジュールと
を更に備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
【請求項10】
(v)前記導体に電気的に結合するための第2の手段を有する第2のプラグを備える第2の接続ボックス、及び(vi)前記導体に電気的に結合するための第3の手段を有する第3のプラグを備える第3の接続ボックスを更に備えており、
前記導体に電気的に結合するための手段、前記導体に電気的に結合するための第2の手段及び前記導体に電気的に結合するための第3の手段は、互いに異なる構成にて前記導体に電気的に結合される、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
配線アセンブリを形成するための方法であって、
フラットケーブル内の複数のワイヤ導体の各ワイヤ導体が、第1の接続ボックスの第1の接続領域内の複数の第1の接続ボックス導体の所定の接続ボックス導体と整列させられるように、前記フラットケーブルを前記第1の接続ボックスの第1の接続領域と整列させるステップと、
前記複数のワイヤ導体を前記複数の第1の接続ボックス導体に電気的に結合するステップと、
を含む方法。
【請求項12】
前記複数のワイヤ導体の露出された部分が前記複数の第1の接続ボックス導体に整列させられる、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記複数のワイヤ導体は、前記複数のワイヤ導体の絶縁体を突き刺すことにより、前記複数の第1の接続ボックス導体に電気的に結合される、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記第1の接続ボックス領域をハウジングカバーで覆うステップと、
前記第1の接続ボックス領域の上にオーバーモールドを施すステップと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。
【請求項15】
前記フラットケーブルを第2の接続ボックスの第2の接続領域と整列させるステップと、
前記複数のワイヤ導体を前記第2の接続領域内の複数の第2の接続ボックス導体に電気的に結合し、前記複数のワイヤ導体が前記複数の第1の接続ボックス導体に対するのとは異なる構成にて前記複数の第2の接続ボックス導体に結合されるようにするステップと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公表番号】特表2013−518371(P2013−518371A)
【公表日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−550191(P2012−550191)
【出願日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【国際出願番号】PCT/US2011/022251
【国際公開番号】WO2011/091359
【国際公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(507094706)エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド (20)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【国際出願番号】PCT/US2011/022251
【国際公開番号】WO2011/091359
【国際公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(507094706)エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド (20)
【Fターム(参考)】
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