JPH09186353A - 太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池モジュールInfo
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- JPH09186353A JPH09186353A JP7354304A JP35430495A JPH09186353A JP H09186353 A JPH09186353 A JP H09186353A JP 7354304 A JP7354304 A JP 7354304A JP 35430495 A JP35430495 A JP 35430495A JP H09186353 A JPH09186353 A JP H09186353A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池モジュールの温度上昇による発電効
率の低下を防ぐ。 【解決手段】 複数の太陽電池素子１２を平面的に並べ
かつ電気的に接続した状態でガラスあるいは樹脂等の透
明部材１８で一体に被包してパネル状に形成してなる太
陽電池モジュール１１において、前記太陽電池素子１２
の背面側となる前記透明部材１８の内部もしくは外部に
熱伝導率の高い伝熱部材１６を熱伝達可能に設けるとと
もに、ヒートパイプ１７の加熱部１７ａを前記伝熱部材
１６に熱伝達可能に取付け、さらに、前記パネル状に形
成された外縁部に放熱部材２０を設け、この放熱部材２
０に前記ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂを熱伝達可能
に取付けて冷却効率を高めて、温度上昇による発電効率
の低下を防止する。
率の低下を防ぐ。 【解決手段】 複数の太陽電池素子１２を平面的に並べ
かつ電気的に接続した状態でガラスあるいは樹脂等の透
明部材１８で一体に被包してパネル状に形成してなる太
陽電池モジュール１１において、前記太陽電池素子１２
の背面側となる前記透明部材１８の内部もしくは外部に
熱伝導率の高い伝熱部材１６を熱伝達可能に設けるとと
もに、ヒートパイプ１７の加熱部１７ａを前記伝熱部材
１６に熱伝達可能に取付け、さらに、前記パネル状に形
成された外縁部に放熱部材２０を設け、この放熱部材２
０に前記ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂを熱伝達可能
に取付けて冷却効率を高めて、温度上昇による発電効率
の低下を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の太陽電池
素子を電気的に接続して一体化した太陽電池モジュール
に関するものである。
素子を電気的に接続して一体化した太陽電池モジュール
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽光発電システム用の従来の太陽電池
モジュール１を図３に示してある。これは、複数の太陽
電池素子２を平面的に並べ、かつこれらの太陽電池素子
２をインターコネクタ３によって電気的に接続した状態
で透明な樹脂充填材４中に埋設し、さらに、太陽電池素
子２の太陽光入射側となる樹脂充填材４の一側（図３に
おいて上側）にガラス等の透明な表面材５を、また太陽
電池素子２の背面側となる前記樹脂充填材４の他側に金
属板等の背面材６を設けて樹脂充填材４を両側から挟む
とともに、この樹脂充填材４を両側から挟持する表面材
５と背面材６との外周部を囲むようにアルミニウム等の
金属製フレーム７を設けることによって一体化してあ
る。
モジュール１を図３に示してある。これは、複数の太陽
電池素子２を平面的に並べ、かつこれらの太陽電池素子
２をインターコネクタ３によって電気的に接続した状態
で透明な樹脂充填材４中に埋設し、さらに、太陽電池素
子２の太陽光入射側となる樹脂充填材４の一側（図３に
おいて上側）にガラス等の透明な表面材５を、また太陽
電池素子２の背面側となる前記樹脂充填材４の他側に金
属板等の背面材６を設けて樹脂充填材４を両側から挟む
とともに、この樹脂充填材４を両側から挟持する表面材
５と背面材６との外周部を囲むようにアルミニウム等の
金属製フレーム７を設けることによって一体化してあ
る。
【０００３】このパネル状の太陽電池モジュール１は、
さらに複数組み合わされて大容量化され、例えば、建物
の屋上や壁面に、あるいは地上に直接または架台上に、
最も効率良く太陽光を受光できるように、所定の方向お
よび角度で設置される。その結果、太陽電池モジュール
は、太陽光エネルギのみならず太陽熱エネルギのふく射
にも曝されることとなり、その表面温度は５０℃以上に
達することがある。
さらに複数組み合わされて大容量化され、例えば、建物
の屋上や壁面に、あるいは地上に直接または架台上に、
最も効率良く太陽光を受光できるように、所定の方向お
よび角度で設置される。その結果、太陽電池モジュール
は、太陽光エネルギのみならず太陽熱エネルギのふく射
にも曝されることとなり、その表面温度は５０℃以上に
達することがある。
【０００４】一方、太陽電池の発電効率は素子温度によ
って変化し、一般に温度が高いほど効率が低下すること
が知られている。例えば、太陽電池素子の基材（シリコ
ン系あるいはガリウム砒素系等）の違いによって特性が
異なるが、単結晶シリコンセルの場合で、２５℃におけ
る発電効率を１００％とすると、素子温度が２５℃より
１℃上昇する毎に約０．５％づつ効率が低下する。
って変化し、一般に温度が高いほど効率が低下すること
が知られている。例えば、太陽電池素子の基材（シリコ
ン系あるいはガリウム砒素系等）の違いによって特性が
異なるが、単結晶シリコンセルの場合で、２５℃におけ
る発電効率を１００％とすると、素子温度が２５℃より
１℃上昇する毎に約０．５％づつ効率が低下する。
【０００５】したがって、この種の従来の太陽光発電シ
ステムにおいては、素子温度の上昇による発電効率の低
下を見越して、劣悪な条件下でも必要な発電容量を確保
できるように、電池容量（モジュール枚数）を定格以上
に増大させて計画される場合が多かった。
ステムにおいては、素子温度の上昇による発電効率の低
下を見越して、劣悪な条件下でも必要な発電容量を確保
できるように、電池容量（モジュール枚数）を定格以上
に増大させて計画される場合が多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、前述した
従来の太陽光発電システムにおいては、必要な発電容量
を確保するために、電池容量（モジュール枚数）を定格
以上に増大させて設計するため、これが設備のコストア
ップの原因となり、また太陽光発電システムの普及を妨
げる原因ともなっている。
従来の太陽光発電システムにおいては、必要な発電容量
を確保するために、電池容量（モジュール枚数）を定格
以上に増大させて設計するため、これが設備のコストア
ップの原因となり、また太陽光発電システムの普及を妨
げる原因ともなっている。
【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、発電効率が高く、また太陽熱エネルギの有効利用
が可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とし
ている。
ので、発電効率が高く、また太陽熱エネルギの有効利用
が可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段としてこの発明は、複数の太陽
電池素子を平面的に並べかつ電気的に接続した状態でガ
ラスあるいは樹脂等の透明部材で一体に被包して平板に
形成してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電
池素子の背面側となる前記透明部材の内部もしくは外部
に熱伝導率の高い伝熱部材を熱伝達可能に設けるととも
に、ヒートパイプの加熱部を前記伝熱部材に熱伝達可能
に取付け、さらに、前記平板の外縁部に放熱部材を設
け、この放熱部材に前記ヒートパイプの放熱部を熱伝達
可能に取付けたことを特徴としている。
題を解決するための手段としてこの発明は、複数の太陽
電池素子を平面的に並べかつ電気的に接続した状態でガ
ラスあるいは樹脂等の透明部材で一体に被包して平板に
形成してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電
池素子の背面側となる前記透明部材の内部もしくは外部
に熱伝導率の高い伝熱部材を熱伝達可能に設けるととも
に、ヒートパイプの加熱部を前記伝熱部材に熱伝達可能
に取付け、さらに、前記平板の外縁部に放熱部材を設
け、この放熱部材に前記ヒートパイプの放熱部を熱伝達
可能に取付けたことを特徴としている。
【０００９】上記のように構成することによってこの発
明の太陽電池モジュールは、太陽電池素子の背面側に配
設された伝熱部材に加熱部を取付けたヒートパイプによ
って吸熱され、その熱は放熱部材へ運ばれ、この放熱部
材から大気中に放熱される。したがって、この太陽電池
モジュールは、太陽熱エネルギ等による温度上昇時に、
ヒートパイプによって直ちに冷却されるため、素子温度
の上昇による発電効率の低下が防止され、常に高い発電
効率が維持される。さらに、前記放熱部材に温水器等の
熱交換器を取付ければ熱エネルギを効率良く回収でき、
その有効利用が可能となる。
明の太陽電池モジュールは、太陽電池素子の背面側に配
設された伝熱部材に加熱部を取付けたヒートパイプによ
って吸熱され、その熱は放熱部材へ運ばれ、この放熱部
材から大気中に放熱される。したがって、この太陽電池
モジュールは、太陽熱エネルギ等による温度上昇時に、
ヒートパイプによって直ちに冷却されるため、素子温度
の上昇による発電効率の低下が防止され、常に高い発電
効率が維持される。さらに、前記放熱部材に温水器等の
熱交換器を取付ければ熱エネルギを効率良く回収でき、
その有効利用が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の太陽電池モジュ
ールの実施例を図１および図２を参照して説明する。
ールの実施例を図１および図２を参照して説明する。
【００１１】図１はこの発明の太陽電池モジュールの第
１実施例を示すもので、この太陽電池モジュール１１
は、複数の太陽電池素子１２を同一平面上に３列に配列
するとともに、各太陽電池素子１２間を、インタコネク
タ１３により直列もしくは直並列に接続されている。
１実施例を示すもので、この太陽電池モジュール１１
は、複数の太陽電池素子１２を同一平面上に３列に配列
するとともに、各太陽電池素子１２間を、インタコネク
タ１３により直列もしくは直並列に接続されている。
【００１２】また、同一平面上に配列された前記太陽電
池素子１２の表面となる太陽光入射側（図１において上
側）には、ガラス板等の透明な素材からなる板状の表面
材１４が、太陽電池素子１２の表面から離間して平行に
設けられ、また前記太陽電池素子１２の背面側（図１に
おいて下側）には、強化ガラス板や耐食アルミニウム板
あるいは耐候性樹脂板等からなる背面材１５が、素子背
面から離間して平行に設けられている。すなわち、太陽
電池素子１２の両側に、表面材１４と背面材１５とが、
空間を保持して両側から挟むように設けられている。
池素子１２の表面となる太陽光入射側（図１において上
側）には、ガラス板等の透明な素材からなる板状の表面
材１４が、太陽電池素子１２の表面から離間して平行に
設けられ、また前記太陽電池素子１２の背面側（図１に
おいて下側）には、強化ガラス板や耐食アルミニウム板
あるいは耐候性樹脂板等からなる背面材１５が、素子背
面から離間して平行に設けられている。すなわち、太陽
電池素子１２の両側に、表面材１４と背面材１５とが、
空間を保持して両側から挟むように設けられている。
【００１３】さらに、前記太陽電池素子１２と背面材１
５との間の空間には、伝熱部材である銅板あるいはアル
ミニウム板等の金属製の伝熱ブロック１６が、全ての太
陽電池素子１２の背面と対向するように配置されるとと
もに、この伝熱ブロック１６には、ヒートパイプ１７の
加熱部１７ａが熱伝達可能に固定されている。
５との間の空間には、伝熱部材である銅板あるいはアル
ミニウム板等の金属製の伝熱ブロック１６が、全ての太
陽電池素子１２の背面と対向するように配置されるとと
もに、この伝熱ブロック１６には、ヒートパイプ１７の
加熱部１７ａが熱伝達可能に固定されている。
【００１４】そして、前記太陽電池素子１２と伝熱ブロ
ック１６およびヒートパイプ１７の加熱部１７ａが配設
された表面材１４と背面材１５との間の空間には、充填
材１８として、例えばＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinylacet
ate Copolymer）等の光透過性（透明性）、耐衝撃性、
耐オゾン性および耐候性に優れた樹脂を充填し、一体に
硬化させてパネル状に形成されるとともに、耐食アルミ
ニウム製のフレーム１９および放熱フレーム２０が、外
周を囲むように設けられている。この放熱フレーム２０
の内側面に、前記ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂが熱
伝達可能に密着させてあり、放熱フレーム２０の外側に
は多数の放熱フィン２０ａが形成されている。
ック１６およびヒートパイプ１７の加熱部１７ａが配設
された表面材１４と背面材１５との間の空間には、充填
材１８として、例えばＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinylacet
ate Copolymer）等の光透過性（透明性）、耐衝撃性、
耐オゾン性および耐候性に優れた樹脂を充填し、一体に
硬化させてパネル状に形成されるとともに、耐食アルミ
ニウム製のフレーム１９および放熱フレーム２０が、外
周を囲むように設けられている。この放熱フレーム２０
の内側面に、前記ヒートパイプ１７の放熱部１７ｂが熱
伝達可能に密着させてあり、放熱フレーム２０の外側に
は多数の放熱フィン２０ａが形成されている。
【００１５】次に、上記のように構成されるこの実施例
の太陽電池モジュールの作用を説明する。
の太陽電池モジュールの作用を説明する。
【００１６】例えば、太陽電池モジュール１１は、その
放熱フレーム２０が外周となるようにして複数連結され
て使用される。そして、各太陽電池モジュール１１の表
面に太陽光が照射されると、透明な表面材１４と充填材
１８を透過した太陽光エネルギは各太陽電池素子１２に
よって受光される。
放熱フレーム２０が外周となるようにして複数連結され
て使用される。そして、各太陽電池モジュール１１の表
面に太陽光が照射されると、透明な表面材１４と充填材
１８を透過した太陽光エネルギは各太陽電池素子１２に
よって受光される。
【００１７】そして、太陽電池素子１２によって受光さ
れた太陽光エネルギは電気エネルギに変換され、電流が
発生する。したがって、両電極間に負荷抵抗を継ぐこと
によって電流が流れ、電力が取出されて電池として機能
する。
れた太陽光エネルギは電気エネルギに変換され、電流が
発生する。したがって、両電極間に負荷抵抗を継ぐこと
によって電流が流れ、電力が取出されて電池として機能
する。
【００１８】このとき、照射される太陽光中には、太陽
光エネルギのほかに太陽熱エネルギが存在するため、こ
の太陽熱エネルギによって太陽電池モジュール１１が加
熱される。加熱されて各太陽電池素子１２の温度が上昇
すると、発電効率が低下するが、この実施例の太陽電池
モジュール１１においては、充填材１８中に埋設した伝
熱ブロック１６によって、広い範囲から熱を集めるとと
もに、集めた熱をヒートパイプ１７によってその放熱部
１７ｂまで大量に熱輸送するとともに、放熱部１７ｂに
おいて放熱フレーム２０側に効率よく熱伝達され、各放
熱フィン２０ａから大気中に放散させることによって冷
却されるので、太陽電池素子１２の温度上昇が防止され
て、高い発電効率が維持される。
光エネルギのほかに太陽熱エネルギが存在するため、こ
の太陽熱エネルギによって太陽電池モジュール１１が加
熱される。加熱されて各太陽電池素子１２の温度が上昇
すると、発電効率が低下するが、この実施例の太陽電池
モジュール１１においては、充填材１８中に埋設した伝
熱ブロック１６によって、広い範囲から熱を集めるとと
もに、集めた熱をヒートパイプ１７によってその放熱部
１７ｂまで大量に熱輸送するとともに、放熱部１７ｂに
おいて放熱フレーム２０側に効率よく熱伝達され、各放
熱フィン２０ａから大気中に放散させることによって冷
却されるので、太陽電池素子１２の温度上昇が防止され
て、高い発電効率が維持される。
【００１９】また、ヒートパイプ１７によって輸送され
た熱は放熱フレーム２０に伝達されるため、例えば給湯
施設の予熱配管を、この放熱フレーム２０の放熱フィン
２０ａを巻付ける等によって熱交換可能に配設すれば、
太陽電池モジュール１１から熱を奪って冷却して、温度
上昇による発電効率の低下を防止するとともに、回収し
た熱を有効に利用することができる。
た熱は放熱フレーム２０に伝達されるため、例えば給湯
施設の予熱配管を、この放熱フレーム２０の放熱フィン
２０ａを巻付ける等によって熱交換可能に配設すれば、
太陽電池モジュール１１から熱を奪って冷却して、温度
上昇による発電効率の低下を防止するとともに、回収し
た熱を有効に利用することができる。
【００２０】また、図２はこの発明の太陽電池モジュー
ルの第２実施例を示すもので、この太陽電池モジュール
２１は、複数の太陽電池素子２２を同一平面上に配列す
るとともに、各太陽電池素子２２間を、インタコネクタ
２３により直列もしくは直並列に接続されている。そし
て、太陽電池素子２２の両側に、表面材２４と背面材２
５とが、空間を保持して両側から挟むように設けられて
おり、この空間には、ＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinylacet
ate Copolymer ）等の光透過性（透明性）、耐衝撃性、
耐オゾン性および耐候性等の物性に優れた樹脂充填材２
８を充填し、一体に硬化させてパネル状に形成さてい
る。そして、パネル状の外周部は、耐食アルミニウム製
のフレーム２９と、多数の放熱フィン３０ａを備えた放
熱フレーム３０が囲むように設けられている。
ルの第２実施例を示すもので、この太陽電池モジュール
２１は、複数の太陽電池素子２２を同一平面上に配列す
るとともに、各太陽電池素子２２間を、インタコネクタ
２３により直列もしくは直並列に接続されている。そし
て、太陽電池素子２２の両側に、表面材２４と背面材２
５とが、空間を保持して両側から挟むように設けられて
おり、この空間には、ＥＶＡ樹脂（Ethylene Vinylacet
ate Copolymer ）等の光透過性（透明性）、耐衝撃性、
耐オゾン性および耐候性等の物性に優れた樹脂充填材２
８を充填し、一体に硬化させてパネル状に形成さてい
る。そして、パネル状の外周部は、耐食アルミニウム製
のフレーム２９と、多数の放熱フィン３０ａを備えた放
熱フレーム３０が囲むように設けられている。
【００２１】そして、前記背面材２５の外側には、銅板
あるいはアルミニウム板等の金属製の伝熱ブロック２６
が背面材２５に密着させて設けられている。そして、ヒ
ートパイプ２７がその加熱部２７ａを前記伝熱ブロック
２６に熱伝達可能に密着させて設けられ、その放熱部２
７ｂは、前記放熱フレーム３０に形成された孔部に、サ
ーマルジョイント等を用いて熱伝達良好に挿着されてい
る。
あるいはアルミニウム板等の金属製の伝熱ブロック２６
が背面材２５に密着させて設けられている。そして、ヒ
ートパイプ２７がその加熱部２７ａを前記伝熱ブロック
２６に熱伝達可能に密着させて設けられ、その放熱部２
７ｂは、前記放熱フレーム３０に形成された孔部に、サ
ーマルジョイント等を用いて熱伝達良好に挿着されてい
る。
【００２２】上記のように構成することによって、前記
第１実施例の太陽電池モジュールの場合と同様の作用効
果が得られるとともに、前記第１実施例においては，充
填材中に埋設させた伝熱ブロックおよびヒートパイプ
を、太陽電池モジュール背面材の外側に設けるようにし
たので、構造が単純化され、伝熱ブロックおよびヒート
パイプを太陽電池素子と別体に組付けできるため、製造
が容易となるという利点がある。
第１実施例の太陽電池モジュールの場合と同様の作用効
果が得られるとともに、前記第１実施例においては，充
填材中に埋設させた伝熱ブロックおよびヒートパイプ
を、太陽電池モジュール背面材の外側に設けるようにし
たので、構造が単純化され、伝熱ブロックおよびヒート
パイプを太陽電池素子と別体に組付けできるため、製造
が容易となるという利点がある。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の太陽電池
モジュールは、太陽電池素子の背面側となる透明部材の
内部もしくは外部に伝熱部材を設け、さらに伝熱部材に
ヒートパイプの加熱部を取付けて、太陽電池モジュール
の熱を放熱部材まで熱輸送して冷却するようにしたの
で、太陽電池モジュールの温度上昇が防止され、高い発
電効率を維持することができる。
モジュールは、太陽電池素子の背面側となる透明部材の
内部もしくは外部に伝熱部材を設け、さらに伝熱部材に
ヒートパイプの加熱部を取付けて、太陽電池モジュール
の熱を放熱部材まで熱輸送して冷却するようにしたの
で、太陽電池モジュールの温度上昇が防止され、高い発
電効率を維持することができる。
【図１】この発明の第１実施例の太陽電池モジュールを
示す断面側面図である。
示す断面側面図である。
【図２】この発明の第２実施例の太陽電池モジュールを
示す断面側面図である。
示す断面側面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールの一例を示す断面側
面図である。
面図である。
【符号の説明】 １１，２１…太陽電池モジュール、 １２，２２…太陽
電池素子、 １３，２３…インタコネクタ、 １４，２
４…表面材、 １６，２６…伝熱材、 １７，２７…ヒ
ートパイプ、 １８，２８…充填材、 ２０，３０…放
熱フレーム。
電池素子、 １３，２３…インタコネクタ、 １４，２
４…表面材、 １６，２６…伝熱材、 １７，２７…ヒ
ートパイプ、 １８，２８…充填材、 ２０，３０…放
熱フレーム。
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の太陽電池素子を平面的に並べかつ
電気的に接続した状態でガラスあるいは樹脂等の透明部
材で一体に被包して平板に形成してなる太陽電池モジュ
ールにおいて、 前記太陽電池素子の背面側となる前記透明部材の内部も
しくは外部に熱伝導率の高い伝熱部材を熱伝達可能に設
けるとともに、ヒートパイプの加熱部を前記伝熱部材に
熱伝達可能に取付け、さらに、前記平板の外縁部に放熱
部材を設け、この放熱部材に前記ヒートパイプの放熱部
を熱伝達可能に取付けたことを特徴とする太陽電池モジ
ュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354304A JPH09186353A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354304A JPH09186353A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 太陽電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186353A true JPH09186353A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18436641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7354304A Pending JPH09186353A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 太陽電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09186353A (ja) |
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-
1995
- 1995-12-28 JP JP7354304A patent/JPH09186353A/ja active Pending
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