AT506684A1 - Photovoltaik-modul - Google Patents

Photovoltaik-modul Download PDF

Info

Publication number
AT506684A1
AT506684A1 AT0070708A AT7072008A AT506684A1 AT 506684 A1 AT506684 A1 AT 506684A1 AT 0070708 A AT0070708 A AT 0070708A AT 7072008 A AT7072008 A AT 7072008A AT 506684 A1 AT506684 A1 AT 506684A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
heat
photovoltaic module
module according
conducting layer
solar cells
Prior art date
Application number
AT0070708A
Other languages
English (en)
Inventor
Mario Paul Stojec
Original Assignee
Mario Paul Stojec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mario Paul Stojec filed Critical Mario Paul Stojec
Priority to AT0070708A priority Critical patent/AT506684A1/de
Priority to AT0081308A priority patent/AT506676B1/de
Priority to PCT/AT2009/000183 priority patent/WO2009135238A2/de
Priority to DE112009001019T priority patent/DE112009001019A5/de
Publication of AT506684A1 publication Critical patent/AT506684A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10Frame structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/42Cooling means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/42Cooling means
    • H02S40/425Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

Die Erfindung betrifft ein Photovoltaik-Modul mit einer Schicht aus Solarzellen, wenigstens einer auf der sonnenseitigen Vorderseite der Solarzellen angeordneten, im Wesentlichen transparanten Schicht und einem Anschluss an ein Stromnetz.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Moduls, bei dem auf der sonnenseitigen Vorderseite von Solarzellen wenigstens eine im Wesentlichen transparante Schicht angeordnet wird.
Photovoltaik-Module, mit denen elektrischer Strom aus Energie der Sonnenstrahlung gewonnen wird, sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Photovoltaik-Module weisen eine Schicht aus Solarzellen auf sowie eine auf der Sonnenseite der Solarzellen angeordnete, transparente EVA-Folie (Einbettfolie) und einem auf der EVA-Folie angeordnetem, transparenten Sicherheitsglas. Auf der Rückseite der Solarzellen, d.h. auf der der Sonnenseite gegenüberliegenden Seite, ist wiederum eine Schicht aus EVA-Folie vorgesehen sowie eine zusätzliche Schicht aus einer TETLAR-Folie.
Das Einsatzgebiet von Photovoltaik-Modulen bringt es mit sich, dass diese sich auf Grund der Sonnenstrahlung erwärmen. Nachteilig daran ist, dass die Erwärmung sich negativ auf die Leistung des Photovoltaik-Moduls auswirkt. Diese Auswirkung wird als negativer Temperaturkoeffizient ausgedrückt und liegt bei der Solarzellenleistung in der Größenordnung von -0,44 bis -0,48 %. Demnach führt ein Erwärmen des Photovoltaik-Moduls um 2°C zu einer Leistungseinbuße von ca. 1 %. Ein Kühlen des Photovoltaik-Moduls um 2°C führt zu einer Leistungssteigerung von ca. 1 %.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Photovoltaik-Modul sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Moduls zur Verfügung zu stellen, mit welchen die Leistung von Photovoltaik-Modulen gesteigert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Photovoltaik-Modul, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 15 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungs-
-2- gemäßen Photovoltaik-Moduls sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass an der Rückseite der Solarzellen wenigstens eine an die Solarzellen anschließende und sich wenigstens bereichsweise über die Fläche der Rückseite erstreckende, wärmeleitende Schicht angeordnet ist, kann die sich in den Solarzellen anstauende Wärme abgeleitet werden, wodurch der negative Temperaturkoeffizient verringert und die Leistung des Photovoltaik-Moduls und gleichzeitig die Lebensdauer, d.h. die nutzbare Betriebszeit des Photovoltaik-Moduls, gesteigert wird. Ein weiterer Vorteil dessen, dass termische Energie abgeführt werden kann ist, dass in Folge thermische Energie des Photovoltaik-Moduls nutzbar gemacht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass anschließend an die an den Solarzellen angeordnete, wärmeleitende Schicht wenigstens eine weitere wärmeleitende Schicht angeordnet ist. Somit erhält man einen Schichtaufbau, wobei unterschiedliche Eigenschaften von Schichten kombiniert und genutzt werden können. Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Schichtaufbau durchgehend wärmeleitende Eigenschaft aufweist.
Zu beachten ist jedoch, dass bei Photovoltaik-Modulen nicht nur die thermische Energie als zu berücksichtigende physikalische Größe vorliegt sondern immer auch elektrische Energie. Dies führt mit sich, dass die an der Rückseite der Solarzellen angeordnete Schicht bzw. der Schichtaufbau elektrisch isolierend sein muss. Die Faustregel für thermische Leitfähigkeit sagt allerdings aus, dass elektrisch leitendes Material in der Regel auch ein guter Wärmeleiter ist, weshalb aus dem Stand der Technik auch nur solche Schichten bzw. Schichtaufbauten bekannt sind, die sowohl elektrisch isolierend als auch nicht oder nur sehr gering thermisch leitend sind. Im Stand der Technik ist demnach keine effiziente Kühlung von Photovoltaik-Modulen möglich, da bei diesen Photovoltaik-Modulen die Wärme nicht abgeleitet wird (EVA-Folie wirkt isolierend).
Im Rahmen der Erfindung werden die beiden physikalischen Größen, nämlich thermische und elektrische Energie, dahingehend eingesetzt, dass wenigstens eine wärmeleitende Schicht elektrisch isolierend ist. Ist an der Rückseite der Solarzellen nur eine einzige wärmeleitende Schicht vorgesehen, so wird diese Schicht derart elektrisch isolierend gewählt, dass ein Durchschlagen einer bestimmten Spannung wirkungsvoll • · ··· ·· · · • · · · · · ·· • · · ··· · · ··· • · · · ···· ··· · · • I « t · · · · ·· ·· · ·· ·· -3- verhindert wird. Ist an der Rückseite der Solarzellen ein Schichtaufbau bestehend aus wenigstens zwei Schichten vorgesehen, so können entweder alle Schichten oder nur einige der Schichten oder auch nur eine Schicht derart elektrisch isolierend wirken, dass eine vorgegebene Spannungsfestigkeit erreicht ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale in anderen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich zueinander zum Einsatz kommen können, kann wie folgt dargestellt werden:
Direkt an die Rückseite der Solarzellen anschließend ist eine erste wärmeleitende Schicht aus einem Wärmeleitkleber und/oder einer Wärmeleitfolie und/oder einer Wärmeleitpaste angeordnet. Die letzte wärmeleitende Schicht wird durch einen stabilen Wärmeleiter, vorzugsweise ein Aluminiumblech, gebildet. Da der stabile Wärmeleiter, insbesondere das Aluminiumblech, an sich elektrisch leitend wirkt und daher ein Durchschlagen von Spannung nicht verhindern kann, muss die Spannungsfestigkeit durch die erste Schicht und/oder durch dazwischen liegende Schichten erfolgen. Dies wird erreicht, indem die erste Schicht eine noch zu beziffernde Spannungsfestigkeit bewirkt und zusätzlich dazu die zur Rückseite der Solarzellen weisende Oberfläche des stabilen Wärmeleiters eloxiert ist, wobei auf der eloxierten Oberfläche eine Schicht aus wärmeleitender Versiegelung angeordnet ist.
Als stabiler Wärmeleiter kann neben Aluminium auch Kupfer, Gold, Silber, oder andere Materialien mit den genannten Eigenschaften verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung kann der Betrieb des Photovoltaik-Moduls direkt oder indirekt an der Netzspannung erfolgen. Von dieser Betriebsart hängt es ab, ob die wenigstens eine wärmeleitende Schicht im Hochspannungs- oder im Niederspannungsbereich elektrisch isolierend sein muss. Im letzteren Fall (indirekter Betrieb, Spannungsfestigkeit im Niederspannungsbereich) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Photovoltaik-Modul galvanisch von der Netzspannung des Stromnetzes getrennt ist.
Erfindungsgemäß wird die Leistung des Photovoltaik-Moduls durch Ableiten der Wärme gesteigert, womit auch gleichzeitig die solare Wärme, die sich sonst im Photovoltaik-Modul anstauen würde, nutzbar • · · f ···· ··· · · ···· · · · ♦ ·· ·· · ·· ·· -4- wird. Hierzu ist wenigstens einer wärmeleitenden Schicht eine Einrichtung zum Übertragen und Abführen der Wärme zugeordnet, so dass die Wärme auf ein Kühlmedium, wie z.B. Luft, Wasser, oder sonstige Kühlmedien, übertragen wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Übertragen und Abführen der Wärme mit einem Kreislauf einer Wärmepumpe gekoppelt ist. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Wärme mittels Grundwasser oder ähnlichen Möglichkeiten abzuleiten.
Im Rahmen der Erfindung wird unter Anschluss an ein Stromnetz gleichermaßen der Anschluss an wenigstens einen Stromverteiler und/ oder wenigstens einen Stromleiter und/oder wenigstens einen Stromverbraucher verstanden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind.
Es zeigt: Fig. 1 perspektivisch einen möglichen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Photovoltaik-Moduls in auseinander gezogener Darstellung, Fig. 2 eine schematisierte Schnittansicht von Bereichen des Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Photovoltaik-Moduls, Fig. 3 und 4 schematische Ansichten von Anlagen mit mehreren erfindungsgemäßen Photovoltaik-Modulen, Fig. 5 und 6 Ausführungsformen von Einrichtungen zum Übertragen und Abführen der Wärme in schematischer Darstellung, Fig 7 eine Einrahmung des erfindungsgemäßen Photovoltaik-Moduls in perspektivischer Darstellung und Fig. 8 eine bereichsweise Schnittansicht eines eingerahmten, erfindungsgemäßen Photovoltaik-Moduls .
In Fig. 1 ist ein Schichtaufbau eines Photovoltaik-Moduls P dargestellt. Dieser Aufbau umfasst eine Schicht aus Solarzellen 1, die wie aus dem Stand der Technik bekannt fertigverlötet und in Serie geschaltet sind. An der sonnenseitigen Vorderseite der Solarzellen 1 ist eine Schicht aus EVA-Folie 2 als hochtransparentes und elastisches Einbettmaterial vorgesehen, welche mit einem Vakuumverfahren zwischen den Solarzellen 1 und einem hochtransparenten Sicherheitsglas 3 einlaminiert wird.
Auf der Rückseite der Solarzellen 1 ist ein Aluminiumblech 4 • · ·♦ · • · · ♦ · • · · · · · • · · · ··· « · · · ·
·· -5- ersichtlich, das zum Ableiten von thermischer Energie, die durch Sonneneinstrahlung in den Solarzellen 1 vorliegt, dient und mit den Solarzellen 1 wie zur Fig. 2 beschrieben in Verbindung steht.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Schichtaufbaus des Photovoltaik-Moduls ersichtlich, bei dem die Schicht aus Solarzellen 1 direkt mit einer ersten Schicht aus einem Wärmeleitkleber 5 verklebt ist. Die letzte Schicht ist durch das Aluminiumblech 4 gebildet, wobei die zur Rückseite der Solarzellen 1 weisende Oberfläche des Aluminiumblechs 4 eloxiert ist. Beim Eloxal-Verfahren wird die Oberfläche des Aluminiumblechs 4 hart-anodiert, wodurch eine Sperrschicht 6 aus Aluminiumoxid entsteht, deren Oberflächestruktur durch sog. Eloxalporen charakterisiert (in Fig. 2 kammförmig dargestellt). Anschließend wird die Oberfläche der Sperrschicht 6 mit einer Schicht aus einer wärmeleitenden Versiegelung 7 versehen. Dieses Verfahren verbessert die thermische Leitfähigkeit der Hart-Eloxalschicht 6 wesentlich.
Das Verhältnis zwischen thermischer Leitfähigkeit und elektrischem Isolieren wird in dieser Ausführungsform dadurch gelöst, dass die Spannungsfestigkeit geteilt wird. Durch die Sperrschicht 6 (Hart-Eloxalschicht) erhält man beispielsweise eine elektrische Isolation von 30 V/μιη, wogegen die Schicht aus dem Wärmeleitkleber 5, die auf die versiegelte Eloxalschicht 6 aufgebracht wird, eine Durchschlagsfestigkeit von beispielsweise 26 kV/pm aufweist. Im Anschluss werden die Solarzellen 1 in einem Vakuumverfahren mit dem Wärmeleitkleber 5 verklebt. Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn nach dem Verkleben freie Stellen mit schwarzem Lack eingefärbt werden.
Die Solarzellen 1 sind nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, an der Glasscheibe 3 sondern am Aluminiumblech 4 als thermischer Ableiter ausgerichtet und mit dem Wärmeleitkleber 5 oder einer Wärmeleitfolie oder einer Wärmeleitpaste fixiert. Die Ausrichtung erfolgt durch Ausfräsungen 8 am Aluminiumblech. Leiterbahnen, die an der Rückseite der Solarzellen 1 aufgelötet sind, sind in Gebrauchszustand des Photovoltaik-Moduls darin aufgenommen.
Anhand der Fig. 3 und 4 sollen zwei Methoden zur Beherrschung der Spannungsfestigkeit am Beispiel von Anlagen mit mehreren Photovoltaik-Modulen P beschrieben werden: ·· ·· • ·· ·· · ·· • ·· ···· · ··· • · · · ···· ··# · · · ···· · ··· · ·· ·· · ·· ·· ··· -6-
Die in Fig. 3 dargestellte Anlage umfasst Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Photovoltaik-Modulen P mit direktem Betrieb an der Netzspannung. Bei diesen Ausführungsformen ist eine hohe Spannungsfestigkeit erforderlich, die mit dem zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen Schichtaufbau realisiert werden kann. Hierzu wird das Aluminiumblech 40 pm harteloxiert, um eine elektrische Spannungsfestigkeit von ca. 1.000 V zu erreichen (1 pm harteloxiert entspricht ca. 30 V). Die Schicht aus dem Wärmeleitkleber 5 weist eine Spannungsfestigkeit von mindestens 2.5000 V auf. Das Harteloxal und das an der Rückseite der Solarzellen 1 anschließende Wärmeleitmaterial erreicht die vorgegebene Spannungsfestigkeit.
Da das Einspeisen des mittels dem Photovoltaik-Modul P erzeugten Stroms in an sich bekannter Weise erfolgen kann, wird lediglich erwähnt, dass der Strom durch elektrische Leitungen 9 über eine Überwachungseinheit 10 zu einer Trennstelle 11 geleitet und über eine Netz-Einspeisungseinheit 12 mit einem Hochsteller 13 (2,5 kW), einem Wechselrichter 14 und Filtern 15 (Sinusfilter, Netzfilter) dem Stromnetz zugeführt wird. In die Photovoltaik-Module P können Anschlusssteckdosen 16 mit Überspannungsschutz eingebaut werden. Die gezeigte Anlage ist mit einem Blitzableiter 17 ausgestattet. Die Eigenüberwachung der Photovoltaik-Module P führt zur bestmöglichen Zuverlässigkeit der Anlage.
Die in Fig. 4 dargestellte Anlage umfasst Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Photovoltaik-Modulen p mit indirektem Betrieb an der Netzspannung. Diese Technik nutzt zusätzlich die galvanische Trennung von der Netzspannung (Anschlusssteckdose 16 und Hochsteller 13 mit galvanischer Trennung). Die Nennspannung der Photovoltaik-Module P beträgt ca. 18 Vdc. Die erforderliche Spannungsfestigkeit liegt in diesem Fall nur noch bei ca. 100 V.
Bei dieser Ausführungsform kann das Aluminiumblech 4 mit 10 pm "Standard" eloxiert werden. Dies dient einerseits als Korrosionsschutz und andererseits reicht diese Schicht aus, um die nötige
Spannungsfestigkeit zu erreichen, weshalb an die Klebetechnik geringere Anforderungen als bei der zu Fig. 3 beschriebenen
Ausführungsform gestellt sind. Ein nennenswerter Vorteil besteht darin, dass durch die galvanische Trennung ein Masseschluss im Modul unproblematisch ist.
Fig. 5 zeigt eine Einrichtung zum Übertragen und Abführen der ··
• · · · · • · · · · ··· • ···· ··· ·
7 von den Solarzellen 1 abgeleiteten Wärme auf ein Kühlmedium. In dieser Ausführungsform wird die abgeleitete Wärme auf eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, übertragen, womit eine Leistungssteigerung des Photovoltaik-Moduls um ca. 25 % erzielt wird. Hierfür sind auf der Rückseite des Aluminiumblechs 4 Kühlrohre 17 angebracht, in die Kühlmittel mit geringer Temperatur durch einen Vorlauf 18 eintreten und mit einer erhöhten Temperatur durch einen Nachlauf 19 wieder austreten. Im Rahmen der Erfindung it es bevorzugt, wenn die Kühlrohre mit Wärmeleitkleber am Aluminiumblech aufgeklebt sind, um einen bestmöglichen Wärmeübergang zu ermöglichen. Weiters können die Kühlrohre im Bereich ihrer Biegung durch Montagewinkel 20 gesichert sein. Für eine Flüssigkeitskühlung des Photovoltaik-Moduls P ist eine Infrastruktur notwendig, zum Beispiel die Anbindung an eine Wärmepumpe oder ein Wasserkreislauf zur Wärmeabfuhr. Ist das Errichten oder das Einbinden der Flüssigkeitskühlung nicht möglich, so kann, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Luftkühlung eingesetzt werden. Hierbei sind auf der Rückseite des Aluminiumblechs 4 Kühlrippen 21 zum Durchführen von Luft angebracht, die mit Wärmelei tkleber am Aluminiumblech auf geklebt sein können. Die Leistungssteigerung der luftgekühlten Ausführungsform liegt bei ca. 10 %.
In Fig. 7 ist ein dünner Rahmen 22 aus Niroblech ersichtlich, der ein Photovoltaik-Modul P aufnimmt und seitlich, die Randbereiche des Photovoltaik-Moduls P überdeckend (Fig. 8), schützt. Ein Vorteil der geringen Blechstärke ist der wesentlich kleinere Verschmutzungsstau. Die Selbstreinigung durch Regenwasser und Tauablauf wird gefördert. Nachteile hinsichtlich Stabilität des Photovoltaik-Moduls P sind durch die geringe Blechstärke nicht gegeben, da das Aluminiumblech 4, an dem das Photovoltaikmodul P ausgerichtet ist, die notwendige Stabilität aufweist. Der Rahmen 22 ist an seinen vier Eckbereichen verschweißt und mit einer Schicht 23 aus verschleißfestem und witterungsbeständigem Kleber mit dem Photovoltaik-Modul P verklebt.
Zusammenfassend kann eine Ausführungsform der Erfindung wie folgt beschrieben werden:
Ein Photovoltaik-Modul P weist eine Schicht aus Solarzellen 1, wenigstens eine auf der sonnenseitigen Vorderseite der Solarzellen 1 angeordnete, im Wesentlichen transparante Schicht 2, 3 und einen 9 9 • · 99 9 9 9 9 • · · • · · · • ····
999 9 9 9 9 9 99 9 -8-
Anschluss an ein Stromnetz auf. An der Rückseite der Solarzellen 1 ist wenigstens eine an die Solarzellen 1 anschließende und sich wenigstens bereichsweise über die Fläche der Rückseite erstreckende, wärmeleitende Schicht 5 angeordnet. Anschließend an die an den Solarzellen 1 angeordnete, wärmeleitende Schicht 5 kann wenigstens eine weitere wärmeleitende Schicht 4, 6, 7 angeordnetsein, wobei wenigstens eine wärmeleitende Schicht 5, 6, 7 die erforderliche elektrische Isolation für die Solarzellen 1 aufweist.
Mit dem erfindungsgemäßen Photovoltaik-Modul P ist eine Leistungssteigerung durch Ableiten der in den Solarzellen 1 auftretenden Wärme zu realisieren, wobei gleichzeitig neben der zu erzeugenden elektrischen Energie auch die Thermische Energie der Sonne nutzbar wird.
Mario Paul Stojec vertreten durch: BEER & PARTNER Patentanwälte KEG
Dipl.-Ing. Rolf Kielmann (Ausweis-Nr. 439)

Claims (18)

  1. > ·· · ··
    ♦ · · • ···· • ·
    ···
    Mario Paul Stojec St. Stefan im Lanvanttal (AT) Stll6-5000pAT Ki 30.April 2008 Patentansprüche 1. Photovoltaik-Modul mit einer Schicht aus Solarzellen (1), wenigstens einer auf der sonnenseitigen Vorderseite der Solarzellen (1) angeordneten, im Wesentlichen transparanten Schicht (2,3) und einem Anschluss an ein Stromnetz, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite der Solarzellen (1) wenigstens eine an die Solarzellen (1) anschließende und sich wenigstens bereichsweise über die Fläche der Rückseite erstreckende, wärmeleitende Schicht (5) angeordnet ist.
  2. 2. Photovoltaik-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an die an den Solarzellen (1) angeordnete, wärmeleitende Schicht (5) wenigstens eine weitere wärmeleitende Schicht (4, 6, 7) angeordnet ist.
  3. 3. Photovoltaik-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wärmeleitende Schicht (5, 6, 7) elektrisch isolierend ist.
  4. 4. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine wärmeleitende Schicht einen Wärmeleitkleber (5) und/oder eine Wärmeleitfolie und/oder eine Wärmeleitplaste aufweist.
  5. 5. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine wärmeleitende Schicht durch einen stabilen Wärmeleiter (4) gebildet ist.
  6. 6. Photovoltaik-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Rückseite der Solarzellen (1) weisende Oberfläche des stabilen Wärmeleiters (4) eloxiert ist.
  7. 7. Photovoltaik-Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der eloxierten Oberfläche (6) eine Schicht aus wärmeleitender Versiegelung (7) angeordnet ist.
  8. 8. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es indirekt an das Stromnetz angebunden ist.
  9. 9. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es direkt an das Stromnetz angebunden ist.
  10. 10. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wärmeleitende Schicht (5, 6, 7) im Niederspannungsbereich elektrisch isolierend ist. ·· ·· · ·· ·· · ····« · · · ·· • ·· ···· · ··· · • · · · ···· ·· · · · ···· · ··· · ·· ·· · ·· ·· ·#· -2-
  11. 11. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es galvanisch von der Netzspannung des Stromnetzes getrennt ist.
  12. 12. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine wärmeleitende Schicht (5, 6, 7) im Hochspannungsbereich elektrisch isolierend ist.
  13. 13. Photovoltaik-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer wärmeleitenden Schicht (4, 5, 6, 7) eine Einrichtung zum Übertragen und Abführen der Wärme zugeordnet ist.
  14. 14. Photovoltaik-Modul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Übertragen und Abführen der Wärme mit einem Kreislauf einer Wärmepumpe gekoppelt ist.
  15. 15. Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Moduls (P), bei dem auf der sonnenseitigen Vorderseite von Solarzellen (1) wenigstens eine im Wesentlichen transparante Schicht (2, 3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite der Solarzellen (1) wenigstens eine an die Solarzellen (1) anschließende und sich wenigstens bereichsweise über die Fläche der Rückseite erstreckende, wärmeleitende Schicht (5) angeordnet wird.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an schließend an die an den Solarzellen (1) angeordnete, wärmeleitende Schicht (5) wenigstens eine weitere wärmeleitende Schicht (4, 6, 7) angeordnet wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens eine wärmeleitende Schicht (5, 6, 7) ein elektrisch isolierendes Material verwendet wird.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (6) eloxiert wird. Mario Paul Stojec vertreten durch: BEER & PARTNER Patentanwälte KEG Dipl.-Ing. Rolf Kielmann (Ausweis-Nr. 439)
AT0070708A 2008-05-05 2008-05-05 Photovoltaik-modul AT506684A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0070708A AT506684A1 (de) 2008-05-05 2008-05-05 Photovoltaik-modul
AT0081308A AT506676B1 (de) 2008-05-05 2008-05-21 Befestigungssystem für ein photovoltaik-modul
PCT/AT2009/000183 WO2009135238A2 (de) 2008-05-05 2009-05-04 Photovoltaik-modul
DE112009001019T DE112009001019A5 (de) 2008-05-05 2009-05-04 Photovoltaik-Modul

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0070708A AT506684A1 (de) 2008-05-05 2008-05-05 Photovoltaik-modul

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT506684A1 true AT506684A1 (de) 2009-11-15

Family

ID=41259926

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0070708A AT506684A1 (de) 2008-05-05 2008-05-05 Photovoltaik-modul
AT0081308A AT506676B1 (de) 2008-05-05 2008-05-21 Befestigungssystem für ein photovoltaik-modul

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0081308A AT506676B1 (de) 2008-05-05 2008-05-21 Befestigungssystem für ein photovoltaik-modul

Country Status (3)

Country Link
AT (2) AT506684A1 (de)
DE (1) DE112009001019A5 (de)
WO (1) WO2009135238A2 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009044695A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-01 Müller, Ingo, Dr. Solarmodul, Modulschalter, Solarkabel, Sammelschiene, Mehrfachkontakt-Steckverbinder
AT509905B1 (de) 2010-06-14 2013-10-15 Stojec Mario Paul Photovoltaik-modul
WO2012072058A1 (de) 2010-08-20 2012-06-07 Solar Real Contact Gmbh Anlage zur erzeugung elektrischer energie aus sonnenenergie
DE102010051565A1 (de) 2010-11-18 2012-05-24 Solar Real Contact Gmbh Elektrische Anlage zur Erhöhung der Arbeitsleistung einer Photovoltaikzelle
US20130118555A1 (en) * 2011-11-12 2013-05-16 Nebula Energy Inc. Solar energy collectors and methods for capturing solar energy
JP2013209813A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Lixil Corp 軸受金具の取付構造及び内倒し兼用内開き窓
DE102015012405A1 (de) 2015-09-24 2017-03-30 Roland Hammer Nanoröhrenthermogenerator-Phasenwechselspeicher NRTHGPWS

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4323270A1 (de) * 1993-07-12 1995-01-19 Thermo Solar Energietech Gmbh Hybrid-Sonnenkollektor
ES2277788B2 (es) * 2006-01-04 2008-06-16 Universidad De Sevilla Modulo fotovoltaico refrigerador pasivo y autoportante.

Also Published As

Publication number Publication date
AT506676A1 (de) 2009-11-15
AT506676B1 (de) 2010-01-15
WO2009135238A2 (de) 2009-11-12
WO2009135238A3 (de) 2010-10-21
DE112009001019A5 (de) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT506684A1 (de) Photovoltaik-modul
DE112011105802B4 (de) Leistungsmodul, elektrischer Leistungswandler und Elektrofahrzeug
DE102006014414A1 (de) Solarmodul
DE102016122018B4 (de) Elektrischer Stromrichter
WO2013020590A1 (de) Rechteckige solarzelle und zugehörige solarzellen-anordnung
DE102011051507A1 (de) Solarvorrichtung
WO2011039000A2 (de) Dünnschicht-bauelement auf glas, ein verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung
AT509091A1 (de) Solarmodul
DE202009018249U1 (de) Verbundsystem für Photovoltaik-Module
WO2023030866A1 (de) Photovoltaik-thermisches modul und solarsystem
WO2024061561A1 (de) Photovoltaik-thermisches modul
EP2735042B1 (de) Energiespeichermodul
WO2011151048A2 (de) Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür
EP3864943B1 (de) Vorrichtung zur kühlung einer stromschiene
DE112015001046T5 (de) Anschlussdose für photovoltaisches Modul
EP2728627A1 (de) Verbindungseinrichtung und Anordnung hiermit und mit einem Photovoltaikmodul
DE10021907B4 (de) Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel mit integrierter Verpolschutzdiode
AT509905B1 (de) Photovoltaik-modul
DE10020784A1 (de) Photovoltaikmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2458648B1 (de) Hybrid-Kollektor
CH702438A1 (de) System und Verfahren für ein Hybridsystem zur Umwandlung von Solarstrahlung in elektrischen Strom und Wärme.
WO2012065747A1 (de) Halbleiterbauelementevorrichtung für pv-anlagen
EP2482326A2 (de) Leistungshalbleiterelement und Anordnung eines Leistungshalbleiterelements zu mindestens einer Solarzelle
WO2008043667A1 (de) Verfahren und folienverbund zum kontaktieren und abdichten eines solarmoduls
EP2866345B1 (de) Photovoltaikpaneel mit Flächenheizelement

Legal Events

Date Code Title Description
REJ Rejection

Effective date: 20160515