CH684371A5 - Solarmodul, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung als Fassadenelement. - Google Patents
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Description
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CH 684 371 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Solarmoduls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16, sowie die Verwendung eines derartigen Solarmoduls nach dem Anspruch 20.
Bei Solarmodulen der gattungsgemässen Art, wie sie beispielsweise in der DE-OS 2 942 328 oder der EP-OS 0 382 060 beschrieben sind, besteht, wie dies schon in der älteren DE-OS 4 029 822.1 dargelegt ist, das Problem, dass insbesondere infolge der häufig im Siebdruckverfahren hergestellten, verhältnismässig dicken bzw. breiten Anschluss-und Verbindungsleiter für die einzelnen verschalteten Solarzellen die Aussenansicht den gestellten ästhetischen und insbesondere architektonischen Anforderungen, vorzugsweise bei Verwendung als Fassadenelement, nicht genügt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, z.B. in der EP-OS 0 343 628 und der DE-OS 4 029 822.1, die Beeinträchtigung des ästhetischen Gesamteindruckes des Solarmoduls durch die Leiterstruktur, jedoch auch durch die technischen Einzelheiten der Solarzelle selbst, welche durch die transparente Aussenscheibe erkennbar sind, dadurch zu mildern, dass eine zumindest bereichsweise Farbbedruckung vorgesehen oder eine farbige oder mattierte Zwischenschicht verwendet wird. Die EP-OS 0 343 628 lehrt diesbezüglich insbesondere eine Randbedruckung, welche die Verbindungsleiteranordnung am Solarmodulrand abdecken kann.
Die bekannten Versuche zur Verbesserung des ästhetischen Eindrucks von Solarmodulen der gattungsgemässen Art haben jedoch sämtlich den Nachteil, dass hiermit stets eine deutliche Ausbeuteverringerung verbunden ist, weil sowohl durch eine Bedruckung von Teilbereichen als auch durch Mattierung oder Opakisierung der dem Lichteinfall zugewandten Aussenscheibe die Lichtdurchlässigkeit verringert wird. Eine derartige Ausbeuteverringerung ist natürlich bei Solarmodulen vollkommen unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarmodul der gattungsgemässen Art, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung, nebst Verwendung des Solarmoduls, anzugeben, bei dem der erwünschte Effekt der Verbesserung des ästhetischen Eindruckes ohne wesentliche Ausbeuteverringerung erzielt werden kann.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Solarmodul der gattungsgemässen Art dadurch gelöst, dass an der Aussen- und/oder Innenseite der Solarenergieumwandlungseinrichtung eine Glasscheibe mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen vorgesehen ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Aussenscheibe eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen aufweist.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Trägerplatte eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Solar-energieumwandlungseinrichtung und der Aussenscheibe eine mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen versehene Zwischenscheibe angeordnet ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Zwischenscheibe mit der Aussenscheibe verklebt ist.
Die Erfindung schlägt auch vor, dass zwischen der Solarenergieumwandlungseinrichtung und der Trägerplatte eine mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen versehene Dekorscheibe angeordnet ist.
Eine weitere Ausführungsform des Solarmoduls nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorscheibe mit der Trägerplatte verklebt ist.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, dass die Bruchflächen wenigstens eines der Scheibenelemente des Moduls durch mechanische und/oder thermische, insbesondere randseitige Beanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Einscheibensicherheitsglasscheibe erzeugt sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bruchflächen wenigstens eines der Scheibenelemente des Moduls durch gezielte linienförmige, nach vorgebbarem Muster erfolgende Druckbeanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Glas- oder Kunststoffscheibe erzeugt sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, dass im Scheibenzwischenraum zwischen der Aussenscheibe und der Trägerplatte eine Kunststoffschicht, wie Verbundfolienkombination, Giessharzschicht oder dergleichen, angeordnet ist, in die die Solarenergieum-wandlungseinrichtung, vorzugsweise ein Solarzellenfeld mit einer Anzahl von durch Verbindungsund Anschlussleitungen verschalteten Solarzellen, insbesondere polykristallinen Solarzellen eingebettet ist.
Ferner kann eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Zwischenscheibe und/oder die Dekorscheibe mit der Aussenscheibe bzw. der Trägerplatte mittels Verbundfoli-e(n) verklebt ist/sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, dass die Zwischenscheibe und/oder die Dekorscheibe mit der Aussenscheibe bzw. der Trägerplatte durch eine Giessharzschicht verklebt ist/sind.
Eine weitere Ausführungsform des Solarmoduls nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte aus Farbglas besteht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte mattiert ausgebildet ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Aussenscheibe und/oder die Trägerplatte im Bereich der Verbindungs- und/oder Anschlussleitungen der Solarenergieumwandlungseinrichtung eine nichttransparente Farbbedruckung aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Kennzeichen des Anspruchs 16 definiert.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bruchflächen wenigstens eines der Scheibenelemente des Moduls durch mechanische und/oder thermische,
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vorzugsweise randseitige Beanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Einschei-bensicherheitsglasscheibe oder durch gezielte, lini-enförmige, nach vorgebbarem Muster erfolgende Druckbeanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Glas- oder Kunststoffscheibe erzeugt werden.
Auch kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren so vorgegangen werden, dass die Bruchflächen zumindest teilweise nach Abschluss des Verbundprozesses durch randseitige mechanische und/oder thermische Beanspruchung des betreffenden Scheibenelementes, wie Stossbeanspruchung mittels eines Körners oder Lasereinstrahlung, erzeugt werden.
Schliesslich lehrt die Erfindung auch die Verwendung des erfindungsgemässen Solarmoduls als Fassadenelement.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es gelingt, ungeachtet des positiven dekorativen Effektes eine Ausbeuteverminderung weitgehend zu vermeiden bzw. diese zumindest deutlich zu reduzieren, indem eines der Scheibenelemente (Aussenscheibe, Zwischenscheibe) an der dem Lichteinfall zugewandten Seite der Solarener-gieumwandlungseinrichtung, im folgenden kurz als Solarzellenfeld bezeichnet, mit im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen versehen wird. Beispielsweise kann hierfür an der dem Lichteinfall zugewandten Seite des Solarzellenfeldes, in Lichteinfallrichtung also hinter der Aussenscheibe, eine mit im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen versehene Einscheibensicherheitsglasscheibe angeordnet werden, wie sie, nebst der Art ihrer Herstellung, z.B. aus der DE-OS 2 887 806 und der DE-OS 2 008 415, in beiden Fällen allerdings für gattungsfremde Anwendungsgebiete, bekannt ist. Dadurch, dass das betreffende Scheibenelement, beispielsweise also die Einscheibensicherheitsglasscheibe, zwar eine dekorative Struktur aufweist, welche dem Betrachter die dahinteriiegende Solarzellenstruktur weniger deutlich erscheinen lässt, andererseits dieser Effekt jedoch durch im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufende Bruchflächen erzeugt wird, gelingt es, sowohl den gewünschten dekorativen Effekt zu erzielen als auch eine Ausbeuteverringerung weitgehend zu vermeiden. Dies beruht einmal darauf, dass durch die im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen ein wesentlich geringerer Teil des einfallenden Lichtes in dem betreffenden Scheibenelement, beispielsweise also in der Einscheibensicherheitsglas-scheibe, absorbiert wird, als dies z.B. bei Verwendung lichtstreuender Partikel mit auch quer zur Lichteinfallrichtung verlaufenden Reflexionsflächen der Fall wäre.
Die Dekorscheibe aus vorgespanntem Einscheibensicherheitsglas, die bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung auch zwischen der in diesem Fall ebenfalls aus Silikatglas bestehenden Trägerplatte und der Kunststoffschicht mit dem darin eingebetteten Solarzellenfeld angeordnet wird, hat im Fall einseitig lichtempfindlicher Solarzellen lediglich einen dekorativen Effekt und gibt dem Solarmodul auch von der Rückseite her ein gefälliges Aussehen. Darüber hinaus wirkt diese Dekorschicht im Fall beidseitig lichtempfindlicher Solarzellen in zur Einscheibensicherheitsglasscheibe zwischen der Aussenscheibe und dem Solarzellenfeld analoger Weise.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung einen zentralen Ausschnitt eines Solarmoduls nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Modulebene.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, weist das er-findungsgemässe Solarmodul bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel eine Aussenscheibe 10 auf, die aus Silikatglas, und zwar Weissglas, besteht. Über eine Kunststoff-Verbundfolie 12 ist mit der Aussenscheibe 10 eine Einscheibensicherheits-glasscheibe 14 aus vorgespanntem Silikatglas verklebt, deren Struktur und Herstellung weiter unten noch näher erläutert werden. Mit der Einscheibensi-cherheitsglasscheibe 14 und einer Dekorscheibe 16, die ebenfalls, wie die Einscheibensicherheits-glasscheibe 14, aus vorgespanntem Silikatglas besteht und ebenso wie diese in der noch weiter unten näher zu erläuternden Weise hergestellt worden ist, steht nach Art der Verbundschicht einer Verbundsicherheitsglasscheibe eine Kunststoffschicht 18 in Verbindung, z.B. als Giessharzschicht ausgebildet, in die ein Solarzellenfeld 20, vorzugsweise aus polykristallinen Solarzellen bestehend, eingebettet ist. Die einzelnen Solarzellen des Solarzellenfeldes 20 sind in in der Zeichnung nicht dargestellter, aber beispielsweise in der DE-OS 4 029 822.1 erläuterten Weise, z.B. auch wie aus der EP-OS 0 382 060 bekannt, miteinander durch Verbindungsleiter verschaltet, wobei weitere Anschlussleiter an den Scheibenrand führen und zum elektrischen Verbinden benachbarter Solarmodule dienen. Die Anschluss- und Verbindungsleitungen, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, können beispielsweise aus metallischen Siebdruckstreifen bestehen, die auf die Einscheibensicherheitsglas-scheibe 14 und/oder die Dekorscheibe 16 aufgebracht sind. Die Dekorscheibe 16 steht über eine Verbundfolie 22 mit einer Trägerplatte 24 in Klebverbindung, welche bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus klar transparentem Silikatglas besteht.
Wie Fig. 1 erkennen lässt, weisen die Einschei-bensicherheitsglasscheiben 14, 16 eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene, also in der Zeichnung im wesentlichen normal zur Aussenscheibe 10, verlaufenden inneren Bruchflächen 28 auf, die bei der Herstellung des Solarmoduls wie folgt vorzugsweise erzeugt sind:
Nachdem der Gesamtverbund in aus der Herstellung von Verbundsicherheitsglasscheiben bekannter Weise hergestellt worden ist, werden die Einschei-bensicherheitsglasscheiben 14, 16 vom Rand her z.B. mechanisch beansprucht, beispielsweise durch einen leichten Schlag mit einem spitzen Werkzeug,
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wie einem Körner oder dergleichen, welcher an den dann noch freiliegenden Rand des Solarmoduls angesetzt wird, woraufhin das thermisch vorgespannte Material «zerkrümelt», wie dies z.B. von Scheiben für Kraftfahrzeuge bekannt ist, die aus Einscheibensicherheitsglas bestehen, wodurch sich die charakteristische Struktur mit im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen 28 ergibt.
Die Bruchflächen 28 der Einscheibensicherheits-glasscheibe 14 verhindern dabei, dass das Solarmodul, z.B. bei Venwendung als Fassadenelement, bei der Betrachtung von der Aussenseite der Aus-senscheibe 10 her ein ästhetisch nicht gefälliges Äusseres hat, weil insbesondere die ansonsten oft störende «technische» Struktur der Solarzellen, insbesondere aber auch der Anschluss- und Verbindungsleitungen, weniger auffällig gemacht wird. Der durch die Einscheibensicherheitsglasscheibe 14 hervorgerufene Transparenzverlust ist dabei sehr gering, weil nämlich die Bruchflächen 28 der Ein-scheibensicherheitsglasscheibe 14 im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufen, so dass über einen grossen Bereich des Lichteinfallswinkels durch die Bruchflächen 28 der Einscheibensicher-heitsglasscheibe 14 praktisch keine Transparenzverringerung bewirkt wird.
Die Dekorscheibe 16 deckt in ähnlicher Weise wie hinsichtlich ihres dekorativen Effektes die Ein-scheibensicherheitsglasscheibe 14 die Rückseite des Solarzellenfeldes 20 nebst Anschluss- und/oder Verbindungsleitungen «optisch» ab, so dass das Modul auch von der Rückseite her ein gefälliges Aussehen hat.
Claims (1)
- Patentansprüche1. Solarmodul mit einer nach dem Einbau der Sonneneinstrahlung zugewandten Aussenscheibe aus klar transparentem Material, einer mit Abstand von der Aussenscheibe angeordneten Trägerplatte aus zumindest teiltransparentem Material und einer im Scheibenzwischenraum zwischen der Aussenscheibe und der Trägerplatte angeordneten Solar-energieumwandlungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussen- und/oder Innenseite der Solarenergieumwandlungseinrichtung (20) eine Glasscheibe (10, 14, 16, 24) mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen (28) vorgesehen ist.2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenscheibe (10) eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen (28) aufweist.3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (24) eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen (28) aufweist.4. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Solarenergieumwandlungseinrichtung (20) und der Aussenscheibe (10) eine mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchfiächen (28) versehene Zwischenscheibe (14) angeordnet ist.5. Solarmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (14) mit der Aussenscheibe (10) verklebt ist.6. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Solarenergieumwandlungseinrichtung (20) und der Trägerplatte (24) eine mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen (28) versehene Dekorscheibe (16) angeordnet ist.7. Solarmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorscheibe (16) mit der Trägerplatte (24) verklebt ist.8. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchflächen (28) wenigstens eines der Scheibenelemente (10, 14, 16, 24) des Moduls durch mechanische und/oder thermische, insbesondere randseitige Beanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Einscheibensicherheitsglas-scheibe erzeugt sind.9. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchflächen (28) wenigstens eines der Scheibenelemente (10, 14, 16, 24) des Moduls durch gezielte linienförmige, nach vorgebbarem Muster erfolgende Druckbeanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Glas- oder Kunststoffscheibe erzeugt sind.10. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Scheibenzwischenraum zwischen der Aussenscheibe (10) und der Trägerplatte (24) eine Kunststoffschicht (18), beispielsweise eine Verbundfolienkombination oder eine Giessharzschicht angeordnet ist, in die die Solarenergieumwandlungseinrichtung (20), vorzugsweise ein Solarzellenfeld mit einer Anzahl von durch Verbindungs- und Anschlussleitungen verschalteten Solarzellen, insbesondere polykristallinen Solarzellen eingebettet ist.11. Solarmodul nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (14) und/oder die Dekorscheibe (16) mit der Aussenscheibe (10) bzw. der Trägerplatte (24) mittels Verbundfolie(n) (12, 22) verklebt ist/sind.12. Solarmodul nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (14) und/oder die Dekorscheibe (16) mit der Aussenscheibe (10) bzw. der Trägerplatte (24) durch eine Giessharzschicht verklebt ist/sind.13. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (24) aus Farbglas besteht.14. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (24) mattiert ausgebildet ist.15. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenscheibe (10) und/oder die Trägerplatte (24) im Bereich der Verbindungs- und/oder Anschlussleitungen der Soiarenergieumwandlungseinrichtung (20) eine nicht-transparente Farbbedruckung aufweist.16. Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Aussenscheibe und eine Trägerplatte un-510152025303540455055606547CH 684 371 A5ter Zwischenschaltung einer Solarenergieumwand-lungseinrichtung miteinander zu einem Modulverbund vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenscheibe und/oder die Trägerplatte und/oder eine mit der Aussenscheibe auf der der Solarenergieumwandlungseinrichtung zugewandten Seite verbundene Zwischenscheibe und/oder eine mit der Trägerplatte auf der der Solarenergieum-wandlungseinrichtung zugewandten Seite verbundene Dekorscheibe mit einer Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Modulebene verlaufenden Bruchflächen versehen werden.17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchflächen wenigstens eines der Scheibenelemente des Moduls durch mechanische und/oder thermische, vorzugsweise randseitige Beanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Einscheibensicherheits-glasscheibe erzeugt werden.18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchflächen wenigstens eines der Scheibenelemente des Moduls durch gezielte, linienförmige, nach vorgebbarem Muster erfolgende Druckbeanspruchung einer das betreffende Scheibenelement bildenden Glas- oder Kunststoffscheibe erzeugt werden.19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchflächen zumindest teilweise nach Abschluss des Verbundprozesses durch randseitige mechanische und/oder thermische Beanspruchung des betreffenden Scheibenelementes, wie Stossbeanspruchung mitteis eines Körners oder Lasereinstrahlung, erzeugt werden.20. Verwendung des Solarmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Fassadenelement.51015202530354045505560655
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