CH701183B1 - Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung und Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung. - Google Patents

Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung und Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung. Download PDF

Info

Publication number
CH701183B1
CH701183B1 CH01669/10A CH16692010A CH701183B1 CH 701183 B1 CH701183 B1 CH 701183B1 CH 01669/10 A CH01669/10 A CH 01669/10A CH 16692010 A CH16692010 A CH 16692010A CH 701183 B1 CH701183 B1 CH 701183B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
module
contact
contacting
test
photovoltaic modules
Prior art date
Application number
CH01669/10A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Apfelthaler
Original Assignee
Harrexco Ag
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41078668&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CH701183(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Harrexco Ag filed Critical Harrexco Ag
Publication of CH701183B1 publication Critical patent/CH701183B1/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
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • 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
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • 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
    • 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

Abstract

Die Erfindung betrifft die elektrische Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen, insbesondere von Dünnfilm-Photovoltaikmodulen, bei denen stromführende Komponenten (6) auf einem plattenförmigen Substrat (5) angeordnet und im Bereich des Modulrandes (4, 35) elektrisch isoliert sind. Um die Isolationsprüfung für derartige Photovoltaikmodule zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass während der Herstellung der Photovoltaikmodule eine elektrische Isolationsprüfung stattfindet, bei der mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung eine Testspannung zwischen dem Modulrand (4, 35) einerseits und den entfernt von dem Modulrand (4, 35) nach aussen führenden elektrischen Anschlüssen (3) des Photovoltaikmoduls andererseits angelegt wird, wobei die mechanische Kontaktierungsvorrichtung einen mit wenigstens einem leistenförmigen Kontaktelement versehenen Kontaktrahmen zum Kontaktieren des Modulrandes (4, 35) aufweist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen, bei denen stromführende Komponenten auf einem plattenförmigen Substrat angeordnet und zumindest, aber nicht notwendigerweise ausschliesslich, im Bereich des Modulrandes elektrisch isoliert sind. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung.
[0002] Für die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen mit Dünnfilmsolarzellen, die auf Schichtdicken im Mikrometerbereich basieren, und die Gewährleistung der Sicherheit solcher Module gemäss der vorgeschriebenen Normen (IEC 61 646/1996, IEC 61 730/2004), ist es ausschlaggebend, wie gut die Dünnschichten zur Aussenkante hin elektrisch isoliert und vor Witterungs- und anderen Umwelteinflüssen sowie vor Stromleckage geschützt sind. Nach dem Aufbringen von stromführenden Schichten auf ein Substrat wird daher der Randbereich des Substrates wieder entschichtet und das Substrat wird, zumindest in diesem Randbereich, laminiert, d.h. mit einer Laminatschicht versehen, so dass eine feuchtedichte Verkapselung der Solarzellen und zugleich eine ausreichende elektrische Isolation der stromführenden Komponenten erreicht wird.
[0003] Kann von aussen Feuchtigkeit in den Randbereich des Photovoltaikmoduls eindringen, so kann dies nicht nur dazu führen, dass die Solarzelle beschädigt oder zerstört wird.
[0004] Auch die geforderte elektrische Isolierung der stromführenden Komponenten und damit die Betriebssicherheit des Moduls kann aus diesem Grund unzureichend sein. Um dies zu überprüfen, ist es bekannt, Photovoltaikmodule einem elektrischen Isolationstest zu unterwerfen.
[0005] Bei der elektrischen Isolationsprüfung gemäss Bauarteignung und Zulassung sowie der Sicherheitsnorm wird durch Anlegen einer Hochspannung geprüft, ob das Photovoltaikmodul zum Rand hin isoliert ist. Die angelegte Hochspannung beträgt zumeist zwischen 3000 V und 6000 V, je nach Systemspannung und Norm, und je nachdem, ob das Modul über einen isolierenden Rahmen verfügt oder nicht. Dabei wird festgestellt, ob sich ein Leckstrom bildet. Dieser kann aufgrund einer fehlerhaften Entschichtung auftreten, wenn noch eine Restbeschichtung auf dem Substrat im Randbereich vorhanden ist. Ein Leckstrom kann jedoch seine Ursache auch in einer Kontamination des Randbereiches, bspw. durch Staubpartikel, haben, die bspw. auf die Entschichtung des Substrates zurückzuführen ist. Eine andere Ursache für Leckstrom kann eine im Randbereich des Substrates durch den Entschichtungsvorgang entstandene Mikrostruktur in Form kleinster Beschädigungen der Substratoberfläche sein, in der sich Feuchtigkeit sammelt. Schliesslich kann Leckstrom auch aufgrund der Verwendung einer leitfähigen und damit fehlerhaften Laminierfolie vorhanden sein, wie sie beispielsweise durch fehlerhafte Lagerung entstehen kann. Mit dem elektrischen Isolationstest wird somit auch die dielektrische Festigkeit des Laminats überprüft.
[0006] Für den elektrischen Isolationstest ist es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erforderlich, das Photovoltaikmodul in ein Wasserbad zu geben, also vollständig zu benetzen. Diese Art von Kontaktierung ist jedoch mit mehreren Nachteilen versehen. Aus fertigungstechnischer Sicht ist der Test sehr aufwendig. Er wird daher nicht an allen Photovoltaikmodulen einer Fertigung durchgeführt. Stattdessen werden lediglich ausgewählte Photovoltaikmodule stichprobenartig geprüft. Darüber hinaus ist es nicht ausgeschlossen, dass es durch eine das Photovoltaikmodul vollständig benetzende Kontaktierung zu Beschädigungen des Photovoltaikmoduls kommt.
[0007] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Isolationsprüfung für Photovoltaikmodule, insbesondere für Dünnfilm-Photovoltaikmodule, zu vereinfachen bzw. die Qualität von Photovoltaikmodulen zu erhöhen.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst: durch ein Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 3.
[0009] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0010] Erfindungsgemäss findet während der Herstellung der Photovoltaikmodule eine elektrische Isolationsprüfung statt, bei der mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung eine Testspannung zwischen dem Modulrand einerseits und den entfernt von dem Modulrand nach aussen führenden elektrischen Anschlüssen des Photovoltaikmoduls andererseits angelegt wird.
[0011] Im Gegensatz zur der aus dem Stand der Technik bekannten «vollständig benetzten Kontaktierung» kommt eine mechanische Kontaktierungsvorrichtung zum Einsatz. Diese Kontaktierungsvorrichtung kann auf einfache Art und Weise in den Herstellungsprozess der Photovoltaikmodule integriert werden. Beispielsweise kann die elektrische Isolationsprüfung als ein Prozessschritt in die Fertigungslinie integriert werden.
[0012] Mit der vorliegenden Erfindung wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die bisher stattfindende stichprobenartige elektrische Isolationsprüfung den gestiegenen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen der Verbraucher nicht mehr gerecht wird. Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung kann eine lückenlose Qualitätskontrolle jedes einzelnen Photovoltaikmoduls sichergestellt werden. Teure Fehler während der Fertigung, die, sofern sie unerkannt bleiben, zu kostspieligen Rückrufaktionen der Hersteller führen können, können mit der vorliegenden Erfindung schnell erkannt werden. Die Herstellung der Photovoltaikmodule kann unmittelbar nach der Fehlererkennung angehalten werden, um die Fehlerursache zu suchen und den Fehler zu beheben. Dabei beschränkt sich der Anteil fehlerhafter Photovoltaikmodule auf die geringe Anzahl der sich zu diesem Zeitpunkt tatsächlich in der Fertigung befindenden Module. Fälle, in denen ganze Tagesproduktionen wegen Qualitäts- bzw. Sicherheitsmängeln nicht mehr in den Verkehr gebracht werden konnten, da die Isolationsprüfung nur an ausgewählten Photovoltaikmodulen stattfand, gehören damit der Vergangenheit an.
[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren auf einer Fertigungslinie abläuft und die elektrische Isolationsprüfung in Reihe mit den übrigen Herstellungsschritten oder im Rahmen eines dieser Herstellungsschritte durchgeführt wird. Mit anderen Worten wird entweder der Schritt der Isolationsprüfung als ein zusätzlicher «Herstellungsschritt» unter Verwendung einer für die Isolationsprüfung ausgebildeten separaten Einrichtung ausgeführt oder aber die Einrichtung zur Durchführung der Isolationsprüfung ist in eine der ohnehin für die Herstellung der Photovoltaikmodule benötigten Einrichtungen integriert, so dass die Isolationsprüfung im Rahmen eines Herstellungsschrittes, beispielsweise im Rahmen der Randentschichtung, durchgeführt wird.
[0014] Eine solche «Inline»-Prüfung erlaubt es auf besonders einfache Art und Weise, jedes einzelne Photovoltaikmodul zu prüfen. Je nachdem, an welcher Stelle der Fertigungslinie die Isolationsprüfung stattfindet, kann die Ausfallzeit im Fall eines fehlerhaften Moduls mehr oder weniger stark verringert werden. Wird beispielsweise die Isolationsprüfung direkt nach dem Randentschichten und vor dem sehr zeitaufwendigen Laminieren durchgeführt, so können Fehler beim Entschichten bereits frühzeitig erkannt und ein Laminieren fehlerhafter Module kann vermieden werden. Bei einem Einsatz des Isolationstests nach dem Laminierschritt hingegen kann die Qualität der Laminierfolie überprüft werden, was für die Qualitäts- und Sicherheitsbetrachtung insgesamt eine herausragende Bedeutung hat. Der Einsatz der mit der Erfindung vorgeschlagenen Technologie wird daher vorzugsweise am Ende der Fertigung eines Moduls erfolgen. Gleichwohl können sich auch aus dem Einsatz zu früheren Zeitpunkten Vorteile ergeben (siehe oben).
[0015] Erfolgt die Isolationsprüfung direkt nach dem Randentschichten, dann ist es entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Einrichtung zur Durchführung der Isolationsprüfung in die Einrichtung zur Randentschichtung integriert ist. Mit anderen Worten wird das randentschichtete Photovoltaikmodule nicht von dem Randentschichtungsmodul einer separaten Einrichtung zur Durchführung der elektrischen Isolationsprüfung zugeführt, sondern die Isolationsprüfung erfolgt in dem Randentschichtungsmodul selbst. Dadurch kann unter Verwendung einer entsprechenden Steuerung des Herstellungsverfahrens auf besonders einfache Art eine Verbesserung der Qualität der Photovoltaikmodule erreicht werden, indem diejenigen Photovoltaikmodule, welche die Isolationsprüfung nicht bestehen, unmittelbar in dem Randentschichtungsmodul ein zweites Mal entschichtet werden.
[0016] Durch den Einsatz der Isolationsprüfung während bzw. im Zusammenhang mit der Randentschichtung, dem Laminieren und/oder weiteren Herstellungsschritten kann insgesamt ein besonders intelligentes System zur Herstellung von Photovoltaikmodulen bereitgestellt werden, bei dem einzelne Module, welche die Isolationsprüfung nicht bestehen, automatisch unmittelbar erneut bearbeitet oder aber für eine wiederholte Bearbeitung einen oder auch mehrere Herstellungsschritte zurückgefahren werden können.
[0017] Selbstverständlich ist es bei der «Inline»-Prüfung grundsätzlich auch möglich, die zu fertigenden Photovoltaikmodule lediglich stichprobenartig zu prüfen. Dies wäre durch eine geeignete Ansteuerung der Prüfeinrichtung realisierbar. Zum Erreichen eines höchstmöglichen Qualitäts- bzw. Sicherheitsniveaus ist jedoch eine hundertprozentige Prüfung vorzuziehen.
[0018] Neben der «Inline»-Anwendung der elektrischen Isolationsprüfung im Rahmen einer Fertigungslinie ist es ebenso möglich, den Isolationstest als «Insellösung» auszuführen, also örtlich und/oder zeitlich versetzt zur Herstellung der Module in der Fertigungslinie. Dies kann zum einen derart erfolgen, dass bei einer solchen «Insellösung» bereits fertig zusammengebaute Photovoltaikmodule geprüft werden. Zum anderen kann die Isolationsprüfung als «Insellösung» auch dann zum Einsatz kommen, wenn das Herstellungsverfahren auf zwei oder mehreren Fertigungslinien abläuft, wobei diejenigen Photovoltaikmodule, welche die erste Fertigungslinie verlassen, im Rahmen der «Insellösung» geprüft werden, bevor sie der nachfolgenden Fertigungslinie zugeführt werden. Auch bei der «Insellösung» können entweder alle Module getestet werden oder aber die Tests erfolgen nur stichprobenartig.
[0019] In beiden Fällen, also sowohl «Inline», als auch bei der «Insellösung», kann es vorteilhaft sein, die elektrische Isolationsprüfung mehrfach durchzuführen, beispielsweise vor und nach dem Aufbringen der Laminatschicht auf das Substrat. Mit einer solchen Mehrfachprüfung kann die Ausschussquote bei der Herstellung der Photovoltaikmodule noch weiter verringert werden.
[0020] Die bei der Isolationsprüfung durchfahrene Spannungsrampe unterscheidet sich von der Spannungsrampe bisheriger Tests dadurch, dass vorzugsweise deutlich höhere Spannungen angelegt werden. Die angelegten Spannungen liegen nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Bereich von 5 kV bis 20 kV. In jedem Fall entsprechen die angelegten Spannungen aber mindestens der jeweils einschlägigen Norm. Darüber hinaus wird die Spannungsrampe deutlich schneller als bisher durchlaufen, nämlich mit vorzugsweise mindestens 500 V/s. Es ist möglich, den Test mit bis zu 10 kV/s durchzuführen. Dadurch kann die Testdauer von etwa 5 Minuten pro Isolationstest auf unter eine Minute, vorzugsweise auf unter 5 Sekunden, verringert werden, was insbesondere bei der «Inline»-Anwendung für einen gleichmässigen Prozessablauf von Vorteil ist.
[0021] Darüber hinaus wurde bei der Verwendung von Hochspannungen in dem Bereich von 8 kV bis 20 kV überraschend festgestellt, dass sich die Isolationseigenschaften der getesteten Photovoltaikmodule verbessern, sofern es sich um Module mit einer nur geringen Stromleckage handelt. Module mit hoher Stromleckage verschlechtern sich hingegen deutlich, zumeist unter Ausbildung von sichtbaren Leckstrombahnen. Bei dem Isolationstest tritt also bei Anwendung derart hoher Testspannungen ein Effekt dahingehend auf, dass sich die Isolationseigenschaften qualitativ hochwertigerer, aber nicht 100%ig isolationsfester Module verbessert, während sich die Isolationseigenschaften qualitativ minderwertiger Module verschlechtert. Die letztgenannten Module werden dann aus dem Herstellungsprozess entfernt, während die durch den Isolationstest verbesserten Module nach bestandenem Test im Herstellungsprozess verbleiben können. Die Verbesserung der Isolationseigenschaften lässt sich möglicherweise dadurch erklären, dass es durch die verwendete Hochspannung zu einem Verglühen von leitfähigen Partikeln und damit zu einem Säuberungseffekt kommt.
[0022] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, vor der Durchführung der Isolationsprüfung der einzelnen Photovoltaikmodule einen Kontaktierungstest durchzuführen. Bei diesem Kontaktierungstest wird geprüft, ob die Kontaktelemente der Kontaktierungsvorrichtung mit dem Modulrand bzw. den elektrischen Anschlüssen des zu prüfenden Photovoltaikmoduls elektrisch verbunden sind. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass die Isolationsprüfung trotz eines fehlerhaften Moduls ein positives Ergebnis ergibt. Dieser Fall könnte beispielsweise auftreten, wenn keine ordnungsgemässe elektrische Verbindung der Kontaktelemente vorliegt, beispielsweise wegen einer fehlerhaften Kontaktierung an einer Anschlussdose (siehe unten).
[0023] Das erfindungsgemässe System zur Herstellung von Photovoltaikmodulen weist eine Einrichtung zur Durchführung der elektrischen Isolationsprüfung auf. Diese Einrichtung ist, je nachdem, ob der Test «Inline» oder als «Insellösung» vorgesehen ist, als Modul der Fertigungslinie oder aber als «Stand alone»-Einrichtung konzipiert. In beiden Fällen erfolgt die Kontaktierung mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung.
[0024] Erfindungsgemäss weist die Kontaktierungsvorrichtung einen Kontaktrahmen zum Kontaktieren des Modulrandes auf, der über wenigstens ein leistenförmiges Kontaktelement verfügt. Die Kontaktierung des Modulrandes erfolgt dabei durch Kontaktieren der Stirnseite des fertigen Moduls, der Stirnseite des Substrates und/oder der Oberseite des Substrates im Randbereich des Moduls. Der Kontaktrahmen ist dabei zum Umschliessen des Moduls ausgebildet. Er umschliesst das Modul dabei vorzugsweise lückenlos. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, dass ein durchgehendes, einstückiges Kontaktelement zum Einsatz kommt, welches das Modul lückenlos umschliesst. Alternativ dazu kommt ein Kontaktrahmen mit mehreren Kontaktelementen zum Einsatz, die sich in ihren Endbereichen überlappen, so dass auch in diesem Fall ein lückenloses Umschliessen des Moduls sichergestellt werden kann.
[0025] Die Kontaktierungsvorrichtung kann eine mit einem vorzugsweise bandförmigen Kontaktelement versehene Kontaktrolle aufweisen, die zur abschnittsweisen peripheren Kontaktierung des Modulrandes ausgebildet ist (nicht Teil der beanspruchten Erfindung). Hierbei ist eine zylinderförmige Kontaktrolle an ihrer Aussenseite mit einem Kontaktband versehen und fährt den Modulrand ab, und zwar unter Kontaktierung der Modul- bzw. Substratstirnseite und/oder unter Kontaktierung der Substratoberseite im Randbereich. Das Abfahren erfolgt dabei Abschnitt für Abschnitt, d.h. «schrittweise», wobei unter einem «schrittweisen» Abfahren sowohl ein kontinuierliches als auch ein durch Pausen unterbrochenes Abfahren des Modulrandes verstanden werden kann. Dabei besteht die Möglichkeit, einen möglichen Durchschlag bzw. Schwachstellen der elektrischen Isolierung exakt zu lokalisieren. Beide Varianten (Kontaktrahmen und Kontaktrolle) können in einer gemeinsamen Fertigungslinie eingesetzt werden.
[0026] Die Kontaktierungsvorrichtung weist darüber hinaus einen Kontaktstempel zum Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse des Photovoltaikmoduls auf, wobei der Kontaktstempel mit einem vorzugsweise ballen- oder kissenförmigen Kontaktelement versehen ist.
[0027] Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass das oder die Kontaktelemente des Kontaktrahmens und/oder das Kontaktelement der Kontaktrolle und/oder das Kontaktelement des Kontaktstempels aus einem elektrisch leitfähigen, textilen Gewebe besteht, also Gewebe, in das metallische Elemente eingewebt sind. Alternativ dazu können bspw. auch elektrisch leitfähige Fasern oder Gewebe, Metall- bzw. Stahlwolle oder befeuchtete Schwammtücher, leitfähiger Schaumstoff oder leitfähiger Gummi etc. verwendet werden. Wird ein Kupfer-Beryllium-Gewebeschlauch als Kontaktierungsmaterial eingesetzt, ist wegen der Elastizität des Gewebes eine besonders gute Kontaktierung auch bei geometrischen Unregelmässigkeiten des Modulrandes möglich. Zudem zeichnet sich dieses Material durch eine besondere Langlebigkeit aus.
[0028] Durch die Verwendung derartiger Materialien wird sichergestellt, dass das Kontaktelement bei einer mechanischen Kontaktierung des Photovoltaikmoduls durch Anpressen des Kontaktrahmens bzw. des Kontaktstempels elastisch genug ist, um eine mechanische Beschädigung des Photovoltaikmoduls zu vermeiden, gleichzeitig jedoch eine hinreichend elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Anstelle dieser Materialien können auch herkömmliche metallene Kontaktbleche oder Kontaktfolien, auch in Gestalt von mit einer leitfähigen Flüssigkeit benetzten Textilien, zum Einsatz kommen, wobei diese dann vorteilhafterweise in geeigneter Art und Weise gefedert bzw. federnd gelagert sind, um das vergleichsweise empfindliche Modul bei dem Kontaktierungsvorgang nicht zu beschädigen.
[0029] Werden befeuchtete Schwammtücher oder ähnliche Materialien verwendet, die eine dosierte Befeuchtung der Kontaktelemente zur Herstellung oder Verbesserung ihrer elektrischen Leitfähigkeit zulassen, kann eine sehr sichere Feuchtkontaktierung erfolgen, die jedoch im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten «Vollbad»-Benetzungen auf einer nur teilweisen, nämlich nur im unmittelbaren Kontaktbereich erforderlichen Benetzung der zu prüfenden Module mit Flüssigkeit beruht. Statt eines vollständigen Eintauchens der Module in ein Wasserbad erfolgt lediglich eine Teilbenetzung des Moduls aufgrund der an den Kontaktelementen anhaftenden Feuchtigkeit. Dadurch werden die bei einer vollständigen Benetzung auftretenden Probleme, insbesondere die Gefahr einer Beschädigung des Moduls, umgangen.
[0030] Dem elektrischen Kontaktierungsvorgang des zu prüfenden Photovoltaikmoduls kommt eine besondere Bedeutung bei. Die Art und Weise der Kontaktierung ist vorzugsweise unabhängig davon, in welcher Position das Photovoltaikmodul transportiert und der Prüfeinrichtung zugeführt wird. Dies kann beispielsweise über Manipulatoren, Rollenbahnen, Druckluft etc. erfolgen. Die Photovoltaikmodule können liegend oder stehend transportiert und geprüft werden.
[0031] Die zur Isolationsprüfung erforderliche Kontaktierung der Photovoltaikmodule erfolgt vorzugsweise automatisch. Alternativ dazu kann jedoch auch eine vollständig manuelle oder eine semiautomatische Kontaktierung erfolgen. Bei der vollautomatischen Kontaktierung werden Kontaktrahmen und/oder Kontaktstempel über entsprechende Antriebsvorrichtungen, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Antriebe oder aber elektromotorische Antriebe, positioniert beziehungsweise betätigt. Befindet sich das zu prüfende Photovoltaikmodul in der Prüfposition, so kann beispielsweise zunächst das Modul von dem Kontaktrahmen umfasst werden, bevor der Kontaktstempel an die nach aussen führenden freiliegenden elektrischen Anschlüsse des Photovoltaikmoduls angepresst wird. Die Kontaktierung des Rahmens kann alternativ dazu selbsttätig durch eine Bewegung des Photovoltaikmoduls auf den Rahmen zu erfolgen. Hierbei kann zum einen eine Hebelschwenklösung vorgesehen sein, wonach das zu prüfende Modul beim Verfahren in die Prüfposition zwangsweise an einem Hebelarm der Kontaktierungsvorrichtung angreift, durch dessen Verschwenken ein Kontaktieren des Modulrandes durch das Kontaktelement des Kontaktrahmens erfolgt. In einer anderen Variante wird eine Klemmlösung verwirklicht, bei der sich das zu prüfende Modul durch das Verfahren in die Prüfposition selbsttätig zwischen den Kontaktelementen verklemmt. In beiden Fällen wird das zu prüfende Photovoltaikmodul beispielsweise mit Hilfe eines über Zahnstangen angetriebenen Hubtisches an die Hebelarme bzw. die Kontaktelemente herangefahren.
[0032] Kommt weder die Hebelschwenk- noch die Klemmlösung zum Einsatz, dann ist der Kontaktrahmen vorzugsweise dreiteilig ausgeführt, wobei entsprechend der Plattenform des Photovoltaikmoduls ein L-förmiger Teil des Rahmens vorgesehen ist, an dem zwei gradlinige Rahmenelemente entweder direkt, also an beiden Enden des L-Abschnitts, oder «in Reihe» befestigt sind. Der Kontaktrahmen wird dann zunächst mit dem L-Element an dem zu prüfenden Modul befestigt, bevor die beiden weiteren Rahmenelemente, die beispielsweise über Scharniere oder dergleichen mit dem L-Element verbunden sind, an die beiden verbleibenden Seiten des Moduls herangeführt werden und diese kontaktieren.
[0033] Alle drei Kontaktmöglichkeiten zum Anbringen des Rahmens an dem Photovoltaikmodul sowie die beschriebene Variante mit einer Kontaktrolle können auch dann zum Einsatz kommen, wenn die Kontaktierung nicht automatisch, sondern manuell erfolgt. Auch bei einer manuellen Kontaktierung kann ein Kontaktstempel zum Einsatz kommen, der auf die nach aussen führenden elektrischen Anschlüsse des Photovoltaikmoduls aufgelegt wird. Handelt es sich jedoch bereits um das fertig hergestellte Photovoltaikmodul, bei dem die beiden elektrischen Anschlüsse bereits mit einer Anschlussdose oder mit Anschlusssteckern versehen sind, wie sie zum Anschliessen des Photovoltaikmoduls in einem Photovoltaikmodulfeld verwendet werden, erfolgt die Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse vorteilhafterweise nicht mit Hilfe eines Kontaktstempels, sondern durch Kontaktieren der Anschlussdose oder der Anschlussstecker mit Hilfe eines vorzugsweise steckbaren Kontaktadapters. Dies kann sowohl in der manuellen als auch in der automatischen Kontaktierungsvariante der Fall sein.
[0034] Alternativ kann das zu prüfende Photovoltaikmodul zur Durchführung des Tests mit einer vorläufigen, offenen Anschlussdose (Prüfdose) versehen werden, die nach dem Test verschlossen wird. Zur Kontaktierung dieser Prüfdose ist kein steckbarer Kontaktadapter erforderlich. Stattdessen kann der zuvor beschriebene Kontaktstempel verwendet werden. Die Verwendung einer solchen Prüfdose ermöglicht eine besonders genaue und sichere Kontaktierung des Moduls durch den Kontaktstempel, da der Kontaktstempel in diesem Fall nicht auf nach aussen führende, mehr oder weniger lose elektrische Anschlüsse plaziert werden muss, sondern definierte Kontaktierungspunkte in Form einer Prüfdose vorhanden sind.
[0035] Erfolgt die Kontaktierung der Anschlussdose bzw. der Anschlussstecker des Photovoltaikmoduls mit Hilfe eines steckbaren Kontaktadapters (siehe oben), so ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine als Halte- und Anschlussvorrichtung ausgebildeten Hilfsvorrichtung vorgesehen zur selbsttätigen Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Anschlussdose bzw. -stecker einerseits und Kontaktadapter andererseits. Die Hilfsvorrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Anschlussdose bzw. die Anschlussstecker einerseits und/oder den Kontaktadapter andererseits gleichzeitig fängt bzw. greift (sofern notwendig), positioniert und/oder gegeneinander ausrichtet sowie durch eine definierte Anschlussbewegung miteinander verbindet. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine weitere Automatisierung des Prüfvorganges und eine erhebliche Taktzeitverringerung möglich.
[0036] In einer Ausführungsform der Erfindung bilden Kontaktadapter und Kontaktstempel eine Baueinheit, so dass mit einer einzigen Vorrichtung sowohl Module mit freiliegenden elektrischen Anschlüssen als auch Module mit Anschlussdose bzw. -steckern geprüft werden können. Kontaktstempel und Kontaktadapter können in diesem Fall auch gemeinsam angesteuert und bewegt werden.
[0037] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>ein Photovoltaikmodul in perspektivischer Ansicht, <tb>Fig. 2<SEP>einen Schnitt durch ein Photovoltaikmodul, <tb>Fig. 3<SEP>eine Draufsicht auf eine Fertigungslinie, <tb>Fig. 4<SEP>eine Seitenansicht eines Photovoltaikmoduls in einem Kontaktrahmen, <tb>Fig. 5 Fig. 6<SEP>eine Schnittansicht durch einen Kontaktrahmen, eine Seitenansicht eines Kontaktstempels, <tb>Fig. 7<SEP>eine Teilansicht einer Schwenkhebellösung zur Kontaktierung des Photovoltaikmoduls, <tb>Fig. 8<SEP>eine Teilansicht einer Klemmlösung zur Kontaktierung des Photovoltaikmoduls, <tb>Fig. 9<SEP>eine Schnittansicht durch einen weiteren Kontaktrahmen, <tb>Fig. 10<SEP>eine perspektivische Ansicht eines durch einen Stempelrahmen kontaktierten Photovoltaikmoduls, <tb>Fig. 11<SEP>eine Schnittansicht durch einen Stempelrahmen.
[0038] Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
[0039] Ein zu prüfendes Dünnfilm-Photovoltaikmodul 1 in einer perspektivischer Ansicht von unten zeigt Fig. 1 . Das Modul 1 ist plattenförmig ausgebildet und weist auf seiner Rückseite 2 zwei elektrische Anschlüsse 3 auf. Diese dienen zum Anschliessen des Moduls 1 in einem Photovoltaikmodulfeld, beispielsweise im Rahmen einer Photovoltaikmodulinstallation auf einem Hausdach. Das Modul weist vier Stirnseiten 4 auf. Die Höhe des Moduls beträgt dabei wenige Millimeter bis Zentimeter.
[0040] Die Schichtstruktur eines Dünnfilm-Moduls 1 ist in Fig. 2 illustriert. Auf einem Glassubstrat 5 ist eine stromführende Komponente 6 aufgebracht, die aus drei Lagen besteht, wobei die Mittellage durch die eigentliche Halbleiterschicht 7 und die beiden Aussenlagen durch TCO-Material 8 (transparent conductive oxide) gebildet sind. Nach dem Aufbringen der stromführenden Komponente 6 wird diese im Randbereich 9 des Moduls 1 wieder entfernt, beispielsweise durch Einsatz eines Laserverfahrens. Man spricht dabei von der sogenannten Randentschichtung. Anschliessend wird die stromführende Komponente 6 mit Laminat 10 eingekapselt. Der Aufbau des Moduls 1 wird durch eine obere Deckplatte 11 abgeschlossen, die ebenfalls zumeist aus Glas besteht. Durch die Laminatschicht 10 sind die Stirnseiten 4 des Moduls 1 feuchtedicht abgeschlossen und zugleich elektrisch isoliert. Dies zu überprüfen ist Aufgabe der elektrischen Isolationsprüfung.
[0041] Im Zuge der Herstellung derartiger Module 1, bei denen stromführende Komponenten 6 auf einem plattenförmigen Substrat 5 angeordnet und im Bereich des Modulrandes elektrisch isoliert sind, findet erfindungsgemäss eine elektrische Isolationsprüfung statt, bei der mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung als Bestandteil einer Einrichtung zur Durchführung der elektrischen Isolationsprüfung eine Testspannung zwischen dem Modulrand einerseits und den entfernt von dem Modulrand nach aussen führenden elektrischen Anschlüssen 3 des Moduls 1 andererseits angelegt wird. Wenn das Substrat 5 bereits mit der Laminatschicht 10 versehen ist, erfolgt das Anlegen der Spannung vorzugsweise zwischen den Anschlüssen 3 und der Stirnseite 4 des Moduls 1 (mit oder ohne Deckplatte 11). Erfolgt die Isolationsprüfung vor dem Laminiervorgang, wird die Spannung vorzugsweise zwischen den Anschlüssen 3 und der Stirnseite des Substrates 5 und/oder der Substratoberseite 35 im Randbereich 9 angelegt.
[0042] Die elektrische Isolationsprüfung ist vorzugsweise als ein Prozessschritt in eine Fertigungslinie 12 zur Herstellung der Photovoltaikmodule integriert und wird in Reihe mit den übrigen Herstellungsschritten durchgeführt, vgl. Fig. 3 . Beispielsweise findet die Isolationsprüfung direkt nach dem Randentschichten und vor dem sehr zeitaufwendigen Laminieren statt. Die Einrichtung 13 zur Durchführung der elektrischen Isolationsprüfung ist dann als Modul der Fertigungslinie 12 ausgeführt und in Prozessrichtung 14 zwischen dem Randentschichtungsmodul 15 und dem Laminiermodul 16 positioniert. Um die Ausschussquote weiter zu verringern, ist in der Fertigungslinie 12 eine zweite Testeinrichtung 13 nach dem Laminiervorgang vorgesehen.
[0043] Alternativ dazu ist es möglich, die elektrische Isolationsprüfung als «Insellösung» auszuführen, was in Fig. 3 mit der Versetzung der Testeinrichtung 13 aus der Fertigungslinie 12 heraus angedeutet wird.
[0044] Die Kontaktierung des Moduls 1 erfolgt manuell, semi- oder vollautomatisch mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung. Diese umfasst einen Kontaktrahmen 17 zum Kontaktieren der Stirnseiten 4 und einen Kontaktstempel 18 zum Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse 3 des Moduls 1.
[0045] Der Kontaktrahmen 17 verfügt über an die äussere Form des zu prüfenden Moduls 1 angepasste leistenförmige Kontaktelemente und ist zum lückenlosen Umschliessen des Moduls 1 ausgebildet, siehe Fig. 4 . Der Kontaktrahmen 17 ist hierzu dreiteilig ausgeführt, wobei entsprechend der Plattenform des Moduls 1 ein L-förmiger Teil 19 des Rahmens 17 vorgesehen ist, an dem zwei gradlinige Rahmenelemente 20 über Scharniere 21 befestigt sind. Der Kontaktrahmen 17 wird dann zunächst mit dem L-Element 19 an dem zu prüfenden Modul 1 befestigt. Anschliessend werden die beiden weiteren Rahmenelemente 20 an die beiden verbleibenden Seiten 4 des Moduls 1 herangeführt und kontaktieren diese. Dies ist in Fig. 4 durch die Schwenkbewegungen 22 angedeutet.
[0046] Wie in Fig. 5 abgebildet, weisen die leistenförmigen Rahmenelemente 19, 20 an ihrer dem Modul 1 zugewandten Innenseite 23 eine Nut 24 auf, in der die Kontaktelemente 25 einliegen. Es kommen somit drei Rahmenelemente 19, 20 zum Einsatz, deren Kontaktelemente 25 sich in ihren Endbereichen 26 überlappen. Die tatsächlich verwendete Form der Nut 24 kann von der hier dargestellten Form abweichen. Für die Erfindung ebenfalls weniger relevant ist es, wie die Kontaktelemente 25 in der Nut 24 befestigt sind. Hier stehen dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Es kommt lediglich darauf an, dass eine ordnungsgemässe Kontaktierung des Moduls 1 sichergestellt ist.
[0047] Der Kontaktstempel 18 ist mit einem im Wesentlichen ballenförmigen Kontaktelement 27 versehen und wird in Kontaktierungsrichtung 28 auf die Rückseite 2 des Moduls 1 angepresst, an der die elektrischen Anschlüsse 3 des Moduls 3 freiliegen, siehe Fig. 6 .
[0048] Das Kontaktelement 27 des Kontaktstempels 18 ist dabei, wie in Fig. 6 angegeben, an dem vorderen Ende eines Zylinderkolbens 29 montiert. Der Zylinderkolben 29 ist beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch angetrieben und in Kontaktierungsrichtung 28 verfahrbar.
[0049] Anstelle eines ballen- oder kissenförmigen Kontaktelements 27 kann auch ein flaches Kontaktelement verwendet werden, solange eine elektrisch ausreichende und beschädigungslose Kontaktierung des Moduls 1 sichergestellt ist.
[0050] Die Kontaktelemente 25, 27 bestehen vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Metallgewebe, insbesondere verkupferten oder versilberten Maschengewebe, das auf einen Elastomer- oder Schaumkern aufgebracht ist.
[0051] Die Betätigung von Kontaktrahmen 17 und Kontaktstempel 18 erfolgt in der vollautomatischen Variante selbsttätig und mittels einer zentralen Steuereinheit angesteuert über Antriebsvorrichtungen, die in den Figuren nicht abgebildet, jedoch dem Fachmann geläufig sind.
[0052] Nachfolgend wird der Ablauf eines Isolationstests beschrieben:
[0053] Nach dem Einlaufen des zu prüfenden Moduls 1 in die Prüfeinrichtung 13 erfolgt zunächst eine Referenzierung. Dabei wird die Position des Moduls 1 für den Isolationstest festgelegt. Motorisch angetriebene Referenzierungselemente, beispielsweise in Form von Balken oder dergleichen, bewegen das Modul 1 dabei in die Prüfposition. Anschliessend wird das Modul 1 isoliert. Hierzu wird es mit Hilfe von elektrisch nichtleitenden Kunststoffelementen aus seiner Transportposition herausgehoben und dem Kontaktrahmen 17 zugeführt. Nach dem Schliessen des Rahmens 17 und dem Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse 3 durch den Kontaktstempel 18 erfolgt ein Kontaktierungstest, bei dem geprüft wird, ob die Kontaktelemente 25, 27 der Kontaktierungsvorrichtung mit dem Modulrand bzw. den elektrischen Anschlüssen 3 des zu prüfenden Moduls 1 ordnungsgemäss elektrisch verbunden sind, und im Anschluss daran der eigentliche Isolationstest. Hierzu wird ein Hochspannungsgenerator verwendet. Nach dem Durchfahren einer Spannungsrampe und dem gleichzeitigen Messen des dabei durch die Messanordnung fliessenden Stromes wird ermittelt, ob der gemessene Strom den Normanforderungen genügt oder nicht. Das Durchfahren der Spannungsrampe erfolgt dabei innerhalb einer Zeitspanne von unter 5 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 1 bis 2 Sekunden.
[0054] Nach dem Isolationstest werden die Anschlüsse von Kontaktrahmen 17 und Kontaktstempel 18 kurzgeschlossen, um das Modul 1 zu entladen. Zum Abbau der Kapazität kann alternativ dazu auch ein hochohmiger Widerstand in der Grössenordnung von 1 bis 20 Megaohm (oder grösser) zwischen den beiden Anschlusspolen dauerhaft kurzgeschlossen sein; hierdurch wird der beim oben erwähnten Kurzschliessen zwingend benötigte Schütz zum Schalten der Hochspannung eingespart. Anschliessend werden Kontaktrahmen 17 und Kontaktstempel 18 vom Modul 1 entfernt und das Modul 1 wird zurück in seine Transportposition bewegt. Ist die Transportebene bereits elektrisch isoliert ausgeführt, ist der Einsatz eines Isolationshubes nicht mehr notwendig. Eine definierte Transportposition entspricht dann der Testposition des Moduls 1.
[0055] Während zuvor die Kontaktierung mit Hilfe eines Kontaktrahmens 17 beschrieben wurde, der zueinander verschwenkbare Elemente 19, 20 aufweist, können auch Kontaktrahmen 30, 31 verwendet werden, deren Kontaktierung selbsttätig durch eine Bewegung des Moduls 1 auf den Rahmen 30, 31 zu erfolgt. Typischerweise handelt es sich dabei um die Bewegung des Moduls von der Transportposition in die Prüfposition.
[0056] Hierbei kann zum einen eine Hebelschwenklösung vorgesehen sein, wonach das zu prüfende Modul 1 beim Verfahren in die Prüfposition zwangsweise an einem schwenkbar gelagerten Hebelarm 32 des Kontaktrahmens 30 angreift, durch dessen Verschwenken ein Kontaktieren der Stirnseiten 4 durch ein Kontaktelement 33 des Kontaktrahmens 30 erfolgt, siehe Fig. 7 . In einer anderen Variante wird eine Klemmlösung verwirklicht, bei der sich das zu prüfende Modul 1 durch das Verfahren in die Prüfposition selbsttätig zwischen Kontaktelementen 34 des Kontaktrahmens 31 verklemmt, siehe Fig. 8 . Aus Gründen der Klarheit ist in den Fig. 7 und 8 jeweils nur ein einzelner Kontaktierungsbereich dargestellt. Die Kontaktierung des gesamten Moduls 1 erfolgt jedoch vorzugsweise gleichzeitig. Sowohl bei der Hebelschwenklösung, als auch bei der Klemmlösung erfolgt ein zeitgleiches Kontaktieren des Moduls 1 mit den Kontaktelementen 33 bzw. 34, wofür vorzugsweise nur ein einziger motorischer Antrieb notwendig ist, mit dessen Hilfe das Modul 1 in Kontaktierungsrichtung bewegt wird.
[0057] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Kontaktierung des Modulrandes nicht über die Stirnseite 4 des Moduls 1, sondern (vor dem Laminieren) durch Kontaktierung der Substratoberseite 35 im Bereich des Modulrandes 9, siehe Fig. 1 und 10 , wobei die Kontaktierungsrichtung 36 mit unterbrochener Linie dargestellt ist. Sofern für diese Art der Kontaktierung ein Kontaktrahmen 17 Verwendung findet, sind Nut 24 und Kontaktelement 25 dieser Variante entsprechend angepasst, siehe Fig. 9 . Alternativ zur Anwendung eines Kontaktrahmens ist es bei der Kontaktierung dieser Art möglich, einen weiteren Kontaktstempel 38 zu verwenden, der – die hinsichtlich der Kontaktierung des Moduls 1 grundlegenden Eigenschaften des Kontaktrahmens 17 aufnehmend – vorzugsweise rahmenförmig ausgebildet ist und im Randbereich 9 auf dem Substrat 5 aufliegt, siehe Fig. 10 . Ein Verschwenken von Rahmenteilen erübrigt sich in diesem Fall, da der rahmenförmige Stempel bzw. Stempelrahmen 38 einteilig ausgestaltet sein kann, so dass er als Ganzes auf das zu prüfende Modul 1 aufgesetzt werden kann. Soll eine gleichzeitige Kontaktierung der Stirnseite 4 des Substrates 5 und der Substratoberseite 35 erfolgen, so kann hierzu entweder ein modifizierter Kontaktrahmen 17 oder ein modifizierter Stempelrahmen 38 verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, dass in diesem Fall zwei separat voneinander bewegbare Kontaktstempel zum Einsatz kommen, wobei der eine in Richtung des Pfeils 22 und der andere in Richtung des Pfeils 36 auf das zu prüfende Modul 1 zu bewegt wird.
[0058] Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob die mechanische Kontaktierungsvorrichtung auf das fest stehende Modul 1 zu bewegt wird oder ob das Modul 1 auf die fest stehende mechanische Kontaktierungsvorrichtung zu bewegt wird oder ob eine Mischform verwirklicht ist.
[0059] Während das Kontaktelement 27 des Kontaktstempels 18 vorzugsweise ballenförmig ausgebildet ist, um einen ausreichenden elektrischen Kontakt mit dem Modul 1 zu gewährleisten, kann das Kontaktelement des Kontaktrahmens 17, 30, 31 verschiedene Formen annehmen, so in Form einer halbkreisförmigen Leiste 25 (siehe Fig. 5 ), in Form eines Ballens 33 (Fig. 7 ) bzw. 25 (Fig. 9 ) oder in Form eines Keils 34 (Fig. 8 ). Erfolgt eine gleichzeitige Kontaktierung der Stirnseite 4 und der Substratoberseite 35 (diese Variante ist nicht in den Zeichnungen dargestellt), so sind auch L-förmige Kontaktelemente möglich. Darüber hinaus kann der Kontaktrahmen 17 auch als eine Kombination einzelner bzw. miteinander kombinierter Kontaktstempel ausgeführt sein.
[0060] Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
[0061] <tb>1<SEP>Photovoltaikmodul <tb>2<SEP>Rückseite <tb>3<SEP>elektrischer Anschluss <tb>4<SEP>Modulstirnseite <tb>5<SEP>Substrat <tb>6<SEP>stromführende Komponente <tb>7<SEP>Halbleiterschicht <tb>8<SEP>TCO-Schicht <tb>9<SEP>Randbereich <tb>10<SEP>Laminat <tb>11<SEP>Deckplatte <tb>12<SEP>Fertigungslinie <tb>13<SEP>Einrichtung <tb>14<SEP>Prozessrichtung <tb>15<SEP>Randentschichtungsmodul <tb>16<SEP>Laminierungsmodul <tb>17<SEP>Kontaktrahmen <tb>18<SEP>Kontaktstempel <tb>19<SEP>L-förmiges Rahmenelement <tb>20<SEP>gerades Rahmenelement <tb>21<SEP>Scharnier <tb>22<SEP>Schwenkbewegung <tb>23<SEP>Innenseite <tb>24<SEP>Nut <tb>25<SEP>Kontaktelement <tb>26<SEP>Endbereich <tb>27<SEP>Kontaktelement <tb>28<SEP>Kontaktierungsrichtung <tb>29<SEP>Zylinderkolben <tb>30<SEP>Kontaktrahmen <tb>31<SEP>Kontaktrahmen <tb>32<SEP>Hebelarm <tb>33<SEP>Kontaktelement <tb>34<SEP>Kontaktelement <tb>35<SEP>Substratoberseite <tb>36<SEP>Kontaktierungsrichtung <tb>37<SEP>(frei) <tb>38<SEP>Stempelrahmen

Claims (9)

1. Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen (1), insbesondere von Dünnfilm-Photovoltaikmodulen, bei denen stromführende Komponenten (6) auf einem plattenförmigen Substrat (5) angeordnet und im Bereich des Modulrandes (4) elektrisch isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass während der elektrischen Isolationsprüfung mittels einer mechanischen Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38), welche mechanische Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) einen mit wenigstens einem leistenförmigen Kontaktelement (25, 33, 34) versehenen Kontaktrahmen (17, 30, 31, 38) zum Kontaktieren des Modulrandes (4, 35) aufweist, eine Testspannung zwischen dem Modulrand (4, 35) einerseits und den entfernt von dem Modulrand (4, 35) nach aussen führenden elektrischen Anschlüssen (3) des Photovoltaikmoduls (1) andererseits angelegt wird.
2. Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Testspannung im Bereich von 8 kV bis 20 kV liegt.
3. Vorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen (1) zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung von Photovoltaikmodulen (1), insbesondere von Dünnfilm-Photovoltaikmodulen, bei denen stromführende Komponenten (6) auf einem plattenförmigen Substrat (5) angeordnet und im Bereich des Modulrandes (4) elektrisch isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der mechanischen Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) eine Testspannung zwischen dem Modulrand (4, 35) einerseits und den entfernt von dem Modul (1) nach aussen führenden elektrischen Anschlüssen (3) des Photovoltaikmoduls (1) andererseits anlegbar ist, wobei die mechanische Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 38) einen mit wenigstens einem leistenförmigen Kontaktelement (25, 33, 34) versehenen Kontaktrahmen (17, 30, 31, 38) zum Kontaktieren des Modulrandes (4, 35) aufweist.
4. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktrahmen (17, 30, 31, 38) zum Umschliessen des Moduls (1) ausgebildet ist.
5. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit einem vorzugsweise ballenförmigen Kontaktelement (27) versehenen Kontaktstempel (18) zum Kontaktieren der nach aussen führenden elektrischen Anschlüsse (3) des Photovoltaikmoduls (1) aufweist.
6. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Kontaktelemente (25, 33, 34) des Kontaktrahmens (17, 30, 31, 38) und/oder das Kontaktelement (27) des Kontaktstempels (18) aus einem elektrisch leitfähigen Gewebe oder elektrisch leitfähigen Fasern besteht.
7. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Kontaktelemente (25, 33, 34) des Kontaktrahmens (17, 30, 31, 38) und/oder das Kontaktelement (27) des Kontaktstempels (18) eine dosierte Befeuchtung aufweist.
8. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen steckbaren Kontaktadapter zum Kontaktieren der Anschlussdose bzw. der Anschlussstecker aufweist zur Kontaktierung nach aussen führender elektrischer Anschlüsse (3) des Photovoltaikmoduls (1) in Form von Anschlussdosen oder Anschlusssteckern.
9. Kontaktierungsvorrichtung (17, 18, 30, 31, 38) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Hilfsvorrichtung zur vorzugsweise selbsttätigen Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Anschlussdose bzw. -stecker und Kontaktadapter aufweist.
CH01669/10A 2008-04-18 2009-04-17 Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung und Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung. CH701183B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008019703.3A DE102008019703C5 (de) 2008-04-18 2008-04-18 Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen einer elektrischen Isolationsprüfung an Photovoltaikmodulen
PCT/EP2009/002825 WO2009127422A2 (de) 2008-04-18 2009-04-17 Verfahren und einrichtung zur elektrischen isolationsprüfung sowie verfahren und system zur herstellung von photovoltaikmodulen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH701183B1 true CH701183B1 (de) 2014-05-30

Family

ID=41078668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH01669/10A CH701183B1 (de) 2008-04-18 2009-04-17 Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung und Vorrichtung zur mechanischen Kontaktierung von Photovoltaikmodulen zum Zweck der elektrischen Isolationsprüfung.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8643384B2 (de)
CH (1) CH701183B1 (de)
DE (1) DE102008019703C5 (de)
WO (1) WO2009127422A2 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009049806A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-28 Miprojex Limited Zweigniederlassung Deutschland Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Isolationsprüfung sowie Verfahren und System zur Herstellung von Photovoltaikmodulen
DE102009049704B4 (de) 2009-10-18 2012-09-20 Harrexco Ag Vorrichtung zur Prüfung der Isolationseigenschaften einer Photovoltaikmodulplatte, Prüfmittel sowie Verfahren zur Prüfung
DE102009049705B3 (de) 2009-10-18 2011-05-12 Harrexco Ag Prüfvorrichtung für eine Photovoltaikmodulplatte, Prüfmittel sowie Verfahren zur Prüfung
DE102009061089B4 (de) 2009-10-18 2016-05-12 Harrexco Ag Prüfvorrichtung für eine Photovoltaikmodulplatte, Prüfmittel sowie Verfahren zur Prüfung
DE102010010600A1 (de) * 2010-03-08 2011-09-08 Alstom Technology Ltd. Verfahren zum Überwachen der Funktion einer rotierenden elektrischen Maschine sowie Überwachungssystem zur Durchführung des Verfahrens
US20110156719A1 (en) * 2009-12-31 2011-06-30 Du Pont Apollo Limited Electrical insulation test apparatus
US9312806B2 (en) 2011-04-25 2016-04-12 First Solar, Inc. Electrical test apparatus for a photovoltaic component
DE102011051091B4 (de) * 2011-06-05 2015-10-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur bewertung der hochspannungsdegradation von solarzellen und photovoltaik-modulen
DE102011051112B4 (de) * 2011-06-05 2015-01-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Messung der Hochspannungsdegradation von zumindest einer Solarzelle oder eines Photovoltaik-Moduls sowie dessen Verwendung
DE102011084219B4 (de) * 2011-10-10 2013-07-04 Bender Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines tatsächlichen Isolationswiderstands in IT-Systemen mit einem funktionalen Erdungswiderstand
CN104167989B (zh) * 2013-05-20 2016-08-31 晶科能源有限公司 一种太阳能电池片抗pid效应能力的检测装置及检测方法
CN103698667A (zh) * 2013-12-02 2014-04-02 燕飞 一种新型晶体硅光伏组件耐压绝缘测试装置
DE102015104428A1 (de) 2015-03-24 2016-09-29 Solibro Gmbh Prüfvorrichtung und Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Isolationsprüfung an Solarmodulen
FR3044164B1 (fr) * 2015-11-24 2018-01-05 Electricite De France Support perfectionne de cellule photovoltaique, pour tester ladite cellule
DE102017002639A1 (de) 2017-03-17 2018-09-20 MBJ Solutions GmbH Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung an Photovoltaikmodulen
CN115718234B (zh) * 2022-11-14 2023-11-28 宁夏国信检研科技有限公司 一种光伏组件绝缘性能检测设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345472A (ja) * 2000-03-29 2001-12-14 Canon Inc 太陽電池モジュールの検査方法、検査装置及び製造方法、太陽光発電システムの点検方法及び点検装置、並びに絶縁抵抗測定器及び耐電圧試験器
DE10146498C2 (de) * 2001-09-21 2003-11-20 Arnold Glaswerke Photovoltaik-Isolierverglasung
JP4566502B2 (ja) * 2002-07-12 2010-10-20 株式会社カネカ 太陽電池モジュール検査方法
JP2005005639A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Canon Inc 太陽電池素子の光電変換特性の測定方法及び測定装置
CN1276519C (zh) * 2005-05-25 2006-09-20 李毅 一种用于幕墙玻璃的组合式光电模板

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008019703A1 (de) 2009-10-22
US20110148432A1 (en) 2011-06-23
WO2009127422A2 (de) 2009-10-22
WO2009127422A3 (de) 2010-01-21
DE102008019703B4 (de) 2013-09-05
US8643384B2 (en) 2014-02-04
DE102008019703C5 (de) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008019703B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen einer elektrischen Isolationsprüfung an Photovoltaikmodulen
DE102004050463B3 (de) Testsystem für Solarzellen
DE202016100045U1 (de) Intelligente Prüfvorrichtung der Bodenplatten
DE102008025764A1 (de) Solarzellen-Fertigungsanlage
WO2012168249A2 (de) Verfahren zur messung der hochspannungsdegradation von zumindest einer solarzelle oder eines photovoltaik-moduls sowie verwendung desselben bei der herstellung von solarzellen und photovoltaik-modulen
EP2793275A2 (de) Aufbringen von Leitkleber auf Solarzellen
DE112012006646T5 (de) Detektionsschaltung und Verfahren zur Herstellung eines LCD-Paneels
DE4130978A1 (de) Verfahren zum pruefen von elektrischen, abgesicherten verbrauchern in einem fahrzeug-bordnetz
DE102017209243B4 (de) Verfahren und Messanordnung zur Überwachung eines Fertigungsablaufs einer modular aufgebauten Spannungsquelle
AT12058U1 (de) Verfahren zum kontaktieren eines photovoltaischen moduls mit einem anschlussgehäuse sowie system bestehend aus einem photovoltaischen modul und einem anschlussgehäuse
DE2747804B2 (de) Verfahren zum Überprüfen vieladriger Kabel und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009048691A1 (de) Gleichstrommessstelle zum Auffinden defekter PV-Module in einer PV-Anlage
DE102014003910B4 (de) Endprodukt mit Anschlussnetzwerk, Prüfvorrichtung und Verfahren zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer Batteriezellen
CH706305A2 (de) Anordnung und Verfahren zum Prüfen eines Solarmoduls.
DE3332163C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entladen einer Nickel-Kadmium-Batterie
EP1251358B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen und Testen von Elektronik-Baugruppen
DE102009049806A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Isolationsprüfung sowie Verfahren und System zur Herstellung von Photovoltaikmodulen
EP1460447A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Fehlersuche in elektronischen Mess- und Prüf-Anordnungen für galvanische Elemente
DE102019117955A1 (de) Ersatzmodul für den Ersatz eines defekten Einsatzmoduls einer Batterievorrichtung
DE102013220178A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung der elektrischen Isolierung von Zellgehäusen eines Batteriemoduls
DE102015104428A1 (de) Prüfvorrichtung und Verfahren zur Durchführung einer elektrischen Isolationsprüfung an Solarmodulen
DE102017002639A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Isolationsprüfung an Photovoltaikmodulen
DE102011112536B3 (de) Werkzeug und Verfahren zum Verbinden eines elektrischen Pols einer Batteriezelle mit einem elektrischen Leiter
DE1950954A1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen des Innenwiderstandes bzw. des Oberflaechenwiderstandes von Zellenverbindern einer Sammlerbatterie
DE102023113018A1 (de) Drahthaltevorrichtung und verschaltungsvorrichtung damit

Legal Events

Date Code Title Description
PCAR Change of the address of the representative

Free format text: MEYER & KOLLEGEN;RINGSTRASSE 35C;7000 CHUR (CH)

PL Patent ceased