DE10052538A1 - Solarmodul - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit zwei parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben zwischen denen innerhalb einer Folie mindestens eine Solarzelle eingebettet ist, die durch aus dem Solarmodul herausgeführte Leitungen elektrisch angeschlossen ist. Um die Leitungen lagesicher zu positionieren und vor Beschädigungen geschützt aus dem Solarmodul herauszuführen, ist ein Anschlusselement an und zwischen Stirnseiten zwischen den beiden Glasscheiben angeordnet, wobei durch Freiräume voneinander beabstandet angeordnete Zähne zwischen den Glasscheiben liegen und die Zähne durch einen an mindestens einer Stirnseite anliegenden Streifen miteinander verbunden sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 1. Das Solarmodul besteht aus zwei parallel und mit Abstand
zueinander angeordneten Glasscheiben zwischen denen innerhalb einer
Folie mindestens eine Solarzelle eingebettet ist, die durch aus dem So
larmodul herausgeführte Leitungen elektrisch angeschlossen ist.
Aus der EP 0 445 598 A2 ist ein laminiertes Solarmodul bekannt gewor
den, bei dem die üblicherweise aus den Solarmodulen herausgeführten
elektrischen Anschlüsse in einem Gehäuse zusammengeführt werden.
Dieses Gehäuse weist dabei eine Schutzdiode auf, die als gesperrte
Diode die in dem Solarmodul angeordneten einzelnen Zellen, die in Serie
geschaltet sind, überbrückt. Dabei besteht das Gehäuse aus Kunststoff
und ist im Inneren durch einen Silikonkleber ausgegossen, der gleichzeitig
auch dafür verwendet wird, das Gehäuse außen auf der mit einer Glas
scheibe verbundenen EVA-Folie zu verbinden.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Solarmodul nach dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1 derart zu gestalten, dass die elektrischen
Anschlussleitungen lagesicher positionierbar und vor Beschädigungen
geschützt aus dem Solarmodul herausführbar sind.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1.
Die Unteransprüche geben dabei weitere Ausgestaltungen des erfin
dungsgemäßen Gedankens wieder.
Erfindungsgemäß wird für den elektrischen Anschluss eines Solarmodu
les, dessen Solarzellen zwischen zwei Glasscheiben innerhalb einer Folie
eingebettet sind, ein Anschlusselement verwendet, das mehrere durch
Freiräume beabstandete Zähne auf. Die Zähne sind mittels eines Streifens
einstückig miteinander verbunden, wobei in dem Streifen zwischen den
Anbindungsstellen der Zähne Ausnehmungen ausgebildet sind, die als
Fortsetzung der Freiräume dienen. Die Anschlussleitungen werden inner
halb der Freiräume und Ausnehmungen verlegt.
Die Freiräume zwischen den Zähnen ermöglichen eine lagesichere Posi
tionierung der Anschlussleitungen zwischen den Glasscheiben und eine
ordnungsgemäße Ausführung zu weiteren innerhalb und außerhalb des
Solarmoduls bzw. der Glasscheiben angeordneten elektrischen Bauele
menten.
Die Zähne sind mittels des Streifens einstückig miteinander verbunden,
wobei die Freiräume in dem Streifen enden und die Anschlussleitungen
durch Ausnehmungen geführt werden. Der Streifen ist von der Zahnreihe
abgebogen, so daß eine vorteilhafte flächige Anlage an den Stirnseiten
der Glasscheiben geschaffen wird. Der Streifen ist dabei in Abhängigkeit
von der Gestaltung der Stirnseiten abgebogen und ausgeformt. Hierdurch
wird gleichzeitig ein Kantenschutz für die Glasscheiben geschaffen. Die
maximale Breite des Streifen entspricht der Dicke der entsprechenden
Glasscheibe, damit gewährleistet ist, dass das Solarmodul außenseitig
flächenbündig ausgebildet ist und keine Überstände aufweist.
Die Zähne des Anschlusselementes ermöglichen zusätzlich im Bereich der
Leitungsausführung die exakte Einhaltung des Scheibenabstandes. Hier
durch wird gewährleistet, dass die Anschlussleitungen nicht durch Quet
schung beschädigt werden. Vorteilhafterweise entspricht die Dicke der
Zähne/Zahnreihe im wesentlichen der Dicke der Verbundfolie. Durch diese
Maßnahme können die aus der Verbundfolie austretenden Anschlusslitzen
vor Beschädigungen geschützt werden.
Das Ausführen elektrischer Leitungen von Solarmodulen wird vorzugs
weise an Befestigungsstellen der Solarmodule vorgenommen. Hierzu sind
kreisrunde Bohrungen in dem Solarmodul, dass heißt in den Glasscheiben
und der Folie, eingebracht. Das Anschlusselement wird an den Bohrungs
rändern der Glasscheiben eingesetzt und ist demzufolge rund ausgebildet
und weist eine prinzipiell zahnradförmige Struktur auf. In Abhängigkeit von
der geometrischen Form der Scheibenauslässe sind auch andere, zum
Beispiel mehreckige, Anschlusselemente möglich. Nach einer bevorzugten
Weiterbildung weist das Anschlusselement zwei in entgegengesetzter
Richtung von den Zähnen abstehende Streifen auf, welche an den Stirn
seiten der benachbarten Glasscheiben flächig und schützend anliegen.
Bei umfangsseitigen Leitungsausführungen sind auch längsgestreckte
Anschlusselemente möglich, die dann an den Rändern der beiden Glas
scheiben anliegen und somit das gesamte Solarmodul rahmenartig, auch
als Ersatz für einen Rahmen, umgeben. In diesem Fall sind die Streifen an
ihren Endabschnitten mit Fortsätzen versehen, welche die Glasscheiben
formschlüssig umgreifen, so dass auch eine lagesichere Fixierung erfolgt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind an dem Streifen Taschen oder
andere Einrichungen zur Aufnahme von elektrischen Bauelementen z. B.
Dioden, ausgebildet, so daß gleichzeitig eine entsprechende Verschaltung
der Signale innerhalb des Anschlusselementes erfolgen kann.
Das Anschlusselement besteht vorzugsweise aus einem isolierenden und
formstabilen Material, insbesondere Kunststoff, so dass es auch unter ver
stärkter Sonneneinstrahlung und damit einhergehender extremer Erwär
mung zu keiner nennenswerten Veränderung der gegenseitigen Positio
nierung der beiden Glasscheiben kommen kann. Als sehr vorteilhaft hat
sich herausgestellt, dass das Anschlusselement als spritzgegossener Kör
per hergestellt wird.
Vorteilhafterweise sind die Zähne und die Streifen über die EVA-Folie mit
den Glasscheiben verklebt. Eine solche Befestigung ist einfach herzustel
len, gewährleistet aber trotzdem eine sichere und dauerhafte Verbindung
des Anschlusselementes mit den Glasscheiben, so dass das Eindringen
von Verunreinigungen im wesentlichen ausgeschlossen ist.
Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung des Solarmoduls, wenn
das Einbringen des Anschlusselementes in den Herstellungsprozeß des
Solarmoduls integriert ist. Somit kann das Anschlusselement ohne zusätz
lichen Herstellungsaufwand eingebracht werden. Darüber hinaus kann das
Solarmodul bereits bei der Herstellung dichtend versiegelt werden, so
dass das Eindringen von Verunreinigungen nahezu ausgeschlossen wer
den kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, das Anschlussele
ment nachträglich zwischen die Glasscheiben einzusetzen.
Der verbleibende Innenraum eines runden oder mehreckigen Anschluss
elementes kann durch eine nicht leitende Vergußmasse ganz oder teilweise
nach Installation weiterer Bauelemente bereits innerhalb des
Fertigungsprozesses ausgegossen werden. An dem Anschlusselement
können Ansätze ausgebildet sein, die nach Aushärten der Vergußmasse
eine zusätzliche Verbindung, in Form eines Formschlusses, darstellen.
Das Anschlusselement kann mit einem abnehmbaren Deckel verschlos
sen werden. Innerhalb des Deckels sind Kabeldurchführungen vorhanden,
die eine Ableitung der aus dem Anschlusselement herauskommenden
Leitungen sicherstellt.
Es ist jedoch auch möglich, dass an dem Anschlusselement eine punkt
förmige Halterung für das Solarmodul befestigt wird. In einem solchen
Falle schließt sich unmittelbar an dem freien Ende des Anschlusselemen
tes kein Deckel zum Verschluß des Anschlusselementes an, sondern eine
Konstruktion, die es zuläßt, an einer Wand bzw. Unterkonstruktion eines
Gebäudes oder einer anderen Einrichtung angelenkt zu werden. In diesem
Falle wird beispielsweise der Schaft einer Halterung mit einem Teil des
Anschlusselementes durch Kraft- und Formschluß verbunden. Durch die
Halterung werden die vorgenannten oder weitere Leitungen abgeführt.
Die Erfindung wird anhand nachfolgender schematisch dargestellter mög
licher Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines Anschlusselementes.
Fig. 2 Eine Draufsicht des Anschlusselementes gemäß Fig. 1.
Fig. 3 Eine Schnittdarstellung des Anschlusselementes gemäß
Linie A-A in Fig. 2.
Fig. 4 Eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausfüh
rungsbeispieles eines Anschlusselementes.
Fig. 5 Eine Schnittdarstellung eines Solarmoduls, wobei das An
schlusselement gemäß der Fig. 1 montiert ist.
Fig. 6 Eine perspektivische Ansicht des Solarmodules gemäß Fig.
5.
Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in der nachfolgenden Beschrei
bung mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Ein in den Fig. 1 bis 6 dargestelltes Anschlusselement 1 wird bei So
larmodulen 2 eingesetzt, um elektrische Leitungen 3 lagesicher und be
schädigungsfrei aus dem Solarmodul 2 führen zu können. Dabei besteht
das Solarmodul 2 im wesentlichen aus zwei Glasscheiben 4 und 5 zwi
schen denen innerhalb einer Folie 6, vorzugsweise aus EVA, Solarzellen 7
eingebettet sind.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein prinzipiell zahnradförmiges Anschlussele
ment 1 dargestellt. Ein Streifen 8 ist in dem Ausführungsbeispiel als kreis
runder Ring ausgeführt und weist unterseitig sechs gleichmäßig über den
Umfang verteilte Zähne 9 auf, die radial auswärts abgewinkelt sind. Die
Zähne 9 sind einstückig an dem Ring 8 angebunden und ringsegmentartig
ausgebildet. Zwischen den Zähnen 9 sind entsprechende Freiräume 10
ausgestaltet. Die Freiräume 10 bilden in dem Ring 8 Ausnehmungen 11,
durch welche nach der Montage in ein Solarmodul 2 die Leitungen 3 ge
führt werden. Das Anschlusselement 1 besteht vorzugsweise aus Kunst
stoff, das fertigungstechnisch einfach durch ein Spritzgußverfahren her
stellbar ist.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussele
mentes 1 dargestellt, dass sich gegenüber dem in den Fig. 1 bis 3
dargestellten Anschlusselement 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass
beiderseits der Zähne 9 Streifen 8 in Form kreisrunder Ringe angeformt
sind. Hierdurch wird ein optimaler Kantenschutz erreicht, da beide Glas
scheiben 4 und 5 an ihren Stirnseiten 12 und 13 abgedeckt werden.
Das Anschlusselement 1 ist als Ringelement dargestellt. Es versteht sich,
dass die geometrische Form des Anschlusselementes 1 beliebig sein
kann. In der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch der Einfachheit hal
ber stets von einem runden Anschlusselement 1 ausgegangen.
Das in den Fig. 5 und 6 mit 2 bezeichnete Solarmodul ist nur schema
tisch in einem Ausschnitt dargestellt. Dabei besteht das Solarmodul 2 im
wesentlichen aus zwei Glasscheiben 4 und 5 zwischen denen innerhalb
einer EVA-Folie 6 Solarzellen 7 eingebettet sind. Um eine Befestigung
eines Solarmoduls 2 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten
Punkthalters zu ermöglichen, befindet sich in der Glasscheibe 4 eine Boh
rung 14. Ebenfalls ist in der EVA-Folie 6 und in der Glasscheibe 5 eine
Bohrung 15 bzw. 16 vorhanden.
Das Anschlusselement 1 wird mit den Zähnen 9 ebenfalls zwischen den
Glasscheiben 4 und 5 zumindest teilweise innerhalb der EVA-Folie 6 ein
gebettet, um die Leitungen 3 lagesicher zu positionieren und beschädi
gungsfrei herausführen zu können. Die Leitungen 3 werden zwischen den
Glasscheiben 4 und 5 positioniert und durch die Freiräume 10 und die
Ausnehmungen 11 zwischen den Zähnen 9 nach außen in die Bohrungen
14, 15, 16 geführt. Anschließend wird die EVA-Folie 6 aufgeschmolzen
und bildet mit den Solarzellen 7, den Leitungen 3 und dem Anschlussele
ment 1 einen Verbund. Die EVA-Folie 6 ist vorzugsweise eine Schmelz
kleberfolie, wo durch einen Temperaturvakuumprozess die Solarzellen 7
mit einem Träger, in diesem Falle den beiden Glasscheiben 4 und 5, zu
einem Verbund verschmolzen werden. Dabei bilden die Schmelzkleberfo
lien nach ihrer Verschmelzung praktisch eine homogene Folie.
Das Anschlusselement 1 gewährleistet an der Stirnseite 12 und 13 der
Glasscheiben 4 und 5 einerseits die Lage der Leitungen 3 und anderer
seits den Abstand der Glasscheiben 4 und 5. Beschädigungen der her
ausgeführten Leitungen 3 werden wirkungsvoll vermieden.
Die Leitungen 3 sind außerhalb der Glasscheiben 4 und 5 abgewinkelt
entlang des Ringes 8 aus den Bohrungen 14, 15, 16 geführt und an elek
trische Bauelemente 17, hier in Form von Dioden, und weitere Leitungen
18 angeschlossen. Damit die Leitungen 3 sicher eingebettet sind und ins
besondere bei einer Ausführung als Litzen auch keine Kurzschlüsse ver
ursachen können, ist ein Innenraum 19 eines runden oder mehreckigen
Anschlusselementes 1 durch eine Vergussmasse 20 ausgefüllt. Dabei
kann auch innerhalb der Vergussmasse 20 ein Bereich in Form einer Bohrung
frei gelassen werden, um eine Befestigung eines Solarmoduls 2 mit
Anschlusselement 1 an einem Punkthalter sicherzustellen.
1
Anschlusselement
2
Solarmodul
3
Leitung
4
Glasscheibe
5
Glasscheibe
6
Folie
7
Solarzelle
8
Streifen, Ring
9
Zahn
10
Freiraum
11
Ausnehmung
12
Stirnseite
13
Stirnseite
14
Bohrung
15
Bohrung
16
Bohrung
17
Bauelement
18
Leitung
19
Innenraum
20
Vergussmasse
Claims (17)
1. Solarmodul mit zwei parallel und mit Abstand zueinander angeord
neten Glasscheiben (4, 5) zwischen denen innerhalb einer Folie (6)
mindestens eine Solarzelle (7) eingebettet ist, die durch aus dem
Solarmodul (2) herausgeführte Leitungen (3) elektrisch und/oder
optisch angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein An
schlusselement (1) an und zwischen Stirnseiten (12, 13) der beiden
Glasscheiben (4, 5) angeordnet ist, wobei durch Freiräume (10)
voneinander beabstandet angeordnete Zähne (9) zwischen den
Glasscheiben (4, 5) liegen und die Zähne (9) durch einen an min
destens einer Stirnseite (12, 13) anliegenden Streifen (8) miteinan
der verbunden sind.
2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zähne (9) gleichmäßig beabstandet sind.
3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der Zähne (9) im wesentlichen der Dicke der Folie (6)
entspricht.
4. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Streifen (8) flächig an mindestens einer Stirn
seite (12, 13) einer Glasscheibe (4, 5) anliegt.
5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Anschlusselement (1) rund oder mehreckig ist.
6. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Zähne (9) radial von dem Streifen (8) nach au
ßen abstehen.
7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Streifen (8) den Zähnen (9) gegenüberliegend
Ansätze aufweist.
8. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Zähne (9) durch zwei in entgegengesetzte Rich
tungen abstehende Streifen (8) verbunden sind.
9. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Anschlusselement (1) aus einem isolierenden
und formstabilen Material besteht.
10. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Anschlusselement (1) mit den Glasscheibe (4, 5)
kraft- und formschlüssig durch Verkleben verbunden ist.
11. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Einbringen des Anschlusselementes (1) in den
Herstellungsprozess des Solarmoduls (2) integriert ist.
12. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Einbringen des Anschlusselementes (1) nach
träglich erfolgt.
13. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass an dem Streifen (8) des Anschlusselementes (1) Ein
richtungen vorhanden sind, in die elektrische und/oder optische
Bauelemente (17) anordbar sind.
14. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass ein Innenraum (19) eines runden oder mehreckigen
Anschlusselementes (1) durch eine Vergussmasse (20) ganz oder
teilweise ausgefüllt wird.
15. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Anschlusselement (1) durch einen Deckel ver
schlossen wird.
16. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass sich an das Anschlusselement (1) eine biegemo
mentfreie Halterung für das Solarmodul (2) anschließt.
17. Solarmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die
Halterung hohl ist und zur Ableitung von Leitungen (3, 18) dient.
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DE (1) | DE10052538A1 (de) |
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