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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsglied zum Verbinden von
Solarzellenmodulen und auf ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenzellenmodul-Panels mit einem
solchen Verbindungsglied.
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Manchmal
werden, um einen erwünschten Betrag
von Spannung abzuleiten, eine Vielzahl von Solarzellenmodulen mittels
Solarzellenmodul-Verbindungsgliedern an Ort und Stelle in Reihe
verbunden. Außerdem
können
manchmal Bypassdioden mit den entsprechenden Modulen im Verbindungsglied verbunden
werden. Es wurden verschiedene Techniken entwickelt, um solche Verbindungsglieder
dünn und
immer noch elektrisch zuverlässig
zu machen. Ein Beispiel ist in der japanischen Patentanmeldung Nr.
HEI 5-343724 A offenbart.
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Gemäß der in
dieser japanischen Patentanmeldung offenbarten Technik wird eine
einen Relaisanschluss tragende Leiterplatte in einer Anschlussbox
angeordnet. Zwei elektrisch leitende Relaisanschluss-Verbindungsteile
werden in Abstand voneinander auf der den Relaisanschluss tragenden
Leiterplatte gebildet. Die Anode einer pelletförmigen Bypassdiode ist auf
einen der Teile des leitenden Relaisanschlusses gelötet, wobei
die Kathode mittels einer Anschlussleitung mit dem anderen leitenden
Relaisanschluss-Verbindungsteil
verbunden ist. Zwei Ausgangsanschlussleitungen sind mit den entsprechenden
Relaisanschluss-Verbindungsteilen
verbunden, durch die die Bypassdiode mit einem Solarzellenmodul
verbunden ist. Zwei Relaisrahmen sind mit den entsprechenden Relaisanschluss-Verbindungsteilen,
durch die der Ausgang des Solarzellenmoduls abgeleitet wird, verbunden.
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Üblicherweise
wird eine solche Anschlussbox mit einem Solarzellenmodul unter harten
Umgebungsbedingungen im Freien verwendet. Es ist deshalb notwendig,
dass die Dioden fest befestigt sind. Die Dioden, die in der japanischen
Patentanmeldung verwendet werden, sind indes in der Form eines mechanisch
schwachen, dünnen
Halbleiter-Pellets und werden deshalb leicht beschädigt, wenn
sie Schwingungen oder Stößen ausgesetzt
sind.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Solarzellenmodul-Verbindungsglied
bereitzustellen, das zuverlässig
unter harten Umgebungsbedingungen verwendet werden kann. Eine andere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen
eines Solarzellenmoduls, das keine Ursachen enthält, die Leistungsinstabilitäten des
Solarzellenmoduls hervorrufen können,
bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wird ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenmodul-Panels
mit einem Verbindungsglied bereitgestellt. Zuerst wird eine isolierende
Box gebildet. Die isolierende Box hat einen Diodenbereich, an dessen
gegenüberliegenden
Seiten ein Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich
und ein Ausgangskabel-Verbindungsbereich mit entsprechenden Abtrennungen,
die zwischen dem Diodenbereich und dem Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich
und zwischen dem Diodenbereich und dem Ausgangskabel-Verbindungsbereich
gebildet sind. Eine Reihenschaltung von einer Vielzahl von Dioden
ist im Diodenbereich angeordnet. Mehrere Anschlussleitungs-Verbindungsanschlüsse erstrecken sich
von den beiden gegenüberliegenden
Enden der Diodenreihenschaltung und den Übergängen der entsprechenden einzelnen
in Reihe geschalteten Dioden zum Solarzellenmo dul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich.
Ebenso erstrecken sich Kabelverbindungsanschlüsse von den gegenüberliegenden Enden
der Diodenreihenschaltung zum Ausgangskabel-Verbindungsbereich. Der Diodenbereich
ist mit einem isolierenden Material gefüllt. Dies vervollständigt eine
Zwischenanordnung. Die Zwischenanordnung wird auf ihre Eigenschaften
getestet. Die Zwischenanordnung wird auf einer hinteren Fläche eines Solarzellenmodul-Panels
befestigt. Auf diese Weise wird eine Zwischenanordnung, bei der
sich im Test geeignete Eigenschaften gezeigt haben, auf dem Panel
befestigt. Die Anschlussleitungen der entsprechenden Solarzellenmodule
auf dem Solarzellenmodul-Panel
sind mit den Anschlussleitungs-Verbindungsanschlüssen verbunden und Ausgangskabel werden
mit den Kabelverbindungsanschlüssen
verbunden.
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Ein
Verbindungsglied nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
hat eine isolierende Box. Die isolierende Box hat einen Diodenbereich, an
dessen gegenüberliegenden
Seiten ein Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich und
ein Ausgangskabel-Verbindungsbereich
mit entsprechenden Abtrennungen angeordnet sind, die zwischen dem
Diodenbereich und den entsprechenden einzelnen Solarzellenmodul-Anschlussleitungsund
Ausgangskabel-Verbindungsbereichen angeordnet sind. Zum Beispiel
ist der Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich auf
einer Seite des Diodenbereichs mit einer ersten einzelnen Abtrennung,
die zwischen ihnen angeordnet ist, gebildet, während der Ausgangskabel-Verbindungsbereich
auf der anderen Seite des Diodenbereichs mit einer zweiten einzelnen
Abtrennung, die zwischen ihnen angeordnet ist, gebildet ist. Mehrere
Wärmesenken
sind in einer Reihe im Diodenbereich in Abstand voneinander angeordnet.
Ein erstes Ende von jeder Wärmesenke
ist näher
am Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich angeordnet
und ein zweites Ende von jeder Wärmesenke
ist näher am
Ausgangskabel-Verbindungsbereich angeordnet. Ein Anschlussleitungs-Verbindungsanschluss
ist mit dem ersten Ende von jeder Wärmesenke verbunden und erstreckt
sich durch die erste Abtrennung in den Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich.
Ein Kabelverbindungsanschluss ist mit dem zweiten Ende von jeder
der ersten und zweiten Wärmesenken
an gegenüberliegenden
Enden der Reihe der Wärmesenken
verbunden und erstreckt sich durch die zweite Abtrennung in den
Ausgangskabel-Verbindungsbereich. Eine Anode einer Diode ist mit
jeder der Wärmesenken,
außer
der ersten Wärmesenke,
verbunden und ihre Kathode ist mit der benachbarten Wärmesenke
auf der Seite der ersten Wärmesenke
von dieser Diode verbunden. Zumindest ein Teil der Tiefe des Diodenbereichs
ist mit einem isolierenden Material derart gefüllt, dass die Dioden mit dem
isolierenden Material vollständig
abgedeckt werden können.
In ähnlicher
Weise können
der Solarzellen-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich und
der Ausgangskabel-Verbindungsbereich
zumindest teilweise mit einem isolierenden Material gefüllt sein.
Die Dioden können
Dioden des Chip-Typs oder in einem Harz gegossene Dioden des Chip-Typs sein.
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Da
die Dioden des Chip-Typs mit einem isolierenden Material bedeckt
sind, verschlechtern sich die Eigenschaften der Dioden sogar unter
harten Umgebungsbedingungen kaum.
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Jede
Wärmesenke
kann mit einer Buchse versehen werden, mit der die Kathode der zugehörigen Diode
verbunden werden kann. Diese Anordnung erleichtert das Verbinden
der Kathoden mit den Wärmesenken.
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Ein
Solarzellenmodul-Verbindungsglied gemäß einem anderen Aspekt umfasst
eine isolierende Box wie das vorhergehend beschriebene Verbindungsglied
gemäß dem ersten
Aspekt. Ein Diodenmodul ist in einem Diodenbereich der isolierenden Box
angeordnet. Das Diodenmodul enthält
darin eine Reihenschaltung von mehreren Dioden. Das Diodenmodul
umfasst des Weiteren eine Wärmesenke
zur gemeinsamen Verwendung durch alle der Dioden. Die Wärmesenke
befindet sich am unteren Teil des Diodenbereichs. Anschlussteile,
durch die Verbindungen mit den gegenüberliegenden zwei Enden der Reihenschaltung
von Dioden und mit den Knoten zwischen benachbarten einzelnen Dioden
hergestellt werden, sind auf der oberen Fläche des Diodenmoduls gebildet.
Ein erster Verbindungsanschluss erstreckt sich von jedem Ende der
Reihenschaltung der Dioden durch die ersten und zweiten Abtrennungen entsprechend
zum Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich
und zum Ausgangskabel-Verbindungsbereich.
Jeder der ersten Verbindungsanschlüsse kann ein einzelnes Element
sein oder durch separate Elemente, die sich entsprechend in den
Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich
und den Ausgangskabel-Verbindungsbereich
erstrecken, bereitgestellt werden. Ein zweiter Verbindungsanschluss
erstreckt sich von jedem der Anschlussteile, der mit den Knoten
von benachbarten Dioden verbunden ist, durch die erste Abtrennung
zum Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsbereich. Da die
Dioden in ein Diodenmodul verkapselt sind, variieren die Eigenschaften
der Dioden bei Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsveränderungen
nicht stark.
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Gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Solarzellenmodul-Verbindungsglied eine
isolierende Box. Die isolierende Box umfasst einen Diodenbereich
mit einer Öffnung
auf einer Seite davon und eine Abtrennung, die die Öffnung schließt. Mehrere
Wärmesenken
sind in Abstand voneinander im Diodenbereich angeordnet und eine
Diode ist auf jeder der Wärmesenken angeordnet.
Ein isolierendes Material ist in dem Diodenbereich angeordnet, um
die entsprechenden Dioden abzudecken. Jede Diode umfasst einen Anodenanschluss
und einen Kathodenanschluss, die sich durch die Abtrennung erstrecken.
Mehrere Verbindungsmittel werden in der Abtrennung bereitgestellt, um
die Dioden in Reihe zu schalten, indem die Anode einer Diode mit
der Kathode von einer anderen Diode verbunden wird. Ein Ende von
jedem Verbindungsmittel wird als ein Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsanschluss
verwendet. Die anderen Enden der Verbindungsmittel, die an den entsprechenden
Enden der Reihenschaltung der Dioden angeordnet sind, werden als
die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse verwendet. Da die Dioden
im isolierenden Material verkapselt sind, variieren die Eigenschaften
der Dioden, sogar wenn sich die Temperatur und die Feuchtigkeit
der Umgebung ändern, kaum.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
eine Vorderansicht eines Verbindungsgliedes gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, 1B ist
eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie 1B-1B in 1A, 1C ist
eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie 1C-1C in 1A,
und 1D ist eine Ansicht eines Querschnitts entlang
einer Linie 1D-1D in 1.
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2 ist
eine Ansicht eines Querschnitts, der 1B entspricht
und der eine Veränderung
des in den 1A-1B gezeigten
Verbindungsgliedes zeigt.
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3A ist
eine Vorderansicht eines Verbindungsgliedes gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und 3B ist
eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie 3B-3B in 3A.
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4A ist
eine Vorderansicht eines Verbindungsgliedes gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, 4B ist
eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie 4B-4B in 4A,
und 4C ist eine Ansicht eines Querschnitts entlang
einer Linie 4C-4C in 4A.
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5A ist
eine Vorderansicht eines Verbindungsgliedes gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, 5B ist
eine Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie 5B-5B in 5A,
und 5C ist eine Ansicht eines Querschnitts entlang
einer Line 5C-5C in 5A.
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6A ist
eine Vorderansicht eines Verbindungsgliedes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, und 6B ist eine Ansicht eines Querschnitts
entlang einer Linie 6B-6B in 6A.
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7 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Verbindungsgliedes
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Solarzellenmodul-Verbindungsglied gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat eine isolierende Box 2,
wie in den 1A bis 1D gezeigt.
Die isolierende Box 2 kann aus einem isolierenden Material,
z.B. einem Epoxidharz gebildet werden. Zwei in Abstand voneinander
angeordnete Abtrennungen 4 und 6 trennen den isolierenden
Kasten 2 in drei Bereiche, nämlich einen Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8,
einen Dioden-Wärmesenkenbereich 10 und einen
Ausgangskabel-Anschlussbereich 12.
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Mehrere,
zum Beispiel vier, Wärmesenken 14 sind
in einer Reihe im Dioden-Wärmesenkenbereich 10 in
Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet. Jede der
Wärmesenken 14 kann ein
rechteckiges Stahlblech sein, das eine Dicke von zum Beispiel 3
mm hat. Ein Ende von jeder Wärmesenke 14 ist
näher am
Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 angeordnet,
während das
andere, gegenüberliegende
Ende von jeder Wärmesenke 14 näher am Ausgangskabel-Verbindungsanschlussbereich 12 angeordnet
ist. Der Boden des Diodenwärmesenkenbereichs 10 ist
teilweise oder vollständig
entfernt, um eine Öffnung
zu bilden, und eine wärmeleitfähige isolierende
Folie 16 mit guter Wärmeleitfähigkeit
ist nahe an der Öffnung
geklebt, wie in den 1B und 1C gezeigt.
Die unteren Flächen
der Wärmesenken 14 werden
mit der oberen Fläche
der wärmeleitfähigen Folie 16 verklebt.
Anstatt der Verwendung der wärmeleitfähigen Folie 16 können diejenigen
Teile der unteren Wand des Diodenwärmesenkenbereichs 10,
wo die entsprechenden Wärmesenken 14 befestigt
sind und die umgebenden Teile in Bezug auf den übrigen Teil dünner gemacht
sein, wie in 2 gezeigt.
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Auf
den oberen Flächen
der Wärmesenken 14,
außer
der Wärmesenke 14 an
einem Ende der Reihe (z.B. die am weitesten links gelegene im in 1A gezeigten
Beispiel), werden die Anoden der Dioden, z.B. Diodenchips 18,
mittels eines Lots 20, eins für jede Wärmesenke 14, befestigt.
Jeder Diodenchip 18 hat eine Kathode, die gegenüber der
Anode gebildet ist und die durch eine Anschlussleitung 22 an
die Wärmesenke 14 gelötet ist,
die auf einer Seite, im in 1A gezeigten
Beispiel auf der linken Seite, wie ebenfalls in 1D gezeigt
wird, benachbart ist. Diese Verbindung stellt eine Reihenschaltung
der gleich gepolten Diodenchips 18 bereit.
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Die
Gesamtheit des Dioden-Wärmesenkenbereichs 10 ist
mit einem isolierenden Material 24, z.B. einem Epoxidharz,
gefüllt,
um die Diodenchips 18 und die Wärmesenken 14 zu bedecken.
Das isolierende Material 24 ist nicht in den 1A und 1C gezeigt,
um zu vermeiden, dass die Veranschaulichung zu komplex wird. Da
die Diodenchips 18 durch das isolierende Material 24 geschützt sind, können sie
Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen
aushalten und deshalb ihre Zuverlässigkeit beibehalten.
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Ein
erstes Ende eines Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsanschlusses 26 ist
an der Seite, die näher
am Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 ist,
an das Ende von jeder Diodenwärmesenke 14 gelötet und
erstreckt sich durch die Abtrennung 4 in den Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8.
Die Anschlüsse 26 sind
mit den gegenüberliegenden
zwei Enden der Reihenschaltung der Diodenchips 18 und den
Verbindungen von benachbarten einzelnen Diodenchips 18 verbunden.
Die Anschlussleitungen der entsprechenden Solarzellenmodule sind
angepasst, um mit den gegenüberliegenden
zweiten Enden der Anschlüsse 26 im
Bereich 8 verbunden zu werden. Zum Beispiel werden zwei
Anschlussleitungen von einem Solarzellenmodul mit dem am weitesten
links gelegenen Anschluss 26 in 1A und
mit dem am zweitweitesten links gelegenen Anschluss 26,
der dem am weitesten links gelegenen Anschuss 26 rechts
benachbart angeordnet ist, verbunden, zwei Anschlussleitungen von
einem anderen Solarzellenmodul sind am zweitweitesten links gelegenen
Anschluss 26 und dem dritten Anschluss 26, der
dem am zweitweitesten links gelegenen Anschluss 26 rechts
benachbart angeordnet ist, verbunden, und zwei Anschlussleitungen
von noch einem anderen Solarzellenmodul sind mit dem dritten Anschluss 26 und
dem vierten Anschluss 26, der dem dritten Anschluss 26 rechts benachbart
angeordnet ist, verbunden. Durch diese Verbindung werden mehrere,
im beschriebenen Beispiel drei, Solarzellenmodule durch die Diodenchips 18 in
Reihe geschaltet. Eine zylindrische Rippe 28 ist um das
zweite Ende von jedem Anschluss 26 gebildet. Nachdem die
Anschlüsse
der Solarzellenmodule mit den Anschlüssen 26 verbunden
sind, wird ein isolierendes Material 29, z.B. ein Epoxidharz,
auf der Innenseite von jedem Zylinder 28 angeordnet, um
die Anschlüsse 26 zu
verkapseln, was die Anschlüsse 26 beständig gegen
Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen
macht. Das isolierende Material 29 wird nur in 1B gezeigt,
um zu vermeiden, dass die Veranschaulichung zu komplex wird.
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Ein
Ausgangskabel-Verbindungsanschluss 30 wird an jede der äußersten
Wärmesenken 14 an einem
Ende näher
am Ausgangskabel-Anschlussbereich 12 gelötet. Diese
zwei Verbindungsanschlüsse 30 sind
mit den entsprechenden Enden der Reihenschaltung der Diodenchips 18 verbunden
und erstrecken sich durch die Abtrennung 6 in den Ausgangskabel-Anschlussbereich 12.
Ein Ausgangskabel ist angepasst, um mit dem Ende von jedem Ausgangskabel-Verbindungsanschluss 30 verbunden
zu werden, wodurch eine Ausgangsspannung von den zwei Enden der
Reihenschaltung von den drei Solarzellenmodulen abgeleitet werden
kann. Zwei in Abstand voneinander angeordnete Rippen 32 werden
im Ausgangskabelbereich 12 bereitgestellt und ein isolierendes
Material 33, z.B. ein Epoxidharz wird in zwei Räumen, die
durch die zwei Rippen 33 und die zwei entsprechenden äußeren Wände des
Ausgangskabelbereichs 12 definiert werden, angeordnet,
um die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse 30 darin einzubetten,
derart, dass die Anschlüsse 30 gegen Temperatur-
und Feuchtigkeitsveränderungen
bestehen können.
Es sollte bemerkt werden, dass der Isolator 33 nur in 1B gezeigt
wird, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
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Die
Anschlüsse 26 und 30 sind
nicht direkt mit den Diodenchips 18 verbunden, sondern über die Wärmesenken 14 mit
den Diodenchips 18 verbunden. Dementsprechend werden, wenn
Schwingungen zum Beispiel an die Anschlüsse 26 und 30 abgegeben
werden, solche Schwingungen nicht direkt an die Diodenchips 18 übertragen.
Mit anderen Worten, die Diodenchips 18 können einen
erhöhten
Widerstand gegen Schwingungen haben.
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Obgleich
nicht in den Zeichnungen gezeigt, können der Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 und
der Ausgangskabel-Anschlussbereich 12 mit durch führenden
Löchern
versehen werden, die sich durch die unteren Teile davon erstrecken,
um die Anschlussleitungen und die Ausgangskabel von der Außenseite
der isolierenden Box 2 dort hindurch in die entsprechenden
Bereiche 8 und 12 zu führen.
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Bei
der Herstellung des wie vorhergehend beschrieben angeordneten Verbindungsgliedes,
wird zuerst die isolierende Box 2 vorbereitet, danach werden
die Wärmesenken 14 im
Wärmesenkenbereich 10 befestigt
und dann werden die Verbindungsanschlüsse 26 und 30 auf
den entsprechenden Wärmesenken 14 befestigt.
Danach werden die Diodenchips 18 auf den verbundenen Wärmesenken 14 befestigt und
die Anschlussleitungen 22 werden verbunden. Danach wird
der Diodenwärmesenkenbereich 10 mit dem
isolierenden Material 24 gefüllt, um dadurch die Zwischenanordnung
der ersten Stufe zu vervollständigen.
Dann werden die Tests für
die Eigenschaften der Zwischenanordnung der ersten Stufe durchgeführt. Wenn
die Testergebnisse akzeptabel sind, können die Diodenchips 18 der
Zwischenanordnung der ersten Stufe gegen langfristige Temperatur-
und Feuchtigkeitsveränderungen
bestehen.
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Die
vorhergehend beschriebene Zwischenanordnung der ersten Stufe wird
auf der hinteren Fläche
des Solarzellenmodul-Panels, auf dem die Solarzellenmodule befestigt
werden, befestigt. Die hintere Fläche ist die Fläche, die
der Fläche,
auf der die Sonnenstrahlen eintreffen, gegenüberliegt. Insbesondere wird
die Zwischenanordnung der ersten Stufe auf dem Solarzellenmodul-Panel
befestigt, wobei das wärmeleitfähige, isolierende
Blatt 16 mit der hinteren Fläche des Panels in Kontakt ist.
Hierdurch funktioniert das Solarzellenmodul-Panel als die Wärmesenke
für die
Diodenchips 18. Dann werden die Anschlussleitungen der
entsprechenden Solarzellenmodule mit den entsprechenden Verbindungsanschlüssen 26 verbunden,
um dadurch eine Zwischenanordnung der zweiten Stufe zu vervollständigen.
Dann wird die Zwischenanordnung der zweiten Stufe Eigenschaftstests
unterzogen und wenn die Ergebnisse akzeptabel sind, wird der Schritt
zum Füllen mit
dem isolierenden Material 29 ausgeführt. Wenn die Testergebnisse
nicht akzeptabel sind, werden geeignete Anpassungen vorgenommen,
um die Anordnung akzeptabel zu machen.
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Als
nächstes
werden die Ausgangskabel mit den Verbindungsanschlüssen 30 der
Zwischenanordnung der zweiten Stufe verbunden, um eine Zwischenanordnung
der dritten Stufe zu bilden. Die Zwischenanordnung der dritten Stufe
wird dann Eigenschaftstests unterzogen und wenn die Testergebnisse
akzeptabel sind, wird das isolierende Material 33 angeordnet.
Wenn die Testergebnisse nicht akzeptabel sind, werden geeignete
Anpassungen vorgenommen, um die Anordnung akzeptabel zu machen.
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Da
Eigenschaftstests für
jede Zwischenstufe der Anordnung ausgeführt werden, kann die Anzahl von
Wiederholungen von Herstellungsschritten in Bezug auf einen Fall,
in dem die Eigenschaftstests für Anordnungen
in der Endstufe ausgeführt
werden, verringert werden.
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Ein
Verbindungsglied gemäß einer
zweiten Ausführungsform
wird in den 3A und 3B gezeigt.
Das Verbindungsglied verwendet vergossene Dioden 70 anstatt
der Diodenchips 18, die im Verbindungsglied gemäß der ersten
Ausführungsform
verwendet werden. Jede vergossene Diode 70 umfasst einen
Diodenchip, der in einem isolierenden Gehäuse eingebettet ist, wobei
eine Anode des Diodenchips mit einem Metallblech verbunden ist,
das am unteren Teil des Gehäuses
angeordnet ist. Das Metallblech funktioniert als eine Anodenelektrode
des Diodenchips. Die Kathode des Diodenchips ist mit zwei Kathodenelektrodenpins 72 mit
dem Gehäuse
verbunden, wobei die Kathodenelektrodenpins 72 sich parallel
durch die Wand des Gehäuses
nach außen
erstrecken.
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Jede
vergossene Diode 70 ist auf einer Wärmesenke 14 angeordnet
und die Kathodenelektrodenpins 72 von jeder vergossenen
Diode 70 sind an die Wärmesenke 14,
die auf einer Seite benachbart, d.h. in der veranschaulichten Ausführungsform
auf der linken Seite, angeordnet sind, an die Wärmesenke 14, auf der
die vergossene Diode 70 angeordnet ist, gelötet. Die
Anordnungen der übrigen
Teile sind gleichartig wie diejenigen des Verbindungsgliedes gemäß der ersten
Ausführungsform
und deshalb sind die gleichen Bezugszeichen mit den gleichen oder gleichartigen
Bestandteilen oder Funktionen verbunden, ohne, dass irgendwelche
zusätzlichen
Beschreibungen darüber
vorgenommen werden. Das Verbindungsglied gemäß der zweiten Ausführungsform wird
auf eine Art hergestellt, die gleichartig ist wie diejenige der
ersten Ausführungsform.
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Ein
Verbindungsglied gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in den 4A, 4B und 4C gezeigt.
Gemäß der dritten
Ausführungsform
haben die vergossenen Dioden 70 des Verbindungsgliedes
gemäß der zweiten
Ausführungsform
ihre Anodenelektroden mit den Befestigungselementen 74,
die die vergossenen Dioden 70 nach unten gegen die Wärmesenken 14 drücken, in
Kontakt mit den verbundenen Wärmesenken 14 befestigt.
Die Kathodenelektrodenpins 72 werden in dazugehörige Buchsen 76 eingefügt, die
auf den unterschiedlichen Wärmesenken 14,
die benachbart auf einer Seite, d.h. in der veranschaulichten Ausführungsform
auf der linken Seite, angeordnet sind, auf der Wärmesenke 14, auf der
diese gegossene Diode 70 angeordnet ist, befestigt. Die
Pins 78 der entsprechenden Buchsen 76 sind an
die entsprechenden Wärmesenken 14 gelötet. Die
Anordnungen der übrigen
Teile sind gleichartig wie diejenigen des Verbindungsgliedes gemäß der zweiten
Ausführungsform und
deshalb sind die gleichen Bezugszeichen mit den gleichen oder gleichartigen
Bestandteilen oder Funktionen verbunden und es werden für sie keine detaillierten
Beschreibungen davon vorgenommen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
können,
da die Anoden der vergossenen Dioden 70 mittels der Befestigungselemente 74 mit
den Wärmesenken 14 verbunden
und auf ihnen befestigt sind und ihre Kathoden mittels der Buchsen 76 verbunden
sind, die Schritte des Lötens
der Dioden beseitigt werden. Folglich wird die Arbeit für die elektrischen
Verbindungen und das Befestigen der Dioden leichter und einfacher.
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Da
die entsprechenden Endteile von jeder Wärmesenke 14 sich über die
Abtrennungen 4 und 6 hinaus in den Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 und
den Ausgangskabel-Anschlussbereich 12 erstrecken und die
Rippen 80 und 82 entsprechend in den Bereichen 8 und 12 gebildet
sind, können
die Mengen von isolierenden Materialien 84 und 86,
die im Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 und
dem Ausgangskabel-Anschlussbereich 12 anzuordnen
sind, verringert werden. Der Diodenwärmesenken-Bereich 10 ist
ebenfalls mit dem isolierenden Material 88 gefüllt.
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Ein
Verbindungsglied gemäß einer
vierten Ausführungsform
wird in den 5A, 5B und 5C gezeigt.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform,
in der die Diodenchips 18 auf den Wärmesenken 14 befestigt
sind, wird gemäß der vierten Ausführungsform
ein Diodenmodul 40 im Verbindungsglied verwendet. Die Anordnung
des übrigen Teils
des Verbindungsgliedes ist im Wesentlichen die gleiche wie das Verbindungsglied
gemäß der ersten Ausführungsform
und deshalb werden in den 5A, 5B und 5C die
gleichen Bezugszeichen für
Bestandteile oder Funktionen verwendet, die gleich oder gleichartig
wie diejenigen des Verbindungsgliedes der ersten Ausführungsform
sind. Das Verbindungsglied der vierten Ausführungsform ist in einer ähnlichen
Art wie das Verbindungsglied der ersten Ausführungsform hergestellt.
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Das
Diodenmodul 40 hat ein Gehäuse 42 aus isolierendem
Material und umfasst mehrere, zum Beispiel drei, Dioden, die innerhalb
des Gehäuses 42 in
Reihe geschaltet sind. Eine Wärmesenke 44,
die den Dioden gemeinsam ist, ist am unteren Teil des Gehäuses 42 angeordnet.
Die Verbindungsanschlüsse 46, 48, 50 und 52 sind
auf der oberen Fläche
des Gehäuses 42 angeordnet.
Die Kathode von einer ersten dieser Dioden ist mit dem Anschluss 46 verbunden.
Die Anode der ersten Diode und die Kathode einer zweiten dieser
Dioden sind mit dem Anschluss 48 verbunden. Die Anode der
zweiten Diode und die Kathode einer dritten dieser Dioden sind mit
dem Anschluss 50 verbunden und die Anode der dritten Diode
ist mit dem Anschluss 52 verbunden.
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Die
entsprechenden einzelnen Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsanschlüsse 26 sind
mittels Schrauben mit den Verbindungsanschlüssen 46, 48, 50 und 52 verbunden,
und die entsprechenden einzelnen Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse 30 sind mit Schrauben
mit den Anschlüssen 46 und 52 verbunden.
Das Verbindungsglied dieser Ausführungsform
wird in einer Art montiert, die ähnlich
ist wie diejenige des Verbindungsgliedes der ersten Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform,
können
die Dioden, da sie sich innerhalb des Diodenmoduls 40 befinden,
gegen Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen bestehen, und, wenn
eine Kraft auf die Verbindungsanschlüsse 26 und 30 angewandt
wird, wird die Kraft nicht direkt an die Dioden übertragen, da die Anschlüsse nicht
direkt mit den Dioden verbunden sind.
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Ein
Verbindungsglied gemäß einer
fünften Ausführungsform
wird in den 6A und 6B gezeigt.
Im Unterschied zum Verbindungsglied gemäß der vierten Ausführungsform,
in der die Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsanschlüsse 26 und
die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse 60 getrennte
Bauteile sind, sind gemäß der fünften Ausführungsform
erste Anschlüsse,
z.B. die Anschlüsse 26,
die für
die Solarzellenmodul-Anschlussleitungen bestimmt sind, mit den Anschlüssen 48 und 50 des
Verbindungsgliedes verbunden, dessen Anschlüsse 48 und 50 angepasst
sind, um nur mit den Solarzellenmodul-Anschlussleitungen verbunden
zu werden, während
die Anschlüsse 62,
die den Solarzellenmodul-Anschlussleitungen und den Ausgangskabeln
gemeinsam sind, mit den Anschlüssen 46 und 52 verbunden
sind, die für
die Verbindung mit sowohl den Solarzellenmodul-Anschlussleitungen
als auch den Ausgangskabeln angepasst sind. Die gemeinsamen Anschlüsse 62 erstrecken
sich vom Anschluss 46 und 52 sowohl in den Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Anschlussbereich 8 als
auch in den Ausgangskabel-Anschlussbereich 12. Verbindungsglieder
(nicht gezeigt) sind angepasst, um mit den gemeinsamen Anschlüssen 62 im
Ausgangskabel-Anschlussbereich 12 verbunden zu werden.
Dementsprechend ist der Bereich 12 nicht mit einem isolierenden
Material gefüllt.
Die Struktur des übrigen
Teils ist ähnlich
wie diejenige des Verbindungsgliedes gemäß der vierten Ausführungsform
und es wird keine weitere Beschreibung darüber vorgenommen, es sind jedoch
die gleichen Bezugszeichen mit den gleichen oder gleichartigen Bestandteilen
oder Funktionen verbunden.
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Die
Verwendung der gemeinsamen Anschlüsse 62 ermöglicht es,
zur gleichen Zeit sowohl die Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-
als auch die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse mit dem Diodenmodul 40 zu
verbinden, derart, dass die Montage der Teile des Verbindungsgliedes
einfacher wird.
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7 zeigt
ein Verbindungsglied gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Verbindungsglied umfasst eine isolierende
Box 100, die einen Diodenbereich in der Form von zum Beispiel
eines Tragegehäuses 102,
eine Abtrennung in der Form von zum Beispiel eines Einsatzgehäuses 104 und
einen Deckel 106 hat.
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Das
Tragegehäuse 102 ist
zum Beispiel ein flaches, rechteckiges Parallelepiped, das eine
nach oben gerichtete Öffnung
hat und ist aus einem isolierenden Material, z.B. Epoxid gebildet.
Das Einsatzgehäuse 104 ist
angeordnet, um die Öffnung
des Tragegehäuses 102 zu
schließen
und der Deckel 106 ist auf dem Einsatzgehäuse 104 angeordnet.
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Mehrere,
zum Beispiel drei, Wärmesenken 108 sind
im Abstand voneinander auf einer oberen Fläche des Bodens des Tragegehäuses 102 entlang der
Richtung der Länge
des Gehäuses 102 angeordnet.
Wie beim Verbindungsglied gemäß der ersten Ausführungsform
können Öffnungen
im Boden des Tragegehäuses 102 angeordnet
werden, wobei wärmeleitfähige isolierende
Folien verklebt werden, um den unteren Teil der Öffnungen zu schließen. Die Wärmesenken 108 sind
auf den oberen Flächen
der entsprechenden einzelnen wärmeleitfähigen isolierenden
Folien verklebt. Alternativ können
diese Teile, wo die Wärmesenken 108 zu
befestigen sind, gemeinsam mit sie umgebenden Teilen in Bezug auf
die übrigen
Teile des untersten Teils des Tragegehäuses 102 dünner gemacht
werden.
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Eine
vergossene Diode 110 ist auf jeder der Wärmesenken 108 angeordnet.
Jede vergossene Diode 110 umfasst ein flaches, rechteckiges
parallelflaches isolierendes Gehäuse 110a und
entsprechend die Kathoden- und
Anodenelektroden 110b und 110c, die sich von einem
Ende des Gehäuses 110a nach
oben erstrecken. Ein Metallbogen (nicht gezeigt) wird auf der unteren
Fläche
des Gehäuses 110a angeordnet,
die auf jeder Wärmesenke 108 angeordnet
ist.
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Das
Einsatzgehäuse 104 ist
flach und wird aus einem isolierenden Material, z.B. einem Epoxidharz
hergestellt und ist über
der Öffnung
des Tragegehäuses 102 angeordnet.
Die Schraubenlöcher 112 sind
im Einsatzgehäuse 104 an
Orten gebildet, die den vergossenen Dioden 110 ent sprechen.
Eine Schraube (nicht gezeigt) wird durch jedes Loch 112 und
ein im Gehäuse 110a gebildetes
Loch einer dazugehörigen
einzelnen der vergossenen Dioden 110 eingeführt und
in ein Loch 114 in einer dazugehörigen Wärmesenke 108 geschraubt,
um hierdurch jede vergossene Diode 110 an der dazugehörigen Wärmesenke 108 zu
befestigen. Obgleich nicht gezeigt, wird ein isolierendes Material,
z.B. Epoxidharz, angeordnet, um jede vergossene Diode 110 innerhalb
des Tragegehäuses 104 einzubetten.
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Die
Kathoden- und Anodenelektroden 110b und 110c von
jeder vergossenen Diode 110 erstrecken sich durch das Einsatzgehäuse 104.
Erste bis vierte Anschlussrahmen 116, 117, 118 und 119 sind an
den Orten angeordnet, wo die Kathoden- und Anodenelektroden 110b und 110c der
entsprechenden vergossenen Dioden sich aufwärts durch das Einsatzgehäuse 104 erstrecken.
Die Anschlussrahmen 116 bis 119 sind im Einsatzgehäuse 104 eingebettet.
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Der
erste Anschlussrahmen 116 ist entlang einer ersten kürzeren Seite
des Einsatzgehäuses 104 angeordnet
und erstreckt sich von einer ersten längeren Seite des Gehäuses 104 zur
anderen zweiten längeren
Seite. An einem Ort zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden
längeren
Seiten und eher näher
an der ersten längeren
Seite ist ein Loch gebildet, in das die Kathodenelektrode 110b einer
ersten der vergossenen Dioden 110, die am nächsten an
der ersten kürzeren
Seite des Gehäuses 102 ist,
einzufügen
ist. Die Kathodenelektrode 110b ist mit dem Anschlussrahmen 116 im
Loch verbunden, z.B. durch Löten.
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Der
zweite Anschlussrahmen 117 ist dem ersten Anschlussrahmen 116 benachbart
angeordnet und erstreckt sich von der ersten längeren Seite des Einsatzgehäuses 104 zu
einer Zwischenposition zwischen den beiden längeren Seiten des Einsatzgehäuses 104.
Der zweite Anschlussrahmen 117 ist mit einem Loch versehen,
in das die Anodenelektrode 110c der ersten vergossenen
Diode 110 einzufügen ist.
In diesem Loch ist die Anodenelektrode 110c der ersten
Diode 110 an den zweiten Anschlussrahmen 117 gelötet. Der
zweite Anschlussrahmen 117 ist ebenfalls mit einem anderen
Loch versehen, in das die Kathodenelektrode 110b der zweiten
dazwischen liegenden vergossenen Diode 110 einzufügen ist. Diese
Kathodenelektrode 110b und der zweite Anschlussrahmen 117 sind
durch Löten
in diesem Loch miteinander verbunden.
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Der
dritte Anschlussrahmen 118 ist dem zweiten Anschlussrahmen 117 benachbart
angeordnet und erstreckt sich von der ersten längeren Seite des Einsatzgehäuses 104 zu
einer Zwischenposition zwischen den zwei längeren Seiten des Einsatzgehäuses 104,
wie der zweite Anschlussrahmen 117. Der dritte Anschlussrahmen 118 ist
mit einem Loch versehen, in das die Anodenelektrode 110c der
zweiten vergossenen Diode 110 einzufügen ist. In diesem Loch ist
die Anodenelektrode 110c der zweiten Diode 110 an
den dritten Anschlussrahmen 118 gelötet. Der dritte Anschlussrahmen 118 ist
ebenfalls mit einem anderen Loch versehen, in das die Kathodenelektrode 110b der
dritten vergossenen Diode 110, die der zweiten kürzeren Seite
des Gehäuses 102 benachbart
angeordnet ist, einzufügen
ist. Diese Kathodenelektrode 110b und der dritte Anschlussrahmen 118 sind
durch Löten
in diesem Loch miteinander verbunden.
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Der
vierte Anschlussrahmen 119 ist dem dritten Anschlussrahmen 118 benachbart
und der zweiten kürzeren
Seite des Einsatzgehäuses 104 benachbart
angeordnet. Der vierte Anschlussrahmen 119 erstreckt sich
von der ersten längeren
Seite zur gegenüberliegenden
zweiten längeren
Seite des Einsatzgehäuses 104.
An einer Stelle auf dem vierten Anschlussrahmen 119 zwischen
den ersten und zweiten längeren
Seiten des Einsatzgehäuses 104 ist
ein Loch gebildet, in das die Anodenelektrode 110c der
dritten vergossenen Diode 110 eingefügt und an den vierten Anschlussrahmen 119 gelötet ist.
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Auf
diese Weise sind die Dioden 110 mittels der ersten bis
vierten Anschlussrahmen 116 bis 119 in Reihe geschaltet.
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Die
Endteile auf der ersten längeren
Seite des Einsatzgehäuses 104 des
ersten bis vierten Anschlussrahmens 116-119 liegen
offen, um in dieser Reihenfolge die Solarzellenmodul-Rnschlussleitungs-Verbindungsanschlüsse 120, 121, 122 und 123 bereitzustellen.
Ebenso liegen die Endteile der zweiten längeren Seite des Einsatzgehäuses 104 der ersten
und vierten Anschlussrahmen 116 und 119 offen,
um in dieser Reihenfolge die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse 124 und 125 bereitzustellen.
Der Deckel 106 ist über
dem Einsatzgehäuse 104 befestigt.
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Da
die Anschlussrahmen 116 bis 119 im Einsatzgehäuse 104 eingebettet
sind und die Solarzellenmodul-Anschlussleitungs-Verbindungsanschlüsse 120 bis 123 und
die Ausgangskabel-Verbindungsanschlüsse 124 und 125 im
Voraus gebildet werden, ist die Montage in das Verbindungsglied
einfacher.