DE102005050884A1

DE102005050884A1 - Photovoltaikmodul, Verfahren zu dessen Herstellung sowie System mit mehreren Photovoltaikmodulen

Info

Publication number: DE102005050884A1
Application number: DE102005050884A
Authority: DE
Inventors: Michael Viktor Kamp; Thomas Rewig; Karl-Heinz Diefenbach
Original assignee: SYSTAIC DEUTSCHLAND GmbH
Current assignee: SYSTAIC AG, 40213 DUESSELDORF, DE
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Photovoltaikmodul, mit zumindest einer Solarzelle (3), die von einer transparenten Abdeckscheibe (2) abgedeckt ist und gegen Umwelteinflüsse in ein Kunststoffmaterial (4) eingekapselt ist, so dass Solarzelle bzw. Solarzellen (3) und Kunststoffmaterial (4) einen flächigen Materialverbund (2-4) bilden, sowie mit einem Halterahmen (10), der den Materialverbund am Rand zumindest abschnittsweise einfasst und diesen hält, wobei: der Halterahmen (10) aus einem elastomeren Kunststoff ausgebildet ist und in den Halterahmen (10) zumindest ein elektrisches Verbindungsmittel (40-43) zum elektrischen Kontaktieren der zumindest einen Solarzelle (3) integriert ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß zeichnet sich das Photovoltaikmodul dadurch aus, dass an dem Halterahmen (10) mechanische Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) zum Ausrichten an und/oder Verbinden mit einem zugeordneten Montagerahmen (34) vorgesehen sind, wobei in den Halterahmen ferner ein Verankerungsmittel (20) integriert ist, um ein Ausreißen der Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) aus bzw. von dem Halterahmen zu verhindern. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird so ein mechanisch stabiles und kostengünstiges Photovoltaikmodul in einfacher Weise hergestellt, das in einfacher Weise montiert werden kann und nach der Montage auch Abreißkräften, beispielsweise hervorgerufen durch Windsog, zuverlässig standhält.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Photovoltaikmodule, beispielsweise zur Verwendung für die Gestaltung von Dacheindeckungen oder Fassadenflächen, und betrifft insbesondere ein Photovoltaikmodul mit einem Halterahmen, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein System mit mehreren solchen Photovoltaikmodulen.
Hintergrund der Erfindung
Photovoltaikmodule der vorgenannten Art wandeln Strahlungsenergie in elektrische Energie. Um den vielfältigen Anforderungen bei der Erstellung von Solaranlagen gerecht zu werden, werden die Solarzellen in einem Verbund aus mehreren Materialien und Bauteilen eingebettet, der insbesondere für eine praxisgerechte elektrische Anschlussmöglichkeit, für einen Schutz der nicht korrosionsbeständigen Solarzellen vor mechanischen Einflüssen, für einen Schutz von Witterungseinflüssen, für einen Berührungsschutz der elektrisch leitenden Bauteile und für eine einfache Handhabungs- und Befestigungsmöglichkeit sorgen soll. Damit Photovoltaikmodule einfach und flexibel verbaut werden können, beispeilsweise auch durch ungelernte Arbeitskräfte, sind auf diesem stark wachsenden technischen Gebiet einfache und robuste Montage- und Verbindungskonzepte gefragt.
Ein hoher Prozentsatz des Verkaufspreises für Photovoltaikmodule entfällt gegenwärtig auf die Verkapselung der Solarzellen, um für eine ausreichende Haltbarkeit, insbesondere Witterungsbeständigkeit, über die bis zu mehrere Jahrzehnte währende Nutzungsdauer zu sorgen.

US 5,733,382 offenbart zu diesem Zweck das Aufschmelzen einer im Profil U-förmigen Dichtung aus einem thermoplastischen Material auf den Umfangrand eines Photovoltaikmoduls. Dadurch lässt sich jedoch keine ausreichende mechanische Abstützung des Moduls erreichen.

Um zusätzlich auch eine ausreichende mechanische Abstützung zu ermöglichen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, ein Photovoltaikmodul in einem mechanisch stabilen Rahmen aufzunehmen und zwischen Rahmen und Solarzelle ein geeignetes Dichtungsmaterial vorzusehen. Man schätzt, dass etwa die Hälfte aller derzeit hergestellten Photovoltaikmodule zur Stabilisierung mit einem Aluminiumrahmen ausgestattet ist. Dessen Montage ist jedoch Zeit aufwendig und teuer, was auch für Gewinnung des Metalls und seine Verarbeitung gilt.

Als Ersatz für Aluminium als Rahmenmaterial offenbaren US 5,578,142 bzw. US 6,172,295 B1 ein Kunststoff-Rahmenprofil zur Aufnahme eines Photovoltaikmoduls. Zwischen Kunststoffrahmen und einem Verbund aus transparenter Abdeckscheibe und Solarzellen ist eine Klebe- bzw. Haftschicht aus einem Kunststoff durch ein Spritzgussverfahren eingebracht. An einem unteren Auflageschenkel des Halterahmens sind Bohrungen zur Montage des Photovoltaikmoduls vorgesehen. Die dichtende Aufnahme des Materialverbunds aus transparenter Abdeckscheibe und Solarzellen in dem Halterahmen ist dennoch vergleichsweise aufwendig.

Um für eine einfache Rahmenabdichtung zu sorgen, versucht man deshalb seit langem, die Rahmenabdichtung aus einem Kunststoff auszubilden, der in geeigneter Weise an den Rand eines Photovoltaikmoduls angespritzt bzw. angeschäumt oder angegossen wird. Dieser Lösungsansatz wird beispielsweise allgemein in der deutschen Offenlegungsschrift DE 28 32 475 beschrieben.

Ein weiterer Lösungsansatz wird in der US 4,830,038 und der entsprechenden US 5,008,062 offenbart. Eine Solarzelle wird gemeinsam mit einer transparenten Abdeckscheibe in eine Spritzgussform eingebracht, die so ausgelegt ist, dass durch Spritzgießen ein das Photovoltaikmodul umgreifender Rahmen ausgebildet wird. Als Material wird insbesondere Polyurethan offenbart. In den Kunststoffrahmen können gleichzeitig auch elektrische Verbindungsmittel, nämlich Steckverbinder, durch Spritzgießen integriert werden. Für die Zeit nach der Montage müssen Kräfte, insbesondere hervorgerufen durch Windsog, einkalkuliert werden, für deren Übertragung zum mechanischen Verbindungsmittel der Kunststoffrahmen alleine nur schwer sorgen kann. Ferner sind zur Montage eines solchen Photovoltaikmoduls zusätzliche Befestigungselemente erforderlich. Ein solches Photovoltaikmodul wird deshalb üblicherweise in einem Aluminium- oder Kunststoffrahmen verbaut, was die Kosten weiter erhöht.

US 5,743,970 offenbart ein weiteres Photovoltaikmodul, bei dem auf die Rückseite der Solarzellen ein Polymer angespritzt wird, um das Modul einzukapseln. Offenbart ist auch, dass die Kunststoff-Rückseite geeignete Strukturen, beispielsweise ein Gehäuse, ausbilden kann.

Photovoltaikmodule, die aus einem mehrschichtigen Verbundkörper bestehen, werden ferner in DE 198 14 652 A1 , DE 198 14 653 A1 und DE 202 20 444 U1 offenbart. Mindestens eine Schicht besteht dabei aus einem Polycarbonat und mindestens eine weitere Schicht aus einem fluorhaltigen Polymer.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mechanisch stabiles und kostengünstigen Photovoltaikmodul in einfacher Weise bereit zu stellen, das zuverlässig eingekapselt ist und in einfacher und zuverlässiger Weise montiert werden kann. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt soll auch ein System mit mehreren Photovoltaikmodulen bereitgestellt werden, mit dem sich eine mechanische Verbindung und elektrische Verschaltung der mehreren Photovoltaikmodule in einfacher Weise realisieren lässt. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls bereitgestellt werden.

Diese und weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Photovoltaikmodul mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch ein Photovoltaiksystem nach Anspruch 21 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 23 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.

Somit geht die vorliegende Erfindung aus von einem Photovoltaikmodul, das zumindest eine Solarzelle, die von einer transparenten Abdeckscheibe abgedeckt ist und gegen Umwelteinflüsse in ein Kunststoffmaterial eingekapselt ist, insbesondere durch Gießen oder Laminieren, so dass die Solarzellen-Anordnung und das Kunststoffmaterial einen flächigen Materialverbund ausbilden, und einen Halterahmen umfasst, der den Materialverbund am Rand zumindest abschnittsweise einfasst und diesen hält. Dabei ist der Halterahmen aus einem bevorzugt elastomeren Kunststoff ausgebildet, der an den Materialverbund angespritzt oder angeschäumt bzw. angegossen wird, wobei in den Halterahmen zumindest ein elektrisches Verbindungsmittel zum elektrischen Kontaktieren der Solarzellen-Anordnung integriert ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Photovoltaikmodul dadurch aus, dass zusätzliche mechanische Ausricht- und/oder Verbindungsmittel zum Ausrichten an und/oder Verbinden mit einem zugeordneten Montagerahmen vorgesehen sind, wobei in den Halterahmen ferner Verankerungsmittel integriert sind, um ein Ausreißen der Verbindungs- und/oder Ausrichtmittel aus bzw. von dem Halterahmen zu verhindern.

Damit gelingt es erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise, die Photovoltaikmodule nicht nur geeignet elektrisch zu verschalten, sondern auch mechanisch stabil auszurichten und zuverlässig zu befestigen. Insbesondere kann auch der Ableitung von Kräften, insbesondere hervorgerufen durch Windsog und der gleichen, nach der Montage ausreichend Rechnung getragen werden, um ein Ausreißen der Verbindungs- und/oder Ausrichtmittel aus bzw. von dem Halterahmen zu verhindern. Auch der Austausch eines solchen Photovoltaikmoduls in einem photovoltaischen Stromerzeugungssystem ist erfindungsgemäß in einfacher Weise möglich.

Zur Befestigung bzw. Montage sind erfindungsgemäß keine weiteren Montageelemente erforderlich. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul an einem zugeordneten Montage- bzw. Halterahmen, der beispielsweise auf einem Dach oder an einer Gebäudefassade montiert ist, befestigt und/oder ausgerichtet werden.

Dabei können die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel in das Verankerungsmittel eingreifen, beispielsweise in dieses eingeschraubt oder eingegossen werden. Dies sorgt für eine höhere mechanische Stabilität. Gleichzeitig werden die Toleranzen der Ausricht- und/oder Verbindungsmittel im Wesentlichen nur durch das Verankerungsmittel in dem Halterahmen bestimmt. Dieses kann während der Herstellung des Photovoltaikmoduls jedoch präzise gehaltert werden, so dass die Toleranzen insgesamt vergleichsweise niedrig gehalten werden können.

Dabei kann sich das Verankerungsmittel zumindest abschnittsweise entlang von Längsseiten des Halterahmens erstrecken, beispielsweise in Form eines Blechs oder einer Profilschiene, was zu einer weiteren Verbreiterung der Basis des Verankerungsmittels und somit zu einer noch zuverlässigeren Verankerung der Verbindungs- und/oder Ausrichtmittel an dem Halterahmen beiträgt.

Als Ausrichtmittel im Sinne der vorliegenden Anmeldung eignen sich beliebige Gebilde, die eine Ausrichtung des Photovoltaikmoduls bzw. des Halterahmens an korrespondierend ausgebildeten Ausrichtmitteln bzw. Gebilden eines zugeordneten Montagerahmens durch einen Formschluss oder Kraftschluss ermöglichen. Beispielhaft seien Erhebungen oder Vertiefungen auf Seitenflächen und/oder der Unterseite des Halterahmens genannt. Ferner eignen sich als Verbindungsmittel im Sinne der vorliegenden Anmeldung beliebige Formschluss- oder Kraftschlussgebilde, die einer Verbindung mit einem zugeordneten Montagerahmen dienen können. Dabei können die Verbindungsmittel als Vertiefungen oder Erhebungen auf Seitenflächen und/oder der Unterseite des Halterahmens ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ragen jedoch die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel von der Unterseite des Halterahmens ab, bevorzugt senkrecht. Die Photovoltaikmodule können somit vorteilhaft dicht gepackt montiert werden, ohne Beschränkungen durch die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Durchmesser der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel größer als eine Öffnungsweite der elektrischen Verbindungsmittel. Dies ermöglicht eine einfache Blindmontage des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls. Denn durch den größeren Durchmesser wird gewährleistet, dass ein Ausricht- und/oder Verbindungsmittel nicht versehentlich in einen an einem zugeordneten Montagerahmen vorgesehenen, komplementär ausgebildeten Verbindungsstecker eingreift, was gegebenenfalls zu einer Beschädigung desselben führen könnte.

Bevorzugt werden am vorderen Ende der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel Führungsstrukturen, die bei der Montage automatisch eine korrekte Positionierung des Photovoltaikmoduls in Bezug zu dem zugeordneten Montagerahmen ermöglichen. Zu diesem Zweck kann das vordere Ende der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel insbesondere sich konisch verjüngend ausgebildet sein. Dabei kann zusätzlich an dem vorderen Ende auch ein mechanisches Verbindungs- oder Kopplungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise eine Rastausnehmung zum Verrasten mit einem komplementären Rastmittel an dem zugeordneten Montagerahmen.

Der Materialverbund kann zwischen der Solarzellen-Anordnung und der transparenten Abdeckscheibe eine transparente Kunststoffschicht umfassen, in welche die Solarzellen eingebettet sind, beispielsweise aus EVA (Ethylenvinylacetat). Ferner kann die Rückseite der Solarzellen-Anordnung mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie kaschiert sein, beispielsweise aus Polyvinylfluorid (Tedlar^®) oder PET (Polyethylenterephtalat). Anstelle der Rückseitenkaschierung oder ergänzend kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auf die Rückseite des Materialverbunds bzw. der Solarzelle auch eine Schicht aus dem elastomeren Kunststoff angeschäumt bzw. angespritzt oder angegossen sein, die aus demselben Material wie der Halterahmen ausgebildet ist und einstückig mit diesem ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Halterahmen im Querschnitt im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, mit einer bevorzugt umlaufenden Abstützfläche, die mit einem Randbereich der transparenten Abdeckscheibe adhäsiv verbunden ist, und einer sich an die Abstützfläche anschließenden Stufe, so dass zwischen der Oberseite des Halterahmens und einer Rückseite des Materialverbunds bzw. der Solarzelle ein Spalt ausgebildet ist, der sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung des Halterahmens erstreckt und einer besseren Hinterlüftung der Solarzellen-Anordnung dient, um Wärme von den Solarzellen noch geeigneter abzuführen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich durch das Verankerungsmittel hindurch zumindest ein elektrischer Leiter, beispielsweise ausgebildet als Anschlussfahne, einwärts und in den Umfangsrand des Materialverbunds hinein, um die zumindest eine Solarzelle bzw. die Solarzellen-Anordnung mit einem zugeordneten elektrischen Verbindungsmittel zu verbinden, das in den Haltrahmen integriert ist. Eine solche elektrische Kontaktierung kann in einfacher Weise während des Anspritzens, Gießens oder Anschäumen des Halterahmens bewerkstelligt werden, ohne dass zur elektrischen Kontaktierung weitere aufwendige Prozessschritte erforderlich wären.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verankerungsmittel eine sich parallel zu der von dem Materialverbund aufgespannten Ebene erstreckende Basisfläche auf, von der eine Haltestruktur hin zu dem Materialverbund abragt, insbesondere im Wesentlichen senkrecht abragt. Dadurch können horizontale und senkrechte Kräfte gleichermaßen abgeleitet werden. Durch die elastomeren Eigenschaften des Materials des Halterahmens bleibt der Materialverbund stets zuverlässig gehalten. Die abragende Struktur kann dabei glatt, geriffelt oder in zweckmäßiger anderer Weise ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verankerungsmittel als Hohlprofil ausgebildet, das zur Innenseite des Photovoltaikmodul hin offen ausgebildet ist und sich vollständig unterhalb der von dem Materialverbund aufgespannten Ebene befindet. Das Hohlprofil kann dabei senkrecht einwirkende Kräfte besonders zuverlässig aufnehmen, ermöglicht gleichzeitig jedoch eine ausreichende Krafteinleitung in Querrichtung. Insbesondere kann ein solches Hohlprofil im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet sein, mit einem oberen Schenkel und einem dazu beabstandeten und parallelen unteren Schenkel, welcher die vorgenannte Basisfläche des Verankerungsmittels bildet.

Zweckmäßig ist dabei der obere Schenkel kürzer als der untere Schenkel ausgebildet, so dass die Ausbildung des vorgenannten Spalts zur Gewährleistung einer effektiveren Hinterlüftung der Solarzellen-Anordnung beiträgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in der vorgenannten Basisfläche des Verankerungsmittels ferner eine Mehrzahl von Öffnungen zur Kopplung bzw. Verbindung der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel mit dem Verankerungsmittel ausgebildet, so dass diese mechanisch noch stabiler mit dem Halterahmen verbunden werden können.

Gemäß einer weiteren, auch gesondert unabhängig beanspruchbaren Ausführungsform ist bzw. sind in den Halterahmen ferner ein Sensor, beispielsweise zur Überwachung des Photovoltaikmoduls, und/oder ein elektronisches Bauelement, insbesondere ein Wechselrichter, und/oder zumindest eine elektronische Schaltung, insbesondere eine Bypass- bzw. Freilaufdiode oder eine Schaltung zur Datenübermittlung, integriert. Diese Bauelemente sind somit zuverlässig gegen Witterungseinflüsse etc. geschützt. Zu deren Halterung sind keine zusätzlichen, externen Anschlussdosen und dergleichen erforderlich.

Gemäß einer weiteren, auch gesondert unabhängig beanspruchbaren Ausführungsform sind die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel und/oder die elektrischen Verbindungsmittel jeweils auf einander gegenüber liegenden Längsseiten der rechteckförmig oder quadratisch ausgebildeten Photovoltaikmodule an identischen Positionen vorgesehen. Bei der Montage kann das Photovoltaikmodul somit wahlweise in unterschiedlichen Drehstellungen an dem zugeordneten Montagerahmen angeordnet bzw. mit diesem verbunden werden. Durch die resultierende unterschiedliche elektrische Verschaltung von benachbarten Photovoltaikmodule lässt sich so eine geeignete Verschaltung einer Mehrzahl von Photovoltaikmodulen realisieren, beispielsweise in Anpassung an bauliche Gegebenheiten auf einem Dach oder einer Gebäudefassade.

Zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Photovoltaiksystems werden die Photovoltaikmodule somit auf einen Montagerahmen montiert, der eine Mehrzahl von korrespondierend ausgebildeten Ausricht- und/oder Verbindungsmitteln zur Kopplung mit selbigen Elementen des Halterahmens sowie eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungsmitteln zur Herstellung einer geeigneten elektrischen Verschaltung der Photovoltaikmodule aufweist. Bevorzugt sind dabei benachbarte elektrische Verbindungsmittel des Montagerahmens über einen Leiter miteinander verbunden, so dass durch einfaches Aufstecken auf den Montagerahmen benachbarte Photovoltaikmodule über die elektrischen Verbindungsmittel des Montagerahmens unmittelbar miteinander elektrisch verbunden werden können.

Da die Photovoltaikmodule erfindungsgemäß in unterschiedlichen Drehstellungen montiert, insbesondere aufgesteckt, werden können, lassen sich so unterschiedliche elektrische Verschaltungen in einfacher Weise realisieren, beispielsweise nach einem einfachen Baukastenprinzip.

Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls, wie nachfolgend ausführlicher dargelegt.

Figurenübersicht
Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Photovoltaikmodul gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 in einer schematischen Schnittansicht ein mechanisches Ausricht- und/oder Verbindungsmittel des Photovoltaikmoduls gemäß der 1;
3 eine Schnittansicht des Photovoltaikmoduls gemäß der 1 mit einem elektrischen Verbindungsmittel, sowie das Zusammenwirken mit einem komplementären elektrischen Verbindungsmittel eines zugeordneten Montagerahmens (nicht gezeigt); und
4a–4c Einzelschritte eines Verfahrens zur Herstellung des Photovoltaikmoduls gemäß der 1.
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Gemäß der 1 umfasst das insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Photovoltaikmodul einen im Profil im Wesentlichen quaderförmigen Halterahmen 10, der ein flächiges Verbundmaterial trägt, das eine transparente Abdeckscheibe 2, beispielsweise aus einem Glas oder transparenten Kunststoff, und zumindest eine Solarzelle 3, bevorzugt eine Mehrzahl von Solarzellen, umfasst, wobei zwischen der Abdeckscheibe 2 und der Solarzellen-Anordnung eine transparente Kunststoffschicht, beispielsweise aus EVA, vorgesehen ist, in die die Solarzellen 3 eingebettet sind. Die Rückseite der Solarzellen 3 kann mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie, beispielsweise aus Polyvinylfluorid und Polyester, kaschiert sein. Alternativ können die Solarzellen in einen Kunstharz eingegossen und mit der transparenten Abdeckscheibe 2 verbunden sein. Die Solarzellen 3 erstrecken sich nicht ganz bis zum Rand der transparenten Abdeckscheibe 2.
Der Halterahmen 10 aus einem Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, ist an den Rand des vorgenannten Verbundmaterials angespritzt oder angeschäumt oder angegossen und umfasst einen vergleichsweise schmalen oberen Umfangsrand 11, der die Abdeckscheibe 2 am Rand zumindest abschnittsweise einfasst, optional umlaufend dicht einfasst, eine horizontale Abstützfläche 12, deren Breite auf den Abstand des Seitenrands des Einkapselungsmaterials 4 zu dem Seitenrand der transparenten Abdeckscheibe 2 abgestimmt ist, eine Stufe 13, der sich ein Innenvorsprung 14 anschließt, der sich horizontal zur Innenseite des Photovoltaikmoduls erstreckt, sowie einen Innenrand 15 und eine Unterseite 16, die parallel zu der Abstützfläche 12 und dem Innenvorsprung 14 ist. Zwischen der Rückseite des vorgenannten Verbundmaterials und der Oberseite des Innenvorsprungs 14 verbleibt ein Spalt, dessen Breite durch die Höhe der Stufe 13 vorgegeben ist und bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 5,0 mm beträgt. Die Höhe des Innenrands 15 beträgt dabei bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 30 mm. Insgesamt fasst der Halterahmen 10 den Materialverbund am Rand ein. Gemäß der 1 ist auf die Rückseite des Materialverbunds eine Kunststofflage 17 geschäumt bzw. gespritzt, die bevorzugt aus demselben Material wie dem Material des Halterahmens 10 ausgebildet ist, also zweckmäßig aus einem elastomeren Kunststoff. Insgesamt ist die Anordnung von Solarzellen 3 hermetisch dicht eingekapselt in dem Halterahmen 10 gehalten.
Gemäß der 1 ist in den Haltrahmen 10 ein als Verankerungsmittel wirkendes C-förmiges Profil 20 integriert, das einen als Basisfläche wirkenden unteren Schenkel 22, einen vertikalen Verbindungsschenkel 26 und einen vergleichsweise kurzen oberen Schenkel 21 umfasst, wobei das Profil 20 zur Innenseite des Photovoltaikmodul 1 hin offen ist. Das Profil 20 erstreckt sich jeweils entlang der Längsseiten des Photovoltaikmoduls 1. Zweckmäßig sind in den Ecken des Photovoltaikmoduls 1 aneinander anstoßenden Profile 20 schräg geschnitten, so dass zwei benachbarte Profile 20 unmittelbar aneinander angrenzen können. Grundsätzlich können die Profile 20 jedoch auch Durchbrechungen aufweisen, auch in den Eckbereichen des Photovoltaikmoduls.
Gemäß der 1 sind in dem unteren Schenkel 22 an vorbestimmten Stellen Öffnungen 23, 24 ausgebildet. Wie der Zusammenschau der 1 und 2 entnommen werden kann, durchragt der Schaft eines Verbindungsstifts 30 die Öffnung 23, greift also der Verbindungsstift 30 in das Profil 20 ein. Der Verbindungsstift 30 kann beim Spritzgießen bzw. beim Schäumen des Halterahmens 10 in selbigen integriert werden. Alternativ kann der Verbindungsstift 30 nachträglich mit dem Halterahmen 10 verbunden werden, beispielsweise durch Einschrauben eines Außengewindes in den Kunststoff des Halterahmens 10 und/oder in das Profil 20. Gemäß der 1 ist das vordere Ende des Verbindungsstifts 30 mit einer konischen Spitze 31 versehen, wobei im Übergangsbereich zum Schaft eine umfängliche Rastausnehmung 32 zum Verrasten des Verbindungsstifts mit einer korrespondierend ausgebildeten Rastaufnahme eines Montagerahmens (nicht gezeigt) ausgebildet ist.
Wie den 1 und 3 entnommen werden kann, ist im Bereich der Öffnung 24 in dem Halterahmen 10 ein zylindrischer Hohlraum 40 ausgebildet, in dessen Innenraum mittig ein Kontaktstift 41 eines üblichen elektrischen Steckverbinders angeordnet ist. Der Kontaktstift 41 ist dabei in das Kunststoffmaterial des Halterahmens 10 eingegossen bzw. geschäumt oder eingegossen. Der Kontaktstift 41 ist mit einem Draht 42 verbunden, der sich vertikal aufwärts erstreckt und dabei den oberen Schenkel 21 des Profils 20 passiert. Nahe der Rückseite der Abdeckscheibe 2 ist der Draht 42 abgewinkelt. Der Draht 42 geht über bzw. ist verbunden mit einer Anschlussfahne 43, die in den Seitenrand des Verbundmaterials eindringt, insbesondere in das rückseitig aufgebrachte Einkapselungsmaterial 4 eindringt, um seitlich eine Solarzelle 3 geeignet zu kontaktieren. Das Profil 20 kann auch aus einem Metall ausgebildet sein, beispielsweise als übliches Strangpressprofil.
Gemäß der 3 ist in der Umfangswand des Hohlraums 40 eine Riffelung 44 oder ein vergleichbares Formschlussgebilde ausgebildet, das beim Eingriff des vorstehend beschriebenen Steckers in eine korrespondierend ausgebildete Steckerbuchse mit einem korrespondierend ausgebildeten Formschlussgebilde, beispielsweise einer komplementären Riffelung 47, der komplementären Steckerbuchse zusammenwirkt, um die elektrische Steckverbindung abzudichten. Der Montagerahmen ist in der 3 schematisch mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet und soll aus Gründen der Übersichtlichkeit nachfolgend nur kurz beschrieben werden. Der Montagerahmen, der beispielsweise auf einem Dach oder einer Gebäudefassade montiert ist, umfasst eine Vielzahl von rahmenartigen Haltestrukturen in einer regelmäßigen Anordnung, in Entsprechung zu der Struktur des vorstehend beschriebenen Halterahmens, so dass von dem Montagerahmen gleichzeitig eine Mehrzahl von Photovoltaikmodulen, wie vorstehend beschrieben, in einer regelmäßigen Anordnung gehalten werden können. In den Montagerahmen sind an vorbestimmten Stellen, in Entsprechung zu den Stellen der mechanischen Verbindungsmittel an dem Halterahmen, zu den mechanischen Verbindungsmitteln der Photovoltaikmodule korrespondierend ausgebildete komplementäre Verbindungsmittel, beispielsweise korrespondierend ausgebildete Aufnahmen, vorgesehen, so dass die Photovoltaikmodule einfach in den Montagerahmen eingesteckt und durch Verrasten mit selbigen verbunden werden können. Gleichzeitig sind in dem Montagerahmen an vorbestimmten Stellen, in Entsprechung zu den Stellen, an denen in dem Halterahmen die elektrischen Verbindungsmittel vorgesehen sind, komplementäre elektrische Verbindungsmittel vorgesehen, so dass beim Einstecken eines Photovoltaikmoduls in den Montagerahmen automatisch auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
Wie in der 3 schematisch angedeutet, umfasst eine Steckerbuchse in dem Montagerahmen 34 eine Steckerstiftaufnahme 46, die mittig in einer Buchse 45 angeordnet ist, wobei die Aufnahme 46 mit einem elektrischen Verbindungselement, beispielsweise einem elektrischen Verbindungskabel, verbunden ist. Das Verbindungselement 48 ist mit einer angrenzenden Steckerbuchse verbunden, mit der ein benachbartes Photovoltaikmodul oder ein benachbarter Wechselrichter beim Einstecken in den Montagerahmen eine elektrische Verbindung eingeht. Somit wird über den Montagerahmen eine geeignete Verschaltung einer Mehrzahl von Photovoltaikmodulen und ggf. mindestens eines Wechselrichters bewerkstelligt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die vorstehend beschriebenen mechanischen Verbindungsmittel und die vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungsmittel auf einander gegenüberliegenden Längsseiten eines Photovoltaikmoduls an identischen Positionen vorgesehen. Dabei kann das Photovoltaikmodul eine quadratische oder rechteckförmige Grundform aufweisen. In dieser Konfiguration können die Photovoltaikmodule in unterschiedlichen Drehstellungen, beispielsweise unter 0°, 90°, 180° und 270°, in den Montagerahmen eingesteckt werden. Durch geeignete Wahl der Drehstellungen kann so eine geeignete Verschaltungsrichtung der Photovoltaikmodule bewerkstelligt werden.
Beim Einstecken eines Photovoltaikmoduls dienen die konischen Spitzen 31 der Verbindungsstifte gleichzeitig auch als Ausricht- bzw. Führungsmittel, um die Photovoltaikmodule in ihre geeigneten Stellungen zu führen bzw. dort auszurichten. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage der erfindungsgemäßen Photovoltaikmodule.
Nachfolgend wird anhand der 4a–4c beispielhaft ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Photovoltaikmodulen erläutert werden. Gemäß der 4a wird der eine transparente Abdeckscheibe 2 und die Solarzellen-Anordnung 3 umfassende Materialverbund auf den Boden 51 einer wannenförmigen Form 50 mit senkrecht von dem Boden abragenden Seitenwänden 52 eingebracht, so dass die Oberseite der Abdeckscheibe 2 auf dem Boden 51 anliegt. Zur Herstellung des Materialverbunds kann vorher auf die Rückseite der Abdeckscheibe 2 eine zugeschnittene Bahn EVA-Folie aufgelegt werden. Die Solarzellen werden beispielsweise im Vorfeld mittels Lötbändchen zu einzelnen Strängen verbunden und auf der Scheibe mit der EVA-Folie exakt positioniert. Anschließend werden die Querverbinder, die die einzelnen Stränge miteinander verbinden, positioniert und verlötet. Danach wird alles beispielsweise nacheinander mit einer zugeschnittenen EVA-Folie und einer Tedlar^®-Folie bedeckt. Als nächster Prozessschritt erfolgt das Laminieren des Moduls bei einem Unterdruck und etwa 150° Celsius. Beim Laminieren bildet sich so aus der bis dahin milchigen EVA-Folie eine klare, dreidimensional vernetzte und nicht mehr aufschmelzbare Kunststoffschicht, in der die Solarzellen eingebettet sind und die fest mit der Abdeckscheibe und der Rückseitenfolie verbunden ist. Alternativ kann anstelle der EVA-Folie auch eine Folie aus thermoplastischen Kunststoffen wie thermoplastischem Polyurethan (TPU) oder Polyvinylbutyral (PVB) eingesetzt werden oder können die Solarzellen auch in bekannter Weise eingegossen und mit der Abdeckscheibe verbunden werden. Anschließend wird das derart produzierte Halbzeug gemäß der 4a in eine beispielsweise wannenförmige Form 50 eingelegt.
Gemäß der 4a werden die C-förmigen Profile 20 beabstandet zu den Seitenwänden 52 der Form 50 angeordnet. Zu diesem Zweck können auf dem Boden 56 einer Gegenform 55 vertikal abragende Vorsprünge 59 als Abstandshalter zum vorübergehenden Halten der Profile 20 verwendet werden. Gemäß der 4b weist die Gegenform 55 einen zentralen, erhabenen Abschnitt 57 auf, der bei dicht geschlossener Form an der Rückseite des vorgenannten Materialverbunds anliegt. Somit wird nahe den Seitenwänden der geschlossenen Form ein im Querschnitt im Wesentlichen quaderförmiger umlaufender Kanal 61 ausgebildet, in dem die Profile 20 beabstandet zu den Innenumfangswänden des Kanals 61 angeordnet sind. Von dem erhabenen Abschnitt 57 ragt ein Vorsprung 60 ab, der zur Abformung des Spalts 7 auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls dient (vgl. 4a). Gemäß der 4b ist zwischen dem Seitenrand der Abdeckscheibe 2 und der Seitenwand 52 der Form 50 ein Spalt ausgebildet, der die Breite des oberen umlaufenden Rands 11 des Halterahmens vorgibt (vgl. 4c).
Der Halterahmen wird durch Auffüllen des umlaufenden Kanals 61 bei geschlossener Form ausgebildet, wobei die Prozessbedingungen an sich aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind und hier nicht ausführlicher angeführt werden sollen. Beispielhaft angeführt seien die Prozessbedingungen und Materialien, die in US 4,830,038 , US 5,008,062 , DE 198 14 652 A1 , DE 198 14 653 A1 und DE 202 20 444 U1 offenbart sind, wobei der Inhalt sämtlicher vorgenannter Druckschriften zu Offenbarungszwecken in die vorliegende Anmeldung ausdrücklich mit aufgenommen sei.
Schließlich wird so der im Querschnitt in der 4c wiedergegebene Halterahmen 10 ausgebildet, welcher die Abdeckscheibe und die Anordnung von Solarzellen 3 am Rand umlaufend dicht einfasst. Nach dem Entformen des Vorsprungs 59 (vgl. 4b) verbleibt im Bereich einer Öffnung 25 in dem unteren Schenkel 22 des Profils 20 ein zylindrischer Hohlraum 100, in dem beispielsweise ein mechanisches Verbindungsmittel, wie vorstehend beschrieben, aufgenommen werden kann.
Wie der 1 entnommen werden kann, können in den Halterahmen gleichzeitig auch weitere Bauelemente integriert werden (in der 1 durch das Bezugszeichen 70 angedeutet), beispielsweise ein Sensor, ein elektronisches Bauelement, beispielsweise ein Wechselrichter, oder eine elektronische Schaltung, beispielsweise eine Schaltung mit einer Bypass- bzw. Freilaufdiode oder ein Schaltkreis zur drahtlosen Nachrichtenübermittlung etc.

1: Photovoltaikmodul
2: Transparente Abdeckscheibe
3: Solarzelle
4: Einkapselungsmaterial
7: Aussparung
8: Verbindungsrand
10: Halterahmen
11: Oberer Umfangsrand
12: Abstützfläche
13: Stufe
14: Innenvorsprung
15: Innenrand
16: Unterseite
17: Rückseitige Umschäumung
18: Aussparung für mechanisches Verbindungsmittel
19: Aussparung für elektrisches Verbindungsmittel
20: Verankerungsmittel/Profilschiene
21: Oberer Schenkel
22: Unterer Schenkel
23: Öffnung für mechanisches Verbindungsmittel
24: Öffnung für elektrisches Verbindungsmittel
25: Öffnung für Abstandshalter 59
26: Vertikale Verankerungsstruktur/Verbindungsschenkel
30: Mechanisches Verbindungs- und Ausrichtelement
31: Konische Spitze
32: Rastausnehmung
33: Gewinde
34: Montagerahmen
40: Elektrischer Steckverbinder
41: Steckerstift
42: Elektrisches Verbindungselement/Draht
43: Anschlussfahne
44: Formschlusselement/Riffelung
45: Buchse
46: Steckerstiftaufnahme
47: Formschlusselement
48: Elektrisches Verbindungselement
50: Obere Formhälfte
51: Boden
52: Seitenwand
55: Untere Formhälfte
56: Flacher Seitenrand
57: Zentraler erhabener Bereich
58: Stufe
59: Abstandshalter
60: Umfangsvorsprung
61: Hohlraum
70: Elektronisches Bauelement/Schaltkreis
100: Hohlraum

Claims

Photovoltaikmodul, mit zumindest einer Solarzelle (3), die von einer transparenten Abdeckscheibe (2) abgedeckt ist und gegen Umwelteinflüsse in ein Kunststoffmaterial (4) eingekapselt ist, so dass Solarzelle bzw. Solarzellen (3) und Kunststoffmaterial (4) einen flächigen Materialverbund (2–4) bilden, sowie mit einem Halterahmen (10), der den Materialverbund am Rand zumindest abschnittsweise einfasst und diesen hält, wobei: der Halterahmen (10) aus einem elastomeren Kunststoff ausgebildet ist; in den Halterahmen (10) zumindest ein elektrisches Verbindungsmittel (40–43) zum elektrischen Kontaktieren der zumindest einen Solarzelle (3) integriert ist; dadurch gekennzeichnet, dass an dem Halterahmen (10) mechanische Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) zum Ausrichten an und/oder Verbinden mit einem zugeordneten Montagerahmen (34) vorgesehen sind und dass in den Halterahmen (10) ferner ein Verankerungsmittel (20) integriert ist, um ein Ausreißen der Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) aus bzw. von dem Halterahmen (10) zu verhindern.
Photovoltaikmodul nach Anspruch 1, wobei sich das Verankerungsmittel (20) zumindest abschnittsweise entlang von Längsseiten des Photovoltaikmoduls (1) erstreckt und die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) in das Verankerungsmittel (20) eingreifen.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) von einer Unterseite des Halterahmens (10) bevorzugt senkrecht abragen.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) größer ist als eine Öffnungsweite der elektrischen Verbindungsmittel (40–43).
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein vorderes Ende (31) der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) sich konisch verjüngend ausgebildet ist und/oder an diesem ein Verbindungs- oder Kopplungsmittel, insbesondere eine Rastausnehmung (31), zum Verbinden oder Koppeln mit einer korrespondierend ausgebildeten Aufnahme des zugeordneten Montagerahmens (34) vorgesehen ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elastomere Kunststoff des Halterahmens (10) an dem Materialverbund (2–4) angeschäumt oder angespritzt ist.
Photovoltaikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei auf eine Rückseite des Materialverbunds (2–4) und/oder der Solarzelle (3) eine Schicht (17) aus dem elastomeren Kunststoff einstückig mit dem Halterahmen (10) angeschäumt oder angespritzt oder angegossen ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halterahmen (10) mit einer bevorzugt umlaufenden Abstützfläche (12) zum Abstützen eines Umfangsrands der transparenten Abdeckscheibe (2) und einer sich an die Abstützfläche (12) anschließenden Stufe (13) ausgebildet ist, so dass zwischen einem Innenvorsprung (14) auf einer dem Materialverbund (2–4) zugewandten Oberseite des Halterahmens (10) und einer Rückseite des Materialverbunds (2–4) ein Spalt (7) ausgebildet ist, der sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckt.
Photovoltaikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Innenumfangswand der Stufe (13) einen Rand der zumindest einen Solarzelle (3) bzw. des Kunststoffmaterials (4) zumindest abschnittsweise einfasst und sich in zumindest einem Spalt (7) ein elektrischer Leiter, insbesondere eine Anschlussfahne (43), einwärts in das Kunststoffmaterial (4) hinein erstreckt, um die zumindest eine Solarzelle (3) mit einem zugeordneten elektrischen Verbindungsmittel (40–43) zu verbinden.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verankerungsmittel (20) eine Basisfläche (22) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zu einer von dem Materialverbund (2–4) aufgespannten Ebene erstreckt
Photovoltaikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verankerungsmittel (20) ferner eine davon im Wesentlichen senkrecht abragende Struktur (26) aufweist.
Photovoltaikmodul nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verankerungsmittel als zur Innenseite des Photovoltaikmoduls (1) offenes Hohlprofil (20) ausgebildet ist, das vollständig unterhalb der von dem Materialverbund (2–4) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
Photovoltaikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Hohlprofil (20) C-förmig ausgebildet ist und einen oberen Schenkel (21), der sich parallel zu einer von dem Materialverbund (2–4) aufgespannten Ebene erstreckt, und einen dazu beabstandeten und parallelen unteren Schenkel (22) aufweist, der die Basisfläche bildet.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei in der Basisfläche (22) zumindest eine Öffnung (24) ausgebildet ist, durch die hindurch sich ein Leiter- bzw. Kontaktstift (41) des jeweiligen elektrischen Verbindungsmittel erstreckt, der mit der zumindest einen Solarzelle (3) verbindet.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das jeweilige elektrische Verbindungsmittel (40–43) innerhalb eines in dem Halterahmen (10) ausgebildeten Hohlraums vorgesehen ist, auf dessen Innenumfangswand ein Formschlussgebilde (44) zur Kopplung, insbesondere abgedichteten Kopplung, mit einem komplementären Steckverbinder (45–47) des zugeordneten Montagerahmens (34) vorgesehen oder ausgebildet ist.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei in der Basisfläche (22) ferner eine Mehrzahl von Öffnungen (23) zur Kopplung bzw. Verbindung der mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) mit dem Verankerungsmittel (20) ausgebildet sind.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halterahmen (10) in Bereichen ohne mechanische Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) und elektrische Verbindungsmittel (40–43) abgeflacht ausgebildet oder mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Aussparung versehen ist.
Photovoltaikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Aussparung das Material des Halterahmens (10) auswärts durchgreift, um eine Öffnung zur Hinterlüftung der zumindest einen Solarzelle auszubilden.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Halterahmen (10) ferner ein Sensor und/oder ein elektronisches Bauelement (70), insbesondere ein Wechselrichter, und/oder zumindest eine elektronische Schaltung (70), insbesondere mit einer Bypass- bzw. Freilaufdiode, integriert ist bzw. sind.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mechanischen Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) und/oder die elektrischen Verbindungsmittel (40–43) auf einander gegenüberliegenden Längsseiten des rechteckförmigen oder quadratischen Photovoltaikmoduls (1) an identischen Positionen vorgesehen sind, so dass das Photovoltaikmodul in unterschiedlichen Drehstellungen an dem zugeordneten Montagerahmen (34) anordenbar, insbesondere mit diesem koppelbar, ist.
Photovoltaiksystem mit einer Mehrzahl von Photovoltaikmodulen (1) und zumindest einem, bevorzugt einem, Montagerahmen (34), auf den mehrere Photovoltaikmodule (1) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind, wobei der Montagerahmen (34) eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungsmitteln (46), insbesondere von elektrischen Steckverbindern, aufweist, die jeweils komplementär zu den elektrischen Verbindungsmitteln (40–43) der Photovoltaikmodule ausgebildet sind, und die Photovoltaikmodule (1) so auf den Montagerahmen (34) montiert sind, dass jeweils zwei benachbarte Photovoltaikmodule durch Kopplung eines jeweiligen elektrischen Verbindungsmittels mit einem elektrischen Verbindungsmittel (46) des Montagerahmens (34) unmittelbar miteinander elektrisch verbunden sind.
Photovoltaiksystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an dem Montagerahmen (34) ferner eine Mehrzahl von korrespondierend ausgebildeten Ausricht- und/oder Verbindungsmitteln vorgesehen sind, die mit zugeordneten Ausricht- und/oder Verbindungsmitteln (30) der Photovoltaikmodule (1) zusammenwirken.
Photovoltaiksystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikmodule (1) wahlweise in unterschiedlichen Drehstellungen auf den Montagerahmen (34) montiert sind, um eine geeignete elektrische Verschaltung der Photovoltaikmodule in Entsprechung zu deren jeweiliger Drehstellung zu ermöglichen.
Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls (1), das zumindest eine Solarzelle (3), die von einer transparenten Abdeckscheibe (2) abgedeckt ist und gegen Umwelteinflüsse in ein Kunststoffmaterial (4) eingekapselt ist, so dass Solarzelle bzw. Solarzellen (3) und Kunststoffmaterial einen flächigen Materialverbund (2–4) bilden, und einen Halterahmen (10) aufweist, der den Materialverbund am Rand umlaufend dicht einfasst und diesen hält, zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer Form (50, 55) zum Aufnehmen des Materialverbunds (2–4) und zum Einbringen des Materialverbunds (2–4) in die Form, wobei in der Form zumindest ein sich an die Rückseite des Materialverbunds anschließender Kanal (61) ausgebildet ist, der sich in Umfangsrichtung der Form erstreckt, und wobei in oder an dem jeweiligen Kanal (61) eine Mehrzahl von Gebilden (59) vorgesehen sind; Bereitstellen von zumindest einem elektrischen Verbindungsmittel (41–43) innerhalb zumindest eines Kanals (61), um die zumindest eine Solarzelle (3) zu kontaktieren; Einbringen eines Verankerungsmittels (20) in den jeweiligen Kanal (61), dergestalt, dass das Verankerungsmittel beabstandet zu Innenumfangswänden des Kanals (61) angeordnet ist; und Auffüllen des Kanals (61) mit einem Polymer, um einen Halterahmen (10) aus dem elastomeren Kunststoff auszubilden, so dass zumindest ein elektrisches Verbindungsmittel (40–43) und das Verankerungsmittel (20) in den Halterahmen (10) integriert werden und die Ausricht- und/oder Verbindungsmittel (30) oder Aufnahmen (18, 100) zum Aufnehmen derselben in dem Halterahmen (10) unmittelbar durch die Gebilde (59) ausgebildet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gebilde als Vorsprünge (59) ausgebildet sind, die in den Kanal (61) hineinragen, wobei die Vorsprünge ausgelegt sind, um das Verankerungsmittel (20) beabstandet zu den Innenumfangswänden des Kanals in dem Kanal (61) zu halten.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Kanal (61) ferner zumindest ein Gebilde zum Ausbilden eines Hohlraums (40) des jeweiligen elektrischen Verbindungsmittels (41) hineinragt und das Gebilde dergestalt ausgebildet ist, dass auf einer Innenumfangswand des Hohlraums (40) beim Auffüllen den Kanals (61) mit dem Polymer ein Formschlussgebilde (44) zur Kopplung, insbesondere abgedichteten Kopplung, mit einem komplementären Steckverbinder (45–47) abgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei die Form (50, 55) so bereitgestellt wird, dass beim Auffüllen des Kanals (61) eine Rückseite des Materialverbunds (2–4) und/oder der Solarzelle (3) mit einer Polymerschicht (17) bedeckt wird, die einstückig mit dem Halterahmen (10) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei der Materialverbund (2–4) so in den Kanal (61) eingebracht wird, dass zwischen einem Seitenrand der transparenten Abdeckscheibe (2) und einer Innenumfangswand des Kanals (61) ein Spalt ausgebildet ist, der zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei vor dem Auffüllen des Kanals (61) mit dem Polymer in diesen ferner ein Sensor und/oder ein elektronisches Bauelement (70), insbesondere ein Wechselrichter, und/oder zumindest eine elektronische Schaltung (70), insbesondere mit einer Bypass- bzw. Freilaufdiode, eingebracht wird bzw. werden, um in den Halterahmen integriert zu werden.