DE102006019638A1 - Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit dehnbaren Konstruktionselementen zur Verbindung der Solarzellen untereinander. Aufgabe ist es, neuartige Leitungsverbinder zu schaffen, dass alle im Leitungsverbinder möglichen Zug- und Druckbelastungen so minimiert werden können, dass die Materialspannungen die Fließgrenze des Materials des Leitungsverbinders nicht überschreiten. Erfindungsgemäß besteht der Leitungsverbinder 4 aus besonders konstruktiv ausgebildeten dehnbaren Konstruktionselementen. In neuer Art und Weise ist der Leitungsverbinder 4 aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement 1 ausgebildet. An diesem Trägerelement 1 sind mindestens zwei Zuleitungen 2 spitzwinkling angeordnet. An den Enden dieser Zuleitungen 2 ist mindestens je eine Kontaktfläche 3 angeordnet. Diese Kontaktflächen 3 sind jeweils mit den Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 zweier benachbarter Solarzellen 11 und 12 stoffschlüssig verbunden. Es sind auch anders konstruktiv geformte Leitungsverbinder 5, 6, 7 möglich. Dabei sind diese so ausgebildet, dass die Leitungsverbinder 5, 6, 7 bezüglich der Linie, die die Mittelpunkte der jeweiligen Kontaktflächen 3 verbinden, seitlich auskragend aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement nach der Art 9 oder 10 oder 11 besteht, wobei die bandartigen Trägerelemente 9, 10, 11 an ihren engen Biegungen verbreitert und/oder verdickt ausgebildet sind. Die Zuleitungen 2 sind hierbei relativ kurz ...

Description

  • Die Erfindung betrifft Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit dehnbaren Konstruktionselementen zur Verbindung der einzelnen Solarzellen innerhalb eines plattenförmigen Solarmoduls.
  • Es sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Leitungsverbindern für die Verbindung von einzelnen Solarzellen untereinander bekannt. So ist aus der DE 102 35 048 A1 ein Solarzellenverbinder mit einer Ausgleichssektion beschrieben, wobei die Ausgleichssektion eine rahmenförmige Struktur besitzt und innerhalb der rahmenförmigen Struktur eine Ausnehmung angeordnet ist. Durch die geschlossene Rahmenstruktur sollen Spannungsspitzen im Material verhindert werden. Allerdings ist dieser konstruktive Aufbau mechanisch fest ausgelegt und es sind bei dieser Konstruktion trotzt der mittigen Ausnehmung keinerlei federnde Eigenschaften einzelner Teile möglich.
  • Aus der EP 1 126 558 A2 ist ein besonders federnder, von der Seite aus betrachtet, z-förmiger Solarzellenverbinder bekannt, der eine feingliedrige Struktur besitzt. Seine Konstruktion ist allerdings relativ aufwendig und er überschreitet in der Höhe die obere Kante der untereinander zu verbinden Solarzellen, d. h. das Einbettungsmaterial muss an dieser Stelle zusätzlich weiter ausgespart sein. Deshalb benötigt dieser Solarzellenverbinder um seine volle Wirksamkeit zu erreichen einen besonders großen Platzbedarf. Die Herstellung eines solchen Solarzellenverbinders ist zudem relativ aufwändig und seine automatisierte Installation einschließlich der Kontaktierung mit den Kontaktflächen der Solarzellen ist nur schwer beherrschbar.
  • Die EP 1 037 309 A2 beschreibt einen anderen flachbauenden Solarzellenverbinder, der gleichfalls federnde Eigenschaften haben soll. Allerdings treten an den Kontaktstellen zwischen Kontaktflächen der Solarzelle Kontaktflächen der Solarzellenverbinder Torsionskräfte auf, da die Solarzellenverbinder relativ breit ausgebildet sind und federnde Eigenschaften eher nicht zu erwarten sind. Auch dieser Solarzellenverbinder minimiert die Materialspannungen nur unerheblich und es kann nach relativ kurzer Einsatzzeit bei großen Temperaturschwankungen zu einen Abreisen der Kontakte kommen.
  • Die US 2005/0022857 A1 beschreibt ebenfalls einen in gewissen Grenzen federnden Solarzellenverbinder. Seine federnden Eigenschaften erhält dieser Solarzellenverbinder allein durch seine gekrümmte Ausbildung. Allerdings überragt diese gekrümmte Ausführung die obere Grenze (aktive Oberfläche) der Solarzellen, was letztlich zu zusätzlichen Aufwendungen im Einbettungsmaterial führt.
  • Die JP 2001-30999 A beschreibt einen weiteren einfachen gekrümmten Solarzellenverbinder für einen Raumflugkörper, der wiederum über die Obere Grenzfläche der einzelnen Solarzellen hinaus ragt. Insofern gelten für diese Ausführung ebenfalls die gleichen Nachteile, wie für die vorstehend aufgeführte US-Schrift.
  • In der JP 2005-191479 A wird ein massiv ausgebildeter flacher bandartiger Solarzellenverbinder beschrieben, der sich über die gesamte Breite des Schlitzes, der zwischen zwei benachbarten Solarzellen ausgebildet ist, erstreckt. Dieser Solarzellenverbinder besitzt allerdings keinerlei federnde Eigenschaften. Um überhaupt eine dauerhafte Gewährleistung der Kontaktierung zu ermöglichen, ist er sehr breit ausgeführt und besitzt relativ viele Kontaktstellen mit den zu kontaktierenden Kontaktflächen der einzelnen jeweils benachbarten Solarzellen. Er kann sowohl zur Verbindung zweier Vorderseiten (Vorder-Vorderseitenkontakt) oder auch zur Verbindung eines Vorder-Rückseitenkontaktes von benachbarten Solarzellen eingesetzt werden. Aber bei dieser Ausführung wird bei längerer Zug- und Druckbelastung die Elastizitätsgrenze des Leitungsverbindungsmaterials ebenfalls überschritten, so das es zur Zerstörung der Kontaktierung kommen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, neuartige Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarzellen zu schaffen, die alle im Leitungsverbinder möglichen Zug- und Druckbelastungen, die insbesondere durch Temperaturschwankungen hervorgerufen werden, so zu minimieren, dass die Materialspannungen die Fließgrenze des Materials des Leitungsverbinders nicht überschreiten und eine hohe Lebensdauer der Verbindungen erreicht werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten und vierten Patentanspruchs gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren rückbezüglichen Unteransprüche. Der erfindungsgemäße Leitungsverbinder 4 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen besteht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, aus dehnbaren Konstruktionselementen. In neuer Art und Weise ist der Leitungsverbinder 4 aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement 1 ausgebildet. An diesem Trägerelement 1 sind mindestens zwei Zuleitungen 2 (in Abhängigkeit von der Zahl der angeordneten und zu verbindenden Kontaktstellen 3 der Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 der nebeneinander angeordneten Solarzellen 11 und 12) spitzwinklig angeordnet. Dabei ist die Mittellinie der Zuleitungen 2 an die Mittellinie des bogenförmigen bandartigen Trägerelements 1 spitzwinklig angelegt. An den Enden dieser Zuleitungen 2 ist dabei mindestens je eine Kontaktfläche 3 angeordnet. Diese Kontaktflächen 3 sind jeweils mit den Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 zweier benachbarter Solarzellen 11 und 12 stoffschlüssig verbunden. Aufgrund der erheblichen Temperaturunterschiede von bis zu 135 Kelvin, denen die plattenförmigen Solarmodule 13 aufgrund ihres Einsatzes ausgesetzt sind, werden die unterschiedlichen Ausdehnungen von Deck- und Rückseitenmaterial und Solarzellenmaterial bedeutsam, d. h. zwischen den einzelnen Solarzellen 11, 12 und dem diese umgebenden Einbettungsmaterial. Als vorderseitiges Material eines plattenförmigen Solarmoduls 13 ist in der Regel eine Glasplatte angeordnet. Rückseitig ist eine mehrlagige Kunststofffolie oder eine weitere Glasplatte angeordnet. Es sind weitere Vorder-Rückseiten Materialkombinationen realisierbar, wie z. B. vorderseitig eine transparente Folie, rückseitig Aluminiumplatten, Kunststoffplatten oder auch andere Materialien. Deshalb werden die Leitungsverbinder erheblich je bei niedriger Umbebungstemperatur gestaucht oder bei hoher Umgebungstemperatur sehr stark gedehnt. Überschreitet diese Belastung die Fließgrenze (Elastizitätsgrenze) des Materials aus denen die Leitungsverbinder 4, 5, 6, oder 7 bestehen, kann es bereits nach relativ kurzer Einsatzdauer zu Schäden an den Leitungsverbindern 4, 5, 6 oder 7 kommen, die zur Unterbrechung der Solarzellenverschaltung und damit zum Totalausfall des Solarmoduls führen können.
  • Die Aufgabe kann auch erfindungsgemäß mit weiteren Leitungsverbindern für Solarzellen so gelöst werden, dass die Leitungsverbinder nach der Art 5 oder 6 oder 7 ausgebildet sind, wobei der Leitungsverbinder 5, 6, 7 bezüglich der Linie, die die Mittelpunkte der jeweiligen Kontaktflächen 3 verbinden, seitlich auskragend aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement nach der Art 9 oder 10 oder 11 besteht, wobei die bandartigen Trägerelemente 9, 10, 11 an ihren engen Biegungen verbreitert und/oder verdickt ausgebildet sind, wobei die Zuleitungen 2 relativ kurz ausgebildet sein können und an den Zuleitungen 2 mindestens je eine Kontaktfläche 3 angeordnet sind.
  • Beide erfindungsgemäßen Ausführungen der Leitungsverbinder 4 bzw. 5, 6, oder 7 haben den Vorteil, dass diese neuartigen Leitungsverbinder 4, bzw. 5, 6 oder 7 aufgrund ihrer konstruktiv feingliedrigen Ausbildung besonders federnd wirken. Diese Art von Leitungsverbinder unterschreiten die allgemein in Leitungsverbindern auftretenden Materialspannungen erheblich, so dass die Fließgrenze des Leitungsverbindungsmaterials, in der Regel verzinntes Kupfermaterial, nicht erreicht wird. Bei dieser Ausbildung bleiben sogar noch erhebliche Reserven, so dass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Leitungsverbinder sehr stark gesenkt werden kann. Insgesamt führt dies zu einer Erhöhung der Lebensdauer der einzelnen Kontakte der einzelnen Solarzellen untereinander und damit zu einer Verbesserung der Gesamtenergiebilanz solcherart plattenförmiger Solarmodule.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Leitungsverbinder 4 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit einem linear gebogene bandartige Trägerelement aus einem sinusförmig gebogenen bandartigen Trägerelement 1 besteht, an dem mindestens zwei Zuleitungen 2 spitzwinklig angeordnet sind und diese an ihren Enden mindestens je eine Kontaktfläche 3 besitzen.
  • Bevorzugt ist dieser sinusförmige Leitungsverbinder 4 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen konstruktiv so ausgelegt, dass das sinusförmig gebogene bandartige Trägerelement 1 entsprechend der Winkelfunktion
    Figure 00040001
    ausgebildet ist.
  • Bei dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der neuartigen Leitungsverbinder 4 erfolgt eine weitgehende Minimierung der Spannungen, da die Zuleitungen 2 über ihre Länge hinweg sehr gute federnde Eigenschaften entwickeln und in den kritischen Bereichen der spitzwinkligen Anbindungen der Zuleitungen 2 an das sinusförmiges Trägerelement 1 nahezu keinerlei Materialbelastungen mehr auftreten. Die Elastizitätsgrenze des Leitungsverbindungsmaterials wird weit unterschritten. Diese Ausbildung eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders 4 kann auch sehr große Zug- und Druckbelastungen, wie sie insbesondere bei extremen Einsatzorten eines plattenförmigen Solarmoduls (oft wechselnde sehr große Temperaturschwankungen) auftreten, sehr lange ohne Verbindungsbruch überstehen.
  • Da bei einem plattenförmigen Solarmodul üblicherweise eine Vielzahl von einzelnen nebeneinander angeordneten Solarzellen 11, und 12 angeordnet sind, bzw. die Solarzellen 11, 12 flächenmäßig immer größer werden, sind pro nebeneinander angeordneten Solarzellen 11 und 12 jeweils mehrere Kontaktierungsflächen der Solarzelle 14 seitlich nach außen geführt. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn für mehrere untereinander verschaltete Solarzellen bzw. flächenmäßig große Solarzellen 11, 12 zwei oder mehreren hintereinander gekoppelte gebogene bandartige Trägerelemente 1 mit einer entsprechend angeordneten Anzahl von Zuleitungen untereinander verbunden sind, so dass ein einziger durchgehender Leitungsverbinder 15 aus einzelnen erfindungsgemäßen Leitungsverbindern 4 gebildet wird.
  • Andere erfindungsgemäße Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen in der Art nach 5, 6 oder 7 bestehen demzufolge ebenfalls aus zwei oder mehreren hintereinander gekoppelten gebogenen bandartigen Trägerelementen 8, 9 oder 10, wobei die Leitungsverbinder 5, 6 oder 7 mittels eines Verbindungsbandes 16 untereinander formschlüssig verbunden und beabstandet gekoppelt sind.
  • In Abhängigkeit von der konstruktiven Auslegung der einzelne Solarzellen und der Zahl der Kontaktierungsflächen der Solarzelle 14 ist es auch möglich, dass am Leitungsverbinder 4, 5, 6, 7 mehrere Zuleitungen 2 mit mindestens je einer Kontaktflächen 3 am Trägerelement 1, 8, 9, 10 angeordnet sind.
  • Die Kontaktflächen 3, die an den Enden der Zuleitungen 2 des erfindungsgemäßen Leitungsverbinders 4, 5, 6 oder 7 angeordnet sind, können wahlweise quadratisch, rechteckförmig, trapezförmig, kreisförmig oder dreieckförmig ausgebildet sein.
  • Es ist auch für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft die Zuleitungen 2 der Leitungsverbinder 4, 5, 6, 7 räumlich bogenförmig gekrümmt anzuordnen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die benachbarten Solarzellen 11, 12 von der Vorderseite nach der Rückseite zu verbinden sind (Vorderseiten-Rückseitenkontakt).
  • In diesem speziellen Fall beim Vorderseiten-Rückseitenkontakt können die Kontaktflächen 3 gegenüber den Zuleitungen 2 der Leitungsverbinder 4, 5, 6 oder 7 räumlich abgewinkelt angeordnet sein.
  • Es ist auch denkbar an den Enden der Zuleitungen 2 der Leitungsverbinder 4, 5, 6 oder 7 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen an jedem Ende der Zuleitungen 2 zwei Kontaktflächen 3 anzuordnen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Leitungsverbinder 4 bzw. die Aneinanderreihung mehrerer zu einem durchgehenden Leitungsverbinder 15 punksymmetrisch zu seinem Flächenschwerpunkt ausgebildet ist.
  • In einer speziellen Ausbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbinder 4, 5, 6 oder 7 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen ist die Breite der Zuleitungen 2 kleiner, gleich der Breite der jeweils zugeordneten Trägerelemente 1, 8, 9 oder 10.
  • Bevorzugt ist die Breite der Kontaktflächen 3 der Leitungsverbinder 4, 5, 6 oder 7 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen größer, gleich der Breite der Zuleitungen 2 ist. Dadurch können beim automatischen Kontaktieren Toleranzen problemlos ausgeglichen werden.
  • Die erfindungsgemäßen Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen sollen nachstehend in verschiedenen Beispielen an Hand der 1 bis 8 näher erläutert werden.
  • 1 zeigt einen Leitungsverbinder 4 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit einem sinusförmig gebogenen bandartigen Trägerelement 1
  • 2 zeigt einen C-Leitungsverbinder 5 mit einem C-Trägerelement 8
  • 3 zeigt mehrere C-Leitungsverbinder 5, die mit einem Verbindungsband 16 gekoppelt sind
  • 4 zeigt einen E-Leitungsverbinder 6 mit einem E-Trägerelement 9
  • 5 zeigt einen ω-Leitungsverbinder 7 mit einem ω-Trägerelement 10
  • 6 zeigt mehrere sinusförmige Leitungsverbinder 4, die mit einem durchgehenden Leitungsverbinder 15 gekoppelt sind
  • 7 zeigt die Seitenansicht eines plattenförmigen Solarmoduls 13 mit einem gebogener Leitungsverbinder 20
  • 8 zeigt die Seitenansicht eines plattenförmigen Solarmoduls 13 mit einem abgewinkelter Leitungsverbinder 21
  • Die erfindungsgemäße Ausführung eines gebogenen bandartigen Trägerelements 1 für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen gemäß 1 zeigt eine sinusförmig gebogenen Leitungsverbinder 4. Die Mittellinie des Leitungsverbinders 4 folgt dabei einer Sinusfunktion, die von einer bestimmten Amplitude a gekennzeichnet ist. Der Leitungsverbinder 4 besitzt eine Länge b, die einer Periode der Sinusfunktion entspricht. In seiner Mitte, das bedeutet bei seiner halben Länge b/2 sind zwei quadratische Kontaktflächen 3 angeordnet. Der Abstand c der Mittelpunkte der Kontaktflächen entspricht dabei dem Abstand der Auflagepunkte der Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 zweier benachbarter Solarzellen 11 und 12. Sie sind bezogen auf die Mittellinie symmetrisch angeordnet. Die Kontaktflächen 3, die an den äußeren Enden der beiden Zuleitungen 2 angeordnet sind, werden formschlüssig mit den Kontaktierungsflächen der Solarzelle 14 verbunden. Die Zuleitungen 2 sind erfindungsgemäß spitzwinklig an dem sinusförmig gebogenen bandartigen Trägerelement 1 angeordnet. Eine Zuleitung 2 ist dabei der anderen gegenüber entgegengesetzt auf der anderen Seite des gebogenen bandartigen Trägerelements 1 so angeordnet, dass diese bezogen auf den Mittelpunkt punktsymmetrisch angeordnet sind. Die Zuleitungen 2 sind mit einem Radius r gebogen ausgeführt. Mittels der Variablen x kann man die einzelnen Punkte der Sinusfunktion ermitteln. Bei dieser erfindungsgemäßen sinusförmigen Gestaltung des neuartigen Leitungsverbinders 4 können die Spannungen, die auf das Material des Leitungsverbinders 4 wirken so verringert werden, dass die Zuleitungen 2 über ihre Länge hinweg sehr gute federnde Eigenschaften entwickeln. Dies führt dazu, dass in den kritischen Bereichen der spitzwinkligen Anbindungen der Zuleitungen 2 an das sinusförmiges Trägerelement 1 die Materialbelastungen (Zug- und Druckbelastungen), hervorgerufen durch die Temperaturschwankungen nicht mehr den Bereich der Fließgrenze des Leitungsverbindungsmaterials erreichen können, sondern sogar erheblich darunter liegen. Deshalb kann die Materialdicke und auch der Materialeinsatz für die erfindungsgemäßen Leitungsverbinder 4 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen erheblich reduziert werden kann.
  • In der 2 ist eine andere erfindungsgemäße Ausführung eines Leitungsverbinders 5 in Annäherung an den Buchstabens C des lateinischen Alphabets gezeigt. Dieser C-Leitungsverbinder 5 ist bezüglich der Linie, die die Mittelpunkte der jeweiligen Kontaktflächen 3 verbinden, seitlich auskragend aus einem gebogenen bandartigen C-Trägerelement 8 in der Form eines Buchstabens C ausgebildet, wobei das bandartige C-Trägerelement 8 an seinen engen Biegungen bevorzugt verbreitert und/oder verdickt ausgebildet ist. Das bedeutet die normale Breite des Trägerelements d ist an ihren Biegungen (im Bereich der Krümmungen des Buchstabens C) verbreitert und/oder verdickt ausgebildet. Am C-Trägerelement 8 sind wiederum zwei Zuleitungen 2 relativ kurz ausgebildet. An den Zuleitungen 2 sind zur Kontaktierung mit den Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 je eine Kontaktfläche 3 angeordnet.
  • In 3 sind mehrere C-Leitungsverbinder 5 abgebildet, die als Verbund geschaltet sind. Dazu sind die einzelnen C-Leitungsverbinder 5 in der Mitte der C-Trägerelemente 8 entlang einer gedachten Mittellinie mit einem Verbindungsband 16 untereinander stoffschlüssig gekoppelt. So entsteht eine Art Sammelschiene, die sowohl die benachbarten Solarzellen 11 und 12 untereinander kontaktiert als auch weitere daneben angeordnete Solarzellen eines großflächigen Solarmoduls 13 verbinden können und die gewonnene Energie nach außen ableitet.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist als E-Leitungsverbinder 6 in 4 gezeigt. Hier ist insbesondere verdeutlicht, dass in den Biegungen des E-Trägerelements 9 die Breite d des Trägerelements größer ist als an den geraden Teilen des E-Trägerelements 9, des der Form des Buchstabens E des lateinischen Alphabets angenäherten E-Leitungsverbinders 6.
  • 5 zeigt als eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen einen ω-Leitungsverbinder 7 mit einem ω-Trägerelement 10, der der Form des Buchstabens ω des griechischen Alphabets angenähert ist. Das ω-Trägerelement 10 geht nahtlos in die Zuleitungen 2 über, an deren Enden je eine quadratische Kontaktierungsfläche 3 angeordnet ist.
  • Diese drei erfindungsgemäßen Ausführungen der Leitungsverbinder 5, 6, oder 7 haben ebenfalls den Vorteil, dass die neuartigen Leitungsverbinder 5, 6 oder 7 aufgrund ihrer konstruktiv feingliedrigen Ausbildung besonders federnd wirken. Diese Art von Leitungsverbindern unterschreitet die allgemein im Material der Leitungsverbinder auftretenden Spannungen gleichfalls, so dass die Fließgrenze des Leitungsverbindungsmaterials erheblich unterschritten werden kann. Dies führt zu einer Erhöhung der Lebensdauer der einzelnen Kontakte der einzelnen Solarzellen untereinander und damit zu einer Verbesserung der Gesamtenergiebilanz solcherart plattenförmiger Solarmodule.
  • Die Aneinanderreihung mehrere einzelner Leitungsverbinder 4 zu einem durchgehenden Leitungsverbinder 15 ist in 6 schematisch gezeigt. Dabei sind mehrere einzelne sinusförmige Leitungsverbinder 4 untereinander durchgehend verbunden. In der Regel erfolgt die Kopplung stoffschlüssig. Dies kann aber auch bereits als ein einzelnes einstückiges Band von einer Rolle abgewickelt und dann automatisch jeweils links und rechts über die Kontaktflächen 3 mit den Kontaktierungsflächen der Solarzellen 14 kontaktiert werden. Dies erfolgt mittels automatisierten Punktschweissen. Hier sind als Beispiel nur zwei unmittelbar benachbarte Solarzellen 11 und 12 gezeichnet. Innerhalb eines plattenförmigen Solarmoduls sind eine Vielzahl neben- und hintereinander angeordnete Solarzellen verbunden und untereinander kontaktiert (nicht gezeichnet).
  • 7 zeigt ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht eines plattenförmigen Solarmoduls 13 mit einem gebogenen Leitungsverbinder 20 und 8 zeigt die Seitenansicht eines plattenförmigen Solarmoduls 13 mit einem abgewinkelten Leitungsverbinder 21, jeweils zum Verbinden der Vorderseitenkontakte der Solarzelle 11 mit den Rückseitenkontakt der benachbarten Solarzelle 12. Die benachbarten Solarzellen 11 und 12 sind in einem Einbettungsmaterial 19 eingebettet. Über dem Einbettungsmaterial 19 ist nach oben ein vorderseitiges Material 18 (klares Deckseitenmaterial) und als rückseitiges Material 17 (festes undurchlässiges Rückseitenmaterial) angeordnet. Vor allem durch die Biegung des gebogenen Leitungsverbinders 20 werden auftretende Zug- und Druckspannungen weitestgehend ausgeschlossen, bzw. gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt und durch geringere bzw. größere Durchbiegung des Leitungsverbinders 20 abgebaut, weshalb diese Bauweise bei Vorder-Rückseitenkontaktierung bevorzugt eingesetzt werden kann.
  • 1
    Trägerelement
    2
    Zuleitungen
    3
    Kontaktflächen
    4
    Leitungsverbinder
    a
    Amplitude des Solarzellenverbinders bezogen auf seine Mittellinie
    b
    Länge des Leitungsverbinders
    c
    Abstand der Kontaktflächen zweier benachbarter Solarzellen
    d
    Breite des Trägerelements
    r
    Radius der Zuleitungen 2
    x
    Variable für definierte Punkte auf dem Trägerelement
    5
    C-Leitungsverbinder
    6
    E-Leitungsverbinder
    7
    ω-Leitungsverbinder
    8
    C-Trägerelement
    9
    E-Trägerelement
    10
    ω-Trägerelement
    11
    Solarzellen
    12
    benachbarte Solarzelle
    13
    plattenförmiges Solarmodul
    14
    Kontaktierungsfläche der Solarzelle
    15
    durchgehenden Leitungsverbinder
    16
    Verbindungsband
    17
    rückseitiges Material
    18
    vorderseitiges Material
    19
    Einbettungsmaterial
    20
    gebogener Leitungsverbinder
    21
    abgewinkelter Leitungsverbinder

Claims (14)

  1. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit dehnbaren Konstruktionselementen dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbinder (4) aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement (1) besteht, an dem mindestens zwei Zuleitungen (2) spitzwinklig so angeordnet sind, dass die Mittellinie der Zuleitungen (2) an die Mittellinie des bogenförmigen bandartigen Trägerelements (1) spitzwinklig angelegt sind, und an ihren Enden der Zuleitungen (2) mindestens je eine Kontaktfläche (3) angeordnet ist.
  2. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das gebogene bandartige Trägerelement (1) aus einem sinusförmig gebogenen bandartigen Trägerelement (1) besteht, an dem mindestens zwei Zuleitungen (2) spitzwinklig angeordnet sind, die an ihren Enden mindestens je eine Kontaktfläche (3) besitzen.
  3. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sinusförmig gebogene bandartigen Trägerelement (1) entsprechend der Winkelfunktion
    Figure 00120001
    ausgebildet ist.
  4. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen mit dehnbaren Konstruktionselementen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungsverbinder (5, 6, 7) bezüglich der Linie, die die Mittelpunkte seiner Kontaktflächen (3) verbindet, seitlich auskragend aus einem gebogenen bandartigen Trägerelement (8, 9, 10) besteht, wobei das bandartige Trägerelement (8, 9, 10) an seinen engen Biegungen verbreitert und/oder verdickt ausgebildet ist, die Zuleitungen (2) relativ kurz ausgebildet sind und an den Zuleitungen (2) mindestens je eine Kontaktfläche (3) angeordnet ist.
  5. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbinder (4) aus zwei oder mehreren hintereinander gekoppelten gebogenen bandartigen Trägerelementen (1) besteht.
  6. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsverbinder (5, 6, 7) aus zwei oder mehreren hintereinander gekoppelten gebogenen bandartigen Trägerelementen (8, 9, 10) bestehen, wobei die Leitungsverbinder (5, 6, 7) mittels eines Verbindungsbandes (16) untereinander formschlüssig verbunden und beabstandet gekoppelt sind.
  7. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuleitungen (2) mit mindestens je einer Kontaktflächen (3) am Trägerelement (1, 8, 9, 10) angeordnet sind.
  8. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (3) quadratisch, rechteckförmig, trapezförmig, kreisförmig oder dreieckförmig ausgebildet sind.
  9. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebogener Leitungsverbinder (20) räumlich bogenförmig gekrümmt zwischen zwei benachbarten Solarzellen (11, 12) angeordnet ist.
  10. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein abgewinkelter Leitungsverbinder (21) zwischen zwei benachbarten Solarzellen 11, 12 angeordnet ist, so dass die Kontaktflächen (3) gegenüber den Zuleitungen (2) räumlich abgewinkelt angeordnet sind
  11. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 4, 7, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende der Zuleitungen (2) zwei Kontaktflächen (3) angeordnet sind.
  12. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbinder (4) punksymmetrisch zu seinem Flächenschwerpunkt oder symmetrisch zu einer seiner Hauptachsen ausgebildet ist.
  13. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 4, 7, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Zuleitungen (2) kleiner, gleich der Breite des Trägerelements ist.
  14. Leitungsverbinder für Solarzellen von plattenförmigen Solarmodulen nach Anspruch 1, 2, 4, 7, 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kontaktflächen (3) größer, gleich der Breite der Zuleitungen (2) ist.
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