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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Anschluss
an ein elektrisches Anschlusssystem eines Solarmoduls mit einem
Verbindergehäuse zur Anordnung an einer Außenfläche
des Solarmoduls und in dem Verbindergehäuse angeordneten
stromführenden Bauteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Solarmodul mit einer solchen Verbindungsvorrichtung.
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Zur
Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht werden photovoltaische
Solarmodule eingesetzt, die das Sonnenlicht direkt in elektrische Energie
umwandeln. Derartige Solarmodule bestehen im allgemeinen aus einer
Mehrzahl von einzelnen Solarzellen, die nebeneinander liegend zwischen
einer gemeinsamen vorderen Abdeckschicht und einer gemeinsamen rückseitigen
Abdeckschicht angeordnet und miteinander verschaltet sind. Weiterhin
ist an einem Solarmodul im allgemeinen eine Verbindungsvorrichtung,
beispielsweise in Form einer Anschlussbox, angeordnet, die auf der
der Sonnenseite abgewandten Rückseite des Solarmoduls befestigt
ist. Das elektrische Anschlusssystem eines Solarmoduls, insbesondere
die von den Solarzellen des Solarmoduls herausgeführten
Anschlussleitungen, beispielsweise in Form von Anschlussfolien, werden
in einer solchen Verbindungsvorrichtung mit entsprechenden Anschlusselementen
elektrisch leitend verbunden. Die Verbindungsvorrichtung kann neben
solchen Anschlusselementen auch weitere stromführende Bauteile
aufweisen, beispielsweise in Form von sogenannten Bypass-Dioden
und Steckverbinderkontakten. Mit letzteren können ein oder mehrere
externe Anschlusskabel an die Verbindungsvorrichtung angeschlossen
werden. Auf diese Weise kann von außen mittels Steckverbindern
oder externen Kabeln auf ein elektrisches Anschlusssystem eines
Solarmoduls zugegriffen werden. Innerhalb des Verbindergehäuses
erfolgt der Anschluss an das elektrische Anschlusssystem des Solarmoduls
beispielsweise durch Löten, Schrauben oder mittels Klemmen,
nachdem eine Anschlussfolie, beispielsweise in Form eines Flachbandes,
aus dem Solarmodul herausgeführt und in die Verbindungsvorrichtung
eingeführt wurde. Die so in eine Verbindungsvorrichtung
eingeführte Anschlussfolie wird beispielsweise manuell
auf einer Stromschiene festgeklemmt. Eine derartige manuelle Kontaktierung der
Anschlussfolien oder Flachbänder im Fertigungsprozess eines
Solarmoduls ist vergleichsweise zeitaufwendig und kostenintensiv.
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In
DE 10 2006 019 210
A1 ist eine Anschlussdosenanordnung für Solarmodule
und ein Verfahren zur Herstellung von Anschlussdosen für Solarmodule
beschrieben. Bei der dort beschriebenen Anschlussdosenanordnung
werden die Kontaktbahnenden durch einen Durchgang in einer der abdeckenden
Glasplatten des Solarmoduls nach außen geführt,
wobei über dem Durchgang eine Anschlussdose platziert wird,
die wenigstens ein dichtes Gehäuse mit darin angeordneten
Anschlusskontakten aufweist. Diese werden einerseits mit Solaranschlusskabeln
verbunden und stellen andererseits die Verbindung zu den Kontaktbahnenden
des Solarmoduls her, wenn die Anschlussdose auf der Glasplatte im
Bereich des Durchganges unlösbar befestigt wird. Insbesondere
wird im Durchgang der Glasplatte des Solarmoduls ein Einsatzteil
zur Führung, Zentrierung und Positionierung der Kontaktbahnenden
und/oder der Anschlussdose angeordnet, so dass die Anschlusskontakte
die Kontaktbahnenden umfassen und mehrfach kontaktieren.
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Diese
Anschlussdosenanordnung weist den Vorteil auf, dass diese vergleichsweise
montagefreundlich ausgebildet ist, da sie nur aus verhältnismäßig
wenigen Einzelteilen besteht und die einzelnen Montageschritte vergleichsweise
einfach vorgenommen werden können. Insbesondere ermöglicht die
Ausführung des Einsatzteils ein Umlegen der herausgeführten
Kontaktbahnenden um äußere Stege, die am Einsatzteil
vorgesehen sind, so dass die Anschlusskontakte die herausgeführten
Kontaktbahnenden doppelseitig kontaktieren, wobei ein Trennsteg
zwischen den Kontaktierungsstegen gewährleistet, dass die
Anschlussdose nur dann auf der Glasplatte befestigt werden kann,
wenn sie genau positioniert ist.
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Ein
Nachteil der beschriebenen Anschlussdosenanordnung besteht darin,
dass die Anschlusskontakte über die Kontaktbahnenden geführt
werden, die um einen jeweiligen Steg gelegt sind, wobei sich hierbei
die Kontaktbahnenden verschieben können, bis der jeweilige
Anschlusskontakt in seiner endgültigen Stellung fixiert
ist. Dies resultiert im Wesentlichen daraus, dass der jeweilige
Anschlusskontakt zur Herstellung der Kontaktierung über
das entsprechende herausgeführte Kontaktbahnende gestülpt und
unter Ausübung von Kontaktierungsdruck entlang der Kontaktbahn
bewegt wird, wodurch sich diese verschieben kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine vergleichsweise
einfache Platzierung und Kontaktierung der Verbindungsvorrichtung
mit einem Anschlusssystem eines Solarmoduls bei gleichzeitig erhöhter
Kontaktsicherheit ermöglicht ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung
ein Solarmodul gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
15.
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Die
erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung weist
ein Verbindergehäuse zur Anordnung an einer Außenfläche
eines photovoltaischen Solarmoduls sowie in dem Verbindergehäuse
angeordnete stromführende Bauteile auf, die wenigstens
einen Kontakt aufweisen zur Verbindung mit einem aus dem Solarmodul
herausgeführten Leiter des elektrischen Anschlusssystems.
Weiterhin ist eine innerhalb des Verbindergehäuses anordenbare
Anschlussvorrichtung zur Positionierung des aus dem Solarmodul herausgeführten
Leiters vorgesehen, wobei die Anschlussvorrichtung und der Kontakt
derart zueinander anordenbar sind, dass der Kontakt zur Kontaktierung
mit dem herausgeführten Leiter wenigstens teilweise an
dem herausgeführten Leiter entlang bewegt wird. Die Anschlussvorrichtung
weist eine Führungseinrichtung auf, die derart ausgestaltet ist,
dass der Kontakt zur Kontaktierung mit dem herausgeführten
Leiter zunächst am herausgeführten Leiter berührungslos
entlang geführt wird und in einer Endstellung den herausgeführten
Leiter kontaktiert.
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Die
Erfindung bietet dabei den Vorteil, dass der Kontakt, beispielsweise
in Form einer Kontaktfeder, erst mit dem herausgeführten
Leiter des Solarmoduls in Kontakt kommt, wenn der Kontakt seine endgültige
Stellung erreicht hat. Dies wird durch die Führungseinrichtung
gewährleistet, die den Kontakt im Zuge der Kontaktierung
des herausgeführten Leiters zunächst an diesem
berührungslos entlang führt und gleichzeitig gewährleistet,
dass der Kontakt in seiner Endstellung den herausgeführten
Leiter kontaktiert. Somit wird erfindungsgemäß ein
Verschieben des herausgeführten Leiters des Solarmoduls
im Zuge der Kontaktierung mit einem Kontakt der Verbindungsvorrichtung
wirksam verhindert. Das erfindungsgemäße Konzept
erweist sich insbesondere als vorteilhaft für den Fall,
dass der herausgeführte Leiter als Anschlussfolie, beispielsweise
in Form eines Flachbandes, ausgeführt ist, die eine vergleichsweise
geringe Steifigkeit aufweist, wenn sie an der Anschlussvorrichtung
positioniert wird. Bedingt durch die geringe Eigensteifigkeit besteht
die Gefahr, dass die Anschlussfolie beim Kontaktieren mit einem
Kontakt der Verbindungsvorrichtung vergleichsweise leicht verschoben
wird. Dieser Gefahr wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Konzepts dadurch entgegengewirkt, dass mit Hilfe der Führungseinrichtung der
Kontakt zunächst am herausgeführten Leiter berührungslos
entlang geführt wird, bevor er in seiner Endstellung den
herausgeführten Leiter kontaktiert.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung weist die Anschlussvorrichtung
wenigstens eine Anlagefläche auf, an die der aus dem Solarmodul
herausgeführte Leiter anlegbar ist. Die Führungseinrichtung
ist derart ausgestaltet, dass der Kontakt zunächst mit
einem Abstand von der Anlagefläche und dem herausgeführten
Leiter geführt wird und in der Endstellung in Richtung
der Anlagefläche drückt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, bei der der Kontakt in der Endstellung den herausgeführten
Leiter umfasst. Hierbei ist die Führungseinrichtung derart
ausgestaltet, dass der Kontakt zunächst aufgeweitet wird,
um am herausgeführten Leiter berührungslos vorbeigeführt
zu werden. Beispielsweise ist der Kontakt als eine gebogene, insbesondere
U-förmig, halbkreisförmig oder Ω-förmig
ausgestaltete Kontaktfeder mit gegenüberliegenden Längsseiten ausgebildet,
die in der Endstellung an wenigstens einer ihrer Längsseiten
den herausgeführten Leiter kontaktiert.
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Beispielsweise
weist die Anschlussvorrichtung wenigstens einen Steg auf, an den
der herausgeführte Leiter anlegbar ist, wobei die Führungseinrichtung
an einem dem Kontakt zugewandten Ende des Steges angeordnet ist.
Mit Vorsehen eines solchen Steges lässt sich der herausgeführte
Leiter vergleichsweise einfach platzieren, indem der Leiter über
den Steg geführt und um den Steg gelegt wird, so dass der
Kontakt den herausgeführten Leiter beidseitig kontaktieren
kann.
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Die
Führungseinrichtung kann als ein Vorsprung, eine Verdickung
oder eine Auswölbung an einem dem Kontakt zugewandten Ende
des Steges ausgestaltet sein. Ein solcher Vorsprung, bzw. eine solche
Verdickung oder Auswölbung kann eine Führungsfläche
aufweisen, an der der Kontakt zur Kontaktierung mit dem herausgeführten
Leiter zunächst am herausgeführten Leiter berührungslos
vorbeigeführt wird. Beispielsweise ist die Führungseinrichtung wulstartig
ausgebildet.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
Anschlussvorrichtung eine Grundfläche auf, mit welcher
die Anschlussvorrichtung an dem Solarmodul anlegbar und befestigbar
ist. Beispielsweise kann die Anschlussvorrichtung mit ihrer Grundfläche
an einer Außenseite des Solarmoduls angelegt und beispielsweise
durch Klebstoff aufgeklebt werden. Vorzugsweise weist die Anschlussvorrichtung
wenigstens einen quer, insbesondere senkrecht, zur Grundfläche
angeordneten Steg auf, an den der herausgeführte Leiter
anlegbar ist. Auf diese Weise ist eine einfache Platzierung und
Kontaktierung des herausgeführten Leiters ermöglicht.
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Um
das Verbindergehäuse sicher über der Anschlussvorrichtung
platzieren zu können, weist diese in einer Ausführungsform
wenigstens eine Positionierungseinrichtung auf zur Führung
und Positionierung des Verbindergehäuses, wenn dieses über der
Anschlussvorrichtung angeordnet und an dem Solarmodul angebracht
wird.
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Die
stromführenden Bauteile in dem Verbindergehäuse
können wenigstens eine Stromschiene umfassen mit einem
ersten Kontaktbereich zur Verbindung mit dem aus dem Solarmodul
herausgeführten Leiter und einem zweiten Kon taktbereich
zur Verbindung mit einem externen elektrischen Leiter, beispielsweise
eines Solaranschlusskabels. Hierbei kann der Kontakt im ersten Kontaktbereich
einteilig mit der Stromschiene ausgebildet sein. Die Stromschiene
ist beispielsweise aus einem Stanzteil gebildet und der Kontakt
als eine Kontaktfeder ausgebildet, die aus dem Stanzteil teilweise
herausgestanzt und gebogen ist.
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Zur
Kontaktierung eines mit der Stromschiene zu verbindenden Diodenbauelements
weist die Stromschiene in einer Ausführungsform einen dritten Kontaktbereich
auf, der insbesondere ebenfalls einteilig mit der Stromschiene geformt
sein kann. Weiterhin kann die Stromschiene derart ausgeführt
sein, dass diese im zweiten Kontaktbereich, der zur Verbindung mit
einem externen elektrischen Leiter vorgesehen ist, einteilig mit
einem Anschlusskontakt ausgebildet ist, der Teil einer Steckverbindungsvorrichtung
ist. Diese ist beispielsweise an einer der Stirnseiten des Verbindergehäuses
platziert. Mit Hilfe des einteilig ausgeformten Anschlusskontakts
kann die Stromschiene über eine einfache Steckverbindung
mit einem externen Anschlusskabel verbunden werden.
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Weitere
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnungen dargestellten
Figuren, die Ausführungsformen im Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht eines beispielhaften photovoltaischen
Solarmoduls, das mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung
verbunden ist,
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2 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung einer Unterseite eines Verbindergehäuses
mit darin angeordneten stromführenden Bauteilen gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
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3 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung einer Ausführungsform
einer Anschlussvorrichtung zur Positionierung von aus dem Solarmodul
herausgeführten Anschlussleitern, die innerhalb eines Verbindergehäuses
gemäß 2 angeordnet werden kann,
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4 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer auf einem beispielhaften
Solarmodul platzierten Anschlussvorrichtung gemäß 3,
an der ein herausgeführter Leiter des Solarmoduls platziert
ist.
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In 1 ist
eine schematische, nicht maßstabsgetreue Querschnittsdarstellung
eines photovoltaischen Solarmoduls gezeigt, das mit einer Verbindungsvorrichtung
in Form einer Anschlussdose oder einer Anschlussbox versehen ist.
Das Solarmodul 100 umfasst eine Schichtenanordnung mit
einer flächenartigen, bestrahlungsseitigen ersten Schicht 101,
die in Form einer Glasplatte oder einer folienartigen Schicht ausgeführt
sein kann. Weiterhin umfasst das Solarmodul 100 eine flächenartige,
der Bestrahlungsseite abgewandte zweite Schicht 103, die ebenfalls
in Form einer Glasplatte oder einer folienartigen Schicht ausgebildet
sein kann. In der vorliegenden Ausführungsform sind die
Schichten 101 und 103 als jeweilige Glasplatten
ausgeführt. Zwischen den beiden Schichten 101 und 103 befindet
sich mindestens eine Solarzelle 102 oder eine Anordnung aus
mehreren Solarzellen 102, die bei Bestrahlung mit Licht
aufgrund eines photovoltaischen Effekts elektrische Energie liefern.
Die Solarzelle(n) 102 ist/sind mit einem elektrischen Anschlusssystem 104 verbunden.
Dieses ist in 1 nur schematisch angedeutet
und dient insbesondere dazu, die Solarzelle(n) elektrisch zu verschalten
und mit der Außenwelt zu verbinden. Das elektrische Anschlusssystem 104 umfasst
beispielsweise eine Kupferfolie, welche einerseits elektrisch mit
der Rückseite der Solarzelle(n) 102 kontaktiert
ist und andererseits in einen oder mehrere elektrische Leiter 3 des
Solarmoduls übergeht oder mit wenigstens einem elektrischen
Leiter 3 des Solarmoduls verbunden ist, der beispielsweise
in Form einer Anschlussfolie oder eines Anschlussbändchens
ausgeführt und aus dem Solarmodul herausgeführt
ist. Über einen oder mehrere solcher Folienleiter 3 ist
das elektrische Anschlusssystem 104 des Solarmoduls 100 mit
einer externen Anschlussleitung 2, beispielsweise in Form
eines Solaranschlusskabels, verbindbar.
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Wie
weiter in 1 dargestellt, ist an der Rückseite
der Schicht 103, welche eine Außenfläche des
Solarmoduls bildet, eine Verbindungsvorrichtung 1, wie
im folgenden noch näher erläutert, befestigt, beispielsweise
durch Festkleben mittels Klebstoff 107. Weiterhin weist
die Schicht 103 eine Durchführungsöffnung 105 auf,
durch welche hindurch der elektrische Leiter 3 etwa in
Form eines Folienleiters zu der Verbindungsvorrichtung 1 geführt
werden kann.
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2 zeigt
eine Ausführungsform eines Verbindergehäuses 10,
wie es für eine Verbindungsvorrichtung 1 verwendet
werden kann, mit darin angeordneten beispielhaften stromführenden
Bauteilen. Eine weitere Komponente einer solchen Verbindungsvorrichtung
in Form einer Anschlussvorrichtung zur Positionierung von aus dem
Solarmodul herausgeführten Leitern ist anhand eines Ausführungsbeispiels
in den 3 und 4 näher dargestellt. Die
Zusammensetzung und Wirkungsweise der einzelnen in den 2 bis 4 dargestellten
Komponenten werden insbesondere in Zusammenschau der 2 bis 4 deutlich
und im Folgenden näher beschrieben.
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Die
Verbindungsvorrichtung 1, wie sie schematisch in 1 dargestellt
ist, wird in dieser Ausführungsform vornehmlich durch zwei
Hauptkomponenten gebildet, nämlich durch ein Verbindergehäuse 10 mit
darin angeordneten stromführenden Bauteilen und eine Anschlussvorrichtung 40,
die innerhalb des Verbindergehäuses 10 angeordnet
wird und zur Positionierung von aus dem Solarmodul herausgeführten
Leitern 3 dient. Die Anschlussvorrichtung 40 gemäß dieser
Ausführungsform ist plattenartig ausgestaltet und weist
an ihrer Unterseite eine Grundfläche 41 auf, mit
welcher die Anschlussvorrichtung 40 an einer Außenfläche
des Solarmoduls 100 angelegt und befestigt werden kann.
Beispielsweise kann die Anschlussvorrichtung 40 an ihrer
Grundfläche 41 mittels Klebstoff 107 an
der äußeren Schicht 103 des Solarmoduls 100 befestigt
werden, wie in 4 dargestellt. Die Anschlussvorrichtung 40 weist
darüber hinaus mehrere quer, insbesondere senkrecht zur Grundfläche 41 angeordnete
Stege 43 auf, an die ein jeweils herausgeführter
Leiter 3 angelegt werden kann. In diesem Zusammenhang ist
es grundsätzlich auch möglich, dass weniger oder
nur ein einzelner, durchgehender Steg vorgesehen ist, an den die
herausgeführten Leiter 3 angelegt werden. An einem solchen
durchgehenden Steg können mehrere Führungseinrichtungen 46 an
den entsprechenden Positionen für die jeweiligen herausgeführten
Leiter 3 vorgesehen sein.
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Wie
in 4 näher dargestellt, wird ein herausgeführter
Leiter 3 aus dem Solarmodul in näherungsweise
vertikaler Richtung herausgeführt und um den Steg 43 herum
gelegt. Beidseitig des Steges 43 ist eine Durchführungsöffnung 42 vorgesehen, durch
welche hindurch der Leiter 3 aus dem Solarmodul herausgeführt
werden kann.
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Wie
in 3 näher dargestellt, weist jeder Steg 43 eine
erste (vorderseitige) Anlagefläche 44 und eine
zweite (rückseitige) Anlagefläche 45 auf,
die eben ausgeführt sein können. Wie in Zusammenschau
mit 4 deutlich, wird der herausgeführte Leiter 3 mit
Umlegen um den Steg 43 sowohl an die Anlagefläche 44 als
auch an die Anlagefläche 45 angelegt, so dass
der Leiter 3 in vertikaler Richtung U-förmig aus
dem Solarmodul herausgeführt und kontaktierbar ist. Es
ist in diesem Zusammenhang auch möglich, dass der Leiter 3 lediglich
einseitig an nur eine der Anlageflächen 44, 45 des
Steges 43 angelegt wird, somit nur einseitig kontaktiert
wird.
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In
dem Verbindergehäuse 10 gemäß 2 sind
mehrere Stromschienen 21 bis 24 vorgesehen, deren
Ausführungsart und Anordnung nur beispielhaft anzusehen
ist und je nach Anforderung auch variieren kann. Insbesondere kann
je nach Anforderung die Anzahl der verwendeten Stromschienen variieren.
In einem ersten Kontaktbereich, in 2 beispielhaft
in Bezug auf die Stromschiene 21 mit Bezugszeichen 21a bezeichnet,
werden die jeweiligen Stromschienen mit einem entsprechenden aus
dem Solarmodul herausgeführten Leiter 3 verbunden.
In einem zweiten Kontaktbereich, beispielhaft in Bezug auf die Stromschiene 21 mit
Bezugszeichen 21b gekennzeichnet, werden die beiden äußeren
Stromschienen 21 und 24 mit einem externen elektrischen Leiter
verbunden, beispielsweise einem elektrischen Leiter eines oder mehrerer
Anschlusskabel 2, wie in 1 gezeigt. Über
die am Verbindergehäuse 10 angeordneten Leiterdurchführungen 13 können
die beiden äußeren Stromschienen 21 und 24 mit
jeweiligen Anschlusskabeln 2 verbunden werden. Die beiden
in der Mitte befindlichen Stromschienen 22 und 23 werden
in ihren ersten Kontaktberei chen lediglich mit einem entsprechenden
herausgeführten Leiter 3 des Anschlusssystems
des Solarmoduls verbunden.
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In
diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich auch möglich,
dass die Stromschienen 21 und 24 sowie die Anschlussdurchführungen 13 in
der Mitte des Verbindergehäuses 10 angeordnet
sind, während die Stromschienen 22 und 23 in
dem rechten und linken Randbereich des Verbindergehäuses 10 angeordnet
sein können. In einer weiteren Ausführungsform
ist es möglich, dass bei Bedarf und je nach Anforderung
nur zwei der Stromschienen 21 bis 24 in dem Verbindergehäuse 10 vorgesehen
sind. Die Stromschienen 21 bis 24 sind beispielsweise
an einem entsprechenden Rastelement in dem Verbindergehäuse 10 verrastet,
oder anderweitig befestigt.
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Ein
jeweiliger zur Kontaktierung eines herausgeführten Leiters 3 vorgesehener
Kontakt 51, der beispielsweise in Form einer Kontaktfeder
ausgeführt ist, ist mit einer der Stromschienen 21 bis 24 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der jeweilige Kontakt 51 einteilig
mit der entsprechenden Stromschiene 21 bis 24 ausgebildet.
Zur Herstellung einer Stromschiene kann ein Stanzteil verwendet werden,
aus dem der Kontakt 51 teilweise herausgestanzt und gebogen
wird. Auf diese Art kann eine Kontaktfeder 51, beispielsweise
in Form einer Ω-Feder, gebildet werden mit gegenüberliegenden
Längsseiten, die zur beidseitigen Kontaktierung eines herausgeführten
Leiters 3, wie anhand von 4 beschrieben,
vorgesehen sind. insbesondere sind die Längsseiten der
Kontaktfeder 51 derart ausgestaltet, dass diese einen Kontaktierungsdruck
in Richtung auf die Anlageflächen 44 und 45 eines
Steges 43 ausüben, um den entsprechenden herausgeführten Leiter 3 an
den Steg 43 anzudrücken und auf diese Weise eine
Kontaktierung zwischen Kontaktfeder 51 und Leiter 3 herzustellen.
In diesem Zusammenhang ist auch eine andere Form der Kontaktfeder 51 denkbar,
beispielsweise eine U-Form, Halbkreisform oder dergleichen, die
geeignet ist, den jeweils herausgeführten Leiter 3 zu
umfassen und beidseitig zu kontaktieren.
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Neben
den genannten Kontaktbereichen zur Kontaktierung eines herausgeführten
Leiters 3 einerseits und eines Anschlusskabels 2 andererseits
können die Stromschienen 21 bis 24 einen
jeweiligen weiteren Kontaktbereich 53 aufwei sen, der zur
Kontaktierung eines Diodenbauelements vorgesehen ist. Die in 2 dargestellten
Diodenbauelemente 31 bis 33, die als sogenannte
Bypass-Dioden wirken, weisen jeweilige Diodenanschlussdrähte
auf, die auf jeweils eine der Stromschienen im Kontaktbereich 53 aufgebracht
sind. So verbindet das Diodenbauelement 31 die Stromschienen 21 und 22 miteinander, das
Diodenbauelement 32 die Stromschienen 22 und 23 und
das Diodenbauelement 33 die Stromschienen 23 und 24.
Die Diodenbauelemente 31 bis 33 sind in der vorliegenden
Ausführungsform als Runddioden ausgebildet, wobei der jeweilige
Diodenkörper zwischen den jeweils miteinander verbundenen
Stromschienen angeordnet ist und platzsparend sich jeweils nach
unterhalb und oberhalb der Stromschienen erstreckt. Auf diese Weise
lässt sich eine platzsparende Anordnung der Stromschienen
und Dioden erreichen. Auch die Kontaktbereiche 53 zur Kontaktierung
der Diodenbauelemente können einteilig mit der entsprechenden
Stromschiene ausgebildet sein.
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An
den Leiterdurchführungen 13 in einer Seitenwand 12 des
Verbindergehäuses 10 können jeweilige
Steckverbindungsvorrichtungen 14 vorgesehen sein, um die
Stromschienen 21 und 24 mit jeweiligen Kabelsteckern
eines Anschlusskabels 2 zu verbinden. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform sind die Stromschienen 21 und 24 dazu
einteilig mit einem jeweiligen Anschlusskontakt 52 versehen,
der beispielsweise als Stiftkontakt oder auch Buchsenkontakt, je
nach Ausführungform der Steckverbindungsvorrichtung 14,
ausgebildet sein kann. Dieser Anschlusskontakt 52, der
einen Teil der jeweiligen Steckverbindungsvorrichtung bildet, dient
zur Verbindung der Stromschiene 21 bzw. 24 mit
einem externen elektrischen Leiter eines Anschlusskabels 2.
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Das
Verbindergehäuse 10 weist einen umlaufenden Rand
mit einer Abdichtfläche 15 auf, die an dem Solarmodul 100 durch
Auflage angeordnet wird und dichtend mit dem Solarmodul verbunden
wird. Dazu wird die Abdichtfläche 15 mit Klebstoff 107 (vgl. 1)
versehen und auf eine Außenfläche des Solarmoduls
aufgeklebt, so dass die Gehäuseöffnung 11 und
das Innere des Verbindergehäuses 10 vor äußeren
Umwelteinflüssen geschützt ist.
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Zur
Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 wird
zunächst die Anschlussvorrichtung 40 auf eine
der Außenflächen des Solarmo duls 100 mit
seiner Grundfläche 41 aufgeklebt und befestigt.
In der gezeigten Ausführungsform werden vier herausgeführte
elektrische Leiter 3 in Form von Anschlussfolien um jeweilige
Stege 43 gelegt, wie vorstehend anhand der 3 und 4 bereits
beschrieben. Für das nachfolgende Aufsetzen und Platzieren
des Verbindergehäuses 10 über der Anschlussvorrichtung 40 sind
an dieser zwei Positionierungseinrichtungen 48 in Form
von Führungsstegen vorgesehen, die zur Führung
und Positionierung des Verbindergehäuses 10 dienen,
wenn dieses über der Anschlussvorrichung 40 angeordnet
und an dem Solarmodul 100 angebracht wird. Im Zuge des Aufsetzens
und Anordnens des Verbindergehäuses 10 über
der Anschlussvorrichtung 40 werden die Kontaktfedern 51 über
die jeweiligen Stege 43 geführt, um mit dem jeweiligen
elektrischen Leiter 3 kontaktiert zu werden.
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In
der Aufsetzbewegung des Verbindergehäuses 10 über
die Anschlussvorrichtung 40 werden die Kontaktfedern 51 dabei
teilweise an dem jeweils herausgeführten Leiter 3 entlang
bewegt. Um in einer endgültigen Position eine zuverlässige
Kontaktierung zwischen Kontaktfeder 51 und Leiter 3 herzustellen, üben
die Längsseiten der jeweiligen Kontaktfedern 51 eine
gewisse Federkraft in Richtung der Anlageflächen 44 und 45 der
Stege 43 auf, um in der Endstellung den herausgeführten
Leiter 3 an den Steg 43 anzudrücken,
um eine zuverlässige Kontaktierung herzustellen. Infolge
der nach innen gerichteten Federkraft der Kontaktfedern 51 kann
es beim Überstülpen des Verbindergehäuses 10 über
die Anschlussvorrichtung 40 ohne besondere Vorkehrungen
vorkommen, dass die über den Stegen 43 platzierten elektrischen
Leiter 3 verschoben werden, bis die jeweilige Kontaktfeder 51 in
ihrer endgültigen Stellung fixiert ist.
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Um
dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die jeweilige Kontaktfeder 51 zur Kontaktierung mit
dem entsprechenden Leiter 3 zunächst an diesem
berührungslos entlang geführt wird, so dass sich
der elektrische Leiter 3 im Zuge des Aufsetzens des Verbindergehäuses 10 nicht
verschieben kann. Dies kann durch eine entsprechende Führungseinrichtung 46 an
den Stegen 43 gewährleistet werden, die dafür
sorgt, dass die Längsseiten der Kontaktfeder 51 zunächst
mit einem Abstand von den Anlageflächen 44 und 45 und
mit einem Abstand von dem jeweils herausgeführten Leiter 3 geführt werden,
so dass sich der Leiter 3 nicht verschieben kann. Dieser
Effekt kann beispiels weise dadurch erzielt werden, indem die Führungseinrichtungen 46 die
Kontaktfedern 51 jeweils aufweiten, um am herausgeführten
Leiter 3 berührungslos vorbeigeführt
zu werden.
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Da
die Gefahr der Verschiebung eines Leiters 3 insbesondere
dann auftritt, wenn sich die Kontaktfeder 51 der Stirnseite
eines Steges 43 nähert, ist die jeweilige Führungseinrichtung 46 insbesondere an
dem der Kontaktfeder 51 zugewandten Ende des Steges 43 angeordnet.
Sie kann beispielsweise als ein Vorsprung, eine Verdickung oder
eine Auswölbung gestaltet sein, der bzw. die geeignet sind,
die jeweilige Kontaktfeder 51 entsprechend aufzuweiten, um
am Leiter 3 berührungslos vorbeigeführt
zu werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Führungseinrichtungen 46 als
wulstartige Auswölbungen 46 gestaltet, die jeweils
eine Führungsfläche 47 aufweisen, an
der die jeweilige Kontaktfeder 51 aufgeweitet und am herausgeführten
Leiter 3 berührungslos vorbeigeführt
wird, bevor die Kontaktfeder 51 in der Endstellung den
herausgeführten Leiter 3 kontaktiert. Der herausgeführte
Leiter 3 ist dazu zwischen zwei Führungseinrichtungen 46 eines
Steges 43 platziert. Um am Leiter 3 vorbeigeführt
zu werden, weisen die Kontaktfedern 51 eine Breite auf,
die in etwa den Abstand zwischen zwei benachbarten Führungseinrichtungen 46 mit
dazwischenliegendem Leiter 3 und die Führungseinrichtungen 46 selbst
abdeckt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mithin etwa
der Breite eines Steges 43 entspricht, so dass die beidseitig
eines Leiters 3 angeordneten Führungseinrichtungen 46 von
den Längsseiten der Kontaktfeder 51 kontaktiert
werden, so dass diese durch die Auswölbungen oder Wulste 46 aufgeweitet
werden kann. Da sich der Leiter 3 zwischen den Auswölbungen 46 befindet,
wird dieser von den Längsseiten der Kontaktfeder 51 beim Überstülpen
des Verbindergehäuses 10 zunächst nicht
berührt, womit sich dieser infolge der Aufsetzbewegung
des Verbindergehäuses 10 auch nicht verschieben
kann.
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Nachdem
die Längsseiten der Kontaktfeder 51 die Stirnseite
des entsprechenden Steges 43 in der aufgeweiteten Stellung
passiert haben, verjüngen sich die Auswölbungen 46 in
Richtung der Anlageflächen 44 und 45,
so dass die Längsseiten der Kontaktfeder 51 den
Leiter 3 beidseitig an den Steg 43 andrücken.
In dieser Stellung kann die Kontaktfeder 51 jedoch den
Leiter 3 nicht mehr verschieben, da die Andrückkraft
unterhalb der Stirnseite des Steges 43 im We sentlichen
gleichmäßig und beidseitig auf den Leiter 3 ausgeübt
wird, so dass eine einseitige Verschiebung desselben im Grunde nicht
mehr auftreten kann.
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Um
das Verbindergehäuse 10 positionsgenau platzieren
zu können, greifen die Führungsstege 48 in
eine jeweilige Führungsnut 16 im Verbindergehäuse 10 ein,
so dass sichergestellt ist, dass die Kontaktfedern 51 lagerichtig
zu den herausgeführten Leitern 3 ausgerichtet
sind. Mit dem Aufsetzen und Aufkleben der Abdichtfläche 15 an
dem Solarmodul sind die in der Gehäuseöffnung 11 des
Verbindergehäuses 10 vorgesehenen Komponenten
vor Umwelteinflüssen geschützt, gleichzeitig wird
eine sichere Kontaktierung der Kontaktfedern 51 an den
herausgeführten Leitern 3 gewährleistet.
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Durch
Teilung der Verbindungsvorrichtung 1 in zwei Hauptkomponenten
(Verbindergehäuse mit darin angeordneten stromführenden
Bauteilen einerseits und Anschlussvorrichtung zur Platzierung der aus
dem Solarmodul herausgeführten Leiter andererseits) ist
der elektrische Anschlussbereich äußerst leicht
zugänglich. Insbesondere können mit Vorsehen der
Anschlussvorrichtung 40 die herausgeführten Anschlussfolien
sehr leicht an den jeweiligen Stegen platziert werden, da die Anschlussvorrichtung 40 sehr
gut zugänglich ist. Danach kann in einer Aufsetzbewegung
das Verbindergehäuse 10 vorgeführt und
dicht schließend aufgesetzt und dabei die Kontaktierung
hergestellt werden. Durch das Voröffnen der Kontaktfedern 51 beim
Aufsetzen des Verbindergehäuses werden die an den Stegen
angelegten Anschlussfolien nicht durch Kontaktfederkräfte
belastet. Vielmehr kontaktieren die Kontaktfedern erst gegen Ende
des Aufsetzvorganges des Verbindergehäuses die entsprechenden
herausgeführten Anschlussfolien, womit ein Verschieben
der Anschlussfolien wirksam verhindert wird.
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- 1
- Verbindungsvorrichtung
- 2
- Anschlusskabel
- 3
- herausgeführter
Leiter
- 10
- Verbindergehäuse
- 11
- Gehäuseöffnung
- 12
- Seitenwand
- 13
- Leiterdurchführung
- 14
- Steckverbindungsvorrichtung
- 15
- Abdichtfläche
- 16
- Führungsnut
- 21–24
- Stromschiene
- 21a,
21b
- Kontaktbereich
- 31–33
- Diodenbauelement
- 40
- Anschlussvorrichtung
- 41
- Grundfläche
- 42
- Durchführungsöffnung
- 43
- Steg
- 44
- Anlagefläche
- 45
- Anlagefläche
- 46
- Auswölbung
- 47
- Führungsfläche
- 48
- Positionierungseinrichtung
- 51
- Kontakt
- 52
- Anschlusskontakt
- 53
- Kontaktbereich
- 100
- Solarmodul
- 101
- erste
Schicht
- 102
- Solarzelle
- 103
- zweite
Schicht
- 104
- elektrisches
Anschlusssystem
- 105
- Durchführungsöffnung
- 107
- Klebeschicht
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006019210
A1 [0003]