-
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.
-
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.
-
DE 103 58 140 A1 zeigt
eine elektrische Anschluss- und Verbindungsdose für ein Solarzellenmodul
aus mit dünnen
Leiterbändern
angeschlossenen Solarzellen, mit einem Gehäuse und in dem Gehäuse vorgesehenen
elektrischen oder/und elektronischen Einrichtungen sowie einer in
dem Gehäuse vorgesehenen
elektrischen Anschlussvorrichtung. Die Anschlussvorrichtung ist
derart ausgebildet und angeordnet, dass aus dem Solarzellenmodul
herausgeführte
dünne Leiterbänder beim
Aufsetzen der Anschluss- und Verbindungsdose auf das Solarzellenmodul
automatisch von unten her in die elektrische Anschlussvorrichtung
eingeführt
werden.
-
DE 10 2005 025 632
A1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung für den Anschluss mindestens
eines elektrischen Folienleiters an mindestens eine Anschlussleitung,
die aufweist: ein Verbindergehäuse
mit mindestens einer Anschlussleitungsdurchlassöffnung und mindestens einer
Folienleiterdurchlassöffnung;
eine in dem Verbindergehäuse
angeordnete Zwischenverbindungsanordnung mit mindestens einem sich
zwischen der Anschlussleitungsdurchlassöffnung und der Folienleiterdurchlassöffnung erstreckenden
Zwischenverbinder mit einem der Anschlussleitungsdurchlassöffnung benachbarten
Anschlussleitungsanschlussbereich für das Anschliessen an eine
durch die Anschlussleitungsdurchlassöffnung in den Innenraum des
Verbindergehäuses
geführte
Anschlussleitung und einem sich bis in die Nachbarschaft der Folienleiterdurchlassöffnung erstreckenden
Stromleiter mit einem Folienleiteranschlussbereich für das Anschliessen
an einen durch die Folienleiterdurchlassöffnung in den Innenraum des
Verbindergehäuses
geführten
Folienleiter. Der Stromleiter weist einen Stromleiterbereich, der
für das
Anlegen eines Folienleiteranschlussbereichs ausgebildet ist, und
eine Klemmfeder auf, die für
ein federelastisches Aufstecken auf den Stromleiterbereich und den
daran anliegenden Folienleiteranschlussbereich und ein dadurch bewirktes
Festklemmen des Folienleiteranschlussbereichs an dem Stromleiterbereich
ausgebildet ist.
-
DE 10 2006 019 210
A1 zeigt eine Anschlussdosenanordnung für Solarmodule, bei denen die
Solarzellen und die Kontaktbahnen zwischen zwei Glasplatten an geordnet
sind und die Kontaktbahnenden durch einen Durchgang in einer der
Glasplatten nach außen
ragen, wobei die Anschlussdosenanordnung aus dem Solarmodul und
einer Anschlussdose besteht, die wenigstens ein dichtes Gehäuse mit
darin angeordneten Anschlusskontakten aufweist, die mit Solaranschlusskabeln
verbunden sind und die Verbindung zu den Kontaktbahnenden herstellen,
wenn die Anschlussdose auf der Glasplatte im Bereich des Durchganges
unlösbar
befestigt ist. Im Durchgang der Glasplatte des Solarmoduls ist ein Einsatzteil
zur Führung,
Zentrierung und Positionierung der Kontaktbahnenden und/oder der
Anschlussdose angeordnet, die Anschlusskontakte umfassen die Kontaktbahnenden
und kontaktieren diese mehrfach und in das einteilig ausgebildete
Gehäuse
eingespritztes Dichtungsmaterial dient als Dichtmittel.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Solarmodul gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 11.
-
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 wenigstens einen Steg, an den
der herausgeführte Leiter
anlegbar ist, und 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. Die
Führungseinrichtung
ist wulstartig als ein Vorsprung, eine Verdickung oder eine Auswölbung an
der Anschlussvorrichtung ausgestaltet und an einem dem Kontakt zugewandten
Ende des Steges angeordnet. Auch weist die Führungseinrichtung eine Führungsfläche auf,
an der der Kontakt zur Kontaktierung mit dem herausgeführten Leiter
zunächst
am herausgeführten
Leiter berührungslos
vorbeigeführt
wird. Der Kontakt drückt
in der Endstellung den herausgeführten
Leiter an den Steg an.
-
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.
-
Mit
Vorsehen eines 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Kontaktbereich 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.
-
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.
-
Weitere
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnungen dargestellten
Figuren, die Ausführungsformen
im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert.
-
1 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht eines beispielhaften, aus
dem Stand der Technik bekannten photovoltaischen Solarmoduls, das
mit einer Verbindungsvorrichtung verbunden ist,
-
2 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung einer Unterseite eines Verbindergehäuses mit
darin angeordneten stromführenden
Bauteilen gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
-
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,
-
4 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer auf einem beispielhaften
Solarmodul platzierten Anschlussvorrichtung gemäß 3, an der
ein herausgeführter
Leiter des Solarmoduls platziert ist.
-
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, wie es im Stand der Technik bekannt
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Andruckkraft 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.
-
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.
-
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.
-
- 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