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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlusseinheit für
einen Solarkollektor sowie einen Solarkollektor.
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Ein
Photovoltaikmodul weist eine Vielzahl von Solarzellen auf, welche
unter Lichteinfall elektrische Energie erzeugen. Die in den Solarzellen
erzeugte elektrische Energie muss abgeführt werden. Dazu
wird mindestens eine Anschlussdose bzw. Anschlusseinheit für
jedes Photovoltaikmodul vorgesehen. Die Anschlussdose kann dabei
mit den Anschlussleitungen des Verbundes von Solarzellen verbunden
werden, die innerhalb des Solarmoduls miteinander verschaltet sind.
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DE 20 2008 006 116
U1 beschreibt eine Anschlussdose für Solarmodule.
Die Anschlussdose weist ein Bodenteil und einen Deckel auf. Im Bodenteil
ist eine Öffnung für eine modulseitige Anschlussleitung
und eine weitere Öffnung für eine abgehende Versorgungsleitung
vorgesehen. Das Bodenteil weist ferner eine Kammer zur Aufnahme
von Funktionselementen auf.
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DE 20 2008 002 426
U1 beschreibt eine Anschlussdose für Photovoltaik-Paneele.
Die Anschlussdose weist eine Öffnung für abgehende
Versorgungslei tungen und eine Kontaktanordnung zum Kontaktieren
der Versorgungsleitungen auf.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlusseinheit für
einen Solarkollektor vorzusehen, welcher kostengünstig
gefertigt werden kann und eine vereinfachte Wartung und eine effektive Kühlung
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anschlusseinheit gemäß Anspruch
1 sowie durch einen Solarkollektor gemäß Anspruch
7 gelöst.
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Somit
wird eine Anschlusseinheit für einen Solarkollektor vorgesehen.
Die Anschlusseinheit weist ein Grundelement mit mindestens einer Öffnung
zur Aufnahme von elektrischen Leitungen und eine Wandung auf. Die
Anschlusseinheit weist ferner einen ersten und einen zweiten Deckel
auf, wobei in dem ersten Deckel eine Öffnung vorgesehen
ist, welche kleiner als die Grundfläche des zweiten Deckels ist.
Der zweite Deckel ist derart ausgestaltet, dass er die erste Öffnung
ver- oder überdecken kann. Der zweite Deckel ist dabei
abnehmbar ausgestaltet.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Höhe der Anschlusseinheit
im Bereich des ersten Deckels kleiner als die Höhe der
Anschlusseinheit im Bereich des zweiten Deckels.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der zweite Deckel eine Mehrzahl
von Zungen auf, welche in Ausnehmungen in dem ersten Deckel passen.
Die elektrischen Leitungen können einen Wulst aufweisen,
welcher in die Öffnungen in der Wandung des Grundelementes
eingeführt und gesichert werden kann, indem die Zungen
in die Ausnehmungen eingeführt werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Grundeinheit
eine Mehrzahl von Anschlusselementen zur Aufnahme von Kontaktblechen
an den elektrischen Leitungen auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Grundeinheit
einen Boden mit einer Mehrzahl von Öffnungen auf, durch welche
elektrische Verbindungselemente aufgenommen werden können.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können elektrische
Verbindungselemente durch die Löcher in dem Boden des Grundelementes
hindurchgeführt werden und um ein eingeführtes
Kontaktblech gebogen werden.
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Durch
den abgesetzt ausgestalteten ersten Deckel bzw. Zwischendeckel kann
ein Ende der Anschlussdose unter dem Modulrahmen befestigt werden.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Stromsammelschienen
sehr nahe am Rand des Modulrahmens verlaufen können. Da
die Stromsammelschienen sehr nahe am Rand des Modulrahmens verlaufen
können, kann ein verbessertes Leistungsverhältnis
zur Fläche des Solarmoduls erzielt werden.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ausführungsbeispiele
und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
Figuren näher erläutert.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Anschlusseinheit gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2 zeigt
eine weitere perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ohne ersten und zweiten Deckel,
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3 zeigt
eine weitere perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Anschlusseinheit
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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5 zeigt
eine Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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6 zeigt
eine weitere Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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7 zeigt
eine weitere Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel, und
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8a bis 8c zeigen
jeweils Teilschnittansichten der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bei der Kontaktierung eines Photovoltaikmoduls.
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Gemäß der
Erfindung kann ein Solarkollektor als ein Photovoltaikmodul oder
als ein Solarthermie-Kollektor ausgestaltet sein.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Diese Anschlusseinheit bzw.
die Anschlussdose dient der elektrischen Kontaktierung eines Photovoltaikmoduls.
Die Anschlussdose bzw. Anschlusseinheit weist ein Grundelement 10,
einen ersten Deckel bzw. einen Zwischendeckel 20 und einen
zweiten Deckel bzw. einen Servicedeckel 30 auf. Am Ausgang
der Anschlusseinheit bzw. Anschlussdose können zwei elektrische
Leitungen 40 vorgesehen werden. Der Zwischendeckel 20 ist
auf dem Grundelement 10 befestigt und weist eine Ausnehmung
bzw. ein Loch auf, über welche der zweite Deckel bzw. der
Servicedeckel 30 befestigt wird bzw. vorgesehen wird. Der
zweite Deckel bzw. der Servicedeckel 30 ist abnehmbar ausgestaltet,
so dass darunter liegende elektronische und elektrische Komponenten
während einer Wartung auf einfache Art und Weise zugänglich
sind.
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2 zeigt
eine weitere perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ohne ersten und zweiten Deckel.
Somit ist das Innenleben des Grundelementes 10 zu sehen.
Das Grundelement 10 weist einen Boden 10a sowie
Seitenwände 10b auf. An den Seitenwänden 10b sind
zwei Öffnungen 11 vorgesehen, durch welche die
elektrischen Leitungen 40 in das Innere des Grundelementes 10 eingeführt
werden können, damit sie elektrisch kontaktiert werden
können.
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Das
Grundelement 10 weist zwei Anschlusselemente 12 zur
Kontaktierung und zur Befestigung der ersten Enden 41 der
elektrischen Leitungen 40 auf. Diese Anschlusselemente 12 sind
mit den beiden Löchern 11 in der Wandung 10b des
Grundelementes 10 ausgerichtet. Die Anschlusselemente 12 weisen
einen ersten Abschnitt 13 mit einer Klemme 14,
einen zweiten Abschnitt 15 und einen dritten Abschnitt 16 mit
einer Ausnehmung 17 auf. Zur Befestigung des ersten Endes
bzw. des Kontaktbleches 41 werden die Kontaktbleche 41 in
den ersten, zweiten und dritten Abschnitt 13, 15, 16 der
Anschlusselemente 12 geschoben. Der erste und zweite Abschnitt 13, 15 weisen
in ihrer Mitte eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kontaktbleches 41 auf.
Durch das Vorsehen der Kontaktklemme 14 im ersten Abschnitt 13 wird
die Befestigung des Kontaktbleches 41 verbessert.
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Die
Kontaktbleche 41 können als Anschlagbleche ausgestaltet
sein, wobei ein ab-isoliertes Kabelende auf ein Ende der Kontaktbleche 41 aufgekrimmt,
geschweißt und/oder gelötet wird. Anschließend
kann eine Umspritzung mit einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren
erfolgen.
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Anschließend
können die Kontaktbleche durch die Öffnungen 11 geführt
werden. Dabei können die Kontaktklammern 14 ein
Teil des Kontaktbleches 41 aufnehmen. Anschließend
wird das Kontaktblech 41 durch den mittleren Abschnitt 15 geführt. Dieser
Abschnitt 15 dient der Aufnahme bzw. Halterung eines Teils
des Kontaktbleches 41. Im Bereich 17 zwischen
dem Abschnitt 15 und dem Blech 16 kann eine Kontaktierung
des Photovoltaikmoduls mittels der in 8a bis 8c gezeigten
Verbindungselemente erfolgen.
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3 zeigt
eine weitere perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu der
in 2 gezeigten Darstellung ist ebenfalls der Zwischendeckel 20 und
der Servicedeckel 30 gezeigt. Der Zwischendeckel 20 weist
eine Wandung 22, zwei Rasteinheiten 23 und vier
Vorsprünge bzw. Zungen 21 auf. Die vier Vorsprünge
bzw. Zungen 21 können in die Ausnehmungen 18 an
den Öffnungen 11 aufgeschoben werden, wenn die
Kontaktbleche 41 komplett in das Grundelement 10 eingeschoben
wurden und ein Wulst 42 in die Öffnung 11 geschoben
wurde, wobei die Vorsprünge 21 hinter den Wulst 42 eingreifen
und somit eine Zugentlastung realisieren. Die Rasteinheiten 23 dienen
der Befestigung des Servicedeckels 30. Die Ausnehmungen 18 dienen
ebenfalls der Führung der Nasen 21.
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In 3 sind
die Kontaktbleche 41 komplett in die Anschlusselemente 12 eingeführt,
d. h. das erste Ende des Kontaktbleches 41 befindet sich
in der Ausnehmung 17 des dritten Abschnittes 16.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Anschlusseinheit
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Grundelement 10 weist dabei einen Boden 10a mit
mehreren Löchern 10d auf. Somit kann eine große
Kontakt- oder Klebefläche zur Rückseite des Solarmoduls
vorgesehen werden.
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5 zeigt
eine Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Das Grundelement 10 ist
mit seinem Boden 10a über eine Klebe- bzw. Kontaktfläche 60 mit
der Rückseite des Solarmoduls 110 verbunden. Durch die
abgesetzte Ausgestaltung des Zwischendeckels 20 passt der
Zwischendeckel unter den Rahmen 120 des Moduls, so dass
eine verbesserte Befestigung der Anschlussdose ermöglicht
wird. Dadurch, dass ein Servicedeckel 30 in bzw. an dem
Zwischendeckel 20 vorgesehen ist, können die elektrischen
und elektronischen Komponenten der Anschlusseinheit ohne großen
Aufwand überprüft und ggf. ausgetauscht werden,
ohne dass dabei die Anschlussdose demontiert werden muss.
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6 zeigt
eine weitere Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. In dieser Schnittansicht sind
im Boden 10a des Grundelements 10 Löcher 10d gezeigt.
Ferner sind die Einheiten 12 im Querschnitt gezeigt. Insbesondere
ist die Klemme 14 gezeigt.
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7 zeigt
eine weitere Schnittansicht der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. In 7 ist insbesondere
eine Schnittansicht der Draufsicht gezeigt. Hierbei ist das Kontaktblech 41 der
elektrischen Kabel 40 in den ersten, zweiten und dritten
Abschnitt 13, 15, 16 der Einheit 12 eingeführt.
Ferner ist der Wulst 42 in das Loch 11 eingeführt
und wird durch die Vorsprünge 21, welche sich
in den Ausnehmungen 18 befinden, gesichert. Somit kann
eine effektive Zugentlastung ermöglicht werden.
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8a bis 8c zeigen
jeweils Teilschnittansichten der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bei der Befestigung von Kontaktstreifen 130 des
Photovoltaikmoduls.
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In 8a ist
der Boden 10a des Grundelementes sowie ein Loch 10d im
Grundelement gezeigt. Ferner ist das Kontaktblech 41 bereits
in das Anschlusselement 12 eingefügt. Bei der
Montage der Grundeinheit 10 werden die Kontaktstreifen 130 durch
die Löcher 10d in den Boden 10a des Grundelementes 10 eingeführt.
Dies ist in 8a gezeigt.
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In 8b ist
der nächste Schritt der Kontaktierung des Photovoltaikmoduls
gezeigt. Hierbei wird der Kontaktstreifen 130 um das Kontaktblech 41 herum
gebogen.
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In 8c ist
der montierte Zustand des Kontaktstreifens gezeigt. Hierbei ist
der Kontaktstreifen 130 um das Kontaktblech herumgebogen
und wird durch eine Klemme 25 kontaktiert. Die Klemme 25 ist in
einer Klemmenaufnahmeeinheit 24 in dem Zwischendeckel 20 vorgesehen.
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In 8 ist gezeigt, wie ein elektrisches Verbindungselement 130 bzw.
Kontaktstreifen 130 von dem Photovoltaikmodul senkrecht
herausragt und durch ein Loch 10b in dem Grundelement geführt wird.
Die Trägerplatte bzw. das Grundelement wird dann auf das
Solarmodul aufgeklebt. Anschließend wird Kontaktstreifen
oder das Verbindungselement 130 um das Kontaktblech herumgebogen.
Dies kann beispielsweise automatisch durch einen Roboter erfolgen.
Anschließend kann eine Verbinderklemme 25 auf
den umgebogenen Kontaktstreifen 130 gesteckt werden. Dies
ist insbesondere in 8c zu sehen. Durch die Ausgestaltung
des umgebogenen Kontaktstreifens 130 kann ermöglicht
werden, dass die Verbindungsklemme nicht maschinell auseinandergebogen
werden muss, um auf den Kontaktstreifen 130 geschoben zu
werden. Dies kann beispielsweise durch Aufschieben des Deckels 20 erfolgen.
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Durch
die Ausgestaltung der Anschlusseinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel kann eine automatische Fertigung
und Bestückung der Anschlussdose sowie eine automatische
Montage der Anschlussdose auf einem Photovoltaikmodul vorgesehen
werden. Ferner kann der Modulwirkungsgrad (Leistung pro Fläche
bei definierten Prüfungsbedingungen) verbessert werden.
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Durch
das Vorsehen einer großen Kontakt- bzw. Klebefläche
(der Boden 10a des Grundelements) an der Rückseite
des Solarmoduls kann eine verbesserte Befestigung der Dose erreicht
werden, die ebenfalls eine zuverlässige Abdichtung gegen Feuchtigkeit
ermöglicht.
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Vorteilhafterweise
weist der Zwischendeckel 20 integrierte Dichtungen und
den Servicedeckel 30 auf. Wenn der Servicedeckel 30 geöffnet
wird, dann können die Schutzdioden oder elektronische und elektrische
Komponenten der Anschlussdose sowie die Kontaktierung zwischen dem
Solarmodul und der Anschlussdose überprüft und
ggf. ausgetauscht werden.
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Der
Deckel kann sowohl aus Kunststoff, insbesondere bei kleineren Leistungen,
als auch aus Metall, insbesondere bei Hochleistungskollektoren, vorgesehen
werden. Wenn der Deckel aus Metall gefertigt ist, dann kann dieser
als Kühlkörper für die Elektronikeinheiten
verwendet werden.
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Obwohl
in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich
auf ein Photovoltaikmodul Bezug genommen wurde, kann die Anschlusseinheit gemäß der
Erfindung ebenfalls bei einem Solarthermie-Kollektor eingesetzt
werden.
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Gemäß der
Erfindung wird eine Anschlusseinheit für einen Solarkollektor
sowie ein Solarkollektor vorgesehen. Die Anschlusseinheit gemäß der
Erfindung ist dreiteilig ausgeführt, d. h. sie weist ein Grundelement
und einen ersten und einen zweiten Deckel auf. Das Grundelement
weist optional eine vergrößerte Klebefläche
im Vergleich zum Stand der Technik auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft,
da eine verbesserte Haftung an dem Solarkollektor erhalten wird.
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Gemäß der
Erfindung erfolgt eine Kontaktierung beispielsweise eines Photovoltaikmoduls
durch Aufsetzen der Anschlusseinheit auf das Photovoltaikmodul.
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Somit
kann verhindert werden, dass Fehler bei einer automatisierten Fertigung
vorkommen. Durch die erfindungsgemäße Anschlusseinheit
kann eine Reparatur oder ein Austausch von defekten Elementen der
Anschlusseinheit auf einfache Art und Weise ermöglicht
werden.
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Gemäß der
Erfindung wird eine Anschlusseinheit mit einem zweiteiligen Deckel
vorgesehen.
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Die
Anschlusseinheit mit dem Grundelement und dem ersten und zweiten
Deckel kann beispielsweise aus Metall oder aus einem Kunststoff
gefertigt werden. Das Material der Anschlusseinheit ist vorzugsweise
klimabeständig.
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Obwohl
in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben worden
ist, dass Dioden 50 in der Anschlusseinheit vorhanden sind,
können die Dioden ebenfalls durch elektronische Schaltungen
realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202008006116
U1 [0003]
- - DE 202008002426 U1 [0004]