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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlußdose, eine Überbrückungsdose,
ein Solarpaneel und ein Verfahren zum Herstellen eines Solarpaneels.
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Herkömmliche
Solarmodule zur Erzeugung elektrischer Energie aus Sonnenlicht umfassen
eine oder mehrere einzelne Solarzellen. Je nach gewünschter
vom Solarmodul zur Verfügung zu stellenden Spannung und/oder
Stromstärke können einzelne Solarzellen innerhalb
des Moduls parallel und/oder in Reihe geschaltet und damit zu Solarzellengruppen
zusammengefaßt werden. Die Solarzellengruppen können
weiter zu einem flachen Solarmodul zusammengefaßt werden.
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Die
elektrischen Anschlüsse der Solarzellengruppen des Solarmoduls
werden nach außen geführt. Bei partieller Verringerung
der Bestrahlungsintensität durch Sonnenlicht auf einzelne
Solarzellen bzw. Solarzellengruppen oder auf verschiedene Solarmodule,
beispielsweise durch Verschmutzung oder Schattenwurf, können
unter anderem folgende Effekte auftreten:
- (1)
Eine (gleichmäßige) Verringerung der Bestrahlungsintensität
innerhalb der zusammen geschalteten Solarzellengruppen führt
zu einer Leistungsverminderung der jeweiligen Solarzellengruppe bzw.
des jeweiligen Solarmoduls.
- (2) Durch eine partielle Abschattung einer Solarzelle innerhalb
einer Solarzellengruppe wirkt diese abgeschattete Solarzelle als
Sperrdiode bzw. Widerstand innerhalb des Stromkreises der Solarzellengruppe,
was zum einen dazu führen kann, daß die gesamte
Solarzellengruppe keine elektrische Energie mehr liefern kann und
zum anderen zu einer Beschädigung der abgeschatteten Solarzelle
und damit zum dauerhaften Ausfall der Solarzellengruppe führen
kann.
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In
jedem Fall können zwischen den herausgeführten
Anschlüssen der Solarzellengruppen eines Solarmoduls, je
nach Bestrahlungsintensität auf die einzelnen Solarzellen,
unterschiedliche Spannungen anliegen. Eine Reihenschaltung der Solarzellengruppen
durch entsprechende Schaltung der nach außen geführten
Anschlüsse führt analog zu den oben genannten
Problemen.
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Um
die mit der unterschiedlichen Bestrahlungsintensität der
Solarzellen verbundenen Probleme zu vermeiden, werden herkömmlich
sogenannte Bypass-Dioden verwendet, die elektrisch antiparallel zu
den Solarzellengruppen geschaltet werden. Diese Bypass-Dioden haben
die Wirkung, daß der Stromfluß durch das Solarmodul
an Solarzellengruppen, welche eine nur geringe Leistung liefern,
vorbei geleitet wird, d. h. die Anschlüsse dieser Solarzellengruppe
eines Solarmoduls werden durch die Bypass-Diode kurz geschlossen
und die entsprechende Solarzellengruppe dadurch überbrückt.
Somit liefert eine solche Solarzellengruppe zwar keinen Anteil mehr zur
Gesamtleistung des Solarmoduls, der Gesamtstromfluß durch
das Solarpaneel ist jedoch im wesentlichen ungehindert und eine
Beschädigung einzelner Solarzellen wird verhindert.
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Solarpaneele
umfassen daher neben dem Solarmodul in der Regel eine elektrische
Anschlußdose mit einer Vielzahl von Kontaktvorrichtungen
und einer entsprechend angepaßten Anzahl von Bypass-Dioden.
Ferner sind die Solarzellen in einem Solarmodul in der Regel durch
flache dünne Leiterbänder miteinander verbunden.
Diese Leiterbänder werden aus dem Solarmodul heraus geführt
und manuell mit den in der Anschlußdose angeordneten Kontaktvorrichtungen
kontaktiert, so daß einerseits der erzeugte Strom aus dem
Solarmodul heraus geführt werden kann und andererseits
die Solarzellen falls nötig überbrückt
werden können. Das mit der Anschlußdose versehene
Solarmodul wird als Solarpaneel bezeichnet.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung eine Anschlußdose, eine Überbrückungsdose,
ein Solarpaneel und ein Verfahren zum Herstellen eines Solarpaneels, bereitzustellen,
welche eine einfache, materialsparende Montage ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche
gelöst. Bevorzugte Ausführungsvarianten und/oder
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Anschlußdose gemäß einem
Aspekt
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anschlußdose
für ein Solarmodul, umfassend:
- – ein
Anschlußdosenbefestigungselement,
- – zumindest einen Verbinder mit einem Anschlußpol
oder zumindest ein mit der Anschlußdose verbundenes Kabel
mit zumindest einer Leitungsader,
- – zumindest eine Anschlußdosenkontakteinrichtung
mit
– zumindest zwei Leiterkontakten,
– zumindest
einer Diode, welche zwei der Leiterkontakte elektrisch verbindet
und
– zumindest einem Anschlußkontakt, der
mit dem Anschlußpol oder der zumindest einen Leitungsader
kontaktiert ist,
wobei zumindest einer der zumindest zwei
Leiterkontakte ein Lötmitteldepot aufweist.
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Das
Lötmitteldepot umfaßt ein Lötmittel bzw. ist
durch ein Lötmittel ausgebildet. Das Lötmittel
ist vorzugsweise eine Metall-Legierung, welche Blei, Zinn, Silber
und/oder Kupfer enthalten kann, oder weiter vorzugsweise ein elektrisch
leitfähiges thermoplastisches Polymer. Durch das Lötmittel
ist ein Leiterkontakt mit einem zugeordneten elektrischen Leiter
elektrisch und mechanisch verbindbar, indem sich das Lötmittel
in geschmolzenem Zustand mit diesen verbindet und anschließend
erstarrt. Der Schmelzpunkt des Lötmittels ist niedriger
als der Schmelzpunkt des Leiterkontaktes und ist bevorzugt kleiner
als 450°C, weiter bevorzugt kleiner als 300°C und
insbesondere für elektrisch leitfähige Polymere kleiner
als 250°C.
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Weiter
bevorzugt kann das Lötmitteldepot neben dem Lötmittel
ein Flußmittel aufweisen. Ein Flußmittel erleichtert
vorteilhafterweise den Schmelzvorgang und die Handhabung des geschmolzenen Lötmittels.
Insbesondere entoxidiert das Flußmittel bei der Erwärmung
des Lötmitteldepot die Oberflächen des Leiterkontaktes
und verhindert die erneute Oxidbildung vor und während
des Lötvorgangs durch Bildung einer flüssigen
Schutzschicht.
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Vorteilhafterweise
ist ein elektrischer Leiter besonders einfach mit dem zugeordneten
Leiterkontakt verbindbar, da der elektrische Leiter lediglich durch
Anordnen an den Leiterkontakt und durch Wärmeeinwirkung
auf das Lötmittel bzw. das Lötmitteldepot mittels
einer Wärmequelle mit dem Leiterkontakt kontaktiert werden
kann. Insbesondere kann das Erwärmen des Lötmitteldepots
mittelbar über eine Erwärmung des elektrischen
Leiters oder des Leiterkontaktes erfolgen. Bevorzugt ist die Wärmequelle ein
Lötkolben, so daß der elektrische Leiter mittels des
Lötkolbens mit Wärme und einer gegen der zugeordneten
Leiterkontakt wirkenden Kraft beaufschlagbar ist. Vorteilhafterweise
ist der elektrische Leiter besonders einfach, insbesondere automatisiert,
mit dem Leiterkontakt verbindbar. Alternativ oder zusätzlich
zu dem Lötkolben kann auch eine andere bzw. weitere Wärmequelle
zur Erwärmung des Lötmittels bzw. des Lötmitteldepots
verwendet werden, wie beispielsweise eine Heizzange, ein Heizgebläse,
eine Lötlampe und so weiter.
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Der
Begriff ”Kontakt” im Sinne der vorliegenden Erfindung
beinhaltet insbesondere elektrischen und/oder mechanischen Kontakt,
so daß eine Anschlußdosenkontakteinrichtung ausgelegt
ist, einen elektrischen und/oder einen mechanischen Kontakt mit
den elektrischen Leitern der Solarzelle herzustellen. Der Kontakt
erfolgt dabei durch das Verlöten mittels des Lötmitteldepots.
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Der
Verbinder kann einstückig mit der Eingangs- und/oder Ausgangsanschlußdose
ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Anschlußdose
in einem Spritzgußverfahren hergestellt sein, wobei der Verbinder
gleichzeitig mit der Anschlußdose hergestellt wird. Es
ist auch möglich, daß die Anschlußdose
und der Verbinder in getrennten Verfahrensschritten hergestellt
werden und der Verbinder anschließend an der Anschlußdose
angeordnet wird, beispielsweise daran festgeklebt wird. Vorteilhafterweise
ist eine elektrische Kontaktierung des Solarpaneels über
die Anschlußdose mittels des oder der elektrischen Verbinder(s)
besonders einfach herstellbar, wobei die Anschlußdose kompakt
ausgebildet sein kann. Ein Verbinder stellt bevorzugt lediglich
jeweils einen Anschlußpol bereit, d. h. einen Pluspol oder
einen Minuspol des Solarpaneels.
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Die
Anschlußdose kann zumindest ein Kabel mit einer oder mehreren
Leitungsader(n) aufweisen, der/die mit der Anschlußdosenkontakteinrichtung kontaktiert
ist/sind. Beispielsweise kann die Anschlußdose in einem
Spritzgußverfahren hergestellt sein, wobei die Ummantelung
des Kabels beim Herstellen der Anschlußdose mit der Anschlußdose
verbunden wird. Vorteilhafterweise kann die elektrische Kontaktierung
des Solarpaneels mittels des oder der Kabel besonders betriebssicher
hergestellt werden, wobei insbesondere eine erhöhte Feuchtigkeitsdichtigkeit
in einfacher Weise erreicht werden kann. Hierbei kann eine Zugentlastung
des Kabels fest mit der Anschlußdose verbunden, insbesondere
verklebt sein. Analog zu der vorangehenden Beschreibung stellt ein
Kabel bevorzugt lediglich jeweils einen Anschlußpol bereit,
d. h. einen Pluspol oder einen Minuspol des Solarpaneels, so daß ein
Kabel insbesondere lediglich eine Leitungsader aufweist.
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Besonders
bevorzugt können zur Kontaktierung bzw. zum Anschluß des
Solarpaneels ein Verbinder und ein Kabel an der Anschlußdose
vorgesehen sein. Insbesondere kann das Kabel an seinem zur Anschlußdose
distalen Ende weiter einen komplementären Verbinder aufweisen,
der ausgelegt ist, mit dem Verbinder der Anschlußdose eines
zweiten Solarpaneels verbunden bzw. kontaktiert zu werden.
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Die
Leiterkontakte der Anschlußdosenkontakteinrichtung sind
insbesondere ausgelegt mit Leiterbändern zu kontaktieren.
Mit anderen Worten umfassen die Leiterkontakte insbesondere einen
im wesentlichen ebenen Bereich, der ausgelegt ist, im wesentlichen
formschlüssig mit einem elektrischen Leiter, insbesondere
einem Leiterband, zu kontaktieren.
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Der
Begriff ”im wesentlichen” kann im Sinne der vorliegenden
Erfindung eine Abweichung von einer gewünschten Eigenschaft
beschreiben. Insbesondere kann dies eine geringe Abeichung, d. h. ohne
signifikante Änderung der gewünschten Eigenschaft
sein, beispielsweise, falls die gewünschte Eigenschaft
als Solleigenschaft angesehen wird, kann ”im wesentlichen” ein
Abweichung von dieser Solleigenschaft um weniger als etwa 20%, weniger
als etwa 10%, weniger als etwa 5%, weniger als etwa 2%, insbesondere
weniger als etwa 1% beschreiben.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Anschlußdose
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Vorzugsweise
ist das Lötmitteldepot mittels einer adhäsiven
Verbindung an dem Leiterkontakt befestigt. Insbesondere ist das
Lötmitteldepot an dem Leiterkontakt festgelötet.
Alternativ oder zusätzlich kann das Lötmitteldepot
auch an dem Leiterkontakt festgeklemmt sein, beispielsweise durch
Einpressen des Lötmitteldepots in eine Ausnehmung und/oder
durch Einklemmen des Lötmitteldepots zwischen zwei Haltebereichen
des Leiterkontaktes. Bevorzugt ist zumindest einer dieser Haltebereiche biegsam
ausgeführt, um das Lötmitteldepot festzulegen.
Weiter bevorzugt ist zumindest einer der Haltebereiche rückstellfähig
ausgebildet, so daß der Haltebereich beim Anbringen des
Lötmitteldepots elastisch verformt wird und eine Haltekraft
auf das Lötmitteldepot ausübt, wenn das Lötmitteldepot
an dem Leiterkontakt montiert ist.
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Vorzugsweise
umfaßt die Anschlußdose
- – genau
einen Verbinder mit einem Anschlußpol oder genau ein mit
der Anschlußdose verbundenes Kabel mit genau einer Leitungsader
umfaßt und
- – genau eine Anschlußdosenkontakteinrichtung mit
– genau
zwei Leiterkontakten,
– genau einem Anschlußkontakt,
der mit dem einen Anschlußpol oder der einen Leitungsader kontaktiert
ist, und
– einer Diode, welche die zwei Leiterkontakte elektrisch
verbindet,
umfaßt.
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Je
nach Verwendung der Anschlußdose entspricht die Anschlußdose
einer Eingangsanschlußdose oder einer Ausgangsanschlußdose.
Jede Anschlußdose stellt somit genau einen Pol des Solarpaneels
bereit, wobei die Stromflußrichtung derart definiert ist,
daß die Ausgangsanschlußdose den Pluspol und die
Eingangsanschlußdose den Minuspol bereit stellt, wenn das
Solarpaneel in betriebsmäßigem Gebrauch ist.
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Weiter
vorzugsweise weist die Ausgangsanschlußdose genau ein Kabel
mit genau einer Leitungsader auf, die mit dem als Leitungsaderkontakt ausgebildeten
Anschlußkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
der Ausgangsanschlußdose kontaktiert ist und die Eingangsanschlußdose
weist genau einen elektrischen Verbinder mit genau einem Anschlußpol
auf, der mit dem Anschlußkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
der Eingangsanschlußdose kontaktiert ist. Es versteht sich
das die Eingangsanschlußdose entsprechend der voranstehend
beschriebenen Ausgangsanschlußdose und die Ausgangsanschlußdose
entsprechend der voranstehend beschriebenen Eingangsanschlußdose
ausgebildet sein kann.
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Die
im folgenden beschriebenen Eigenschaften gelten ebenfalls für
die als Eingangsanschlußdose und/oder Ausgangsanschlußdose
ausgebildete Anschlußdose.
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Vorzugsweise
umfaßt das Anschlußdosenbefestigungselement eine
Anschlußdosengrundplatte. Bevorzugt ist die Anschlußdosengrundplatte
einstückig, insbesondere aus einem Polymer bzw. einem elektrisch
nicht leitenden Kunststoff, ausgebildet.
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Eine
Anschlußdosengrundplatte ist besonders vorzugsweise dazu
ausgelegt, um mit einem Solarmodul verklebbar zu sein. Insbesondere
ist die Seite der Anschlußdosengrundplatte, die ausgelegt ist
an dem Solarmodul befestigt zu sein, im wesentlichen eben ausgebildet.
Insbesondere kann ein Haftmittel auf der Anschlußdosengrundplatte
aufgetragen sein. Das Haftmittel kann beispielsweise einen Haftkleber
und/oder einen Schmelzkleber und/oder ein Klebeband, usw. umfassen.
Weiter vorzugsweise umfaßt eine Anschlußdosengrundplatte
zumindest einen Öffnungsbereich. Insbesondere kann jedem Leiterkontakt
ein Öffnungsbereich zugeordnet sein.
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Vorzugsweise
weist die Anschlußdose einen Anschlußdosendeckel
mit einer Einfüllöffnung auf. Insbesondere ist
die Einfüllöffnung dazu ausgelegt, eine Extrusionsdüse
für flüssiges Kunstharz zu kontaktieren und/oder
aufzunehmen. Dazu ist die Einfüllöffnung insbesondere
kegelförmig ausgebildet.
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Vorzugsweise
sind die zumindest zwei Leiterkontakte der zumindest einen Anschlußdosenkontakteinrichtung
einstückig ausgebildet, wobei die zumindest eine Anschtußdosenkontakteinrichtung
eine Sollbruchstelle aufweist, um die zwei Leiterkontakte zu dekontaktieren.
Weiterhin vorzugsweise kann die Anschlußdosenkontakteinrichtung
beispielsweise aus einem Metall oder einer Metallegierung ausgebildet
sein.
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Vorzugsweise
sind die zwei Leiterkontakte der zumindest einen Anschlußdosenkontakteinrichtung
mittels der Diode mechanisch miteinander verbunden. Dabei sind die
zwei Leiterkontakte insbesondere derart mit der Diode verbunden,
daß die Position der zwei Leiterkontakte zueinander durch
die Diode fixiert ist. Die Verbindung zwischen der Diode und dem
jeweiligen Leiterkontakt kann durch Schweißen, Löten,
Kleben, Klemmen, Crimpen, usw. erfolgen.
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Vorzugsweise
ist der Anschlußkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
mit einem der Leiterkontakte einstückig ausgebildet. Insbesondere
besteht der Leiterkontakt aus einem Metallblech bzw. bestehen der
Leiterkontakt und der Anschlußkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
aus einem gemeinsamen Stück Metallblech.
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Vorzugsweise
ist die Diode der Anschtußdosenkontakteinrichtung eine
SMD-Diode.
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Vorteilhafterweise
ist aufgrund der flachen Bauweise der SMD-Diode ein verbesserter
mechanischer Kontakt zwischen dem Leiterkontakt und der Diode ausgebildet.
Weiter vorteilhafterweise ist der spezifische Wärmefluß aufgrund
der vergrößerten Oberfläche der SMD-Diode
gegenüber einer zylindrischen Koaxial-Diode bei gleicher
Verlustleistung verringert, so daß die von der Diode ausgehende
thermische Belastung der umliegenden Bauteile verringert ist.
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Überbrückungsdose
gemäß einem Aspekt
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Überbrückungsdose
für ein Solarmodul, umfassend:
- – ein Überbrückungsdosenbefestigungselement,
- – eine Überbrückungsdosenkontakteinrichtung mit
– zwei
Leiterkontakten und
– zumindest einer Diode, welche
die zwei Leiterkontakte elektrisch verbindet,
wobei zumindest
einer der Leiterkontakte ein Lötmitteldepot aufweist.
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Weiter
bevorzugt kann das Lötmitteldepot neben dem Lötmittel
ein Flußmittel aufweisen. Weitere Eigenschaften und Vorteile
des Lötmittels und des Flußmittels sind in Bezug
auf die Anschlußdose beschrieben.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Überbrückungsdose
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Vorzugsweise
ist das Lötmitteldepot mittels einer adhäsiven
Verbindung an dem Leiterkontakt befestigt. Insbesondere ist das
Lötmitteldepot an dem Leiterkontakt festgelötet.
Alternativ oder zusätzlich kann das Lötmitteldepot
auch an dem Leiterkontakt festgeklemmt sein, beispielsweise durch
Einpressen des Lötmitteldepots in eine Ausnehmung und/oder
durch Einklemmen des Lötmitteldepots zwischen zwei Haltebereichen
des Leiterkontaktes. Bevorzugte Haltebereiche sind mit Bezug auf
das Lötmitteldepot der Anschlußdose bereits beschrieben.
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Vorzugsweise
umfaßt das Überbrückungsdosenbefestigungselement
ein an der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
direkt angeordnetes Haftmittel, wobei die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
mittels des Haftmittels an einem Solarmodul befestigbar ist. Insbesondere
ist das Überbrückungsdosenbefestigungselement
ein Haftmittel das direkt an der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung angeordnet
ist.
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Beispielsweise
ist die Überbrückungsdose grundplattenfrei, d.
h., daß die Überbrückungsdose keine Grundplatte
aufweist. Somit kann an dem Solarmodul die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung angeordnet
sein, und die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
von einem Überbrückungsdosendeckel bedeckt sein.
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Vorzugsweise
umfaßt das Überbrückungsdosenbefestigungselement
eine Überbrückungsdosengrundplatte. Beispielsweise
ist an der Überbrückungsdosengrundplatte das Haftmittel
angeordnet. Eine Überbrückungsdosengrundplatte
ist besonders vorzugsweise dazu ausgelegt, um mit dem Solarmodul
verklebbar zu sein.
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Insbesondere
ist die Seite der Überbrückungsdosengrundplatte,
die ausgelegt ist an dem Solarmodul befestigt zu sein, im wesentlichen
eben ausgebildet. Insbesondere kann ein Haftmittel auf der Überbrückungsdosengrundplatte
aufgetragen sein. Das Haftmittel kann beispielsweise einen Haftkleber
und/oder einen Schmelzkleber und/oder ein Klebeband, usw. umfassen.
Weiter vorzugsweise umfaßt eine Überbrückungsdosengrundplatte
zumindest einen Öffnungsbereich. Insbesondere kann jedem
Leiterkontakt ein Öffnungsbereich zugeordnet sein.
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Vorzugsweise
weist die Überbrückungsdose einen Überbrückungsdosendeckel
mit einer Einfüllöffnung auf. Insbesondere ist
die Einfüllöffnung dazu ausgelegt, eine Extrusionsdüse
für flüssiges Kunstharz zu kontaktieren und/oder
aufzunehmen. Dazu ist die Einfüllöffnung insbesondere
kegelförmig ausgebildet.
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Vorzugsweise
sind die zwei Leiterkontakte der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
einstückig ausgebildet, wobei die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
eine Sollbruchstelle aufweist, um die zwei Leiterkontakte zu dekontaktieren.
Weiter vorzugsweise kann die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
beispielsweise aus einem Metall oder einer Metallegierung ausgebildet
sein.
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Vorzugsweise
sind die zwei Leiterkontakte der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
mittels der Diode mechanisch miteinander verbunden. Dabei sind die
zwei Leiterkontakte insbesondere derart mit der Diode verbunden,
daß die Position der zwei Leiterkontakte zueinander durch
die Diode fixiert ist. Die Verbindung zwischen der Diode und dem
jeweiligen Leiterkontakt kann durch Schweißen, Löten,
Kleben, Crimpen, usw. erfolgen.
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Vorzugsweise
ist die Diode der Überbrückungsdose eine SMD-Diode.
Dadurch ergeben sich die in Bezug auf die Anschlußdose
dargestellten Vorteile ebenfalls für die Überbrückungsdose.
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Solarpaneel gemäß einem
Aspekt
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Solarpaneel, umfassend:
- – ein Solarmodul mit zumindest zwei
elektrischen Leitern und
- – zumindest eine erfindungsgemäße
elektrische Anschlußdose,
wobei zwei der elektrischen
Leiter des Solarmoduls jeweils mit einem zugeordneten Leiterkontakt
der Anschlußdosenkontakteinrichtung mittels des Lötmitteldepots
verlötet sind.
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Das
Solarmodul umfaßt zumindest eine spannungserzeugende Solarzelle
bzw. Solarzellengruppe, welche zwei elektrische Leiter aufweist,
die den Plus- und Minuspol der Solarzelle bilden. Auf einer Anschlußseite
können die zumindest zwei elektrischen Leiter, insbesondere
in Form dünner Leiterbänder, aus dem Solarmodul
heraus geführt werden. Die „Anschlußseite
bzw. -fläche” im Sinne der Erfindung beschreibt
eine Seite bzw. Fläche, die insbesondere einer lichtaktiven
Seite bzw. Fläche gegenüber liegt. In anderen
Worten ist die lichtaktive Seite bzw. Fläche ausgelegt,
Licht aufzunehmen bzw. in das Solarmodul zu führen. Die „Anschlußseite
bzw. -fläche” ist insbesondere die Rückseite
des Solarmoduls, mittels welcher das Solarmodul beispielsweise befestigt
bzw. montiert werden kann.
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Um
die Solarzelle, wie eingangs beschrieben wurde, vor Beschädigungen
zu schützen, sind der Plus- und Minuspol der Solarzelle
jeweils mit einem zugeordneten Leiterkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
kontaktiert. Mittels einer Bypass-Diode, welche die zwei Leiterkontakte
der Anschlußdosenkontakteinrichtung miteinander kontaktiert,
wird ein Kurzschluß zwischen den beiden Polen erzeugt, wenn
die über die Solarzelle abfallende Spannung einen vorbestimmten
Grenzwert überschreitet.
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Die
zumindest eine Anschlußdose ist an der Anschlußseite
bzw. -fläche des Solarmoduls befestigt. Die Befestigung
der Anschlußdose erfolgt mittels des Anschlußdosenbefestigungselements,
wobei das Anschlußdosenbefestigungselement insbesondere
dazu ausgelegt sein kann, um vorteilhafterweise in einfacher Weise
mit dem Solarmodul verklebt zu sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen
des Solarpaneels
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Vorzugsweise
sind zwei elektrische Anschlußdosen voneinander beabstandet
an dem Solarmodul befestigt. Weiter bevorzugt fungiert eine erste
Anschlußdose als Eingangsanschlußdose und eine
zweite Anschlußdose als Ausgangsanschlußdose.
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Das
Solarmodul umfaßt vorzugsweise zumindest zwei in Reihe
geschaltete spannungserzeugende Solarzellen bzw. Solarzellengruppen,
wobei jede Solarzelle zwei elektrische Leiter aufweist, die den
Plus- und Minuspol der Solarzelle bilden. Folglich umfaßt
ein Solarmodul zumindest vier elektrische Leiter. Auf der Anschlußseite
können die zumindest vier elektrischen Leiter, insbesondere
in Form dünner Leiterbänder, aus dem Solarmodul
heraus geführt werden. Um jede Solarzelle zu schützen,
sind der Plus- und Minuspol jeder Solarzelle mittels einer Bypass-Diode
miteinander verbunden.
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Eine
Bypass-Diode ist an der Anschlußdosenkontakteinrichtung
der Eingangsanschlußdose bzw. der Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung der
Eingangsanschlußdose angeordnet und verbindet mittelbar
die elektrischen Leiter einer ersten Solarzelle, wobei die elektrischen
Leiter mit zwei verschiedenen Leiterkontakten der Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung
kontaktiert sind, die lediglich durch die Bypass-Diode miteinander
elektrisch verbunden sind. Analog ist eine zweite Bypass-Diode an
der Anschlußdosenkontakteinrichtung der Ausgangsanschlußdose
bzw. der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung der Ausgangsanschlußdose angeordnet
und verbindet mittelbar die elektrischen Leiter einer zweiten Solarzelle,
wobei die elektrischen Leiter der ersten Solarzelle von den elektrischen
Leitern der zweiten Solarzelle verschieden sind. Die Solarzellen
sind untereinander elektrisch leitend verbunden, wobei der Minuspol
einer Solarzelle mit dem Pluspol einer weiteren Solarzelle verbunden
sein kann.
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Die
Eingangs- und Ausgangsanschlußdose sind an der Anschlußseite
bzw. -fläche des Solarmoduls voneinander beabstandet befestigt,
insbesondere durch Verkleben.
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Der
Begriff ”beabstandet” insbesondere in Bezug auf
die Beabstandung der Eingangs- und Ausgangsanschlußdose
beschreibt im Sinne der Erfindung, daß zwischen der Eingangsanschlußdose
und der Ausgangsanschlußdose ein lichter Abstand von vorzugsweise
mehr als etwa 1 cm, mehr als etwa 5 cm, mehr als etwa 10 cm, mehr
als etwa 50 cm und besonders bevorzugt mehr als etwa 1 m besteht.
Der Abstand wird durch die Abmessung des Solarmoduls begrenzt.
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Die
eine Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung und die eine
Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung sind über
das Solarmodul miteinander elektrisch verbunden, wobei die Eingangs-
und Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung dadurch definiert
sind, daß der elektrische Strom von der Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung
in Richtung der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung fließt,
wenn das Solarpaneel in betriebsmäßigem Gebrauch
ist. In anderen Worten können die Eingangsanschlußdose
und die Ausgangsanschlußdose die beiden Pole des Solarpaneels
bilden, d. h. die Ausgangsanschlußdose kann der Pluspol
sein und die Eingangsanschlußdose kann der Minuspol sein,
so daß der Strom durch einen an das Solarpaneel angeschlossenen
Verbraucher vom Pluspol zum Minuspol fließt. Die Terminologie
kann auch umgedreht werden.
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Vorteilhafterweise
sind die Eingangs- und Ausgangsanschlußdosen einfach zu
montieren und können unabhängig voneinander an
beliebigen Stellen des Solarmoduls befestigt werden. Dadurch ist
es vorteilhafterweise möglich die Eingangsanschlußdose
z. B. an einem zur Ausgangsanschlußdose entgegengesetzten
Ende des Solarmoduls anzuordnen. Werden mehrere solcher Solarpaneele
nebeneinander in einer Solaranlage installiert, kann eine Ausgangsanschlußdose
eines ersten Solarpaneels benachbart zu einer Eingangsanschlußdose
eines zweiten Solarpaneels angeordnet sein. Dadurch können
die Kabelverbindungen zwischen den zwei Solarpaneelen vorteilhafterweise
minimiert werden, wodurch sich eine Materialersparnis und eine Erleichterung
der Montage der Solaranlage ergibt.
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Da
genau eine Diode in der Eingangsanschlußdose angeordnet
ist und genau eine Diode in der Ausgangsanschlußdose angeordnet
ist, wird vorteilhafterweise erreicht, daß die Abwärme
der Diode effizient aus der entsprechenden Anschlußdose
geleitet werden kann. Somit eine Beschädigung der Diode
und/oder Anschlußdose aufgrund übermäßiger Wärme
verhindert.
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Die
Leiterkontakte der Eingangsanschlußdose sind in betriebsmäßigem
Gebrauch, d. h., wenn die Eingangsanschlußdose an dem Solarmodul
angeordnet ist, voneinander mechanisch und elektrisch getrennte
Elemente, die mittels der Diode zumindest elektrisch, insbesondere
auch mechanisch, miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise
umfaßt das Solarpaneel zumindest eine erfindungsgemäße elektrische Überbrückungsdose,
wobei zwei der elektrischen Leiter des Solarmoduls jeweils mit einem
zugeordneten Leiterkontakt der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
kontaktiert sind, und wobei die zumindest eine Überbrückungsdose
von der zumindest einen Anschlußdose beabstandet an dem
Solarmodul befestigt ist. Vorzugsweise ist die zumindest eine Überbrückungsdose
auch von allen Anschlußdosen beabstandet angeordnet.
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Das
Solarmodul kann auch zumindest drei, d. h. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
10, usw. in Reihe geschaltete spannungserzeugende Solarzellen bzw.
Solarzellengruppen umfassen, wobei jede Solarzelle zwei elektrische
Leiter aufweist, die den Plus- und Minuspol der Solarzelle bilden
und die an der Anschlußseite des Solarmoduls aus diesem
heraus geführt werden. Folglich umfaßt ein Solarmodul
zumindest sechs, d. h. 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, usw. elektrische
Leiter, von denen zwei mit der Eingangsanschlußdose verbunden
sind und zwei mit der Ausgangsanschlußdose verbunden sind.
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Um
die weiteren Solarzellen mittels einer Bypass-Diode zu schützen,
sind der Plus- und Minuspol einer der weiteren, insbesondere jeder
der weiteren, Solarzelle(n) mit jeweils einem Leiterkontakt der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
kontaktiert. Die Bypass-Diode ist an der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
der Überbrückungsdose angeordnet und verbindet
mittelbar deren elektrische Leiter. Folglich ist die Anzahl der
Dioden gleich der Anzahl der Dosen, d. h. der Summe aus Eingangsanschlußdose
und Ausgangsanschlußdose und Überbrückungsdose(n).
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Die
Leiterkontakte der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
sind insbesondere ausgelegt mit Leiterbändern zu kontaktieren.
Mit anderen Worten umfassen die Leiterkontakte insbesondere einen im
wesentlichen ebenen Bereich, der ausgelegt ist, im wesentlichen
formschlüssig mit einem elektrischen Leiter, insbesondere
einem Leiterband, zu kontaktieren. Die Überbrückungsdosen
bzw. die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
weist über die Leiterkontakte hinaus keine weiteren Kontakte auf,
insbesondere keine weiteren Eingänge und/oder Ausgänge
bzw. Anschlußpole, um die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
mit einer externen Einrichtung elektrisch zu verbinden.
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Eine
oder mehrere Überbrückungsdose(n) sind an der
Anschlußseite des Solarmoduls voneinander und von der Eingangs-
und Ausgangsanschlußdose beabstandet befestigt. Insbesondere ist/sind
die Überbrückungsdose(n) entlang der Verbindungslinie
zwischen der Eingangs- und Ausgangsanschlußdose befestigt.
Die Befestigung erfolgt mittels des jeweiligen Überbrückungsdosenbefestigungselements,
welches insbesondere dazu ausgelegt sein kann, um mit dem Solarmodul
verklebt zu sein.
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Vorzugsweise
umfaßt das Überbrückungsdosenbefestigungselement
ein an der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
angeordnetes Haftmittel, wobei die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
mittels des Haftmittels an dem Solarmodul befestigt ist.
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Insbesondere
kann das Überbrückungsdosenbefestigungselement
eine Schicht Haftkleber, Schmelzkleber und/oder ein doppelseitiges
Klebeband umfassen. Vorteilhafterweise ist die Überbrückungsdose
dadurch materialsparend und einfach an dem Solarmodul zu befestigen,
da die Überbrückungsdose im wesentlichen grundplattenfrei,
d. h. ohne eine Grundplatte bzw. Bodenplatte ausgebildet ist. Aufgrund
der geringen mechanischen Belastung der Überbrückungsdose,
die insbesondere keine Kabelanschlüsse umfaßt,
so daß keine Zugbelastung auftritt, steht eine vereinfachte
bzw. schwächere Befestigung der Überbrückungsdose
einem sicheren Betrieb nicht entgegen.
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Vorzugsweise
ist das Innere zumindest einer der Anschlußdosen und/oder
zumindest einer der Überbrückungsdosen feuchtigkeitsdichtend
mit Kunstharz ausgegossen.
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Die
Anschlußdose(n), insbesondere die Eingangsanschlußdose
und/oder die Ausgangsanschlußdose, und/oder die Überbrückungsdose(n) ist/sind
bevorzugt mit einem isolierenden Harz ausgegossen, um die einzelnen
Bestandteile fest miteinander zu verbinden und elektrisch voneinander
zu isolieren. Vorteilhafterweise ist durch das Ausgießen mit
Kunstharz ein besonders guter Schutz vor eindringender Feuchtigkeit,
z. B. nach der standardisierten Norm IP67 zu erreichen.
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Weiterhin
kann das Kunstharz auch dazu dienen, die entsprechende Dose an dem
Solarmodul zu befestigen, wenn z. B. das Kunstharz eine chemische
Verbindung mit dem Solarmodul eingeht. In diesem Fall kann das Kunstharz
als Haftmittel dienen. Dies gilt insbesondere für eine Überbrückungsdose, wenn
die Überbrückungsdose grundplattenfrei ausgebildet
ist. In diesem Fall kann die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
an dem Solarmodul angeordnet werden und die Leiterkontakte mit den
Leitern des Solarmoduls kontaktiert werden. Anschließend kann
der Überbrückungsdosendeckel angeordnet werden
und der somit gebildete Hohlraum mit Kunstharz ausgegossen werden,
wodurch eine innige Verbindung zwischen dem Überbrückungsdosendeckel und
dem Kunstharz und der Fläche des Solarmoduls herstellbar
ist, wobei die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
in das Kunstharz eingebettet ist. Somit besteht das Gehäuse
der Überbrückungsdose im wesentlichen aus dem Überbrückungsdosendeckel, wobei
eine Seite der Überbrückungsdose durch das Solarmodul
verschlossen ist.
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Verfahren zum Herstellen eines
Solarpaneels gemäß einem Aspekt
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Ein
Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Solarpaneels, umfassend die Schritte:
- – Bereitstellen
eines Solarmoduls mit zumindest zwei elektrischen Leitern,
- – Bereitstellen zumindest einer erfindungsgemäßen
elektrischen Anschlußdose,
- – Befestigen der Anschlußdose an dem Solarmodul,
wobei zwei der elektrischen Leiter des Solarmoduls jeweils mit einem
zugeordneten Leiterkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung durch
Erwärmung des Lötmitteldepots verlötet werden.
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Das
Befestigen der Anschlußdose kann insbesondere mittels eines
Klebemittels erfolgen. Das Befestigen kann beispielsweise ein Auftragen,
insbesondere ein Aufsprühen eines verformbaren, insbesondere
flüssigen Klebers an bzw. auf einer Kontaktfläche
der Anschlußdose umfassen, mit welcher die Anschlußdose
mit dem Solarmodul in Kontakt tritt. Der Kleber kann beispielsweise
die Kontaktfläche vollständig bedecken. Es ist
auch möglich, daß der Kleber lediglich an diskreten
Punkten bzw. Flächen auf bzw. an der Kontaktfläche
aufgetragen ist.
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Weiterhin
kann das Befestigen der entsprechenden Anschlußdose an
dem Solarmodul beinhalten, daß der Kleber seine klebende
bzw. haftende Eigenschaft erhält. Der Kleber kann z. B.
mit Wärme und/oder mit Licht behandelt werden, wie z. B.
mit UV Licht bestrahlt werden.
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Die
vorangehenden Ausführungen gelten sinngemäß,
falls der Kleber an bzw. auf der Kontaktfläche des Solarmoduls
angeordnet ist. Der Kleber kann beispielsweise ein sogenannter Zwei-Komponentenkleber
sein, wobei eine Komponente an der Anschlußdose angeordnet
ist und eine weitere Komponente an dem Solarmodul. Das Befestigen
kann somit beinhalten, daß die beiden Komponenten miteinander
in Kontakt gebracht werden. Alternativ oder zusätzlich
kann das Befestigen auch umfassen, daß eine Schutzfolie
von einem Haft- bzw. Klebemittel entfernt wird.
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Das
Verlöten eines der elektrischen Leiter des Solarmoduls
mit einem zugeordneten Leiterkontakt der Anschlußdosenkontakteinrichtung
erfolgt durch Anordnen des elektrischen Leiters an dem Leiterkontakt
bzw. an dem Lötmitteldepot und Erwärmung des Lötmitteldepots.
Das Anordnen und das Erwärmen können zeitgleich
oder zeitversetzt, manuell oder automatisch bzw. maschinell erfolgen.
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Durch
das Erwärmen wird das Lötmitteldepot bzw. das
Lötmittel des Lötmitteldepots zumindest partiell
aufgeschmolzen, so daß sich das geschmolzene Lötmittel
sowohl mit dem elektrischen Leiter als auch mit dem Leiterkontakt
verbindet und anschließend durch Abkühlen erstarrt.
Bevorzugt ist der Schmelzpunkt des Lötmittels niedriger,
als der Schmelzpunkt des Leiterkontaktes und des elektrischen Leiters.
Das Lötmittel ist bevorzugt ein Weichlot mit einer Schmelztemperatur
von kleiner als 450°C, insbesondere kleiner als etwa 300°C.
Alternativ kann das Lötmittel ein elektrisch leitfähiges
thermoplastisches Polymer umfassen, wobei die Schmelztemperatur
bevorzugt kleiner als 250°C ist.
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Bevorzugt
wird der elektrische Leiter an dem Leiterkontakt angeordnet und
anschließend mittels einer Wärmequelle, z. B.
durch einen Lötkolben, gegen den Leiterkontakt gepreßt
und dadurch an diesem gehalten, bis durch die mittelbare Erwärmung des
Lötmitteldepots über den erwärmten elektrischen Leiter
das Lötmittel geschmolzen ist, so daß der elektrische
Leiter und der Leiterkontakt verlötet werden. Vorteilhafterweise
ist der elektrische Leiter dadurch besonders einfach, insbesondere
automatisiert, mit dem Leiterkontakt zu verlöten.
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Bevorzugte Ausführungsformen
des Verfahrens
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Bevorzugt
umfaßt das Verfahren einen oder mehrere der folgenden Schritte:
- – Bereitstellen eines Solarmoduls
mit zumindest vier elektrischen Leitern,
- – Bereitstellen von zwei erfindungsgemäßen
elektrischen Anschlußdosen, wobei eine erste Anschlußdose
als Eingangsanschlußdose und eine zweite Anschlußdose
als Ausgangsanschlußdose dient,
- – Befestigen der Eingangsanschlußdose mittels des
Befestigungselements der Eingangsanschlußdose bzw. des
Eingangsanschlußdosenbefestigungselements an dem Solarmodul,
- – Befestigen der Ausgangsanschlußdose mittels des
Befestigungselements der Ausgangsanschlußdose bzw. des
Ausgangsanschlußdosenbefestigungselements beabstandet von
der Eingangsanschlußdose an dem Solarmodul,
- – Verlöten von zwei der elektrischen Leiter
des Solarmoduls jeweils mit einem zugeordneten Leiterkontakt der
Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung der Eingangsanschlußdose
mittels des Lötmitteldepots der Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung,
- – Verlöten von zwei der elektrischen Leiter
des Solarmoduls jeweils mit einem zugeordneten Leiterkontakt der
Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung der Ausgangsanschlußdose
mittels des Lötmitteldepots der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung.
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Vorzugsweise
umfaßt das Verfahren weiter die Schritte:
- – Bereitstellen zumindest einer erfindungsgemäßen
elektrischen Überbrückungsdose,
- – Befestigen der Überbrückungsdose
mittels des Überbrückungsdosenbefestigungselements
an dem Solarmodul, wobei zwei der elektrischen Leiter des Solarmoduls
jeweils mit einem zugeordneten Leiterkontakt der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
durch Erwärmung des Lötmitteldepots verlötet
werden und
wobei die zumindest eine Überbrückungsdose
von der zumindest einen Anschlußdose beabstandet an dem
Solarmodul befestigt wird.
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Für
den Fall, daß das Solarpaneel zwei oder mehr Anschlußdosen
aufweist, zum Beispiel eine Eingangsanschlußdose und eine
Ausgangsanschlußdose, wird die Überbrückungsdose
von jeder Anschlußdose beabstandet an dem Solarmodul befestigt.
Das Befestigen der Überbrückungsdose kann ebenfalls
insbesondere mittels eines Klebemittels erfolgen, wobei die Ausführen
zum „Befestigen” in Zusammenhang mit der Anschlußdose
analog gelten.
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Vorzugsweise
umfaßt das Verfahren die weiteren Schritte:
- – Anordnen eines Anschlußdosendeckels an der Anschlußdose
und/oder
- – Anordnen jeweils eines Überbrückungsdosendeckels
an jeder Überbrückungsdose.
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Bevorzugt
umfaßt das obige Anordnen ebenfalls ein im wesentlichen
fluiddichtes, insbesondere wasserdichtes und/oder luftdichtes, Verschließen.
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Vorzugsweise
umfaßt das Verfahren den weiteren Schritt des Trennens
der Anschlußdosenkontakteinrichtung und/oder der zumindest
einen Überbrückungsdosenkontakteinrichtung an
einer Sollbruchstelle.
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Bevorzugt
sind die zwei Leiterkontakte der Anschlußdosenkontakteinrichtung
und/oder der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
in einem ursprünglichen Zustand zusammen einstückig
ausgebildet, wobei die Anschlußdosenkontakteinrichtung eine
Sollbruchstelle aufweist und/oder die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
eine Sollbruchstelle aufweist/aufweisen, um die zwei Leiterkontakte
zu dekontaktieren. Vorzugsweise werden die zwei Leiterkontakte vor
dem Dekontaktieren derart mit der Diode verlötet, daß die
Position der zwei Leiterkontakte zueinander nach dem Dekontaktieren
durch die Diode fixiert ist. Durch das Trennen an der Sollbruchstelle
erfolgt das Dekontaktieren, wobei sowohl der elektrische als auch
der mechanische Kontakt unterbrochen wird.
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Das
Trennen kann mittels eines Werkzeugs vor oder nach dem Befestigen
der Anschluß-/Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
am dem Solarmodul erfolgen. Bevorzugt kann das Trennen mittels des
Anschluß-/Überbrückungsdosendeckels bzw.
einer daran angeordneten Trenneinrichtung mit dem Anordnen des Deckels
erfolgen. Insbesondere ist es möglich, daß ein
Element des Deckels beim Anordnen des Deckels an der entsprechenden Dose
die Leiterkontakte an der Sollbruchstelle trennt und/oder an der
Position der Sollbruchstelle zwischen den beiden Leiterkontakten
angeordnet ist, um ein nachträgliches Kontaktieren der
beiden Leiterkontakte zu verhindern.
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Vorzugsweise
umfaßt das Verfahren den weiteren Schritt des Ausgießens
des Inneren der Anschlußdose und/oder der zumindest einen Überbrückungsdose
mit Kunstharz durch die Öffnung des entsprechenden Deckels.
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Bevorzugt
umfaßt das Ausgießen das im wesentlichen fluiddichte,
insbesondere wasserdichte und/oder luftdichte, Abdichten bzw. Verschließen
des Inneren der Anschlußdose und/oder der Überbrückungsdose.
Die Bypass-Dioden und die damit verbunden elektrischen Leiter sind
dadurch vorteilhafterweise vor Umwelteinflüssen, insbesondere
vor Feuchtigkeit, geschützt. Weiter bevorzugt umfaßt
das Ausgießen ebenfalls die Befestigung auf dem Solarmodul.
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Verwendung gemäß einem
Aspekt
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer
Anschlußdose mit den oben beschriebenen Merkmalen, zur
Anordnung an einem Solarmodul als Eingangs- oder Ausgangsanschlußdose.
Dabei wird die Anschlußdose an einer Anschlußseite
des Solarmoduls angeordnet. Insbesondere kann danach die Anschlußdose
mit dem Solarmodul elektrisch verbunden werden. Weiterhin kann die
Anschlußdose verwendet werden, um das Solarmodul mit weiteren
Solarmodulen oder elektrischen Verbrauchern zu verbinden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Aspekte bzw. Ausführungsformen
beschränkt. Vielmehr können einzelne Merkmale
der Aspekte und/oder Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert
werden und insbesondere somit neue Ausführungsformen gebildet
werden. In anderen Worten gelten die obigen Ausführungen
zu den einzelnen Merkmalen der Vorrichtung(en) sinngemäß auch
für das Verfahren sowie die Verwendung und umgekehrt.
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Figurenbeschreibung
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigt:
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1:
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines Solarpaneels in teilbestücktem Zustand;
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2:
eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des
Solarpaneels;
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3:
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Eingangsanschlußdose;
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4:
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Ausgangsanschlußdose;
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5:
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Überbrückungsdose; und
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6:
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Überbrückungsdosenkontakteinrichtung.
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7A bis 7F:
bevorzugte Ausführungsformen eines Leiterkontaktes mit
Lötmitteldepot.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines Solarpaneels 2 in teilbestücktem Zustand.
Das gezeigt Solarpaneel 2 umfaßt ein Solarmodul 4,
eine als Eingangsanschlußdose 6 ausgebildete Anschlußdose
und eine als Ausgangsanschlußdose 8 ausgebildete
Anschlußdose. Die jeweiligen Merkmale der zwei unterschiedlichen
Anschlußdosen sind dementsprechend durch das Voranstellen
der entsprechenden Silben „Eingangs-” und „Ausgangs-” voneinander
unterschieden.
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Das
Solarmodul 4 weist zehn elektrische Leiter 10a–10j auf,
die auf der Anschlußseite des Solarmoduls aus diesem heraus
geführt sind. Zwei der elektrischen Leiter 10a, 10b (in 1 nicht
sichtbar) sind mit der bereits befestigten Eingangsanschlußdose 6 und
zwei der elektrischen Leiter 10c, 10d (in 1 nicht
sichtbar) sind mit der bereits befestigten Ausgangsanschlußdose 8 kontaktiert.
Sechs weitere elektrischen Leiter 10e–10j ragen
aus dem Solarmodul hervor und sind noch durch Überbrückungsdosen (nicht
gezeigt) zu kontaktieren.
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Die
Eingangsanschlußdose 6 ist in dieser Ausführungsform
mit ihrer Eingangsanschlußdosengrundplatte 12a als
bevorzugtem Bestandteil des Eingangsanschlußdosenbefestigungselements 12 mit
dem Solarmodul 4 verklebt. Die Eingangsanschlußdose 6 weist
ein Kabel 14 mit genau einer Leitungsader 16 auf,
welches mit der Eingangsanschlußdose 6 fest verbunden
ist.
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Die
Ausgangsanschlußdose 8 ist in dieser Ausführungsform
mit ihrer Ausgangsanschlußdosengrundplatte 18a als
bevorzugtem Bestandteil des Ausgangsanschlußdosenbefestigungselements 18 mit
dem Solarmodul 4 verklebt. Die Ausgangsanschlußdose 8 weist
einen Verbinder 20 mit genau einem Anschlußpol
auf. Weiterhin kann eine Fixierungsvorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet
sein, die dazu dient, das Kabel 14 z. B. während
der Montage des Solarpaneels 2 und/oder während
des Transport des Solarpaneels 2 zu fixieren, so daß verhindert wird,
daß ein loses Ende des Kabels 14 das Solarpaneel 2 und/oder
andere Gegenstände beschädigt bzw. Personen verletzt.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des
Solarpaneels 2, mit drei Überbrückungsdosen 22,
die jeweils mit ihrer Überbrückungsdosengrundplatte 24a als
bevorzugtem Bestandteil des Überbrückungsdosenbefestigungselements 24 mit
dem Solarmodul 4 verklebt sind. In den Überbrückungsdosen 22 wurden
die elektrischen Leiter 10e–10j (gezeigt
in 1) mit den entsprechenden Leiterkontakten (gezeigt
in 5) der Überbrückungsdosen 22 kontaktiert,
insbesondere verlötet.
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2 zeigt,
daß die Eingangsanschlußdose 6 mittels
eines Eingangsanschlußdosendeckels 26, die Ausgangsanschlußdose 8 mittels
eines Ausgangsanschlußdosendeckels 28 und die Überbrückungsdosen 22 jeweils
mittels eines Überbrückungsdosendeckels 30 verschlossen
sind. Der Eingangsanschlußdosendeckel 26 und/oder
der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und/oder die Überbrückungsdosendeckel 30 können
an dem Solarmodul festgeklebt sein. Weiterhin weisen der Eingangsanschlußdosendeckel 26,
der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und die Überbrückungsdosendeckel 30 jeweils
eine Einfüllöffnung 32 auf, durch die
in einem folgenden Schritt das Innere der Eingangsanschlußdose 6 bzw.
der Ausgangsanschlußdose 8 bzw. der Überbrückungsdosen 22 mit
Kunstharz ausgegossen wird. Folglich ist es möglich, daß der
Eingangsanschlußdosendeckel 26, der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und
die Überbrückungsdosendeckel 30 mittels
eines Haftmittels, z. B. eines Klebebandes, an dem Solarmodul 2 fixiert
werden und anschließend das jeweilige Innere mit dem Kunstharz
ausgegossen wird. Durch das Kunstharz wird der Eingangsanschlußdosendeckel 26,
der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und die Überbrückungsdosendeckel 30 an
der entsprechenden Dose und/oder dem Solarmodul 2 fixiert.
Es ist auch möglich, daß der Eingangsanschlußdosendeckel 26 und/oder
der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und/oder die Überbrückungsdosendeckel 30 mit
einem Werkzeug an der entsprechenden Dose angeordnet und dort gehalten
werden, bis das Innere der Dose mit Kunstharz gefüllt ist
und das Kunstharz soweit gehärtet ist, daß der
Eingangsanschlußdosendeckel 26 und/oder der Ausgangsanschlußdosendeckel 28 und/oder
die Überbrückungsdosendeckel 30 an der
entsprechenden Dose und/oder dem Solarmodul 2 befestigt
ist.
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Ferner
zeigt 2, daß der Verbinder 20 der Ausgangsanschlußdose 8 durch
einen komplementären Verbinder 34 mit der Eingangsanschlußdose
eines weiteren Solarpaneels (nicht gezeigt) elektrisch verbunden
ist. Mittels dieser elektrischen Verbindung können mehrere
Solarpaneele 2 über z. B. eine Reihenschaltung
verbunden werden. Alternativ zu der in 2 gezeigten
Konfiguration kann die Eingangsanschlußdose 6 anstelle
des Kabels 14 auch einen Verbinder 2 aufweisen.
Alternativ zu der in 2 gezeigten Konfiguration kann
die Ausgangsanschlußdose 8 anstelle des Verbinders 2 auch
ein Kabel 14 aufweisen.
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Anschlußdose als Eingangsanschlußdose 6.
Die gezeigte elektrische Eingangsanschlußdose 6 umfaßt das
Eingangsanschlußdosenbefestigungselement 12 mit
einer Eingangsanschlußdosengrundplatte 12a und
einem Haftmittel 12b sowie eine Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 mit
zwei Leiterkontakten 38a, 38b und einer Diode 40.
Die Leiterkontakte 38a, 38b weisen jeweils eine
Bohrung auf, in bzw. an welche jeweils ein Lötmitteldepot 60a, 60b befestigt
ist, beispielsweise durch Festklemmen oder Festlöten des
Lötmittels in der jeweiligen Bohrung. Zwei der elektrischen
Leiter 10a, 10b des Solarmoduls 4 sind
jeweils mit dem zugeordneten Leiterkontakt 38a, 38b der
Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 kontaktiert,
insbesondere verlötet, d. h. der elektrische Leiter 10a ist
mit dem Leiterkontakt 38a kontaktiert und der elektrische
Leiter 10b ist mit dem Leiterkontakt 38b kontaktiert.
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Die
zwei Leiterkontakte 38a, 38b der Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 sind zusammen
einstückig ausgebildet, wobei die Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 eine Sollbruchstelle 42 aufweist,
um die zwei Leiterkontakte 38a, 38b vor oder während
dem Schließen des Eingangsanschlußdosendeckels 26 zu
dekontaktieren. Nach dem Trennen der Sollbruchstelle 42 und vor
dem Ausgießen des Inneren der Eingangsanschlußdose 6 sind
die zwei Leiterkontakte 38a, 38b lediglich mittels
der Diode 40 mechanisch miteinander verbunden. Hierbei
ist es möglich, daß die Leiterkontakte 38a, 38b an
der Eingangsanschlußdose 6 fixiert sind. Beispielsweise
können die Leiterkontakte 38a, 38b an
der Eingangsanschlußdose 6 festgeklebt und/oder
festgenietet und/oder festgeschweißt und/oder mittels einer
mechanischen Verriegelungseinrichtung festgehalten werden.
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Die
Eingangsanschlußdose 6 in 3 weist ein
Kabel 14 mit einer Leitungsader 16 auf, die mit
einem als Leitungsaderkontakt ausgebildeten Anschlußkontakt 52 der
Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 kontaktiert
ist. Ferner weist das Kabel 14 eine Zugentlastung auf,
die bereichsweise in einer entsprechend ausgebildeten Aufnahmeeinrichtung
der Eingangsanschlußdose 6 angeordnet und dort
fixiert ist. Insbesondere kann die Zugentlastung mit der Aufnahmeeinrichtung
der Eingangsanschlußdose 6 verklebt sein, so daß das
Innere der Eingangsanschlußdose 6 an der Aufnahmevorrichtung
gegen die Umwelt feuchtigkeitsdicht abgeschlossen ist.
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4 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Anschlußdose als Ausgangsanschlußdose 8.
Die gezeigte elektrische Ausgangsanschlußdose 8 umfaßt ein
Ausgangsanschlußdosenbefestigungselement 18 mit
einer Ausgangsanschlußdosengrundplatte 18a und
einem Haftmittel 18b und eine Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 mit
zwei Leiterkontakten 48a, 48b und einer Diode 40.
Die Leiterkontakte 48a, 48b weisen jeweils eine
Bohrung auf, in bzw. an welche jeweils ein Lötmitteldepot 60a, 60b befestigt
ist, beispielsweise durch Festklemmen oder Festlöten des
Lötmittels in der jeweiligen Bohrung. Zwei der elektrische
Leiter 10c, 10d des Solarmoduls 4 sind
jeweils mit dem zugeordneten Leiterkontakt 48a, 48b der
Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 kontaktiert,
insbesondere verlötet, d. h. der elektrische Leiter 10c ist
mit dem Leiterkontakt 48a kontaktiert und der elektrische
Leiter 10d ist mit dem Leiterkontakt 48b kontaktiert.
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Die
zwei Leiterkontakte 48a, 48b der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 sind zusammen
einstückig ausgebildet, wobei die Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 eine Sollbruchstelle 42 aufweist,
um die zwei Leiterkontakte 48a, 48b vor oder während
dem Schließen des Ausgangsanschlußdosendeckels 28 zu
dekontaktieren. Nach dem Trennen der Sollbruchstelle 42 und vor
dem Ausgießen des Inneren der Ausgangsanschlußdose 8 sind
die zwei Leiterkontakte 48a, 48b lediglich mittels
der Diode 40 mechanisch miteinander verbunden.
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Die
Ausgangsanschlußdose 8 in 4 weist einen
Verbinder 20 mit einem Anschlußpol 50 auf, der
mit einem Anschlußkontakt 52 der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 kontaktiert
ist. Vorzugsweise sind der Anschlußkontakt 52 der Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 und der
als Leitungsaderkontakt ausgebildete Anschlußkontakt 52 der
Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 im
wesentlichen identisch ausgebildet.
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Es
versteht sich jedoch, daß die in der 3 gezeigte
Eingangsanschlußdose 6 ebenfalls als Ausgangsanschlußdose 8 dienen
kann und umgekehrt, da die Funktion als Eingang bzw. Ausgang lediglich durch
die Stromflußrichtung bestimmt wird. Die Eingangsanschlußdose 6 und
die Ausgangsanschlußdose 8 können daher
auch als Anschlußdosen bezeichnet werden, falls sie nicht
in einem Solarpaneel 2 verbaut sind. Weiterhin gelten die
zu 3 gemachten Ausführungen in sinngemäßer
Weise für 4.
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5 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Überbrückungsdose 22. Die gezeigte
elektrische Überbrückungsdose 22 umfaßt
ein Überbrückungsdosenbefestigungselement 24 mit
einer Überbrückungsdosengrundplatte 24a und
einem Haftmittel 24b. Weiterhin umfaßt die Überbrückungsdose 22 eine Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 mit zwei
Leiterkontakten 56a, 56b und einer Diode 40. Die
Leiterkontakte 56a, 56b weisen jeweils eine Bohrung
auf, in bzw. an welche jeweils ein Lötmitteldepot 60a, 60b befestigt
ist, beispielsweise durch Festklemmen oder Festlöten des
Lötmittels in der jeweiligen Bohrung, so daß das
Lötmitteldepot in dieser Ansicht teilweise zu sehen ist.
Zwei der elektrischen Leiter 10e, 10f (Leiterbänder)
des Solarmoduls 4 sind jeweils mit dem zugeordneten Leiterkontakt 56a, 56b der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 kontaktiert,
insbesondere verlötet, d. h. der elektrische Leiter 10e ist
mit dem Leiterkontakt 56a kontaktiert und der elektrische
Leiter 10f ist mit dem Leiterkontakt 56b kontaktiert.
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Die
zwei Leiterkontakte 56a, 56b der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 sind
zusammen einstückig ausgebildet, wobei die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 eine
Sollbruchstelle 42 aufweist, um die zwei Leiterkontakte 56a, 56b vor
oder während dem Schließen des Überbrückungsdosendeckels 30 zu
dekontaktieren. Nach dem Trennen der Sollbruchstelle 42 und
vor dem Ausgießen des Inneren der Überbrückungsdose 22 sind
die zwei Leiterkontakte 56a, 56b lediglich mittels der
SMD-Diode 40 mechanisch miteinander verbunden.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform
der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 der Überbrückungsdose 22 gemäß 5 mit
den zwei Leiterkontakten 56a, 56b, der SMD-Diode 40,
den zwei Lötmitteldepots 60a, 60b und
der Sollbruchstelle 42. Durch die Sollbruchstelle 42 sind
die zwei Leiterkontakte 56a, 56b noch miteinander
mechanisch und elektrisch verbunden. Zum betriebsmäßigen
Gebrauch wird die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
der Sollbruchstelle 42 in zwei Teile getrennt, so daß die elektrische
Verbindung der beiden Teile lediglich über die Diode 40 und
gegebenenfalls über eine an die Leiterkontakte 56a, 56b angeschlossene
Solarzelle erfolgt.
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Weiter
weist die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 in
einem Bodenbereich Befestigungsöffnungen 58 auf,
mittels derer die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
dem Solarmodul 4 befestigt werden kann, wenn der Bodenbereich an
dem Solarmodul 4 angeordnet ist. Insbesondere kann auf
das Solarmodul 4 und/oder auf die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 ein
Haftmittel, z. B. ein Klebemittel, ein Thermoplast, usw. aufgetragen
werden, so daß das Haftmittel durch die Befestigungsöffnungen 58 dringt
und die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 hintergreift,
wenn die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
dem Solarmodul zum Befestigen angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich
könnte das Haftmittel auch auf die dem Solarmodul 4 zugewandten
Seite der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 angeordnet
sein ohne durch die Befestigungsöffnungen 58 zu
dringen. Ebenso können die Befestigungsöffnungen 58 dazu
dienen, Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
dem Solarmodul 4 und/oder an der Überbrückungsdosengrundplatte 24a durch
Nieten, Schweißen, Kleben, usw. zu befestigen.
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Ansonsten
kann die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 im
wesentlichen identisch zu der Anschlußdosenkontakteinrichtung
bzw. Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung 36 bzw. der
Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung 46 ausgebildet
sein.
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Alternativ
zu der in 5 gezeigten Ausführungsform
der Überbrückungsdose 22 kann in einer weiteren
Ausführungsform die Überbrückungsdose 22 aus
der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 und
aus dem Überbrückungsdosendeckel 30 und gegebenenfalls
einem Befestigungsmittel zum Befestigen der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
dem Überbrückungsdosendeckel 30 (oder
umgekehrt) und/oder an dem Solarmodul 4 bestehen. Folglich
wird die Überbrückungsdose 22 erst dann zusammengesetzt,
wenn die Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 und
der Überbrückungsdosendeckel 30 an dem
Solarmodul 4 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform
kann die Überbrückungsdose 22 weiterhin
ein oder mehrere Haftmittel, wie z. B. einen Kleber, ein Klebeband,
usw. und/oder ein oder mehrere Befestigungsmittel, insbesondere
Schrauben, Nieten, Schnappverschlüsse, Hinterschneidungen,
Haken, Ösen, usw. zum Befestigen des Überbrückungsdosendeckels 30 an
dem Solarmodul 4 und/oder zum Befestigen des Überbrückungsdosendeckels 30 an
der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 und/oder
zum Befestigen der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung 54 an
dem Solarmodul 4 umfassen.
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Die 7A bis 7F zeigen
beispielhafte bevorzugte Ausführungsformen eines Leiterkontaktes 56a mit
Lötmitteldepot 60a. Es versteht sich, daß diese
beispielhaften bevorzugten Ausführungsformen des Leiterkontaktes 56a sowohl
in einer Überbrückungsdose 22 als auch
in einer der voranstehend beschriebenen Anschlußdosen 6, 8 verwendet werden
können. Somit können die gezeigten Leiterkontakte 56a auch
mit den Bezugszeichen 38a oder 48a bezeichnet
sein.
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Das
in den 7A und 7B gezeigte
Lötmitteldepot 60a ist mittels einer adhäsiven
Verbindung an dem Leiterkontakt 56a befestigt, insbesondere
an diesem festgelötet. Wie in der 7A gezeigt,
kann ein elektrischer Leiter 10e durch Andrücken
an das Lötmitteldepot 60a und Erwärmen
mit dem Leiterkontakt 56a verlötet werden. Im
Gegensatz zur 7A ist das Lötmitteldepot 60a in
der 7B an einer dem Bodenbereich der Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
zugewandten Seite des Leiterkontaktes 56a angeordnet, so
daß der elektrische Leiter 10e gebogen werden
muß, um an dem Lötmitteldepot 60a angeordnet
und verlötet zu werden.
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Das
in den 7C und 7D gezeigte
Lötmitteldepot 60a ist mittels einer durchgängigen
Bohrung 62 an dem Leiterkontakt 56a befestigt.
Wie in der 7C gezeigt, kann das Lötmittel – ähnlich
wie ein Niet – auf beiden Seiten der Bohrung 62 mit
dem Leiterkontakt 56a in Eingriff stehen. Vorteilhafterweise
kann ein elektrischer Leiter 10e von beiden Seiten des
Leiterkontaktes 56a mit diesem verlötet werden. Im
Gegensatz zur 7C ist das Lötmitteldepot 60a derart
in die Bohrung 62 eingepreßt bzw. eingefüllt, daß das
Lötmitteldepot 60a lediglich an einer Seite des
Leiterkontaktes 56a aus der Bohrung 62 vorsteht,
so daß vorteilhafterweise weniger Lötmittel zur Ausbildung
des Lötmitteldepot 60a benötigt wird.
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Wie
in den 7E und 7F gezeigt,
kann das Lötmitteldepot 60a alternativ oder zusätzlich
zur einer adhäsiven Befestigung auch an dem Leiterkontakt 56a festgeklemmt
sein, beispielsweise durch das Einklemmen des Lötmitteldepots 60a zwischen
zwei Haltebereichen 64a, 64b des Leiterkontaktes 56a. Bevorzugt
ist zumindest einer dieser Haltebereiche 64a biegsam ausgeführt,
um das Lötmitteldepot 60a festzulegen. Weiter
bevorzugt ist zumindest einer der Haltebereiche 64a rückstellfähig
ausgebildet, so daß der Haltebereich 64a beim
Anbringen des Lötmitteldepots 60a in festem Zustand
elastisch verformt wird und eine Haltekraft auf das Lötmitteldepot 60a ausübt,
Wenn das Lötmitteldepot 60a an dem Leiterkontakt 56a festgelegt
ist.
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- 2
- Solarpaneel
- 4
- Solarmodul
- 6
- Eingangsanschlußdose
- 8
- Ausgangsanschlußdose
- 10a–10j
- elektrische
Leiter
- 12
- Eingangsanschlußdosenbefestigungselement
- 12a
- Eingangsanschlußdosengrundplatte
- 12b
- Haftmittel
- 14
- Kabel
- 16
- Leitungsader
- 18
- Ausgangsanschlußdosenbefestigungselement
- 18a
- Ausgangsanschlußdosengrundplatte
- 18b
- Haftmittel
- 20
- Verbinder
- 22
- Überbrückungsdose
- 24
- Überbrückungsdosenbefestigungselement
- 24a
- Überbrückungsdosengrundplatte
- 24b
- Haftmittel
- 26
- Eingangsanschlußdosendeckel
- 28
- Ausgangsanschlußdosendeckel
- 30
- Überbrückungsdosendeckel
- 32
- Einfüllöffnung
- 34
- komplementärer
Verbinder
- 36
- Eingangsanschlußdosenkontakteinrichtung
- 38a,
38b
- Leiterkontakt
- 40
- Diode
- 42
- Sollbruchstelle
- 46
- Ausgangsanschlußdosenkontakteinrichtung
- 48a,
48b
- Leiterkontakt
- 50
- Anschlußpol
- 52
- Anschlußkontakt
- 54
- Überbrückungsdosenkontakteinrichtung
- 56a,
56b
- Leiterkontakt
- 58
- Befestigungsöffnung
- 60a,
60b
- Lötmitteldepot
- 62
- Bohrung
- 64a,
64b
- Haltebereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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