DE102010052580A1

DE102010052580A1 - Photovoltaikmodul mit Schwingungsvermeidung

Info

Publication number: DE102010052580A1
Application number: DE102010052580A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Beck
Original assignee: Adensis GmbH
Current assignee: Belectric GmbH
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-05-31

Abstract

Es wird ein rechteckförmiges Photovoltaikmodul mit einer ersten Außenfläche (1) aus Glas und einer zweiten eine Feuchtigkeitssperre bildende Rückseite (3) aus Kunststoff vorgeschlagen, welches auf einem Modulträger (10) montiert ist. Zwischen der Außenfläche (3) aus Kunststoff oder Glas und dem Modulträger (10) ist ein doppelseitig klebendes Elemenseite (3) kontaktiert und die andere Seite den Modulträger (10). Das Element (13) verhindert ein Schwingen des Photovoltaikmoduls.

Description

Die Erfindung betrifft mehrere rechteckförmige Photovoltaikmodule mit jeweils einer ersten Außenfläche aus Glas und jeweils einer zweiten eine Feuchtigkeitssperre bildenden Rückseite, welche auf mindestens einem Modulträger befestigt sind.
Es sind Module bekannt, welche ohne einen Rahmen mittels Klammern (üblicherweise 4 Stück/Modul) montiert werden. Jedoch ist hierbei immer zwingend sowohl die vordere als auch die hintere Scheibe vollflächig in Glas auszuführen, um die über die Klammer einwirkenden Kräfte so zu verteilen, dass die Kunststoffschicht zwischen beiden Glasscheiben vor Verletzung geschützt wird. Diese Bauform hat jedoch den Nachteil, dass aufgrund der Doppelglasscheiben das Gewicht sehr hoch ist und damit die Handhabbarkeit eingeschränkt wird.
PV-Module der eingangs genannten Art sind sattsam bekannt und haben den in der 1 gezeigten prinzipiellen Aufbau. Eine Glasscheibe bildet die der Sonne zugewandte erste Außenfläche 1. Die dem Boden zugewandte zweite Außenfläche 3 ist aus einem Kunststoff gefertigt, z. B. Tedlar. Zwischen den beiden Außenflächen 1, 3 befindet sich eine Isolierschicht 5, in welche Photovoltaikzellen 7 eingebettet sind. Die PV-Zellen 7 sind über nicht gezeigte elektrische Verbindungen miteinander verbunden. Von den Längskanten erstreckt sich ein Randbereich, in welchem keine Photovoltaikzellen verbaut sind. Module dieser Bauart sind in der Regel mit einem Rahmen umgeben, der die Außenkanten (Längs- und/oder Querkanten) und insbesondere die Kunststoffschicht 3 vor einer Beschädigung schützen. Ebenfalls sind Photovoltaikmodule bekannt, auf deren Rückseite zwei voneinander beabstandete Schienen angeordnet sind, die wiederum mit dem Modulträger verschraubt werden. Es sind ebenso Photovoltaikmodule bekannt, deren Rückseite von einer weiteren Glasfläche gebildet wird. Auch dieser Modultyp wird vorliegend betrachtet.
Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass es bei dem vorliegenden Modultyp mit einer (relativ zu Glas gesehen) weichen Unterseite aus Kunststoff bei einer Sogbelastung der Module zu einem Abheben und Absenken insbesondere im Bereich der Modulmitte kommen kann. Dieser durch Windlast hervorgerufene Effekt kann eine Schwingung mit Durchbiegen der PV-Module verursachen, was über die Betriebsjahre zu einem Schmirgelvorgang an den als Bereiche gezeichneten Kontaktstellen 9a, 9b führt, der die Kunststoffaußenfläche 3 in die Isolationsschicht 5 eindrückt, wie es der Übersichtlichkeit halber stark übertrieben in den 2 und 2a gezeigt ist. Der erste Kontaktbereich 9a befindet sich unten an der Rückseite 3, also der Kunststoffaußenfläche oder der Glasfläche je nach Modultyp, und der zweite Kontaktbereich 9b liegt an der Oberseite eines Modulträgers 10, auf dem die PV-Module mittels Klammern montiert sind. Es kommt zu Spannungsrissen, wie sie durch Pfeile 11 angedeutet sind. Diese Verletzung der Rückseite 3 führt zu einem Eindringen von Feuchtigkeit, die die Isolierschicht 5 zersetzt und die aufgrund von sich einstellenden Kurzschlüssen zu einer Minderleistung oder gar einem Ausfall des PV-Moduls führen kann.
Ausgehend von diesen Überlegungen hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, bei den Modultypen der genannten Art (feuchtigkeitsempfindliche Isolierschicht zwischen zwei Platten) einen direkten Kontakt der Modulunterseite mit dem Modulträger zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Rückseite des Photovoltaikmoduls und dem mindestens einen Modulträger jeweils ein doppelseitig klebendes Element angeordnet ist, von dem eine Seite die Rückseite kontaktiert und die andere Seite den Modulträger.
Durch die feste, ein Abheben der Rückseite vom Modulträger verhindernde Klebeverbindung wird der zu erwartende Schmirgeleffekt mit seinem Abrieb und seiner Bildung von Kratzern und Rissen vermieden. Die Rückseite, egal ob aus Kunststoff oder aus Glas bleibt als Feuchtigkeitssperrschicht unverletzt und hält ihre Funktion bei. Wegen der Verwendung von billigem Floatglas besteht auch dort die Gefahr der Bildung von Feinrissen im Glas durch Vibration der Rückseite auf dem Modulträger.
Photovoltaikmodule haben von den Herstellern vorgegebene Bereiche, an welchen die Klammern anzusetzen sind. Bei dem üblichen Einsatz von vier Klemmstellen pro Modul befinden sich die Klemmbacken in der Regel an den Längskanten der PV-Module nach ca. einem Viertel der Längskantenlänge und die andere ca. nach einem Dreiviertel der Längskantenlänge auf jeder Seite. In der Mitte zwischen diesen Bereichen sind die Klebeelemente angeordnet.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:
1 Prinzipieller Aufbau eines rahmenlosen Photovoltaikmoduls nach dem Stand der Technik;
2 Erläuterungsskizze zur Schädigung des PV-Moduls beim Auftreten von Windlast bedingten Schwingungen;
2a Detailfigur aus 2
3 Aufsicht auf einen Feldausschnitt mit drei PV-Modulen; und
4 Einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der 3.
In den 3 und 4 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der 2. In der Aufsicht der 3 sind insgesamt sechs doppelseitig klebende Elemente 13 in gepunktet ausgeführten Umrisslinien gezeigt, von denen sich jeweils drei zwischen einer ersten Modulträgerschiene 10, beziehungsweise einer zweiten Modulträgerschiene 10' einerseits und der Rückseite 3 des PV-Moduls andererseits befinden. Als klebendes Element 13 kommt insbesondere ein doppelseitig mit Klebstoff beschichtetes Band infrage, von dem im montierten Zustand jeweils eine Seite an dem Modulträger 10 haftet und die andere Seite an dem Photovoltaikmodul. Wie es in der 4 ersichtlich ist, kann das beidseitig klebende Element 13 als flacher Block ausgeführt sein, der eine im Ruhezustand vorliegende Distanz zwischen der Rückseite 3 und der Oberseite des Modulträgers 10 überbrückt. Die klebenden Flächen sind dann an dem Block angebracht.
Um die mechanische Montage zu erleichtern ist es zweckmäßig, nicht Modul für Modul klebend mit dem Modulträger 10 zu verbinden, sondern zunächst die Klebeelemente 13 nur einseitig entweder auf die Rückseite 3 der Photovoltaikmodule oder auf die gegenüberliegenden Flächen der Modulträger 10 zu befestigen. Die zweite Seite der Klebeelemente 13 wird vorerst so belassen wie sie ausgeliefert wird, das heißt, dass eine abziehbare Schutzfolie auf der zweiten Seite verbleibt. Anschließend werden alle Photovoltaikmodule eines Feldes oder zumindest eines Teils des Feldes ausgerichtet und mittels Klammern auf die Modulträger 10 befestigt. Anschließend werden gegebenenfalls die Photovoltaikmodule nach und nach angehoben und die Schutzfolie wird von den angehobenen Photovoltaikmodulen beziehungsweise von den Modulträgern 10 entfernt. Schließlich werden die Photovoltaikmodule jeweils auf den Modulträger 10 abgesenkt und an diesen angepresst. Diese Vorgehensweise erlaubt eine zeitliche Trennung zwischen der Montage der Module und deren Fixierung, was den Arbeitsablauf erleichtert.
Bezugszeichenliste

1: Glasaußenfläche
3: Kunststoffaußenfläche
5: Isolierschicht
7: Photovoltaikzelle
9a, 9b: Kontaktstellen
10, 10': Modulträger
11: Risse symbolisierende Pfeile
13: Klebelement

Claims

Mehrere rechteckförmige Photovoltaikmodule mit jeweils einer ersten Außenfläche (1) aus Glas und jeweils einer eine Feuchtigkeitssperre bildenden Rückseite (3), welche auf mindestens einem Modulträger (10) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rückseite (3) und dem mindestens einen Modulträger (10) jeweils ein doppelseitig klebendes Element (13) angeordnet ist, von dem eine Seite die Rückseite (3) kontaktiert und die andere Seite den Modulträger (10).
Photovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeelement (13) mindestens 15 cm vom Rand des Photovoltaikmoduls entfernt ist.
Photovoltaikmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es an zwei Modulträgern (10) befestigt ist und jeweils ein Klebeelement (13) zwischen der Rückseite (3) und dem ersten Modulträger (10) beziehungsweise zwischen der Rückseite (3) und dem zweiten Modulträger (10') angeordnet ist.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelseitig klebende Element (13) ein Klebeband oder ein Klebepad ist.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das klebende Element (13) ein flacher Block ist, dessen Dicke als Distanzstück wirkend einen Klammer bedingten Höhenunterschied zwischen der Rückseite (3) des Photovoltaikmoduls und dem Modulträger (19) ausgleicht.
Verfahren zur Montage eines Photovoltaikfeldes bestehend aus einer Vielzahl von Photovoltaikmodulen und Modulträgern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die Klebeelemente einseitig entweder auf die Rückseiten der Photovoltaikmodule oder auf die gegenüberliegenden Flächen der Modulträger befestigt werden, wobei die zweite Seite der Klebeelemente mit einer abziehbaren Schutzfolie versehen ist, dass in einem zweiten Schritt die Photovoltaikmodule mittels Klammern auf die Modulträger befestigt und ausgerichtet werden, dass in einem dritten Schritt die Schutzfolie von dem Klebeelement entfernt wird, und dass in einem vierten Verfahrensschritt die Photovoltaikmodule auf den Modulträger angepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Montageschritt zwischen dem zweiten und dem dritten Schritt die Photovoltaikmodule angehoben werden.