DE102011080177A1

DE102011080177A1 - Device for performing mechanical load testing of solar module, has base opening whose size and shape correspond to size and shape of surface of test body, so that surface is pressurized with pressure during filling of vessel with fluid

Info

Publication number: DE102011080177A1
Application number: DE201110080177
Authority: DE
Inventors: Ronald Panse; Frank Schmidt
Original assignee: Schott Solar AG
Current assignee: Ecoran GmbH
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-07

Abstract

The device (1) has an accommodation unit (2) for accommodating a test body i.e. solar module (10), and a vessel (4) for accommodating fluid (5) and comprising a base (6) made of a flexible material and a side wall (8). A rigid housing (9) accommodates the vessel and comprises a base opening. Size and shape of the base opening correspond to size and shape of a surface (11) of the test body, so that the surface of the test body is pressurized with constant pressure during filling of the vessel with the fluid. The test body is arranged in the base opening. An independent claim is also included for a method for performing pressure load testing of a test body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen eines Druckbelastungstests von Solarmodulen.The present invention relates to an apparatus and a method for carrying out a pressure load test of solar modules.

Solarmodule können je nach Aufstellungsort und Montagebedingungen an ihrer Oberseite großen Druckbelastungen insbesondere durch Schneelast und in geringerem Maße auch Zugbelastungen, z. B. durch Windlast ausgesetzt sein. Üblich ist die Prüfung der Druck- und Zugbelastbarkeit von Solarmodulen gemäß DIN IEC 61646, Abschnitt 10.16 , in welcher die Bedingungen für die Durchführung einer entsprechenden Druckbelastungsprüfung vorgegeben sind. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer solchen Druck- oder Zugbelastungsprüfung.Depending on the place of installation and installation conditions, solar modules can withstand large pressure loads, in particular by snow load and, to a lesser extent, also tensile loads, eg. B. be exposed by wind load. The usual test is the compressive and tensile strength of solar modules according to DIN IEC 61646, section 10.16 in which the conditions for carrying out a corresponding pressure load test are specified. The present invention relates to a device for carrying out such a pressure or tensile load test.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die zu prüfenden Solarmodule mit Masse zu beaufschlagen, um die vorgeschriebene Druckbelastung einzubringen. Die Zugbelastung der Vorderseite durch Windlast wird dabei einfach durch das Einbringen einer Druckbelastung auf der Rückseite des Solarmodules dargestellt. Hierbei kommen beispielsweise Ziegelsteine oder auch Sandsäcke zum Einsatz. Bei dieser Verfahrensweise sind jedoch Inhomogenitäten in der Druckbelastung nicht vermeidbar, das heißt, an bestimmten Stellen der zu prüfenden Oberfläche des Moduls werden größere Druckkräfte eingebracht, an anderen Stellen hingegen geringere. Dadurch wird die Aussage über die mechanische Belastbarbeit des Moduls verfälscht. An den Stellen höherer mechanischer Belastung kann es sogar zu vorzeitigem Versagen und zu der Zerstörung eines Solarmoduls kommen. Die Prüfung ist bei Vorhandensein von Störkonturen auf der Moduloberfläche nur schwer möglich. So ist beispielsweise auf der Rückseite eines Solarmoduls in der Regel eine Anschlussdose vorhanden, welche aus der Rückseite des Solarmoduls heraussteht.From the prior art, it is known to apply mass to the solar modules to be tested in order to introduce the prescribed pressure load. The tensile load of the front by wind load is simply represented by the introduction of a compressive load on the back of the solar module. Here, for example, bricks or sandbags are used. In this procedure, however, inhomogeneities in the pressure load are unavoidable, that is, at certain points of the test surface of the module larger compressive forces are introduced, in other places, however, lower. This falsifies the statement about the mechanical load capacity of the module. At the points of higher mechanical stress, premature failure and the destruction of a solar module can even occur. The test is difficult in the presence of Störkonturen on the module surface. Thus, for example, on the back of a solar module usually a junction box is present, which protrudes from the back of the solar module.

Letzlich hat das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren den Nachteil, dass die Änderung des Druckes nicht kontinuierlich möglich ist und das ein Versagen des Prüfkörpers, also eine mechanische irreversible Schädigung, häufig erst nach Entfernen der Last erkannt wird.Finally, the process known from the prior art has the disadvantage that the change in pressure is not continuously possible and that a failure of the test specimen, ie a mechanical irreversible damage, is often recognized only after removal of the load.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Durchführung eines Zug- oder Druckbelastungstests eines Solarmoduls, welche auch bei Vorliegen von Störkonturen auf der Moduloberfläche das Einbringen eines über die zu prüfende Oberfläche möglichst gleichmäßigen und kontinuierlich änderbaren Druckes ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a device and a method for carrying out a tensile or compressive load test of a solar module, which allows the introduction of a uniform over the surface to be tested as uniform and continuously changeable pressure even in the presence of Störkonturen on the module surface.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.The object is solved by the independent claims. Preferred embodiments are set forth in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung einer Druckbelastungsprüfung eines Prüfkörpers, welcher eine zu belastende Oberfläche vorgegebener Form aufweist, umfasst eine Aufnahmevorrichtung für die Aufnahme des Prüfkörpers, ein Gefäß zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit einem Boden aus einem flexiblen Material und einer Seitenwandung, und eine starre Einhausung zur Aufnahme des Gefäßes, wobei die Einhausung eine Bodenöffnung aufweist, deren Größe und Form im Wesentlichen der Größe und der Form der Oberfläche des Prüfkörpers entsprechen, so dass die Oberfläche eines in der Bodenöffnung angeordneten Prüfkörpers beim Befüllen des Gefäßes mit der Flüssigkeit mit einem gleichmäßigen Druck beaufschlagt wird. Aufgrund des flexiblen Bodens des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes legt sich der Boden gleichmäßig an die Oberfläche des Prüfkörpers und es erfolgt eine über die gesamte Fläche gleichmäßige Einbringung des Druckes. Lokal erhöhte Druckkräfte, die zu einem vorzeitigen Versagen des Prüfkörpers führen können, sind sicher ausge-schlos-sen. Bei einer Verformung des Prüfkörpers aufgrund der hohen Drucklast folgt der flexible Boden ebenso dieser Verformung und stellt weiterhin eine gleichmäßige Einbringung der Druckkraft sicher, während starre Lastkörper bei einer Durchbiegung des Prüfkörpers typischerweise nicht mehr flächig sondern nur noch linienförmig oder punktförmig aufliegen würden.The inventive device for carrying out a pressure load test of a test specimen having a surface to be loaded of predetermined shape comprises a receiving device for receiving the test specimen, a vessel for receiving a liquid with a bottom of a flexible material and a side wall, and a rigid enclosure to Receiving the vessel, wherein the housing has a bottom opening, whose size and shape substantially correspond to the size and shape of the surface of the specimen, so that the surface of a arranged in the bottom opening test piece when filling the vessel with the liquid applied with a uniform pressure becomes. Due to the flexible bottom of the liquid-filled vessel, the soil is evenly applied to the surface of the specimen and there is a uniform over the entire surface introduction of the pressure. Locally increased pressure forces, which can lead to premature failure of the test specimen, are certainly excluded. In a deformation of the specimen due to the high pressure load of the flexible floor follows this deformation and also ensures a uniform introduction of the compressive force, while rigid load body typically would no longer flat but only linear or punctiform lie in a deflection of the specimen.

In das Gefäß kann kontinuierlich Wasser eingefüllt werden. Damit sind auch beliebige Lastzustände kontinuierlich einstellbar. Dazu umfasst die Vorrichtung zweck-mäßigerweise ferner einen Vorratsbehälter zur Aufnahme der Flüssigkeit sowie eine Pumpe, mit der die Flüssigkeit zwischen Vorratsbehälter und Gefäß hin- und her gepumpt werden kann. Der Vorratsbehälter und/oder das flüssigkeitsaufnehmende Gefäß können eine Markierung und/oder eine Skala zum einfachen Einstellen vorgegebener Drucklasten aufweisen. Die Prüfung eines Solarmoduls gemäß DIN IEC 61646, Abschnitt 10.16 erfordert zum Beispiel Druckkräfte von 2400 Pa, entsprechend einer Wassersäule von etwa 24 cm bzw. 5400 Pa, entsprechend einer Wassersäule von etwa 54 cm, so daß in den entsprechenden Höhen eine Markierung an dem flüssigkeitsaufnehmenden Gefäß angebracht sein kann.In the vessel can be filled continuously water. Thus, any load conditions are continuously adjustable. For this purpose, the device expediently further comprises a reservoir for receiving the liquid and a pump with which the liquid between the reservoir and vessel can be pumped back and forth. The reservoir and / or the liquid-receiving vessel may have a mark and / or a scale for easy setting of predetermined pressure loads. The test of a solar module according to DIN IEC 61646, section 10.16 For example, it requires compressive forces of 2400 Pa, corresponding to a water column of about 24 cm and 5400 Pa, respectively, corresponding to a water column of about 54 cm, so that at the appropriate heights a mark can be attached to the liquid-receiving vessel.

Bei dem Prüfkörper kann es sich um einen beliebigen Prüfkörper mit im Wesentlichen planer Oberfläche handeln, z. B. um ein Solarmodul, um eine Fensterverglasung oder ein ähnliches Bauelement mit einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche.The test specimen may be any specimen having a substantially planar surface, e.g. B. a solar module to a window glazing or a similar device having a substantially planar surface.

Das Gefäß zur Aufnahme der Flüssigkeit besteht bevorzugt aus einer stabilen Kunststofffolie, welche zusätzlich faserverstärkt sein kann, z. B. einer PVC-Abdeckplane mit einem Polyestergewebe. Während der Boden des Gefäßes erfindungsgemäß flexibel ausgebildet ist, kann die Seitenwandung des Gefäßes auch aus einem starren, wenig flexiblen Material bestehen. Boden und Seitenwandung können aber auch einstückig ausgebildet sein. Als Flüssigkeit für die Befüllung des Gefäßes wird bevorzugt Wasser eingesetzt. The vessel for receiving the liquid preferably consists of a stable plastic film, which may additionally be fiber-reinforced, for. B. a PVC tarpaulin with a polyester fabric. While the bottom of the vessel according to the invention is designed to be flexible, the side wall of the vessel may also consist of a rigid, less flexible material. Floor and side wall can also be integrally formed. As liquid for the filling of the vessel water is preferably used.

Die Einhausung des Gefäßes muss eine ausreichend Festigkeit aufweisen, um die Druckkräfte des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes aufzunehmen. Die Einhausung kann beispielweise eine oder mehrere Seitenwandelemente aus Holz, Metall oder Kunststoffplatten umfassen, welche an ihren Seitenkanten miteinander verbunden sind. Ebenso kann es sich bei der Einhausung um einen Gitterkäfig handeln. Zum einfachen Einbringen und Entfernen eines Probekörpers kann zumindest ein Seitenwandelement als Tür ausgebildet sein, so dass die Einhausung einfach zugänglich und ein Austausch des Probekörpers einfach möglich ist. Die Einhausung umfasst bevorzugt nur senkrecht verlaufende Seitenwandelemente, so dass die gesamte eingeschlossene Fläche der Bodenöffnung entspricht. Ein Seitenwandelement kann ferner eine Aussparung aufweisen, welche zum Messen der Modul-durch-biegung dient und welche bevorzugt im mittleren Bereich eines Seitenwandelementes auf Höhe der Aufnahmevorrichtung angoerdnet ist. Eine Verformung des Rahmens kann durch die Öffnung ebenfalls geprüft und bewertet werden. Desweiteren können in den Seitenwänden Öffnungen für die Aufnahmevorrichtung angeordnet sein.The enclosure of the vessel must have sufficient strength to accommodate the pressure forces of the liquid-filled vessel. The enclosure may comprise, for example, one or more side wall elements of wood, metal or plastic plates, which are interconnected at their side edges. Likewise, the enclosure may be a grid cage. For easy insertion and removal of a specimen, at least one side wall element may be formed as a door, so that the enclosure is easily accessible and replacement of the specimen is easily possible. The enclosure preferably comprises only vertically extending side wall elements, so that the entire enclosed area corresponds to the bottom opening. A sidewall member may further comprise a recess which serves to measure the module-by-bend and which is preferably angoerdnet in the central region of a side wall member at the level of the receiving device. Deformation of the frame can also be tested and evaluated through the opening. Furthermore, openings for the receiving device can be arranged in the side walls.

Die Einhausung kann jedoch neben den Seitenwandelementen auch eine Bodenplatte aufweisen, in welcher die Bodenöffnung zur Aufnahme des Prüfkörpers vorgesehen ist. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann eine derartige Bodenplatte einfach lösbar bzw. austauschbar ausgebildet sein, so dass die Prüfvorrichtung durch Austausch der Bodenplatte mit geringem Aufwand an unterschiedliche Formen und Größen von Prüfkörpern angepasst werden kann.The enclosure may, however, in addition to the side wall elements also have a bottom plate, in which the bottom opening is provided for receiving the test specimen. In a further embodiment of the device, such a base plate can be designed to be simply detachable or replaceable, so that the testing device can be adapted to different shapes and sizes of test specimens by exchanging the base plate with little effort.

Größe und Form der Bodenöffnung der Einhausung entsprechen erfindungsgemäß im Wesentlichen der Größe und der Form der Oberfläche des Prüfkörpers. Darunter ist genauer zu verstehen, dass der Prüfkörper mit einem geringem umlaufenden Spalt in der Bodenöffnung der Einhausung positioniert werden kann, wobei die Größe des Spaltes weniger als 10 cm, vorzugsweise weniger als 2 cm betragen sollte. Dadurch ist sichergestellt, dass sich der Prüfkörper unter der Last frei verformen kann und der flexible Boden des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes nicht zu tief in den umlaufenden Spalt gepresst wird, was zu einer Beschädigung des Gefäßes führen könnte.Size and shape of the bottom opening of the housing according to the invention substantially correspond to the size and shape of the surface of the specimen. This is to be understood more precisely that the test specimen can be positioned with a small circumferential gap in the bottom opening of the housing, wherein the size of the gap should be less than 10 cm, preferably less than 2 cm. This ensures that the specimen can deform freely under the load and the flexible bottom of the liquid-filled vessel is not pressed too deeply into the circumferential gap, which could lead to damage to the vessel.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist diese zur Aufnahme eines Solarmoduls als Prüfkörper ausgebildet, welches eine rechteckige Form mit Kantenlängen von jeweils 0,5 bis 2,0 m aufweist. Die Bodenöffnung der Einhausung weist in diesem Fall also ebenfalls eine rechteckige Form in der Größe des Solarmoduls auf und die Einhausung umfasst dann bevorzugt vier Seitenwandelemente. Die Höhe der Seitenwandelemente entspricht typischerweise 0,5 bis 2,0 m, wodurch entsprechende Drucklasten möglich sind.In a preferred embodiment of the device, this is designed to receive a solar module as a test specimen, which has a rectangular shape with edge lengths of 0.5 to 2.0 m. The bottom opening of the housing in this case also has a rectangular shape in the size of the solar module and the enclosure then preferably comprises four side wall elements. The height of the sidewall elements typically corresponds to 0.5 to 2.0 m, whereby corresponding pressure loads are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Aufnahmevorrichtung bevorzugt einer für das Solarmodul zulässigen Dachbefestigung und das Solarmodul kann sich unter der eingebrachten Druckbelastung frei verformen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Prüfung unter realitätsnahen Bedingungen durchgeführt wird. So kann die Modulbefestigung beispielsweise über zwei Profilschienen erfolgen, in welche der Modulrahmen mit zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Rahmenprofils eingeschoben wird, so dass zwei gegenüberliegenden Kanten des Solarmoduls linienförmig aufliegen.In a preferred embodiment, the receiving device preferably corresponds to a permissible for the solar module roof attachment and the solar module can deform freely under the applied pressure load. This ensures that the test is carried out under realistic conditions. Thus, the module attachment can be done for example via two rails in which the module frame is inserted with two opposite sections of the frame profile, so that two opposite edges of the solar module lie linear.

Besonders bevorzugt umfasst die Aufnahmevorrichtung zwei parallel verlaufenden Profilschienen, auf welche das Solarmodul aufgelegt und an denen es mit Befestigungselementen befestigt werden kann. Ein Solarmodul weist in der Regel neben dem wetterfest verkapselten Rohmodul einen umlaufenden Modulrahmen auf, so dass das Solarmodul mit dem Modulrahmen, der rückseitig in der Regel über das Rohmodul hinaus steht, punktförmig an vier Stellen auf den Profilschienen aufliegt. An den Auflagestellen des Modulrahmens auf den Profilschienen wird das Solarmodul bevorzugt während der Druckbelastungsprüfung mit gleichartigen Befestigungselementen befestigt, welche auch bei der Dachmontage zum Einsatz kommen. Die beiden Profilschienen können auf der gesamten Länge z. B. auf dem Boden aufliegen. Ebenso können diese nur außerhalb der Auflagepunkte des Solarmoduls punktförmig unterstützt werden, wodurch bei der Testdurchführung auch eine Durchbiegung der Profilschienen berücksichtigt werden kann.Particularly preferably, the receiving device comprises two parallel rails, on which the solar module placed and on which it can be fastened with fasteners. A solar module usually has in addition to the weatherproof encapsulated raw module on a circumferential module frame, so that the solar module with the module frame, the back is usually on the raw module out, punctiform rests on four points on the rails. At the support points of the module frame on the profile rails, the solar module is preferably attached during the pressure load test with similar fasteners, which are also used in the roof installation. The two rails can on the entire length z. B. rest on the ground. Likewise, these can only be punctiformly supported outside of the support points of the solar module, whereby a deflection of the rails can be considered in the test procedure.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gefäß zur Aufnahme einer Flüssigkeit einen Boden und eine umlaufende Seitenwandung, welche flüssigkeitsdicht mit dem Boden verbunden ist, wobei Form und Abmessungen des Bodens im Wesentlichen Form und Abmessungen der Oberfläche des Prüfkörpers entsprechen. Der Boden eines derartigen Gefäßes liegt schon in einem ungefüllten Zustand des Gefäßes vollflächig auf der Oberfläche des Prüfkörpers auf, so dass er beim Befüllen nur eine geringe Verformung erfährt. Dadurch können unbeabsichtigte Scherkräfte parallel zur Oberfläche des Prüflings vermieden werden. Ebenso kann eine schlagartige Verschiebung der Seitenwandung gegenüber der Gefäßwand in Form eines Absackens vermieden werden.In a further preferred embodiment, the vessel for receiving a liquid comprises a bottom and a circumferential side wall, which is liquid-tightly connected to the ground, wherein the shape and dimensions of the bottom substantially correspond to the shape and dimensions of the surface of the specimen. The bottom of such a vessel is already in an unfilled state of the vessel over the entire surface on the surface of the specimen, so that it during filling undergoes only a slight deformation. As a result, unintentional shearing forces parallel to the surface of the test object can be avoided. Likewise, a sudden displacement of the side wall relative to the vessel wall in the form of sagging can be avoided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Boden des Gefäßes zur Aufnahme einer Flüssigkeit transparent ausgebildet, so dass bei Verwendung einer transparenten Flüssigkeit die Oberfläche des Prüfkörpers während der gesamten Druckbelastungsprüfung sichtbar ist. Dadurch ist eine sofortige Schadensbilderkennung gewähr-leistet, ohne die Last beseitigen zu müssen. Die sofortige Schadens-bild-er-kennung ist besonders wichtig, um den Ausgang eines Schadens und dessen Ursache eindeutig zu identifizieren. Bei fortgeschrittenem Schadensbild, z. B. Risswachstum, ist der initiale Schadensausgang immer schwieriger oder gar nicht mehr zu identifizieren.In a further preferred embodiment, the bottom of the vessel for receiving a liquid is transparent, so that when using a transparent liquid, the surface of the specimen during the entire pressure load test is visible. This ensures immediate damage image recognition without having to eliminate the load. Immediate damage detection is particularly important to uniquely identify the outcome of a damage and its cause. For advanced damage picture, z. As crack growth, the initial loss is increasingly difficult or even impossible to identify.

Die Seitenwandung des Gefäßes zur Aufnahme einer Flüssigkeit ist bevorzugt ebenfalls flexibel und am oberen Bereich der Einhausung (9) locker aufgehängt, so dass nahezu das gesamte Gewicht des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes auf dem Prüfkörper lastet. Desweiteren weist die Seitenwandung des Gefäßes bevorzugt eine geringe Haftreibung im Kontakt mit der Einhausung auf, so dass eine vertikale Verschiebung zum Beispiel bei zunehmender Durchbiegung des Probenkörpers einfach möglich ist.The side wall of the vessel for receiving a liquid is preferably also flexible and at the top of the housing ( 9 ) loosely suspended so that almost the entire weight of the liquid-filled vessel rests on the test specimen. Furthermore, the side wall of the vessel preferably has a low static friction in contact with the housing, so that a vertical displacement, for example, with increasing deflection of the sample body is easily possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist zwischen der Oberfläche des Prüfkörpers und dem Gefäß eine transparente Schutzfolie angeordnet, welche das Gefäß bei einem Versagen des Prüfkörpers vor Beschädigungen schützt. Die transparente Schutzfolie besteht bevorzugt aus dem Material des Bodens des Gefäßes. Sie weist bevorzugt ebenfalls im Wesentlichen Form und Größe der Bodenöffnung der Einhausung auf.In a further preferred embodiment of the device, a transparent protective film is arranged between the surface of the test body and the vessel, which protects the vessel from damage in the event of a failure of the test body. The transparent protective film preferably consists of the material of the bottom of the vessel. It also preferably has substantially the shape and size of the bottom opening of the enclosure.

Die Vorrichtung gemäß den vorhergehenden Ansprüchen kann bevorzugt zur Durchführung einer mechanischen Belastungsprüfung von Solarmodulen gemäß DIN IEC 61646, Abschnitt 10.16 . verwendet werden. Dabei wird das Solarmodul wechselseitig auf der Vorderseite und auf der Rückseite mit Druckkräften von 2400 Pa bzw. 5400 Pa entsprechend einer Wassersäule einer Höhe von 24 cm bzw. 54 cm über eine Zeitdauer von 1 h beaufschlagt.The device according to the preceding claims may preferably for carrying out a mechanical load test of solar modules according to DIN IEC 61646, section 10.16 , be used. In this case, the solar module is mutually acted on the front and on the back with compressive forces of 2400 Pa and 5400 Pa corresponding to a water column of a height of 24 cm or 54 cm over a period of 1 h.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Durchführung einer Druckbelastungsprüfung an Solarmodulen, wobei eine Vorrichtung gemäß den vorhergehenden Ansprüchen verwendet wird.The invention further provides a method for carrying out a pressure load test on solar modules, wherein a device according to the preceding claims is used.

Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst dabei folgende Schritte:

– Entnahme des Gefäßes aus der Einhausung
– Befestigung des Solarmoduls auf der Aufnahmevorrichtung und Positionierung des Solarmoduls in der Bodenöffnung der Einhausung
– Einhängen des Gefäßes in die Einhausung und Befüllung mit einer Flüssigkeit, so dass ein vorgegebener Druck auf dem Solarmodul erzeugt wird
– Entleerung und Entnahme des Gefäßes
– Lösen der Befestigung und Entnahme des Solarmoduls

The method according to the invention using the device according to the invention comprises the following steps:

- Removal of the vessel from the enclosure
- Attachment of the solar module on the receiving device and positioning of the solar module in the bottom opening of the enclosure
- Mounting the vessel in the enclosure and filling with a liquid, so that a predetermined pressure is generated on the solar module
- Emptying and removal of the vessel
- Release the attachment and removal of the solar module

Die Erfindung wird nun an den 1 und 2 näher erläutert.The invention will now be to the 1 and 2 explained in more detail.

1: Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Solarmodul als Probekörper in der Schnittebene B-B gemäß 2 1 : Longitudinal section of a device according to the invention with a solar module as a test specimen in the sectional plane BB according to FIG 2

2: Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in der Schnittebene A-A gemäß 1 2 : Cross section of the device according to the invention according to 1 in the section plane AA according to 1

Die Vorrichtung (1) in 1 weist eine Aufnahmevorrichtung (2) auf, welche zwei Profilleisten umfasst. Die Profilleisten liegen an ihren Enden auf Klötzen auf, so dass diese sich unter dem Solarmodul (10) frei verformen können. Auf den Profilschienen ist das Solarmodul (10) mit einer rechteckigen Oberfläche (11) angeordnet, welche mit dem Druck beaufschlagt werden soll. Das Solarmodul (10) ist mit Befestigungselementen an den Profilleisten befestigt (nicht dargestellt). Auf dem Solarmodul (10) ist eine transparente Schutzfolie (12) angeordnet. Um das Solarmodul (10) sind vier Seitenwände einer Einhausung (9) mit einem geringen umlaufenden Abstand zum Solarmodul (10) von ungefähr 1 cm angeordnet, welche gemeinsam eine Bodenöffnung ausbilden, deren Größe und Form der Größe und Form des Solarmoduls entspricht, wobei zwischen Einhausung und Solarmodul umlaufend ein kleiner Spalt von ca. 1 cm Breite vorhanden ist, um eine Verformung des Rahmens bei Last zu gewährleisten. An der Oberseite der Einhausung ist eine Aufhängevorrichtung vorgesehen, in welche das Gefäß (4) zur Aufnahme von Flüssigkeit (5) eingehängt ist. Die Seitenwände der Einhausung (9) sind an ihren Kanten miteinander verbunden und eine Seitenwand ist lösbar oder aufklappbar ausgebildet, um einen einfachen Wechsel des Solarmoduls (10) zu ermöglichen (nicht dargestellt). Das Gefäß (4) umfasst einen transparenten Boden (6) aus einer transparenten PVC-Folie, sowie eine Seitenwandung (8) aus einer gewebeverstärkten PVC-Folie. Die Seitenwandung ist mit dem Boden durch eine umlaufende wasserdichte Schweißnaht verbunden. Die Seitenwandungen (8) des Gefäßes bilden an ihrer Oberkante jeweils eine Schlaufe aus, durch welche eine Stange zur Aufhängung verläuft, welche von der Einhausung an ihren Enden getragen wird. Die Höhe der Seitenwandungen (8) ist so ausgelegt, dass bei intaktem Solarmodul das gesamte Gewicht des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes (4) auf dem Solarmodul lastet. Bei einer Zerstörung des Solarmoduls kann das Gewicht des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes (4) durch die Aufhängung an der Einhausung getragen werden.The device ( 1 ) in 1 has a receiving device ( 2 ), which comprises two profile strips. The profile strips are at their ends on blocks, so that they are below the solar module ( 10 ) can deform freely. On the profile rails is the solar module ( 10 ) with a rectangular surface ( 11 ), which is to be acted upon by the pressure. The solar module ( 10 ) is fastened with fastening elements on the profile strips (not shown). On the solar module ( 10 ) is a transparent protective film ( 12 ) arranged. To the solar module ( 10 ) are four side walls of an enclosure ( 9 ) with a small circumferential distance to the solar module ( 10 ) of approximately 1 cm, which together form a bottom opening whose size and shape corresponds to the size and shape of the solar module, wherein between the housing and solar module circumferentially a small gap of about 1 cm width is present to deformation of the frame under load to ensure. At the top of the housing a suspension device is provided, in which the vessel ( 4 ) for receiving liquid ( 5 ) is mounted. The side walls of the enclosure ( 9 ) are connected together at their edges and a side wall is detachable or hinged formed to a simple change of the solar module ( 10 ) (not shown). The container ( 4 ) comprises a transparent floor ( 6 ) made of a transparent PVC film, and a side wall ( 8th ) made of a fabric-reinforced PVC film. The side wall is connected to the bottom by a circumferential watertight weld. The side walls ( 8th ) of the vessel form at its upper edge in each case a loop through which a rod for suspension runs, which is supported by the enclosure at its ends. The height of the side walls ( 8th ) is designed so that with intact solar module, the entire weight of the liquid-filled vessel ( 4 ) on the solar module. In case of destruction of the solar module, the weight of the liquid-filled vessel ( 4 ) are carried by the suspension at the enclosure.

In der 2 ist der Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 in der Schnittebene A-A gemäß 1 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Profilleisten der Aufnahmevorrichtung (2) lediglich außerhalb der Einhausung (9) aufliegt.In the 2 is the cross section through the device according to 1 in the section plane AA according to 1 shown. It can be seen that the profile strips of the receiving device ( 2 ) only outside the enclosure ( 9 ) rests.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile auf. Sie ermöglicht eine sehr gleichmäßige Druckbelastungsprüfung eines Prüfkörpers wie zum Beispiel eines Solarmoduls ohne lokal erhöhte Druckspannungen. Die Vorrichtung kann Störkonturen auf der Oberfläche des Prüfkörpers kompensieren und bringt im Bereich von Störkonturen keine höheren Druckkräfte ein. Die Vorrichtung ermöglicht durch die Sichtbarkeit des Solarmoduls während der Prüfung ein sofortiges Erkennen einer auftretenden irreversiblen Schädigung des Moduls und ermöglicht dadurch eine genaue Identifizierung des Schadensausganges und der Ursache des Schadens. Das Prüfen mit den unterschiedlichsten Modulbefestigungssystemen ist möglich (Klemm-system, Einlegesystem). Der unfallträchtige und/oder gesundheitsgefährdende Transport von schweren Lasten kann dadurch vermieden werden, dass lediglich Wasser als Lastkörper dient, welches einfach aus einem Vorratsbehälter in das Gefäß gepumpt werden kann. Vorteilhaft ermöglicht die Vorrichtung eine kontinuierliche Veränderung bzw. Einstellung des auf das Solarmodul wirkenden Druckes, so dass die Schädigungsschwelle genau bestimmt werden kann. Letztlich lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung mit relativ geringem Aufwand herstellen.The device according to the invention has numerous advantages over the prior art. It allows a very uniform pressure load test of a test specimen such as a solar module without locally increased compressive stresses. The device can compensate for interference contours on the surface of the specimen and brings in the range of Störkonturen no higher pressure forces. The device allows the visibility of the solar module during the test, an immediate detection of irreversible damage to the module occurring, thereby enabling accurate identification of the damage outcome and the cause of the damage. Testing with a wide variety of module fastening systems is possible (clamping system, insertion system). The accident-prone and / or hazardous transport of heavy loads can be avoided by only water serves as a load body, which can be easily pumped from a reservoir into the vessel. Advantageously, the device allows a continuous change or adjustment of the pressure acting on the solar module, so that the damage threshold can be accurately determined. Finally, the device according to the invention can be produced with relatively little effort.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Aufnahmevorrichtungcradle
44: Gefäßvessel
55: Flüssigkeitliquid
66: Boden (des Gefäßes)Bottom (of the vessel)
88th: Seitenwandung (des Gefäßes)Side wall (of the vessel)
99: Einhausunghousing
1010: Prüfkörperspecimen
1212: Schutzfolieprotector
1313: Aufhängung der Seitenwandung des GefäßesSuspension of the side wall of the vessel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN IEC 61646, Section 10.16 [0002]
DIN IEC 61646, Section 10.16 [0008]
DIN IEC 61646, Section 10.16 [0021]

Claims

Contraption ( 1 ) for carrying out a pressure load test of a test specimen having a surface to be loaded ( 11 ) having a predetermined shape, comprising a receiving device ( 2 ) for receiving the specimen, a vessel ( 4 ) for receiving a liquid ( 5 ) with a floor ( 6 ) of a flexible material and a side wall ( 8th ) and a rigid enclosure ( 9 ) for receiving the vessel ( 4 ), the enclosure ( 9 ) has a bottom opening whose size and shape are substantially the size and shape of the surface ( 11 ) of the test piece, so that the surface ( 11 ) arranged in the bottom opening test body during filling of the vessel ( 4 ) with the liquid ( 5 ) is applied with a uniform pressure.

Apparatus according to claim 1, which is for receiving a solar module ( 10 ) is designed as a test specimen, which has a rectangular shape with edge lengths of 0.5 to 2.0 m.

Apparatus according to claim 2, wherein the receiving device ( 2 ) one for the solar module ( 10 ) permissible roof fastening and the solar module ( 10 ) can deform freely under the applied pressure.

Apparatus according to claim 2, wherein the receiving device ( 2 ) comprises two profiled rails on which the solar module ( 10 ) can be placed and fastened with fasteners.

Device according to one of the preceding claims, wherein the vessel ( 4 ) a floor ( 6 ) and a circumferential side wall ( 8th ) which is liquid-tight with the ground ( 6 ), the shape and dimensions of the soil ( 6 ) essentially the shape and dimensions of the surface ( 11 ) of the test piece.

Device according to one of the preceding claims, wherein the bottom ( 6 ) of the vessel ( 4 ) is transparent, so that when using a transparent liquid ( 5 ) for filling the vessel ( 4 ) the surface ( 11 ) of the test piece ( 10 ) is visible during the pressure load test.

Device according to one of the preceding claims, wherein the side wall ( 8th ) is also flexible and in an upper area of the enclosure ( 9 ) is loosely suspended, so that almost the entire weight of the liquid-filled vessel ( 4 ) rests on the test specimen.

Device according to one of the preceding claims, wherein between the surface ( 11 ) of the test specimen and the vessel ( 4 ) a transparent protective film ( 12 ) is arranged, which the vessel ( 4 ) protects against damage when the specimen breaks.

Use of the device according to the preceding claims for carrying out a mechanical load test of a solar module ( 10 ) according to DIN IEC 61646, section 10.16.

Method for carrying out a pressure load test on a solar module ( 10 ), wherein a device according to the preceding claims is used.

Method according to the preceding claim comprising the following steps: - removal of the vessel ( 4 ) from the enclosure ( 9 ) - fixing the solar module ( 10 ) on the receiving device ( 2 ) and positioning of the solar module ( 10 ) in the bottom opening of the enclosure ( 9 ) - hanging the vessel ( 4 ) in the enclosure ( 9 ) and filling with a liquid ( 5 ), so that a predetermined pressure load is generated on the solar module - emptying and removal of the vessel ( 4 ) - releasing the attachment and removal of the solar module ( 10 )