DE102011082445A1 - Solarmodul und Photovoltaikanlage - Google Patents
Solarmodul und Photovoltaikanlage Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011082445A1 DE102011082445A1 DE201110082445 DE102011082445A DE102011082445A1 DE 102011082445 A1 DE102011082445 A1 DE 102011082445A1 DE 201110082445 DE201110082445 DE 201110082445 DE 102011082445 A DE102011082445 A DE 102011082445A DE 102011082445 A1 DE102011082445 A1 DE 102011082445A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solar module
- solar
- leakage current
- support member
- layer stack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
- H01L31/02013—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising output lead wires elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul zur Bildung einer Photovoltaikanlage, die eine Mehrzahl von Solarmodulen in Reihenschaltung in oder auf einer Metallkonstruktion umfasst, wobei das Solarmodul ein Vorderseiten-Trägerelement und ein Rückseiten-Trägerelement und einen zwischen diesen eingeschlossenen Solarzellen-Schichtstapel, der eine Vorderseiten- und eine Rückseiten-Kontaktschicht aufweist, und dessen Seitenkanten mit einem Abstandsbereich innerhalb der Außenkanten des Solarmoduls liegen, Anschlussleitwege und mindestens ein Metallträgerteil aufweist, welches an der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements oder an einer Außenkante des Solarmoduls angeordnet ist, wobei ein Leckstrom-Ableitelement vorgesehen ist, welches mit einer Anschlussleitung des Solarmoduls elektrisch verbunden ist und damit auf dem elektrischen Potential des Solarmoduls liegt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Solarmodul zur Bildung einer Photovoltaikanlage, die eine Mehrzahl von Solarmodulen in Reihenschaltung in oder auf einer Metallkonstruktion umfasst, wobei das Solarmodul ein Vorderseiten-Trägerelement und ein Rückseiten-Trägerelement und einen zwischen diesen eingeschlossenen Solarzellen-Schichtstapel, der eine Vorderseiten- und eine Rückseiten-Kontaktschicht umfasst, und dessen Seitenkanten mit einem Abstandsbereich innerhalb der Außenkanten des Solarmoduls liegen, und mindestens ein Metallträgerteil aufweist, welches an der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements oder an einer Außenkante des Solarmoduls angeordnet ist. Sie betrifft des Weiteren eine aus solchen Solarmodulen zusammengestellte Photovoltaikanlage.
- Stand der Technik
- Solaranlagen bestehen typischerweise aus in Reihe geschalteten Solarmodulen, so dass sich die elektrischen Spannungen der durch Sonnenbestrahlung dieser Module generierten elektrischen Energie addieren. Durch diese Addition der generierten Spannungen entsteht die sogenannte Systemspannung, die je nach Systemauslegung und Betriebsbedingungen (Betriebstemperatur, Betriebszustand des Wechselrichters usw.) bis zu 1000V betragen kann. Da die Montagesysteme, auf denen die Solarmodule befestigt sind (die sogenannte Unterkonstruktion oder Aufständerung) geerdet sein müssen, ist eine entsprechende Spannungsfestigkeit der Module von mindestens 1000V notwendig. Je nach Art des elektrischen Verbrauchers (z.B. Wechselrichter, Gleichrichter), der an die Reihenschaltung angeschlossen ist, kann das erste, das letzte oder ein dazwischen liegendes Modul das gleiche elektrische Potenzial wie das Montagesystem besitzen. Daher können die Module, die aktiven photovoltaische Materialien sowie die elektrische Kontaktierung dieser Reihenschaltung gegenüber dem Montagesystem elektrische Spannungen von 1000V bis + 1000V aufweisen.
- Da es physikalisch keinen idealen Isolator gibt, fließt nun zwischen dem Rahmen und dem aktiven PV-Material ein Leckstrom. Dieser Leckstrom kann im Modul zu einer elektrochemischen Reaktion zwischen den einzelnen Komponenten führen, was zu einer Degradation des Moduls führen kann, d. h. das Modul verliert an Leistung, im schlimmsten Fall irreversibel.
- Ein Effekt der Degradation ist in der Dünnschicht-Siliziumtechnologie seit längerem bekannt und als TCO Corrosion in der Fachliteratur an mehreren Stellen diskutiert. TCO steht für Transconductive Oxide – ein transparentes, elektrisch leitendes Metalloxid, das als Vorderseitenkontakt dient. Dieses TCO wird in dem elektrochemischen Prozess zerstört, was als Korrosion bezeichnet wird. Bei Solarmodulen auf Basis von kristallinem Silizium ist eine ähnliche Degradation bekannt, die aber auf einem anderen Prinzip in der Solarzelle beruht und in einigen Fällen durch spezielle Verfahren reversibel ist. Dieser Effekt wird üblicherweise als PID – Potentialinduzierte Degradation (potential induced degradation) bezeichnet. Des Weiteren sind Korrosionsmechanismen denkbar, die durch andere als die in der Literatur beschriebenen elektronischen Prozesse ausgelöst werden. Entscheidend ist, dass sie durch einen Leckstrom verursacht werden.
-
1 zeigt zur Illustration des oben erwähnten Effekts schematisch in Art einer Querschnittsdarstellung ein herkömmliches Dünnschicht-Solarmodul1 . Dieses umfasst einen Solarzellen-Schichtstapel (aktive PV-Schichten)3 , der eine Vorderseiten-Kontaktschicht5 und eine Rückseiten-Kontaktschicht7 aufweist und unter Einbettung in eine EVA-Folie9 zwischen einem Vorderseiten-Trägerelement (Frontglas)11 und einem Rückseiten-Trägerelement (Rückglas)13 angeordnet ist. Diese Anordnung ist beidseits jeweils in einem im Querschnitt U-förmigen Metallträgerteil15 gehaltert, wobei zwischen der Außenkante1a des Solarmoduls – worunter hier der erwähnte Schichtaufbau verstanden wird – und der benachbarten Innenfläche des Metallträgerteils15 ein Butyl-Kantenschutzelement17 vorgesehen ist. Zwischen der Außenkante1a des Solarmoduls und der benachbarten Seitenkante3a des Solarzellen-Schichtstapels3 /5 /7 gibt es einen Abstandsbereich. Mit den Pfeilen in der Figur und den Bezugsziffern I1 bis I5 sind Leckstromflüsse zwischen dem Metallträgerteil15 und den leitfähigen Schichten des Solarzellen-Schichtstapels3 /5 /7 symbolisiert, die die weiter oben erwähnten Degradationseffekte im Bereich der Kontaktschichten verursachen können. - Offenbarung der Erfindung
- Mit der Erfindung wird ein Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder den Merkmalen des Anspruchs 5 vorgeschlagen. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Des Weiteren wird eine Photovoltaikanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 bereitgestellt.
- Die Erfindung geht von der Überlegung aus, leitfähige Schichten des Solarzellenaufbaus gegenüber einem zugehörigen Metallträgerteil derart abzuschirmen, dass kein wesentlicher Stromfluss zwischen den entsprechenden Schichten und dem jeweiligen Trägerteil mehr stattfinden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist hierzu in dem Abstandsbereich zwischen einer Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels und der entsprechenden Außenkante des Solarmoduls, wo das Metallträgerteil angeordnet ist, oder im Rückseiten-Trägerelement unterhalb des Solarzellen-Schichtstapels und oberhalb eines dort angebrachten Metallträgerteils ein Leckstrom-Ableitelement angeordnet, welches mit der Rückseiten-Kontaktschicht und/oder Vorderseiten-Kontaktschicht elektrisch verbunden ist. Hiermit wird eine in das Solarmodul selbst (im engeren Sinne) eingebettete Abschirmung realisiert.
- Die Erfindung geht davon aus, dass die Leckströme sich physikalisch nicht vermeiden lassen, man aber die eigentlich gefährdeten PV-Materialien nur entsprechend vor dem Leckstrom schützen muss. Ein wesentlicher Gedanke ist es, den Leckstrom umlaufend abzuleiten. Dazu wird bevorzugt gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen, einen auf der Spannung des Moduls liegenden elektrischen Leiter nahezu umlaufend in das Solarmodul einzulaminieren. Dieser umlaufende elektrische Leiter „zieht“ somit sämtliche Feldlinien zwischen dem Metallträgerteil und dem PV-Material auf sich. Das PV-Material liegt also in einem spannungsfreien Bereich des Solarmoduls und der PID-Effekt wird vermieden.
- Gemäß einem relativ unabhängigen weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einer Konfiguration, bei der zwischen der Außenkante des Solarmoduls und dem dort angeordneten Metallträgerteil oder zwischen der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements und dem dort angeordneten Metallträgerteil ein Isolierelement angeordnet ist, innerhalb dessen ein Leckstrom-Ableitelement vorgesehen, welches mit einem äußeren Kontaktanschluss des Solarmoduls elektrisch verbunden ist.
- Im Rahmen der Erfindung können beide relativ unabhängigen Realisierungen der degradationshemmenden Abschirmung auch miteinander kombiniert sein.
- In einer Ausführung der ersten Variante ist das an der Außenkante des Solarmoduls angeordnete Metallträgerteil als die Vorder- und Rückfläche U-förmig umgreifendes Rahmenteil ausgebildet. Das im Abstandbereich zwischen der Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels und der Außenkante des Solarmoduls angeordnete Leckstrom-Ableitelement hat Fortsätze, welche oberhalb des Solarzellen-Schichtstapels in das Vorderseiten-Trägerelement und/oder unterhalb des Solarzellen-Schichtstapels in das Rückseiten-Trägerelement sich erstrecken.
- In einer weiteren Ausführung wirkt eine sich seitlich über die Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels in Richtung der Solarzellen-Außenkante erstreckende Metallkaschierung des Rückseiten-Trägerelements elektrisch mit der Rückseiten-Kontaktschicht verbunden ist und als Leckstrom-Ableitelement.
- In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass an mindestens zwei Außenkanten, insbesondere an allen Außenkanten, Metallträgerteile angebracht sind und benachbart zu den jeweiligen Außenkanten, insbesondere zu allen Außenkanten, Leckstrom-Ableitelemente oder ein zusammenhängendes Leckstrom-Ableitelement vorgesehen sind/ist.
- Eine Ausgestaltung der vorgeschlagenen Photovoltaikanordnung sieht vor, dass mindestens ein Leckstrom-Ableitelement eines Solarmoduls, insbesondere alle Leckstrom-Ableitelemente aller Solarmodule, in oder an einer Anschlussdose der Photovoltaikanordnung mit einem äußeren Anschlusskontakt des jeweiligen Solarmoduls verbunden ist/sind.
- Zeichnungen
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Die nachstehenden Beispiele beziehen sich auf Dünnschicht-Solarmodule in Glas/Folie/Glas-Laminatausführung bzw. in Glas/Folie-Ausführung, können aber im Rahmen fachmännischen Handelns auch auf Module auf Basis von kristallinen Solarzellen übertragen werden. Es zeigen:
-
1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen Solarmoduls, -
2A und2B eine schematische Querschnittsdarstellung bzw. Draufsicht zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung, -
3A und3B eine schematische Querschnittsdarstellung bzw. Draufsicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
4A und4B eine schematische Draufsicht bzw. Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
6A und6B eine schematische Rückansicht bzw. Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
7 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und -
8A und8B eine schematische Draufsicht bzw. Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. - Ausführungsformen der Erfindung
- In den
2A bis8B sind, soweit möglich, mit der Anordnung nach1 übereinstimmende bzw. gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet und werden nachfolgend nicht nochmals dort erläutert. Alle Darstellungen sind als schematische Darstellungen zu verstehen, die lediglich für das Verständnis der jeweiligen Ausführungsform wichtige Elemente eines Solarmoduls zeigen und nicht maßstäblich sind. -
2A und2B zeigen ein Solarmodul21 , dessen Aufbau im Wesentlichen demjenigen des Solarmoduls1 aus1 entspricht, das also einen Solarzellen-Schichtstapel23 mit einer Vorderseiten-Kontaktschicht25 und einer Rückseiten-Kontaktschicht27 umfasst, der unter Einkapselung in eine Folie29 zwischen einem Frontglas31 und einem Rückglas33 angeordnet ist. Zur Halterung ist auch hier ein im Querschnitt U-förmiges Rahmenteil35 mit innen liegendem Kantenschutzelement37 vorgesehen. - Als Abschirmung zur Unterbindung der nachteiligen leckstrominduzierten Korrosion ist ein umlaufendes Leckstrom-Ableitelement
38 vorgesehen. Dieses zieht, wie im linken Teil von2A durch die mit I1 bis I4 bezeichneten Pfeile symbolisiert ist, vom Metallträgerteil (Rahmenteil)35 ausgehende Leckströme auf sich und hält diese dadurch von dem Solarzellen-Schichtstapel23 /25 /27 fern. - Wie in
2B zu erkennen ist, ist eine elektrische Verbindung39 zwischen dem Leckstrom-Ableitelement38 und der elektrischen Anschlussleitung26b des Solarmoduls vorgesehen. Diese Verbindung bewirkt, dass die maximal auftretende elektrische Spannung im Innenbereich innerhalb des (hier rahmenförmigen) Leckstrom-Ableitelements38 die durch das einzelne Solarmodul selbst generierte Spannung ist, welche von ihrem Betrag her keine Degradationserscheinungen bewirken kann. In2B ist eine auf der Rückseite des Moduls befindliche Anschlussdose nicht dargestellt. -
3A und3B zeigen ein gegenüber der Ausführung nach2A und2B geringfügig modifiziertes Solarmodul21’ . Dieses unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführung dadurch, dass die Abschirmung durch die Kombination zweier seitlich im Abstandsbereich zwischen dem Solarzellen-Schichtstapel und der Innenkante des rahmenförmigen Metallträgerteils35 vorgesehener spezieller Leckstrom-Ableitelemente38a ,38b mit der (ohnehin vorhandenen) Modulkontakten26a und26b realisiert ist. Die separaten Leckstrom-Ableitelemente38a ,38b sind wiederum an Kontaktstellen39a ,39b mit einer (hier der unteren) Kontaktierung bzw. Anschlussleitung26b des Solarmoduls verbunden. -
4A und4B zeigen in Draufsicht bzw. partieller Querschnittsdarstellung als weiteres Ausführungsbeispiel ein Solarmodul41 , dessen Grundkörper den weiter oben beschriebenen Schichtaufbau hat. Die wesentlichen Unterschiede zu den vorstehend beschriebenen Ausführungen bestehen darin, dass der Solarmodul-Grundkörper über ein ebenfalls im Querschnitt U-förmiges Isolierprofil56 im U-förmigen Rahmen55 gehaltert ist, und dass ein im seitlichen Abstandsbereich des Solarzellen-Schichtaufbaus angeordnetes Leckstrom-Ableitelement58 Fortsätze58a ,58b , welche sich über bzw. unter den Solarzellen-Schichtstapel in das Vorderseiten-Trägerelement51 bzw. des Rückseiten-Trägerelement53 erstrecken, sowie weiterhin sich in Richtung des Rahmens hin erstreckende (nicht separat bezeichnete) Fortsätze hat. Über einen weiteren Fortsatz bzw. Ausleger58c und einen Kontakt59 ist dieses stark strukturierte Leckstrom-Ableitelement58 elektrisch mit einem Kontaktband47 , das z.B. den Pluspol der Zellen mit der Anschlussdose verbindet, verbunden. Dieses ist überwiegend vom aktiven Zellbereich durch eine Kunststofffolie43 isoliert. Die Verbindung zum Pluspol der Zellen (links) wird durch einen metallischen Sammelleiter hergestellt. Das Leckstrom-Ableitelement58 kann bei dieser Ausführung durch eine Drahteinlage im Front- und im Rückglas realisiert sein. Durch Verwendung von Drahtmaterial mit kleinem Durchmesser wird die Abschattung des Zellbereiches gegenüber der Sonnenstrahlung vernachlässigbar. Der Schild erstreckt sich vom Randbereich des Moduls so weit in die Mitte, dass auch Ströme, die im Wesentlichen über die Glasoberfläche fließen, abgeleitet werden. Die Kontaktierung des Schildes erfolgt im Innern des Moduls durch eine elektrische Verbindung zu einem Kontaktband, das z.B. den Pluspol der Zellen mit der Anschlussdose verbindet. -
5 zeigt als weitere Ausführung ein Solarmodul41’ in teilweiser Querschnittsdarstellung, bei dem die erfindungsgemäße Abschirmfunktion außerhalb des eigentlichen Solarmoduls realisiert ist, und zwar in einem modifizierten Isolierteil56’ . In dieses ist hier eine metallische Einlage58’ als Leckstrom-Ableitelement eingebettet. Diese hat ebenso wie das Metallträgerteil55 und das Isolierteil56’ im Querschnitt eine U-Form und umgreift somit die Außenkante des eigentlichen Solarmoduls. Sie ist über einen Verbindungsleiter58a’ und einen elektrischen Kontakt59’ mit einem Modulanschlusskabel48 verbunden, welches zu einer Anschlussdose50 des Solarmoduls41’ führt und dort seinerseits mit einer Rückkontakt-Anschlussleitung46’ verbunden ist. - Bei dem in
6A und6B gezeigten weiteren Solarmodul61 ist die Befestigung des eigentlichen Glas/Folie/Glas-Solarmoduls durch von der Rückseite her aufgeklebte schienenartige Metallträgerteile75 ausgeführt. Ohne Schutzmaßnahmen würden Leckströme hier also nicht im Kantenbereich des Moduls, sondern über der Fläche des Solarzellen-Schichtstapels entstehen können. Folglich ist ein Leckstrom-Ableitelement78 hier im Rückseiten-Trägerelement73 integriert, etwa wiederum als Drahteinlage. Es erstreckt sich derart zwischen der Befestigungsschiene75 und dem Solarzellen-Schichtstapel, dass auch Ströme, die im Wesentlichen über die Glasoberfläche fließen, abgeleitet werden. Die Kontaktierung des Leckstrom-Ableitelements erfolgt im Inneren des Moduls durch eine elektrische Verbindung79 /66 mit einem Modul-Kontaktband67 , das z. B. den Pluspol der Zellen mit einer (nicht dargestellten) Anschlussdose verbindet. Die in6A zu erkennende zweite (rechte) Befestigungsschiene wird analog geschirmt. -
7 zeigt ein modifiziertes Solarmodul61’ , dessen Aufbau im Wesentlichen mit demjenigen des Moduls61 nach6A und6B übereinstimmt und entsprechend mit Bezugsziffern bezeichnet ist. Jedoch ist hier – ähnlich der in5 gezeigten Ausführung – ein Leckstrom-Ableitelement78’ als Metalleinlage in einem Isolierteil76 realisiert. Das Isolierteil76 verbindet gleichzeitig die Befestigungsschiene75 kraftschlüssig mit der Rückseite des eigentlichen Solarmoduls. Hier besteht ein elektrischer Kontakt79’ zu einem Modulanschlusskabel68 innerhalb der Anschlussdose70 . -
8A und8B zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel ein Solarmodul81 in Draufsicht bzw. partieller Querschnittsdarstellung, bei dem zur elektrischen Abschirmung des Solarzellen-Schichtaufbaus eine Metallkaschierung98 genutzt wird, die in ein aus Kunststoff gefertigtes Rückseiten-Verkapselungselement93 eingebettet und über einen Kontakt99 mit einem inneren Kontaktband87 verbunden ist. Die Metallkaschierung ist originär als Feuchtbarriere vorgesehen, wird hier jedoch zum Zwecke der Abschirmung genutzt. - Im Rahmen fachmännischen Handelns ergeben sich weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen des hier nur beispielhaft beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung.
Claims (7)
- Solarmodul (
21 ;21’ ;41 ;61 ;81 ) zur Bildung einer Photovoltaikanlage, die eine Mehrzahl von Solarmodulen in Reihenschaltung in oder auf einer Metallkonstruktion umfasst, wobei das Solarmodul ein Vorderseiten-Trägerelement (31 ;51 ;71 ;91 ) und ein Rückseiten-Trägerelement (33 ;53 ;73 ;93 ) und einen zwischen diesen eingeschlossenen Solarzellen-Schichtstapel (23 ;43 ;63 ;83 ), der eine Vorderseiten- (25 ;45 ;65 ;85 ) und eine Rückseiten-Kontaktschicht (27 ;47 ;67 ;87 ) aufweist, und dessen Seitenkanten mit einem Abstandsbereich innerhalb der Außenkanten des Solarmoduls liegen, Anschlussleitungen (48 ;68 ) und mindestens ein Metallträgerteil (35 ;55 ;75 ;95 ) aufweist, welches an der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements oder an einer Außenkante des Solarmoduls angeordnet ist, wobei in dem Abstandsbereich zwischen einer Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels und der entsprechenden Außenkante des Solarmoduls, wo das Metallträgerteil angeordnet ist, oder im Rückseiten-Trägerelement unterhalb des Solarzellen-Schichtstapels und oberhalb eines dort angebrachten Metallträgerteils ein Leckstrom-Ableitelement (38 ;38a ;38b ;58 ;78 ) angeordnet ist, welches mit einer Anschlussleitung des Solarmoduls elektrisch verbunden ist und damit auf dem elektrischen Potential des Solarmoduls liegt. - Solarmodul nach Anspruch 1, wobei das an der Außenkante des Solarmoduls angeordnete Metallträgerteil (
55 ;95 ) als die Vorder- und Rückfläche U-förmig umgreifendes Rahmenteil ausgebildet ist und das im Abstandsbereich zwischen der Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels (43 ;83 ) und der Außenkante des Solarmoduls angeordnete Leckstrom-Ableitelement (58 ;78 ) Fortsätze (58a ) hat, welche oberhalb des Solarzellen-Schichtstapels in das Vorderseiten-Trägerelement (51 ) und/oder unterhalb des Solarzellen-Schichtstapels in das Rückseiten-Trägerelement (53 ;73 ) sich erstrecken. - Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine sich seitlich über die Seitenkante des Solarzellen-Schichtstapels in Richtung der Solarzellen-Außenkante erstreckende Metallkaschierung (
98 ) des Rückseiten-Trägerelements (93 ) elektrisch mit der Rückseiten-Kontaktschicht (87 ) verbunden ist und als Leckstrom-Ableitelement wirkt. - Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an mindestens zwei Außenkanten, insbesondere an allen Außenkanten, Metallträgerteile (
35 ;55 ;95 ) angebracht sind und benachbart zu den jeweiligen Außenkanten, insbesondere zu allen Außenkanten, Leckstrom-Ableitelemente (38 ;38a ;38b ;58 ) oder ein zusammenhängendes Leckstrom-Ableitelement (98 ) vorgesehen sind/ist. - Solarmodul (
41’ ;61’ ) zur Bildung einer Photovoltaikanlage, die eine Mehrzahl von Solarmodulen in Reihenschaltung in oder auf einer Metallkonstruktion umfasst, wobei das Solarmodul ein Vorderseiten-Trägerelement (51 ;71 ) und ein Rückseiten-Trägerelement (53 ;73 ) und einen zwischen diesen eingeschlossenen Solarzellen-Schichtstapel (43 ;63 ), der eine Vorderseiten (45 ;65 ) – und eine Rückseiten-Kontaktschicht(47 ;67 ) aufweist, und dessen Seitenkanten mit einem Abstandsbereich innerhalb der Außenkanten des Solarmoduls liegen, und mindestens ein Metallträgerteil (55 ;75 ) aufweist, welches an der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements oder an einer Außenkante des Solarmoduls angeordnet ist, wobei zwischen der Außenkante des Solarmoduls und dem dort angeordneten Metallträgerteil oder zwischen der Rückfläche des Rückseiten-Trägerelements und dem dort angeordneten Metallträgerteil ein Isolierelement (56’ ;76 ) angeordnet ist, innerhalb dessen ein Leckstrom-Ableitelement (58’ ;78’ ) vorgesehen ist, welches mit einem äußeren Kontaktanschluss des Solarmoduls elektrisch verbunden ist. - Photovoltaikanordnung mit einer Mehrzahl von Solarmodulen nach einem der vorangehenden Ansprüche.
- Photovoltaikanordnung nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Leckstrom-Ableitelement (
58’ ;78’ ) eines Solarmoduls (41’ ;61’ ), insbesondere alle Leckstrom-Ableitelemente aller Solarmodule, in oder an einer Anschlussdose (50 ;70 ) der Photovoltaikanordnung mit einem äußeren Anschlusskontakt (48 ;68 ) des jeweiligen Solarmoduls verbunden ist/sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110082445 DE102011082445A1 (de) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Solarmodul und Photovoltaikanlage |
PCT/EP2012/064131 WO2013034349A1 (de) | 2011-09-09 | 2012-07-19 | Solarmodul und photovoltaikanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110082445 DE102011082445A1 (de) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Solarmodul und Photovoltaikanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011082445A1 true DE102011082445A1 (de) | 2013-03-14 |
Family
ID=46548458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201110082445 Withdrawn DE102011082445A1 (de) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Solarmodul und Photovoltaikanlage |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011082445A1 (de) |
WO (1) | WO2013034349A1 (de) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19954259B4 (de) * | 1999-11-11 | 2005-09-15 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg | Dünnschicht-Photovoltaikmodul mit integrierter Flachantennenstruktur |
US7554031B2 (en) * | 2005-03-03 | 2009-06-30 | Sunpower Corporation | Preventing harmful polarization of solar cells |
DE102009044142A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg | Dünnschicht-Bauelement auf Glas, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
-
2011
- 2011-09-09 DE DE201110082445 patent/DE102011082445A1/de not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-07-19 WO PCT/EP2012/064131 patent/WO2013034349A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013034349A1 (de) | 2013-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE202010018465U1 (de) | Solarzellenmodul | |
EP2483935A2 (de) | Dünnschicht-bauelement auf glas, ein verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung | |
DE112010005717T5 (de) | Solarbatteriemodul und Herstellungsverfahren für dieses | |
DE102006057454A1 (de) | Photovoltaisches Modul | |
DE102013212845A1 (de) | Photovoltaikmodul | |
DE2363120B2 (de) | Sonnenzellenanordnung | |
DE102009043975A1 (de) | Solarzelle | |
DE112011102882T5 (de) | Flexible gebäudeintegrierte Photovoltaikstruktur | |
EP2761673B1 (de) | Solarmodul mit anschlussdose, sowie verfahren zum herstellen desselben | |
WO2022089947A1 (de) | Solarzellenmodul | |
DE102010024350B4 (de) | Anschlusseinrichtung für Photovoltaikmodule, Verfahren zu deren Montage sowie photovoltaikfähige Isolierglasscheibe | |
EP4183970A2 (de) | Stromabführungssystem für eine beschattungseinrichtung und beschattungseinrichtung hierfür | |
DE102011082445A1 (de) | Solarmodul und Photovoltaikanlage | |
DE202011000969U1 (de) | Solarmodul | |
DE102010017246A1 (de) | Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren hierfür | |
DE102008040332A1 (de) | Rückseitenkontaktierte Solarzelle | |
EP3020073B1 (de) | Solarmodul mit elektrisch isoliertem modulträger, verfahren zu dessen herstellung und verwendung einer klebeschicht zur befestigung des modulträgers | |
DE102018222591A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Stromerzeugung mit serienverschalteten Solarzellen mit Bypass-Dioden | |
EP2685507B1 (de) | Solarmodul mit Anschlussanordnungen für elektrischen Außenanschluss | |
WO2024061552A1 (de) | Solarzellenmodul und verfahren zur herstellung eines solarzellenmoduls | |
EP2769418A1 (de) | Solarmodul mit flachbandleiter, sowie verfahren zu dessen herstellung | |
DE102017130162B4 (de) | Dünnschicht-Photovoltaikmodul mit zwei Ausgangsleistungen | |
EP3573110A1 (de) | Solarmodul mit vergrösserter aperturfläche | |
DE202009018068U1 (de) | Solarmodul | |
WO2015004247A1 (de) | Solarmodul mit elektrisch isoliertem befestigungselement sowie verfahren zu dessen herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |