DE102012008440A1

DE102012008440A1 - Solarmodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102012008440A1
Application number: DE201210008440
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2014-07-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit mehreren in einer Ebene zusammengefassten Solarzellen (1; 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen zwischen einem ersten Verbund aus einer ETFE-Folie (1; 1), einer darunterliegenden Silikonfolie (1; 2) und einem zweiten Verbund aus einer Silikonfolie (1; 4) und einer darunterliegenden ETFE-Folie (1; 5) angeordnet sind, wobei jeweils die Silikonfolien an die Solarzellen angrenzen und die ETFE-Folien die Außenseiten bilden.

Description

Solarmodule gibt es bekanntermaßen in unterschiedlichster Bauweise. Das Basiselement des Solarmoduls bildet die Solarzelle, welche zu mehreren zusammengefasst in einer Ebene angeordnet sind und elektrisch in Reihe oder auch parallel geschaltet werden. Die Solarzellen werden bekanntermaßen mittels mehrerer verschiedener Materialien zu einem Verbund zusammengefasst (Laminat), in dem sie vor Feuchtigkeit, Berührung, Bruch oder sonstigen mechanischen Einflüssen geschützt sind und diverse Handhabungs- und Befestigungsmöglichkeiten bieten.
Das Solarmodul mit dem bekanntesten Aufbau weist beispielsweise auf der der Sonne zugewandten Seite eine Glasscheibe, darunter eine transparente Kunststoffklebeschicht aus einer Ethylenvinylacetat(EVA)-Folie, in die die Solarzellen eingebettet sind, und typischerweise mono- oder polykristalline Solarzellen auf, welche durch Lötbändchen elektrisch miteinander verschaltet sind. Zur Kaschierung der Rückseite ist in der Regel noch eine witterungsfeste, mehrschichtige Kunststofffolie auf den Verbund aufgebracht.
Nachteile:
Solche Solarmodule haben einen hohen Aufbau, sind schwer und starr und benötigen deshalb eine robuste mechanische Befestigung. Sie lassen sich deshalb nicht auf allen Dachkonstruktionen montieren. Das oben bezeichnete EVA ist ein stark brennbares Produkt.
Abhängig von der Art der Solarzelle kann das Solarmodul aber auch einen völlig anderen Aufbau aufweisen. Beispielsweise sind Solarmodule in Form flexibler Laminate bekannt, bei denen die Solarzelle als Dünnschicht-Siliziumsolarzelle ausgeführt ist. Solche Laminate, welche vorzugsweise auf einem flexiblen Trägermaterial, wie einer Stahl- oder Edelstahlfolie, aufgebracht sind, sind verglichen mit den vorstehend beschriebenen Solarmodulen sehr leicht, dünn und eben flexibel. Diese Solarmodule werden bekanntermaßen gebäudeintegrierend montiert. Das heißt, sie werden beispielsweise vollflächig und nicht mehr zerstörungsfrei lösbar auf Dachabdeckungen verklebt oder sie ersetzen teilweise die Eindeckungsmaterialien und werden in benachbarte Dachbahnen eingeklebt. In beiden Fällen ist die Verbindung mit der Dachabdeckung unlösbar, weshalb beispielsweise eine Sanierung oder Wartung der Dachabdeckung oder der Solarmodule einen erhöhten finanziellen und zeitlichen Aufwand zur Folge hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein alternatives Solarmodul mit einem kostengünstigen, leichten und dünnen Aufbau und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, das eine kostengünstige und flexible Handhabung insbesondere bei der Montage auf den verschiedensten Dacharten ermöglicht.
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Solarmodul gemäß Patentanspruch 1.
Gemäß einem ersten Aspekt sieht die Erfindung ein Solarmodul mit mehreren in einer Ebene zusammengefassten Solarzellen vor. Dieser Verbund setzt sich wie folgt zusammen:
Als oberste Schicht eine schmutzabweisende Ethylen-Tetrafluorethylen-Folie (ETFE), eine darunterliegenden Silikonfolie, die Ebene der Solarzellen, einer darunterliegenden Silikon-Folie und einer darunterliegenden ETFE-Folie oder ersatzweise eine mehrschichtige PTL-Folie. Die genannten ETFE und Silikon-Folien sind schwer entflammbar und selbstlöschend.
Die ETFE-Folien (1; 1 und 5) bilden die Außenhaut und die Silikon-Folien (1; 2 und 4) betten die Solarzellen ein. Die ETFE-Folien werden auf ihrer Innenseite (Kontakt Silikon-Folie) mit einer korrespondierenden Beschichtung (1; 6) versehen. Diese garantiert eine 100% Vernetzung mit der Silikonfolie.
Das erfindungsgemäße Solarmodul ist flexibel und weist ein sehr geringes Gewicht auf. Deshalb kann das Solarmodul grundsätzlich an Bauwerksabschnitten beliebiger Form auf einfache Weise angebracht werden. Es kann auf Giebel-, Flach- und insbesondere auf Leichtbaudächern auf einfache Weise montiert werden, ohne dass besondere Anforderungen an die Statik der Dachkonstruktion zu stellen wären. So kann das erfindungsgemäße Solarmodul beispielsweise sogar auf Glasgewächshausdächern, an Zelten oder mobilen Objekten (PKW, LKW, Bus, Bahn, Wasserfahrzeugen etc.) angebracht werden.
Das Solarmodul weist bevorzugt Solarzellen (1; 3) mit sphärischen Silizium-Halbleiterelementen auf. Solche Solarzellen sind bereits seit längerem bekannt, beispielsweise aus der Patentanmeldung EP 0 940 860 A1 . Die Silizium-Halbleiterelemente lassen sich besonders energiegünstig in großer Stückzahl herstellen.
Die ETFE-Folien (1; 1 und 5) in dem obersten und untersten Verbund des Solarmoduls sind vorzugsweise zwischen 100 μ und 250 μ, dick.
Die Silikon-Folien (1; 2 und 4) in dem zweiten und vierten Verbund des Solarmoduls sind vorzugsweise von 30 μ bis 100 μ dick.
Bei einem dementsprechenden Aufbau des Solarmoduls in Verbindung mit den bevorzugten sphärischen Silizium-Halbleiterelementen weist das Solarmodul ein sehr geringes Flächengewicht von etwa 4,6 kg/m² und einer sehr geringen Dicke von ca. 2 mm auf und erfüllt damit alle Erfordernisse eines dünnen und flexiblen Solarmoduls.
Die in Frage kommenden Dächer können mit einer Flachdachfolie, insbesondere eine EPDM-Folie oder mit Bitumenbahnen abgedeckt sein, oder eine Konstruktion mit einer Glasoberfläche, insbesondere Fenster, oder mit einer Metalloberfläche bzw. einer lackierten Metalloberfläche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0940860 A1 [0010]

Claims

Solarmodul mit mehreren in einer Ebene zusammengefassten Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen zwischen einem ersten Verbund aus einer ETFE-Folie (1), einer darunterliegenden Silikonfolie (2) und einem zweiten Verbund aus einer Silikonfolie (3) und einer darunterliegenden ETFE-Folie (4) angeordnet sind, wobei jeweils die Silikonfolien an die Solarzellen angrenzen und die ETFE-Folien die Außenseiten bilden. Die ETFE-Folien werden auf ihrer Innenseite (Kontakt Silikon-Folie) mit einer korrespondierenden Beschichtung (5) versehen. Diese garantiert eine 100% Vernetzung mit der Silikonfolie.
Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise Solarzellen aus sphärischen Silizium-Halbleiterelementen Verwendung finden.
Solarmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ETFE-Folien bevorzugt zwischen 100 μ und 240 μ dick sind.
Solarmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikon-Folien bevorzugt zwischen 30 μ und 100 μ dick sind.
Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls mit mehreren, in einer Ebene zusammengefassten Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen zwischen einem ersten Verbund aus einer ETFE-Folie, einer darunter liegenden Silikonfolie und einem zweiten Verbund aus einer Silikonfolie und einer darunter liegenden ETFE-Folie angeordnet sind, wobei jeweils die Silikonfolien an die Solarzellen angrenzen und die ETFE-Folien die Außenseiten bilden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen zwischen den ersten Verbund und den zweiten Verbund nach Stand der Technik einlaminiert werden.