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Die Erfindung betrifft ein Solarpaneel.
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Solarpaneele, auch Solarmodule genannt, wandeln das Licht der Sonne in elektrische Energie um. Hierzu enthält das Solarpaneel Solarzellen. Mehrere Solarmodule werden in Photovoltaikanlagen einzeln oder zu Gruppen verschaltet. Die Gesamtheit aller Solarmodule für eine Photovoltaikanlage wird üblicherweise als Solargenerator bezeichnet.
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Als Nachteil erweist sich, dass bei schneereichen Wintern Einbußen bei der Gewinnung von Solarenergie zu verzeichnen sind, da das Solarpaneel mit Schnee bedeckt ist. Je nach Gebiet können den ganzen Winter über Solaranlagen mit Schnee bedeckt sein. Gerade aber an sehr kalten Tagen sind schneefreie Solaranlagen besonders wichtig, da die Sonne sehr oft scheint. Darüber hinaus liegt im Winter ein großer Effektivitätsgrad vor, d. h. ein Solarmodul kann im Winter eine hohe Leistung erbringen.
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Zur Beseitigung von Schnee und Eis sind mechanisch arbeitende Schneeräumanlagen bekannt. Diese sind konstruktiv aufwendig und können die Oberfläche des Solarpaneels beschädigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der eine Schneeschicht auf einem Solarpaneel entfernt werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Solarpaneel zumindest eine Heizeinrichtung mit separaten Heizdrähten, die über Verbindungsdrähte leitend miteinander verbunden sind, umfasst, die über eine externe Stromversorgung unabhängig von dem Betrieb des Solarpaneels betreibbar ist. Damit ist ein autarkes System geschaffen. Das Solarpaneel kann dadurch zu jeder Zeit 24 Stunden am Tag beliebig abgetaut werden. Die Heizeinrichtung kann über die Verbindungsdrähte beispielsweise an einem üblichen 220 V Stromnetz angeschlossen sein. Die Stromversorgung der Heizeinrichtung erfolgt daher über einen zweiten Stromkreis. Bei den Heizdrähten, die mit den Verbindungsdrähten leitend verbunden sind, kann es sich um Widerstandsdrähte handeln. Bei Anlegen einer Spannung werden diese aufgeheizt. Jede Heizeinrichtung kann beispielsweise von Hand ein- und ausgeschaltet werden.
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Vorzugsweise kann das Solarpaneel zumindest zwei nebeneinander angeordnete Strings, wobei jeder String aus einer Vielzahl an über Lötbandchen leitend miteinander verbundenen Solarzellen besteht, aufweisen. Dabei bietet es sich an, wenn die Heizfläche zumindest einer Heizeinrichtung wenigstens einen String des Solarpaneels überdeckt. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das die Heizeinrichtung das vollständige Solarpaneel oder zumindest einen sehr großen Bereich des Solarpaneels überdeckt, sofern ein großflächiges Abtauen gewünscht ist.
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Zumindest eine Heizeinrichtung kann in das Solarpaneel integriert sein. Eine solche Ausgestaltung bietet sich an, wenn eine Heizeinrichtung direkt werksseitig vorgesehen ist.
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Zumindest eine Heizeinrichtung kann als separates, an dem Solarpaneel anzubringendes bzw. angebrachtes Bauteil ausgebildet sein. Unter angebracht wird auch ein Aufdrucken der Heizdrähte und/oder der Verbindungsdrähte auf die Oberfläche des Solarpaneels verstanden. Eine solche Ausgestaltung bietet sich insbesondere für ein problemloses Nachrüsten bereits bestehender Solarpaneele aller Anlagentypen an.
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Zumindest eine Heizeinrichtung kann als Folie mit integrierten und/oder aufgebrachten Heizdrähten sowie integrierten und/oder Verbindungsdrähten ausgebildet sein.
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Dabei kann zumindest eine Heizeinrichtung auf der der Sonne zugewandten Seite des Solarpaneels aufgebracht sein. Denkbar ist beispielsweise ein Aufbringen durch Aufkleben, vorzugsweise mittels eines leitfähigen Klebers.
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Es ist aber auch durchaus möglich, dass zumindest eine Heizeinrichtung auf der der Sonne abgewandten Seite des Solarpaneels aufgebracht, insbesondere aufgeklebt, ist.
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Dabei kann zumindest einer Heizeinrichtung eine Uhr zugeordnet sein. Die Uhr kann beispielsweise ein Ausschalten der Heizeinrichtung nach einem zuvor eingestellten Zeitraum bewirken. In diesem Fall wird die Heizeinrichtung manuell eingeschaltet. Die Uhr kann aber auch die Heizeinrichtung selbständig zu einem vorbestimmten Zeitpunkt aktivieren und später wieder deaktivieren.
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Zumindest ein Sensor kann zur automatischen Aktivierung wenigstens einer Heizeinrichtung vorgesehen sein. Bei einer solchen Ausgestaltung wird die Heizeinrichtung beispielsweise am Morgen automatisch aktiviert und anschließend wieder deaktiviert.
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Es bietet sich an, wenn zumindest ein Sensor als Temperaturfühler ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung kann beispielsweise ein Temperaturbereich vorgegeben werden, innerhalb dessen eine automatische Aktivierung in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur erfolgen soll.
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Zumindest ein Sensor kann als Lichtsensor ausgebildet sein. Dieser Lichtsensor ist im Bereich der Oberfläche des entsprechenden Solarpaneels vorgesehen. Ist das Solarpaneel verschneit, ist damit auch der Lichtsensor verschneit. Der Lichtsensor stellt auf diese Weise fest, ob eine Schneeschicht besteht oder nicht.
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Dabei kann der Lichtsensor beispielsweise mit einer Uhr gekoppelt sein, um eine Unterscheidung zwischen Tag und Nacht vornehmen zu können.
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Es ist auch durchaus möglich, dass zumindest ein weiterer als Lichtsensor ausgebildeter und an einer schneegeschützten Stelle montierter Sensor vorgesehen ist. In diesem Fall bedarf es keiner Uhr. Detektiert der weitere Lichtsensor, der an einer schneegeschützten Stelle ist, Tageslicht und der erste als Lichtsensor ausgebildete Sensor erfasst kein Licht, ist zwangsläufig Tag und auf dem Solarpaneel muss eine Schneeschicht liegen.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Heizeinrichtung mit separaten Heizdrähten, die über Verbindungsdrähte leitend miteinander verbunden sind, wobei die Heizeinrichtung über eine externe Stromversorgung unabhängig von dem Betrieb des Solarpaneels betreibbar ist, zur Beheizung eines Solarpaneels.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer als bahnenförmige Folienware ausgebildeten Heizeinrichtung mit zumindest einer Folie und mit integrierten oder aufgebrachten Heizdrähten, die über Verbindungsdrähte miteinander leitend verbunden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mittels dem in einem kontinuierlichen Prozess aus bahnenförmigen Folienware und Heizdrähten Heizeinrichtungen hergestellt werden können.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf eine Folie, insbesondere mittels einer zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordnete Vorschubwalzen aufweisenden Vorschubanlage, Heizdrähte aufgebracht und fixiert werden, wobei die Heizdrähte, vorzugsweise in Vorschubrichtung, und die Verbindungsdrähte, vorzugsweise orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichtet, aufgebracht werden, und dass danach die Folie zwischen zwei benachbarten, vorzugsweise orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichteten, Verbindungsdrähten durchtrennt wird.
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Bei den Vorschubwalzen kann es sich beispielsweise auch um Beschichtungswalzen einer Beschichtungsanlage handeln. Eine Möglichkeit zur Fixierung der Heizdrähte und/oder der Verbindungsdrähte mit der Folie könnte darin liegen, dass die Heizdrähte und/oder der Verbindungsdrähte kurz vor dem Aufbringen etwas erwärmt werden und damit die Folie bei Kontakt der Heizdrähte mit der Folie ein wenig ”aufgeschmolzen” wird und auf diese Weise nach dem Abkühlen die Heizdrähte fixiert sind.
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Die den Heizdrähten und/oder den Verbindungsdrähten abgewandte Seite der Folie kann beispielsweise eine Klebeschicht aufweisen, so dass die Heizeinrichtung leicht auf ein Solarpaneel aufgeklebt werden kann.
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Nach dem Aufbringen der Heizdrähte und/oder der Verbindungsdrähte auf die erste Folie kann zum Schutz der aufgebrachten Heizdrähte und/oder der Verbindungsdrähte eine weitere Folie, insbesondere vor dem Durchlaufen der Vorschubwalzen, aufgebracht werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Heizeinrichtung oberseitig auf ein Solarpaneel aufgebracht wird, da dann die weitere Folie die Heizdrähte schützt.
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Die vorzugsweise parallel zur Vorschubrichtung ausgerichteten Heizdrähte sind in einem in etwa gleichmäßigen Abstand zueinander aufgebracht.
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Die vorzugsweise orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichteten Verbindungsdrähte sind vorzugsweise derart aufgebracht, dass in einem größeren Abstand zueinander jeweils ein Paar von zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähten aufgebracht wird und dass die Folie zwischen den zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähten getrennt wird.
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Die Größe des Abstandes zwischen zwei Paaren von zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähten ist vorzugsweise auf die Länge des Solarpaneels, auf die die herzustellende Heizeinrichtung später aufgebracht werden soll, angepasst. So kann der Abstand zwischen zwei Paaren von zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähten, beispielsweise die Länge eines Strings betragen.
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Der Abstand der beiden orthogonal zur Vorschubrichtung angeordneten Verbindungsdrähte eines jeden Paares ist so gewählt, dass die bahnenförmige Folienware zwischen den beiden orthogonal zur Vorschubrichtung angeordneten Verbindungsdrähten gut durchtrennt werden kann. Der Abstand zwischen zwei orthogonal zur Vorschubrichtung angeordneten Verbindungsdrähten eines Paares ist vorzugsweise nur etwas größer als der für den Trennprozess, beispielsweise mit einem Schneidemesser, benötigte Raum. Auf diese Weise sind die beiden orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichteten Verbindungsdrähte einer hergestellten Heizeinrichtung sehr nahe an der jeweiligen Seitenkante, so dass eine große Heizfläche zur Verfügung steht.
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Die orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichteten Verbindungsdrähte verbinden die in Vorschubrichtung weisenden Heizdrähte untereinander. Über die beiden orthogonal zur Vorschubrichtung ausgerichteten Verbindungsdrähte wird die Heizeinrichtung an eine externe Stromquelle angeschlossen.
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Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf vier Solarpaneele mit je einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung,
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2 eine Schaltungsanordnung mehrerer über einen gemeinsamen Hauptstrang mit einzelnen Abgängen verbundener Heizeinrichtungen,
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3 eine Schaltungsanordnung von Heizeinrichtungen in Reihenschaltung,
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4 eine Seitenansicht auf eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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5 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach 4.
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In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.
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In 1 sind vier Solarpaneele 1 dargestellt, wobei jedes Solarpaneel 1 eine Anschlussdose 2 aufweist, damit zwei Solarpaneele 1 untereinander über eine Leitung 3 verbunden sind. Das in dieser Figur dargestellte obere und das unter Solarpaneel 1 sind mit einem Wechselrichter 4 verbunden.
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Jedes Solarpaneel 1 weist eine Heizeinrichtung 5 auf. Die Heizeinrichtungen 5 sind untereinander ebenfalls über Leitungen verbunden. Die Heizeinrichtungen 5 sind über Verbindungsdrähte 12a an eine externe Stromquelle 6 angeschlossen. Die Verbindungsdrähte 12a bestehen aus einem leitenden Draht und verbinden Heizdrähte 12 jeder Heizeinrichtung 5. Bei den Heizdrähten 12 handelt es sich um Widerstandsdrähte.
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In 2 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei der jede Heizeinrichtung 5 mit ihren jeweiligen Abgängen 7 über einen Stecker 8 an einem Hauptstrang 8a angeschlossen ist. Die einzelnen Abgänge 7 können einen Leiterquerschnitt von etwa 0,5 mm2 haben. Der Hauptstrang 8a hat beispielsweise einen Leiterquerschnitt von 2,5 mm2. Weitere Heizeinrichtungen 5 können aufgrund der Verbindungen mittels Stecker 8 problemlos angeschlossen werden.
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In 3 sind die Heizeinrichtungen 5 in Reihenschaltungen dargestellt. Bei einer solchen Ausgestaltung weisen alle Leitungen einen gleichen Querschnitt von beispielsweise 2,5 mm2 auf. Auch hier sind die Leitungen der Heizeinrichtungen 5 über Stecker 8 mit einander verbunden, so dass beispielsweise defekte Heizeinrichtungen 5 problemlos ausgetauscht werden können.
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In 4 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer als bahnenförmigen Folienware ausgebildeten Heizeinrichtung dargestellt. Hierzu sind zwei in einem geringen Abstand zu einander angeordnete Vorschubwalzen 9 vorgesehen. In Vorschubrichtung (Pfeil 10) vorgelagert sind den beiden Vorschubwalzen 9 mehrere nebeneinander angeordnete Vorratsrollen 11, auf der die Heizdrähte 12 aufgerollt sind.
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Die Heizdrähte 12 werden zwischen die Vorschubrollen 9 eingeführt. Darüber hinaus ist sowohl unterhalb, als auch oberhalb der Zufuhr der Heizdrähte 12 je eine Vorratsrolle 13 mit Folie 14, die als Laminierfolie ausgebildet ist, angeordnet. Die beiden Folien 14 werden zusammen mit den Heizdrähten 12 zwischen die beiden Vorschubwalzen 9 eingeführt und zu einer bahnförmigen Folienware, bestehend aus zwei Folien 14 und dazwischen liegenden Heizdrähten 12, erzeugt. Zusätzlich werden in Abständen die orthogonal zur Vorschubrichtung (Pfeil 10) ausgerichteten Verbindungsdrähte 12a vor Einführen zwischen die Vorschubrollen 9 auf die Heizdrähte 12 aufgelegt. Die Verbindungsdrähte 12a verbinden die Heizdrähte 12 untereinander.
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Nach Durchlaufen der Vorschubwalzen 9 wird die bahnförmige Folienware durch ein Schneidwerk 15 orthogonal zur Vorschubrichtung (Pfeil 10) durchtrennt. Auf diese Weise werden die Heizeinrichtungen 5 hergestellt.
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Wie der Draufsicht in 5 zu entnehmen ist, sind dabei die orthogonal zur Vorschubrichtung (Pfeil 10) ausgerichteten Verbindungsdrähte 12a so angeordnet, dass in einem größeren Abstand zueinander jeweils ein Paar von zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähte 12a aufgebracht sind. Die bahnenförmige Folienware wird mittels des Schneidwerkzeuges 15 zwischen den zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Verbindungsdrähten 12a eines Paares getrennt.
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Der Abstand zwischen den beiden in einem größeren Abstand zueinander liegenden Verbindungsdrähten 12a ist so gewählt, dass die Heizeinrichtung 5 die gewünschte Länge aufweist. Die orthogonal zur Vorschubrichtung (Pfeil 10) ausgerichteten Verbindungsdrähte 12a verbinden die in Vorschubrichtung (Pfeil 10) weisenden Heizdrähte 12 untereinander. Mittels der orthogonal zur Vorschubrichtung (Pfeil 10) ausgerichteten Verbindungsdrähten 12a wird jede Heizeinrichtung 5 an eine Stromquelle 6 angeschlossen.
