DE202012100662U1 - Solar module with connection elements - Google Patents
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Abstract
Solarmodul (1) mit einer Modulfläche (2) und einem zumindest teilweise hohlförmigen Rahmenprofil (6) zur Aufnahme der Modulfläche (2), wobei das Rahmenprofil (6) eine die Modulfläche (2) seitlich umfassende Seitenwand (8) aufweist, die eine Anschlussfläche beim Aneinanderfügen von zumindest zwei Solarmodulen (1, 100) bildet, und mit zumindest zwei Anschlusselementen (10, 20) für eine Kabelverbindung zur elektrischen Kontaktierung von zumindest zwei Solarmodulen (1, 100), wobei zumindest ein Anschlusselement (10) mit einer positiven und zumindest ein Anschlusselement (20) mit einer negativen inneren Kabelleitung des Solarmoduls (1) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (8) mit zumindest einer Ausnehmung (9) zur Aufnahme des Anschlusselementes (10) versehen ist, wobei die Seitenwand (8) des zweiten Solarmoduls (100) gleichfalls an der dem ersten Solarmodul (1) gegenüberliegenden Stelle mit einer Ausnehmung (90) zur Aufnahme des korrespondierenden Anschlusselementes (20) versehen ist, so dass beim Aneinanderfügen der beiden Solarmodule (1, 100) die beiden Anschlusselemente (10, 20) elektrisch miteinander verbunden werden.Solar module (1) having a module surface (2) and an at least partially hollow frame profile (6) for receiving the module surface (2), wherein the frame profile (6) has a module surface (2) laterally comprehensive side wall (8) having a connection surface when joining at least two solar modules (1, 100) forms, and with at least two connection elements (10, 20) for a cable connection for electrical contacting of at least two solar modules (1, 100), wherein at least one connecting element (10) with a positive and at least one connection element (20) is electrically conductively connected to a negative inner cable line of the solar module (1), characterized in that the side wall (8) is provided with at least one recess (9) for receiving the connection element (10), wherein the side wall (8) of the second solar module (100) also at the first solar module (1) opposite point with a recess (90) for receiving the korrespondie provided connecting element (20), so that when joining the two solar modules (1, 100), the two connection elements (10, 20) are electrically connected together.
Description
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul und ein Rahmenprofil für ein Solarmodul mit zumindest zwei Anschlusselementen zur elektrischen Kontaktierung eines Solarmoduls mit einem zweiten Solarmodul, wobei zumindest ein Anschlusselement mit einer positiven und zumindest ein Anschlusselement mit einer negativen inneren Kabelleitung des Solarmoduls elektrisch verbunden ist.The invention relates to a solar module and a frame profile for a solar module with at least two connection elements for electrically contacting a solar module with a second solar module, wherein at least one connection element is electrically connected to a positive and at least one connection element with a negative inner cable line of the solar module.
Ein Solarmodul oder eine Photovoltaikmodul wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie um. Das Modul besteht aus Solarzellen, die miteinander verschaltet sind. Solarmodule sind in flexiblen und starren Ausführungen erhältlich. Starre Solarmodule bestehen üblicherweise aus siliziumbasierten Solarzellen und die Solarzellen werden durch das Modul vor Umwelteinflüssen wie Regen und Hagel geschützt. Flexible Solarzellen basieren auf organischen Werkstoffen und werden vorzugsweise im mobilen Bereich eingesetzt.A solar module or a photovoltaic module converts the sun's light directly into electrical energy. The module consists of solar cells, which are interconnected. Solar modules are available in flexible and rigid versions. Rigid solar modules usually consist of silicon-based solar cells and the solar cells are protected by the module against environmental influences such as rain and hail. Flexible solar cells are based on organic materials and are preferably used in the mobile sector.
In einer Photovoltaikanlage werden die Solarmodule einzeln oder als Gruppen verschaltet und der erzeugte Strom wird dann in das Netz eingespeist. Die Gesamtheit aller Module einer Photovoltaikanlage wird als Photovoltaikgenerator oder Solargenerator bezeichnet. Dabei können Photovoltaikanlagen ein oder mehrere Photovoltaikgeneratoren aufweisen.In a photovoltaic system, the solar modules are interconnected individually or as groups and the power generated is then fed into the grid. The totality of all modules of a photovoltaic system is called photovoltaic generator or solar generator. In this case, photovoltaic systems can have one or more photovoltaic generators.
Neben der Kennlinie (Strom/Spannung) der Solarzellen selbst ist der mechanische Aufbau eines Solarmoduls bedeutsam für die Lebensdauer und Effizienz eines Solarmoduls. So ist eine transparente, strahlungs- und witterungsbeständige Abdeckung wichtig, um die Solarzellen vor mechanischen Einflüssen zu schützen. Außerdem sollten robuste elektrische Anschlüsse gegeben sein, die wiederum vor Feuchtigkeit geschützt werden müssen. Dies gilt auch für die Solarzellen selbst. Zudem muss das Solarmodul über ausreichende Handhabungs- und Befestigungsmöglichkeiten verfügen.In addition to the characteristic curve (current / voltage) of the solar cells themselves, the mechanical structure of a solar module is significant for the life and efficiency of a solar module. Thus, a transparent, radiation and weather-resistant cover is important to protect the solar cells from mechanical influences. In addition, there should be robust electrical connections, which in turn must be protected from moisture. This also applies to the solar cells themselves. In addition, the solar module must have sufficient handling and mounting options.
Ein typisches starres Solarmodul besteht daher aus einer Glasscheibe, die der Sonne zugewandt ist. Unter der Glasscheibe befindet sich eine transparente Kunststoffschicht, in der die Solarzellen eingebettet sind. Diese – entweder mono- oder polykristallinen – Solarzellen sind durch Lötbändchen elektrisch miteinander verbunden. Dann ist üblicherweise noch eine Rückseitenkaschierung vorhanden aus einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie.A typical rigid solar module therefore consists of a glass pane facing the sun. Under the glass pane is a transparent plastic layer, in which the solar cells are embedded. These - either monocrystalline or polycrystalline - solar cells are electrically connected by solder strips. Then usually a back side lining is available from a weatherproof plastic composite film.
Zudem wird das Solarmodul zum Schutz der Glasscheibe bei Transport, Handhabung und der Montage auf einem Dach oder auch im freien Feld sowie für die Befestigung und die Versteifung des Verbundes mit einem Profilrahmen versehen, der üblicherweise aus Aluminium besteht. Der Rahmen verleiht dem Modul eine ausreichende Stabilität, damit dieses durch Witterungseinflüsse wie Regen und auch Schneelasten nicht beschädigt wird.In addition, the solar module to protect the glass during transport, handling and installation on a roof or in the open field and for the attachment and stiffening of the composite is provided with a profile frame, which is usually made of aluminum. The frame provides sufficient stability to the module, so that it is not damaged by weather conditions such as rain and snow loads.
Um mehrere Solarmodule am Einbauort zu einem Photovoltaikgenerator zusammenzuschließen, weisen die bekannten Solarmodule der verschiedenen Anbieter in der Regel auf der Rückseite eine zweipolige Anschlussbox auf, über die eine elektrisch leitende Verbindung zu den Nachbarmodulen hergestellt wird. Hierbei sind die Kabel der benachbarten Solarmodule über eine Steckverbindung miteinander verbunden.In order to combine several solar modules at the installation site to form a photovoltaic generator, the known solar modules of the various suppliers generally have a two-pole connection box on the back, via which an electrically conductive connection to the neighboring modules is produced. Here, the cables of the adjacent solar modules are connected to each other via a plug connection.
Nachteilig sind der hohe Verkabelungsaufwand bei der Montage sowie die Stromverluste durch die Kabellängen und die hohe Anzahl von Verbindungssteckern, insbesondere bei größeren Photovoltaikanlagen. Außerdem kann bei extremen Witterungsbedingungen Feuchtigkeit in die Kabel eindringen, da sie gegenüber der Umgebung nicht geschützt sind. Darüber hinaus kommt es immer wieder vor, insbesondere bei Anlagen im freien Feld, dass Marder die Kabel zerbeißen oder annagen, was neben einem Ausfall der Anlage auch zu gefährlichen Kurzschlüssen und sogar zum Brand führen kann.Disadvantages are the high wiring complexity during installation and the power losses due to the cable lengths and the high number of connectors, especially in larger photovoltaic systems. In addition, in extreme weather conditions, moisture can enter the cables as they are not protected from the environment. In addition, it often happens, especially in outdoor facilities, that martens bite or annoy the cables, which in addition to a failure of the system can also lead to dangerous short circuits and even to fire.
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verringerung des Montageaufwandes sowie eine Verbesserung der elektrischen Verbindung von Solarmodulen untereinander zu schaffen. Außerdem soll der Schutz der Kabelverbindungen gegenüber Witterungseinflüssen und Marderbissen erhöht werden.The invention has for its object to provide a reduction in assembly costs and improve the electrical connection of solar modules with each other. In addition, the protection of the cable connections to the weather and marten bites should be increased.
Diese Aufgabe wird bei einem Solarmodul der eingangs genannten Art durch ein zumindest teilweise hohlförmiges Rahmenprofil zur Aufnahme der Modulfläche gelöst, bei dem die Seitenwand mit zumindest einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Anschlusselementes für eine Kabelverbindung zur elektrischen Kontaktierung von zumindest zwei Solarmodulen versehen ist, wobei die Seitenwand des zweiten Solarmoduls gleichfalls an der dem ersten Solarmodul gegenüberliegenden Stelle mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines korrespondierenden Anschlusselementes versehen ist, so dass beim Aneinanderfügen der beiden Solarmodule die beiden Anschlusselemente miteinander verbunden werden. Bei einem Solarmodul sind zumindest zwei Anschlusselemente für eine Kabelverbindung zur elektrischen Kontaktierung von zumindest zwei Solarmodulen vorgesehen, wobei zumindest ein Anschlusselement mit einer positiven und zumindest ein Anschlusselement mit einer negativen inneren Kabelleitung des Solarmoduls elektrisch leitend verbunden ist. Durch Zusammenschieben bzw. -stecken werden die beiden Solarmodule über eine Steck- oder Rastverbindung der Anschlusselemente elektrisch miteinander in Kontakt gebracht.This object is achieved in a solar module of the type mentioned by an at least partially hollow frame profile for receiving the module surface, in which the side wall is provided with at least one recess for receiving a connecting element for a cable connection for electrical contacting of at least two solar modules, wherein the side wall of the second solar module is also provided at the opposite side of the first solar module with a recess for receiving a corresponding connection element, so that when joining the two solar modules, the two connection elements are interconnected. In a solar module are at least two Connection elements for a cable connection for electrical contacting of at least two solar modules provided, wherein at least one connection element with a positive and at least one connection element is electrically connected to a negative inner cable line of the solar module. By pushing together or plugging the two solar modules via a plug or locking connection of the connection elements are electrically brought into contact with each other.
Da die Anschlusselemente innerhalb des Rahmenprofils des Solarmoduls angeordnet sind, kann der Montageaufwand deutlich verringert werden. Die Montage vereinfacht sich und zudem ist eine fehlerhafte Montage nicht mehr möglich. Durch einfaches Aneinanderfügen der Solarmodule werden die Solaranschlusskabel miteinander verbunden. Vorteilhafterweise handelt es sich bei den Solaranschlusskabeln um TYCO MC4 Solaranschlusskabel. Die Solaranschlusskabel befinden sich an den sich gegenüberliegenden Seiten des Rahmenprofils des Solarmoduls an jeweils der gleichen Stelle, so dass sie durch Zusammenschieben, Zusammenstecken oder Einrasten verbunden werden und eine elektrische Verbindung hergestellt ist.Since the connection elements are arranged within the frame profile of the solar module, the assembly effort can be significantly reduced. The assembly is simplified and also a faulty installation is no longer possible. By simply joining the solar modules, the solar connection cables are connected to each other. Advantageously, the solar connection cables are TYCO MC4 solar connection cables. The solar connection cables are located on the opposite sides of the frame profile of the solar module in each case in the same place, so that they are connected by pushing together, plugging or snapping and an electrical connection is made.
Da die Anschlusselemente und die Kabelleitungen sich innerhalb des Rahmenprofils befinden, sind sie ausreichend vor Witterungs- und Umwelteinflüssen geschützt.Since the connection elements and the cable lines are located within the frame profile, they are sufficiently protected against weather and environmental influences.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Rahmenprofile U-förmig ausgebildet, so dass der erforderliche Hohlraum für die Unterbringung der Anschlusselemente gegeben ist.In an advantageous embodiment of the invention, the frame profiles are U-shaped, so that the required cavity for the accommodation of the connection elements is given.
In einer Weiterentwicklung des Rahmenprofils kann aber auch vorgesehen sein, spezielle Unterbringungsräume für die Anschlusselemente am Profil anzuformen oder anzubringen, so dass auch andere Profilquerschnitte möglich sind.In a further development of the frame profile but can also be provided to mold or install special accommodation spaces for the connection elements on the profile, so that other profile cross-sections are possible.
Insbesondere ist der Rahmen aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung gefertigt, da sich diese Materialien durch ein geringes spezifisches Gewicht und eine hohe Korrosionsbeständigkeit auszeichnen.In particular, the frame is made of aluminum or an aluminum alloy because these materials are characterized by a low specific gravity and a high corrosion resistance.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Dichtungselement vorgesehen, dass den Bereich des Anschlusselementes des Solaranschlusskabels umschließt und somit gegenüber Witterungseinflüssen wie Feuchtigkeit schützt. Die Dichtung kann im Rahmenprofil angeordnet sein. Denkbar ist aber auch eine Dichtung, die auf der Außenfläche des Rahmenprofils angebracht ist. Da auch das gegenüberliegende Anschlusselement über eine Dichtung verfügt, treffen beim Zusammenfügen oder Zusammenstecken von zwei benachbarten Solarmodulen die beiden Dichtungen zusammen und bieten daher einen ausreichenden Schutz gegenüber Witterungseinflüssen und Korrosion.In a further advantageous embodiment, a sealing element is provided which encloses the region of the connecting element of the solar connection cable and thus protects against the effects of weather such as moisture. The seal can be arranged in the frame profile. It is also conceivable, however, a seal which is mounted on the outer surface of the frame profile. Since the opposing connection element has a seal, meet when joining or mating of two adjacent solar modules, the two seals together and therefore provide adequate protection against weathering and corrosion.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein Anschlusselement mit einem Federelement versehen, um die Zusammenführung von zwei Anschlusselementen zu vereinfachen und um insbesondere Ungenauigkeiten in der Fertigung des Rahmenprofils auszugleichen. Außerdem können dadurch Toleranzen am Einbauort ausgeglichen werden hinsichtlich der Höhe und auch der Neigung der Solarmodule, beispielsweise bei Unebenheiten der Dachfläche, auf der die Solarmodule montiert werden.In a further advantageous embodiment, at least one connecting element is provided with a spring element in order to simplify the merging of two connecting elements and in particular to compensate for inaccuracies in the production of the frame profile. In addition, tolerances can be compensated at the installation with respect to the height and the inclination of the solar modules, for example, unevenness of the roof surface on which the solar modules are mounted.
Die Feder kann als übliche Druckfeder ausgebildet sein, die in der Ausnehmung angeordnet ist und mit dem Anschlusselement des Solaranschlusskabels verbunden ist. Die Federung ermöglicht dann ein fehlertolerantes Zusammenschieben der Solarmodule und damit einen einfachen Aufbau eines Photovoltaikgenerators.The spring may be formed as a conventional compression spring, which is arranged in the recess and is connected to the connection element of the solar connection cable. The suspension then allows a fault-tolerant pushing together of the solar modules and thus a simple construction of a photovoltaic generator.
Vorteilhaftweise sind die Anschlusselemente als handelsübliche Stecker wie ein TYCO MC-4 Solaranschlusskabel ausgebildet. Dies ermöglicht eine sichere elektrische Kontaktierung der Solarmodule untereinander.Advantageously, the connection elements are designed as commercially available connectors such as a TYCO MC-4 solar connection cable. This allows a secure electrical contacting of the solar modules with each other.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be described and explained with reference to an embodiment. In the drawing shows
Die Solarmodule
Die Solarmodule
Es ist aber auch denkbar, dass bei einem nicht U-förmig gestalteten Profil ein entsprechender Aufnahmeraum für das Anschlusselement
Um ein Eindringen von Flüssigkeit oder anderen Stoffen in den Hohlraum des Rahmenprofils
Wie aus
In
Um Fertigungstoleranzen des Rahmenprofils
Insgesamt wird durch die Erfindung ein Solarmodul
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Solarmodulsolar module
- 22
- Modulflächemodule area
- 33
- Rahmenframe
- 44
- Kabelverbindungcable connection
- 55
- Verbindungssteckerconnector
- 66
- Rahmenprofilframe profile
- 77
- Schenkelleg
- 88th
- SeitenwandSide wall
- 99
- Ausnehmungrecess
- 1010
- Anschlusselementconnecting element
- 11 11
- Solarkabelsolar cable
- 1212
- Dichtungpoetry
- 1414
- Randbereichborder area
- 2020
- Anschlusselement Nr. 2Connection element no. 2
- 9090
- Ausnehmung Nr. 2Recess no. 2
- 100100
- Solarmodul Nr. 2Solar module no. 2
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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