DE202013102248U1

DE202013102248U1 - Solarmodul

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Publication number: DE202013102248U1
Application number: DE202013102248U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2023-05-24

Abstract

Solarmodul (1) mit: – einer Deckschicht (2) aus Glas; – einer an der Deckschicht (2) anschließenden transparenten Schmelzfolie (3); – an der Schmelzfolie (3) anschließenden Solarzellen (4); – einer an die Solarzellen (4) anschließenden Rückseitenkaschierung (5); – einem mit der Rückseitenkaschierung (5) verbundenen mäanderförmigen Fluidkanal (8) zur Zirkulation eines Kühlfluids; und – einer an den Fluidkanal (8) anschließenden Glasplatte (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarmodul.
Solarmodule, auch Photovoltaikmodule oder im Folgenden kurz „Module“ genannt, dienen zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Es ist bekannt, Solarmodule mit einem Kühlkörper bzw. –element auszustatten. Dieser ist typischerweise auf der Rückseite des Solarmoduls angebracht und dient zur Temperierung des Solarmoduls, wodurch dessen Effizienz gesteigert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarmodul mit besonders langlebiger Kühlung anzubieten.
Diese Aufgabe wird durch ein Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im Weiteren wird die während des Betriebs der Sonne zugewandte Seite des Solarmoduls auch als „Vorderseite“ bzw. „vorderseitig“ und die der Sonne abgewandte Seite des Solarmoduls als „Rückseite“ bzw. „rückseitig“ bezeichnet.
Erfindungsgemäß besitzt das Solarmodul eine Deckschicht aus Glas, eine an der Deckschicht anschließende transparente Schmelzfolie, an der Schmelzfolie anschließende Solarzellen, eine an die Solarzellen anschließende Rückseitenkaschierung, einen mit der Rückseitenkaschierung verbundenen mäanderförmigen Fluidkanal zur Zirkulation eines Kühlfluids; und eine an den Fluidkanal anschließende Glasplatte.
Da der Fluidkanal rückseitig von einer Glasplatte abgedeckt und auf diese Weise vor Umwelteinflüssen geschützt ist, ist eine lange Lebensdauer der Kühlvorrichtung (des Fluidkanals) gewährleistet.
Das im Fluidkanal zirkulierende Kühlfluid kann die vom Solarmodul erzeugte Wärme (bei Sonnenschein können dort bis zu ca. 90°C entstehen) aufnehmen und zu einem weiteren Verwendungszweck abführen. Diese Wärme kann insbesondere in einem Erdkollektor gespeichert oder direkt an eine Wärmepumpe oder Kälteanlage weitergegeben werden.
Durch die Wärmeabfuhr wird das Solarmodul gekühlt und gibt ca. 30% mehr elektrische Leistung ab.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Solarmodul ferner einen aus Profilelementen bestehenden Rahmen auf, der ein Verpressen der restlichen Komponenten des Solarmoduls bewirkt. Diese Profilelemente stellen zum einen einen guten Kantenschutz für das Solarmodul dar, zum anderen sorgen sie für eine zuverlässige Fixierung der einzelnen Komponenten des Solarmoduls. In besonders vorteilhafter Weise handelt es sich bei den Profilelementen um Elemente aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen der Rückseitenkaschierung und dem Fluidkanal durch bahnförmige Kleberaupen. Als besonders vorteilhaft haben sich in diesem Zusammenhang Kleberaupen aus einem Silikonwerkstoff herausgestellt. Durch das Aufbringen der Kleberaupen erfolgt ein bahnförmiges und kein vollflächiges Verkleben. Im Vergleich zu einem vollflächigen Verkleben erhöht das bahnförmige Verkleben das Wärmeabfuhrvermögen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird durch die Kleberaupen zusätzlich eine Verbindung zwischen dem Fluidkanal und der rückseitig am Fluidkanal angebrachten Glasplatte hergestellt. Auf diese Weise übernehmen die Kleberaupen eine Doppelfunktion. Die Herstellung des Solarmoduls wird entsprechend vereinfacht.
Als besonders vorteilhaftes Kühlfluid hat sich ein Wasser-Glukose-Gemisch herausgestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Fluidkanal aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere aus Kunststoffrohrmatten. Diese Rohrmatten werden durch die Kleberaupen bleibend fixiert und haben einen optimalen Kontakt zu den weiteren Komponenten des Solarmoduls. In besonders vorteilhafter Weise werden die Rohrmatten aus Kunststoff über die gesamte Rückseite des Solarmoduls bereitgestellt.
Als besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Rückseitenkaschierung haben sich eine an die Solarzellen anschließende Schmelzfolie und ein an die Schmelzfolie anschließendes Glas herausgestellt. Dieser Aufbau ermöglicht eine gute mechanische Festigkeit und zugleich einen gute Wärmeableitung.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren weiter erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch und ausschnittsweise,
1 einen Querschnitt durch ein Solarmodul;
2 eine rückseitige Ansicht des Solarmoduls;
3 einen Querschnitt durch ein Solarmodul während des Herstellprozesses mit aufgebrachter Kleberaupe und auf die Kleberaupe positioniertem Fluidkanal;
4 einen Querschnitt durch ein Solarmodul während des Herstellprozesses mit in die Kleberaupe eingedrücktem Fluidkanal und rückseitig angebrachter Glasplatte.
Die Dicke der einzelnen Schichten ist in den Zeichnungsfiguren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht maßstabsgetreu abgebildet.
1 zeigt ein Solarmodul 1. Das Solarmodul 1 weist eine Deckschicht 2, eine an die Deckschicht anschließende transparente Schmelzfolie 3, an der Schmelzfolie 3 anschließende Solarzellen 4 und eine an die Solarzellen 4 anschließende Rückseitenkaschierung 5 auf. Die Rückseitenkaschierung 5 wiederum besteht aus einer an die Solarzellen 4 anschließende Schmelzfolie 6 und einem an die Schmelzfolie 6 anschließendem Glas 7.
Rückseitig an die Rückseitenkaschierung 5 ist ein mit dieser verbundener mäanderförmigen Fluidkanal 8 ausgebildet. Der Fluidkanal 8 ist hierbei als Kunststoffrohrmatte ausgebildet. An den Fluidkanal 8 wiederum schließt sich rückseitig eine Glasplatte 9 an. Diese Glasplatte 9 schützt den Fluidkanal 8 vor mechanischer Einwirkung und vor Umwelteinflüssen.
Seitlich wird das Solarmodul 1 durch Profilelemente 10 begrenzt. Dieses Profileelement 10 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und bildet zusammen mit weiteren (nicht in den Figuren dargestellten) Profilelementen 10 eine Einfassung, die das eigentliche Solarmodul 1 rahmenartig umfasst. Zugleich sorgen die Profilelemente 10 für ein Verpressen der einzelnen Komponenten des Solarmoduls 1.
Während des Betriebes des Solarmoduls 1 ist die Deckschicht 2 der Sonne zugewandt. Außerdem zirkuliert innerhalb des Fluidkanals 8 ein Kühlfluid, nämlich ein Wasser-Glukose-Gemisch.
2 zeigt eine rückseitige Ansicht des Solarmoduls 1. Auf der Rückseitenkaschierung 5 sind Kleberaupen 11 aufgebracht. Diese Kleberaupen sind beabstandet voneinander aufgebracht und verkleben den mäanderförmigen Fluidkanal 8 mit der Rückseitenkaschierung 5. Die rückseitig vom Fluidkanal 8 angebrachte Glasplatte 9 ist in 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Die in 2 dargestellten Pfeile deuten das Durchströmen des Fluidkanals 8 mit dem Kühlfluid an.
3 zeigt einen Querschnitt durch ein Solarmodul 1 während des Herstellprozesses mit aufgebrachter Kleberaupe 11 und auf die Kleberaupe 11 positioniertem Fluidkanal 8. Während des Herstellprozesses des Solarmoduls 1 werden die einzelnen Schichten übereinander positioniert und ggf. durch geeignete Verfahrensschritte fixiert. Rückseitig auf die Rückseitenkaschierung 5 werden Kleberaupen 11 aus einem Silikonwerkstoff aufgebracht. Die Höhe dieser Kleberaupen 11 beträgt typischerweise ca. 10 cm. In diese Kleberaupen 11 wird anschließend der Fluidkanal 8 eingedrückt.
Nach diesem Eindrücken des Fluidkanals 8 wird rückseitig die Glasplatte 9 positioniert und diese angedrückt bzw. angepresst. Das auf diese Weise entstehende Solarmodul 1 ist in 4 dargestellt. Durch das Anpressen der Glasplatte 9 werden die Kleberaupen 11 in ihrer Höhe reduziert (z.B. auf ca. 5 cm Höhe). Des Weiteren umfließen die Kleberaupen 11 den Fluidkanal 8, sodass die Kleberaupen 11 den Fluidkanal 8 sowohl mit der Rückseitenkaschierung 5 als auch mit der Glasplatte 9 verbinden.
Anschließend erfolgt ein Aushärten des Solarmoduls 1 in einer Wärmekammer, wodurch die Klebeverbindung zwischen Rückseitenkaschierung 5, Fluidkanal 8 und Glasplatte 9 ausgebildet wird.
Nach dem Aushärten wird das Solarmodul 1 mit den Profilelementen 10 verpresst.
Bezugszeichenliste

1: Solarmodul
2: Deckschicht
3: Schmelzfolie
4: Solarzellen
5: Rückseitenkaschierung
6: Schmelzfolie
7: Glas
8: Fluidkanal
9: Glasplatte
10: Profilelement
11: Kleberaupe

Claims

Solarmodul (1) mit: – einer Deckschicht (2) aus Glas; – einer an der Deckschicht (2) anschließenden transparenten Schmelzfolie (3); – an der Schmelzfolie (3) anschließenden Solarzellen (4); – einer an die Solarzellen (4) anschließenden Rückseitenkaschierung (5); – einem mit der Rückseitenkaschierung (5) verbundenen mäanderförmigen Fluidkanal (8) zur Zirkulation eines Kühlfluids; und – einer an den Fluidkanal (8) anschließenden Glasplatte (9).
Solarmodul nach Anspruch 1 ferner aufweisend einen aus Profilelementen (10) bestehenden Rahmen, der ein Verpressen der restlichen Komponenten des Solarmoduls (1) bewirkt.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung zwischen der Rückseitenkaschierung (5) und dem Fluidkanal (8) durch bahnförmige Kleberaupen (11) erfolgt.
Solarmodul nach Anspruch 3, wobei die Kleberaupen (11) aus einem Silikonwerkstoff bestehen.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei durch die Kleberaupen (11) zusätzlich eine Verbindung zwischen dem Fluidkanal (8) und der Glasplatte (9) hergestellt wird.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Fluidkanal (8) ein Wasser-Glukose-Gemisch als Kühlfluid eingefüllt ist.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidkanal (8) aus einem Polymerwerkstoff besteht.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidkanal (8) als Rohrmatte ausgebildet ist.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückseitenkaschierung (5) eine an die Solarzellen (4) anschließende Schmelzfolie (6) und ein an die Schmelzfolie (6) anschließendes Glas (7) aufweist.