DE202021103628U1

DE202021103628U1 - PV-Modul

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Publication number: DE202021103628U1
Application number: DE202021103628.1U
Authority: DE
Original assignee: Winterhalder Selbstklebetechnik GmbH
Current assignee: Winterhalder Selbstklebetechnik GmbH
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2031-07-07

Abstract

PV-Modul (1), das dazu bestimmt ist, auf das Modul (1) auftreffendes Licht photovoltaisch in elektrische Energie zu wandeln,
wobei das Modul (1) eine oder mehrere photovoltaisch wirksame Zellen (2) aufweist,
sowie einen im Wesentlichen zweidimensionalen Träger, auf dem die Zellen (2) gehalten sind,
sowie zwei elektrische Anschlüsse (3) unterschiedlicher Polarität (A, B), die dazu bestimmt sind, die erzeugte elektrische Energie abzuführen,
und wobei das Modul (1) eine Formgebung aufweist, die eine flächige, im Wesentlichen lückenlose Aneinanderreihung mehrerer gleichartiger Module (1) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrischen Anschlüsse (3) an dem Umfangsrand des Moduls (1) angeordnet sind,
und das Modul (1) zusätzliche elektrische Anschlüsse (3) aufweist, die ebenfalls am Umfangsrand und in der Art angeordnet sind, dass die elektrischen Anschlüsse (3) benachbart angeordneter Module (1) einander unmittelbar benachbart gegenüberliegen.

Description

Die Neuerung betrifft ein Fotovoltaik-Modul, kurz auch als PV-Modul oder nur als Modul bezeichnet, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis sind gattungsgemäße Module bekannt. Typischerweise weisen Sie eine rechteckige Form auf, mit einem Rahmen, der eine Platte umgibt, die den Träger für die photovoltaisch wirksamen Zellen des Moduls bildet. Mehrere derartige Rahmen können nebeneinander angeordnet werden, so dass eine Reihe geschaffen wird, wobei mehrere derartige Reihen übereinander angeordnet werden können.
Die Installation einer Fotovoltaik-Anlage ist insofern aufwendig, als die Module für einen optimalen solaren Ertrag in einer Schrägstellung gegenüber der Horizontalen ausgerichtet sein müssen, so dass sie typischerweise auf einem eigens vorgesehenen Modulständer montiert werden. Zudem müssen die Module gegen Windeinwirkung und dementsprechend auch gegen abhebende Kräfte auf ihrem jeweiligen Untergrund sicher verankert werden.
Die elektrische Verbindung der einzelnen Module erfolgt typischerweise mit einer Anschlussdose, die auf der von den Zellen und vom einfallenden Licht abgewandten Rückseite des Moduls angeordnet ist, da aufgrund der Schrägstellung der Module an der Rückseite ein ausreichender Platz für die Unterbringung der Anschlussdosen zur Verfügung steht. Dabei ist jede Anschlussdose durch Kabel an die beiden elektrischen Anschlüsse des Moduls angeschlossen und mehrere Anschlussdosen können ebenfalls durch elektrische Kabel miteinander verbunden werden.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Installation einer Photovoltaikanlage zu vereinfachen und hierzu ein PV-Modul anzugeben, welches eine besonders einfache und schnelle elektrische Anbindung an benachbarte gleichartige Module ermöglicht. Weiterhin legt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, einen Bausatz für eine Photovoltaikanlage anzugeben, der eine vereinfachte und schnelle Installation der Photovoltaikanlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein PV-Modul nach Anspruch 1 und durch einen Bausatz nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die elektrischen Anschlüsse des Moduls nicht auf der Rückseite in Form der erwähnten Anschlussdose bereitzustellen, sondern vielmehr am Rand des PV-Moduls, und zwar außen, am umlaufenden Umfang des Moduls. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Modul nicht nur zwei elektrische Anschlüsse aufweist, sondern wenigstens vier, also gegenüber den herkömmlichen, eingangsbeschriebenen Modulen wenigstens zwei zusätzliche elektrische Anschlüsse. Die Anordnung der elektrischen Anschlüsse ist dabei so gewählt, dass die elektrischen Anschlüsse einander unmittelbar benachbart gegenüberliegen, wenn zwei gleichartige Module einander benachbart angeordnet werden, z.B. nebeneinandergelegt werden, um eine Reihe von Modulen zu bilden. Dadurch, dass die Anschlüsse benachbarter Module in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander liegen, kann die Herstellung einer elektrischen Verbindung erheblich vereinfacht und beschleunigt werden.
Da die Anschlussdosen üblicherweise nicht nur die elektrischen Kontakte aufweisen, um das Modul mit weiteren Modulen elektrisch zusammenschließen zu können, sondern auch weitere elektrische Komponenten wie z.B. Dioden enthält, kann vorteilhaft am Rand des vorschlagsgemäßen Moduls die Anordnung derartiger elektrischer Komponenten jeweils zwischen den elektrischen Anschlüssen erfolgen. Auf diese Weise wird ein Randbereich des Moduls geschaffen, in welchem sich nicht ausschließlich die Zellen befinden, und es wird eine besonders flache Ausgestaltung des Moduls unterstützt, da dieses an seiner Rückseite keinen Einbauraum zur Anordnung einer Anschlussdose erfordert.
Wenn das Modul, wie aus der Praxis allgemein bekannt, eine rechteckige Formgebung aufweist, können die elektrischen Anschlüsse an allen vier Ecken des Moduls vorgesehen sein, so dass ein solches Modul insgesamt vier elektrische Anschlüsse aufweist.
Dabei können die beiden elektrischen Anschlüsse gleicher Polarität jeweils gemeinsam an einer Seite liegen, Wenn sie z. B. an der Ober- oder Unterkante des Moduls liegen, können die Module in vertikaler Richtung, also in der Y-Richtung eines Koordinatensystems, aneinandergereiht werden. Oder wenn die Anschlüsse gleicher Polarität jeweils gemeinsam an einer Seitenkante des Moduls liegen, können die Module in horizontaler bzw. X-Richtung aneinandergereiht werden. So ist dann jeweils gewährleitet, dass an den benachbarten Kanten nebeneinander liegender Module jeweils Anschlüsse unterschiedlicher Polarität benachbart sind, so dass die Module stets automatisch zu einer elektrischen Reihenschaltung zusammengeschaltet werden, wenn die benachbarten Kontakte miteinander verbunden werden.
Sollen Module, die zur Aneinanderreihung in einer bestimmten Richtung ausgelegt sind, in der anderen Richtung aneinandergereiht werden, z.B. in X- statt in Y-Richtung, so können die Module auch dazu problemlos verwendet werden. Sie werden dann lediglich abwechselnd um 180° gedreht zueinander ausgerichtet, um sicherzustellen, dass an benachbarten Kanten dieser Reihe elektrische Anschlüsse mit unterschiedlicher Polarität einander benachbart sind.
Daher kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, dass jeweils die beiden elektrischen Anschlüsse gleicher Polarität einander diagonal gegenüber liegen, bei einem rechteckigen Modul also kreuzweise einander gegenüberliegen, so dass das Modul problemlos sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung mit weiteren gleichartigen Modulen zu einer Reihe erweitert werden kann und dabei stets elektrische Anschlüsse unterschiedlicher Polarität der beiden jeweils benachbarten Module einander unmittelbar benachbart sind. Dadurch wird die Verlegung der Module vereinfacht, da eine bestimmte Ausrichtung der Module, beispielsweise eine abwechselnde Drehung um 180°, nicht beachtet zu werden braucht.
Die elektrischen Anschlüsse können vorteilhaft jeweils plattenartig, als flache Kontaktflächen, ausgestaltet sein. Hierdurch wird auch bei flachem Einstrahlwinkel der Sonne ein Schattenwurf auf die Zellen des Moduls vermieden, der die Effizienz des Moduls beeinträchtigen könnte.
Die flachen Kontaktflächen können über den Träger hinaus nach außen ragen und auf diese Weise Kontaktflaschen bilden. Es besteht dabei die Möglichkeit, dass benachbarte Module in Richtung ihrer jeweiligen Fläche ineinander gesteckt werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich ein Rand des einen Moduls über seine gesamte Länge, oder eine Kontaktlasche des einen Moduls, in das benachbarte Modul erstreckt.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die benachbarten Module nicht in Richtung ihrer Fläche, sondern vielmehr quer zu ihrer Fläche, also in Richtung ihrer Flächennormalen miteinander verbunden werden können, indem das eine Modul mit seiner Kontaktfläche die Kontaktfläche des anderen Moduls überlappt und die beiden Kontaktflächen druckknopfartig mit dem anderen Modul verbunden werden. Diese Verbindungsmöglichkeit besteht sowohl, wenn die Kontaktflächen auf dem Träger angeordnet sind als auch wenn sie als Kontaktlaschen über den Träger hinausragen. Durch diese Verbindungsmöglichkeit kann in einem Revisionsfall ein einzelnes Modul problemlos aus einer Reihe von Modulen entfernt werden, ohne dass zunächst sämtliche anderen Module zu zumindest einer Seite der Reihe entfernt werden müssten, wie das ansonsten erforderlich wäre, wenn die Module in Richtung ihrer Fläche miteinander verbunden wären.
Um die Aneinanderreihung benachbarter, gleichartiger Module sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung mit weiteren gleichartigen Modulen zu ermöglichen, können an jedem elektrischen Anschluss zwei Kontaktlaschen vorgesehen sein, von denen sich eine in der X-Richtung und die andere in der Y-Richtung über den Träger hinausragt.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die beiden unmittelbar benachbarten Kontaktflächen benachbarter Module durch einen separaten Verbinder miteinander verbunden werden, so dass keine Kontaktlaschen erforderlich sind, die über den übrigen Umfang des Moduls, nämlich über die Abmessungen des Trägers, hinaus nach außen ragen würden und somit bis zur endgültigen Montage des Moduls der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt wären. In diesem Fall sind zur Schaffung einer besonders kleinen Photovoltaikanlage zwei Module erforderlich, die einander benachbart angeordnet werden, sowie zwei Verbinder, um zwei Kontaktflächen der beiden benachbarten Module miteinander zu verbinden.
Die Verbinder können entweder in die beiden benachbarten PV-Module eingesteckt werden, so dass die benachbarten PV-Module in Richtung ihrer Fläche miteinander verbunden werden. Alternativ dazu können die Verbinder in Richtung der Flächennormalen auf die beiden benachbarten PV-Module aufgesetzt werden, beispielsweise wenn die Anschlüsse, wie bereits weiter oben erläutert, ähnlich wie Druckknöpfe ausgestaltet sind.
Die beiden Module und die beiden Verbinder stellen einen Bausatz dar, der durch eine entsprechend größere Anzahl von Modulen und verbinden dann zur Schaffung einer entsprechend größeren Photovoltaikanlage erweitert werden kann.
Zur Anbindung der Photovoltaikanlage an zusätzliche elektrische Einrichtungen, z.B. an einen Wechselrichter oder elektrischen Energiespeicher oder Verbraucher, können Stromabnehmer vorgesehen sein, die wie eine Kontaktfläche eines Moduls ausgestaltet sind, so dass diese Stromabnehmer mittels der gleichen Verbinder an ein Modul angeschlossen werden können, die auch benachbarte Module verbinden.
Der Verbinder kann an der Rückseite des Moduls angeordnet sein, so dass er optimal vor Witterungseinflüssen und vor mechanischen Einflüssen geschützt ist, so dass eine hervorragende elektrische Kontaktierung der beiden benachbarten Module über einen langen Zeitraum gewährleistet ist. Wenn beispielsweise die Oberfläche der Module mechanisch gereinigt wird, liegen die Verbinder geschützt auf der Rückseite der Module.
Die Verwendung eines separaten Verbinders ist auch insofern vorteilhaft, als hier beispielsweise eine Verbindung benachbarter elektrischer Anschlüsse in Richtung der Modulfläche erfolgen kann, z.B. parallel zur Fläche des Moduls. Der Verbinder kann in Art einer Leiste ausgestaltet sein, die auf die benachbarten elektrischen Anschlüsse der beiden benachbarten Module aufgeschoben wird. Durch die Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse und des Verbinders, beispielsweise ähnlich wie bei einer Schwalbenschwanzführung oder mit einer T-förmigen komplementären Querschnitts-Formgebung, kann der Verbinder hervorragend gegen abhebende Kräfte gesichert sein. Gleichzeitig wird ermöglicht, ein einzelnes Modul aus einer Reihe von Modulen problemlos entnehmen zu können, in dem nämlich zunächst die Verbinder gelöst werden können und anschließend das dementsprechend gelöste Modul aus der Reihe entnommen werden kann. In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, den Verbinder an der Oberseite des Moduls vorzusehen, um im Revisionsfall den Verbinder problemlos erreichen zu können.
Der im Wesentlichen zweidimensionale Träger kann vorteilhaft als eine Platte ausgestaltet sein die aus einem Kunststoff besteht. Als Kunststoff werden hierbei auch Werkstoffe bezeichnet, die nicht nur partikelförmige, sondern auch faserförmige Füll- oder Verstärkungsmaterialien enthalten, beispielsweise GFK- und CFK-Werkstoffe. In einer Ausgestaltung kann der Träger als Platte aus Polycarbonat ausgestaltet sein, da dieser Werkstoff gute mechanische Eigenschaften, Witterungsbeständigkeit und ein geringes Gewicht kombiniert. Zugunsten eines geringen Gewichts kann die Plattenstärke lediglich wenige Millimeter betragen, z.B. im Bereich von 2 bis 7 mm liegen.
Die photovoltaisch wirksamen Elemente des Moduls, nämlich die Zellen, können vorteilhaft auf den Träger aufgeklebt sein. So wird erstens eine gute Wärmeübertragung an den Träger ermöglicht, denn eine unerwünscht hohe Betriebstemperatur beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Zellen. Zweitens wird durch diese Befestigungsart ein flacher Aufbau des gesamten Moduls unterstützt.
Die Zellen können gegen Witterungseinflüsse und mechanische Einflüsse, also auf ihrer von dem Träger abgewandten Oberseite, durch eine Oberflächenschicht geschützt sein. Es kann sich dabei eine transparente Kunststoffschicht handeln. Beispielsweise kann eine separate Platte aus transparentem Kunststoff über den Oberflächen der Zellen als Oberflächenschicht angeordnet sein. In einer anderen Ausgestaltung können die Zellen in eine transparente Vergussmasse eingebettet sein, welche auch die Oberseiten der Zellen bedeckt und so die Oberflächenschicht bildet.
Als transparent wird in diesem Zusammenhang eine Eigenschaft der Oberflächenschicht bezeichnet, die eine ausreichende Strahlungsdurchlässigkeit zumindest für einen bestimmten Spektralbereich des Lichts gewährleistet, um die gewünschte photovoltaische Wirkung der Zellen zu ermöglichen. Es kann daher vorgesehen sein, dass die Oberflächenschicht für das menschliche Auge möglicherweise nicht transparent wirkt, sondern eingefärbt ist, jedoch für die photovoltaische Wirksamkeit der darunterliegenden Zellen die gewünschte Transparenz aufweist. Beispielsweise kann die optische Transparenz für das menschliche Auge um wenigstens 40 %, und vorzugsweise noch mehr, im Vergleich zu einer Klarglasfläche gleicher Schichtdicke verringert sein. Die Oberflächenschicht kann zur Verringerung der optischen Transparenz durchgefärbt sein, indem sie über ihre gesamte Schichtdicke entsprechende Materialzusätze enthält, beispielsweise Farbpigmente oder andere Partikel. Entweder zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenschicht ihrerseits auf ihrer Vorderseite beschichtet ist, beispielsweise mit einer Lackierung, welche die eingeschränkte optische Transparenz aufweist, jedoch für die Zellen in dem gewünschten Maß strahlungsdurchlässig ist.
Durch die eingeschränkte Transparenz ergibt sich eine große Vielfalt an optischen Gestaltungsmöglichkeiten, so dass das vorschlagsgemäße PV-Modul ggf. optisch unauffälliger als die bislang üblichen und weithin bekannten PV-Module installiert werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise besondere Anwendungsbereiche, z.B. auf dem Gebiet der Architektur, z.B. auch auf denkmalgeschützten Gebäuden. Dies gilt insbesondere, wenn unterschiedliche Farben des PV-Moduls ermöglicht werden.
Durch die Möglichkeit, die Oberflächenschicht zwar hinsichtlich ihrer technischen Wirksamkeit transparent, für das menschliche Auge jedoch weniger oder nicht transparent auszugestalten, lässt sich ggf. auch der Reflexionsgrad des PV-Moduls verringern. Anhand des Beispiels der oben bereits erwähnten Lackierung wird deutlich, dass beispielsweise ein Mattlack verwendet werden kann, mit entsprechend geringer Reflexionswirkung. Auch durch die Reflexionsminderung können dem vorschlagsgemäßen PV-Modul ggf. weitere Anwendungsbereiche erschlossen werden, wenn z.B. aufgrund einer unerwünschten Blendwirkung bei bestimmten Sonnenständen die Montage herkömmlicher PV-Module mit einer gläsernen, stark reflektierenden Oberfläche nicht zulässig ist. An der Rückseite kann der Träger selbstklebend ausgestaltet sein. Dies ermöglicht eine besonders vorteilhafte Befestigung des Moduls auf den verschiedensten Tragkonstruktionen. Beispielsweise kann das Modul auf geeignete Ständer aufgeklebt werden. Auf Dächer mit einer glatten Oberfläche, zum Beispiel Zinkdächer oder dergleichen, können die Module unmittelbar aufgeklebt werden. Durch die großflächige Anbindung an die Tragkonstruktion wird eine gute thermische Anbindung ermöglicht, zudem ist das Modul vollflächig gegen von der Rückseite einwirkende Windkräfte geschützt, die das Modul von der Tragkonstruktion abzuheben bestrebt sind. Da in solchen Fällen keine zusätzlichen Ständer, Stützen oder dergleichen für die Errichtung der PV-Anlage erforderlich sind, kann die Gewichtsbelastung eines Dachs vorteilhaft gering gehalten werden, so dass sich die Möglichkeit zur Montage einer PV-Anlage bei vielen Dächern ergibt, ohne das jeweilige Dach hinsichtlich seiner Statik verstärken zu müssen.
In einer Ausgestaltung des PV-Moduls kann der Träger flexibel sein, insbesondere in der Art, dass er in einer Richtung biegsam ist. Beispielsweise kann es bei einem nicht-quadratischen, länglichen Träger möglich sein, den Träger entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung biegen zu können. Um die gewünschte Flexibilität zu ermöglichen, kann der Träger z.B. aus Kunststoff bestehen. Durch einen flexiblen Träger kann das gesamte PV-Modul in der gewünschten Weise flexibel sein, so dass es beispielsweise auf einer gebogen verlaufenden Fläche montiert und dieser Fläche eng anliegen kann, beispielsweise auf diese Fläche aufgeklebt sein kann. Zudem ermöglicht ein flexibler Träger typischerweise, das Gewicht des PV-Moduls niedrig zu halten, weil zur Erzielung der Flexibilität entweder ein Material mit geringer Materialstärke und / oder ein Material mit geringem spezifischem Gewicht verwendet wird, wie z.B. Kunststoff anstelle von Metall oder Glas.
Um das gesamte PV-Modul in der gewünschten Weise flexibel auszugestalten, können die photovoltaisch wirksamen Zellen in einer Ausgestaltung genauso flexibel wie der Träger sein. Diese Flexibilität kann durch ein entsprechendes Material der Zellen und / oder durch eine entsprechend geringe Schichtdicke der Zellen ermöglicht werden. In einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die photovoltaisch wirksamen Zellen eine geringere Flexibilität aufweisen als der Träger. Da jedoch eine Vielzahl von Zellen auf dem Träger angeordnet ist, können die vergleichsweise biegesteiferen Zellen der Biegung des Trägers in Art eines Polygonzugs folgen und jeweils selbst eine geringere Biegung aufweisen als der Träger. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Zellen mittels eines elastischen Klebers mit dem Träger verbunden sind, so dass der elastische Kleber die unterschiedlichen Biegeradien zwischen dem Träger und den Zellen ausgleicht.
Das PV-Modul ist vorzugsweise eckig ausgestaltet, um bei Montage auf einem Untergrund diesen Untergrund möglichst lückenlos abdecken zu können. Dementsprechend kann angesichts der zur Verfügung gestellten Montagefläche, nämlich der Fläche des Untergrundes, eine möglichst hohe Ausbeute an elektrischer Energie erzielt werden. Dabei kann es allerdings vorteilhaft sein, im Bereich der Ecken des PV-Moduls von diesem Prinzip einer möglichst vollflächigen Abdeckung des Untergrundes abzuweichen: in einer Ausgestaltung kann das PV-Modul abgerundete Ecken aufweisen, beispielsweise mit einem Radius von 10 oder mehr Millimetern, z.B. mit einem Radius von 50 mm. Diese Ausgestaltung geht von der Überlegung aus, dass bei der Handhabung der PV-Module vor und während ihrer Montage Ecken einem besonders hohen Risiko mechanischer Beschädigungen ausgesetzt sind. Durch die Verrundung der Ecken wird die mechanische Unempfindlichkeit des BV-Moduls verbessert. Die insgesamt von dem PV-Modul abgedeckt Fläche, die zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt werden kann, wird hierdurch entweder gar nicht oder jedenfalls nicht nennenswert beeinträchtigt, wenn in den Ecken ohnehin keine photovoltaisch wirksamen Zellen, sondern die elektrischen Anschlüsse angeordnet sind.
Die elektrischen Anschlüsse des PV-Moduls können einerseits dazu dienen, mittels der oben erwähnten elektrischen Verbinder mehrere PV-Module zu einem größeren Verbund zusammenzuschalten. Sie können allerdings auch dazu dienen, Abzweigdosen oder ähnliche Installationselemente an die PV-Module anzuschließen, insbesondere beispielsweise am Rand einer Photovoltaikanlage, die mehrere PV-Module aufweist. Schließlich können am Rand einer PV-Anlage freiliegende, ungenutzte elektrische Anschlüsse mithilfe von Kappen abgedeckt und auf diese Weise elektrisch isoliert werden, um unerwünschte Kriechströme, Kurzschlüsse oder die Gefahr von Spannungsüberschlägen zu vermeiden.
Das PV-Modul kann entweder gebrauchsfertig vormontiert an den Anwender, z.B. einen Installationsbetrieb, ausgeliefert werden, oder es kann als Bausatz zusammengestellt sein, so dass der Träger mit den photovoltaisch wirksamen Zellen als separate Einheit vorliegt und die elektrischen Anschlüsse sowie die eventuell zusätzlich verwendeten elektrischen Verbinder als separate Elemente mitgeliefert werden. Wenn beispielsweise die elektrische Verbindung benachbarter PV-Module druckknopfartig erfolgt und daher die elektrischen Anschlüsse jeweils einen Vorsprung bilden, der nach unten über die Unterseite des Trägers oder nach oben über die Oberseite der Zellen hinausragt, kann durch die Bereitstellung in Form eines Bausatzes ein besonders kompaktes Versandmaß für mehrere aufeinander liegende PV-Module erreicht werden, da die Anschlüsse und die Verbinder separat verpackt werden können, während die Träger samt Zellen besonders platzsparend aufeinander gestapelt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellung näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine Draufsicht auf eine erste Anordnung benachbarter PV-Module, und
2 eine Draufsicht auf eine zweite Anordnung benachbarter PV-Module.

In den Zeichnungen ist jeweils mit 1 ein Modul bezeichnet, welches als Photovoltaik-Modul zur Erzeugung elektrischer Energie vorgesehen ist. Das Modul weist eine Vielzahl von Zellen 2 auf, die photovoltaisch wirksam sind.
Jedes Modul ist rechteckig ausgestaltet und weist vier elektrische Anschlüsse 3 auf, wobei sich an jeder seiner vier Ecken jeweils ein elektrischer Anschluss 3 befindet, der als eine flache Kontaktfläche 4 ausgestaltet ist. Die unterschiedlichen Polaritäten der Kontaktflächen 4 sind in der Zeichnung mit A und B veranschaulicht.
Elektrische Anschlüsse 3 mit gleicher Polarität sind jeweils diagonal gegenüberliegend angeordnet, so dass, bei gleicher Ausrichtung der jeweiligen Module 1, die Module 1 wahlweise wie in 1 nebeneinander in X-Richtung angeordnet werden können, oder wie in 2 übereinander in Y-Richtung angeordnet werden können und dabei jeweils gewährleistet ist, dass die unmittelbar einander benachbarten elektrischen Anschlüsse 3 stets unterschiedlicher Polarität sind. Auf diese Weise können die Module 1 in Art einer Reihenschaltung elektrisch miteinander verbunden werden, ohne dass eigens auf ihre Ausrichtung geachtet werden muss, denn auch bei einer Drehung um 180° sind die Anschlüsse 3 jeweils in der erforderlichen Position angeordnet, bezogen auf den Anschlüsse 3 eines benachbarten Moduls 1.
Die elektrische Verbindung benachbarter Module 1 erfolgt mithilfe von elektrischen Verbindern, die aus Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Verbinder sind als flache Laschen oder Riegel ausgestaltet, die sich jeweils über die beiden unmittelbar benachbarten Kontaktflächen 4 erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die mechanische Verbindung eines Verbinders mit einer Kontaktfläche 4 ähnlich wie bei einem Druckknopf erfolgt, also in einer Verbindungsrichtung, die jeweils quer zur Ebene des Moduls 1 verläuft.
Bevor ein Modul 1 montiert wird, werden an seiner Rückseite zwei Verbinder mit elektrischen Anschlüssen 3 unterschiedlicher Polarität verbunden, so dass diese Verbinder elektrische Kontaktlaschen bilden, die über den Umfang des Moduls 1 hinausragen. Nachdem das Modul 1 montiert worden ist, kann ein zweites Modul 1 an das bereits montierte Modul 1 angelegt werden und dabei geraten seine beiden elektrischen Anschlüsse 3 mit den Verbindern in Kontakt, die über das bereits montierte Modul 1 hinausragen. Durch entsprechenden Druck auf die beiden elektrischen Anschlüsse erfolgt die druckknopfartige mechanische Verbindung des neuen Moduls 1 mit den Verbindern und somit die elektrische Verbindung mit dem bereits montierten Modul 1. Je nachdem, wie viele Module 1 eine herzustellende Reihe enthalten soll, ist auch das erwähnte neue - also zweite, dritte oder weitere - Modul vor seiner Montage mit zwei Verbindern versehen worden, so dass sich der geschilderte Ablauf wiederholt. Sogar das letzte Modul kann mit derartigen Verbindern bestückt werden, die dann am Ende der Reihe über das letzte Modul hinausragen und den Anschluss von elektrischen Kabeln ermöglichen. Besonders vorteilhaft jedoch kann vorgesehen sein, dass anstelle dieser letzten, über die Reihe hinausragenden Verbinder die elektrischen Anschlusskabel Anschlussstücke aufweisen, die ähnlich wie ein halber Verbinder ausgestaltet sind und dementsprechend an die elektrischen Anschlüsse des letzten Moduls auf die gleiche Art wie ein Verbinder angeschlossen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Modul
2: Zelle
3: Elektrischer Anschluss
4: Anschlussfläche

Claims

PV-Modul (1), das dazu bestimmt ist, auf das Modul (1) auftreffendes Licht photovoltaisch in elektrische Energie zu wandeln, wobei das Modul (1) eine oder mehrere photovoltaisch wirksame Zellen (2) aufweist, sowie einen im Wesentlichen zweidimensionalen Träger, auf dem die Zellen (2) gehalten sind, sowie zwei elektrische Anschlüsse (3) unterschiedlicher Polarität (A, B), die dazu bestimmt sind, die erzeugte elektrische Energie abzuführen, und wobei das Modul (1) eine Formgebung aufweist, die eine flächige, im Wesentlichen lückenlose Aneinanderreihung mehrerer gleichartiger Module (1) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (3) an dem Umfangsrand des Moduls (1) angeordnet sind, und das Modul (1) zusätzliche elektrische Anschlüsse (3) aufweist, die ebenfalls am Umfangsrand und in der Art angeordnet sind, dass die elektrischen Anschlüsse (3) benachbart angeordneter Module (1) einander unmittelbar benachbart gegenüberliegen.
PV-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1) eine rechteckige Formgebung aufweist und an allen vier Ecken jeweils ein elektrischer Anschluss (3) angeordnet ist.
PV-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (3) gleicher Polarität (A, B) diagonal einander gegenüberliegend angeordnet sind.
PV-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (3) jeweils als flache, plattenartige Kontaktfläche (4) ausgestaltet sind,
PV-Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (4) als Kontaktlaschen ausgestaltet sind, welche über den Umfang des Trägers nach außen hinausragen.
PV-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Anschluss (3) zwei Kontaktlaschen aufweist, die in unterschiedlichen Richtungen über den Umfang des Trägers nach außen hinausragen.
PV-Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (4) in einer Richtung miteinander verbindbar sind, die parallel zur Flächennormalen des Moduls (1) verläuft.
PV-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (3) an der von den Zellen (2) abgewandten Rückseite des Moduls (1) angeordnet sind.
PV-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Platte aus Kunststoff ausgestaltet ist.
PV-Modul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (2) auf eine als Vorderseite bezeichnete Oberfläche des Trägers geklebt sind.
PV-Modul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine der Vorderseite gegenüberliegende, als Rückseite bezeichnete Oberfläche aufweist und an der Rückseite selbstklebend ausgestaltet ist.
PV-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Träger gegenüberliegende Vorderseite der Zellen (2) mittels einer Oberflächenschicht abgedeckt ist, wobei die Oberflächenschicht in der Art transparent ist, dass sie für eine Lichtstrahlung, die für die photovoltaische Wirksamkeit der Zellen (2) erforderlich ist, durchlässig ist.
PV-Modul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht für einen Teil der Lichtstrahlung undurchlässig ist, derart, dass sie für das menschliche Auge eine um wenigstens 40 % reduzierte Transparenz aufweist.
PV-Modul nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht auf ihrer von den Zellen abgewandten Vorderseite reflexionsmindernd ausgestaltet ist.
Bausatz für eine Photovoltaik-Anlage, mit wenigstens zwei PV-Modulen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und mit wenigstens zwei elektrischen Verbindern, welche dazu bestimmt sind, jeweils einen elektrischen Anschluss (3) des einen Moduls (1) mit einem benachbarten elektrischen Anschluss (3) des anderen Moduls (1) elektrisch leitend miteinander zu verbinden.