DE3513910C2 - Solarmodul - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul.
Um Solarmodule auf irgendwelchen Unterlagen oder an Auf
hängungen befestigen zu können, benötigt man Einrichtun
gen zum Befestigen der Solarmodule.
Häufig müssen Solarmodule mit Klammern befestigt werden.
Eine Befestigung mit Klammern ist jedoch nicht in jedem
Fall sehr dauerhaft.
Aus der US-Patentschrift 4 231 807 ist ein Solarmodul
bekannt, das einen aufwendigen und kompliziert aufgebau
ten Rahmen zur mechanischen Festigkeit und zur Befesti
gung des Solarmoduls aufweist. Dieser Rahmen ist schwer,
erfordert viel Material und Zeit zu seiner Herstellung
und verursacht auf diese Weise hohe Kosten.
Aus der US 41 04 083 ist ein Solarmodul bekannt, bei dem
Solarzellen zunächst in einen elastischen Kunststoff und
zusätzlich in einen glasfaserverstärkten Kunststoffblock
eingebettet sind. Der Block weist im Randbereich Löcher
zum Befestigen des Solarmoduls auf.
Aus der DE 28 34 404 A1 ist ein Solarmodul bekannt, bei dem
Solarzellen in einem mit Glasfasern verstärkten Kunst
stoff eingebettet sind und welches einen die Solarzellen
umschließenden Rahmen aufweist.
Aus der DE 31 42 129 A1 und der DE-OS 24 45 642 sind Solar
module bekannt, bei denen die Solarzellen samt Ver
schaltung in einen verstärkten Kunststoff eingebettet
sind, welcher im Bereich der Solarzellen zusätzlich
durch eine Kunststoffscheibe verstärkt sein kann.
Beim Solarmodul der DE-OS 24 45 642 sind rahmenartig ausge
formte Verbindungselemente zum elektrischen Anschluß des
Solarmoduls vorgesehen, die zur mechanischen Versteifung
des Solarmoduls beitragen.
Aus der US 36 58 596 ist ein Solarmodul bekannt, welches
auf einem Aluminiumrahmen aufgebracht ist, welcher Steck
vorrichtungen zum Verbinden zweier Solarmodule aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Solarmodul anzugeben, das einfach und sicher be
festigt werden kann, dessen Aufbau in einfacher Weise
mechanisch stabil ist und das kostengünstig hergestellt
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Solarmodul
nach dem Anspruch 1 gelöst.
Ein Solarmodul nach dem Anspruch 1 kann in einfacher
Weise langdauernd stabil auf einem Untergrund oder an
einer Aufhängung befestigt werden. Mehrere Solarmodule
nach der Erfindung können raumsparend angeordnet werden.
Ein Solarmodul nach der Erfindung benötigt wenig Platz,
kann mit geringem Materialaufwand und in wenig Arbeits
gängen hergestellt werden.
Die Rahmeneinrichtung kann wie ein Bilderrahmen auf dem
gesamten Umfang des Solarmoduls durchgängig vorgesehen
sein. Es können jedoch auch mehrere Rahmenteile, die
dicht miteinander mechanisch verbunden sind, jeweils
einzeln für sich im Randbereich des Kunststoffs vorge
sehen sein. Als Randbereich des Kunststoffs ist dabei
jeder solche Bereich zu verstehen, der in Verbindung mit
anderen solchen Randbereichen des Kunststoffs eine sta
bile Befestigung des Solarmoduls sicherstellt, sofern in
diesen Randbereichen des Kunststoffs, in den mindestens
eine Solarzelle eingebettet ist, mindestens eine Ein
richtung zum Befestigen des Solarmoduls vorgesehen ist.
Dies bedeutet, daß bei Solarmodulen, die eine größere
Anzahl von Solarzellen aufweisen, als Randbereiche des
Kunststoffs auch solche Bereiche des Kunststoffs zu
verstehen sind, die eine solche Lage aufweisen, daß
zwischen ihnen und dem Rand des Solarmoduls noch Solar
zellen vorgesehen sein können.
Die Rahmeneinrichtung wird zusammen mit den Solarzellen
in den Kunststoff eingebettet und muß daher nicht nach
träglich von außen angebracht werden. Zusätzlich werden
mit der in Kunststoff eingebetteten Rahmeneinrichtung
Dichtigkeitsprobleme gegenüber Witterungseinflüssen ver
mieden, die bei Solarmodulen mit außen angebrachten
Rahmen beobachtet werden können.
Wenigstens eine Rahmeneinrichtung des Solarmoduls kann
flexibel sein. Damit kann ein Solarmodul auch auf ge
krümmten Flächen befestigt werden. Eine solche Rahmenein
richtung kann beispielsweise aus Metalldrahtgewebe, aus
einem Metallnetz, aus Glasgewebe, aus Kunststoff, aus
einem Verbundwerkstoff oder aus sonstigen geeigneten Ma
terialien bestehen. Als Rahmeneinrichtung können auch
Streifen mit oder ohne Versteifungseinrichtungen wie Ver
strebungen, Lamellen und dergleichen aus Metall, Kunst
stoff oder einem Verbundwerkstoff vorgesehen sein. Diese
Streifen können miteinander zu einem Rahmen oder zu
L-förmigem Halbrahmen verbunden sein.
Der Kunststoff, in den mindestens eine Solarzelle einge
bettet ist oder der für eine Rahmeneinrichtung verwendet
wird, kann ein duroplastischer Formstoff, ein Epoxydharz
formstoff, ein Polyurethanharzformstoff, ein Silikonharz
formstoff, ein Polyesterharzformstoff, ein Acrylharzform
stoff, ein Thermoplast oder thermisch verschweißbare
Folien sein. Dabei kann der duroplastische Kunststoff im
Gieß-, Imprägnier-, Laminier- oder Beschichtungsverfahren
erzeugt sein.
Eine Rahmeneinrichtung und der zum Einbetten wenigstens
einer Solarzelle verwendete Kunststoff sollen annähernd
den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufwei
sen.
Die in den Ansprüchen genannten speziellen Kunststoffar
ten können sowohl zum Einbetten der Solarzellen als auch
für eine Rahmeneinrichtung verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand der Zeichnung näher erläutert:
Die Fig. 1 bis 3 zeigen verschiedene Aufbauvarianten
eines Solarmoduls.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Solarmodul in der Draufsicht.
In Fig. 1 sind Solarzellen 7 in einen Kunststoff 2 einge
bettet. Ebenfalls in den Kunststoff 2 sind zwei Rahmen
einrichtungen 10, 11 eingebettet. Die Rahmeneinrichtung
10 besitzt ein Befestigungsloch 12 und die Rahmeneinrich
tung 11 besitzt einen Befestigungsstift 13 mit einem
Schraubgewinde. Über das Befestigungsloch 12 bzw. über
den Befestigungsstift 13 kann das Solarmodul mit Hilfe
weiterer Befestigungseinrichtungen, wie beispielsweise
Schraube, Mutter und Beilagscheiben, letztere als Ab
standshalter, auf einer Unterlage befestigt werden. Wer
den zwischen dem Solarmodul und einer Unterlage Beilag
scheiben als Abstandshalter vorgesehen, so kann eine aus
reichende Belüftung der Unterseite des Solarmoduls ge
währleistet werden.
Der Kunststoff 2 kann bereits vor der Zusammenstellung
des Solarmoduls mit Aussparungen für die Solarzellen 7,
für eine elektrische Verbindung 3 zwischen den Solarzel
len und den Klemmen des Solarmoduls und für die Rahmen
einrichtung 10, 11 versehen werden. Dies hat den Vorteil,
daß alle im Solarmodul verwendeten Teile annähernd
denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen
können.
In Fig. 2 ist die Solarzelle 7 ebenfalls in den Kunst
stoff 2 eingebettet. Vor dem Einbau in den Kunststoff 2
wird die Solarzelle 7 bei dem Aufbau nach Fig. 2 auf
ein flächenförmiges, steifes Element 6, das zur Verstär
kung der Solarzelle 7 dient, kaschiert. Ein flexibler
Träger 5 aus einem verzinkten Eisendrahtgewebe oder aus
einem verzinkten Eisendrahtnetz ist in den Kunststoff 2
integriert. Die Oberseite des Kunststoffs 2 ist mit einer
lichtdurchlässigen kratzfesten, witterungsbeständigen,
reinigbaren Kunststoffschicht 1 (z. B. Polyvinylfluorid)
abgedeckt. Zusätzlich ist in den Kunststoff 2 auch die
elektrische Verbindung 3 eingebettet, über die die ein
zelnen Solarzellen 7, die das Solarmodul bilden, mit
einander verbunden sind. In den Kunststoff 2 ist eben
falls eine flexible Rahmeneinrichtung 14 mit dem Be
festigungsloch 12 eingebettet. Die flexible Rahmenein
richtung 14 kann dabei ebenfalls aus einem Metallgewebe
bestehen, das in der Umgebung des Befestigungsloches 12
mit einer eingelöteten Muffe oder Buchse verstärkt ist.
Die Rahmeneinrichtung 14 muß nicht direkt am Rand des
Solarmoduls angeordnet sein. Die Rahmeneinrichtung 14
kann auch einen Abstand zum Rand des Solarmoduls auf
weisen. Die Rahmeneinrichtung 14 kann auch aus einem
flexiblen Kunststoff oder aus einem flexiblen Verbund
werkstoff bestehen.
In Fig. 3 sind die Solarzellen 7 in einer verbundglas
analogen Einbettung in das Solarmodul integriert. Dabei
ist der Solarzellenverbund in elastischen Kunst
stoff 2 eingebettet. Der Kunststoff 2 kann dabei bei
spielsweise Polyvinylbutyral oder Silikonkautschuk sein.
Ebenfalls in den Kunststoff 2 eingebettet ist wiederum
eine Rahmeneinrichtung 15, die das Befestigungsloch 12
aufweist. Die Oberseite des Kunststoffs 2 ist wiederum
mit der lichtdurchlässigen Kunststoffschicht 1 wie in
Fig. 2 bedeckt. Die Unterseite des Kunststoffs 2 ist mit
einer Mehrschichtfolie 16 als Dampfdiffusionssperre ab
gedeckt. Die Oberseite und die Unterseite des Kunststoffs
2 können jedoch auch wie bei einem Verbundglas mit einer
oder mit zwei Glasplatten bedeckt sein.
Die Rahmeneinrichtung 15 wird genauso wie die Solarzelle
7 beim Herstellen der Sandwichstruktur in der dem Fach
mann bekannten Weise in den Kunststoff 2 eingebettet.
Die Fig. 4 zeigt in der Draufsicht ein Solarmodul, bei
dem sowohl die Solarzellen 7 als auch eine Rahmenein
richtung 17 mit den Befestigungslöchern 12 in den Kunst
stoff 2 eingebettet sind. Dabei ist die Rahmeneinrichtung
17 wie ein Bilderrahmen im Randbereich des Solarmoduls
geschlossen. Die gesamte Rahmeneinrichtung 17 besteht
dabei aus vier geraden Rahmenteilen, die an Ecken 18 des
Solarmoduls jeweils miteinander verzapft sind.
Fig. 5 zeigt vergrößert eine Ecke 18 des Solarmoduls nach
Fig. 4.
Die Rahmeneinrichtung 10 kann Versteifungen 19 aufweisen.
Die Erfindung ermöglicht eine frontseitige Befestigung
eines Solarmoduls ohne größeren Platzbedarf, ohne größe
ren Materialbedarf und ohne Ausklinkern, Ausschneiden
oder Ausstanzen des Solarmodulkunststoffs 2 oder eines
Solarmodulverbunds.
Neben vielen anderen Möglichkeiten können die Befesti
gungseinrichtungen ähnlich wie eine Solarzelle 7 in den
Kunststoff 2 eingebettet werden.
Claims (10)
1. Solarmodul, bei dem wenigstens eine Solarzelle (7) und
im Randbereich des Solarmoduls wenigstens eine verstei
fende Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) in Kunst
stoff (2) eingebettet ist und bei dem im Bereich der
Rahmeneinrichtung Mittel zum Befestigen des Solarmoduls
vorgesehen sind, wobei diese Mittel Befestigungslöcher
(12) und/oder Befestigungsstifte (13) sind.
2. Solarmodul nach Anspruch 1,
bei dem das Solarmodul und wenigstens eine Rahmenein
richtung (14) flexibel sind.
3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem eine Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) aus
Metall besteht.
4. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem eine Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) aus
Glasgewebe besteht.
5. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem eine Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) aus
Kunststoff besteht.
6. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem eine Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) aus
Verbundwerkstoff besteht.
7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem als Kunststoff zum Einbetten ein duroplastischer
Kunststoff verwendet wird.
8. Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 6,
bei dem als Kunststoff (2) zum Einbetten ein Thermoplast
verwendet wird.
9. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem als zum Einbetten verwendeter Kunststoff (2)
thermisch verschweißbare Folien vorgesehen sind.
10. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem die Rahmeneinrichtung (10, 11, 14, 15, 17) und
der zum Einbetten verwendete Kunststoff (2) annähernd den
gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
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1985
- 1985-04-17 DE DE3513910A patent/DE3513910C2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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