DE3619306A1 - Solar cell generator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Solarzellengenerator aus einem Träger mit einer Wellstruktur und darauf angeord neten, miteinander verschalteten und an der Vorderseite mit einer Folie abgedeckten Solarzellen.The invention relates to a solar cell generator a carrier with a corrugated structure and arranged thereon neten, interconnected and on the front solar cells covered with a film.
Solargeneratoren sind für unterschiedliche Anwendungen in verschiedenster Bauweise bekannt. Dabei bestimmen vielfach die jeweils verschiedenen Anforderungen und Kostenvorgaben die Bauweise. So werden in der Raumfahrt, wo die Kosten weniger im Vordergrund stehen, leichte Solargeneratoren gebaut, wobei durch eine spezielle Auswahl aller Komponenten höchste Leistungen pro Ge wichtseinheit erzielt werden.Solar generators are for different applications known in various designs. Determine it often the different requirements and Construction costs. So in space travel, where the costs are less important, light Solar generators built using a special Selection of all components highest performance per Ge unit of weight can be achieved.
Für Anwendungen auf der Erde stehen meistens die Kosten eines Systems im Vordergrund. Das Leistungs/Gewichts- Verhältnis spielt meist eine untergeordnete Rolle. Al lerdings gibt es auch hier Anwendungen, bei denen ein möglichst hohes Leistungsgewicht erforderlich wird. Als Beispiel sollen hier solarelektrisch versorgte Fahrzeu ge genannt sein. Erschwerend kommt hinzu, daß an die Stabilität und Strapazierfähigkeit des Solargenerators hohe Anforderungen gestellt werden.For applications on earth, the costs are mostly of a system in the foreground. The performance / weight Relationship usually plays a subordinate role. Al However, there are also applications in which a the highest possible power-to-weight ratio is required. As Examples here are vehicles powered by solar electricity be called ge. To make matters worse, the Stability and durability of the solar generator high demands are made.
Bekannte, terrestrische Solargeneratoren mit Glasab deckung haben ein Gewicht von 8 kg/m2 bis ca. 19 kg/m2 je nach Ausführung in Einfach- oder Doppelglastechnik und in Abhängigkeit der übrigen verwendeten Wirkstoffe. Dabei entfällt auf die Silicium-Solarzellen allein ein Gewichtsanteil von ca. 1 kg/m2. Durch Einbetten in glas faserverstärkte Kunststoffe (Gfk-Laminate) sind Anord nungen mit einem Gewicht von ca. 2 kg/m2 möglich. Solche Kunststofflaminate haben jedoch Nachteile bezüglich Stabilität und Strapazierfähigkeit.Known terrestrial solar generators with glass cover have a weight of 8 kg / m 2 to approx. 19 kg / m 2 depending on the design in single or double glass technology and depending on the other active ingredients used. The silicon solar cells alone account for a weight fraction of approx. 1 kg / m 2 . By embedding in glass fiber reinforced plastics (GRP laminates) arrangements with a weight of approx. 2 kg / m 2 are possible. However, such plastic laminates have disadvantages in terms of stability and durability.
Superleichte Wabenstrukturen aus Kunststoff oder Metall sind aus der Luft- und Raumfahrt bekannt. Allerdings sind diese Materialien für eine terrestrische Anwendung zu teuer. Einen guten Kompromiß stellt hier ein ein oder doppelseitig abgedecktes Wellaluminium dar. Damit aufgebaute Solarzellenlaminate mit einer transparenten Kunststoffabdeckkung erreichen ein Gewicht von ca. 4,4 kg/m2 für einseitig abgedecktes und ca. 5,7 kg/m2 für doppelseitig abgedecktes Wellaluminium.Super light honeycomb structures made of plastic or metal are known from the aerospace industry. However, these materials are too expensive for terrestrial use. A good compromise here is a single or double-sided corrugated aluminum. Solar cell laminates constructed with a transparent plastic cover achieve a weight of approx. 4.4 kg / m 2 for single-sided corrugated aluminum and approx. 5.7 kg / m 2 for double-sided corrugated aluminum .
Die Strapazierfähigkeit und Stabilität dieser Laminate ist um ein vielfaches höher als bei Gfk-Laminaten.The durability and stability of these laminates is many times higher than that of GRP laminates.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solar zellengenerator auf der Basis eines Trägers mit einer Wellstruktur anzugeben, dessen Leistungsgewicht weiter reduziert ist. Diese Aufgabe wird bei einem Solarzel lengenerator der eingangs beschriebenen Art erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß der Träger mit der Wellstruk tur von der Rückseite ausgehende gewichtsreduzierende Aussparungen enthält.The invention has for its object a solar cell generator based on a carrier with a Specify corrugated structure, its power to weight ratio continues is reduced. This task is done with a solar cell lengenerator of the type described above solved according to that the carrier with the Wellstruk weight-reducing from the rear Contains cutouts.
Es hat sich gezeigt, daß die Stabilität eines derart mit Aussparungen versehenen Trägers nur unwesentlich reduziert wird, das Leistungsgewicht jedoch auf ca. 3,5-4 kg/m2 und damit stark abnimmt. Die Aussparungen im Träger haben bei der Erfindung noch den weiteren Effekt, daß Temperaturstaus, die sich in den Hohlräumen des gewellten Leichtmetallträgers bilden können, ab gebaut werden. Dadurch wird die Arbeitstemperatur des Solargenerators erniedrigt und der Wirkungsgrad erhöht. Als Träger mit Wellstruktur findet vorzugsweise Well aluminium Verwendung, daß ein- oder beidseitig mit einer dünnen Aluminiumplatte abgedeckt ist. Die Boh rungen durchdringen dann die untere Aluminiumabdeckung und die Wellstruktur, während zur Erhaltung einer guten Bruchstabilität der einzelnen Solarzellen die obere Abdeckung, die an die Solarzellenrückseiten angrenzt, nicht von den Bohrungen durchdrungen wird.It has been shown that the stability of a carrier provided with recesses in this way is only insignificantly reduced, but the power-to-weight ratio decreases to approximately 3.5-4 kg / m 2 and thus greatly. The recesses in the carrier have the further effect in the invention that temperature build-up, which can form in the cavities of the corrugated light metal carrier, are reduced. This lowers the working temperature of the solar generator and increases the efficiency. As a support with corrugated structure, corrugated aluminum is preferably used that is covered on one or both sides with a thin aluminum plate. The holes then penetrate the lower aluminum cover and the corrugated structure, while in order to maintain good breaking stability of the individual solar cells, the upper cover, which adjoins the rear side of the solar cells, is not penetrated by the holes.
Die Bohrungen werden vorzugsweise so dicht angeordnet und so reihenweise gegeneinander versetzt, daß zwischen den Bohrungen Stege mit im wesentlichen gleichen Abmes sungen verbleiben, die nur wenige Millimeter breit sind.The holes are preferably arranged as close together and offset in rows so that between the bores webs with essentially the same dimensions remain only a few millimeters wide are.
Die Erfindung und ihre Ausgestaltung soll nachstehend noch anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt werden.The invention and its configuration are as follows represented using an exemplary embodiment will.
Die Fig. 1a zeigt im Schnitt und die Fig. 1b in einer Rückseitendraufsicht eine Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Solarzellengenerators. Fig. 1a shows in section and Fig. 1b in a rear plan view of an embodiment of the inventive solar cell generator.
Der Träger 6 besteht aus Wellaluminium mit einer Struk tur wie sie auch bei Wellpappe üblich ist. Das gewellte Aluminium hat beispielsweise eine Dicke von ca. 0,2 mm. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Well struktur beidseitig mit einer dünnen Aluminiumplatte 8 bzw. 9 abgedeckt. Auf der für die Aufnahme der Solar zellen vorgesehenen Vorderseite des Trägers 6 wird eine Isolierfolie oder ein isolierendes Gewebe 10 angeord net, durch das ein elektrischer Kontakt zwischen den Solarzellenrückseiten und dem Träger 6 vermieden wird. Die bereits miteinander verschalteten Solarzellen wer den auf diesen Träger ggf. unter Zwischenfügung einer Schmelzfolie mit ihren Rückseiten aufgelegt. Auf die Vorderseiten der Solarzelle wird gleichfalls eine Schmelzfolie 4 und eine Abdeckfolie 1 aus transparentem Kunststoff aufgebracht. Bei erhöhter Temperatur von ca. 150 bis 200°C vorzugsweise im Vakuum schmilzt die Klebefolie 11 und sorgt für eine feste luft- und was serdichte Umhüllung der Solarzellen durch Bildung eines Verbundes zwischen Träger/Gewebe, Solarzellen und Ab deckfolie. Anstelle einer Abdeckfolie aus Kunststoff kann auch extrem dünnes Glas verwendet werden.The carrier 6 consists of corrugated aluminum with a structure as is also common with corrugated cardboard. The corrugated aluminum, for example, has a thickness of approximately 0.2 mm. In the illustrated embodiment, this corrugated structure is covered on both sides with a thin aluminum plate 8 or 9 . On the provided for receiving the solar cells front of the carrier 6 , an insulating film or an insulating fabric 10 is angeord net, through which an electrical contact between the back of the solar cell and the carrier 6 is avoided. The solar cells already interconnected are placed on the back of this carrier, if necessary with the interposition of a melting film. A melt film 4 and a cover film 1 made of transparent plastic are also applied to the front sides of the solar cell. At an elevated temperature of approx. 150 to 200 ° C., preferably in a vacuum, the adhesive film 11 melts and ensures a solid air-tight and water-tight covering of the solar cells by forming a bond between the carrier / fabric, solar cells and cover film. Instead of a plastic cover, extremely thin glass can also be used.
In den Trägerkörper selbst werden von der Rückseite aus gehende Aussparungen 5 gemäß Fig. 1b eingebracht. Die se Aussparungen sind reihenweise angeordnet, wobei die einzelnen Reihen so gegeneinander versetzt sind, daß überall etwa gleichförmige und gleichbreite Stege zwi schen den einzelnen Aussparungen verbleiben. Diese Ste ge 7 haben beispielsweise eine Breite von 3-5 mm. Die Aussparungen 5 durchdringen die Rückseitenabdeckung 8 aus Aluminium und den Trägerkörper 6 selbst, ohne je doch die vorderseitige Abdeckplatte 9 auf dem Träger zu durchdringen. Dies ist empfehlenswert, um die einzelnen Solarzellen gegen Schlag oder Druck zu sichern, da sie ansonsten in den Aussparungsquerschnitten besonders bruchempfindlich wären.Recesses 5 from FIG. 1b are made in the carrier body itself from the rear. These recesses are arranged in rows, the individual rows being offset from one another in such a way that approximately uniform and equally wide webs remain between the individual recesses. This Ste ge 7 have a width of 3-5 mm, for example. The recesses 5 penetrate the rear cover 8 made of aluminum and the carrier body 6 itself, without ever penetrating the front cover plate 9 on the carrier. This is recommended to secure the individual solar cells against impact or pressure, as they would otherwise be particularly sensitive to breakage in the recess cross-sections.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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