DE8121694U1 - Solarzellenmodul - Google Patents

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA

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Solarzellenmodul

Die Erfindung betrifft ein verstärktes Solarzellenmodul, "bei dem wenigstens eine Solarzelle in Kunststoff eingebettet ist und auf einem Tragelement aufliegt.

Solarzellen können bekanntlich in Solarzellenmodulen untergebracht werden, damit größere Flächen belegt werden können, ohne die Solarzellen einzeln verdrahten zu müssen.

Bisher gibt es verschiedene Varianten sogenannter "steifer" Solarzellenmodule, die also auch steife und ebene Drahtelemente erfordern. Solche steifen Solarzellenmodule können nicht an gekrümmte Flächen angepaßt werden, was oft deren Anwendbarkeit stark herabsetzt.

Eine Versteifung der Solarzellenmodule ist aber unabdingbar, da ohne diese die einzelnen Solarzellen insbesondere durch Brechen zerstört werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Solarzellenmodul zu schaffen, das zwar versteift ist, aber auch auf gekrümmte Flächen aufgelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Solarzelle durch ein scheibenförmiges Element verstärkt ist und daß das Tragelement als Gewebe ausgebildet ist.

An der Erfindung ist also wesentlich, daß nicht das gesamte Solarzellenmodul als solches versteift ist. Vielmehr sind lediglich im wesentlichen nur die Bereiche Kot 1 Dx / 23.07.1981

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versteift, die gegenüber Beschädigungen besonders gefährdet sind. Es werden also im wesentlichen nur die Bereiche bzw. Flächen mit den scheibenförmigen Elementen ausgestattet, in denen die Solarzellen vorgesehen sind.

Durch das aus einem Gewebe bestehende Tragelement wird eine Zugentlastung für die Solarzellen geschaffen, die flexibel ist und - wie die "partiellen Versteifungen" an praktisch jede Krümmung angepaßt werden kann.

Durch diese partielle Versteifung im Solarzellenbereich kann die gesamte Solarzellenmodulfläche wesentlich flexibler und "weicher" gestaltet werden. Damit sinken auch die Festigkeitsanforderungen an das insgesamt verwendete Material, wodurch das Solarzellenmodul mit wesentlich verringertem Materialaufwand verwirklicht werden kann.

Selbstverständlich können auch andere gefährdete Bereiche als die eigentlichen Solarzellen mit den scheibenförmigen Elementen verstärkt werden. Solche Bereiche sind beispielsweise Verbindungsstellen zwischen einzelnen Solarzellen. In den Bereichen außerhalb der scheibenförmigen Elemente wird der Zusammenhalt des Solarzellenmoduls durch das Gewebe gewährleistet, das beispielsweise ein verzinktes Metallgewebe oder ein mit Kunststoff beschichtetes Metallgewebe oder auch ein Kunststoffgewebe sein kann.

Durch die Erfinu mg ist es möglich, mittels eines geringen Fertigungsaufwandes bei hoher Materialeinsparung auch gekrümmte Flächen zu belegen, wie beispielsweise einen unebenen Boden, Autodächer, Feldwände, Hausfronten usw.

Mit größer werdenden Solarzellenmodulen sind bisher der Materialeinsatz und der Fertigungsaufwand immer größer

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geworden: Es werden beispielsweise immer dickere Gläser und immer kompliziertere Rahmen benötigt. Diese Tendenz wird durch die Erfindung umgekehrt. Diese schafft nämlich ein Solarzellenmodul, mit dem große Flächen belegt werden können und das dennoch nur einen geringen Material- und Fertigungseinsatz benötigt. So sind beispielsweise weniger als 76 g erforderlich, um eine Leistung von 1 W zu erzeugen.

Das Solarzellenmodul kann kontinuierlich gefertigt werden, wobei während der Herstellung eine hohe Variationsbreite, beispielsweise ein Materialwechsel, möglich ist. Auch zeichnet sich das Solarzellenmodul durch eine hohe Festigkeit und große Wetter- und Alterungsbeständigkeit aus. Es ist aus vorgefertigten Folien, Bändern usw. herstellbar.

Im Prinzip werden bei der Erfindung Kunststoffolien und Gewebe, die verschiedene Aufgaben erfüllen, so um die partiell versteiften Solarzellen gelegt, daß daraus in einem Endlos-Herstellungsverfahren die gewünschten Solarzellenmodule entstehen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in deren Fig. 1 bis 4 verschiedene Aufbauvarianten dargestellt sind:

In Fig. 1 ist eine Solarzelle 7 in einen Kunststoff 2 eingebettet, der mit einem Glasgewebe 8 verstärkt ist.

Das Glasgewebe 8 besteht hier aus zwei Lagen, von denen jeweils eine oberhalb und eine unterhalb der Solarzelle 7 vorgesehen ist. Die Oberseite des Kunststoffs 2 ist mit einer lichtdurchlässigen Kunststoffschicht 1 abgedeckt. Zusätzlich ist in den Kunststoff 2 auch eine elektrische Zwischenverbindung 3 eingebettet, über die die einzelnen Solarzellen 7, die ein Solarzellenmodul

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bilden, miteinander verbunden sind. Eine Mehrschichtfolie oder Verbundfolie 4 dient als Dampfdiffusionssperre. Unterhalb dieser Mehrschichtfolie 4 ist noch ein als Tragelement dienendes Gewebe 5 vorhanden, das beispielsweise ein verzinktes oder lackiertes Metallgewebe oder ein Kunststoffgewebe sein kann.

Unterhalb der Solarzelle 7 befindet sich als scheibenförmiges Element eine Metall- oder Kunststoffscheibe 6, die einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Solarzelle 7 hat, die aus Silicium besteht. Diese Metalloder Kunststoffscheibe 6 verstärkt das Solarzellenmodul im Bereich der Solarzelle 7 und bildet so zusammen mit dem Gewebe 5 einen stabilen Aufbau für das Modul. Das Gewebe 5 ist mit der Mehrschichtfolie 4 verklebt und ragt im rechten Teil der Fig. 1 - also in den Bereichen ohne Solarzellen 7 - frei heraus. Auch die Metall- oder Kunststoffscheibe 6 kann mit dem Glasgewebe 8 verklebt werden.

In den Fig. 2 bis 4 sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist kein Glasgewebe 8 erforderlich. Die Solarzelle 7 wird dabei vor dem Einbau in den Kunststoff 2 auf die Platte 6 kaschiert. Das Gewebe 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in den Kunststoff 2 integriert.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist zusätzlich zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ein Glasgewebe 8 in zwei Lagen jeweils oberhalb und unterhalb der Solarzelle 7 vorhanden.

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Das Ausfünrungsbeispiel der Fig. 4 sieht zusätzlich eine Dünnglasschicht 10 vor, die als zusätzliche Versteifung wirkt, so daß die Platte 6 wesentlich dünner ausgeführt werden kann oder sogar ganz entbehrlich ist.

4 Figuren

13 Patentansprüche

Claims (13)

at P 1 O 9 S OE. - 6 - VPA δ» Y' ent/bsprüche

1. Verstärktes Solarzellenmodul, bei dem wenigstens eine Solarzelle in Kunststoff eingebettet ist und auf einem Tragelement aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle (7) durch ein scheibenförmiges Element (6) verstärkt ist und daß das Tragelement als Gewebe (5) ausgebildet ist.

2. Solarzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das scheibenförmige Element (6) etwa die gleiche Fläche wie die Solarzelle (7) einnimmt, also partiell das Solarzellenmodul ausfüllt.

3. Solarzellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Element (6) mit dem die Solarzelle (7) umhüllenden Kunststoff (2) verklebt ist.

4. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (5) verzinkt ist.

5. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (5) mit einer Lackschicht überzogen ist.

6. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kunststoff (2) und dem Gewebe (5) eine als Dampfdiffusionssperre dienende Mehrschichtfolie (4) vorgesehen ist.

7. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoff (2) ein Glasgewebe (8) eingebettet ist.

Z\P 1 O 9 6 OE - 7 - VPA

8. Solarzellenmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Glasgewebe (8) An jeweils einer Lage oberhalb und unterhalb der Solarzelle (7) verläuft.

9. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Zwischenverbindung (3) in den Kunststoff (2) eingebettet ist.

10. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtdurchlässige Kunststoffschicht (1) auf die Oberseite des Kunststoffs (2) aufgetragen ist.

11. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Element (6) aus Metall oder Kunststoff besteht und einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material der Solarzelle, also bevorzugt Silicium hat.

12. Solarzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Solarzelle (7) auf das scheibenförmige Element (6) kaschiert ist.

13. Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich oberhalb der Solarzelle (7) eine Dünnglasschicht

(10) vorgesehen ist.