DE8507026U1 - Solar cell module - Google Patents
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Description
Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA 85 G 1143 DESiemens Aktiengesellschaft Our symbol Berlin and Munich VPA 85 G 1143 DE
SolarzellenmodulSolar cell module
Die Neuerung betrifft ein Solarzellenmodul aus einzelnen, in Reihen angeordneten Solarzellen, die wenigstens teilweise elektrisch in Serie geschaltet sind, mit mindestens einer Bypassdiode, die als normalerweise gesperrte Diode die in Serie geschalteten Solarzellen überbrückt, wobei wenigstens eine Bypassdiode direkt in das Solarzellenmodul integriert ist und wobei wenigstens eine Bypassdioüe auf einem Kühlblech angeordnet ist. ■ 15 The innovation relates to a solar cell module made up of individual solar cells arranged in rows, which are at least partially connected electrically in series, with at least one bypass diode which, as a normally blocked diode, bridges the solar cells connected in series, with at least one bypass diode being integrated directly into the solar cell module and wherein at least one bypass nozzle is arranged on a cooling plate. ■ 15
Wenn Solarzellen in Serie geschaltet werden, was bei einem Solarzellenmodul gewöhnlich der Fall ist, kann sich bei Stromüberlastung die Spannung an einzelnen Solarzellen und gegebenenfalls auch an einer ganzen "Kette" von Solarzellen umkehren. Eine derartige StromüberlastungWhen solar cells are connected in series, which is usually the case with a solar cell module, in the event of a current overload, the voltage on individual solar cells and possibly also on a whole "chain" of Invert solar cells. Such a current overload
kann sich bei starken Schwankungen des Strahlungseinfalls > auf verschiedene Flächenbereiche des Solarzellenmodulscan change with strong fluctuations in the incidence of radiation> on different areas of the solar cell module
( ergeben. Diese Spannungsumkehr wird durch die sogenannten(result. This voltage reversal is caused by the so-called
·, Bypass- oder Nebenschlußdioden vermieden, wodurch die· Avoid bypass or shunt diodes, thereby reducing the
j 25 Heizleistung für schwächer bestrahlte Solarzellen begrenzt wird.j 25 heating power for less irradiated solar cells is limited.
Aus DE-OS 33 07 202 ist ein derartiges Solarzellenmodul bekannt. Dabei sind Solarzellen I1 bis 36' in Serie geschaltet. Der Eingang der Solarzelle I1 ist durch eine Bypassdiode 41 an den Ausgang der Solarzelle 41 angeschlossen. Ebenso liegt eine Bypassdiode 42 zwischen dem Eingang der Solarzelle 51 und dem Ausgang der Solarzelle 14'. Eine weitere Bypassdiode 43 ist zwischen dem EIn-' 35 gang der Solarzelle 14' und dem Ausgang der Solarzel-Such a solar cell module is known from DE-OS 33 07 202. Solar cells I 1 to 36 'are connected in series. The input of the solar cell I 1 is connected to the output of the solar cell 4 1 through a bypass diode 41. Likewise, a bypass diode 42 is located between the input of the solar cell 5 1 and the output of the solar cell 14 '. Another bypass diode 43 is between the input '35 input of the solar cell 14' and the output of the solar cell
My 1 Dx / 10.05.1985My 1 Dx / 05/10/1985
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- 2 - VPA 85 G 1143 DE f - 2 - VPA 85 G 1143 DE f
le 23' vorgesehen. Außerdem liegt eine Bypassdiode 44 zwischen dem Eingang der Solarzelle 23' und dem Ausgang der Solarzelle 32'. Schließlich ist noch eine Bypassdi- J ode 45 zwischen dem Eingang der Solarzelle 33' und dem 'le 23 'provided. There is also a bypass diode 44 between the input of the solar cell 23 'and the output of the solar cell 32'. Finally there is a bypass di J ode 45 between the entrance of the solar cell 33 'and the'
Ausgang der Solarzelle 36' vorgesehen. Die Bypassdioden 1Il bis 45 liegen parallel zu den ihnen jeweils zugeordneten Ketten aus den Solarzellen I1 bis 4' bzw. 51 " bis 14' bzw. 14' bis 23' bzw. 23' bis 32' bzw. 33' bi s 36';Output of the solar cell 36 'provided. The bypass diodes 1 Il to 45 are parallel to the respectively associated strings of the solar cell I 1 to 4 'and 5 1 "to 14' and 14 'to 23' and 23 'to 32' and 33 'bi s 36 ';
Bei einer infolge einer Stromüberlastung eintretenden ( In the event of a (
Spannungsumkehr an einer Kette aus Solarzellen liegt die jeweils zugehörige Bypassdiode in Durchlaßrichtung zum "umgekehrten" Stromfluß, wodurch die betreffende Kette von Solarzellen nahezu kurzgeschlossen wird, so daß die mögliche Heizleistung für eine einzelne Solarzelle durch die in dem kurzgeschlossenen Kreis verbleibenden aktiven Solarzellen begrenzt wird.The voltage reversal occurs on a chain of solar cells respective associated bypass diode in the forward direction to the "reverse" current flow, whereby the chain concerned is almost short-circuited by solar cells, so that the possible heating power for a single solar cell through the remaining active solar cells in the short-circuited circuit is limited.
Die Solarzellen 1' bis 36' sind in Serie geschaltet. In dieser Serie zueinander benachbarte Solarzellen sind dabei über Leitungsbänder 20 miteinander verbunden. Diese Leitungsbänder 20 führen von der Oberseite einer vorangehenden Solarzelle zur Unterseite der nächst nachfolgenden Solarzelle, damit die gewünschte Serienschaltung entsteht. Auf diese Weise liegen alle Solarzellen 1' bis 36' zwischen einem positiven Anschluß 50 und einem negativen Anschluß 51.The solar cells 1 'to 36' are connected in series. In Solar cells adjacent to one another in this series are connected to one another via conduction strips 20. These Conductor bands 20 lead from the top of a preceding solar cell to the bottom of the next following one Solar cell, so that the desired series connection is created. In this way, all solar cells 1 'to 36' are between a positive terminal 50 and a negative terminal 51.
Aus der genannten deutschen Offenlegungsschrift ist es bekannt, die eigentliche Bypassdiode 43, d. h. den Diodenchip, auf einem Kühlblech anzuordnen, das mit dem zwischen den Solarzellen 23' und 24' geführten Leiterband 20 verbunden ist, und diese Bypassdiode 43 über ein Anschlußband mit der Unterseite der Solarzelle 14' zu ver-It is from the aforementioned German Offenlegungsschrift known, the actual bypass diode 43, d. H. to arrange the diode chip on a cooling plate that is connected to the between the solar cells 23 'and 24' is connected conductor strip 20, and this bypass diode 43 via a connecting strip to be connected to the underside of the solar cell 14 '
- 3 - VPA 85 G 1143 DE- 3 - VPA 85 G 1143 DE
binden. Durch das Kühlblech wird dabei für eine Wärmeabfuhr aus der Bypassdiode 43 gesorgt. Bei dieser bekannten
Anordnung einer Bypassdiode auf einem Kühlblech befindet sich das Leitungsband 20 oberhalb des Kühlblechs und die
elektrische Verbindung zur Solarzelle 14' unterhalb des Kühlblechs. Diese Anordnung des Kühlblechs zusammen mit
der Bypassdiode und den elektrischen Verbindungen dieser Bypassdiode trägt auf und erschwert eine flache Bauform
des SolsrzsllenniQduls ι
10tie. The cooling plate ensures that heat is dissipated from the bypass diode 43. In this known arrangement of a bypass diode on a cooling plate, the conduction band 20 is located above the cooling plate and the electrical connection to the solar cell 14 'is located below the cooling plate. This arrangement of the cooling plate together with the bypass diode and the electrical connections of this bypass diode is bulky and makes a flat design of the SolsrzsllenniQduls difficult
10
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellenmodul der eingangs genannten Art anzugeben, das in einer flachen Bauform hergestellt werden kann.The present innovation is based on the task of specifying a solar cell module of the type mentioned above, that can be manufactured in a flat design.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einem Kühlblech eine Doppeldiode angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that a double diode is arranged on a cooling plate.
Bei Verwendung einer Doppeldiode auf dem Kühlblech sind sämtliche Diodenchips und sämtliche Anschlüsse der Diodenchips auf ein und derselben Seite des Kühlblechs angeordnet. Eine solche Anordnung ermöglicht eine flache Bauform des Solarzellenmoduls.When using a double diode on the heat sink are all diode chips and all connections of the diode chips on one and the same side of the cooling plate arranged. Such an arrangement enables a flat design of the solar cell module.
Bei Verwendung einer Doppeldiode auf dem Kühlblech ergeben sich einfachere Montage- und Verschaltungsmöglichkeiten. Wenn bei einem Solarzellenmodul benachbarte Solarzellenketten gegeneinander versetzt sind, ergibt sich die Möglichkeit, die neuerungsgemäßen Bypass-Doppeldioden zusammen mit dem jeweils zugehörigen Kühlblech in solchen freien Plätzen des Solarzellenmoduls anzuordnen, bei denen gegenüber dem Stand der Technik ein größeres Kühlblech möglich ist und damit eine geringere thermische Belastung der Bypassdioden.The use of a double diode on the cooling plate results in simpler assembly and connection options. If adjacent solar cell chains are offset from one another in a solar cell module, the result is Possibility to use the bypass double diodes according to the innovation together with the associated cooling plate in such to arrange free spaces of the solar cell module, in which a larger cooling plate compared to the prior art is possible and thus a lower thermal load on the bypass diodes.
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- 4 - VPa 65 G 1143 DE Die Neuerung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:- 4 - VPa 65 G 1143 DE The new feature is explained in more detail using the drawing:
Fig. 1 und 2 zeigen Draufsichten auf neuerungsgemäße Solarzellenmodule
.
51 and 2 show plan views of solar cell modules according to the innovation.
5
Fig. 3 und 4 zeigen eine Bypass-Doppeldiode auf einem Kühlblech.3 and 4 show a bypass double diode on a cooling plate.
F1 σ . Ί 7.A i afc r 1 np nnaiifai nhfr. an f ο 1 η 5!nl ar»7.pl 1 «nmndnl PR . - —(j- — — — QJ- - —-— — _-.__ — —..— ..__ — _.. — — — __ — ._—_..——«_ — —.. 9 bei dem neuerungsgemäße Bypassdioden 11 bis 18 verwendet sind. Jede dieser Bypassdioden 11 bis 18 ist so geschaltet, wie es bei der Bypass-Doppeldiode B dargestellt ist. Das Solarzellenmodul 25 besitzt insgesamt 16 Ketten von Solarzellen, wobei zur ersten Kette die Solarzellen 1M bis 9", zur zweiten Kette die Solarzellen 10· · bis 18" usw. gehören. Jeweils zwei aufeinanderfolgende Ketten von Solarzellen sind räumlich gegeneinander versetzt. Dadurch ergeben sich in der Draufsicht auf dem Solarzellenmodul 25 freie Plätze, in denen die Bypassdioden 11 bis 18 mit jeweils einem relativ großen Kühlblech Platz finden.F1 σ . Ί 7.A i afc r 1 np nnaiifai nhfr. an f ο 1 η 5! nl ar »7.pl 1« nmndnl PR. - - (j- - - - QJ- - —-— - _-.__ - —..— ..__ - _ .. - - - __ - ._ — _..—— «_ - - .. 9 in which bypass diodes 11 to 18 according to the invention are used. Each of these bypass diodes 11 to 18 is connected as shown in the case of the bypass double diode B. The solar cell module 25 has a total of 16 chains of solar cells, the solar cells 1 M being the first chain to 9 ", the second chain includes the solar cells 10 · · to 18", etc. Two successive chains of solar cells are spatially offset from one another each with a relatively large cooling plate.
Wenn die 144 Solarzellen des Solarzellenmoduls 25 so peschaltet sind, daß alle Solarzellen 1" bis 144·' zwischen einem positiven Anschluß 50 und einem negativen An-Schluß 51 liegen, dann liefert das Solarzellenmodul 25 eine Spannung von 72 V. In diesem Fall sind die beiden Anschlüsse 52 und 53 miteinander verbunden.When the 144 solar cells of the solar cell module 25 switch on are that all solar cells 1 "to 144 · 'between a positive terminal 50 and a negative terminal 51, then the solar cell module 25 supplies a voltage of 72 V. In this case, the two are Connections 52 and 53 connected to one another.
Wenn die Anschlüsse 50 und 53 und die Anschlüsse 51 und 52 jeweils miteinander verbunden werden, so liegen die Solarzellen I11 bis 72" und die Solarzellen 73·' bis 144'■ jeweils zwischen einem positiven Anschluß 50 und einem negativen Anschluß 51. Bei dieser Schaltung liefert das Solarzellenmodul 25 eine Spannung von 36 V.If the connections 50 and 53 and the connections 51 and 52 are connected to one another, the solar cells I 11 to 72 ″ and the solar cells 73 · 'to 144' · are each between a positive connection 50 and a negative connection 51 Circuit supplies the solar cell module 25 a voltage of 36 V.
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■;" - i) - VfA 8d u 1143 UE■; "- i) - VfA 8d u 1143 UE
Die Fig. 2 zeigt em Solarzellenmodul 35, das dieselbe räumliche Anordnung von Solarzeilen 1M bis 144" undFig. 2 shows em solar cell module 35, the same spatial arrangement of solar rows 1 M to 144 "and
j. dieselbe räumliche Anordnung von Bypassdioden 11 bis 18j. the same spatial arrangement of bypass diodes 11 to 18
' aufweist wie das Solarzellenmodul 25. Beim Solarzellenmo-'like the solar cell module 25. In the solar cell module
dul 35 sind jedoch sowohl die Ketten der Solarzellen alsHowever, dul 35 are both the chains of the solar cells
auch die Bypassdioden 11 bis 18 so miteinander verdrah- ;; tet, daß bei einer Verbindung der Anschlüsse 60 mit 63also wire the bypass diodes 11 to 18 to one another in this way; ; tet that when the connections 60 are connected to 63
und der Anschlüsse 61 mit 62 das Solarzellenmodul 35 eine Spannung von 9 V und daß hei Verbindungen der Anschlüsse 60 mit 62 das Solarzellenmodul 35 eine Spannung von 18 V liefert. Die Beschaltung nach Fig. 2 macht es erforderlieh, daß zwischen Leitungen, die verschiedenes Potential aufweisen, jeweils eine Isolierfolie I angeordnet wird.and the connections 61 to 62, the solar cell module 35 has a voltage of 9 V and that is the connection between the connections 60 to 62, the solar cell module 35 supplies a voltage of 18 V. The circuit according to Fig. 2 makes it necessary that an insulating film I is arranged between lines which have different potentials.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine neuerungsgemäße Bypassdiode, bei der zwei Diodenchips D 1, D 2 mit den beiden Anschlußfahnen P 1, P 2 auf ein und derselben Oberfläche des Kühlblechs K angeordnet sind. Dabei sind die beiden Diodenchips D 1, D 2 elektrisch hintereinandergeschaltet. Das Kühlblech K dient als elektrische Verbindung zwischen den beiden Diodenchips D 1, D 2.3 shows a plan view of a bypass diode according to the invention, in which two diode chips D 1, D 2 with the two connecting lugs P 1, P 2 are arranged on one and the same surface of the cooling plate K. The two diode chips D 1, D 2 are electrically connected in series. The cooling plate K serves as an electrical connection between the two diode chips D 1, D 2.
> Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Bypassdiode nach> Fig. 4 shows a side view of the bypass diode
Fig. 3. Dabei ist deutlich sichtbar, daß dadurch, daß sowohl Anschlußfahne P als auch Diodenchip D auf ein und derselben Oberfläche des Kühlblechs K angeordnet sind, eine besonders flache Bauform für die integrierbare Bypassdiode gefunden werden kann.Fig. 3. It is clearly visible that the fact that both terminal lug P and diode chip D on and the same surface of the cooling plate K are arranged, a particularly flat design for the bypass diode that can be integrated which can be found.
Die Anzahl der Leitungsausführungen in einem Solarzellenmodul läßt sich deutlich verringern, wenn die Bypassdiode B ähnlich wie die Solarzellen I11 bis 144'' in den Solarzellenverbund eingebaut und auch verschaltet sind. Eine integrierbare Bypassdiode kann mit glaspassivierten und mit Silikon-Kautschuk abgedeckten Silicium-Dioden-The number of line designs in a solar cell module can be significantly reduced if the bypass diode B is built into the solar cell assembly and also connected in a manner similar to the solar cells I 11 to 144 ″. An integrable bypass diode can be made with glass passivated and silicon rubber covered silicon diode
- 6 - VPA 8b G 1143 DE- 6 - VPA 8b G 1143 DE
chips hergestellt werden. Um die notwendige Wärmeabfuhr zu erreichen, werden die Diodenchips D 1, D 2 auf ein
Kühlblech gelötet und über Anschlußfahnen mit den Solarzellen verbunden.
5chips are made. In order to achieve the necessary heat dissipation, the diode chips D 1, D 2 are soldered to a cooling plate and connected to the solar cells via connecting lugs.
5
Die Neuerung ermöglicht geringere Materialkosten und geringere Verarbeitungskosten. Bei verschiedenen Dauertests hinsichtlich Temperatur und Feuchteeinwirkung wurden an den Dioden bzw. an den Solarmoduleigenschaften keine Veränderungen festgestellt.The innovation enables lower material costs and lower processing costs. In various endurance tests There were no changes to the diodes or the solar module properties with regard to temperature and moisture established.
3 Schutzansprüche3 claims for protection
4 Figuren4 figures
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8507026U DE8507026U1 (en) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | Solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8507026U DE8507026U1 (en) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | Solar cell module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8507026U1 true DE8507026U1 (en) | 1985-06-13 |
Family
ID=6778469
Family Applications (1)
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| DE8507026U Expired DE8507026U1 (en) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | Solar cell module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8507026U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005038925A2 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-28 | The Boeing Company | Solar cell structure with integrated discrete by-pass diode |
-
1985
- 1985-03-11 DE DE8507026U patent/DE8507026U1/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005038925A2 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-28 | The Boeing Company | Solar cell structure with integrated discrete by-pass diode |
| WO2005038925A3 (en) * | 2003-10-02 | 2005-10-20 | Boeing Co | Solar cell structure with integrated discrete by-pass diode |
| US7592536B2 (en) | 2003-10-02 | 2009-09-22 | The Boeing Company | Solar cell structure with integrated discrete by-pass diode |
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