DE8802500U1

DE8802500U1 - Klapp- bzw. faltbarer Solargenerator

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Publication number: DE8802500U1
Application number: DE8802500U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1988-01-23
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1988-05-19
Anticipated expiration: 2008-02-26

Description

Llcentia Patent-Verujaltunga-GmbH PTL-HH/Sl/bl Theodar-Stern-Kai 1 HH &THgr;7/37 Gbm D-6UQ0 Frankfurt 70

"Klapp- bzw. faltbarer Solargeneratar"

Die Neuerung bezieht sich auf einen klapp- bzu. faltbaren Solargenerator mit mindestens zuiei mittels Scharnieren mechanisch miteinander verbundenen Solarzellenmadulen gemlB dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Solarzellenmadule bestehen aus einer flächenhaften Anordnung von Solarzellen und werden im allgemeinen mechanisch fest installiert und gegebenenfalls untereinander verschaltet. Bei mobiler Anwendung dieser Salarzellenmodule kann die Generator-IQ grSBe hinderlich Bein, insbesondere wenn die StaugrBBe oder das StauvalufRert B&§?e«2t sind.

Es ist bereits ein klappbarer Solarzellengenerator mit min' destens zwei Deekeln bekannt geworden, die mittels Scharniere mechanisch miteinander verbunden sind (DE*Gbra 82 10 972). Die Deckel weisen auf ihrer Innenseite jeweils eine vorgegebene Anzahl von zu Modulen geschalteten Solarzellen auf, ttobei die

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Solarzellen zusammen mit zugehörenden elektrischen Verbindungen zu selbsttragenden, formetiifen Modulen in glaefeaerveyetlrkifm Kunststoff gekapselt sind. Dia Module werden mitteli einer elastischen Klebemasse auf den zugehflrenden Deckeln gehalten. Die Snherniere sind in einem Beraich derart unterbrochen, daß zwei in den Scharnierbereichen gelagerte Achsstummel vorhenden -aind und daß der von den Achsstummeln freigehaltene Bereioh der Scharniere von elektrischen Leitern uu?ün55tzt ist. Disss Lsi" fcer verbinden die Module zweier benachbarter Deckel elektrisch leitend miteinander. Van Nachteil ist allerdinge, daß die elektrische Verschaltung in den FaIt- oder Knicketeilen stark beensprueht wird. Weiterhin ist eine nachträgliche Verschaltung und Fixierung einzelner Solarzellenmodule sehr aufwendig und für eina Konsumanuienuung ungeeignet, da die Handhabung umständlich let.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen klapp- bzw. faltbaren Solargenerator der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen gesamte elektrische Verschaltung funktionssicher gekapselt lat und zusammen mit den mechaniachen Verbindungen eine hohe

2Q Funktionaaicherheit such bei Umwelteinflüssen sicherstellt.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelSst, daß die Scharniere sowohl die mechanische Verbindung zwischen den Solarzellenmodulen als auch die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlußkontaktelementen der Solarzellenmadule Obernehmen, und daß die Scharniere zusammen mit die Solarzellenmodule umgeben den Rahmen in einem Arbeitsschritt hergestellt sind.

Ausgestaltungen der Neuerung sind in den ünteranspruchen 2 bis 17 beschrieben.

Ein Vorteil der Neuerung besteht neben der einfae : handhabung und sicheren Ausbildung des Salargenerators darin, daß die während eines langjährigen Gebrauches auftretenden Falt-Lastusehsel problemlos überstanden werden. Es ist worteilhafter-

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weise maglich, eine bestimmte Anzahl wan Solarzellenmodulsn im Zusammenhang mit ihrer Rahmung entsprechend zu verbinden, aber es besteht auch die Möglichkeit, einzelne Salarzellenmodule nachträglich zu einem faltbaren Solargeneratar zusammenzusetzen bzw. an einen bereits vorhandenen faltbaren Solargenerator anzukuppeln.

In der Zeichnung sind Ausfflhrungsbeispiele nach der Neuerung dargestellt, und zwar zeiqen die einzelnen Figuren jeweils unterschiedliche Scharnierauaführungen, beispielsweise

Fig. 1 ein in einen Steg und flexible Litzen aufgeteiltes

Scharnier,

Fig. 2 ein Scharnier in Form eines Flachbandleiters, Fig. 3 ein zwei Scharnierhilften aufweisendes Scharnier, Fig. k eine konstruktive Verbesserung des in Ftg. 3 dargestellten Schsrnieres, und die

Figuren 5 und &bgr; weitere sue zwei Scharnierhaiften bestehende Scharniere.

Der in Fig. 1 dsrgestellte klspp- bzw. faltbare Solargenerator besteht aus zwei teilweise dargestellten Solarzellenmodulen 1 und 2, die mittels eines Scharnieres 3 mechanisch miteinander verbunden sind. Jedes Solsrzellenmodul weist eine flachenhefte Anordnung von Solerzellen &igr;» suf, die beispielsweise euf einem zeichnerisch nicht dergsstsllten Deckel engeordnet oder zu selbsttragenden formstsifsn Modulen in glasfaserverstärktem Kunststoff oder Verbundwerkstoff gekapselt sein können. Die Solarzellenanordnungen U sind Jeweils von einem Rehmsn 5 umgeben, zwischen denen sich das Scharnier 3 befindet. Des Schsrnlsr 3 ist in einen die mechanische Verbindung zwischen dan Bolsrzsllsnmodulen 1 und 2 übernehmenden Steg 6 und in flexible Litzen 7, die die elektrischen Verbindungen zwischen dan Ziiohnsriech nicht dargestellten elektrischen KontsktaneehluBelemanten der Solarzellenmodule 1 und 2 Obernehmen, aufgeteilt. Die flexiblen

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Litzen 7, die kunststoffuragoaaen sein können, sind im Randbereich bzbi. en den Stirnaeiten der Solarzellenmodule 1 und 2 angeordnet. Sie weisen ihre Gebrauchefähigkeit verbesaernde, eich von Modul zu Modul eratreckende Ummantelungen 8 auf. Die Litzen können zusammen mit dem Rahmen 5 und dem Steg 6 nach einem SpritzguBverfahren in einer gemeinsamen Farm in einem Arbeitsachritt hergestellt sein.

In Fig. 2 ist als Scharnier 3 ein Flachbandleiter 9 vorgesehen, dessen elektrische Leiter 10 mit elektrischen AnschluSkontaktelernenten 31 der Solarzellenmodule 1 und 2 verbunden sind. Die Kunstatoffummantelung des Flachbandleiters 9 steht mit dem Rahmen 5 der Solarzellenmodule 1 bzw. 2 in mechanischer Verbindung. Die Rahmen 5 der Solarzellenmodule 1 bzui. 2 können die elektrischen Leiter 10 des Flachbandleiters 9 zusammen mit den zeichnerisch nicht dargestellten elektrischen AnschluBkontakteleraenten der Solarzellenmodule 1 bzu. 2 umschließen. Eine Vielzahl von parallel geschalteten Einzelleitern 10 dea Flachbandleiters 9, der in Fig. 2 teilweise abisoliert dargestellt ist, gewährleistet eine niederohmige Verbindung bei größtmöglicher mechanischer Flexibilität.

Das aus Fig. 3 ersichtliche Scharnier 3 besteht aus zwei ScharnierhSlften 11 bzu. 12, die zusammen mit den Rahmen 5 der Solar· zellenmodule in einem GuS derart hergestellt sind, deS ihre Drehachsen im zusammengebauten Zustand des Scharniere fluchten. In den Bohrungen der Scharnierhalften 11 und 12 sind Metallhülaen 13 angeordnet, die mit den AnechluSkontaktelementen der zugeordneten Solerzelienmodule 1 und 2 auf zeichnerisch nicht dargestellte lileiee elektrisch leitend verbunden sind. Eine mechanische Verbindung zwischen den Schernierhälften 11 und 12 sowie eine elektrische Verbindung zwischen den Metsllhülsen 13 wird durch einen die Metallhuleen 13 durchsetzenden

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Metallstift 1*» hergestellt. Der Hetallatift Ik kann einen Kunststoff kopf 15 aufweisen.

GemäS Fig. k können die einem Solarzellenmodul 1 zugeordneten Scharnierhalften 11 an einer ihrer Stirnseiten einen kugelfBrmigan Vorsprung 16 aufweisen. Diese kugelförmigen Vorspringe 16 greifen im zusammengesetzten Zustand dea Schamieres 13 in Ausnehmungen 17 ein, die sich in den benachbarten Stirnseiten von dem anderen Salarzellenmodul 2 zugeordneten Scharnierhälften 12 befinden. Durch die kugelförmigen Vorsprunge 16 und die zügen Dr en den Ausnehmungen 17 uird ein Einrasten der Scharnierhälften 11 bztii. 12 ineinander vor der Einführung eines Metallstiftes 1&Iacgr; in die MetallhQlsen 13 ermöglicht. Durch diese Maßnahmen wird eine bessere mechanische Arretierung der Solarzellenmodule 1 und 2 zue^nan^er erzielt.

In Fig. 5 weist das Scharnier 3 zuiei Scharnierhälften 18 und 19 auf, die jeweils an einem Salarzellenmodul 1 bzw. 2 derart befestigt sind, daß ihre Drehachsen parallel verlaufen. Auch in den Bohrungen dieser Scharnierhälften 18 und 19 sind Metallhülsen 2Q angeordnet, die mLt den zeichnerisch nicht dargestellten AnechluBkontaktelementen der zugehörenden Solarzellenmodule 1 und 2 elektrisch leitend verbunden sind. Die mechanischen und elektrischen Verbindungen zwischen den Scharnierhälften 18 und 19 bzw. zwischen den Metallhtllsen 20 wird durch einen BrQckenstecker 21 mit zwei parallelen Metallatiften 22 und 23 dadurch erzielt, daß die Metallstifte 22 und 23 im zusammengesetzten Zustand dee Schernieres 3 die MetallhQlsen 20 durcheetzen. Die Metallatifte 22 und 23 sind elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei diese Verbindung in einer Kunstetoffummentelung 2U liegen kann.

bile Fig. 6 zeigt, kenn ein derartiger Brückenetecker 25 zweipolig mit einem positiven Metelletift 26 und einem negativen Metallatift 27 ausgebildet «ein. An jedem Metallatift 26 bzw.

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27 1st eirv Leiter 28 bztii. 29 einer zweipoligen AnschluBleitung 30 angeschlossen.

Die Scharnierhälften 11 bzw. 12 oder 18 bzw. 19 kSnnen aus
einer die Metallhülsen 13 bzw. 20 umgebenden Formmasse bestehen, die zusammen mit den Rahmen 5 der Solarzellermodule 1 bzw. 2
nach einem SpritzguBverfahren in einer geroeinsamen Form hergestellt werden.

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Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH/Sl/bl

Theodor-Stern-Kai 1 HH S7/37 Gbm

D-6QQ0 Frankfurt 7Q

SchutzansprOche

1. Klapp- bzw. faltbarer Solargenerator mit mindeatena zwei, mittels Scharnieren mechanisch miteinander verbunderen Solarzellenmodulen, die jeweils eine vorgegebene Anzahl van zu Modulen geschalteten Solarzellen aufweisen, vorzugsweise von aolchen, die zusammen mit zugehBrenden elektrischen Verbindungen zu selbsttragenden und formsteifen Modulen beispielsweise in glasfaserverstärktem Kunststoff gekapselt sind, dadurch gekennzeichnet, defl die Scharniere (3) sowohl die mechanische Verbindung zwischen den Solarzellenmodulen (1, 2) als auch die elektrischen Verbindungen zwischen den AnschluSkontektelementen der Solarzellenmodule (1, 2) übernehmen, und daß die Scharniere (3) zusammen mit die Solarzellenmodule (1, 2) umgebenden Rahmen (5) in einem Arbeitsschritt hergestellt sind.

2. Solargenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch nach einem Spritzguß-Verfahren in einer gemeinsamen Form hergestelltes Scharnier (3) und hergestellten Rahmen (5).

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3. Solargenerator nach Anspruch 1 ader 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharnier (3) in einen die mechanische Verbindung übernehmenden Steg (G) und in die elektrischen Verbindungen öber-■^J nehmende flexible Litzen (7) aufgeteilt ist. 05

k. Salargeneratar nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kabellitzen.

5. Salargeneratar nach Anspruch 3 oder *», gekennzeichnet durch kunststoffumgossene Litzen (7).

6. Solargenerator nach Anspruch 3, it oder 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Litzen (7) im Randbereich bzw. an den Stirnseiten der Solarzellenmodule (1, 2) angeordnet sind.

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7. Solargenerator nach Anspruch 3, k_t 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Litzen (7) van Hadul zu Modul sich erstreckende Ummantelungen (&bgr;) aufweisen, die zur Verstärkung und damit zur Verbesserung der Bebrauchefähigkeit dienen.

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&bgr;. Solargenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB als Scharnier (3) ein Flechbandleiter (9) vorgesehen ist, dessen elektrische Leiter (10) mit den elektrischen Anschlußkontaktsltimenten der Solarzellenmodule (1, 2) verbunden sind und dessen Kunetstoffummantelung mit den Snlarzellenmodulen (1, 2) ir mechanischer Verbindung steht.

9. Solargenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von parallalgeschalteten Einzelleitern eine niederohmige Verbindung bei größtmöglicher mechanischer Flexibilität geuährleiatet.

10. Solargenerator nach Anaprueh ß oder 9, dadurch gek*n;izeichnet, daß der Rahmen (S) eines Solarzallenmodula (1, 2) dia

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elektrischen Ltlter (10) zusammen mit den elektrischen Anschluß- j konttktelementen des Solarxellenmodula (1, 2) umeehlieBt. I

11. Solargenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dee Scharnier (3) mindestens zuei ScharnierhMlften (11, 12) aufweist, dia jeweils abwechselnd mit einem van zuiei benachbarten Solarzellenmodulen (1, 2) mechanisch feet verbunden sind und deren Drehacheen im zusammengebauten Zustand des Scharniere (3) fluchten, daß in den Bohrungen der Scharnierhölften (11, 12)

1Q Metallhülsen (13) angeordnet sind, die mit den Anschlußkontakte leinen ten der zugeordneten Solarzellenmodule (1, 2) elektrisch leitend verbunden sind, und daß ein die Metallhalsen (13) durchsetzender Metallstift (HO vorgesehen 1st, der die mechanische Verbindung zuiachen den ScharnierhSlften (11, 12) und die elektriache V/erbindung zwischen den MetallhOlaen (13) herstellt.

12. Solargenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstift (HO einen Kunststoffkopf (15) aufweist.

2Q 13. Solargeneretor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Solarzellenmodul (1 bzw. 2) zugeordneten Scharnierhilf ten (11 bzw. 12) an einer ihrer Stirnseiten einen kugelförmigen Vorsprung (16) aufweisen, und daß die kugelförmigen V/oraprOnge (16) im zusammengesetzten Zustand dee Scharniers (3) in Ausnehmungen (17) eingreifen, die sich in den benachbarten Stirnseiten von dem anderen Solarzellenmodul (2 bzw. 1) zugeordneten Scharnierhalften (12 bzu. 11) befinden.

1i». Solargenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharnier (3) mindestens zuei Scharnierhälften (1&THgr;, 19) aufweist, von denen jeweils eine an einem Solarzellenmodul (1 bzw. 2) und eine andere an einen benachbarten Salarzellenmüdul (2 bzw. 1) derart befestigt aind, daß die Drehachsen parallel verlaufen, daß in den Bohrungen der Scharnierhälften (18, 19) Hetallhölsen (20) angeordnet sind, die mit den AnscnluSkontaRtelEffientsn dsr zugehörenden Salarzellenmodule (1, 2) elektrisch leitend ver-

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bundan sind, und daß ein Brückenstecker (21) mit ztuei parallelen untereinander elektrisch leitend verbundenen Metallstiften (22, 23) vorgesehen iat, die im zusammengesetzten Zustand des Scharniers (3) die Metallhülsen (20) durchsetzen. 05

15. Solargenerator nach Anspruch 1U, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement der Metallstifte (22, 23) des Brückensteckere (21) mit einer Kunetstoffummontelung (2<O versehen ist.

16. Salargeneratar nach Anspruch ^U oder 15, dadurch gekennzeichnet, daB der BrUckenstecker (25) zweipolig mit einem positiven Metallstift (26) und einem negativen Metallatift (27) ausgebildet ist, und daß an jedem Metallatift (26, 27) ein Leiter (28, 29) einer zweipoligen AnschluBleitung (30) angeschlossen ist.

17. Solargenerator nach Anapruch 11, 13 oder H», dadurch gekennzeichnet, daB die ScharnierhBlften (11, 12, 18, 19) aus einer die Metallhülsen (13, 20) umgebenden Formmasse bestehen, die zusammen mit den Rahmen (5) der Solarzellenmodule (1, 2) nach einem SpritzguBverfahren in einer gemeinsamen Form hergestellt sind.