EP2150986A2 - Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür - Google Patents

Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür

Info

Publication number
EP2150986A2
EP2150986A2 EP08715472A EP08715472A EP2150986A2 EP 2150986 A2 EP2150986 A2 EP 2150986A2 EP 08715472 A EP08715472 A EP 08715472A EP 08715472 A EP08715472 A EP 08715472A EP 2150986 A2 EP2150986 A2 EP 2150986A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rfid tag
photovoltaic device
solar cell
solar
tag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08715472A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich W. Merkle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SOLARTEC AG
Original Assignee
SOLARTEC AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SOLARTEC AG filed Critical SOLARTEC AG
Publication of EP2150986A2 publication Critical patent/EP2150986A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the invention relates to a photovoltaic device according to the preamble of the appended claim 1, as known from document GB 2425884 A.
  • the invention also relates to a manufacturing method for such a photovoltaic device (solar module) with at least one solar cell for direct conversion of light into electrical energy.
  • High efficiency with over 39% conversion of solar radiation can be achieved through the use of high performance PV cells from higher value semiconductor (Ml-V) semiconductor material such as silicon dioxide.
  • Ml-V semiconductor
  • GaAs GalliumArsenide
  • Such cells based on semiconductor material can be constructed in steps as single, tandem, triple cells or multiple stack cells and thereby use a wider light frequency spectrum.
  • the large-scale production of such cells is very expensive. It was therefore in the prior art -dabei see, for example, article AW Bett et al. FLATCON AND FLASHCON CONCEPTS FOR HIGH CONCENTRATION PV, Proc. 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, and Exhibition, Paris, France, 2004, page 2488 - the approach chosen to focus the incident sunlight on a very small area of eg below 2 mm 2 . Only for this small area then a solar cell is necessary. The material usage can then be less than 1% compared to the areal use of such cells. The concentration makes it possible to use the high luminous efficacy of high-performance PV cells of currently over 39%.
  • the solar cells of individual modules are housed in a closed housing.
  • An optical element - more precisely a plate with a plurality of optical elements - serves as a light entry plate and optical unit for concentrating the incident through this light entrance plate sunlight on the much smaller solar cells.
  • this optical element forms the upper side of the module housing, which is closed laterally by side plates and at the bottom by a base plate on which the individual solar cells are arranged like a grid.
  • Knowing the identification data of a module also serves to make the solar module unmistakable, making such modules more theft-proof.
  • modules are usually identified by barcode labels and labels, this does not ensure the visibility of such modules. Labels and labels can be torn down and replaced by others, and can also fade over the years due to environmental factors. Reliable theft protection of modules is not guaranteed by the use of barcode labels and labels.
  • RFID systems or RFI D devices offer the possibility of data such as e.g. Such identification data to store in a chip and read in and out by radio.
  • Such an RFID device comprises a transponder also called RFID tag, readers with associated antenna, the readers also
  • Transponders on or in objects store data that can be read without contact and without visual contact.
  • transponder and reader takes place by means of electromagnetic waves. At low frequencies, this happens inductively via a near field, at higher frequencies via an electromagnetic far field.
  • the structure of an RFID transponder provides in principle an antenna and a microchip, more specifically an analogue circuit for receiving and transmitting, as well as a digital circuit and a permanent memory.
  • Active RFID tan ponders also have an energy source.
  • RFID transponders may have a rewriteable memory in which information can be stored during the lifetime.
  • the reader In RFID communication, the reader generates an electromagnetic alternating field which receives the antenna of the RFID transponder. In the antenna coil of the tag, as soon as it comes close to the electromagnetic field, induction current is generated which activates the microchip installed in the tag. The induced current also charges a capacitor in passive tags, which ensures a permanent power supply of the chip.
  • the reader must constantly transmit an electromagnetic field while the tag is in the reading range due to the low capacitance of the capacitor. Although this reduces the cost and weight of the chips, at the same time it also reduces the range, which is here a few millimeters to a few centimeters.
  • the power supply of the chip takes over with active tags a built-in battery.
  • the RFID tag does not send any information to increase the life of the energy source. Only if a special one
  • Activation signal is received, the transmitter is activated.
  • the energy of Battery can not be used to generate the modulated return signal, but higher return coefficients allow for a much higher range of up to 100 meters due to the lower energy consumption of field energy.
  • the microchip Once the microchip is activated, it receives commands that the reader modulates into its magnetic field. By modulating an answer into the field sent by the reader, the tag sends its serial number or other data requested by the reader. The tag only changes the electromagnetic field of the reader.
  • the antenna and the housing Decisive for the size are the antenna and the housing.
  • the shape and size of the antenna depends on the frequency.
  • RFID transponders may well be the size of books.
  • the range of passive transponders depends on the frequency and coil size. The range drops rapidly in both UHF and HF with smaller antennas.
  • RF tags with a frequency of 13.56 MHz use load modulation, ie they use short-circuiting the energy of the alternating magnetic field. This can be detected by the reader. By bonding to the alternating magnetic field, this technique works exclusively in the near field.
  • the antennas of a Nahfeldtags therefore form a loop antenna whose characteristic feature is a resonance coil.
  • UHF tags with a frequency between 865 MHz and 869 MHz use the electromagnetic far field to transmit the response.
  • the electromagnetic wave is either absorbed or reflected with the largest possible return cross section.
  • the UHF antennas are mostly dipoles.
  • the chip can be fixed in the middle of the RFID tag. Since the power supply of the microchip must be consistently covered, the reader must generate a permanent field. Because the field strength decreases quadratically with distance and this distance must be traveled in both directions - from the reader to the day and back - the field generated by the reader must be quite powerful and typically have an effective isotropic radiation power between 0.5 and 2 watts.
  • the tags are available in the UHF range 10 free channels with a power of 2 watts, above a channel and below 3 channels, which can only be operated at a lower power. All channels extend over a width of 200 kHz.
  • the tag response is done by modulating the response signal at 200 kHz on the field generated by the reader, thereby creating a modulated field with a sideband - also called channel - of 200 kHz above and below the frequency of the field generated by the reader, so it is accurate in a neighboring canal.
  • a photovoltaic module with a memory device for storing identification data about the photovoltaic module, a sensor for measuring functional parameters of the module and an electronic data transmission device for transmitting the identification data and the function parameter data to a remote device.
  • the memory for character drawing data and the electronic data transmission device may be provided with an RFI D device.
  • the RFI D device has an RFID tag which stores identification data about the photovoltaic module and the function parameter data obtained from the sensor and transmits it wirelessly to a remote device.
  • the RFID tag is connected between the terminals of a photovoltaic cell.
  • a malfunction of a solar cell influences the operation of the RFID tag or RFID device connected thereto.
  • every RFID tag used must be located exactly between the ports of a photovoltaic cell are attached, resulting in a complex and thus cost intensive production of such photovoltaic modules.
  • the object of the invention is to provide a photovoltaic device with the features of the preamble of claim 1 in such a way that the monitoring and unambiguous identification of the photovoltaic device based on their identification data is simple and inexpensive to realize an increased reliability of the photovoltaic device or ., the solar system in which it can be used to achieve.
  • a corresponding method for producing the photovoltaic device according to the invention or its advantageous embodiments forms the subject matter of the independent claim or the corresponding subclaims.
  • a photovoltaic device (solar module) is created with which solar energy can be converted directly into electrical energy.
  • the device according to the invention has a carrier plate on which at least one solar cell is mounted.
  • An RFID tag is attached to the carrier plate.
  • the RFID tag is mounted on the carrier plate so that it is electrically insulated from the at least one solar cell.
  • the RFID tag is electrically insulated from the at least one solar cell, its attachment to the photovoltaic device does not require much effort. This leads to low production costs of a photovoltaic device according to the invention. The day is thus not influenced by the operating state of the at least one solar cell, resulting in Increased reliability of the RFID tag leads.
  • the identification data of the module are determined and then stored in a database.
  • the module is then brought to an assembly station, where the RFI D-tag attached to the solar module, in particular glued.
  • the RFID tag is then cast in particular with silicone.
  • the identification data is written and stored in the RFID tag by means of at least one writing device.
  • serial number of a module serial number of a module, date of manufacture, date of delivery, manufacturer, performance data, maintenance data or changes and data on the repairs already carried out.
  • the solar module is unmistakably marked, which leads to increased security against theft and to facilitate the maintenance of the module.
  • immediate conclusions regarding the operating status of the module can be drawn.
  • a technician can preferably write maintenance or repairs that he performs on the solar module directly into the RFID tag of the solar module, which leads to a relief of his work.
  • the reading of the identification data is preferably carried out by means of a reading device with at least one reader, which is mounted in the range of the module.
  • a reading device with at least one reader, which is mounted in the range of the module.
  • the identification data can be read by a reading device and in particular with the corresponding data stored in the database and / or in the RFID tag be compared. Thus it can be determined whether the RFI D device or the RFI D-Tag works reliably.
  • the RFI D tag can be attached to the solar module, in particular on the side facing away from the sun of the support plate.
  • the carrier plate is preferably made of a material which is permeable to the electromagnetic field generated by the reading device and / or modulated by the RFID tag.
  • the reading of the identification data is carried out in particular from above, preferably by means of a portable reader. So a technician can learn when, e.g. the solar module has been produced or what repairs have already been made to the solar module, without having to dissolve the solar module from the solar system, more precisely from its holder. This leads to a great facilitation of the maintenance work to be carried out on the solar module according to the invention, and thus to a significant cost reduction of these maintenance work or maintenance costs of the solar module according to the invention.
  • a light entry plate made of translucent material may also be present, which is arranged parallel to the support plate on its side facing the sun. In this way, the at least one solar cell is protected from environmental influences.
  • the RFID tag may also be attached to the light entry plate.
  • the photovoltaic device has side walls, which are in particular formed perpendicular to the carrier plate.
  • the RFID tag may preferably be attached to the side walls.
  • the support plate, the light entry plate and the peripheral side walls form a closed housing.
  • the RFID tag can be mounted inside the housing. This method of attachment leads to better protection of the RFID tag from environmental influences.
  • the RFID tag has a protective covering.
  • the RFID tag is cast in particular with silicone.
  • the RFID tag can no longer be replaced.
  • the RFID tag is mounted anti-theft on the solar module according to the invention.
  • the RFID tag is protected against environmental influences. Such photovoltaic devices remain longer clearly identifiable.
  • the at least one solar cell can be a silicon solar cell.
  • the at least one solar cell may be a thin-film cell.
  • the photovoltaic device according to the invention may comprise at least one multilayer cell of semiconductor compounds, in particular a tandem or triplets of III-V semiconductor compounds.
  • the surface area of the at least one solar cell used may be equal to or less than about 100 mm 2 .
  • the light entry plate can have an optical unit for bundling the incident solar radiation onto the surface of the at least one solar cell.
  • the at least one solar cell is arranged at a distance from the light entry plate on its side facing away from the sun and has a surface which is smaller than a partial surface of the light entry plate, in particular as a partial surface of the optical unit is.
  • the solar module according to the invention has a passive RFID tag, in which the energy for powering the chip is withdrawn from the electromagnetic field of the reading device used during reading with at least one reader.
  • passive RFID tags do not have a built-in power source for powering the chips results in a reduction in their weight and thus in the solar modules they are mounted on, which in particular leads to easier tracking of such solar modules to the sun.
  • passive RFID tags are inexpensive, which leads to a reduction in the manufacturing cost of the solar modules according to the invention.
  • the solar module according to the invention has an active RFID tag with a built-in battery for the power supply of the chip present in the process.
  • the use of RFID transponders with their own energy supply achieves a high range and a large range of functions of the RFID device used in the solar module according to the invention.
  • the long range of the active RDIF transponder used leads to a facilitation of the readout of the identification data by means of the reading device used with at least one reader. Since active RFID tags are long-lived, the active day used will rarely need to be replaced, resulting in a reduction in the cost of ownership of the solar module.
  • the module according to the invention may also have an RF tag with a frequency of 13. 56 Hz, which comprises a loop antenna, preferably a resonance coil.
  • UHF tag in the solar module according to the invention with a frequency between 865 MHz and 869 MHz and a dipole antenna.
  • the solar module according to the invention has in particular an RFID tag, the resonant frequency of which is not affected by the materials used in the solar module, which in particular to facilitate the reading of the identification data stored in the RFID tag leads.
  • the reading device of the solar module according to the invention can have a plurality of readers, which cover in particular the entire spectrum of the available frequency channels.
  • the reading of the identification data can be done simultaneously with multiple readers, resulting in a shortening of the readout time and thereby to a reduction in the
  • the support plate may have on its side facing away from the sun a heat conductor plate, in particular made of aluminum, which leads to a better cooling of the solar cells by an improved dissipation of the heat generated by the operation of the solar cells and by the impinging heat radiation to the outside.
  • the solar module according to the invention has a closed housing and the solar cells are mounted on the side of the carrier plate facing away from the sun.
  • the heat present in the vicinity of the solar cells can be transported through the heat conductor plate to the outside.
  • the solar cells are thereby cooled and the heat is not trapped in the housing.
  • An improved cooling of the solar cell is important because the degree of tilt of the solar cell decreases with increasing temperature.
  • the RFID tag is preferably mounted on the sidewalls inside the housing. This protects the RFID tag from rainwater. Since metal strongly reflects the electromagnetic radiation generated by the reading device, this method of attachment is particularly advantageous because the RFID tag is positioned at a distance from the solar cells and the metal of the heat conductor plate.
  • the RFID tag is also attached when mounted on the light entry plate or on the support plate preferably on a surface that is not covered by the surface of the at least one solar cell.
  • silicon can make it particularly difficult to read out the identification data when using silicon cells.
  • an RFID system having a circular polarization can be used.
  • the RFID system comprises an RFID tag and a corresponding reading device. This allows the RFID tag to be read both horizontally and vertically.
  • circular polarization attenuates the signal-to-noise ratio by 3 dB.
  • the RFID tag used in the solar module according to the invention preferably has positioning elements by means of which the solar module is arranged at right angles from the solar module and thus has a large distance to the solar module.
  • the RFID tag of the solar module according to the invention preferably has at least one cryptography module which stores the data stored in the RFID tag Encrypt data. Increased security of the solar module against theft or against unauthorized use of the data stored in the RFID tags is thus ensured.
  • Fig. 1 is a schematic partial sectional view of a photovoltaic device according to the invention in the form of a concentrator photovoltaic module with light entrance plate and at least one optical unit and a closed
  • Housing and Fig. 2 is a schematic bottom view of the photovoltaic device according to the embodiment of Figure 1.
  • a photovoltaic device 10 is shown in the form of a concentrator photovoltaic module.
  • Each module 10 has a housing 50 in which a plurality of solar cells 20 are housed. Opposite on a light entry plate made of translucent material 35 is for each solar cell 20, an optical element 40 for bundling the incident radiation 45 on this compared to the surface of this optical element 40 much smaller area solar cell 20 is present.
  • the light entry plate 35 forms the upper end of the housing 50.
  • the housing 50 is closed laterally by circumferential side walls 30 and at the bottom by a single or multi-part support plate 20, on which the solar cells 25 are mounted.
  • the support plate 20 is mainly made of a good thermal conductivity Material, for example made of copper or aluminum.
  • an RFI D tag 55 is mounted, which has an electrically insulating support or an electrically insulating housing (not shown).
  • the RFID tag is electrically insulated from the carrier plate 20 and thus also in each case opposite the solar cells 20.
  • Identification data of the module 10 is stored in the RFID tag.
  • the RFID tag is arranged on a surface of the carrier plate 20 which is not covered by the surface of any of the solar cells 20.
  • the RFID tag 55 is encapsulated with a protective and fastening layer 60, in particular of silicone, and thus enveloped.
  • the identification data of the solar module 10 stored in the RFID tag 55 can be read by a reading device 65, such as a reader. read from above.
  • FIG. 2 shows a schematic bottom view of the photovoltaic device according to the embodiment of Figure 1 is shown. In this case, the mounting method of the RFID tag 55 is illustrated.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Photovoltaik von Sonnenenergie in elektrische Energie, mit mindestens einer Solarzelle (25), die an einer Trägerplatte (20) angebracht ist, und mindestens einem RFID-Tag (55) zum Speichern von Kennzeichnungsdaten der Photovoltaik-Vorrichtung (10), wobei der RFID-Tag einen gegenüber der mindestens einen Solarzelle (25) elektrisch isolierten RFID-Tag (55) ist. Auch betrifft die Erfindung ein Herstellverfahren dafür.

Description

PHOTOVOLTAIK-VORRICHTUNG MIT
RFID-SICHERHEITSVORRICHTUNG SOWIE HERSTELLVERFAHREN
DAFÜR
Die Erfindung betrifft eine Photovoltaik-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 , wie sie aus dem Dokument GB 2425884 A bekannt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Herstellverfahren für eine solche photovoltaische Vorrichtung (Solarmodul) mit mindestens einer Solarzelle zum direkten Umwandeln von Licht in elektrische Energie.
Im Bereich der Nutzung der Solarenergie ist seit ca. 50 Jahren bekannt, dass Sonnenenergie durch Silizium auch direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden kann. Bei den heute üblichen Solarzellen wird meist mono- oder multikristallines Silizium verwendet. Diese Solarzellen aus Silizium wandeln nur einen Teil des Spektrums der auftreffenden Strahlung in elektrischen Strom um.
Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Dünnschichtsolarzellen zur Umwandlung der Solarstrahlung in elektrischen Strom.
Eine höhere Effizienz mit über 39 % Umwandlung der Solarstrahlung kann durch den Einsatz von Hochleistungs-PV-Zellen aus höherwertigen Halbleiterverbindungen (Ml-V- Halbleitermaterial) wie z.B. GalliumArsenid (GaAs) erzielt werden.
Solche Zellen auf Halbleitermaterialbasis können stufenartig als Single-, Tandem-, Tripelzellen oder Mehrfach-Stapelzellen aufgebaut werden und nutzen dadurch ein breiteres Licht-Frequenzspektrum. Die großflächige Produktion solcher Zellen ist jedoch sehr kostenintensiv. Es wurde daher im Stand der Technik -dabei siehe z.B. Artikel A.W. Bett et al. FLATCON AND FLASHCON CONCEPTS FOR HIGH CONCENTRATION PV, Proc. 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, and Exhibition, Paris, France, 2004, Seite 2488 - der Ansatz gewählt, das einfallende Sonnenlicht auf eine sehr kleine Fläche von z.B. unter 2 mm2 zu konzentrieren. Nur für diese kleine Fläche ist dann eine Solarzelle notwendig. Der Materialeinsatz kann dann bei unter 1 % gegenüber dem flächigen Einsatz solcher Zellen liegen. Durch die Konzentration lässt sich die hohe Lichtausbeute von Hochleistungs-PV-Zellen von zur Zeit über 39 % nutzen.
Diese Hochleistungs-PV-Zellen sind sehr empfindlich gegen Umwelteinflüsse, bereits Staubkörner und kleine Schmutzpartikel oder Feuchtigkeit können ihre Funktion beeinträchtigen. Daher werden die Solarzellen einzelner Module in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht. Ein optisches Element - genauer eine Platte mit einer Vielzahl von optischen Elementen - dient als Lichteintrittsplatte und optische Einheit zum Konzentrieren des durch diese Lichteintrittsplatte einfallenden Sonnenlichts auf die viel kleineren Solarzellen. Gleichzeitig bildet dieses optisches Element die obere Seite des Modulgehäuses, welches seitlich durch Seitenplatten und unten durch eine Grundplatte abgeschlossen ist, auf dem die einzelnen Solarzellen rasterartig angeordnet sind.
Dabei sind Solarmodule mit kleinflächigen Optiken bekannt, die z.T. eine mehr als 500-fache Konzentration des Sonnenlichts ermöglichen, wie z.B. aus dem Artikel A.W. Bett et al. FLATCON AND FLASHCON CONCEPTS FOR HIGH CONCENTRATION PV, Proc. 19th European Photovoltaic Solar Energy
Conference, and Exhibition, Paris, France, 2004, Seite 2488 sowie dem Artikel G. Siefer et al. ONE YEAR OUTDOOR EVALUATION OF A FLATCON CON- CENTRATOR MODULE, Proc. 19th European Photovoitaic Solar Energy Conference and Exhibition, Paris, France, 2004, Seite 2078.
Da grundsätzlich nur die Verbindung mehrerer Photovoltaik-Vorrichtungen einen wirtschaftlichen Einsatz einer solchen Photovoltaik-Vorrichtung ermöglicht, werden diese vorzugsweise zu einer Solaranlage zusammengefasst. Um einen sicheren Betrieb solchen Solaranlagen ermöglichen zu können, müssen die eingesetzten Photovoltaik-Vorrichtungen oder Solarmodule überwacht werden bzw. jeweils eindeutig identifizierbar sein. Eine Überwachung bzw. eine jeweils eindeutige Identifizierbarkeit der Solarmodule, die in einer Solaranlage zusammengefasst sind, ist nur möglich, wenn Kennzeichnungsdaten betreffend einzelne Modulen bzw. eine Gruppe der eingesetzten Solarmodule bekannt und lesbar sind. Der Betriebszustand einer Solaranlage wird dann aus solchen Kennzeichnungsdaten abgeleitet, die Informationen über eingesetzte Module umfassen, wie z.B. Seriennummer eines Moduls, Fertigungsdatum, Auslieferdatum, Hersteller, Leistungsdaten, Wartungsdaten oder Veränderungen, Daten über die schon durchgeführte Reparaturen.
Das Kennen von Kennzeichnungsdaten eines Moduls dient auch zur Unverkennbarkeit des Solarmoduls, wodurch solche Module diebstahlsicherer werden. Zwar werden Module üblicherweise durch Barcode Labels und Etiketten gekennzeichnet, doch dies gewährleistet die Unverkennbarkeit solcher Module nicht. Etiketten und Labels können heruntergerissen werden und durch andere ersetzt werden und können außerdem im Laufe der Jahre durch Umwelteinflüsse verblassen. Eine zuverlässige Diebstahlsicherung von Modulen ist durch den Einsatz von Barcode Labels und Etiketten nicht gewährleistet.
RFID-Systeme oder RFI D-Vorrichtungen bieten die Möglichkeit Daten, wie z.B. solche Kennzeichnungsdaten, in einem Chip zu speichern und per Funk ein und auszulesen.
Eine solche RFID-Vorrichtung umfasst einen Transponder auch RFID-Tag genannt, Lesegeräte mit zugehöriger Antenne, wobei die Lesegeräte auch
Reader genannt werden, und eine Einheit zur Integration mit z. B. Servern. Transponder an oder in Objekten speichern Daten, die berührungslos und ohne Sichtkontakt gelesen werden können.
Die Datenübertragung zwischen Transponder und Lesegerät findet mittels elektromagnetischer Wellen statt. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies induktiv über ein Nahfeld, bei höheren über ein elektromagnetisches Fernfeld.
Der Aufbau eines RFID-Transponders sieht prinzipiell eine Antenne und einen Mikrochip, genauer einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden, sowie einen digitalen Schaltkreis und einen permanenten Speicher vor.
Aktive RFID-Tansponder weisen auch eine Energiequelle auf.
RFID-Transponder können über einen mehrfach beschreibbaren Speicher verfügen, in dem während der Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.
Bei der RFID-Kommunikation erzeugt der Reader ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches die Antenne des RFID-Transponders empfängt. In der Antennenspule des Tags entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen Feldes kommt, Induktionsstrom, der den im Tag eingebauten Mikrochip aktiviert. Durch den induzierten Strom wird bei passiven Tags zudem ein Kondensator aufgeladen, welcher für dauerhafte Stromversorgung des Chips sorgt. Das Lesegerät muss aufgrund der geringen Kapazität des Kondensators durchgehend ein elektromagnetisches Feldes senden, während der Tag sich im Lesebereich befindet. Dies reduziert zwar die Kosten und das Gewicht der Chips, gleichzeitig verringert es aber auch die Reichweite, die hier einige wenige Millimeter bis zu einigen Zentimetern beträgt.
Die Stromversorgung des Chips übernimmt bei aktiven Tags eine eingebaute Batterie. Dabei sendet der RFID-Tag keine Informationen aus, um die Lebensdauer der Energiequelle zu erhöhen. Nur wenn ein spezielles
Aktivierungssignal empfangen wird, aktiviert sich der Sender. Die Energie der Batterie kann für das Erzeugen des modulierten Rücksignals nicht genutzt werden, dennoch erreicht man durch höheren Rückstrahlkoeffizienten aufgrund des geringeren Energieverbrauches an Feldenergie eine deutlich höhere Reichweite von bis zu 100 Meter.
Ist der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er Befehle, die der Reader in sein magnetisches Feld moduliert. Indem der Tag eine Antwort in das vom Reader ausgesendete Feld moduliert, sendet er seine Seriennummer oder andere vom Reader abgefragte Daten. Dabei verändert der Tag nur das elektromagnetische Feld des Readers.
Maßgeblich für die Baugröße sind die Antenne und das Gehäuse. Die Form und Größe der Antenne ist abhängig von der Frequenz. RFID-Transponder können, je nach Einsatzgebiet, durchaus die Größe von Büchern besitzen. Jedoch ist es mit heutiger Technik auch möglich, sehr kleine RFID- Transponder herzustellen, die sich in Geldscheinen oder Papier einsetzen lassen. Die Reichweite von passiven Transpondern ist von der Frequenz und von der Spulengröße abhängig. Die Reichweite sinkt sowohl bei UHF als auch bei HF mit kleineren Antennen rapide ab.
HF-Tags mit einer Frequenz von 13,56 MHz verwenden Lastmodulation, das heißt sie verbrauchen durch Kurzschließen die Energie des magnetischen Wechselfeldes. Dies kann der Reader detektieren. Durch die Bindung an das magnetische Wechselfeld funktioniert diese Technik ausschließlich im Nahfeld. Die Antennen eines Nahfeldtags bilden daher eine Rahmenantenne ab, deren charakteristisches Merkmal eine Resonanz-Spule ist.
UHF Tags mit einer zwischen 865 MHz und 869 MHz liegender Frequenz hingegen verwenden das elektromagnetische Fernfeld zum Übermitteln der Antwort. Hier wird die elektromagnetische Welle entweder absorbiert oder mit möglichst großem Rückstrahlquerschnitt reflektiert. Bei den UHF-Antennen handelt es sich meist um Dipole. Der Chip kann in der Mitte des RFID-Tags befestigt sein. Da die Energieversorgung des Mikrochips durchgehend gedeckt werden muss, muss der Reader ein dauerhaftes Feld erzeugen. Weil die Feldstärke quadratisch mit der Entfernung abnimmt und diese Entfernung in beide Richtungen - vom Reader zum Tag und zurück - zurückgelegt werden muss, muss das vom Reader erzeugte Feld recht leistungsstark sein und üblicherweise eine effektive isotrope Abstrahlleistung zwischen 0,5 und 2 Watt aufweisen.
Zum Auslesen der Tags stehen im UHF-Bereich 10 freie Kanäle mit einer Leistung von 2 Watt zur Verfügung, oberhalb ein Kanal und unterhalb 3 Kanäle, welche lediglich mit geringerer Leistung betrieben werden können. Alle Kanäle erstrecken sich über eine Breite von 200 kHz. Die Tag-Antwort erfolgt durch Aufmodulieren des Antwortsignals mit 200 kHz auf die vom Reader erzeugtes Feld, dadurch entsteht ein moduliertes Feld mit einem Seitenband - auch Kanal genannt- von 200 kHz oberhalb und unterhalb der Frequenz des vom Reader erzeugtes Feld, es liegt also genau in einem Nachbarkanal.
Aus dem Dokument GB 2425884 A ist ein Photovoltaik-Modul mit einer Speichervorrichtung zum Speichern von Kennzeichnungsdaten über das Photovoltaik-Modul, einen Sensor zum Messen von Funktionsparametern des Moduls und eine elektronische Datenübertragungsvorrichtung zum Übertragen der Kennzeichnungsdaten und der Funktionsparameterdaten zu einer Fernvorrichtung bekannt. Der Speicher für Kenzeichnungsdaten und die elektronische Datenübertragungsvorrichtung können mit einer RFI D-Vorrichtung vorgesehen werden. Die RFI D-Vorrichtung weist einen RFID-Tag auf, der Kennzeichnungsdaten über das Photovoltaik-Modul und die von dem Sensor erhaltenen Funktionsparameterdaten speichert und sie drahtlos zu einer Fern Vorrichtung überträgt. Der RFID-Tag ist dabei zwischen den Anschlüssen einer photovoltaischen Zelle angeschlossen.
Eine Funktionsstörung einer Solarzelle beeinflusst hier den Betrieb der damit angeschlossenen RFID-Tag bzw. RFID-Vorrichtung. Außerdem muss jeder eingesetzten RFID-Tag genau zwischen den Anschlüssen einer photovoltaischen Zelle angebracht werden, was zu einer aufwändigen und dadurch kosten intensiven Herstellung solcher Photovoltaik-Module führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Photovoltaik-Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 derart auszubilden, dass die Überwachung und die eindeutige Identifizierung der Photovoltaik-Vorrichtung anhand ihrer Kennzeichnungsdaten einfach und kostengünstig realisierbar ist, um eine erhöhte Betriebssicherheit der Photovoltaik-Vorrichtung bzw. der Solaranlage, in der diese einsetzbar ist, zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Photovoltaik-Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Photovoltaik- Vorrichtung sind Gegenstand der folgenden Unteransprüche.
Ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung bzw. deren vorteilhaften Ausgestaltungen bildet den Gegenstand des Nebenanspruchs bzw. der entsprechenden Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Photovoltaik-Vorrichtung (Solarmodul) geschaffen, mit der Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umwandelbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Trägerplatte auf, an der mindestens eine Solarzelle montiert ist. An der Trägerplatte ist ein RFID-Tag angebracht. Der RFID-Tag ist so an der Trägerplatte montiert, dass er gegenüber der mindestens einen Solarzelle elektrisch isoliert ist.
Dadurch, dass der RFID-Tag gegenüber der mindestens einer Solarzelle elektrisch isoliert ist, bedarf seine Anbringung an der Photovoltaik-Vorrichtung keines großen Aufwandes. Das führt zu geringen Herstellungskosten einer erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung. Der Tag wird so von dem Betriebszustand der mindestens einer Solarzelle nicht beeinflusst, was zu einer erhöhten Zuverlässigkeit des RFID-Tags führt.
Erfindungsgemäß werden die Kennzeichnungsdaten des Moduls ermittelt und dann in einer Datenbank abgelegt. Das Modul wird dann zu einer Montagestation gebracht, wo der RFI D-Tag am Solarmodul angebracht, insbesondere aufgeklebt wird. Vorzugsweise wird der RFID-Tag dann insbesondere mit Silikon vergossen.
Danach werden die Kennzeichnungsdaten in den RFID-Tag mittels mindestens einer Schreibvorrichtung geschrieben und gespeichert.
Erfindungsgemäß werden insbesondere folgende Daten in den RFID-Tag geschrieben: Seriennummer eines Moduls, Fertigungsdatum, Auslieferdatum, Hersteller, Leistungsdaten, Wartungsdaten oder Veränderungen und Daten über die schon durchgeführte Reparaturen. So wird das Solarmodul unverwechselbar gekennzeichnet, was zu einer erhöhten Sicherheit gegen Diebstahl und zur Erleichterung der Wartung des Moduls führt. Anhand der Unterschiede zwischen den zu einem späteren Zeitpunkt ermittelten Leistungsdaten und den in dem RFID-Tag gespeicherten Leistungsdaten, die zu einer früheren Zeit ermittelt worden sind, können sofort Schussfolgerungen betreffend des Betriebszustands des Moduls gezogen werden. Ein Techniker kann Wartungsarbeiten bzw. Reparaturen, die er am Solarmodul ausführt, vorzugsweise direkt in den RFID-Tag des Solarmoduls schreiben, was zu einer Erleichterung seiner Arbeit führt.
Das Auslesen der Kennzeichnungsdaten erfolgt vorzugsweise mittels einer Lesevorrichtung mit mindestens einem Reader, der in der Reichweite des Moduls angebracht wird. Nachdem die Kennzeichnungsdaten des Solarmoduls ermittelt worden sind und der RFID-Tag am Solarmodul befestigt worden ist, können vorzugsweise die Kennzeichnungsdaten von einer Lesevorrichtung abgelesen werden und insbesondere mit den entsprechenden, in der Datenbank und/oder im RFID-Tag abgelegten Daten verglichen werden. So kann festgestellt werden ob die RFI D-Vorrichtung bzw. der RFI D-Tag zuverlässig funktioniert.
Der RFI D-Tag kann am Solarmodul insbesondere auf der der Sonne abgewandte Seite der Trägerplatte angebracht sein. Vorzugsweise ist die Trägerplatte aus einem für das von der Lesevorrichtung erzeugten und/oder von dem RFID-Tag modulierten elektromagnetischen Feld durchlässiges Material.
Das Auslesen der Kennzeichnungsdaten erfolgt insbesondere von oben, vorzugsweise mittels eines tragbaren Readers. So kann ein Techniker erfahren, wann z.B. das Solarmodul hergestellt worden ist oder welche Reparaturen schon an das Solarmodul durchgeführt worden sind, ohne das Solarmodul aus der Solaranlage, genauer von seiner Halterung lösen zu müssen. Das führt zu einer große Erleichterung der Wartungsarbeiten, die an dem erfindungsgemäßen Solarmodul durchzuführen sind, und damit zu einer erheblichen Kostensenkung dieser Wartungsarbeiten bzw. der Erhaltungskosten des erfindungsgemäßen Solarmoduls.
Vorzugsweise kann eine Lichteintrittsplatte aus lichtdurchlässigem Material auch vorhanden sein, die parallel zu der Trägerplatte auf ihrer der Sonne zugewandten Seite angeordnet ist. Auf diese Weise ist die mindestens eine Solarzelle vor Umwelteinflüssen geschützt. Bei einer Ausführungsform, bei der eine Lichteintrittsplatte vorhanden ist, kann der RFID-Tag auch an der Lichteintrittsplatte angebracht sein.
Vorzugsweise weist die Photovoltaik-Vorrichtung Seitenwände auf, die insbesondere senkrecht zu der Trägerplatte ausgebildet sind.
Bei einer Ausführungsform, bei der Seitenwände vorhanden sind, kann der RFID-Tag vorzugsweise an den Seitenwänden angebracht sein. Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung bilden die Trägerplatte, die Lichteintrittsplatte und die umlaufenden Seitenwände ein geschlossenes Gehäuse aus. Dabei kann der RFID-Tag im Inneren des Gehäuses angebracht werden. Diese Anbringungsart führt zu einem besseren Schutz des RFID-Tags vor Umwelteinflüssen.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Photovoltaik- Vorrichtung weist der RFID-Tag eine schützende Umhüllung auf. Der RFID- Tag wird dabei insbesondere mit Silikon vergossen. Der RFID-Tag kann so nicht mehr abgelöst werden. Dadurch ist der RFID-Tag diebstahlsicher an dem erfindungsgemäßen Solarmodul angebracht. Außerdem ist der RFID-Tag so vor Umwelteinflüssen geschützt. Solche Photovoltaik-Vorrichtungen bleiben länger eindeutig identifizierbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Solarmodul kann die mindestens eine Solarzelle eine Siliziumsolarzelle.
Auch kann die mindestens eine Solarzelle eine Dünnschichtzelle sein.
Die erfindungsgemäße Photovoltaik-Vorrichtung kann mindestens eine Mehrschichtzelle aus Halbleiterverbindungen, insbesondere eine Tandem oder Tripeizellen aus Ill-V-Halbleiterverbindungen aufweisen.
Die Flächenausdehnung der mindestens einen verwendeten Solarzelle kann gleich oder weniger als ca. 100 mm2 betragen.
Bei dem erfindungsgemäßen Solarmodul kann die Lichteintrittplatte eine optische Einheit zum Bündeln der einfallenden Sonnenstrahlung auf die Fläche der mindestens einen Solarzelle aufweisen. Die mindestens eine Solarzelle ist im Abstand von der Lichteintrittsplatte auf Ihrer der Sonne abgewandten Seite angeordnet und weist eine Fläche auf, die kleiner als eine Teilfläche der Lichteintrittsplatte, insbesondere als eine Teilfläche der optischen Einheit ist.
Das erfindungsgemäße Solarmodul weist insbesondere einen passiven RFID- Tag auf, bei dem die Energie zur Stromversorgung des Chips dem elektromagnetischen Feld der beim Auslesen eingesetzten Lesevorrichtung mit mindesten einem Reader entzogen wird. Die Tatsache, dass passive RFID-Tags keine eingebaute Energiequelle für die Stromversorgung der Chips aufweisen, führt zu einer Verringerung ihres Gewichts und so der Solarmodule bei denen sie montiert werden, was insbesondere zu einer erleichterten Nachführung solcher Solarmodule zur Sonne führt. Außerdem sind solche passive RFID-Tags kostengünstig, was zu einer Senkung der Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Solarmodule führt.
Das erfindungsgemäße Solarmodul weist insbesondere einen aktiven RFID- Tag mit einer eingebauten Batterie zur Stromversorgung des dabei vorhandenen Chips auf.
Durch den Einsatz von RFID-Transponder mit eigener Energieversorgung wird eine hohe Reichweite und ein großer Funktionsumfang der in dem erfindungsgemäßen Solarmodul verwendeten RFID-Vorrichtung erzielt. Die große Reichweite des eingesetzten aktiven RDIF-Transponders führt zu einer Erleichterung des Auslesens der Kennzeichnungsdaten mittels der eingesetzten Lesevorrichtung mit mindestens einem Reader. Da aktive RFID- Tags langlebig sind, wird der eingesetzte aktive Tag nur selten ausgetauscht werden müssen, was zu einer Kostensenkung der Erhaltungskosten des Solarmoduls führt.
Auch kann das erfindungsgemäße Modul einen HF-Tag mit einer Frequenz von 13, 56 Hz aufweisen, der eine Rahmenantenne, vorzugsweise eine Resonanzspule umfasst.
Einsetzbar in dem erfindungsgemäßen Solarmodul ist auch einen UHF-Tag mit einer zwischen 865 MHz und 869 MHz liegenden Frequenz sowie einer Dipolantenne.
Da bestimmte Materialien die Resonanzfrequenz eines RFID-Tags beeinflussen können, weist der erfindungsgemäße Solarmodul insbesondere einen RFID-Tag auf, dessen Resonanzfrequenz von den bei dem Solarmodul verwendeten Materialien nicht beeinflusst wird, was insbesondere zu einer Erleichterung des Auslesens der im RFID-Tag gespeicherten Kennzeichnungsdaten führt.
Die Lesevorrichtung der erfindungsgemäßen Solarmoduls kann mehrere Reader aufweisen, die insbesondere das gesamte Spektrum der zur Verfügung stehenden Frequenz-Kanäle abdecken. Dabei kann die Auslesung der Kennzeichnungsdaten gleichzeitig mit mehreren Readern erfolgen, was zu einer Verkürzung der Auslesezeit und dadurch zu einer Senkung der
Wartungs- und Überwachungskosten der erfindungsgemäßen Solarmodule führt.
Bei der Erfindung kann die Trägerplatte auf ihrer der Sonne abgewandten Seite eine Wärmeleiterplatte insbesondere aus Aluminium aufweisen, die zu einer besseren Kühlung der Solarzellen durch eine verbesserte Abführung der durch den Betrieb der Solarzellen und durch die auftreffende Wärmestrahlung entstehende Wärme nach außen führt.
Insbesondere weist das erfindungsgemäße Solarmodul ein geschlossenes Gehäuse auf und die Solarzellen werden auf der der Sonne abgewandten Seite der Trägerplatte angebracht. So kann die in der Umgebung der Solarzellen vorhandene Wärme durch die Wärmeleiterplatte nach außen transportiert werden. Die Solarzellen werden dadurch gekühlt und die Wärme bleibt nicht im Gehäuse gefangen. Eine verbesserte Kühlung der Solarzelle ist wichtig, da der Winkungsgrad der Solarzelle mit steigender Temperatur absinkt. Da Wasser die von der Lesevorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung sehr stark absorbiert, ist der RFID-Tag vorzugsweise an den Seitenwänden im Gehäuseinneren angebracht. So ist der RFID-Tag vor Regenwasser geschützt. Da Metall die von der Lesevorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung stark reflektiert, ist diese Anbringungsart besonders vorteilhaft, weil dabei der RFID-Tag im Abstand von den Solarzellen und dem Metall der Wärmeleiterplatte positioniert ist.
Aus diesem Grund wird der RFID-Tag auch bei seiner Anbringung an der Lichteintrittsplatte oder an der Trägerplatte vorzugsweise auf einer Fläche befestigt, die von der Fläche der mindestens einen Solarzelle nicht abgedeckt wird. Insbesondere kann Silizium bei der Verwendung von Siliziumzellen das Auslesen der Kennzeichnungsdaten besonders erschweren. Bei der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung kann ein RFID-System mit zirkularer Polarisation verwendet werden. Das RFID-System umfasst dabei einen RFID-Tag und eine entsprechende Lesevorrichtung. Damit kann der RFID-Tag sowohl horizontal als auch vertikal gelesen werden. Der einzige Nachteil ist, das zirkuläre Polarisation das Signal-Rausch-Verhältnis um 3 dB dämpft. Bei der Verwendung eines RFID-Systems mit zirkularer Polarisation wird irrelevant, in welcher Orientierung der RFID-Tag am Solarmodul befestigt bzw. geklebt worden ist.
Da das Auslesen der im RFID-Tag gespeicherten Kennzeichnungsdaten erschwert werden kann, wenn das Solarmodul eine hohe Dichte hat und der RFID-Tag direkt am Solarmodul angebracht wird, weist der bei dem erfindungsgemäßen Solarmodul eingesetzten RFID-Tag vorzugsweise Positionierungselemente auf, mittels derer das Solarmodul im rechten Winkel vom Solarmodul angeordnet wird und so einen großen Abstand zum Solarmodul aufweist.
Vorzugsweise weist der RFID-Tag des erfindungsgemäßen Solarmoduls mindesten ein Kryptographiemodul auf, die die im RFID-Tag gespeicherten Daten verschlüsseln. Eine erhöhte Sicherheit des Solarmoduls gegen Diebstahl oder gegen unberechtigte Verwendung der im RFID-Tags gespeicherten Daten wird so gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung in Form eines Konzentrator-Photovoltaik-Moduls mit Lichteintrittsplatte und mindestens einer optischen Einheit und einem geschlossenen
Gehäuse und Fig. 2 eine schematische Unteransicht der Photovoltaik-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Figur 1.
In Fig. 1 ist eine Photovoltaik-Vorrichtung 10 in Form eines Konzentrator- Photovoltaik-Modul dargestellt.
Jedes Modul 10 weist ein Gehäuse 50 auf, in dem eine Vielzahl von Solarzellen 20 untergebracht sind. Gegenüberliegend auf einer Lichteintrittsplatte aus lichtdurchlässigem Material 35 ist für jede Solarzelle 20 ein optisches Element 40 zum Bündeln der einfallende Strahlung 45 auf diese gegenüber der Fläche dieses optischen Elements 40 viel kleinflächigeren Solarzelle 20 vorhanden. Die Lichteintrittsplatte 35 bildet den oberen Abschluss des Gehäuses 50.
Das Gehäuse 50 ist seitlich durch umlaufende Seitenwände 30 und unten durch eine ein- oder mehrteilige Trägerplatte 20, auf der die Solarzellen 25 angebracht sind, abgeschlossen.
Die Trägerplatte 20 besteht hauptsächlich aus einem gut wärmeleitfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium. Auf der Trägerplatte 20 sind zusätzlich einzelne gegenüber der Grundplatte elektrisch isolierte Leiterbahnen (nicht dargestellt) zur Kontaktierung der Solarzellen 25 durch bekannte Techniken aufgebracht. Diese Leiterbahnen sind an einem Pol der Solarzellen 25 angeschlossen, während der andere Pol der Solarzellen 25 mit der Trägerplatte 20 kontaktiert ist.
Auf der der Sonne abgewandten Seite der Trägerplatte ist ein RFI D-Tag 55 angebracht, der einen elektrisch isolierenden Träger oder ein elektrisch isolierendes Gehäuse aufweist (nicht dargestellt). So ist der RFID-Tag gegenüber der Trägerplatte 20 und so auch jeweils gegenüber der Solarzellen 20 elektrisch isoliert. In dem RFID-Tag sind Kennzeichnungsdaten des Moduls 10 gespeichert. Der RFID-Tag ist dabei auf eine Fläche der Trägerplatte 20 angeordnet, die von der Fläche keiner der Solarzellen 20 verdeckt ist. Der RFID-Tag 55 ist mit einer schützenden und befestigenden Schicht 60 insbesondere aus Silikon vergossen und damit umhüllt.
Die Kennzeichnungsdaten des Solarmoduls 10, die im RFID-Tag 55 gespeichert sind, können mittels einer Lesevorrichtung 65 wie z.B. von oben ausgelesen.
In Figur 2 ist eine schematische Unteransicht der Photovoltaik-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Figur 1 dargestellt. Dabei wird die Anbringungsart des RFID-Tags 55 verdeutlicht.
Bezugszeichenliste
10 Photovoltaik-Vorrichtung
20 Trägerplatte 25 Solarzelle
30 umlaufende Seitenwände
35 Lichteintrittsplatte
40 optisches Element
45 Strahlen durch ein optisches Element 50 Gehäuse
55 RFID-Tag
60 Schützende Schicht insbesondere aus Silikon
65 Lesevorrichtung mit mindesten einem Reader

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Photovoltaik-Vorrichtung (10) zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie, die mindestens eine Solarzelle (25), die an einer Trägerplatte (20) angebracht ist, und mindestens einen RFID-Tag (55) zum Speichern von Kennzeichnungsdaten der Photovoltaik-Vorrichtung (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag (55) ohne elektrische Verbindung zu der mindestens einer Solarzelle (25) an der Photovoltaik-Vorrichtung (10) angebracht ist.
2. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaik-Vorrichtung (10) eine Lichteintrittsplatte (35) aus lichtdurchlässigem Material aufweist, die parallel zu der Trägerplatte (20) angeordnet ist und insbesondere aus einem Material ausgebildet ist, das für ein von einer Vorrichtung (65) zum Lesen der im RFID-Tag (55) gespeicherten Daten erzeugte und/oder vom RFID-Tag (55) modulierte elektromagnetische Feld durchlässig ist.
3. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag (55) an der Trägerplatte (20), vorzugsweise auf der der Sonne abgewandten Seite befestigt ist.
4. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag (55) an einer Fläche der Trägerplatte (20) positioniert ist, die von der Fläche der mindestens einen Solarzelle (25) nicht abgedeckt ist.
5. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der RFI D-Tag (55) an der Lichteintrittsplatte (35) vorzugsweise an ihrer der Sonne zugewandten Seite befestigt ist.
6. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag (55) an einer Fläche der Lichteintrittsplatte (35) positioniert ist, die von der Fläche der mindestens einen Solarzelle (25) nicht abgedeckt ist.
7. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass senkrecht zu der Trägerplatte (20) umlaufende Seitenwände (30) ausgebildet sind.
8. Photovoltaik-Vorrichtung (10) Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Tag (55) an den Seitenwänden (30) befestigt ist.
9. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (30) mit der Trägerplatte (20) und der Lichteintrittsplatte (35) ein geschlossenes Gehäuse (50) bilden.
10. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Solarzelle (25) eine Solarzelle aus Silizium ist.
11. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Solarzelle (25) eine Dünnschichtsolarzelle ist.
12. Photovoltaik- Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der RFI D-Tag (55) mittels einer Schicht aus Silikon zum Schützten des RFID-Tags vor Umwelteinflüssen an der Photovoltaik-Vorrichtung (10) befestigt ist.
13. Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der RFID-Tag (55) ein Kryptographiemodul zum Verschlüsseln der im RFID- Tag (55) gespeicherten Kennzeichnungsdaten aufweist.
14. Verfahren zum Herstellen einer Photovoltaik-Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine beliebige Reihenfolge der folgenden Schritte: a) Anbringen von mindestens einer Solarzelle (25) an einer Trägerplatte (20), c) Vorsehen eines gegenüber der mindestens einen Solarzelle (25) elektrisch isolierten RFID-Tags (25), d) Ermitteln der Kennzeichnungsdaten der Photovoltaik-Vorrichtung (10) und Ablegen dieser in einer Datenbank, e) Schreiben und Speichern der ermittelten Kennzeichnungsdaten aus der Datenbank im RFID-Tag (55).
15. Verfahren nach Anspruch 14 gekennzeichnet durch den vor oder nach Schritt e) durchzuführenden Schritt: g) Anbringen einer insbesondere tragbaren Lesevorrichtung (65) in der Reichweite des Tags und Auslesen mittels dieser der im RFID-Tag (55) gespeicherten Kennzeichnungsdaten.
16. Verfahren nach Anspruch 15 gekennzeichnet durch den nach Schritt g) durchzuführenden Schritt: h) Vergleichen der mit der Lesevorrichtung (65) ausgelesenen
Kennzeichnungsdaten mit den entsprechenden, in der Datenbank abgelegten Daten.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 gekennzeichnet durch den nach Schritt a) oder nach dem Schritt c) durchzuführenden Schritt: b) Vorsehen einer zu der Trägerplatte (20) parallelen Lichteintrittsplatte (35).
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17 gekennzeichnet durch den von dem Schritt b) oder c) umfassten Schritt:
- Positionieren des RFID-Tags (55) an der Trägerplatte (20) oder der Lichteintrittsplatte (35) auf eine Fläche, die von der Fläche der mindestens einen Solarzelle (25) nicht verdeckt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18 gekennzeichnet durch den nach dem Schritt e) durchzuführenden Schritt: f) Auftragen einer vorzugsweise aus Silikon ausgebildeten Umhüllung (60) um den RFID-Tags (55) zum Schutz des RFID-Tags (55) vor Umwelteinflüssen und zur Befestigung dieses an der Photovoltaik-Vorrichtung (10).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19 gekennzeichnet durch den vom Schritt c) umfassten Schritt: - Befestigen des RFID-Tags (55) im rechten Winkel und/oder im
Abstand von der Photovoltaik-Vorrichtung (10) mit Hilfe von geeigneten Positionierungselementen.
EP08715472A 2007-02-09 2008-02-07 Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür Withdrawn EP2150986A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007006560A DE102007006560A1 (de) 2007-02-09 2007-02-09 Photovoltaik-Vorrichtung mit RFID-Sicherheitsvorrichtung sowie Herstellverfahren dafür
PCT/DE2008/000239 WO2008095486A2 (de) 2007-02-09 2008-02-07 Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2150986A2 true EP2150986A2 (de) 2010-02-10

Family

ID=39597524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08715472A Withdrawn EP2150986A2 (de) 2007-02-09 2008-02-07 Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2150986A2 (de)
DE (1) DE102007006560A1 (de)
WO (1) WO2008095486A2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032669A1 (de) 2009-07-09 2011-01-13 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Freischaltung eines Fotovoltaikmoduls und Fotovoltaikanlage
EP2341717B1 (de) * 2009-12-29 2013-04-24 SAVIO S.p.A. System zur Überwachung eines Betriebszustands eines photovoltaischen Kollektors, entsprechendes photovoltaisches System und Steuerungsverfahren und Steuereinheit zur Fernüberwachung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB245994A (en) 1925-05-01 1926-01-21 Western Electric Co Ltd Improvements in alarm fuses
US6399874B1 (en) * 2001-01-11 2002-06-04 Charles Dennehy, Jr. Solar energy module and fresnel lens for use in same
US20050224109A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-13 Posbic Jean P Enhanced function photovoltaic modules
JP2006093335A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Sharp Corp 太陽電池モジュール
GB2425884A (en) 2005-05-04 2006-11-08 Lontra Environmental Technolog Photovoltaic module
DE102005033272A1 (de) 2005-06-03 2006-12-07 Solartec Ag Konzentrator-Photovoltaik-Einrichtung, daraus gebildetes PV-Konzentratormodul sowie Herstellverfahren hierfür
DE102005047132A1 (de) 2005-09-30 2007-04-12 Solartec Ag Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung; Photovoltaik-Einrichtung zur Verwendung darin sowie Herstellverfahren hierfür
DE102006002465A1 (de) 2006-01-18 2007-07-26 Solartec Ag Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung mit Positionierungshilfe
EP1868248B1 (de) * 2006-06-13 2012-07-11 Andreas Schneider Diebstahlschutzanlage für eine Photovoltaikanlage
DE102006059417A1 (de) 2006-12-15 2008-06-26 Solartec Ag Photovoltaik-Vorrichtung mit holografischer Struktur zum Umlenken einfallender Sonnenstrahlung, sowie Herstellverfahren hierfür

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008095486A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008095486A2 (de) 2008-08-14
WO2008095486A3 (de) 2009-03-26
DE102007006560A1 (de) 2008-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7791481B2 (en) Light activated RFID tag
DE3143915C2 (de)
EP1136943B1 (de) Herstellungsverfahren für Transponder
US20140266967A1 (en) Metamaterial Particles for Electromagnetic Energy Harvesting
EP1891681A1 (de) Konzentrator-photovoltaik-einrichtung, daraus gebildetes pv- konzentratormodul sowie herstellverfahren hierfür
CN103988391A (zh) 无线能量传输建模工具
EP1102207B1 (de) Etikettenanordnung
DE112006002653T5 (de) Karte und System zur Übertragung von elektrischer Energie
DE102014115886A1 (de) Halbleitervorrichtung mit einer hochfrequenzbasierten Identifizierungsmarkierung
EP2150986A2 (de) Photovoltaik-vorrichtung mit rfid-sicherheitsvorrichtung sowie herstellverfahren dafür
EP2137791A1 (de) Rfid-antennen-system
DE19954259B4 (de) Dünnschicht-Photovoltaikmodul mit integrierter Flachantennenstruktur
EP2876697B1 (de) Elektronisches Modul, Verfahren zum Betreiben eines solchen elektronischen Moduls und Verfahren zum Herstellen eines solchen elektronischen Moduls
DE102017009785B4 (de) Verbrauchszähler mit Energieversorgungsmodul
WO2016034472A1 (de) Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements und optoelektronisches bauelement
DE102022107526A1 (de) Photovoltaikmodul und Anschlussdose für ein Photovoltaikmodul
CN204229429U (zh) 基于rfid电子车牌标签的无线通讯车辆监测装置
DE102004042187B4 (de) Chipkartenmodul für eine kontaklose Chipkarte mit Sicherheitsmarkierung
EP4010279A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erfassen des rüstzustands einer bau- und/oder materialumschlagsmaschine
WO2007121955A1 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle mit funktionalen strukturen sowie mit diesem verfahren hergestellte solarzelle
CN112525399A (zh) 一种道路桥梁应力检测系统
CN203177976U (zh) 用于电缆设备温度在线监测系统的现场数据采集装置
CN207650845U (zh) 一种云端解密车辆信息电子识别系统
DE102013210157B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dokumentenerfassung
WO2020035289A1 (de) Passiv arbeitender Transponder mit sensitiver Funktionalität

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090724

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100901