ES2430041A2 - Módulo de células solares - Google Patents

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Abstract

La invención se refiera a un módulo (24) de células solares, que comprende subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) conectadas en serie de células (40, 42) solares conectadas en paralelo. Para permitir una adaptación individual sin problemas a la distribución de intensidad luminosa incidente de tal manera que en cada subunidad se genere esencialmente la misma corriente fotoeléctrica, la invención prevé que las células solares comprendan al menos primeras y segundas células (40, 42) solares con en cada caso superficies sensibles a la radiación que difieren entre sí y que al menos una subunidad (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) del módulo de células solares presente una primera y al menos una segunda célula solar.

Description

Módulo de células solares
La invención se refiere a un módulo de células solares, en particular a un módulo de células solares concentrador, que comprende subunidades conectadas en serie de células solares conectadas en paralelo.
Para convertir luz en energía eléctrica ahorrando material y de manera eficiente con ayuda de células solares, se utilizan sistemas concentradores, en los que la luz del sol se concentra y se dirige sobre células solares de superficie muy pequeña. En particular los sistemas ópticos de gran superficie como espejos parabólicos o grandes lentes de Fresnel pueden generar a partir de la luz del sol puntos de luz con alta eficacia óptica. En estos puntos de luz la intensidad luminosa puede llegar a ser varios cientos de veces la intensidad luminosa de la luz solar directa. Para poder utilizar la energía luminosa en módulos de células solares concentradores con alto rendimiento, es necesario que, en éstos, las células solares individuales presenten una distancia muy pequeña entre sí. En caso contrario la energía luminosa se perdería innecesariamente entre las células solares. Las disposiciones correspondientes de células solares se designan también por tanto como módulos de células solares concentradores compactados, que se refrigeran de manera básicamente activa, por ejemplo por medio de agua. Superficies de módulo menores pueden presentar dado el caso también una refrigeración pasiva. Pueden emplearse las denominadas tuberías de calor (heat pipe) para la refrigeración.
También se conoce disponer células solares sobre denominados refrigeradores de microcanal, que presentan una estructura de tipo sándwich con capas exteriores de cerámica y una capa intermedia por la que fluye agua, que está compuesta a su vez por láminas de cobre finas que forman una estructura de microcanal, que están unidas entre sí.
Los concentradores ópticos de una etapa como espejos parabólicos y lentes de Fresnel básicamente no generan ningún punto de luz homogéneo con límites definidos, sino una distribución de potencia luminosa, que desciende hacia fuera. Si un módulo solar, que presenta células solares con en cada caso igual sensibilidad a la radiación, es decir, superficie activa, se expusiera a un punto de luz con una distribución de potencia luminosa no homogénea, entonces las células solares que se encuentran fuera se expondrían a una potencia luminosa menor que las dispuestas en la zona media, con la consecuencia de que las células solares exteriores generarían menos corriente fotoeléctrica que las que se encuentran en el interior.
Las células solares se conectan en los módulos básicamente en serie. Sin embargo se conocen también disposiciones que se componen de subunidades que presentan células solares conectadas en paralelo, estando conectadas en serie las propias subunidades.
Dado que la corriente es idéntica en cada célula solar o subunidad de una conexión en serie, en consecuencia las células solares o las subunidades que se encuentran en el exterior, que generan la menor corriente fotoeléctrica, limitan la corriente de manera que el módulo trabaja ineficientemente.
Por el documento WO-A-2009/059773 se conoce un módulo de células solares con anchura de células solares adaptada. El módulo comprende células solares conectadas en serie, presentando las células solares que se encuentran en el interior una superficie sensible a la radiación menor que las que se encuentran en el exterior. De este modo, a pesar de una radiación luminosa no homogénea, la corriente fotoeléctrica generada en cada célula solar será esencialmente igual. Para conseguir una adaptación suficiente a las diferentes intensidades luminosas, debería ponerse a disposición una gran cantidad de células solares de superficie activa, es decir, de superficie sensible a la radiación, diferente. Debido al hecho de que se requieren diferentes herramientas y cambios de portaherramientas en las instalaciones automáticas, esto lleva a costes más elevados.
El objeto del documento DE-A-10 2006 015 495 es un módulo de células solares, en el que células solares monolíticamente integradas están dispuestas a través de puentes de contacto en filas de distinta anchura o en forma de meandros.
El documento US-B-6.686.533 se refiere a una disposición de células solares para un módulo solar concentrador. A este respecto una cantidad diferente de células está dispuesta en subgrupos, que se conectan en serie entre sí.
Un módulo de células solares según el documento US-A-4.162.174 se compone de segmentos de células solares que limitan unos con otros, estando dispuestos diodos de protección en la zona de borde del módulo de células solares.
Para conseguir una compactación elevada, se conectan entre sí según el documento US-A-4.089.705 células solares que presentan geometrías que difieren entre sí.
Un módulo de células solares según el documento US-B-6.225.793 comprende varios diodos de derivación conectados en paralelo entre sí.
La presente invención se basa en el objetivo de perfeccionar un módulo de células solares, en particular un módulo solar concentrador, del tipo mencionado al principio de modo que una adaptación individual sin problemas a las intensidades luminosas que deben tenerse en cuenta o a la distribución de intensidad luminosa incidente tiene lugar en la medida en que en cada subunidad se genera esencialmente la misma corriente fotoeléctrica. Al mismo tiempo debe garantizarse que las células solares en las subunidades pueden conectarse sin problemas. También debe garantizarse una refrigeración suficiente.
Para solucionar el objetivo, la invención prevé esencialmente que las células solares comprendan al menos primeras y segundas células solares con en cada caso superficies sensibles a la radiación que difieren entre sí y que al menos una subunidad presente al menos una primera y al menos una segunda célula solar, estando diseñada la superficie total de las superficies sensibles individuales de cada subunidad según la intensidad luminosa de la radiación entrante.
Según la invención, en al menos una de las subunidades conectadas en serie que constituyen el módulo de células solares se conectan en paralelo células solares con superficies sensibles a la radiación que difieren entre sí, de modo que puede ponerse a disposición una superficie total deseada por cada subunidad, que está ajustada a la intensidad luminosa incidente.
Así, existe por ejemplo la posibilidad de combinar, en el caso de una subunidad que comprende dos células solares, dos primeras células solares o una primera y una segunda célula solar o dos segundas células solares, de modo que en total se ponen a disposición tres superficies totales sensibles a la radiación diferentes para una subunidad. Un grado de libertad adicional puede verse en el sentido de que el orden de las células solares cambia dentro de una subunidad. Por consiguiente se dan en total cuatro posibilidades de combinación:
subunidad a: primera célula solar - primera célula solar
subunidad b: primera célula solar - segunda célula solar
subunidad c: segunda célula solar - primera célula solar
subunidad d: segunda célula solar - segunda célula solar.
Mediante un aprovechamiento controlado de los grados de libertad previamente explicados existe la posibilidad de realizar ya con dos tipos de células solares, es decir con una primera y una segunda célula solar, una amplia compensación de las corrientes fotoeléctricas en las subunidades de un módulo de gran superficie. Correspondientes consideraciones son válidas también cuando más de dos células solares de superficies sensibles a la radiación diferentes encuentran aplicación.
En particular está previsto que el módulo de células solares comprenda al menos tres subunidades, de las que al menos una subunidad presenta únicamente primeras o segundas células solares.
Un perfeccionamiento prevé que, visto en la dirección de la conexión en serie, la primera célula solar difiera en su longitud de la de la segunda célula solar.
También existe la posibilidad de que, visto en perpendicular a la conexión en serie, la anchura de la primera y de la segunda célula solar coincidan o la anchura presente una diferencia máxima del ± 10% una respecto a la otra.
Desde el punto de vista de las aplicaciones tecnológicas es ventajoso que el módulo de células solares comprenda al menos siete subunidades, de las que al menos cuatro subunidades presentan al menos una primera y al menos una segunda célula solar.
Además entre dos subunidades con al menos una primera y al menos una segunda célula solar debería estar dispuesta una subunidad que únicamente presente primeras o segundas células solares.
En particular está previsto que el módulo de células solares presente subunidades con al menos una primera y al menos una segunda célula solar, difiriendo entre sí el orden de la al menos una primera y de la al menos una segunda célula solar en las subunidades. De este modo puede tomarse en consideración la distribución de intensidad no homogénea por la superficie.
Básicamente se obtiene una condición marginal para el diseño de las subunidades mediante la tecnología de conexión y la necesidad de una refrigeración activa. En la electrónica de alta capacidad se emplean, en la refrigeración activa, por regla general sustratos cerámicos con un recubrimiento metálico de una capa. El recubrimiento metálico está estructurado con respecto a la superficie de apoyo para células solares y con respecto a la vía conductora. A este respecto, las placas conductoras cerámicas pueden o bien formar parte de un cuerpo refrigerante o bien unirse a uno de ese tipo.
Básicamente en módulos de células solares concentradores compactados se emplea una placa conductora cerámica. Sin embargo, las vías conductoras necesarias para la conexión causan problemas no obstante debido a la alta compactación.
La invención destaca por tanto también por las características de que las subunidades están dispuestas sobre un soporte refrigerado de manera preferiblemente activa, que presenta en el lado de células solares una capa compuesta por un material eléctricamente conductor, que está dividida en unidades de superficie parciales, estando dispuesta una subunidad sobre en cada caso una unidad de superficie parcial. Con ello se obtiene una conexión en paralelo sin problemas de las células solares de una subunidad. En particular son ventajosas unidades de superficie parciales, que son coherentes en el sentido de la teoría de conjuntos.
Las propias subunidades pueden estar unidas entre sí, es decir con respecto a la conexión en serie, a través de aletas conectoras de plata, delgadas uniones de oro o tiras eléctricamente conductoras que discurren a lo largo de sus lados superiores, de las que una sección se une con los contactos frontales de las células solares de una subunidad y la otra sección, atravesando las células solares de la otra subunidad, con los contactos del lado inferior.
En particular la geometría de contorno de la unidad de superficie parcial está adaptada a la geometría de contorno de la subunidad que va a alojarse.
Habitualmente las subunidades están orientadas de manera alineada entre sí con respecto a sus bordes longitudinales exteriores.
Existe además la posibilidad de que al menos una unidad de superficie parcial esté compuesta por zonas o secciones que discurren de manera desplazada entre sí, visto en la dirección de la conexión en serie, que confluyen entre sí. Las subunidades están configuradas geométricamente de manera correspondiente.
Además existe la posibilidad de que al menos dos unidades de superficie parciales contiguas presenten zonas parciales que discurren de manera desplazada entre sí, estando las unidades de superficie parciales orientadas entre sí de tal modo que los bordes longitudinales que delimitan lados iguales discurren de manera desplazada entre sí.
Si las unidades de superficie parciales presentan zonas que discurren de manera desplazada entre sí pero que no se solapan, está previsto entonces que una vía conductora, que está estructurada a partir de la capa eléctricamente conductora, discurra entre las zonas dispuestas de manera desplazada entre sí de la unidad de superficie parcial, visto en la dirección de la conexión en serie, y presente una anchura mínima B con B > 0,8 mm, en particular 0,8 mm : B : 1,2 mm, preferiblemente B ' 1 mm.
También está previsto que la capa eléctricamente conductora dividida en unidades de superficie parciales y eléctricamente conductora esté dispuesta sobre una zona del soporte compuesta por material eléctricamente aislante y que, visto en la dirección de la conexión en serie, entre unidades de superficie parciales contiguas se haya retirado el material eléctricamente conductor. De este modo se garantiza el aislamiento necesario entre las subunidades, para poder conectar éstas luego en serie.
Las células solares de una subunidad pueden estar conectadas con una cantidad de diodos de derivación, que difiere de la cantidad de células solares en la subunidad. Independientemente de esto está previsto que los diodos de derivación, vistos en la dirección de la conexión en serie, estén dispuestos en un borde lateral del soporte, que delimita las subunidades dispuestas en serie.
Si cada una de las subunidades puede presentar la misma cantidad de células solares, entonces existe también la posibilidad de que la cantidad de las células solares de una subunidad difiera de la cantidad de células solares de al menos una subunidad adicional del módulo de células solares.
Preferiblemente la superficie sensible a la radiación de la primera célula solar es aproximadamente de un 30% a un 70% menor que la de la segunda célula solar. Además la distancia entre subunidades contiguas debe situarse entre 50 !m y 1000 !m, y en concreto visto en la dirección de la conexión en serie.
Detalles, ventajas y características adicionales de la invención se obtienen no sólo de las reivindicaciones, de las características que pueden deducirse de las mismas (en sí mismas y/o en combinación), sino también de la descripción siguiente de ejemplos de realización preferidos que pueden deducirse del dibujo.
Muestran:
la figura 1, una disposición de células solares de un módulo de células solares según el estado de la técnica,
la figura 2, una disposición de células solares según la invención de un módulo de células solares,
la figura 3, una representación esquemática de una disposición de superficies de apoyo de subunidades de células solares según la figura 2,
la figura 4, una disposición de células solares adicional de un módulo de células solares y
la figura 5, una disposición de superficies de apoyo de las subunidades de células solares según la figura 4.
De la figura 1 puede deducirse una representación esquemática de células 12, 14, 16, 18, 20 solares conectadas en serie para formar un módulo de células solares según el estado de la técnica. Las células 12, 14, 16, 18, 20 solares conectadas en serie están unidas a un consumidor 22, tal como un inversor. En la parte izquierda de la figura 1 está representada esquemáticamente una distribución de intensidad luminosa para sistemas concentradores, que actúa sobre las células 12, 14,1 6, 18, 20 solares. Para conseguir una adaptación de las corrientes fotoeléctricas generadas en las células 12, 14, 16, 18, 20 solares conectadas en serie, se adaptan las superficies sensibles, es decir las superficies activas de la célula 12, 14, 16, 18, 20 solar, a la distribución de intensidad. De la representación esquemática se obtiene que las células 12, 20 solares exteriores presentan una mayor superficie sensible que las células 14, 18 solares adyacentes, que tienen a su vez una mayor extensión superficial que las células 16 solares que se encuentran en el interior. Una disposición correspondiente se obtiene de forma esquemática por el documento WO-A-2009/059773. De manera reconocible se requiere una pluralidad de células solares de superficies sensibles a la radiación diferentes, para generar aproximadamente una corriente fotoeléctrica igual en cada célula 12, 16, 16, 18, 20 solar. En módulos mayores es necesaria por consiguiente una pluralidad de diseños de células solares, que hacen inviable una producción industrial.
Para eliminar las desventajas del estado de la técnica y evitar a pesar de las mismas, de manera correspondiente a la distribución de intensidad luminosa, una limitación de corriente a través de las células solares que están expuestas a una menor intensidad luminosa, se propone lo siguiente según la invención.
En la figura 2 está representada de forma puramente esquemáticamente una vista en planta de un módulo 24, que comprende subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 de células solares, no identificadas en más detalle, conectadas en paralelo. Las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 están conectadas en serie y unidas a través de un consumidor tal como un inversor 22. Las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 con sus células solares en cada caso conectadas en paralelo ponen a disposición en cada caso una superficie sensible a la radiación, que está adaptada a la intensidad luminosa de la radiación del concentrador, cuya evolución está reproducida esquemáticamente en la figura 2 a la izquierda.
Para que las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 puedan poner a disposición en la medida necesaria superficies sensibles que difieren o coinciden entre sí, se conectan en el ejemplo de realización células solares de superficies sensibles diferentes, que se designan como primeras y segundas células solares. Una primera célula 40 solar y una segunda célula 42 solar están representadas esquemáticamente en la parte inferior de la figura 2. Se reconoce que las superficies sensibles de la primera y de la segunda célula 40, 42 solar difieren entre sí. A este respecto las células 40, 42 solares presentan, visto en la dirección de la conexión 70 en serie, longitudes L1, L2 que difieren entre sí. En sus anchuras B1 o B2 las células 40, 42 solares deberían corresponder la una a la otra o presentar preferiblemente diferencias máximas del 10%. El símbolo para las células solares está identificado con el número de referencia 44, que reproduce una combinación de una fuente de corriente con un diodo.
Se reconoce por la figura 2 que la célula 40, 42 solar y con ella su superficie activa presenta la forma de un rectángulo.
Las primeras y segundas células 40, 42 solares según la invención están compuestas en las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 de tal modo que por cada subunidad 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 se obtiene una superficie sensible total que está adaptada a la evolución de la intensidad de la radiación incidente en la zona de la subunidad, con la consecuencia de que cada una de las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 genera aproximadamente una corriente fotoeléctrica igual.
Así, las subunidades 26, 38 exteriores, en cuyas zonas la intensidad es la menor, presentan la mayor superficie sensible, al estar conectadas dos segundas células 42 solares en paralelo. En las subunidades 28, 36 adyacentes, en las que la intensidad aumenta, se reduce la superficie sensible, al unirse una primera célula 40 solar con una segunda célula 42 solar.
Las subunidades 30, 34 siguientes hacia dentro en cada caso presentan la misma superficie sensible, de modo que se conectan igualmente una primera y una segunda célula 40, 42 solar, pero en orden inverso en la dirección de la conexión 71 en paralelo. De este modo puede tenerse en cuenta la distribución de intensidad no homogénea por la superficie.
En la zona media del módulo 24, en la que aparece la intensidad máxima, la subunidad 32 presenta la menor superficie sensible, al conectarse dos primeras células 40 solares.
Si en el ejemplo de realización están conectadas en paralelo en cada caso dos células solares constituyendo una subunidad 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, entonces en la práctica naturalmente una cantidad mucho mayor de células solares pueden formar una subunidad. A este respecto existe naturalmente también la posibilidad de conectar más de dos células solares con superficies sensibles a la radiación que difieren entre sí.
Como alternativa o complemento adicional, para generar en las subunidades corrientes fotoeléctricas iguales o aproximadamente iguales, puede nombrarse la selección de las clases de corriente de las células solares que van a utilizarse. Así las clases de corriente de las células solares dispuestas en la zona media del módulo pueden presentar una calidad menor que las células solares que van a situarse fuera. De este modo se posibilita un ajuste fino adicional de las corrientes fotoeléctricas por cada subunidad.
Las células solares de una subunidad 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 pueden estar dispuestas sobre una placa 45 conductora cerámica, que es el lado superior de un soporte configurado como refrigerante activo. De manera correspondiente al estado de la técnica, éste puede presentar una construcción de tipo sándwich con placa cerámica superior e inferior así como una capa intermedia dispuesta entre éstas, compuesta por láminas de cobre finas, que pone a disposición una estructura de microcanal, por la que puede fluir un líquido refrigerante tal como agua.
La placa 45 conductora cerámica presenta en el lado de células solares una capa eléctricamente conductora tal como una capa de cobre, que está retirada (por decapado por ejemplo) en las zonas en las que debe interrumpirse la unión eléctrica. Quedan preferiblemente unidades 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 de superficie parciales rectangulares, que están adaptadas según la superficie a las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 o presentan en gran medida la misma geometría de contorno, que difiere dado el caso en el tamaño, es decir son según la superficie algo mayores o menores que las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38. Las vías conductoras para conectar las subunidades con, por ejemplo, diodos de derivación no se tienen en cuenta en esta consideración.
A través de las unidades 46, 48, 50, 50, 52, 54, 56, 58 de superficie parciales tiene lugar por consiguiente una conexión en paralelo de las primeras y segundas células 40, 42 solares en la configuración elegida por cada subunidad. Por tanto un empaquetado sumamente compacto de las primeras y segundas células 40, 42 solares o de las subunidades 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 formadas a partir de las mismas puede tener lugar sobre la placa 45 conductora cerámica.
Las superficie eléctricamente conductora, que está aplicada sobre la capa cerámica, es decir, la placa conductora cerámica, presenta uniones adicionales no representadas respecto a las unidades 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 de superficie parciales, para unir cada subunidad 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 con diodos de derivación presentes en la zona de borde del módulo aunque no representados. A este respecto la cantidad de diodos de derivación puede diferir de la cantidad de células solares conectadas mutuamente en una subunidad, en particular puede ser menor.
Por la figura 3 se deduce que los respectivos bordes longitudinales de las subunidades 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 de superficie están orientados de manera esencialmente alineada entre sí. A modo de ejemplo los bordes longitudinales correspondientes están identificados con 60, 62 en un lado y 64, 66 en el otro lado de las unidades 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 de superficie parciales.
Una disposición a este respecto no es sin embargo obligatoriamente necesaria, concretamente en particular cuando zonas de células solares que van a conectarse constituyendo subunidades, visto en la dirección de la conexión 70 en serie, están desplazadas de modo que no tiene lugar básicamente un contacto directo, es decir, no tiene lugar un solapamiento de las correspondientes secciones parciales rectangulares, que en cada caso alojan una zona de la subunidad.
En la figura 4 están representadas de forma puramente esquemática las subunidades I, II, III, IV, V, que presentan (al igual que en la figura 2) superficies sensibles adaptadas de manera correspondiente a la distribución de intensidad luminosa. De manera correspondiente, tienen lugar una combinación de las primeras y segundas células 42 y 44 solares que van a conectarse, que presentan superficies sensibles que difieren entre sí.
En la figura 5 están identificadas correspondientemente las unidades de superficie parciales asociadas a las subunidades I, II, II, IV, V.
Se reconoce que las células 40 solares de la subunidad III están dispuestas desplazadas entre sí de tal manera que éstas no limitan una con otra. Para posibilitar no obstante una conexión en paralelo, las superficies de apoyo para las células 40 solares de la subunidad III se disponen sobre zonas de la unidad de superficie parcial III identificadas en la figura 5 con el número de referencia 72, 74, estando unidas las zonas 72, 74 a través de una vía 76 conductora que discurre en la dirección de la conexión 70 en serie, que está aplicada sobre la placa 45 conductora cerámica. La anchura B de la vía 76 conductora debe ascender a al menos 0,8 mm, preferiblemente a aproximadamente 1 mm. Mediante la configuración a este respecto, la unidad de superficie parcial III presenta una geometría en S, extendiéndose a lo largo de la vía 76 conductora secciones de las unidades de superficie parciales II y IV. La unidad de superficie parcial III, como cantidad total de la zona 72 y 74 y de la vía 76 conductora, es además coherente en el sentido de la teoría de conjuntos. También las otras unidades de superficie parciales I, II, IV y V son coherentes.
Dado que debe mantenerse una distancia mínima con respecto a la vía 76 conductora, las zonas 78, 80 correspondientes de las unidades de superficie parciales II, IV se desplazan en la dirección del respectivo borde de la placa 45 conductora. Por tanto los bordes longitudinales de las zonas 78, 80 parciales desplazadas hacia el borde no se alinean con los bordes longitudinales de las unidades de superficie parciales II, III, V restantes, tal como aclara la figura
5.

Claims (19)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Módulo (24) de células solares , en particular módulo de células solares concentrador, que comprende subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) conectadas en serie de células (40, 42) solares conectadas en paralelo, caracterizado por que las células solares comprenden al menos primeras y segundas células (40, 42) solares con en cada caso superficies sensibles a la radiación que difieren entre sí y porque al menos una subunidad (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) del módulo (24) de células solares presenta una primera y al menos una segunda célula solar.
  2. 2.
    Módulo de células solares según la reivindicación 1, caracterizado por que el módulo (24) de células solares comprende al menos tres subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), de las que al menos una subunidad (26, 32, 38) presenta únicamente primeras o segundas células (40, 42) solares.
  3. 3.
    Módulo de células solares según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que, visto en la dirección de la conexión
    (70) en serie, la primera célula (40) solar difiere en su longitud de la de la segunda célula (42) solar.
  4. 4. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que, visto en perpendicular a la conexión (70) en serie, la primera célula (40) solar y la segunda célula
    (42) solar coinciden en su anchura o presentan una diferencia máxima del ± 10% una respecto a la otra.
  5. 5. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo
    (24) de células solares comprende al menos siete subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), de las que al menos cuatro subunidades (28, 30, 34, 36) presentan al menos una primera y al menos una segunda célula (40, 42) solar.
  6. 6.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que entre dos subunidades (30, 34) con al menos una primera y al menos una segunda célula (40, 42) solar está dispuesta una subunidad (32), que presenta únicamente primeras o segundas células solares.
  7. 7.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que el módulo (24) de células solares presenta subunidades (28, 30, 34, 36) con al menos una primera y al menos una segunda célula (40, 42) solar, difiriendo entre sí el orden de la al menos una primera y de la al menos una segunda célula solar.
  8. 8.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que las subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) están dispuestas sobre un soporte (44) refrigerado de manera preferiblemente activa, que presenta en el lado de células solares una capa compuesta por un material eléctricamente conductor, que está dividida en unidades (46, 48, 50, 52, 54, 56, 58) de superficie parciales, estando dispuesta sobre en cada caso una unidad de superficie parcial continua una subunidad (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) eléctricamente conductora unida a la misma.
  9. 9.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos una unidad de superficie parcial comprende zonas (72, 74) que discurren de manera desplazada entre sí en la dirección de la conexión (70) en serie, que están unidas a través de una vía (82) conductora estructurada a partir del material eléctricamente conductor.
  10. 10.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que dos unidades (48, 50) de superficie parciales contiguas discurren con respecto a sus bordes (60, 62; 64, 66) longitudinales de manera desplazada entre sí sobre al menos un lado.
  11. 11.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que la geometría de contorno de la unidad (46, 48, 50, 52, 54) de superficie parcial está adaptada a la subunidad (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) unida con ésta y porque la unidad de superficie parcial y la subunidad de superficie presentan bordes que discurren de manera esencialmente paralela entre sí.
  12. 12.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que la capa eléctricamente conductora distribuida en unidades (46, 48, 50) de superficie parciales se encuentra sobre un soporte compuesto por material eléctricamente aislante y porque, visto en la dirección de la conexión (70) en serie, entre unidades de superficie parciales contiguas se ha retirado el material eléctricamente conductor.
  13. 13.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que las células solares de una subunidad están conectadas a una cantidad de diodos de derivación, que difiere de la cantidad de células solares en la subunidad.
  14. 14.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los diodos de derivación, vistos en la dirección de la conexión (70) en serie, están dispuestos en un borde lateral del módulo (24) que delimita las subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) dispuestas en serie.
  15. 15.
    Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    5 caracterizado por que las unidades (46, 48, 50, 52, 54) de superficie parciales con respecto a su respectivo lado (60, 62; 64, 68) longitudinal están orientadas de manera alineada entre sí.
  16. 16. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cantidad de células solares de una subunidad difiere de la cantidad de células solares de al menos una subunidad adicional del módulo (24) de células solares. 10 17. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que cada subunidad (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) presenta la misma cantidad de células (40, 42) solares.
  17. 18. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que la superficie sensible a la radiación de la primera célula (40) solar es aproximadamente de un 15 30% a un 70% menor que la de la segunda célula (42) solar.
  18. 19. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que la distancia entre subunidades (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) contiguas se encuentra entre 50 !m y 1000 !m, visto en la dirección de la conexión (70) en serie.
  19. 20. Módulo de células solares según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo 20 (24) de células solares presenta únicamente primeras y segundas células (40, 42) solares.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2728441T3 (es) * 2011-12-08 2019-10-24 Saint Augustin Canada Electric Inc Matriz de células fotovoltaicas de concentración
DE202012004526U1 (de) * 2012-04-30 2012-06-06 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul
US20140162230A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 Aram Akopian Exercise demonstration devices and systems
DE102013211179A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-18 Robert Bosch Gmbh Solarmodul und System von Solarmodulen
KR102667789B1 (ko) * 2018-07-13 2024-05-21 트리나 솔라 컴패니 리미티드 태양광 발전 장치 및 태양광 발전 블라인드
DE102019131354A1 (de) 2019-11-20 2021-05-20 Hanwha Q Cells Gmbh Solarmodul
DE102020128063A1 (de) * 2020-10-26 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Solarzellenmodul

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089705A (en) * 1976-07-28 1978-05-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hexagon solar power panel
US4162174A (en) * 1978-03-10 1979-07-24 Massachusetts Institute Of Technology Solar cell array
DE19916742C1 (de) * 1999-04-13 2000-08-24 Angew Solarenergie Ase Gmbh Schaltungsanordnung zur Stromerzeugung mit Solarzellen
US7098395B2 (en) * 2001-03-29 2006-08-29 Kaneka Corporation Thin-film solar cell module of see-through type
JP4009893B2 (ja) * 2001-05-02 2007-11-21 独立行政法人科学技術振興機構 太陽電池を用いた電磁波吸収方法
US6686533B2 (en) * 2002-01-29 2004-02-03 Israel Aircraft Industries Ltd. System and method for converting solar energy to electricity
WO2005112133A1 (ja) * 2004-05-19 2005-11-24 Angel Co., Ltd. 太陽電池用リード端子付ダイオード
JP2007012976A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 太陽電池モジュール
DE102006015495A1 (de) * 2006-04-03 2007-10-04 Hammud, Adnan Solarzellenmodul
EP2122691A4 (en) * 2007-02-16 2011-02-16 Nanogram Corp SOLAR CELL STRUCTURES, PV MODULES AND CORRESPONDING METHODS
EP2058869A1 (de) 2007-11-06 2009-05-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzellenmodul mit angepasster Solarzellenbreite

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