KR101622926B1 - 태양 모듈로 전기적 컨덕터를 연결하기 위한 연결 소자 및 연결 소자를 만드는 방법, 그리고 이러한 연결 소자를 가진 태양 모듈 - Google Patents
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Abstract
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(200, 300, 400)로서, 서로 나란히 배열된 복수의 개별적으로 조립된 버스바아(21-24)로서, 상기 전기적 컨덕터(2)에 연결하기 위한 제 1 컨택 존(51)과 상기 태양 모듈(100)의 상기 전기 연결 시스템(3)에 연결하기 위한 제 2 컨택 존(52)을 가진 제 1 버스바아, 및 상기 태양 모듈(100)의 상기 전기 연결 시스템(3)에 연결하기 위한 컨택 존(52)을 가진 제 2 버스바아(22)를 포함하는, 서로 나란히 배열된 복수의 개별적으로 조립된 버스바아(21-24)를 포함한다. 하나 이상의 지지 요소(40, 70)가 제공되고, 상기 버스바아(21-24)는 상기 하나 이상의 지지 요소에 부착되고, 상기 하나 이상의 지지 요소는 바닥면(41, 71)을 포함하며 이 바닥면에 의해 상기 지지 요소는 상기 태양 모듈(100) 상에 위치되어 배열될 수 있다. 상기 지지 요소로부터 분리되어 배열 가능한 오버하우징(10, 60)이 제공되고, 상기 오버하우징(10, 60)은 상기 지지 요소(40, 70) 및 상기 버스바아(21-24) 위에 배열될 수 있고, 이러한 배열에서 상기 지지 요소 및 상기 버스바아를 둘러싸는 하나 이상의 엣지(15, 65)를 포함하며, 상기 태양 모듈(100) 상에 위치되어 배열될 수 있으며 상기 태양 모듈에 밀봉식으로 연결될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 버스바아는 상기 지지 요소 상에 위치한 다이오드 부품(31)을 통해 함께 연결된다. 하나 이상의 컨택(54)이 제공되고, 상기 컨택(54)은 상기 제 1 버스바아(21)의 상기 제 1 컨택 존(51)에 연결하기 위한 제 1 존에 배열되며 상기 외부 전기적 컨덕터(2)에 연결하기 위한 제 2 존에 배열된다.
Description
본 발명은 광전지 태양 모듈의 전기 연결 시스템에 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터를 연결하기 위한 연결 소자에 관한 것으로서, 이는 태양 모듈의 배열을 위한 연결 하우징 및 커넥터 하우징에 배열된 버스바아(busbar)를 갖는다. 또한, 본 발명은 이러한 연결 소자를 가진 태양 모듈에 관한 것이고, 이러한 연결 소자를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
광전지 태양 모듈은 일반적으로 사이에 태양 전지가 배열된 패널 유형의 다중층 배열을 포함하고, 이는 광전지 효과를 통해 전기를 생성한다. 예를 들면, 이러한 태양 모듈의 다중층 배열은 예를 들면 낮은 흡수도를 가진 글래스 커버의 형태로 광에 노출되는 측부 상의 제 1 플랫층(flat layer)과 제 2 플랫층을 포함하고, 제 2 플랫층은 예를 들어 후방 글래스 커버의 형태를 가지며 태양 모듈의 후방부에 배열된다. 태양 전지는 이들 층 사이의 해당 공간에 배열되며, 전기적 연결 시스템으로 다중층 배열 내에서 상호연결된다. 태양 모듈의 실시예는 공지되어 있고, 이러한 실시예에서, 광 노출된 측부로부터 떨어진 태양 모듈의 후방부 상의 태양 전지의 전기 연결 시스템은 예를 들어 소비자에게 예를 들어 연결 호일(foil)의 형태로 전기적 컨덕터에 의해 외부에 연결된다. 이러한 연결 호일은, 연결 리드(lead), 또는 "태양 연결 리드"의 하나 이상의 전기적 컨덕터로 예를 들어 터미널 박스 또는 정션 박스(junction box)의 형태에 의해 연결 소자에 연결된다. 이러한 목적을 위해, 이러한 연결 소자는 커넥터 하우징에 배치된 전류 운반 배열을 포함하고, 한편 여기에 태양 모듈의 하나 이상의 연결 호일이 연결되며, 다른 한편으로 하나 이상의 연결 케이블의 하나 이상의 전기적 컨덕터가 연결된다. 또한, 하나 이상의 다이오드가 이러한 연결 소자에 일반적으로 포함되고, 이러한 다이오드는 태양광 노출된 태양 전지 및 그늘진(shaded) 태양 전지 사이에서 전류 순환을 막기 위해 제공되고, 이는 상이한 태양 전류 및 태양 전압을 공급한다. 이러한 "바이패스 다이오드"에 의해, 부분적으로 그늘진 때 균등하게 모듈을 상응하는 감소된 전력으로 계속 작동시키는 것이 가능하다.
태양 패널에 외부 연결 케이블을 연결하기 위한 연결 소자는 예를 들어 JP 2004 134 717 A로부터 공지되어 있다. 여기서 설명된 연결 소자는 프린트된 회로 보드를 포함하고, 이 보드 상에서 복수의 컨덕터 트랙이 배열되며, 이에 의해 태양 패널의 전기 연결 시스템을 각각의 연결 케이블에 연결하게 된다. 또한, 복수의 다이오드 부품은 프린트된 회로 보드 상에 장착되고, 각각의 경우에 두 개의 컨덕터 트랙을 함께 연결한다. 하우징이 이러한 방식으로 형성된 배열 상에 장착되고 태양 패널에 연결되기 이전에, 프린트된 회로 보드에 연결되는 연결 케이블은 각각의 경우에 프린트된 회로 보드에 인가되며 여기에 연결된 컨덕터 트랙 중 하나 상에 배열된다. 하우징은 하우징을 둘러싸는 하우징 엣지를 갖고, 이는 태양 모듈 상에 위치한다. 프린트된 회로 보드 및 하우징 사이에 형성된 공동은 이후 충진 재료(potting material)로 채워진다. 상기 설명된 연결 소자는 프린트된 회로 보드 형태의 메인 바디가 필요하다는 단점을 갖고, 이러한 메인 보드 상에 각각의 다이오드가 굽은 다이오드 리드와 함께 위치해야 한다는 단점을 갖는다. 이러한 방식으로, 전류 운반 배열이 조작하는데 있어서 비교적 어렵고 예를 들어 태양 전지가 상이한 숫자의 태양 모듈에 연결되는 것과 같이 상이한 요구사항에 적용되기에 어렵거나 불가능한 하우징에서 얻어지게 된다.
EP 0 999 601 A1은 비교할만한 연결 소자를 개시하고 있고, 이 경우 태양 모듈의 개별적인 컨덕터가 리드 아웃(lead out)되고 상응하는 터미널에 연결되는 태양 패널 상의 하부 연결 배열 위의 바닥부 개구에 하우징이 끼워지기 이전에, 복수의 바이패스 다이오드가 상부 하우징에서 상응하는 터미널에 연결된다. 상부 하우징의 응용에 있어서, 이들의 터미널은 하부 연결 배열의 각각의 터미널에 연결된다. 바이패스 다이오드 중 하나에서 결함이 있는 경우에 연결 소자는 전체 상부 하우징을 교체함에 의해 수리된다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 유형의 연결 소자를 제공하는 것이고, 이는 비교적 간단하고 가장 단순한 가능한 요소를 이용하여 값싸게 생산이 가능하다.
본 발명은 청구항 제1항의 특징부에 따른 광전지 태양 모듈의 전기 연결 시스템에 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터를 연결하기 위한 연결 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 제15항의 특징부에 따른 이러한 연결 소자를 가진 태양 모듈에 관한 것이다. 추가적으로 본 발명은 청구항 제17항의 특징을 가진 연결 소자를 생산하기 위한 방법 및 청구항 제18항의 특징을 가진 연결 소자를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
광전지 태양 모듈의 전기 연결 시스템으로 예를 들어 외부 연결 케이블의 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터의 연결을 위해 설계된 본 발명에 따른 연결 소자는 서로 옆으로 나란히 배열된 복수의 개별적으로 조립된 버스바아를 포함한다. 버스바아는 적어도 전기적 컨덕터로의 연결을 위한 제 1 컨택 존 및 태양 모듈의 전기 연결 시스템으로의 연결을 위한 제 2 컨택 존을 가진 제 1 버스바아와 태양 모듈의 전기 연결 시스템으로의 연결을 위한 컨택 존을 가진 제 2 버스바아를 포함한다. 또한, 하나 이상의 지지 요소가 제공되고, 여기에 버스바아가 부착되며, 지지 요소는 바닥면을 포함하며, 이에 의해 지지 요소는 그 위에 위치함에 의해 태양 모듈 상에 배열될 수 있다. 또한, 개별적으로 조립된 오버하우징이 제공되고, 이러한 오버하우징은 지지 요소 및 버스바아 위에 배열될 수 있으며 이 위치에서 지지 요소 및 버스바아를 둘러싸는 적어도 하나의 엣지를 포함하고, 이는 태양 모듈 상에 배열되며 밀봉식으로 태양 모듈에 연결될 수 있다. 다이오드 리드를 가지며 버스바아 상에 장착된 다이오드 부품이 추가적으로 제공될 수 있고, 이러한 다이오드 리드는 각각의 경우에 버스바아 중 하나에 끼워지며 각각의 버스바아에 연결되고, 이에 의해 제 1 및 제 2 버스바아가 다이오드 부품을 통해 함께 연결된다. 적어도 하나의 컨택이 제 1 버스바아의 제 1 컨택 존과의 연결을 위해 제 1 존에서 그리고 외부 전기적 컨덕터와의 연결을 위해 제 2 존에서 구성된다.
따라서, 본 발명은 이러한 연결 소자를 통해 종래의 연결 소자와 비교하여 비용적인 면에서 현격한 감소를 이루는 것이 가능하다는 장점을 제공한다. 특히 이는 본 발명에 따른 연결 소자가 작은 치수 그리고 물질에 있어서 결과적인 절약을 초래한다는 점에서 이루어진다. 또한, 적은 숫자의 그리고 그럼에도 불구하고 더 단순한 요소를 이용하여 결과적으로 부품 제조 및 조립에서 자동화의 최대 가능한 레벨을 가져올 수 있다. 추가적으로, 본 발명은 이전에 공지된 방법으로부터 개조된 핸들링 방법이 연결 소자의 사용자의 영역(premises) 내에서 자동적으로 수행되는 것을 가능하게 한다.
특히, 본 발명은 거의 동일하게 구성된 버스바아를 이용하는 것을 가능하게 하고, 이는 요구사항 및 필요에 따라 적절한 숫자로 개별적으로 조립된다. 버스바아는 예를 들어 상응하는 금속 소스로부터 스탬프되거나 또는 그렇지 아니하면 필요에 따라 적절하게 생산 및 굽혀질 수 있고, 이에 의해 개별적인 컨택 존을 만든다. 연결되는 태양 전지 스트링 또는 연결되는 태양 전지의 숫자에 따라, 상응하는 숫자의 버스바아가 이용될 수 있다. 이러한 방식으로 연결 소자는 상이한 요구사항에 유연하게 적용될 수 있다.
본 발명의 제 1 변형에서, 버스바아는 예를 들어 이들을 지지 요소 상에 위치시킴에 의해 지지 요소에 개별적으로 부착된다. 따라서 지지요소 및 버스바아로 형성된 배열은, 각각의 버스바아로 다이오드 부품의 각각의 다이오드 리드를 연결함에 의해 요구사항에 따라 하나 이상의 다이오드 부품에 연결된다. 이러한 방식으로, 지지 요소, 버스바아, 및 하나 이상의 다이오드 부품으로 이루어진 기능 유닛(functional unit)이 얻어지고, 이는 지지 요소의 바닥면에 의해 태양 모듈 상에 위치할 수 있다. 연결 소자를 완전하게 하기 위해, 이후 오버하우징이 지지 요소 및 버스바아 위에 배열되고, 지지 요소 및 버스바아를 둘러싸는 오버하우징의 엣지는 태양 모듈 상에 위치하며 태양 모듈에 둘레를 밀봉하는 방식으로 연결된다. 이는 예를 들어 적절한 접착제 또는 밀봉제를 이용함에 의해 처리될 수 있고, 이는 외부 환경 영향에 대해 오버하우징의 내부를 밀봉하는데 적절하다.
본 발명의 일 실시예에서, 외부 전기적 컨덕터와 제 1 버스바아 컨택을 연결시키는 연결 소자에 제공된 컨택이 오버하우징에 위치한다. 이러한 컨택은 오버하우징이 기능 유닛 상에 위치할 때 제 1 버스바아 상의 상응하는 정합(mating) 컨택에 연결된다.
이 컨택은 예를 들어 플러그-앤드-소켓 연결의 일부의 형태를 갖고, 이는 제 1 버스바아 및 외부 전기적 컨덕터 사이에 배열된다. 특히, 이러한 컨택은 플러그-앤드-소켓 소자의 일부일 수 있고, 이는 오버하우징의 연결 부싱 상에 배열되며, 이에 의해 외부 전기적 컨덕터 상에서 상응하는 플러그-앤드-소켓 소자와 함께 작동한다. 컨택과의 연결을 위해, 제 1 버스바아는 제 1 컨택 존에 정합 컨택을 포함하거나 또는 이러한 정합 컨택과 연결될 수 있고, 이는 컨택과의 작동적 연결을 이루어 외부 전기적 컨덕터를 제 1 버스바아에 연결시킨다.
개별적으로 버스바아를 지지 요소에 부착시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하나 이상의 록킹 요소(locking element)가 지지 요소 상에 제공되고, 이에 의해 지지 요소 상에서 이들의 조립 이후 지지 요소에 하나 이상의 버스바아를 고정시킨다.
본 발명의 추가적인 태양에 따르면, 지지 요소는 플라스틱 하우징으로 형성되고, 이는 버스바아의 적어도 일부 및 하나 이상의 다이오드 부품을 둘러싸고, 이는 전기적으로 두 개의 버스바아를 함께 연결시키며, 이에 의해 기능 유닛을 형성한다. 예를 들면, 버스바아 및 다이오드 부품의 적어도 일부는 사출성형(injection moulding) 또는 충진(potting)에 의해 플라스틱 하우징에서 캡슐화된다(encapsulated). 예를 들어 블록으로서 성형되는 플라스틱 하우징에서 사출 성형에 의해 전류 운반 요소를 캡슐화하는 것은, 다이오드에서 일어나는 열의 향상된 분산을 일으키고, 이에 의해 전체적으로 일어나는 열은 연결 소자의 외부를 향해 더 잘 분산될 수 있다.
이러한 향상된 열 분산은 적어도 하나의 웰(well) 또는 상승된 부분을 플라스틱 하우징에 제공함에 의해 추가적으로 향상될 수 있고, 이는 오버하우징의 내부 상에서 상응하는 상승된 부분 또는 웰과 각각 접촉하게 된다. 특히, 웰 또는 상승된 부분은 플라스틱 하우징 상에서 형성되고, 이러한 방식으로 플라스틱 하우징 내에서 발생된 열은 플라스틱 하우징 상의 웰 또는 상승된 부분을 통해 오버하우징 상의 상응하는 상승된 부분 또는 웰로 적어도 부분적으로 분산된다. 플라스틱 하우징 상에서 웰 또는 상승된 부분은 열 소스의 근처에서 가능한 멀리 제공될 수 있고, 예를 들어 깔때기 또는 이와 유사한 것과 같은 형태를 갖는다. 이러한 방식으로 플라스틱 하우징의 하우징 표면은 확대되고, 이에 의해 플라스틱 하우징에 의해 분산된 열의 양이 증가될 수 있다. 플라스틱 하우징 또는 상응하는 상승된 부분에서 예를 들면 깔때기의 형태의 웰은 연결 소자의 최종 조립시 안내 및 중심화 기능을 가정할 수 있고, 이는 지지 요소에 대해 오버하우징의 고정 및 완전한 장착을 가능하게 하고, 이에 의해 기능 유닛 및 오버하우징은 서로에 대해 정확하게 배향되어 정렬된다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 다이오드 부품이 배열되고, 이에 의해 다이오드 리드는 다이오드 부품의 밖으로 거의 직선으로 리드 아웃되고, 이들의 길이에 따라 개별적인 버스바아에 연결된다. 이러한 방식으로 각각의 다이오드 리드는 더 이상 굽어질 필요가 없고, 예를 들어 버스바아 상에 위치할 수 있으며, 이러한 과정에서 다이오드 부품의 밖으로 직선으로 리드 아웃되고, 용접되고, 크림프되고(crimped) 또는 그렇지 아니하면 각각의 버스바아에 연결된다. 따라서 다이오드 부품에 대한 손상의 위험에 대항할 수 있는데, 왜냐하면 다이오드 부품으로부터 리드 아웃된 다이오드 리드는 각각의 버스바아에 연결되기 위해 더이상 굽어질 필요가 없기 때문이다.
예를 들면, 각각의 다이오드 부품은 버스바아에 걸쳐 세로로 배열되고, 다이오드 부품을 함께 연결하는 각각의 버스바아 사이에서 다이오드 바디와 함께 배열된다. 이러한 경우에, 다이오드 바디는 공간 절약 방식으로 아래로 그리고 개별적인 버스바아 위에서 연장할 수 있다. 이는 다이오드 부품이 각각 둥근 다이오드의 형태를 가질 때 특히 유리하다.
복수의 다이오드 부품이 제공되는 본 발명의 일 실시예에서, 후자는 연달아 서로 옆으로 배열되고, 플라스틱 하우징에 의해 둘러싸이며 이는 세로로 다이오드 부품을 둘러싸고 버스바아를 가로질러 연장한다.
태양 모듈 상에 지지 요소를 위치시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 지지 요소가 예를 들어 양면 접착 테이프와 같은 접착 요소로 태양 모듈을 향한 바닥면 상에 제공될 수 있고, 이러한 테이프는 태양 모듈에 지지 요소를 고정시키도록 설계된다. 따라서, 오버하우징이 지지 요소 위에 장착되기 이전에 지지 요소는 태양 모듈에 대해 일정한 정도로 고정될 수 있고, 태양 모듈에 대한 고정은 태양 모듈에 대해 연결 소자의 최종적인 고정을 초래한다.
본 발명의 추가적인 태양에서, 이러한 연결 소자를 만들기 위한 방법은 이하의 단계를 포함한다: 먼저, 제 1 및 제 2 버스바아와 선택적으로 추가적인 버스바아가 지지 요소에 제공되고 부착된다. 지지 요소는 태양 모듈 상에 지지 요소의 바닥면을 위치시킴에 의해 태양 모듈에 차례로 부착된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지 요소의 바닥면이 태양 모듈 상에 위치하기 이전에, 버스바아는 지지 요소에 먼저 부착된다. 추가적으로, 두 개의 버스바아는 각각의 다이오드 부품에 의해 필요에 따라 함께 연결된다. 이는 예를 들어 버스바아가 지지 요소 상에 배열된 이후에 일어난다.
추가적인 단계에서, 예를 들어 태양 모듈의 하나 이상의 연결 호일과 같은 전기 연결 시스템의 적어도 일부분은 하나 이상의 버스바아에 연결된다. 또한, 오버하우징은 지지 요소 및 버스바아 위에 장착되고, 적어도 오버하우징의 엣지는 지지 요소 및 버스바아 주위의 태양 모듈 상에 위치하며, 밀봉식으로 태양 모듈에 연결된다. 또한, 외부 전기적 컨덕터와의 연결을 위해 설계된 하우징에 배열된 하나 이상의 컨택은 제 1 버스바아의 제 1 컨택 존에 연결된다. 이러한 방식으로, 커넥터 하우징에 배열된 컨택에 의해 예를 들어 연결 케이블의 형태로 제 1 버스바아 및 외부 전기적 컨덕터 사이에서 연결이 이루어진다.
본 발명의 추가적인 태양에 따르면, 연결 소자를 만들기 위한 방법은 이하의 단계를 포함한다: 상기 설명된 것처럼 적어도 제 1 및 제 2 버스바아의 제공 이후, 이들은 다이오드 부품에 의해 전기적으로 함께 연결된다. 둘 이상의 버스바아가 제공될 때, 각각의 경우에 두 개의 버스바아는 각각의 다이오드 부품에 의해 함께 연결된다. 이후 플라스틱 하우징에서 다이오드 부품(들) 및 버스바아의 적어도 일부를 둘러쌈에 의해 플라스틱 하우징의 형태로 형성되고, 이에 의해 기능 유닛을 형성한다. 지지 요소는 예를 들어 사출 성형 또는 충진에 의해 플라스틱 물질로 다이오드 부품(들) 및 버스바아의 적어도 일부를 캡슐화함에 의해 형성되고, 이에 의해 다이오드 및 다이오드 부품(들)의 터미널 존에서 버스바아의 관련된 일부는 플라스틱 물질에 의해 형성된 공통 하우징에 의해 둘러싸인다. 이러한 방식으로, 치밀하게 배열된 기능 유닛이 연결 소자의 전기적으로 전도성 부분으로부터 생산될 수 있다.
이후 지지 요소는 태양 모듈로 지지 요소의 바닥면을 위치시킴에 의해 태양 모듈에 부착된다. 또한, 예를 들어 하나 이상의 연결 호일과 같은 태양 모듈의 전기 연결 시스템의 적어도 일부는 하나 이상의 버스바아와 연결된다. 이는 원칙적으로 태양 모듈에 지지 요소의 부착 이전에 또는 부착 이후 일어날 수 있다. 또한, 오버하우징은 지지 요소 및 버스바아 위에 장착되고, 오버하우징의 적어도 엣지는 지지 요소 및 버스바아 주위에서 태양 모듈 상에 위치하고, 태양 모듈에 밀봉식으로 연결된다. 또한, 외부 전기적 컨덕터에 연결되도록 설계된 하나 이상의 컨택은 제 1 버스바아의 제 1 컨택 존에 연결된다. 따라서, 이러한 컨택은 제 1 버스바아 및 연결 케이블 사이의 연결을 만들 수 있다.
예를 들면, 컨택은 이러한 목적을 위해 정합 컨택과 연결되고, 이러한 정합 컨택은 제 1 버스바아 상에 배열되거나 또는 이에 연결된다. 일 실시예에 따르면, 오버하우징이 태양 모듈 상에 위치하기 이전에 컨택은 오버하우징에 부착된다. 이는 오버하우징이 태양 모듈 상에 장착될 때 상응하는 정합 컨택과 연결된다는 장점을 갖고, 이에 의해 조인트 이동시 오버하우징은 태양 모듈 상에 위치하고 컨택은 정합 컨택과 연결된다.
외부 전기적 컨덕터부 상에서, 컨택은 외부 전기적 컨덕터 상의 상응하는 플러그-앤드-소켓 소자와 함께 또는 외부 전기적 컨덕터와 함께 플러그-인 연결을 위해 차례로 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 외부 연결 케이블은 예를 들어 오버하우징에서 상응하는 연결 부싱에 의해 단지 플러그-앤드-소켓 연결에 의해 예를 들어 컨택에 연결된다. 다른 변형에서, 오버하우징이 태양 모듈 상에 위치하기 이전에 연결 케이블이 오버하우징에 이미 부착되는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 오버하우징이 태양 모듈 상에 위치하기 이전에 컨택은 외부 연결 케이블의 전기적 컨덕터와 단단하게 이미 연결되었다. 추가적인 변형에서, 차례로 컨택이 외부 전기적 컨덕터에 부착되는 것이 가능하고, 일단 오버하우징이 태양 모듈 상에 위치하였다면 오버하우징 상에서 상응하는 연결 부싱으로 두 구성요소 모두가 함께 유입되는 것이 가능하며, 제 1 버스바아 상에서 상응하는 정합 컨택에 연결되는 것이 가능하다.
상기 설명된 것과 같은 이러한 연결 변형은 원칙적으로 플라스틱 블록으로서 또는 개별적인 버스바아를 위한 베어링 요소로서 지지 요소의 실시예의 유형에 무관하고, 이러한 블록은 다이오드 부품과 함께 버스바아를 둘러싼다.
본 발명의 추가적인 유리한 구성 및 개발 내용은 하위 청구항에서 언급된다.
본 발명은 도면에서 도시된 도면들을 참고로 하여 이하에서 더욱 자세하게 설명되고, 이러한 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시하는 것이다.
도 1은 예시적인 광전지 태양 모듈의 개략 단면도를 도시하고, 이는 본 발명에 따른 연결 소자에 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 연결 소자의 제 1 실시예의 개략 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에서 도시된 본 발명에 따른 연결 소자의 제 1 실시예의 요소의 개략 분해도를 도시한다.
도 4 내지 7은 도 2에 따른 연결 소자의 생산의 상이한 단계에서 본 발명에 따른 연결 소자의 상이한 요소의 실시예를 도시한다.
도 8은 도 2에 따른 연결 소자에서 이용되는 오버하우징의 실시예의 하부를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 연결 소자의 제 2 실시예의 개략 사시도를 도시한다.
도 10은 도 9에 따른 연결 소자의 복수의 요소의 개략적인 분해도를 도시한다.
도 11 및 12는 생산 변형의 개략적인 도면이고, 이에 따라 연결 케이블은 도 9에 따른 연결 소자에 연결된다.
도 13은 본 발명에 따른 연결 소자의 제 3 실시예의 개략 사시도이다.
도 14는 도 13에 따른 연결 소자에서 이용되는 요소의 개략적인 분해도를 도시한다.
도 15 내지 18은 도 13에 따른 연결 소자의 생산을 위한 요소 및 생산의 상이한 단계를 도시한다.
도 19는 도 13에 따른 연결 소자를 생산하는데 이용되는 오버하우징의 실시예의 하부를 도시한다.
도 1은 예시적인 광전지 태양 모듈의 개략 단면도를 도시하고, 이는 본 발명에 따른 연결 소자에 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 연결 소자의 제 1 실시예의 개략 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에서 도시된 본 발명에 따른 연결 소자의 제 1 실시예의 요소의 개략 분해도를 도시한다.
도 4 내지 7은 도 2에 따른 연결 소자의 생산의 상이한 단계에서 본 발명에 따른 연결 소자의 상이한 요소의 실시예를 도시한다.
도 8은 도 2에 따른 연결 소자에서 이용되는 오버하우징의 실시예의 하부를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 연결 소자의 제 2 실시예의 개략 사시도를 도시한다.
도 10은 도 9에 따른 연결 소자의 복수의 요소의 개략적인 분해도를 도시한다.
도 11 및 12는 생산 변형의 개략적인 도면이고, 이에 따라 연결 케이블은 도 9에 따른 연결 소자에 연결된다.
도 13은 본 발명에 따른 연결 소자의 제 3 실시예의 개략 사시도이다.
도 14는 도 13에 따른 연결 소자에서 이용되는 요소의 개략적인 분해도를 도시한다.
도 15 내지 18은 도 13에 따른 연결 소자의 생산을 위한 요소 및 생산의 상이한 단계를 도시한다.
도 19는 도 13에 따른 연결 소자를 생산하는데 이용되는 오버하우징의 실시예의 하부를 도시한다.
도 1은 광전지 태양 모듈의 개략적인 단면도이고, 이는 정션 박스 또는 연결 박스의 형태로 연결 소자에 제공된다. 태양 모듈(100)은 광 노출 측부 상의 제 1 플랫층(101)을 가진 다중층 배열을 포함하고, 이는 글래스 시트 또는 필름-유형 층의 형태를 가질 수 있다. 또한, 태양 모듈(100)은 광 노출 측부로부터 떨어진 제 2 플랫층(103)을 포함하고, 이는 유사하게 글래스 시트 또는 필름-유형 층의 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 층(101, 103)은 각각의 글래스 시트의 형태를 가질 수 있다. 두 개의 층들(101, 103) 사이에는, 복수의 태양 전지(!02)의 배열 또는 하나 이상의 태양 전지(102)가 위치하고, 이는 광에 노출될 때 광전지 효과에 의해 전기를 공급한다. 태양 전지(들)(102)은 전기 연결 시스템(104)에 연결된다. 전기 연결 시스템은 도 1에서 순수하게 개략적으로 나타내어지고, 특히 전기적으로 태양 전지(들)을 상호연결하고 이들을 외부 세계와 연결시키도록 작용한다. 전기 연결 시스템(104)은 예를 들어 구리 호일을 포함하고, 이는 한편으로는 태양 전지(들)(102)의 후방부와 컨택되며, 다른 한편으로는 태양 모듈의 하나 이상의 전기적 컨덕터(3) 안으로 연결되거나 또는 태양 전지의 하나 이상의 전기적 컨덕터(3)로 연결되고, 이는 예를 들어 연결 호일 또는 연결 테이프의 형태를 갖는다. 이러한 호일 컨덕터(3)에 의해, 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(104)은 예를 들어 태양 연결 케이블의 형태로 외부 연결 리드(2)에 연결될 수 있다.
또한 도 1에서 도시되는 것처럼, 더욱 자세하게 이하에서 설명되는 것처럼 연결 소자(200, 300, 400)는 층(103)의 후방부에 부착되고, 이는 예를 들어 접착제(107)에 의해 하우징 엣지(15 또는 65)(도 2 내지 19를 참고)의 접착성 결합에 의해 태양 모듈의 외부면을 형성한다. 추가적으로, 층(103)은 리드-스루(lead-through) 개구(105)를 포함하고, 이를 통해 예를 들어 호일 컨덕터의 형태로 전기적 컨덕터(3)는 연결 소자로 통과될 수 있다.
도 2는 제 1 변형에서 본 발명에 따른 연결 소자의 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다. 이의 구성요소들 및 개별적인 구성은 도 3을 함께 볼 때 특히 명확하게 나타나고, 도 3은 이러한 실시예의 분해도를 도시한다.
이러한 실시예에 따른 연결 소자(200)는 기능 유닛(5) 및 오버하우징(10)이라는 이름의 두 개의 주요 요소에 의해 형성되고, 오버하우징(10)은 기능 유닛(5) 위에 장착된다. 이를 위해, 오버하우징(10)은 그 주위에 엣지(15)를 포함하고, 이는 태양 모듈(100) 상에 배열될 수 있고, 태양 모듈에 밀봉식으로 연결될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 오버하우징(10)의 엣지(15)의 하부 베어링면(bearing surface)은 거의 평면을 갖고, 이는 유사하게 플랫 태양 모듈(100) 상에 위치하기에 적절하며 따라서 결합된 구역일 수 있다. 주위 엣지(15)는 플레이트-형태의 수평 하우징 부분(13)으로 오버하우징(10)의 4개의 측벽을 형성하는 수직 하우징 부분(14)에 의해 연결되며, 수평 하우징 부분은 오버하우징(10)이 태양 모듈에 장착될 때 태양 모듈에 거의 평행하게 배열된다. 전면을 향하는 측벽에서 도 2 및 3에서 수직 하우징 부분(14)의 측벽 중 하나에서, 두 개의 연결 부싱(11)이 제공되고, 여기에는 오버하우징(10) 내에서 전기적으로 전도성인 부분으로 연결 케이블(2)(도 2 및 3에서는 미도시)을 연결시키기 위한 개별적인 플러그-앤드-소켓 연결 소자(19)가 제공된다.
여기서 오버하우징(10)에 배열된 기능 유닛(5)은 4개의 버스바아(21 내지 24)를 포함하고, 이는 이하에서 더욱 자세하게 설명될 것이다. 버스바아(21 내지 24)의 배열은 여기서 오직 예로서 간주되고, 요구에 따라 변할 수 있다. 특히, 이용되는 버스바아의 숫자는 요구에 따라 변할 수 있다. 현재 케이스에서, 외부의 두 개의 버스바아(21, 24)는 개별적인 컨택 존을 포함하고, 이는 외부 컨덕터에 연결될 수 있다. 외부의 두 개의 버스바아(21, 24)는 오버하우징(10)에 배열된 연결 부싱(11)에 의해 각각의 연결 케이블(2)에 연결될 수 있다. 중앙에 위치한 두 개의 버스바아(22, 23)는 태양 모듈 연결 시스템의 상응하는 호일 컨덕터와 그들의 단부 영역에서 연결된다. 여기서 버스바아(22, 23)가 오버하우징(10)의 우측 및 좌측 둘레 구역에 배열될 수 있는 반면 오버하우징(10)의 중앙에 버스바아(21, 24) 및 연결 부싱(11)이 배열되는 것이 원칙적으로 가능하다. 추가적인 실시예에서 필요에 따라 그리고 요구에 따라 기능 유닛(5)을 형성하기 위해 버스바아(21, 24)의 두 개만이 오버하우징(10)에 제공되는 것이 가능하다. 버스바아(21, 24)는 지지 요소(40) 상에서 지지되고, 이러한 지지 요소는 바닥면(41)을 포함하며, 이에 의해 지지 요소는 태양 모듈(100) 상에 배열될 수 있다.
예시적 실시예의 형태로 도 2에서 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 연결 소자(200)의 생산은 도 4 내지 7을 참고로 하여 이하에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도 4로부터 더욱 자세하게 나타나는 것처럼, 먼저 지지 요소(40)가 제공되고, 이는 거의 플랫한 바닥면(41)을 포함하며, 이에 의해 지지 요소(40)는 태양 모듈(100) 상에서 바닥면(41)에 의해 위치할 수 있고, 이는 유사하게 거의 플랫한 구성이다. 지지 요소(40) 상에는 버스바아(21 내지 24)를 위한 안착부(rest; 42)가 제공되고, 다이오드 부품(31 내지 33)을 위한 안착부(44)가 제공되며, 이러한 다이오드 부품은 버스바아(21, 24)에 연결된다. 따라서, 지지 요소(40)는 개별적인 버스바아(21 내지 24)가 지지 요소 상에서 개별적으로 조립 가능한 방식으로 위치할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 버스바아(21 내지 24)는 개별적인 안착부(42) 상에 위치하고, 개별적인 록킹 요소(43)에 의해 지지 요소(40)에 고정될 수 있다. 버스바아마다 하나 이상의 록킹 요소(43)가 이러한 목적을 위해 제공될 수 있다. 바닥면(41)은 베이스 플레이트(45)의 하부에 의해 이 경우에 형성되고, 그 위에 안착부(43, 44)가 배열된다.
도 5를 참고하여 추가적으로 설명되는 것처럼, 전류 운반 부품은 거의 동일하게 및/또는 단순하게 구성된 버스바아(21 내지 24)의 형태를 갖고, 이는 예를 들어 금속 스트립으로부터 선택적으로 굽어지고 형상화되었다. 이러한 버스바아(21 내지 24)는 지지 요소(40) 상에서 개별적으로 조립된다. 이를 위해, 버스바아(21)를 참고하여 예를 들어 설명되는 것처럼, 후자는 상응하는 안착부(42) 상에 위치하고, 버스바아(21)의 전방 및 후방 구역에서 록킹 요소(43)에 의해 록킹된다. 록킹 요소(43)는 예를 들어 플라스틱 러그(lug) 또는 이와 유사한 형태를 가질 수 있고, 이는 가열 요소와의 열접촉에 의해 연화되고 예를 들어(소위 "핫 스테이킹(hot staking)")과 같이 머쉬룸(mushroom) 형태로 변형된다. 대안적으로, 버스바아는 개별적인 록킹 요소(43)에 스냅-장착될 수 있거나 또는 일정한 다른 방식으로 고정될 수 있다.
도 6에서 추가적으로 나타날 것처럼, 제 1 버스바아(21)는 상기에서 설명될 것처럼 예를 들어 연결 케이블(2)의 외부 전기적 컨덕터와 연결을 위한 제 1 컨택 존(51) 및 호일 컨덕터(3)와 또는 태양 모듈의 전기 연결 시스템과의 연결을 위해 제공되는 제 2 컨택 존(52)을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서 버스바아(21)는 제 2 컨택 존(52)에서 윗방향으로 굽어있고, 이에 의해 태양 모듈의 다중층 배열으로부터 리드 아웃되는 태양 모듈의 전기 연결 시스템의 호일 컨덕터는 컨택 존(52) 내에서 윗 방향으로 굽은 부분에 인가될 수 있다. 도 7을 참고하여 설명될 것처럼, 호일 컨덕터 또는 이와 유사한 것은 컨택 존(52) 내에서 윗 방향으로 굽은 부분에 인가되고, 스프링 요소(56)에 고정되며, 이는 여기서 Ω 스프링의 형태를 갖는다. 연결 시스템의 호일 컨덕터는 도 6 및 도 7에서는 도시되지 않았다.
또한, 본 발명의 실시예에서 버스바아(21)는 컨택 존(51)에서 일 측부 상에서 연장되고 변형되며, 이러한 방식에 의해 컨택팅(플러그 인과 비연결(disconnection))이 케이블-부 컨택 요소와 가능하다. 본 발명의 실시예에서, 버스바아(21)의 컨택 존(51)은 정합 컨택(53)을 포함하고, 이는 이하에서 더욱 자세하게 설명되는 것처럼 오버하우징(10) 상에서 또는 케이블(2) 상에서 컨택 요소에 연결될 수 있다. 정합 컨택(53)은 본 발명의 실시예에서 U-형상의 컨택의 형태를 갖고, 여기로 상응하는 핀 컨택이 수평 또는 수직 방향으로 유입될 수 있다. 또한, 버스바아(21)와 관련된 상기 설명은 버스바아(24)에도 유사한 방식으로 적용되고, 이는 제 2 연결 케이블(2)의 전기적 컨덕터에 연결된다.
버스바아(21)에 부가하여, 제 2 버스바아(22)가 제 1 버스바아(21)에 거의 평행하게 배열되고, 상기 버스바아는 태양 모듈의 전기 연결 시스템의 호일 컨덕터(3)와의 연결을 위한 컨택 존(52)을 포함한다. 다이오드 부품(31)은 다이오드 리드(35)를 포함하고, 이는 각각의 경우에 버스바아(21, 22) 중 하나에 장착되고, 전기적으로 각각의 버스바아에 연결된다. 특히, 다이오드 리드(35) 중 하나는 버스바아(21)에 인가되고 여기에 전기적으로 연결되며, 다이오드(31)의 나머지 반대 다이오드 리드(35)는 제 2 버스바아(22)에 인가되며 전기적으로 여기에 연결된다. 따라서, 제 1 및 제 2 버스바아(21, 22)는 다이오드 부품(31)에 의해 함께 전기적으로 연결된다. 버스바아(22)에 부가하여, 제 3 버스바아(23) 및 제 4 버스바아(24)는 각각 버스바아(21, 22)에 거의 평행하게 배열된다. 추가적인 다이오드 부품(32, 33)은 다이오드 부품(31)에 유사한 방식으로 제공되고, 추가적인 다이오드 부품(32, 33)은 각각의 경우에 버스바아(22 내지 24) 중 하나로 각각의 다이오드 리드(35)로 장착되고, 각각의 버스바아에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 다이오드 부품(32)은 버스바아(22, 23)를 함께 연결시키고, 다이오드 부품(33)은 버스바아(23, 24)를 함께 연결시킨다. 본 발명의 실시예에서, 다이오드 부품(31 내지 33)은 둥근 다이오드 형태를 가지고, 각각의 다이오드 바디(36)는 각각의 경우에 함께 연결된 버스바아 사이에 배열되고, 각각의 경우에 버스바아 아래에서 그리고 위에서 공간 절약 방식으로 연장한다. 이러한 방식으로, 버스바아 및 다이오드의 공간 절약 배열이 얻어질 수 있다.
다이오드 부품(31 내지 33) 및 버스바아(21 내지 24)는, 각각의 다이오드 리드(35)가 각각의 다이오드 부품(31 내지 33)으로부터 거의 직선으로 리드 아웃되고 또한 각각의 버스바아에 이러한 직선 리드아웃 방식으로 연결되도록 배열된다. 이를 위해, 각각의 다이오드 리드는 예를 들어 그루브의 형태로 상응하게 제공된 컨택부 안으로 예를 들어 삽입되고, 각각의 버스바아에 용접 또는 크림핑(crimping)에 의해 연결된다. 이러한 실시예에 따르면, 예를 들면 각각의 버스바아 안으로 수직으로 삽입되도록 각각의 버스바아와 접촉하기 위한 다이오드 리드를 구부릴 필요가 없다. 대신, 각각의 다이오드는 직선 다이오드 리드와 함께 개별적인 컨택부 안으로 전달되도록 단순히 삽입될 수 있고 대응하는 버스바아에 연결될 수 있다. 이러한 배열을 통해 그리고 각각의 버스바아(21 내지 24) 사이에서 다이오드 바디(36)의 배열을 통해, 이러한 전류 운반 부분은 전체적으로 공간 절약 방식으로 배열되고, 이에 의해 전류 운반 부분에 의해 차지된 공간은 연결 소자의 커넥터 하우징에서 감소될 수 있다. 도 6 및 7에 따른 실시예에서, 다이오드 부품(31 내지 33)은 버스바아(21 내지 24)에 걸쳐 길이 방향으로 연장되고, 각각의 다이오드 바디(36)는 대응하는 버스바아 사이에 배열된다.
예를 들어 연결 소자의 제조자에 의해 전달되는(Ω 스프링(56)과 함께 또는 없이) 도 7에서 도시된 기능 유닛(5)은 태양 모듈 상에서 지지 요소(40)와 함께 위치할 수 있다. 기능 유닛(5) 위에 오버하우징(10)을 위치시키기 위해, 추가적인 안내 요소 또는 일정한 요소가 제공될 수 있고, 이러한 요소는 도 7에서 더욱 자세하게 도시되지는 않는다. 대안적으로, 다이오드 부품이 먼저 버스바아에 용접되는 것이 가능하고, 결과적인 예비 조립된 유닛이 이후에 예를 들어 내부에 클립(clipped)되거나 또는 가열-형상화(heat-shaping)에 의해 거기에 부착시킴으로써 지지 요소(40) 상에 위치될 수 있다. 태양 모듈에 지지 요소(40)를 부착시키기 위해, 일 실시예에 따르면 지지 요소(40)를 일정한 정도로 태양 모듈에 부착시키기 위한 접착 요소가 제공된다. 예를 들면, 양면 접착 테이프가 접착 요소로서 이용될 수 있다.
도 8에서 추가적으로 도시되는 것처럼, 컨택(54)은 고정 요소 상에서 오버하우징(10)에서 지지된다. 본 발명의 실시예에서, 고정 요소는 오버하우징(10)의 수평 하우징 부분(13) 또는 오버하우징(10) 상에서 대응하는 다른 형태의 부분의 형태를 갖는다. 컨택(54)은 굽은 것으로 도시되었고, 이에 의해 기능 유닛(5) 상에서 정합 컨택(53)과 컨택된다. 다른 실시예에서, 컨택(54)은 직선 핀 컨택의 형태를 갖는 것이 바람직하고, 이는 오버하우징(10)이 태양 모듈 상에 위치할 때 위로부터 각각의 U-형상의 정합 컨택(53)으로 프레스되며, 이에 의해 각각의 연결 케이블의 방향으로 버스바아(21 및 24)로부터 멀리 수평방향으로 연장한다. 오버하우징(10)이 태양 모듈 상에 위치할 때, 지지 요소(40) 및 버스바아(21 내지 24)와 함께 기능 유닛(5)은 오버하우징(10)의 개구(12)에 위치하고, 이에 의해 이 위치에서 엣지(15)는 지지 요소(40) 및 버스바아(21 내지 24)를 둘러싼다. 설명되는 것처럼, 이러한 생산 단계에서, 직선이거나 또는 굽은 형태일 수 있는 오버하우징(10)에 일체화된 컨택(54)은 각각의 버스바아(21 내지 24)에 전기적으로 연결된다. 이러한 컨택(54)의 나머지 단부는 플러그-앤드-소켓 소자(19)의 외부 플러그-인 연결 안으로 뻗어 있고(도 2에서 개략적으로 도시됨), 이는 예를 들어 연결 케이블(2) 상에서 상응하는 케이블 플러그를 수용하고, 그 위치에 록킹하며 컨택한다.
태양 모듈 상으로 오버하우징(10)을 위치시키기 이전에, 엣지(15)가 하부에 그리고 선택적으로 태양 모듈과 접촉하게 되는 오버하우징의 추가적인 관련 표면 상에 특히 실리콘계 밀봉 글루와 같은 적절한 접착 요소 또는 밀봉 요소(도 1에 따른 접착제(107))에 의해 접촉하게 된다. 태양 모듈 상에 오버하우징(10)을 위치시킨 이후 엣지(15)의 하부 상에 접착제로 경화시킨 이후, 오버하우징(10) 내부에 전기적으로 전도성인 부분은 환경적 영향에 대해 크게 대항적으로 차폐되고, 터지되는 것에 대해 보호된다. 예를 들면 양편 접착 테이프에 의해 태양 모듈 상에서 지지 요소(40)의 예비 고정에 의해, 장착된 연결 소자(200)를 구비한 태양 모듈은 원칙적으로 저장되고 수직 위치로 즉시 균등하게 운반될 수 있으며, 이러한 경우에 엣지(15)에 인가된 밀봉 글루는 적절하게 경화될 때까지 지지 요소(40)는 예비 고정 기능을 가정한다. 지지 요소(40) 상에 제공된 접착 요소는 이러한 접착력을 나타내고, 적어도 연결 소자(200)의 원칙적인 중량은 지지될 수 있다. 경화가 일어나자마자, 오버하우징(10)은 보호성 기능을 완전히 가정할 수 있고, 또한 기계적 힘을 흡수할 수 있으며, 이는 연결 케이블(2) 상에서 풀링(pulling)의 결과로 연결 소자(200) 상에서 가능하게 작용할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 연결 소자(300)의 추가적인 실시예의 사시도를 도시한다. 연결 소자(300)는 도 2 내지 8을 참고로 하여 상기에서 설명된 것처럼 연결 소자(200)의 구조에 크게 대응한다. 특히, 오버하우징(10)의 내부에 배열되는 기능 유닛(5)은 도 2 내지 8에 따른 연결 소자(200)의 기능 유닛(5)에 대응한다. 연결 소자(200)와 비유사하게, 연결 소자(300)는 도 2 및 3을 참고로 하여 설명되는 것처럼 연결 부싱(11)과 상이한 연결 케이블(2)을 위한 연결 부싱(17)을 포함한다. 여기서 연결 부싱(17)은, 연결 케이블(2)이 케이블 글랜드(gland) 또는 케이블 고정의 다른 유형에 의해 오버하우징(10)에 부착될 수 있도록 구성된다. 본 발명의 실시예에서, 연결 부싱(17)은 상응하는 외부 스레드(thread)를 포함하고, 여기에 각각의 케이블 글랜드(18)가 장착될 수 있으며 이에 의해 오버하우징(10)에 각각의 연결 케이블(2)을 연결시킨다.
도 10에서 또한 도시되는 것처럼, 이러한 실시예에서, 오버하우징(10)이 지지 요소(40) 위에 위치하고 태양 모듈 상에 위치하기 이전에, 연결 케이블(2)은 오버하우징(10)에 장착된다. 본 발명의 예시적 실시예에서, 도 11을 참고로 하여 더욱 상세하게 도시되는 것처럼, 컨택(54)은 각각의 연결 케이블(2)의 전기적 컨덕터 상에 배열된다. 오버하우징(10)이 태양 모듈 상에 위치할 때, 굽은 또는 직선일 수 있는 각각의 컨택(54)은, 도 2 내지 8에 따른 연결 소자(200)에 유사한 방식으로 기능 유닛(5) 상에서 대응하는 정합 컨택(53)으로 위로부터 유입된다.
도 12는 추가적인 실시예를 도시하고, 이러한 실시예에 따르면 장착된 컨택(54)과 함께 케이블(2)은 오버하우징(10) 안으로 연결 부싱(17)을 통해 이후에 유입되고, 이에 의해 기능 유닛(5)의 대응하는 정합 컨택(53)에 연결된다. 이러한 경우에, 각각의 경우에 컨택(54)은 직선 핀 컨택의 형태를 갖고, 이는 각각의 정합 컨택(53)으로 수평적으로 유입된다. U-형상의 컨택 또는 핀 컨택으로서 컨택(53 및 54)의 실시예는 예로서 간주되어야 하고, 이 위치에서 플러그-앤드-소켓 연결의 다른 유형을 제공하는 것이 원칙적으로 가능하다. 또한, 이는 연결 소자(200, 300 또는 400)의 다른 실시예에 유사한 방식으로 인가된다. 각각의 연결 부싱(17) 안으로 연결 케이블(2)의 유입 이후, 연결 케이블(2)은 상응하는 케이블 글랜드(glands)에 의해 오버하우징(10) 상에 장착되고, 이 경우 도 9 및 10에 따른 케이블 글랜드(18)는 케이블 글랜드로서 이용될 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 연결 소자(400)의 추가적인 제 1 실시예의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 14에 따른 분해도는 이 실시예에서 이용된 요소의 구조를 도시한다.
상기에서 설명된 것처럼 연결 소자(200, 300)의 실시예와 유사한 방식으로, 이러한 실시예에서, 너무 개별적으로 조립된 버스바아(21 내지 24)가 이용되고, 이는 연결 소자(200, 300)의 버스바아(21 내지 24)에 대해 동일하거나 또는 원칙적으로 유사한 구성일 수 있다. 반대로, 연결 소자(400)의 지지 요소(70)는 상이한 구성이다. 이러한 예에서, 지지 요소(70)는 플라스틱 하우징(72)의 형태이고, 이는 버스바아(21 내지 24) 및 적어도 하나의 다이오드 부품의 적어도 일부분을 둘러싸고, 다이오드 부품은 전기적으로 함께 두 개의 연결하며 이에 의해 기능 유닛(5)을 형성한다. 복수의 버스바아 및 복수의 다이오드 부품이 제공된다면, 플라스틱 하우징은 이러한 버스바아의 일부분 및 다이오드 부품의 전체를 둘러싼다. 개별적인 버스바아(21 내지 24) 및 다이오드 부품(31 내지 33)의 구성과 관련하여, 참고는 도 2 내지 8과 관련하여 제공된 설명에 이루어진다.
도 13에서 도시된 것처럼 연결 소자(400)의 생산은 도 15 내지 18을 참고로 하여 이하에서 더욱 자세하게 설명된다.
무엇보다, 개별적인 버스바아(21, 24)는 도 16에서 도시된 것처럼 적절한 툴로 서로 거의 평행하게 위치하고, 다이오드 부품(31 내지 33)에 연결된다. 이러한 방식으로 배열된 전류 운반 부분은 이후 사출 성형 또는 충진에 의해 플라스틱 물질로 캡슐화되고, 이에 의해 버스바아(21 내지 24) 및 다이오드 부품(31 내지 33)의 적어도 일부분이 플라스틱 물질로 형성된 공통 하우징(72)에 의해 둘러싸이며, 이에 의해 기능 유닛(5)을 형성한다. 이러한 방식으로, 지지 요소(70)는 그 하부 상에 바닥면(71)을 포함하도록 형성되고, 이는 베어링면으로서 작용하며, 이러한 베어링면에 의해 지지 요소(70)는 태양 모듈 상에 위치한다. 서로 옆으로 일렬로 배열된 다이오드 부품(31 내지 33)은 플라스틱 하우징(72)에 의해 둘러싸이고, 이는 길이 방향을 따라 다이오드 부품(31 내지 33)을 둘러싸고 이는 버스바아(21 내지 24)에 걸쳐 길이 방향으로 연장한다. 플라스틱 하우징(72)은 원칙적으로 적절한 형상을 채택할 수 있는데, 예를 들면 이는 버스바아(21 내지 24) 상에서 윗방향으로 연장할 수 있으며 이에 의해 버스바아 사이의 절연 거리(insulation distances)는 추가적으로 감소된다. 도 16에서 도시된 미리 조립된, 전류 운반 배열의 사출 성형 또는 충진에 의한 캡슐화는 도 17에서 도시된 것처럼 치밀한 기능 유닛(5)을 초래하며, 이는 비교적 다루기 쉽고 일정한 기계적 안정도를 나타낸다. 이러한 방식으로, 기능 유닛(5)은 손상의 위험 없이 오버하우징(60)에 위치할 수 있다. 플라스틱 하우징(72)에 의해 형성된 유닛은 서비스가 필요할 때, 즉 하나 이상의 다이오드(31 내지 33)의 고장이 있는 경우에 전체로서 원칙적으로 교체될 수 있다. 이는 사용자의 입장으로부터 핸들링을 단순화하고, 오직 단순하게 구성된 요소만이 교체될 필요가 있다.
태양열 설비의 부분적인 그늘짐의 경우에, 바이패스 다이오드(31 내지 33)가 활성화되고, 이는 일정한 상황에서 매우 뜨거울 수 있다. 사출 성형 또는 충진에 의해 전류-운반 요소의 캡슐화는 하우징 블록을 형성하고, 기능 유닛(5)을 형성하며, 이는 향상된 열 분산을 초래하고, 연결 소자의 성능에 전체적으로 긍정적인 효과를 나타낸다. 추가적으로, 현존하는 표준을 유지하면서 사용자의 부분 상에서 부분 제조, 조립 및 핸들링의 자동화의 최고 가능한 정도를 얻을 수 있다.
도 19는 오버하우징(60)의 하부를 도시하고, 오버하우징의 개구(62)에는 도 18에 따른 기능 유닛(5)이 배열된다. 연결 소자(200)의 오버하우징(10)에 대해 유사한 방식으로, 오버하우징(60)은 수평 하우징 부분(63) 및 수직 하우징 부분(64)을 포함하고, 이는 측벽의 형태로 오버하우징(60)을 둘러싸는 엣지(65)를 수평 하우징 부분(63)에 결합시킨다. 또한, 연결 부싱(61)이 오버하우징(60) 상에 제공되고, 이는 연결 소자(200)의 연결 부싱(11)과 그 구성이 동일하다. 따라서 컨택(54)은 오버하우징(60)에 배열되고, 컨택(54)은 오버하우징(60)이 태양 모듈 상에서 기능 유닛(5) 위에 위치할 때 기능 유닛(5) 상의 각각의 정합 컨택(53)과 컨택하게 된다. 이 경우에, 연결 소자(200, 300)에 관련해 상기 이루어진 설명이 참고로 이루어진다.
다이오드 부품으로부터 분산되는 열에 부가하여, 본 발명의 예시적 실시예에서, 기능 유닛(5)의 플라스틱 하우징(72)은 적어도 하나의 웰(76)을 포함하고, 이는 도 17 내지 19에서 함께 도면으로부터 명확하게 나타나는 것처럼 오버하우징(60)의 수평 하우징 부분(63)의 내부 상에 더욱 정확하게, 오버하우징(60)의 내부 상의 대응하는 상승된 부분(66)과 접촉하게 된다. 웰(76) 및 상승된 부분(66)은 커넥터 하우징의 외부로 향상된 열 분산을 돕는다. 향상된 열 분산을 이루기 위해, 플라스틱 하우징(72)의 웰(76)은 열 소스에 가능한 가깝게 제공된다. 웰(76)은 깔때기에 의해 본 발명의 예시적 실시예에서 심볼적으로 도시된다. 이러한 방식으로, 플라스틱 하우징(72)의 하우징 표면은 확대되고, 이에 의해 열 분산이 확대된 변화하는 표면(transitional surface)에 의해 증가될 수 있다. 오버하우징(60)의 내부 상에 제공된 상승된 부분(66)은 웰(76)에 대해 크기 및 지름이 대응한다. 이 경우에, 웰(76) 대신에 플라스틱 하우징(72) 상에 대응하는 상승된 부분을 제공하는 것이 가능하고, 이는 오버하우징(60)의 내부 상의 대응하는 웰과 대응한다.
또한, 오버하우징(60) 상에서 상승된 부분(66)과 함께 웰(76)은 연결 소자(400)의 최종 조립시 안내하고 중심화하는 기능을 가정할 수 있고, 이 경우에 이들은 오버하우징(60)의 완전한 장착 작용 및 고정을 가능하게 한다. 이러한 생산 프로세스에서, 일체화된 컨택(54)은 기능 유닛(5)의 버스바아(21 및 24) 상의 대응하는 정합 컨택에 전기적으로 연결된다. 차례로 이러한 컨택의 나머지 단부는 외부 플러그-인 연결로 돌출되고, 이에 의해 대응하는 연결 케이블 플러그는 컨택되고, 수용되며 그 위치에서 록킹될 수 있다. 오버하우징(60)은 연결 소자(200, 300)의 오버하우징(10)을 참고로 하여 상기에서 이미 설명된 것과 동일한 방식으로 태양 모듈에 고정된다. 상이한 케이블 연결 변형과 관련하여, 도 2 내지 12의 실시예와 관련하여 이미 설명되었던 모든 실시예가 여기서도 고안 가능하다.
오버하우징(60)을 위치시키기 이전에, 태양 모듈의 연결 시스템의 호일 컨덕터는 각각의 버스바아(21 내지 24)에 부착된다. 이를 위해, Ω 스프링(56)이 예를 들어 도 17에서 처럼 이용되고, 이는 각각의 버스바아(21 내지 24)에 장착된다. 이를 위해, 호일 컨덕터는 버스바아에 탈착 가능하게 연결된다. 호일 컨덕터의 탈착 가능한 연결은 예를 들어 Ω 스프링(56)에 의해 자동화 가능한 단계에서 사용자에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 호일 컨덕터는 납땜 또는 용접에 의해 각각의 버스바아(21 내지 24)와 고정 가능하게 컨택될 수 있다. 이 경우에, 본 발명은 호일 컨덕터가 기능 유닛(5)이 매우 쉽게 접근 가능한 상황에서 기능 유닛(5) 또는 버스바아(21 내지 24)에 연결될 수 있다는 장점을 제공한다. 이는 기능 유닛(5)이 주위의 커넥터 하우징에 배열될 뿐만 아니라 지지 요소(40 또는 70)의 하부에 의해 태양 모듈 상에 미리 고정되었다는 사실의 결과이다. 이러한 상황에서, 기능 유닛(5)은 모든 측면으로부터 매우 쉽게 접근 가능하고, 이에 의해 전류 운반 부분은 적절하게 빠르게 그리고 쉽게 컨택될 수 있다. 오버하우징(10 또는 60)의 장착시, 빠른 그리고 신뢰성 있는 컨택은 다시 케이블 연결부 상에서 발생되고, 동일한 단계에서 전류 운반 부분 및 외부 환경 영향 사이에 밀봉 부착(hermetic seal)이 얻어진다. 연결 케이블이 오버하우징 상에 이미 장착되었다면, 조립은 이 시점에서 종결된다. 그렇지 아니하면, 연결 케이블은 간단한 플러그-인 연결에 의해 오버하우징에 고정되고 그 안에 배열된 전류 운반 부분에 연결될 수 있다.
본 발명의 장점은 도입부에서 설명된 연결 방법과 비교하여 연결 소자를 생산하는데 있어서 상당한 비용 감소를 이룬다는 점이다. 또한, 요소들의 숫자는 감소되고 요소는 단순화되며, 그 조립을 위한 단계가 감소되고 단순화된다. 또한, 연결 소자는 구조적으로 단순화되고, 비용 절감은 물질 및 조립에서 이루어진다.
Claims (22)
- 광전지 태양 모듈(photovoltaic solar module)(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(200, 300, 400)로서,
서로 나란히 배열된 복수의 개별적으로 조립된 버스바아(busbar)(21-24)로서, 상기 전기적 컨덕터(2)에 연결하기 위한 제 1 컨택 존(51)과 상기 태양 모듈(100)의 상기 전기 연결 시스템(3)에 연결하기 위한 제 2 컨택 존(52)을 가진 제 1 버스바아(21), 및 상기 태양 모듈(100)의 상기 전기 연결 시스템(3)에 연결하기 위한 컨택 존(52)을 가진 제 2 버스바아(22)를 적어도 포함하는, 서로 나란히 배열된 복수의 개별적으로 조립된 버스바아(21-24);
하나 이상의 지지 요소(40, 70)로서, 상기 버스바아(21-24)는 상기 하나 이상의 지지 요소에 부착되고, 상기 하나 이상의 지지 요소는 바닥면(41, 71)을 포함하며 상기 바닥면에 의해 상기 지지 요소는 상기 태양 모듈(100) 상으로 위치되는 것에 의해서 상기 태양 모듈(100) 상에 배열될 수 있는, 하나 이상의 지지 요소(40, 70); 및
상기 지지 요소로부터 분리되어 배열 가능한 오버하우징(overhousing)(10, 60)으로서, 상기 오버하우징(10, 60)은 상기 지지 요소(40, 70) 및 상기 버스바아(21-24) 위에 배열될 수 있고, 이러한 배열에서 상기 지지 요소 및 상기 버스바아를 둘러싸는 하나 이상의 엣지(15, 65)를 포함하며, 상기 태양 모듈(100) 상으로 위치되는 것에 의해서 상기 태양 모듈(100) 상에 배열될 수 있으며 상기 태양 모듈에 밀봉식으로 연결될 수 있는, 오버하우징(10, 60)을 포함하고,
상기 버스바아(21, 22) 상에 장착된 하나 이상의 다이오드 부품(31) 및 다이오드 리드(diode lead)(35)를 가지고, 상기 다이오드 리드는 각각의 경우에 상기 버스바아(21, 22) 중 하나 상에 장착되며 상기 각각의 버스바아(21, 22)에 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 버스바아는 상기 다이오드 부품(31)을 통해 함께 연결되며,
하나 이상의 컨택(54)을 가지고, 상기 컨택(54)은 제 1 존이 상기 제 1 버스바아(21)의 상기 제 1 컨택 존(51)과 연결되도록 구성되며 제 2 존이 상기 외부 전기적 컨덕터(2)와 연결되도록 구성되고,
상기 지지 요소(70)는, 플라스틱 하우징(72)으로 형성되고, 상기 플라스틱 하우징(72)은 상기 다이오드 부품(31) 및 상기 버스바아(21-24)의 적어도 일부를 둘러싸며, 이에 의해 기능 유닛(5)을 형성하는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 컨택(54)은 고정 요소(13, 63) 상에서 상기 오버하우징(10, 60)에서 지지되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 컨택(54)은, 플러그-앤드-소켓 연결(19, 69)의 부분의 형태를 취하고, 상기 제 1 버스바아(21)와 상기 외부 전기적 컨덕터(2) 사이에 배열되고, 이에 의해 외부 연결 케이블(2) 상에서 대응하는 플러그-앤드-소켓 소자와 협동하는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 버스바아(21)는 상기 제 1 컨택 존(51)에서 정합 컨택(mating contact)(53)을 포함하거나 또는 정합 컨택(53)과 연결되고,
상기 정합 컨택(53)은 상기 컨택(54)과 작동하게 연결되어 상기 외부 전기적 컨덕터(2)를 상기 제 1 버스바아에 연결시키는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 지지 요소는 상기 버스바아(21-24)가 상기 지지 요소 상에 개별적으로 안착되도록 구성되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 5 항에 있어서,
상기 지지 요소 상에는 하나 이상의 록킹 요소(43)가 제공되어, 상기 지지 요소 상에서 조립 이후 상기 지지 요소로 상기 버스바아(21-24) 중 하나 이상을 고정시키는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 다이오드 부품(31) 및 상기 버스바아(21, 22)의 적어도 일부는 사출 성형에 의해 플라스틱 하우징(72)에서 캡슐화되거나 또는 충진(potting)에 의해 플라스틱 하우징(72)에서 캡슐화되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 플라스틱 하우징(72)은 하나 이상의 웰(well; 76) 또는 상승된 부분을 포함하고, 상기 웰 또는 상승된 부분은 상기 오버하우징(60)의 내부 상의 대응하는 웰 또는 상승된 부분(66)과 컨택하게 되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 9 항에 있어서,
상기 웰(76) 또는 상승된 부분은 상기 플라스틱 하우징(72) 상에서 형성되어, 상기 플라스틱 하우징 내에서 발생된 열은 상기 플라스틱 하우징 상의 웰(76) 또는 상승된 부분을 매개로 상기 오버하우징(60) 상의 대응하는 웰 또는 상승된 부분(66)으로 적어도 부분적으로 분산(dissipate)되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 다이오드 부품(31)은 다이오드 리드(35)가 상기 다이오드 부품(31) 밖으로 거의 직선으로 리드되고 길이를 따라 각각의 버스바아(21, 22)에 연결되도록 배열되는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 다이오드 부품(31)은 상기 제 1 및 제 2 버스바아(21, 22)를 가로질러 길이 방향으로 연장하고, 상기 제 1 및 제 2 버스바아(21, 22) 사이에서 다이오드 바디(36)와 함께 배열되는,
연결 소자(200, 300, 400)
- 제 1 항에 있어서,
복수의 다이오드 부품(31-33)이 제공되고, 각각의 경우에 상기 다이오드 부품 중 하나는 상기 버스바아(21-24) 중 2개를 전기적으로 함께 연결시키며,
상기 다이오드 부품(31-33)은 서로 나란히 일렬로 배열되고,
상기 플라스틱 하우징(72)은 길이 방향으로 상기 다이오드 부품(31-33)을 둘러싸고 상기 버스바아(21-24)를 가로질러 길이 방향으로 연장하는,
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항에 있어서,
상기 지지 요소(40, 70)는, 상기 태양 모듈(100)을 대면하는 바닥면(41, 71)에 의해, 상기 태양 모듈에 상기 지지 요소를 고정시키도록 설계된 접착 요소에 결합되는(joined),
연결 소자(200, 300, 400).
- 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 연결 소자(200, 300, 400)를 가진 태양 모듈(100)로서,
상기 태양 모듈은 상기 태양 모듈의 하나 이상의 태양 전지(102)를 가진 다중층 배열(101, 102, 103)에 장착되고, 상기 태양 모듈의 연결 시스템(3, 104)에 연결되는,
태양 모듈(100).
- 제 15 항에 있어서,
상기 오버하우징(10, 60)은 상기 태양 모듈의 외부층(103) 상에서 상기 지지 요소 및 상기 버스바아를 둘러싸는 엣지(15, 65)에 의해 안착되고, 접착 요소 또는 밀봉 요소(107)에 의해 상기 태양 모듈(100)에 밀봉식으로 연결되는,
태양 모듈(100).
- 삭제
- 광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법으로서,
전기적 컨덕터(2)로의 연결을 위한 제 1 컨택 존(51) 및 상기 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3)으로의 연결을 위한 제 2 컨택 존(52)을 가진 제 1 버스바아(21)와 상기 태양 모듈(100)의 상기 전기 연결 시스템(3)으로의 연결을 위한 컨택 존(52)을 가진 제 2 버스바아(22)를 적어도 제공하는 단계;
하나 이상의 다이오드 부품(31)을 제공하여 버스바아들 중 두 개의 버스바아(21, 22)를 전기적으로 함께 연결시키는 단계;
플라스틱 하우징(72)의 형태로 하나 이상의 지지 요소(70)를 형성하고, 상기 다이오드 부품(31) 및 상기 버스바아(21-24)의 적어도 일부가 상기 플라스틱 하우징(72)에서 둘러싸여 기능 유닛(5)을 형성하는 단계;
상기 태양 모듈 상으로 상기 지지 요소의 바닥면(71)을 위치시키는 것에 의해 상기 태양 모듈(100)에 상기 지지 요소(70)를 장착시키는 단계;
하나 이상의 버스바아(21-24)로 상기 태양 모듈의 전기 연결 시스템(3)의 적어도 일부를 연결시키는 단계; 및
상기 지지 요소(70) 및 상기 버스바아(21-24) 위에 오버하우징(60)을 장착시키는 단계를 포함하고,
상기 오버하우징의 하나 이상의 엣지(65)는 상기 태양 모듈(100) 상에 위치되어 상기 지지 요소(70) 및 상기 버스바아(21-24)를 둘러싸고, 상기 태양 모듈과 밀봉식으로 연결되며, 하나 이상의 컨택(54)은 상기 외부 전기적 컨덕터(2)로 연결되도록 설계되고 상기 제 1 버스바아(21)의 제 1 컨택 존(51)으로 연결되는,
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 지지 요소(70)는 사출 성형 또는 충진에 의해 플라스틱 물질로 상기 다이오드 부품(31) 및 상기 버스바아(21-24)의 적어도 일부를 캡슐화함에 의해 형성되어,
상기 다이오드 부품 및 상기 버스바아의 적어도 일부는 상기 플라스틱 물질에 의해 형성된 공통 하우징(72)에 의해 둘러싸이는,
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 컨택(54)은, 상기 제 1 버스바아(21) 상에 배열되거나 또는 상기 제 1 버스바아(21)에 연결되는, 정합 컨택(53)에 연결되는,
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 오버하우징이 상기 태양 모듈(100) 상으로 위치되기 전에 상기 컨택(54)은 상기 오버하우징(10, 60)에 장착되는,
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법.
- 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오버하우징(10, 60)이 상기 태양 모듈(100) 상으로 위치되기 전에, 상기 외부 전기적 컨덕터(2)는 상기 오버하우징(10, 60)에 장착되고 상기 오버하우징에 배열된 컨택(54)에 연결되는,
광전지 태양 모듈(100)의 전기 연결 시스템(3, 104)으로 하나 이상의 외부 전기적 컨덕터(2)를 연결시키기 위한 연결 소자(400)를 만드는 방법.
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