WO2012076146A1 - Rückseitenabdeckung eines photovoltaikmoduls - Google Patents

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WO2012076146A1
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Sabine Schmitt
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Duraproof Technologies Gmbh
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a cover for sealing a photovoltaic module on its side facing away from the light incident side, wherein the cover comprises a film which is connected to a position of the photovoltaic module containing photoelements.
  • the parts of the photovoltaic module enclosing the photoelements must meet a variety of different requirements, i. they must be sufficiently resistant to UV light and chemical influences, have sufficient mechanical strength, form a moisture barrier, in particular vapor barrier, and finally sufficiently electrically insulate.
  • the invention has for its object to further simplify the production of photovoltaic modules. This object is achieved by a cover for the rear-side sealing of the type mentioned, which is characterized in that the film consists of elastomeric material.
  • the film is produced homogeneously from a single elastomeric material.
  • the elastomeric material may also comprise a thermoplastic elastomer.
  • the elastomeric material is preferably EPDM.
  • the film is prefabricated with a layer for connection, in particular welded connection, with the Kemlage containing the photoelements.
  • the tie layer is a polyethylene layer which forms an additional vapor barrier.
  • the bonding layer adheres to the film by vulcanization of the film in contact with the bonding layer. That is, the bonding layer is applied even in film form on the not yet vulcanized film. The vulcanization of the film leads to a firm connection.
  • the electrical conductivity of the film is reduced by replacing carbon black components of the elastomeric material mixture with inorganic non-conductive fillers.
  • the thickness of the film is suitably between 0.6 and 1.3 mm.
  • the thickness of the bonding layer is preferably 100 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • FIG. 1 shows a photovoltaic module with a cover according to the invention in one
  • Fig. 2 is a partial view of the photovoltaic module in a plan view of the back, and
  • Fig. 3 is a partial view of the cover used in the photovoltaic module of Fig. 1 in cross section.
  • a photovoltaic module constructed from several layers comprises a core layer 1, into which photoelectric elements 2 and 3 are interspersed, partly in series, partly in parallel, incident light into electrical energy-converting photoelements 2 between encapsulation films 9 and 10.
  • the core layer 1 On the light incident side, the core layer 1 is surrounded by a layer 3 of translucent material, e.g. Glass, covered.
  • the photovoltaic module On the side facing away from the layer 3, the photovoltaic module has a back-sealing the core layer 1
  • edge side lengths of the tabular photovoltaic module are in the illustrated embodiment at 0.6 m x 1.2 m.
  • cover 4 comprises a film 7 made of an elastomeric material. In the embodiment shown, it is EPDM.
  • the cover 4 is prefabricated with a bonding layer 8, which adheres to the film 7 over its entire, the core layer 1 facing surface and preferably consists of vapor-impermeable polyethylene.
  • the adhesion of the bonding layer 8 to the film 7 is based on the fact that the bonding layer 8 was applied in the form of a film to the still unvulcanized film 7 and the film 7 was vulcanized in contact with the film forming the bonding layer 8.
  • the cover 4 is welded over its entire surface with the core layer 1.
  • the encapsulation film 9 closing off the core layer 1 at the rear serves for the welded connection.
  • the core layer 1 can be glued to the translucent layer 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung zur Versiegelung eines Photovoltaikmoduls auf seiner der Lichteinfallsseite abgewandten Seite, wobei die Abdeckung (4) eine Folie (7) umfasst, die mit einer Fotoelemente (2) enthaltenden Lage (1) des Photovoltaikelements verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Folie (7) aus Elastomermaterial hergestellt. Vorzugsweise handelt es sich um eine homogen aus einem solchem Material, insbesondere EPDM, hergestellte Folie.

Description

Beschreibung:
„Rückseitenabdeckung eines Photovoltaikmoduls"
Die Erfindung betrifft eine Abdeckung zur Versiegelung eines Photovoltaikmoduls auf seiner der Lichteinfallsseite abgewandten Seite, wobei die Abdeckung eine Folie umfasst, die mit einer Fotoelemente enthaltenden Lage des Photovoltaikmoduls verbunden ist.
Langfristig im Freien betriebene Photovoitaikmodule sind vielfältigen Beanspruchungen ausgesetzt. Neben Witterungseinflüssen und UV-Einstrahlung müssen sie auch chemischen Einwirkungen infolge Luftverschmutzung widerstehen. Witterungseinflüsse können neben Belastungen durch Feuchtigkeit auch hohe mechanische Beanspruchungen durch Wind oder Hagel mit sich bringen.
Die die Fotoelemente einschließenden Teile des Photovoltaikmoduls müssen also eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen erfüllen, d.h. sie müssen ausreichend resistent gegen UV-Licht und chemische Einflüsse sein, eine genügende mechanische Festigkeit aufweisen, eine Feuchtigkeitsbarriere, insbesondere Dampfsperre, bilden und schließlich ausreichend elektrisch isolieren.
Um diese Vielzahl von Anforderungen zu erfüllen, weisen herkömmliche Abdeckungen zur Versiegelung von Photovoltaikmodulen Folien mit kompliziertem, mehrschichtigen Aufbau auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Photovoltaikmodulen weiter zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch eine Abdeckung zur rückseitigen Versiegelung der eingangs erwähnten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Folie aus Elastomermaterial besteht.
Überraschend hat es sich gezeigt, dass es nur einer einzigen als Abdeckung wirksamen Schicht aus Elastomermaterial bedarf, um die oben erwähnte Vielzahl von Anforderungen zu erfüllen. Entsprechend vereinfacht sich der Aufbau des Photo- voltaikmoduls.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie homogen aus einem einzigen Elastomermaterial hergestellt. Das Elastomermaterial kann auch ein thermoplastisches Elastomer umfassen.
Bei dem Elastomermaterial handelt es sich vorzugsweise um EPDM.
Zweckmäßig ist die Folie mit einer Schicht zur Verbindung, insbesondere Schweißverbindung, mit der die Fotoelemente enthaltenden Kemlage vorgefertigt.
Diese Verbindungsschicht ist durchgehend auf der gesamten Folie aufgebracht und mit der Folie verbunden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verbindungsschicht um eine Polyethylenschicht, welche eine zusätzliche Dampfsperre bildet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haftet die Verbindungsschicht durch Vulkanisation der Folie im Kontakt mit der Verbindungsschicht an der Folie an. Das heißt, die Verbindungsschicht wird selbst in Folienform auf die noch nicht vulkanisierte Folie aufgebracht. Bei der Vulkanisierung der Folie kommt es zu einer festen Verbindung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Leitfähigkeit der Folie durch Ersatz von Rußanteilen der Elastomermaterialmischung durch anorganische nichtleitende Füllstoffe vermindert.
Die Dicke der Folie liegt zweckmäßig zwischen 0,6 und 1 ,3 mm. Die Dicke der Verbindungsschicht beträgt vorzugsweise 100 pm bis 300 pm. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf eines dieser Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Photovoltaikmodul mit einer erfindungsgemäßen Abdeckung in einer
Schnittansicht,
Fig. 2 eine Teildarstellung des Photovoltaikmoduls in einer Draufsicht auf die Rückseite, und
Fig. 3 eine Teilansicht der in dem Photovoltaikmodul von Fig. 1 verwendeten Abdeckung im Querschnitt.
Ein aus mehreren Lagen aufgebauter Photovoltaikmodul umfasst eine Kernlage 1 , in die miteinander teils in Reihe teils parallel verschaltete, einfallendes Licht in Elektroenergie umwandelnde Fotoelemente 2 zwischen Verkapselungsfolien 9 und 10 eingebettet sind. Auf der Lichteinfallsseite ist die Kernlage 1 durch eine Lage 3 aus lichtdurchlässigem Material, z.B. Glas, abgedeckt. Auf der der Lage 3 abgewandten Seite weist der Photovoltaikmodul eine die Kernlage 1 rückseitig versiegelnde
Abdeckung 4 auf, durch die hindurch Anschlussleitungen 5 verlaufen.
Zur randseitigen Versiegelung des Photovoltaikmoduls dienf eine rahmenartig umlaufende Randeinfassung 6. Die Randseitenlängen des tafelförmigen Photovoltaikmoduls liegen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bei 0,6 m x 1 ,2 m.
Die in Fig. 3 ausschnittsweise gesondert dargestellte Abdeckung 4 umfasst eine Folie 7 aus einem Elastomermaterial. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um EPDM.
Die Abdeckung 4 ist mit einer Verbindungsschicht 8 vorgefertigt, die an der Folie 7 über deren gesamte, der Kernlage 1 zugewandte Fläche anhaftet und vorzugsweise aus dampfundurchlässigem Polyethylen besteht. Die Anhaftung der Verbindungsschicht 8 an der Folie 7 beruht darauf, dass die Verbindungsschicht 8 in Form einer Folie an die noch unvulkanisierte Folie 7 angelegt und die Folie 7 im Kontakt mit der die Verbindungsschicht 8 bildenden Folie vulkanisiert wurde.
Über die Verbindungsschicht 8 ist die Abdeckung 4 vollflächig mit der Kernlage 1 verschweißt. Zur Schweißverbindung dient auf Seiten der Kernlage 1 die die Kernlage 1 rückseitig abschließende Verkapselungsfolie 9. Die Kernlage 1 kann mit der lichtdurchlässigen Lage 3 verklebt sein.
Der vorangehend beschriebene Photovoltaikmodul erfüllt mit seiner rückwärtigen, aus einem Elastomermaterial hergestellten Abdeckung 4 alle mit einem dauerhaften Betrieb des Moduls im Freien verbundenen Anforderungen.

Claims

Patentansprüche:
1 . Abdeckung (4) zur Versiegelung eines Photovoltaikmoduls auf seiner der Licht- einfalfseite abgewandten Seite, wobei die Abdeckung (4) eine Folie (7) um- fasst, die mit einer Fotoelemente (2) enthaltenden Lage (1 ) des Photovoltaikmoduls verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (7) aus Elastomermaterial hergestellt ist.
2. Abdeckung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (7) homogen aus einem Elastomermaterial hergestellt ist.
3. Abdeckung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (7) aus EPDM hergestellt ist.
4. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (7) mit einer Schicht (8) zur Verbindung, insbesondere Schweißverbindung, mit der die Fotoelemente (2) enthaltenden Kernlage (1 ) vorgefertigt ist.
5. Abdeckung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsschicht (8) über die gesamte Folie durchgehend an der Folie (7) anhaftet.
6. Abdeckung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsschicht (8) eine Polyethylenschicht ist.
7. Abdeckung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsschicht (8) durch Vulkanisation der Folie (7) im Kontakt mit der Verbindungsschicht (8) an der Folie (7) anhaftet.
8. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet
dass die elektrische Leitfähigkeit der Folie (7) durch Ersatz von Rußanteilen der Elastomermischung durch nicht leitende anorganische Füllstoffe vermindert ist.
9. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der Folie zwischen 0,6 und 1 ,3 mm beträgt.
10. Abdeckung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der Verbindungsschicht zwischen 100 pm und 300 μητι liegt.
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