WO2012167291A2 - Photovoltaisches modul und verwendung desselben - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic module, which comprises a plurality of solar cells, each of which is coupled to an electrically conductive or structured and structured layer or structure for dissipating the electrical energy generated in the solar cells, wherein on the of the electrically conductive At least one transparent carrier layer is provided, which is electrically conductive and structured layer or structure contactable with terminals of a connection housing, wherein at least two portions of the photovoltaic module, each having at least one solar cell, via a flexible connection area with each other are coupled and foldable along the flexible connection region in an angled and / or mutually at least partially overlapping position.
  • the present invention also relates to a use of such a photovoltaic module.
  • a plurality of solar cells is usually provided in a substantially flat or planar arrangement, wherein a derivation of the electrical energy generated in the solar cells takes place via an electrically conductive or conductive and structured layer or structure.
  • a transparent carrier layer is provided, which is made for example of a glass, and on the side facing away from the carrier layer side of the photovoltaic module, a cover layer is usually provided, which, for example, the electrically conductive and structured layer or structure covers, wherein said conductive layer or structure with terminals of a terminal housing is contacted.
  • photovoltaic modules are increasingly being provided or provided which have comparatively large dimensions, such photovoltaic modules having large dimensions not only becoming unwieldy, but increasingly also having a comparatively large weight, for example for the transparent carrier layer correspondingly thick materials must be provided to provide adequate mechanical strength.
  • partially foldable embodiments are proposed in US 2008/0314434 or WO 2006/098974, which, however, require elaborate wiring of individual solar cells.
  • the present invention therefore aims to provide a photovoltaic module of the type mentioned, in which the problems of the above-mentioned prior art can be avoided or at least reduced, and aims in particular at a photovoltaic module to be provided, which is formed in a transport position with respect to a use position reduced dimensions and / or deviating from a large-area planar structure configuration at the same time simple wiring between the solar cells or portions of the module.
  • a photovoltaic module of the type initially mentioned is essentially characterized in that the solar cells are coupled on their rear side to the electrically conductive or conductive and structured layer, which is covered by a cover layer, and in that the electrically conductive or conductive and structured layer is integrated in a multilayer, arranged on the back of the solar cell film, wherein the multilayer film forms the flexible connection region between the at least two portions of the photovoltaic module and / or a component thereof. Since at least two partial regions of the photovoltaic module are coupled to one another via a flexible connection region, such a photovoltaic module can be arranged or positioned in a position deviating from a substantially planar, large-area configuration.
  • the solar cells have at their rear side the electrically conductive or conductive and structured one Layer are coupled, which is covered by a cover layer.
  • the electrically conductive or structured and structured layer is integrated in a multilayer film arranged on the rear side of the solar cells, wherein the multilayer film covers the flexible connection region between forms the at least two subregions of the photovoltaic module and / or a component thereof.
  • a photovoltaic module according to the invention can be folded or folded, for example, for transport into an at least partially overlapping position of the subareas by means of subregions interconnected by at least one flexible connection area, each having at least one solar cell, for transporting such a photovoltaic module be provided with reduced external dimensions with simple and reliable wiring or electrical coupling of the solar cells and / or subregions. It can thus be provided a portable and easily transportable photovoltaic module, which can be brought for use in a simple and reliable manner in a position or position in which each interconnected via flexible connection areas sections, where in the flexible sections the electrical coupling is integrated, can be brought into a position optimized for energy production.
  • the at least two subregions each have substantially the same dimensions and / or an equal number of solar cells on iron.
  • the number of which, in particular the overall performance of the photovoltaic module is substantially determined or influenced is proposed according to a further preferred embodiment that the Subregions of the photovoltaic module have a regular geometric configuration, such as a rectangular, in particular square, triangular, hexagonal configuration.
  • the conductive or structured layer or structure be embedded in the flexible connection region, as is one of these further preferred embodiment of the photovoltaic module according to the invention corresponds.
  • the subregions connected to one another via a flexible connection region have a plurality of solar cells and are formed with a transparent carrier layer covering all solar cells of the subregion together.
  • the individual sub-areas compared to a rigid, large-sized photovoltaic module have reduced dimensions, can be found with carrier layers correspondingly reduced thickness or strength, while still the required mechanical stability is provided.
  • each subarea of the photovoltaic module is assigned a regulating or control device, as corresponds to a further preferred embodiment of the photovoltaic module according to the invention.
  • a regulating or control device in or to each subarea, it is ensured, in particular, that with different irradiation of the individual subareas, which otherwise could lead to overheating of individual solar cells or subregions, such different environmental parameters are easier and more reliable Way can be considered.
  • Different subareas optimize the overall performance of the photovoltaic module while avoiding damage to individual solar cells or subregions.
  • the dimensions of flexible connection regions between individual, overlapping partial regions of the photovoltaic module each be a multiple, in particular at least twice the thickness of a portion of the photovoltaic module amount.
  • the dimensions of the flexible connection regions between partial regions of the photovoltaic module be selected differently from one another, as corresponds to a further preferred embodiment of the photovoltaic module according to the invention.
  • the invention proposes the photovoltaic module according to the invention or a preferred embodiment thereof as in a folded or folded Transportable deployable portable photovoltaic module to use.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a portion of a photovoltaic module according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of an embodiment of a photovoltaic module according to the invention, wherein a plurality of respectively substantially quadratic subregions are respectively connected via flexible connection regions, FIG. 1 for example showing a section along the line I-I of FIG. 2 on an enlarged scale;
  • FIG. 3 shows a further modified embodiment of a photovoltaic module according to the invention, wherein FIG. 3a shows the photovoltaic module in a folded transport position and FIG. 3b shows the photovoltaic module in a partially unfolded position or insertion position;
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a further modified embodiment of a photovoltaic module according to the invention, wherein substantially triangular sections are provided;
  • FIG. 5 is a plan view of a further modified embodiment, similar to FIGS. 2 and 4; wherein a substantially central hexagonal central portion of the photovoltaic module is connectable or couplable to a corresponding number of substantially triangular portions, which are foldable or foldable into a position overlapping the central hexagonal portion.
  • FIG. 1 shows a section through a photovoltaic module 1, wherein it can be seen that partial regions 2 and 3 of the photovoltaic module are coupled or connected to one another via a flexible connection region designated by 4.
  • Each subarea 2 and 3 of the photovoltaic module 1 includes a plurality of solar cells 5, which are embedded in a layer 6 of a plastic material, which consists for example of ethylene vinyl acetate.
  • the solar cells 5 are covered in the direction of a schematically indicated by 7 irradiation through a transparent support layer 8, which consists for example of a glass.
  • a cover film or layer 11 is also indicated. From FIG. 1 it can be seen that the connection or coupling between the subregions 2 and 3 of the photovoltaic module, which each have a plurality of solar cells 5, via the cover film or layer 11 and the electrically conductive layer or structure 10, wherein in addition an additional protective layer or covering layer 12 of the flexible connection region 4 is indicated.
  • the coupling or wiring of individual solar cells 5 or of the partial regions 2 and 3 takes place in such a way over a composite foil, in which in addition to the layers or layers to achieve the mechanical strength and the electrically conductive layer or structure 10 is integrated.
  • the individual subregions 2 and 3 of the photovoltaic module 1 which each have a plurality of solar cells 5, the individual subregions 2 and 3 in one to bring angled position or an at least partially overlapping position to allow adaptation to different requirements or configurations of an insert of the photovoltaic module 1 or a taking a transport position in which the photovoltaic module 1 has a correspondingly reduced size.
  • FIG. 1 schematically shows 16 a control or control device assigned to each subarea 2 or 3, which, in addition to optimizing the energy yield to be provided by the photovoltaic module 1, also provides protection and / or protection separate control or control of the individual sections 2 and 3 allows.
  • FIG. 2 schematically shows that the photovoltaic module 1 next to the subregions 2 and 3, as shown in enlarged scale in FIG. 1 and which are coupled or connected via the connecting region 4, in turn, further, again having substantially square dimensions, additional subregions, which are generally designated 15. All partial areas 2, 3 and 15 each have four solar cells 5 in the illustrated square arrangement, the respective flexible connection areas between individual adjacent partial areas 2, 3 and 15 being generally designated 4.
  • a desired number of partial areas 2, 3 or 15 to be coupled or connected to one another for the photovoltaic module 1 can thus be made available.
  • a photovoltaic module 20 which in turn consists of a plurality of subregions generally designated 21 can be brought into a transport position shown in FIG. 3a, in which the individual subregions 21, which in turn have a plurality of solar cells, but which are not shown for the sake of simplicity, are brought into an overlapping position.
  • Individual connection areas between adjacent or adjoining partial areas 21 are designated 22 and 23 in FIG. 3a.
  • the schematic representation of FIG. take that, according to the relative positioning of the partial regions 21 in the transport position, the connecting regions 22 and 23 have different lengths. In particular, these lengths are in each case a multiple of the thickness of the individual partial regions 21.
  • the photovoltaic module 20 in the position indicated in Fig. 3b can be hinged or unfolded, so that in a deployed position, a correspondingly large active area of the photovoltaic module 20 by the plurality of generally with 21 designated portions can be provided.
  • the individual partial regions 21 do not have to be brought into a substantially flat or planar position or arrangement, but instead can also have or assume an angled position relative to one another in accordance with the requirements.
  • FIG. 4 shows a further modified embodiment of a photovoltaic module 30, with partial regions 31 each having a triangular configuration and having solar cells schematically designated 32 being connected or coupled to one another via a flexible connection region 33.
  • the subregions 31 can also be brought into a position which is angled away from one another or, in particular, when substantially substantially identical dimensions are provided, covering or overlapping each other.
  • FIG. 5 another modified embodiment of a photovoltaic module 40 is shown, wherein with a central, hexagonal portion 41 a plurality of each triangular portions 42 is coupled or connected via schematic connection areas 43.
  • the triangular portions 42 are indicated by solid lines in their unfolded position, while indicated by dashed lines and 42 'a correspondingly smaller outer dimension transport position is indicated, in which the pivotable about the connecting portions 43 or foldable portions 42 the substantially completely cover or overlap centrally central partial area 41.
  • the individual solar cells accommodated in the subregions 41 and 42 are not shown in greater detail in FIG. 5 in order to simplify the illustration.
  • the photovoltaic module can bring the same in a relation to a deployment position reduced outer dimensions transport position with simple wiring or electrical coupling of individual solar cells or portions thereof, so that a comparatively small and easily manageable dimensions exhibiting portable photovoltaic module can be provided.
  • Such a transportable photovoltaic module 1, 20, 30, 40 can be used, for example, for a power supply irrespective of a particular public power supply network or as emergency energy supply.
  • a transportable photovoltaic module 1, 20, 30, 40 for example, as a charging station for electrical appliances, electric vehicles or the like. be used by the simple transport with correspondingly reduced external dimensions and easy installation in a deployment position.

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Abstract

Bei einem photovoltaischen Modul (1), welches eine Mehrzahl von Solarzellen (5) umfasst, welche jeweils mit einer elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht oder Struktur (10) zur Ableitung der in den Solarzellen (5) erzeugten elektrischen Energie gekoppelt sind, wobei wenigstens zwei Teilbereiche (2, 3) des photovoltaischen Moduls (1), welche jeweils wenigstens eine Solarzelle (5) aufweisen, über einen flexiblen Verbindungsbereich (4) miteinander gekoppelt sind und entlang des flexiblen Verbindungsbereichs (4) in eine zueinander abgewinkelte und/oder einander wenigstens teilweise überlappende Lage faltbar bzw. klappbar sind, ist vorgesehen, dass die Solarzellen (5) an ihrer Rückseite mit der elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht (10) gekoppelt sind, welche durch eine Abdeckschicht (11) abgedeckt ist, und dass die elektrisch leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht (10) in einer mehrlagigen, an der Rückseite der Solarzellen (5) angeordneten Folie integriert ist, wobei die mehrlagige Folie den flexiblen Verbindungsbereich (4) zwischen den wenigstens zwei Teilbereichen des photovoltaischen Moduls und/oder einen Bestandteil hiervon ausbildet, wodurch ein an unterschiedliche Einsatzzwecke anpassbares, klappbares bzw. faltbares photovoltaisches Modul (1) zur Verfügung stellt werden kann.

Description

Photovoltaisches Modul und Verwendung desselben
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein photovoltaisches Modul, welches eine Mehrzahl von Solarzellen umfasst, welche jeweils mit einer elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht oder Struktur zur Ableitung der in den Solarzellen erzeugten elektrischen Energie gekoppelt sind, wobei an der von der elektrisch leitenden Schicht oder Struktur abgewandten Oberfläche der Solarzellen wenigstens eine transparente Trägerschicht vorgesehen ist, wobei die elektrisch leitende und strukturierte Schicht oder Struktur mit Anschlüssen eines Anschlussgehäuses kontaktierbar ist, wobei wenigstens zwei Teilbereiche des photovoltaischen Moduls, welche jeweils wenigstens eine Solarzelle aufweisen, über einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander gekoppelt sind und entlang des flexiblen Verbindungsbereichs in eine zueinander abgewinkelte und/oder einander wenigstens teilweise überlappende Lage faltbar bzw. klappbar sind. Die vorliegende Erfin- dung bezieht sich darüber hinaus auf eine Verwendung eines derartigen photovoltaischen Moduls.
In einem photovoltaischen Modul ist üblicherweise eine Mehrzahl von Solarzellen in einer im Wesentlichen flächigen bzw. ebenen Anordnung vorgesehen, wobei über eine elektrisch leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht oder Struktur eine Ableitung der in den Solarzellen erzeugten elektrischen Energie erfolgt. Für einen Schutz der Solarzellen ist eine transparente Trägerschicht vorgesehen, welche beispielsweise aus einem Glas hergestellt ist, und an der von der Trägerschicht abgewandten Seite des photovoltaischen Moduls ist üblicherweise eine Abdeckschicht vorgesehen, welche beispielsweise die elektrisch leitende und strukturierte Schicht oder Struktur abdeckt, wobei diese leitende Schicht oder Struktur mit Anschlüssen eines Anschlussgehäuses kontaktierbar ist. Für eine Erzielung einer entsprechend hohen Energieausbeute werden zunehmend photovoltaische Module vorgesehen bzw. bereitgestellt, welche vergleichsweise große Abmessungen aufweisen, wobei derartige, große Abmessungen aufweisende photovoltaische Module nicht nur unhandlich werden, sondern auch zunehmend ein vergleichsweise großes Gewicht aufweisen, da beispielsweise für die transparente Trägerschicht entsprechend dicke Materialien zur Bereitstellung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit vorgesehen werden müssen. Während bei einer Montage derartiger photo- voltaischer Module beispielsweise an Gebäudeteilen, insbesondere Dachflächen, eine entsprechend sichere und zuverlässige Verankerung und Halterung bzw. Abstützung derartiger großflächiger photovoltaischer Module möglich ist, ist unmittelbar einsichtig, dass großflächige photo- voltaische Module, welche eine entsprechend hohe Energieausbeute zur Verfügung stellen, insbesondere unter Berücksichtigung ihrer großen und unhandlichen Abmessungen als auch ihres gegebenenfalls großen Gewichts nicht mehr sinnvoll in transportabler Form und/oder leicht einsetzbarer und gegebenenfalls einfach montierbarer oder demontierbarer Form zur Verfügung gestellt werden können.
Zur wenigstens teilweisen Lösung des Transportproblems werden in der US 2008/0314434 oder der WO 2006/098974 teil- weise faltbare Ausführungen vorgeschlagen, welche jedoch eine aufwändige Verdrahtung einzelner Solarzellen erfordern . Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein photo- voltaisches Modul der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Probleme des oben genannten Standes der Technik vermieden oder zumindest verringert werden können, und zielt insbesondere darauf ab, ein photo- voltaisches Modul zur Verfügung zu stellen, welches in einer Transportstellung mit gegenüber einer Einsatzposition verringerten Abmessungen und/oder mit von einer großflächigen ebenen Struktur abweichenden Konfiguration bei gleichzeitig einfacher Verdrahtung zwischen den Solarzellen bzw. Teilbereichen des Moduls ausgebildet ist.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein photovoltaisches Modul der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gekenn- zeichnet, dass die Solarzellen an ihrer Rückseite mit der elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht gekoppelt sind, welche durch eine Abdeckschicht abgedeckt ist, und dass die elektrisch leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht in einer mehrlagigen, an der Rückseite der Solarzellen angeordneten Folie integriert ist, wobei die mehrlagige Folie den flexiblen Verbindungsbereich zwischen den wenigstens zwei Teilbereichen des photovoltaischen Moduls und/oder einen Bestandteil hiervon ausbildet. Da wenigstens zwei Teilbereiche des photovoltaischen Moduls über einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander gekoppelt sind, kann ein derartiges photovoltaisches Modul in einer von einer im Wesentlichen ebenen, großflächigen Konfiguration abweichenden Lage angeordnet bzw. positioniert werden. Zur Vereinfachung der elektrischen Kopplung zwischen den einzelnen Teilbereichen bzw. Solarzellen des Moduls wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Solarzellen an ihrer Rückseite mit der elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht gekoppelt sind, welche durch eine Abdeckschicht abgedeckt ist. In diesem Zusammenhang wird für eine weitere Vereinfachung des Aufbaus des erfindungsgemäßen photo- voltaischen Moduls vorgeschlagen, dass die elektrisch leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht in einer mehrlagigen, an der Rückseite der Solarzellen angeordneten Folie integriert ist, wobei die mehrlagige Folie den flexiblen Verbindungsbereich zwischen den wenigstens zwei Teilbereichen des photovoltaischen Moduls und/oder einen Bestandteil hiervon ausbildet. Derart kann ein erfindungsgemäßes photovoltaisches Modul mit über wenigstens einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander verbundenen Teilbereichen, welche jeweils wenigstens eine Solarzelle aufweisen, auch beispielsweise für einen Transport in eine einander wenigstens teilweise überlappende Lage der Teilbereiche gefaltet bzw. geklappt werden, um einen Transport eines derartigen photovoltaischen Moduls bei verringerten Außenabmessungen bei einfacher und zuverlässiger Verdrahtung bzw. elektrischer Kopplung der Solarzellen und/oder Teilbereiche zur Verfügung zu stellen. Es kann somit ein tragbares und leicht transportierbares photovoltaisches Modul zur Verfügung gestellt werden, welches für einen Einsatz in einfacher und zuverlässiger Weise in eine Position bzw. Lage gebracht werden kann, in welcher die jeweils über flexible Verbindungsbereiche miteinander verbundenen Teilbereiche, wobei in die flexiblen Teilbereiche die elektrische Kopplung integriert ist, in eine zur Energiegewinnung optimierte Position gebracht werden können. Hierbei kann durch die flexiblen Verbindungsbereiche zwischen den einzelnen Teilbereichen auch eine relativ zueinander abgewinkelte Lage der einzelnen Teilbereiche eingenommen werden, um entsprechend den Anforderungen jeweils eine optimierte Energiegewinnung zu ermöglichen. Zur Erzielung einer entsprechend geringen Gesamtgröße in einer TransportStellung als auch gegebenenfalls zur Vereinfachung einer Steuerung bzw. Regelung der in einzelnen Teilbereichen vorgesehenen Solarzellen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die wenigstens zwei Teilbereiche jeweils im Wesentlichen gleiche Abmessungen und/oder eine gleiche Anzahl von Solarzellen auf eisen .
Für eine einfache Anpassung an gegebenenfalls unterschiedliche Einsatzzwecke als auch insbesondere zur Optimierung der Flächen der Teilbereiche des Moduls zur Anordnung der Solarzellen, durch deren Anzahl insbesondere die Gesamtleistung des photovoltaischen Moduls wesentlich bestimmt bzw. beeinflusst wird, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Teilbereiche des photovoltaischen Moduls eine regelmäßige geometrische Konfiguration, wie beispielsweise eine rechteckige, insbesondere quadratische, dreieckige, sechseckige Konfiguration aufweisen .
Für eine einfache und zuverlässige elektrische Kopplung der in den einzelnen Teilbereichen aufgenommenen leitenden Schichten bzw. Strukturen, welche mit den Solarzellen gekoppelt sind, wird vorgeschlagen, dass in dem flexiblen Verbindungsbereich die leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht oder Struktur eingebettet ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls entspricht.
Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus des photo- voltaischen Moduls und zur Erzielung einer entsprechenden Stabilität bzw. mechanischen Widerstandsfähigkeit der einzelnen Teilbereiche des photovoltaischen Moduls wird darüber hinaus bevorzugt vorgeschlagen, dass die jeweils über einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander verbundenen Teilbereiche eine Mehrzahl von Solarzellen aufweisen und mit einer sämtliche Solarzellen des Teilbereichs gemeinsam überdeckenden transparenten Trägerschicht ausgebildet sind. Insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die einzelnen Teilbereiche gegenüber einem starren, große Abmessungen aufweisenden photovoltaischen Modul verringerte Abmessungen aufweisen, kann mit Trägerschichten entsprechend verringerter Dicke bzw. Stärke das Auslangen gefunden werden, wobei dennoch die erforderliche mechanische Stabilität zur Verfügung gestellt wird.
Für eine zuverlässige Regelung bzw. Steuerung der in den einzelnen Teilbereichen aufgenommenen Solarzellen wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass zumindest jedem Teilbereich des photovoltaischen Moduls eine Regel- bzw. Steuereinrichtung zugeordnet ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls entspricht. Durch Vorsehen bzw. Zuordnen jeweils einer Regel- bzw. Steuereinrichtung bei bzw. zu jedem Teilbereich wird insbesondere sichergestellt, dass bei gegebenenfalls unterschiedlicher Bestrahlung der einzelnen Teilbereiche, welche andernfalls zu einem Überhitzen einzelner Solarzellen oder Teilbereiche führen könnte, derartige unterschiedliche Umgebungsparameter in einfacher und zuverlässiger Weise berücksichtigt werden können. Hierbei kann durch Vorsehen entsprechender Regel- bzw. Steuereinrichtungen auch bei einem gegebenenfalls auftretenden teilweisen Abschatten von einzelnen Solarzellen oder Teilbereichen und somit gegebenenfalls unterschiedlicher Leistung unterschiedlicher Teilbereiche eine Optimierung der Gesamt- leistung des photovoltaischen Moduls bei Vermeidung von Beschädigungen einzelner Solarzellen oder Teilbereiche er- zielt werden.
Für ein einfaches Anordnen bzw. Zusammenklappen einer gegebenenfalls vorliegenden Mehrzahl von miteinander jeweils über flexible Teilbereiche verbundenen Teilbereichen des photovoltaischen Moduls wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Abmessungen von flexiblen Verbindungsbereichen zwischen einzelnen, einander überlappenden Teilbereichen des photovoltaischen Moduls jeweils ein Vielfaches, insbesondere wenigstens das Doppelte der Dicke eines Teilbereichs des photovoltaischen Moduls betragen.
Zur Berücksichtigung von gegebenenfalls unterschiedlichen relativen Abständen zwischen einzelnen übereinander klappbaren Teilbereichen wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass die Abmessungen der flexiblen Verbindungsbereiche zwischen Teilbereichen des photovoltaischen Moduls voneinander unterschiedlich gewählt sind, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls entspricht.
Wie bereits oben mehrfach erwähnt, lässt sich durch die zueinander abwinkelbaren oder in eine überlappende Lage bringbaren Teilbereiche ein Transport eines erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls vereinfachen, so dass erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, das photovoltaische Modul gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon als in einem gefalteten bzw. zusammengeklappten Transportzustand einsetzbares transportables photo- voltaisches Modul zu verwenden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, das photovoltaische Modul gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform hiervon als ein mit zueinander abgewinkelten Teilbereichen einsetzbares photovoltaisches Modul zu verwenden . Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen von photovoltaischen Modulen näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls, wobei eine Mehrzahl von jeweils im Wesentlichen quadratischen Teilbereichen jeweils über flexible Verbindungsbereiche verbunden ist, wobei Fig. 1 beispielsweise einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab darstellt;
Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen photovoltaischen Moduls, wobei Fig. 3a das photovoltaische Modul in einer zusammengeklappten TransportStellung zeigt und Fig. 3b das photovoltaische Modul in einer teilweise aufgeklappten Stellung bzw. Einsatzposition zeigt;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen photo- voltaischen Moduls, wobei im Wesentlichen dreieckige Teilbereiche vorgesehen sind; und
Fig. 5 in einer zu Fig. 2 und 4 ähnlichen Darstellung eine Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Ausführungsform, wobei ein im wesentlichen zentraler, sechseckiger mittiger Teilbereich des photovoltaischen Moduls mit einer entsprechenden Anzahl von im Wesentlichen dreieckigen Teilbereichen verbindbar bzw. koppelbar ist, welche in eine den zentralen sechseckigen Teilbereich überlappende Lage klappbar bzw. faltbar sind.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein photovoltaisches Modul 1 gezeigt, wobei ersichtlich ist, dass Teilbereiche 2 und 3 des photovoltaischen Moduls über einen mit 4 bezeichneten flexiblen Verbindungsbereich miteinander gekoppelt bzw. verbunden sind.
Jeder Teilbereich 2 und 3 des photovoltaischen Moduls 1 beinhaltet eine Mehrzahl von Solarzellen 5, welche in einer Schicht 6 aus einem Kunststoffmaterial eingebettet sind, welches beispielsweise aus Ethylenvinylacetat besteht. Darüber hinaus sind die Solarzellen 5 in Richtung zu einer schematisch mit 7 angedeuteten Bestrahlung durch eine transparente Trägerschicht 8 abgedeckt, welche beispielsweise aus einem Glas besteht.
Zur Ableitung der in den Solarzellen 5 erzeugten elektrischen Energie sind diese über schematisch mit 9 ange- deutete Kontakte mit einer elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht bzw. Struktur 10 verbunden, wobei über ein nicht näher angedeutetes Anschlussgehäuse die Ableitung der Energie unter Verwendung der leitenden Schicht bzw. Struktur 10 erfolgt.
Zum Schutz der leitenden Struktur bzw. Schicht 10 ist darüber hinaus eine Abdeckfolie bzw. -Schicht 11 angedeutet . Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Verbindung bzw. Kopplung zwischen den Teilbereichen 2 und 3 des photo- voltaischen Moduls, welche jeweils eine Mehrzahl von Solarzellen 5 aufweisen, über die Abdeckfolie bzw. -Schicht 11 sowie die elektrisch leitende Schicht bzw. Struktur 10 erfolgt, wobei darüber hinaus eine zusätzliche Schutzschicht bzw. Abdeckschicht 12 des flexiblen Verbindungsbereichs 4 angedeutet ist. Die Kopplung bzw. Verdrahtung einzelner Solarzellen 5 bzw. der Teilbereiche 2 und 3 erfolgt derart über eine Verbundfolie, in welche neben den Schichten bzw. Lagen zur Erzielung der mechanischen Festigkeit auch die elektrisch leitende Schicht bzw. Struktur 10 integriert ist.
Wie dies anhand der nachfolgenden Figuren im Detail erörtert werden wird, ist es somit möglich, durch die Kopplung bzw. Verbindung der Teilbereiche 2 und 3 des photovoltaischen Moduls 1, welche jeweils eine Mehrzahl von Solarzellen 5 aufweisen, die einzelnen Teilbereiche 2 und 3 in eine zueinander abgewinkelte Lage oder eine wenigstens teilweise überlappende Lage zu bringen, um eine Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse bzw. Konfigurationen eines Einsatzes des photovoltaischen Moduls 1 oder eine Einnahme einer Transportstellung zu ermöglichen, in welcher das photovoltaische Modul 1 eine entsprechend verringerte Größe aufweist.
Darüber hinaus ist in Fig. 1 schematisch mit 16 eine jedem Teilbereich 2 bzw. 3 zugeordnete Regel- bzw. Steuereinrichtung angedeutet, welche neben einer Optimierung der durch das photovoltaische Modul 1 zur Verfügung zu stellenden Energieausbeute auch einen Schutz und/oder eine getrennte Regelung bzw. Steuerung der einzelnen Teilbereiche 2 bzw. 3 ermöglicht.
In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, dass das photovolta- ische Modul 1 neben den Teilbereichen 2 und 3, wie sie in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt sind und welche über den wiederum mit 4 bezeichneten Verbindungsbereich gekoppelt bzw. verbunden sind, weitere, wiederum im Wesentlichen quadratische Abmessungen aufweisende, zusätzliche Teilbereiche aufweist, welche allgemein mit 15 bezeichnet sind. Sämtliche Teilbereiche 2, 3 sowie 15 weisen jeweils in der dargestellten quadratischen Anordnung vier Solarzellen 5 auf, wobei die jeweils flexiblen Verbindungsbereiche zwischen einzelnen benachbarten Teilbereichen 2, 3 und 15 allgemein mit 4 bezeichnet sind.
Entsprechend den Anforderungen lässt sich somit eine gewünschte Anzahl von miteinander zu koppelnden bzw. zu verbindenden Teilbereichen 2, 3 bzw. 15 für das photo- voltaische Modul 1 zur Verfügung stellen.
Bei der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist ersichtlich, dass ein wiederum aus einer Mehrzahl von allgemein mit 21 bezeichneten Teilbereichen bestehendes photo- voltaisches Modul 20 in eine in Fig. 3a dargestellte Transportstellung gebracht werden kann, in welcher die einzelnen Teilbereiche 21, welche wiederum eine Mehrzahl von Solarzellen aufweisen, welche jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, in eine einander überlappende Lage gebracht werden. Einzelne Verbindungsbereiche zwischen benachbarten bzw. aneinander anschließenden Teilbereichen 21 sind in Fig. 3a mit 22 und 23 bezeichnet. Der schematischen Darstellung von Fig. 3a ist darüber hinaus zu ent- nehmen, dass entsprechend der relativen Positionierung der Teilbereiche 21 in der TransportStellung die Verbindungsbereiche 22 und 23 unterschiedliche Längen aufweisen. Diese Längen betragen insbesondere jeweils ein Vielfaches der Dicke der einzelnen Teilbereiche 21.
Aus der in Fig. 3a gezeigten TransportStellung entsprechend verringerter Gesamtabmessungen ist das photovoltaische Modul 20 in die in Fig. 3b angedeutete Lage aufklappbar bzw. auffaltbar, so dass in einer Einsatzposition eine entsprechend große aktive Fläche des photovoltaischen Moduls 20 durch die Vielzahl der wiederum allgemein mit 21 bezeichneten Teilbereiche zur Verfügung gestellt werden kann. Die einzelnen Teilbereiche 21 müssen hierbei nicht in eine im Wesentlichen flache bzw. ebene Stellung bzw. Anordnung gebracht werden, sondern können entsprechend den Anforderungen auch eine zueinander abgewinkelte Position aufweisen bzw. einnehmen. In Fig. 4 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines photovoltaischen Moduls 30 gezeigt, wobei jeweils eine dreieckige Konfiguration aufweisende Teilbereiche 31, welche schematisch mit 32 bezeichnete Solarzellen aufweisen, über einen flexiblen Verbindungsbereich 33 mitein- ander verbunden bzw. gekoppelt sind. Entsprechend den Anforderungen lassen sich auch die Teilbereiche 31 in eine zueinander abgewinkelte Lage oder insbesondere bei Vorsehen von im Wesentlichen gleichen Abmessungen vollständig überdeckende bzw. überlappende Lage bringen.
In Fig. 5 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines photovoltaischen Moduls 40 gezeigt, wobei mit einem zentralen, sechseckigen Teilbereich 41 eine Mehrzahl von jeweils dreieckigen Teilbereichen 42 über schematische Verbindungsbereiche 43 gekoppelt bzw. verbunden ist. In Fig. 5 sind die dreieckigen Teilbereiche 42 mit durchgezogenen Linien in ihrer aufgeklappten Lage angedeutet, während durch strichlierte Linien und mit 42' bezeichnet eine entsprechend geringere Außenabmessung aufweisende Transportlage angedeutet ist, in welcher die um die Verbindungsbereiche 43 schwenkbaren bzw. klappbaren Teilbereiche 42 den zentral mittleren Teilbereich 41 im Wesentlichen voll- ständig abdecken bzw. überlappen.
Ebenso wie in Fig. 3b sind auch in Fig. 5 zur Vereinfachung der Darstellung die einzelnen, in den Teilbereichen 41 und 42 aufgenommenen Solarzellen nicht näher gezeigt.
Die elektrische Kopplung der einzelnen Solarzellen und Teilbereiche der Ausbildungen gemäß Fig. 2 bis 5 erfolgt wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform über eine leitende Struktur bzw. Schicht 10 bzw. eine Verbund- folie.
Durch Vorsehen entsprechender Teilbereiche 2, 3, 15, 21, 31 sowie 41 und 42 mit gegenüber den gesamten Abmessungen der photovoltaischen Module 1, 20, 30 und 40 verringerten Ab- messungen kann beispielsweise für die transparente Trägerschicht 8 mit geringeren Dicken das Auslangen gefunden werden, da trotz der geringeren Dicke für die entsprechend geringere Abmessungen aufweisenden Teilbereiche eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit zur Ver- fügung gestellt werden kann.
Durch die jeweils über flexible Verbindungsbereiche 4, 22, 23, 33, 43 miteinander gekoppelten Teilbereiche 2, 3, 15, 21, 31, 41 und 42 lässt sich die Flexibilität eines Einsatzes des photovoltaischen Moduls 1, 20, 30, 40 steigern, da eine Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten möglich wird. Darüber hinaus lässt sich das photovoltaische Modul in eine gegenüber einer Einsatzstellung verringerte Außenabmessungen aufweisende Transportstellung bei einfacher Verdrahtung bzw. elektrischer Kopplung einzelner Solarzellen bzw. Teilbereiche desselben bringen, so dass ein vergleichsweise geringe und leicht handhabbare Abmessungen aufweisendes transportables photovoltaisches Modul zur Verfügung gestellt werden kann.
Ein derartiges transportables photovoltaisches Modul 1, 20, 30, 40 kann beispielsweise für eine Energieversorgung unab- hängig von einem insbesondere öffentlichen Energieversorgungsnetz oder als Notenergieversorgung eingesetzt werden. Ebenso kann ein derartiges transportables photovoltaisches Modul 1, 20, 30, 40 beispielsweise als Ladestation für Elektrogeräte, Elektrofahrzeuge oder dgl . durch den einfachen Transport bei entsprechend verringerten Außenabmessungen und die einfache Montage in eine Einsatzstellung eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Photovoltaisches Modul, welches eine Mehrzahl von Solarzellen (5, 32) umfasst, welche jeweils mit einer elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht oder Struktur (10) zur Ableitung der in den Solarzellen (5, 32) erzeugten elektrischen Energie gekoppelt sind, wobei an der von der elektrisch leitenden Schicht oder Struktur abgewandten Oberfläche der Solarzellen (5, 32) wenigstens eine transparente Trägerschicht (8) vorgesehen ist, wobei die elektrisch leitende und strukturierte Schicht oder Struktur (10) mit Anschlüssen eines Anschlussgehäuses kontaktierbar ist, wobei wenigstens zwei Teilbereiche (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) des photovoltaischen Moduls (1, 20, 30, 40), welche jeweils wenigstens eine Solarzelle (5, 32) aufweisen, über einen flexiblen Verbindungsbereich (4, 22, 23, 33, 43) miteinander gekoppelt sind und entlang des flexiblen Verbindungsbereichs (4, 22, 23, 33, 43) in eine zueinander abgewinkelte und/oder einander wenigstens teil- weise überlappende Lage faltbar bzw. klappbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (5, 32) an ihrer Rückseite mit der elektrisch leitenden bzw. leitfähigen und strukturierten Schicht (10) gekoppelt sind, welche durch eine Abdeckschicht (11) abgedeckt ist, und dass die elektrisch leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht (10) in einer mehrlagigen, an der Rückseite der Solarzellen (5, 32) angeordneten Folie integriert ist, wobei die mehrlagige Folie den flexiblen Verbindungsbereich (4, 22, 23, 33, 43) zwischen den wenigstens zwei Teilbe- reichen des photovoltaischen Moduls und/oder einen Bestandteil hiervon ausbildet.
2. Photovoltaisches Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Teilbereiche (2, 3, 15, 21, 31) jeweils im Wesentlichen gleiche Abmessungen und/oder eine gleiche Anzahl von Solarzellen (5, 32) auf- weisen.
3. Photovoltaisches Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) des photovoltaischen Moduls (1, 20, 30, 40) eine regelmäßige geometrische Konfiguration, wie beispielsweise eine rechteckige, insbesondere quadratische, dreieckige, sechseckige Konfiguration aufweisen.
4. Photovoltaisches Modul nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- durch gekennzeichnet, dass in dem flexiblen Verbindungsbereich (4, 22, 23, 33, 43) die leitende bzw. leitfähige und strukturierte Schicht oder Struktur (10) eingebettet ist .
5. Photovoltaisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils über einen flexiblen Verbindungsbereich (4, 22, 23, 33, 43) miteinander verbundenen Teilbereiche (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) eine Mehrzahl von Solarzellen (5, 32) aufweisen und mit einer sämtliche Solarzellen (5, 32) des Teilbereichs (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) gemeinsam überdeckenden transparenten Trägerschicht (8) ausgebildet sind.
6. Photovoltaisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jedem Teilbereich (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) des photovoltaischen Moduls eine Regel- bzw. Steuereinrichtung (16) zugeordnet ist.
7. Photovoltaisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen von flexiblen Verbindungsbereichen (22, 23) zwischen einzelnen, einander überlappenden Teilbereichen (21) des photovoltaischen Moduls (20) jeweils ein Vielfaches, insbesondere wenigstens das Doppelte der Dicke eines Teilbereichs (21) des photovoltaischen Moduls (20) betragen.
8. Photovoltaisches Modul nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abmessungen der flexiblen Verbindungsbereiche (4, 22, 23, 33, 43) zwischen Teilbereichen (2, 3, 15, 21, 31, 41, 42) des photovoltaischen Moduls (1, 20, 30, 40) voneinander unterschiedlich gewählt sind.
9. Verwendung eines photovoltaischen Moduls nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als in einem gefalteten bzw. zusammengeklappten Transportzustand einsetzbares transportables photovoltaisches Modul (1, 20, 30, 40) .
10. Verwendung eines photovoltaischen Moduls nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als ein mit zueinander abgewinkelten Teilbereichen einsetzbares photovoltaisches Modul (1, 20, 30, 40) .
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