WO2022243070A1 - Solar cell module - Google Patents

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WO2022243070A1
WO2022243070A1 PCT/EP2022/062330 EP2022062330W WO2022243070A1 WO 2022243070 A1 WO2022243070 A1 WO 2022243070A1 EP 2022062330 W EP2022062330 W EP 2022062330W WO 2022243070 A1 WO2022243070 A1 WO 2022243070A1
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solar cell
module
segment
connector
cross
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PCT/EP2022/062330
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Kutter
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60K2016/003—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind solar power driven

Definitions

  • the invention relates to a solar cell module according to the preamble of claim 1.
  • Solar cells are sensitive semiconductor components. In order to protect them against environmental influences over the long term and to achieve manageable electrical output parameters, solar cells are typically electrically connected and encapsulated in a module structure.
  • the solar cells are arranged on a flat, flat carrier element and divided into several module segments.
  • Each module segment typically has several solar cell strands (strings) connected in parallel.
  • Each solar cell string has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series.
  • Such surfaces are, for example, hoods and roofs of vehicles, in particular of passenger cars, as well as building facades and building shells.
  • the object of the present invention is therefore to provide a solar cell module which is suitable for arranging the solar cells on or in curved surfaces.
  • the basic goal in the production of solar cell modules is to connect the solar cells and the solar cell strings in a way that makes production simple and is electrically safe and efficient.
  • the occurrence of so-called hotspots in the case of partial shading should be avoided: It is known that if a solar cell module is partially shaded, there is a risk that a large amount of heat will develop in the case of shaded solar cells due to the operation of the (partially) shaded solar cell in the rear area, which can impair the integrity of the module and even destroy the module. Furthermore, low ohmic losses should occur when the modules are connected, and a low cost of materials is also advantageous.
  • the solar cell module When using the solar cells in curved surface applications, the solar cell module is required to have a two-dimensional or three-dimensional curvature. This makes the module design even more complex. Due to a curvature, different solar cells of the module have different orientations to the incident sunlight. Since the generation of charge carriers within the solar cells and thus the conversion of incident electromagnetic radiation into electrical energy is directly proportional to the irradiation intensity, when solar cells are connected in series and oriented differently to the incident sunlight, there is a difference in the magnitude of the current generated, a so-called current mismatch. Here, the solar cell with the lowest electricity production limits the performance of the entire string. The same effect occurs when strings are connected in series at different bending positions in the solar cell module.
  • the voltage generated by a solar cell is significantly less dependent on the intensity of the radiation and, in particular, on the orientation to the incident sunlight. For this reason, inhomogeneous irradiation on the solar cells caused by a curvature of the solar cell module has a significantly less adverse effect on the voltage of a string.
  • a parallel connection of the solar cell strings is therefore advantageous for the formation of a solar cell module with a curved surface.
  • the solar cell module according to the invention has at least a first and a second module segment.
  • Each of the two module segments has at least two solar cell strings connected in parallel.
  • Each of the solar cell strings has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series.
  • module segments are arranged on or in a curved, flat support element, that the module segments are arranged next to one another, with the solar cell strands of each module segment extending between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment, that the solar cell strings of the first and second module segments have the same polarity on the side facing the other module segment and that the module segments are connected in parallel to one another.
  • the solar cell module according to the invention thus has at least two module segments, in which the at least two solar cell strands are each connected in parallel. Furthermore, the module segments are connected in parallel with one another. This results in greater robustness against partial shading and inhomogeneous irradiation.
  • Each solar cell string of the first module segment and the second module segment has the same number of solar cells. This results in the advantage that each solar cell string generates approximately the same voltage. Furthermore, with a suitable dimensioning of the strand length, it is possible to dispense with protecting the solar cell strings by means of bypass diodes, which reduces the complexity of the manufacturing effort and the susceptibility of the module and increases safety. In an advantageous embodiment, suitable dimensioning is achieved by limiting the string length to avoid a hotspot, as explained below.
  • the module segments are arranged on or in a curved, flat carrier element.
  • the solar cells Solar cell strings are arranged on a curved, flat support element.
  • the carrier element can be made of material that is not or only partially transparent to sunlight.
  • the solar cells are preferably arranged on the carrier element, with the side that is active for power generation facing away from the carrier element.
  • at least the side of the solar cells that is active for generating electricity, in particular the solar cells completely is embedded in a carrier material of a carrier element, in particular an optically transparent carrier material.
  • the solar cells to be arranged on an optically transparent carrier element, in particular in such a way that the side of the solar cells that is active for generating electricity faces the carrier element.
  • the carrier element can have one or more curvatures.
  • the curvature can in particular be designed as a simple, two-dimensional curvature, in particular with a constant radius of curvature in one spatial direction.
  • the module segments are arranged side by side so that the area of the solar cell module can be used efficiently.
  • the solar cell strings of each module segment extend between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment.
  • the solar cell strings of each module segment extend approximately perpendicularly to the common side of the module segments, on which the module segments are arranged side by side. This results in the advantage that the current mismatch of the cells is significantly reduced within a module segment.
  • each of the solar cell strings has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series.
  • the solar cell strands thus have two poles of different polarity, a positive pole and a negative pole.
  • the solar cell strings of the first or second module segment are arranged in such a way that they have the same polarity on the side facing the other module segment.
  • the number of solar cells n connected in series is preferably limited such that the magnitude of the no-load voltage of (n ⁇ 1) solar cells connected in series is less than or equal to the magnitude of the reverse breakdown voltage of an individual solar cell of the same type.
  • All solar cell strings of the first module segment are therefore advantageously connected in parallel and all solar cell strings of the second module segment are connected in parallel.
  • all module segments of the solar cell module exclusively have solar cell strings connected in parallel.
  • An electrically conductive common central cross-connector for the first and the second module segment is advantageously arranged between the module segments. All of the solar cell strings of the first and second module segments are electrically conductively connected to the center cross-connector on the side facing the center cross-connector. As a result, an interconnection of the module segments is formed in a particularly structurally simple and therefore cost-effective and robust manner in order to enable parallel interconnection of the module segments.
  • the center cross connector preferably extends perpendicularly to the solar cell strings of the module segments.
  • This arrangement of the central cross-connector allows all solar cell strings of each module segment to be connected in parallel and the module segments to be connected in parallel to one another in a structurally simple and extremely short manner. the potential tap at the end of the solar module is possible in a number of ways.
  • the middle cross-connector is therefore arranged centered between the module segments.
  • the solar cells of the module segments are advantageously arranged in such a way that the central cross-connector forms the electrical ground (-), i.e. the central ground potential of the solar cell strings.
  • the middle cross connector represents the geometrically shortest and electrically simplest connection of the ground poles of all strings.
  • the first module segment advantageously has an electrically conductive first side cross-connector on the side facing away from the second module segment
  • the second module segment has an electrically conductive second side cross-connector on the side facing away from the first module segment.
  • the solar cell strings of each module segment on the side facing away from the other module segment are electrically conductively connected to the respective lateral cross-connector of the module segment. This allows the solar cell strings of each module segment to be connected in parallel in a structurally simple manner.
  • the parallel connection is preferably carried out by means of the side cross-connector and the center cross-connector, as previously described.
  • first and second side cross-connectors and center cross-connectors are arranged parallel to one another. This results in a space-saving and structurally simple arrangement.
  • the carrier element is curved uniformly convexly or uniformly concavely.
  • the carrier element preferably has one or more radii of curvature in the range of 1000 mm-11000 mm.
  • the center cross-connector is preferably located at an apex of the module. This results in the advantage that the module segments have similar lighting conditions and thus similar output voltages within the segments given typical incidence of radiation, in particular given incidence of radiation parallel to a perpendicular bisector of the module.
  • the carrier element preferably has an area of maximum elevation.
  • the center cross-connector is preferably arranged in the area of the maximum elevation, the center cross-connector preferably extends over the area of the maximum elevation, in particular the carrier element preferably has several areas with complex radii of curvature.
  • the center cross-connector is preferably arranged in the area of the geometric center of the carrier substrate The center cross-connector particularly preferably extends on a central mirror axis of the substrate.
  • the solar cell module according to the invention is particularly suitable for doing without bypass diodes.
  • the first and second module segments, preferably all module segments, of the solar cell module therefore advantageously have no electrical bypass elements, in particular no bypass diodes.
  • the solar cell module therefore preferably has no bypass diodes.
  • the layout of the solar cell module according to the invention enables the reduction of electrical power control elements, in particular voltage converters.
  • Electrical voltage converters are often designed as DCDC converters.
  • Prior layouts require multiple voltage converters in a solar cell module.
  • the first and the second module segment in particular preferably all module segments, have no electrical power control elements, in particular no voltage converters. This simplifies manufacture and reduces manufacturing costs.
  • the solar cell module preferably has precisely one power control element, in particular precisely one voltage converter.
  • the parallel connection of the first and second module segments is therefore preferably carried out without the interposition of electrical power control elements, in particular without the interposition of voltage converters.
  • Typical solar cell modules have a positive and a negative connection pole in order to connect the solar cell module to external circuits and/or other solar cell modules.
  • the solar cell module has a first electrical connection pole, which is electrically conductively connected to the first cross-connector and to the second cross-connector, and the solar cell module has a second electrical connection pole, which is electrically conductively connected to the center cross-connector. This makes it possible to connect the module segments connected in parallel to an external circuit, in particular to other module segments or power control elements.
  • the solar cell module has a first electrical connection pole, which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the first cross-connector, the solar cell module has a second electrical connection pole, which is arranged on the side of the second cross-connector and is electrically conductively connected to the second cross-connector, the solar cell module has a third electrical connection pole, which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the middle cross-connector, and the solar cell module has a fourth electrical connection pole, which is on the side of the second cross-connector and is electrically conductively connected to the central cross-connector.
  • MPPT Maximum Power Point Trackers
  • the number of solar cells n in each solar cell string is selected such that the no-load voltage of n ⁇ 1 solar cells connected in series is less than or equal to the reverse breakdown voltage of a single solar cell of the same type.
  • the shaded solar cells of the solar cell string are not operated in reverse breakdown, i.e. only a minimal current ("blocking current") in the reverse direction through the partially shaded solar cells and thus the affected string flows and thus only one slight heat development occurs and critical hotspots are avoided.
  • the operating point of maximum power also referred to as MPP (Maximum Power Point) reflects the combination of current and voltage of the solar cell string under standard conditions at which electrical energy is obtained with maximum power.
  • the standard test conditions depend on the respective application.
  • the standard test conditions E: 1000 W/m 2 , spectrum: AM 1.5g and T: 25°C module temperature [see IEC 60904] are decisive for normal terrestrial outdoor applications.
  • the solar cell strings of the first module segment are advantageously arranged parallel to one another and the solar cell strings of the second module segment are arranged parallel to one another. This results in the advantage of a compact design and that effectively all strands of both segments are connected in parallel to one another.
  • the solar cell module advantageously has two or more module segments. This results in a structurally simple and robust structure due to the central placement of a pole. A particularly advantageous simple design results from the solar cell module having exactly two module segments.
  • the first and the second module segment advantageously have the same number of solar cell strings. This results in the advantage that the first and the second solar cell module generate approximately the same current intensity.
  • the string lengths of the solar cell strings of the first and second module segment are the same, but the number of strings connected in parallel and thus the number of solar cells can differ.
  • the first and the second module segment advantageously have the same number of solar cells.
  • FIGS. 1 to 4 each show an exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention.
  • the solar cells are shown in FIGS. 1 to 4 as rectangles, with the forward direction of the solar cell being marked by an arrow.
  • the first exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 1 has a first module segment 1 and a second module segment 2 .
  • the solar cells assigned to module segments 1 and 2 are each identified by dashed curly brackets.
  • Each of the two module segments 1 and 2 thus has ten strands of solar cells, with each strand of solar cells having five solar cells.
  • the solar cells of each solar cell string are connected in series.
  • the solar cell strings of each module segment are connected in parallel.
  • the module segments 1 and 2 are arranged on a curved, flat element 3 Marieele.
  • the carrier element 3 is designed as a curved glass roof of a passenger car.
  • the carrier element 3 has a homogeneous curvature which, in the illustration according to FIG. 1, has a constant radius of curvature of 1000 mm horizontally and vertically a constant radius of curvature of 1500 mm.
  • the carrier element 3 is designed as a transparent element of the facade of a building and has a radius of curvature only horizontally according to the plane of the drawing in FIG. 1, but no curvature vertically. As can be seen in FIG.
  • the module segments 1 and 2 are arranged side by side, with the solar cell strings of each module segment 1 and 2 extending between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment. In the illustration according to FIG. 1, this means that all of the solar cell strings extend horizontally.
  • the solar cell strings of the first and the second module segment 1 and 2 have the same polarity on the side facing the other module segment. Between the module segments 1 and 2, an electrically conductive common center cross-connector four is arranged and electrically conductively connected. All of the solar cell strings of the first and second module segments on the side facing the center cross-connector are electrically conductively connected to the center cross-connector.
  • the first module segment 1 has an electrically conductive first side cross-connector 5 on the side facing away from the second module segment 2 and the second module segment 2 has an electrically conductive second side cross-connector 6 on the side facing away from the first module segment 1 .
  • the solar cell strings of each module segment are electrically connected to the side cross connector of the module segment on the side facing away from the other module segment. For example, all the solar cell strings of the module segment 1 are connected to the first lateral cross-connector 5 on the left-hand side in FIG.
  • the solar cell module has a first, positive electrical connection pole 7, which is electrically conductively connected to the first side cross-connector 5 and via an electrically conductive connection on the right side in FIG. 2 to the second side cross-connector 6. Furthermore, the solar cell module has a second, negative connection pool 8, which is electrically conductively connected to the central cross-connector 4 via an electrically conductive connection arranged on the left-hand side in FIG.
  • the connection poles 7 and 8 are arranged on the upper side of the solar cell module in order to connect the solar cell module to the electrical network of the passenger vehicle.
  • the solar cell strings of the first module segment are arranged parallel to one another and the solar cell strings of the second module segment are arranged parallel to one another.
  • the first and the second module segment have the same number of solar strings.
  • the first and the second module segment have the same number of solar cells.
  • all solar cell strings have the same number of solar cells.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention, which is a modification of the first exemplary embodiment shown in FIG. To avoid repetition, only the essential differences from the first exemplary embodiment are discussed below:
  • the first module segment 1a and the second module segment 2a of the solar cell module each have five solar cell strings. All solar cell strings each have eight solar cells connected in series.
  • the solar cell strings of the second exemplary embodiment are arranged vertically in the vehicle roof as shown in FIG. 2, but horizontally in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • center cross-connector 4 of the second embodiment as well as the first side cross-connector 5 and the second side cross-connector 6, extend horizontally as shown in Figure 2.
  • a positive, first connection pole 7 and a negative, second connection pole 8 are arranged on the upper side according to FIG.
  • the first connection pole 7 is electrically conductively connected to the first side cross-connector 5 and the second side cross-connector 6; the second connection pole 8 is electrically conductively connected to the center cross-connector 4 .
  • the solar cell strings of each module are thus connected in parallel and the two module segments are also connected in parallel.
  • the third exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 3 represents a modification of the second exemplary embodiment. It differs from the second exemplary embodiment in that, in addition, on the underside as shown in FIG Connection pole 10 is arranged.
  • the first connection pole 7 is electrically conductively connected only to the first lateral cross-connector 5 .
  • the second side cross-connector 6 is electrically conductively connected to the third connection pole 9 .
  • connection pole 8 and the fourth connection pole 7 are both electrically conductively connected to the center cross-connector 4 .
  • This configuration offers the advantage that both halves of the module can be controlled by suitable power electronics in the maximum power point.
  • the further exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 4 represents a further development of the module shown in FIG can be controlled in maximum power point.
  • both module halves are controlled independently of one another via different maximum power point trackers (MPPT) and are therefore kept at the respective maximum power point.
  • MPPT maximum power point trackers

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Abstract

The invention relates to a solar cell module having at least a first and a second module segment, wherein each of the two module segments has at least two solar cell strings connected in parallel and each of the solar cell strings has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series. The invention is characterized in that the module segments are arranged on or in a curved, flat carrier element, in that the module segments are arranged next to one another, the solar cell strings of each module segment extending between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment, in that the solar cell strings of the first and the second module segment have the same polarity on the side facing the other module segment, and in that the module segments are connected to one another in parallel.

Description

Solarzellenmodul solar cell module
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Solarzellen sind empfindliche Halbleiterbauelemente. Um diese gegen Umwelt einflüsse langzeitbeständig zu schützen und handhabbare elektrische Aus gangsparameter zu erreichen, werden Solarzellen typischerweise elektrisch ver schaltet und in einem Modulaufbau eingekapselt. The invention relates to a solar cell module according to the preamble of claim 1. Solar cells are sensitive semiconductor components. In order to protect them against environmental influences over the long term and to achieve manageable electrical output parameters, solar cells are typically electrically connected and encapsulated in a module structure.
Bei typischen Solarmodulen sind die Solarzellen auf einem flächigen, ebenen Trägerelement angeordnet und in mehrere Modulsegmente unterteilt. Jedes Modulsegment weist typischerweise mehrere parallel verschaltete Solarzel lenstränge (Strings) auf. Jeder Solarzellenstrang weist eine Mehrzahl in Reihe verschalteter photovoltaischer Solarzellen auf. In typical solar modules, the solar cells are arranged on a flat, flat carrier element and divided into several module segments. Each module segment typically has several solar cell strands (strings) connected in parallel. Each solar cell string has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series.
Durch die weltweite Hochskalierung der Produktion von Solarzellen sind die Herstellkosten deutlich gesunken, sodass sich neue Anwendungsfälle auch für solche Flächen ergeben, die nicht optimal zur Sonne ausgerichtet sind und dem entsprechend einen geringeren spezifischen Ertrag aufweisen. Solche Flächen sind beispielsweise Hauben und Dächer von Fahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, ebenso auch Gebäudefassaden und Gebäudehüllen. Due to the global upscaling of the production of solar cells, the manufacturing costs have fallen significantly, so that new applications also arise for areas that are not optimally aligned to the sun and therefore have a lower specific yield. Such surfaces are, for example, hoods and roofs of vehicles, in particular of passenger cars, as well as building facades and building shells.
Es besteht daher ein Bedarf, Solarzellen in gekrümmte Flächen zu integrieren. There is therefore a need to integrate solar cells into curved surfaces.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellen modul zur Verfügung zu stellen, welches für die Anordnung der Solarzellen an oder in gekrümmten Flächen geeignet ist. The object of the present invention is therefore to provide a solar cell module which is suitable for arranging the solar cells on or in curved surfaces.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1. Vorteil hafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Die Erfindung ist in der Erkenntnis begründet, dass bei der typischen Verwen dung von Solarzellen bei Anwendungen mit gekrümmten Flächen besondere Anforderungen bestehen: This problem is solved by a solar cell module according to claim 1. Advantageous configurations can be found in the dependent claims. The invention is based on the knowledge that in the typical use of solar cells in applications with curved surfaces there are special requirements:
Grundsätzliches Ziel bei der Herstellung von Solarzellenmodulen ist eine Ver schaltung der Solarzellen und der Solarzellenstränge, die eine einfache Herstel lung ermöglicht sowie elektrisch sicher und effizient ist. Insbesondere soll das Entstehen sogenannter Hotspots bei Teilverschattung vermieden werden: Es ist bekannt, dass bei teilweiser Verschattung eines Solarzellenmoduls ein Risiko besteht, dass bei verschatteten Solarzellen aufgrund des Betriebs der (teil-) ver- schatteten Solarzelle im Rückwärtsbereich eine große Wärmeentwicklung auf- tritt, welche die Integrität des Moduls beeinträchtigen kann bis hin zu einer Zer störung des Moduls. Weiterhin sollen geringe ohmsche Verluste bei der Modul verschaltung auftreten und ebenso ist ein geringer Materialaufwand vorteilhaft. The basic goal in the production of solar cell modules is to connect the solar cells and the solar cell strings in a way that makes production simple and is electrically safe and efficient. In particular, the occurrence of so-called hotspots in the case of partial shading should be avoided: It is known that if a solar cell module is partially shaded, there is a risk that a large amount of heat will develop in the case of shaded solar cells due to the operation of the (partially) shaded solar cell in the rear area, which can impair the integrity of the module and even destroy the module. Furthermore, low ohmic losses should occur when the modules are connected, and a low cost of materials is also advantageous.
Bei Verwendung der Solarzellen in Anwendungsbereichen mit gekrümmten Oberflächen muss das Solarzellenmodul eine zweidimensionale oder dreidimen sionale Krümmung aufweisen. Hierdurch wird die Modulauslegung nochmals erheblich komplexer. Durch eine Krümmung haben unterschiedliche Solarzellen des Moduls unterschiedliche Orientierungen gegenüber dem einfallenden Son nenlicht. Da die Ladungsträgergeneration innerhalb der Solarzellen und somit die Umwandlung einfallender elektromagnetischer Strahlung in elektrische Ener gie direkt proportional zur Einstrahlungsintensität ist, entsteht bei einer Serien verschaltung von unterschiedlich zum einfallenden Sonnenlicht orientierten Solarzellen ein Unterschied in der Größe des erzeugten Stroms, ein sogenann ter Strommismatch. Hierbei limitiert die Solarzelle mit der geringsten Strompro duktion die Leistung des gesamten Strangs. Der gleiche Effekt tritt bei der Serienverschaltung von Strängen an unterschiedlichen Krümmungspositionen im Solarzellenmodul auf. When using the solar cells in curved surface applications, the solar cell module is required to have a two-dimensional or three-dimensional curvature. This makes the module design even more complex. Due to a curvature, different solar cells of the module have different orientations to the incident sunlight. Since the generation of charge carriers within the solar cells and thus the conversion of incident electromagnetic radiation into electrical energy is directly proportional to the irradiation intensity, when solar cells are connected in series and oriented differently to the incident sunlight, there is a difference in the magnitude of the current generated, a so-called current mismatch. Here, the solar cell with the lowest electricity production limits the performance of the entire string. The same effect occurs when strings are connected in series at different bending positions in the solar cell module.
Im Gegensatz zu dem erzeugten Strom einer Solarzelle ist die erzeugte Span nung einer Solarzelle deutlich geringer abhängig von der Einstrahlungsintensität und insbesondere der Orientierung zu dem einfallenden Sonnenlicht. Aus die sem Grund wirkt sich eine inhomogene Einstrahlung auf die Solarzellen bedingt durch eine Krümmung des Solarzellenmoduls deutlich weniger nachteilig auf die Spannung eines Strangs aus. Daher ist für die Ausbildung eines Solarzellenmoduls mit gekrümmter Fläche eine Parallelschaltung der Solarzellenstränge vorteilhaft. In contrast to the electricity generated by a solar cell, the voltage generated by a solar cell is significantly less dependent on the intensity of the radiation and, in particular, on the orientation to the incident sunlight. For this reason, inhomogeneous irradiation on the solar cells caused by a curvature of the solar cell module has a significantly less adverse effect on the voltage of a string. A parallel connection of the solar cell strings is therefore advantageous for the formation of a solar cell module with a curved surface.
Das erfindungsgemäße Solarzellenmodul weist zumindest ein erstes und ein zweites Modulsegment auf. Jedes der zwei Modulsegmente weist zumindest zwei parallel verschaltete Solarzellenstränge auf. Jeder der Solarzellenstränge weist eine Mehrzahl in Reihe verschalteter photovoltaischer Solarzellen auf. The solar cell module according to the invention has at least a first and a second module segment. Each of the two module segments has at least two solar cell strings connected in parallel. Each of the solar cell strings has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series.
Wesentlich ist, dass die Modulsegmente an oder in einem gekrümmten, flächi gen Trägerelement angeordnet sind, dass die Modulsegmente nebeneinander liegenden angeordnet sind, wobei sich die Solarzellenstränge jedes Modulseg ments zwischen der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite und der dem anderen Modulsegment abgewandten Seite erstrecken, dass die Solarzel lenstränge des ersten und des zweiten Modulsegments an der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite die gleiche Polarität aufweisen und dass die Modulsegmente parallel miteinander verschaltet sind. It is essential that the module segments are arranged on or in a curved, flat support element, that the module segments are arranged next to one another, with the solar cell strands of each module segment extending between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment, that the solar cell strings of the first and second module segments have the same polarity on the side facing the other module segment and that the module segments are connected in parallel to one another.
Das erfindungsgemäße Solarzellenmodul weist somit zumindest zwei Modulseg mente auf, bei welchen die zumindest zwei Solarzellenstränge jeweils parallel verschaltet sind. Weiterhin sind die Modulsegmente parallel miteinander ver schaltet. Hierdurch ergibt sich eine höhere Robustheit gegenüber Teilverschat tungen und inhomogener Einstrahlung. The solar cell module according to the invention thus has at least two module segments, in which the at least two solar cell strands are each connected in parallel. Furthermore, the module segments are connected in parallel with one another. This results in greater robustness against partial shading and inhomogeneous irradiation.
Jeder Solarzellenstrang des ersten Modulsegments und des zweiten Modulseg ments weist die gleiche Anzahl an Solarzellen auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass jeder Solarzellenstrang näherungsweise die gleiche Spannung erzeugt. Weiterhin kann bei geeigneter Dimensionierung der Stranglänge so auf eine Absicherung der Solarzellenstrings durch Bypassdioden verzichtet werden, was Komplexität den Herstellaufwand und die Anfälligkeit des Moduls reduziert und die Sicherheit erhöht. Eine geeignete Dimensionierung wird in einer vorteil haften Ausgestaltung durch Begrenzung der Stringlänge zur Vermeidung eines Hotspots erzielt, wie nachfolgend erläutert. Each solar cell string of the first module segment and the second module segment has the same number of solar cells. This results in the advantage that each solar cell string generates approximately the same voltage. Furthermore, with a suitable dimensioning of the strand length, it is possible to dispense with protecting the solar cell strings by means of bypass diodes, which reduces the complexity of the manufacturing effort and the susceptibility of the module and increases safety. In an advantageous embodiment, suitable dimensioning is achieved by limiting the string length to avoid a hotspot, as explained below.
Die Modulsegmente sind an oder in einem gekrümmten, flächigen Trägerele ment angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Solarzellen der Solarzellenstränge auf einem gekrümmten, flächigen Trägerelement angeordnet sind. Insbesondere kann das Trägerelement aus für Sonnenlicht nicht oder nur teilweise transparentem Material ausgebildet sein. Hierbei sind die Solarzellen bevorzugt auf dem Trägerelement angeordnet, wobei die zur Stromgeneration aktive Seite dem Trägerelement abgewandt ist. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, dass zumindest die zur Stromgeneration aktive Seite der Solarzellen, insbesondere die Solarzellen vollständig, in ein Trägermaterial eines Trägerele mentes, insbesondere ein optisch transparentes Trägermaterial, eingebettet sind. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Solarzellen auf einem optisch transparenten Trägerelement angeordnet sind, insbesondere derart, dass die zur Stromgeneration aktive Seite der Solarzellen dem Trägerelement zugewandt ist. The module segments are arranged on or in a curved, flat carrier element. It is within the scope of the invention that the solar cells Solar cell strings are arranged on a curved, flat support element. In particular, the carrier element can be made of material that is not or only partially transparent to sunlight. In this case, the solar cells are preferably arranged on the carrier element, with the side that is active for power generation facing away from the carrier element. It is also within the scope of the invention that at least the side of the solar cells that is active for generating electricity, in particular the solar cells completely, is embedded in a carrier material of a carrier element, in particular an optically transparent carrier material. It is also within the scope of the invention for the solar cells to be arranged on an optically transparent carrier element, in particular in such a way that the side of the solar cells that is active for generating electricity faces the carrier element.
Das Trägerelement kann eine oder mehrere Krümmungen aufweisen. Die Krüm mung kann insbesondere als einfache, zweidimensionale Krümmung, insbeson dere mit einem konstanten Krümmungsradius in einer Raumrichtung ausgebildet sein. Ebenso liegen mehrfache Krümmungen des Trägerelementes, insbeson dere die Kombination unterschiedlicher Krümmungsradien in unterschiedlichen Teilbereichen des Trägerelementes im Rahmen der Erfindung. The carrier element can have one or more curvatures. The curvature can in particular be designed as a simple, two-dimensional curvature, in particular with a constant radius of curvature in one spatial direction. Multiple curvatures of the support element, in particular the combination of different radii of curvature in different partial areas of the support element, also lie within the scope of the invention.
Die Modulsegmente sind nebeneinanderliegend angeordnet, sodass die Fläche des Solarzellenmoduls effizient ausgenutzt werden kann. Die Solarzellenstränge jedes Modulsegments erstrecken sich zwischen der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite und der dem anderen Modulsegment abgewandten Seite. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass sich die Solarzellenstränge jedes Modul segments in etwa senkrecht zu der gemeinsamen Seite der Modulsegmente, an welcher die Modulsegmente nebeneinanderliegend angeordnet sind, erstrecken. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass innerhalb eines Modulsegments der Strommismatch der Zellen erheblich reduziert wird. The module segments are arranged side by side so that the area of the solar cell module can be used efficiently. The solar cell strings of each module segment extend between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment. In particular, it is advantageous that the solar cell strings of each module segment extend approximately perpendicularly to the common side of the module segments, on which the module segments are arranged side by side. This results in the advantage that the current mismatch of the cells is significantly reduced within a module segment.
Wie zuvor erwähnt weist jeder der Solarzellenstränge eine Mehrzahl in Reihe verschalteter photovoltaischer Solarzellen auf. Die Solarzellenstränge weisen somit zwei Pole unterschiedlicher Polarität auf, einen positiven Pol und einen negativen Pol. Die Solarzellenstränge des ersten oder zweiten Modulsegments sind derart angeordnet, dass sie an der dem anderen Modulsegment zugewand ten Seite die gleiche Polarität aufweisen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass in unaufwendiger, kostengünstiger Weise zwischen den Modulsegmenten eine Verschaltung der Modulsegmente mittels einem Mittenquerverbinder erfolgen kann, um die Modulsegmente parallel miteinander zu verschalten. As previously mentioned, each of the solar cell strings has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series. The solar cell strands thus have two poles of different polarity, a positive pole and a negative pole. The solar cell strings of the first or second module segment are arranged in such a way that they have the same polarity on the side facing the other module segment. This has the advantage that the module segments can be interconnected between the module segments in an uncomplicated, cost-effective manner by means of a central cross-connector in order to interconnect the module segments in parallel.
Weiterhin kann durch die Begrenzung der Stringlänge sichergestellt werden, dass ein Hot-Spot vermieden wird. Hierzu wird bevorzugt die Anzahl der in Reihe verschalteten Solarzellen n dahingehend limitiert, dass der Betrag der Leerlaufspannung von (n- 1) in Serie verschalteten Solarzellen kleiner oder gleich des Betrags der Rückwärtsdurchbruchspannung einer einzelnen Solar zelle des gleichen Typs ist. Furthermore, by limiting the string length, it can be ensured that a hot spot is avoided. For this purpose, the number of solar cells n connected in series is preferably limited such that the magnitude of the no-load voltage of (n−1) solar cells connected in series is less than or equal to the magnitude of the reverse breakdown voltage of an individual solar cell of the same type.
Vorteilhafterweise sind daher alle Solarzellenstränge des ersten Modulsegments parallel geschaltet und alle Solarzellenstränge des zweiten Modulsegments parallel geschaltet. Bevorzugt weisen alle Modulsegmente des Solarzellen moduls ausschließlich parallel verschaltete Solarzellenstrings auf. All solar cell strings of the first module segment are therefore advantageously connected in parallel and all solar cell strings of the second module segment are connected in parallel. Preferably, all module segments of the solar cell module exclusively have solar cell strings connected in parallel.
Vorteilhafterweise ist zwischen den Modulsegmenten ein elektrisch leitender gemeinsamer Mittenquerverbinder für das erste und das zweite Modulsegment angeordnet. Alle Solarzellenstränge des ersten und des zweiten Modulsegments sind an der dem Mittenquerverbinder zugewandten Seite elektrisch leitend mit dem Mittenquerverbinder verbunden. Hierdurch wird in besonders konstruktiv einfacher und somit kostengünstiger und robuster Weise eine Verschaltung der Modulsegmente ausgebildet, um eine parallele Verschaltung der Modulseg mente zu ermöglichen. Vorteilhafterweise sind die An electrically conductive common central cross-connector for the first and the second module segment is advantageously arranged between the module segments. All of the solar cell strings of the first and second module segments are electrically conductively connected to the center cross-connector on the side facing the center cross-connector. As a result, an interconnection of the module segments is formed in a particularly structurally simple and therefore cost-effective and robust manner in order to enable parallel interconnection of the module segments. Advantageously, the
Solarzellenstrings des ersten Modulsegments daher mittels des Mittenquerver binders parallel geschaltet und die Solar cell strings of the first module segment are therefore connected in parallel by means of the middle cross-connector and the
Solarzellenstrings des zweiten Modulsegments mittels des Mittenquerverbinders parallel geschaltet. Solar cell strings of the second module segment connected in parallel using the center cross connector.
Der Mittenquerverbinder erstreckt sich bevorzugt senkrecht zu den Solarzel lenstrings der Modulsegmente. Durch diese Anordnung des Mittenquerverbin ders wird in konstruktiv einfacher Weise und kürzester Weise eine Parallelschal tung aller Solarzellenstränge jedes Modulsegments und eine Parallelschaltung der Modulsegmente zueinander ermöglicht zudem wird in einer konstruktiv ein- fachen Weise der Potentialabgriff am Ende des Solarmoduls ermöglicht. Vorteil hafterweise ist der Mittenquerverbinder daher zentriert zwischen den Modulseg menten angeordnet. The center cross connector preferably extends perpendicularly to the solar cell strings of the module segments. This arrangement of the central cross-connector allows all solar cell strings of each module segment to be connected in parallel and the module segments to be connected in parallel to one another in a structurally simple and extremely short manner. the potential tap at the end of the solar module is possible in a number of ways. Advantageously, the middle cross-connector is therefore arranged centered between the module segments.
Vorteilhafterweise sind die Solarzellen der Modulsegmente derart angeordnet, dass der Mittenquerverbinder die elektrische Masse (-), d.h. das zentrale Mas senpotential der Solarzellenstrings ausbildet. The solar cells of the module segments are advantageously arranged in such a way that the central cross-connector forms the electrical ground (-), i.e. the central ground potential of the solar cell strings.
Der Mittenquerverbinder stellt die geometrisch kürzeste und elektrische ein fachste Verbindung der Massepole aller Strings dar. The middle cross connector represents the geometrically shortest and electrically simplest connection of the ground poles of all strings.
Vorteilhafterweise weist das erste Modulsegment an der dem zweiten Modulseg ment abgewandten Seite einen elektrisch leitenden ersten Seitenquerverbinder und das zweite Modulsegment weist an der dem ersten Modulsegment abge wandten Seite einen elektrisch leitenden zweiten Seitenquerverbinder auf. Die Solarzellenstränge jedes Modulsegments an der dem anderen Modulsegment abgewandten Seite sind elektrisch leitend mit dem jeweiligen Seitenquerverbin der des Modulsegments verbunden. Hierdurch wird in konstruktiv einfacher Weise eine Parallelschaltung der Solarzellenstränge jedes Modulsegments ermöglicht. Die Parallelschaltung erfolgt bevorzugt mittels der Seitenquerverbin der und des Mittenquerverbinders, wie zuvor beschrieben. The first module segment advantageously has an electrically conductive first side cross-connector on the side facing away from the second module segment, and the second module segment has an electrically conductive second side cross-connector on the side facing away from the first module segment. The solar cell strings of each module segment on the side facing away from the other module segment are electrically conductively connected to the respective lateral cross-connector of the module segment. This allows the solar cell strings of each module segment to be connected in parallel in a structurally simple manner. The parallel connection is preferably carried out by means of the side cross-connector and the center cross-connector, as previously described.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass erster und zweiter Seitenquerverbinder und Mittenquerverbinder parallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine platzsparende und konstruktiv einfache Anordnung. In particular, it is advantageous that the first and second side cross-connectors and center cross-connectors are arranged parallel to one another. This results in a space-saving and structurally simple arrangement.
Bevorzugt ist das Trägerelement einheitlich konvex oder einheitlich konkav gekrümmt. Preferably, the carrier element is curved uniformly convexly or uniformly concavely.
Bevorzugt weist das Trägerelement einen oder mehrere Krümmungsradien im Bereich 1000 mm - 11000 mm auf. The carrier element preferably has one or more radii of curvature in the range of 1000 mm-11000 mm.
Der Mittenquerverbinder ist bevorzugt an einem Scheitelpunkt des Moduls ange ordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Modulsegmente bei typischem Strahlungseinfall, insbesondere bei einem Strahlungseinfall parallel zu einer Mittelsenkrechten des Moduls ähnliche Beleuchtungsbedingungen und damit ähnliche Ausgangsspannungen innerhalb der Segmente aufweisen. Bevorzugt weist das Trägerelement einen Bereich maximaler Erhebung auf. Der Mittenquerverbinder ist bevorzugt an dem Bereich maximaler Erhebung ange ordnet, bevorzugt erstreckt sich der Mittenquerverbinder über den Bereich der maximalen Erhebung, insbesondere weist das Trägerelement bevorzugt mehrere Bereiche mit komplexen Krümmungsradien auf zudem ist der Mittenquerverbin der bevorzugt im Bereich der geometrischen Mitte des Trägersubstrats angeord net, insbesondere bevorzugt erstreckt sich der Mittenquerverbinder an einer zentralen Spiegelachse des Substrats. The center cross-connector is preferably located at an apex of the module. This results in the advantage that the module segments have similar lighting conditions and thus similar output voltages within the segments given typical incidence of radiation, in particular given incidence of radiation parallel to a perpendicular bisector of the module. The carrier element preferably has an area of maximum elevation. The center cross-connector is preferably arranged in the area of the maximum elevation, the center cross-connector preferably extends over the area of the maximum elevation, in particular the carrier element preferably has several areas with complex radii of curvature. In addition, the center cross-connector is preferably arranged in the area of the geometric center of the carrier substrate The center cross-connector particularly preferably extends on a central mirror axis of the substrate.
Wie zuvor beschrieben, ist das erfindungsgemäße Solarzellenmodul insbeson dere geeignet, um auf Bypassdioden zu verzichten. Vorteilhafterweise weisen das erste und das zweite Modulsegment, bevorzugt alle Modulsegmente des Solarzellenmoduls daher keine elektrischen Bypasselemente, insbesondere keine Bypassdioden auf. Bevorzugt weist das Solarzellenmodul daher keine Bypassdioden auf. As described above, the solar cell module according to the invention is particularly suitable for doing without bypass diodes. The first and second module segments, preferably all module segments, of the solar cell module therefore advantageously have no electrical bypass elements, in particular no bypass diodes. The solar cell module therefore preferably has no bypass diodes.
Weiterhin ermöglicht das Layout des erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls die Reduzierung von elektrischen Leistungsregelungselemente, insbesondere Span nungswandler. Elektrische Spannungswandler sind häufig als DCDC-Wandler ausgebildet. Vorbekannte Layouts erfordern mehrere Spannungswandler in einem Solarzellenmodul. Bei dem erfindungsgemäßen Solarzellenmodul weisen bevorzugt das erste und das zweite Modulsegment, insbesondere bevorzugt alle Modulsegmente keine elektrischen Leistungsregelungselemente, insbesondere keine Spannungswandler auf. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung und die Herstellungskosten werden verringert. Bevorzugt weist das Solarzellenmodul genau ein Leistungsregelungselement, insbesondere genau einen Spannungs wandler auf. Furthermore, the layout of the solar cell module according to the invention enables the reduction of electrical power control elements, in particular voltage converters. Electrical voltage converters are often designed as DCDC converters. Prior layouts require multiple voltage converters in a solar cell module. In the solar cell module according to the invention, the first and the second module segment, in particular preferably all module segments, have no electrical power control elements, in particular no voltage converters. This simplifies manufacture and reduces manufacturing costs. The solar cell module preferably has precisely one power control element, in particular precisely one voltage converter.
Bevorzugt erfolgt daher die Parallelschaltung des ersten und des zweiten Modulsegments ohne Zwischenschaltung von elektrischen Leistungsregelungs elementen, insbesondere ohne Zwischenschaltung von Spannungswandlern. The parallel connection of the first and second module segments is therefore preferably carried out without the interposition of electrical power control elements, in particular without the interposition of voltage converters.
Typische Solarzellenmodule weisen einen positiven und einen negativen Anschlusspol auf, um das Solarzellenmodul mit externen Stromkreisen und/oder weiteren Solarzellenmodulen zu verbinden. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Solarzellenmodul einen ersten elektrischen Anschlusspol auf, welcher mit dem ersten Querverbinder und mit dem zweiten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist und das Solarzel lenmodul weist einen zweiten elektrischen Anschlusspol auf, welcher mit dem Mittenquerverbinder elektrisch leitend verbunden ist. Hierdurch ist eine Ver schaltung der parallel verschalteten Modulsegmente mit einem externen Strom kreis möglich, insbesondere weiteren Modulsegmenten oder Leistungsrege lungselementen. Typical solar cell modules have a positive and a negative connection pole in order to connect the solar cell module to external circuits and/or other solar cell modules. In an advantageous development, the solar cell module has a first electrical connection pole, which is electrically conductively connected to the first cross-connector and to the second cross-connector, and the solar cell module has a second electrical connection pole, which is electrically conductively connected to the center cross-connector. This makes it possible to connect the module segments connected in parallel to an external circuit, in particular to other module segments or power control elements.
In einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung weist das Solarzellenmodul einen ersten elektrischen Anschlusspol auf, welche an der Seite des ersten Querverbinders angeordnet ist und mit dem ersten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist, das Solarzellenmodul weist einen zweiten elektrischen Anschlusspol auf, welche an der Seite des zweiten Querverbinders angeordnet und mit dem zweiten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist, das Solar zellenmodul weist einen dritten elektrischen Anschlusspol auf, welche an der Seite des ersten Querverbinders angeordnet und mit dem Mittenquerverbinder elektrisch leitend verbunden ist und das Solarzellenmodul weist einen vierten elektrischen Anschlusspol auf, welche an der Seite des zweiten Querverbinders angeordnet und mit den Mittenquerverbinder elektrisch leitend verbunden ist. In an alternative advantageous development, the solar cell module has a first electrical connection pole, which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the first cross-connector, the solar cell module has a second electrical connection pole, which is arranged on the side of the second cross-connector and is electrically conductively connected to the second cross-connector, the solar cell module has a third electrical connection pole, which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the middle cross-connector, and the solar cell module has a fourth electrical connection pole, which is on the side of the second cross-connector and is electrically conductively connected to the central cross-connector.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zwei elektrisch voneinander getrennte Submodule mit unterschiedlichen Kontaktpunkten realisiert und von unterschied lichen Maximum Power Point Tracker (MPPT) unabhängig voneinander gesteu ert werden können. This results in the advantage that two submodules that are electrically separate from one another can be implemented with different contact points and can be controlled independently of one another by different Maximum Power Point Trackers (MPPT).
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Solarzellen n in jedem Solarzellenstrang derart gewählt, dass die Leerlaufspannung von n-1 in Reihe verschalteten Solar zellen kleiner oder gleich der Rückwärtsdurchbruchspannung einer einzigen Solarzelle des gleichen Typs ist. Hierdurch wird in einfacher Weise erzielt, dass bei Teilverschattung eines Solarzellenstrangs im MPP oder im Kurzschluss des Moduls (bei anliegender MPP Spannung) die verschatteten Solarzellen des Solarzellenstrangs nicht im Rückwärtsdurchbruch betrieben werden, d. h. nur ein minimaler Strom („Sperrstrom“) in Rückwärtsrichtung durch die teilverschat- teten Solarzellen und damit den betroffenen String fließt und somit nur eine geringfügige Wärmeentwicklung entsteht und kritische Hotspots vermieden wer den. Advantageously, the number of solar cells n in each solar cell string is selected such that the no-load voltage of n−1 solar cells connected in series is less than or equal to the reverse breakdown voltage of a single solar cell of the same type. In this way, it is achieved in a simple manner that in the event of partial shading of a solar cell string in the MPP or in the short circuit of the module (when MPP voltage is present), the shaded solar cells of the solar cell string are not operated in reverse breakdown, i.e. only a minimal current ("blocking current") in the reverse direction through the partially shaded solar cells and thus the affected string flows and thus only one slight heat development occurs and critical hotspots are avoided.
Der Arbeitspunkt maximaler Leistung, auch MPP (Maximum Power Point) bezeichnet, gibt die Kombination aus Strom und Spannung des Solarzel lenstrangs unter Normbedingungen wieder, an welcher elektrische Energie mit maximaler Leistung erhalten wird. Die Normtestbedingungen richten sich nach der jeweiligen Anwendung. Für übliche terrestrische Anwendungen im Freien sind die Normtestbedingungen E: 1000 W/m2, Spektrum: AM 1.5g und T: 25°C Modultemperatur [siehe IEC 60904] maßgeblich. The operating point of maximum power, also referred to as MPP (Maximum Power Point), reflects the combination of current and voltage of the solar cell string under standard conditions at which electrical energy is obtained with maximum power. The standard test conditions depend on the respective application. The standard test conditions E: 1000 W/m 2 , spectrum: AM 1.5g and T: 25°C module temperature [see IEC 60904] are decisive for normal terrestrial outdoor applications.
Um einen möglichst geringen Mismatch zu erzielen ist es vorteilhaft, dass alle Stränge des ersten Modulsegments parallel verschaltet sind und alle Stränge des zweiten Modulsegments parallel verschaltet sind. In order to achieve as little mismatch as possible, it is advantageous for all strands of the first module segment to be connected in parallel and all strands for the second module segment to be connected in parallel.
Vorteilhafterweise sind die Solarzellenstränge des ersten Modulsegments paral lel zueinander angeordnet und die Solarzellenstränge des zweiten Modulseg ments sind parallel zueinander angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines kompakten Aufbaus und dass effektiv alle Stränge beider Segmente paral lel zueinander verschaltet sind. The solar cell strings of the first module segment are advantageously arranged parallel to one another and the solar cell strings of the second module segment are arranged parallel to one another. This results in the advantage of a compact design and that effectively all strands of both segments are connected in parallel to one another.
Vorteilhafterweise weist das Solarzellenmodul zwei oder mehr Modulsegmente auf. Hierdurch ergibt sich ein konstruktiv einfacher und robuster Aufbau durch die mittige Platzierung eines Pols. Eine besonders vorteilhaft einfache Ausge staltung ergibt sich, indem das Solarzellenmodul genau zwei Modulsegmente aufweist. The solar cell module advantageously has two or more module segments. This results in a structurally simple and robust structure due to the central placement of a pole. A particularly advantageous simple design results from the solar cell module having exactly two module segments.
Das erste und das zweite Modulsegment weisen vorteilhafterweise die gleiche Anzahl an Solarzellensträngen auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das erste und das zweite Solarzellenmodul näherungsweise die gleiche Stromstärke erzeugen. The first and the second module segment advantageously have the same number of solar cell strings. This results in the advantage that the first and the second solar cell module generate approximately the same current intensity.
Die Stranglängen der Solarzellenstränge des ersten und zweiten Modulseg ments sind gleich, jedoch können sich hinsichtlich Anzahl an parallel geschalte ter Strings und damit der Anzahl von Solarzellen unterscheiden. Vorteilhafterweise weist das erste und das zweite Modulsegment die gleiche Anzahl an Solarzellen auf. The string lengths of the solar cell strings of the first and second module segment are the same, but the number of strings connected in parallel and thus the number of solar cells can differ. The first and the second module segment advantageously have the same number of solar cells.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solar zellenmoduls. Further advantageous features and configurations are explained below using exemplary embodiments and the figures. In this case, FIGS. 1 to 4 each show an exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention.
Die Figuren zeigen schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellungen. Glei che Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Ele mente. The figures show schematic representations that are not true to scale. Equal reference symbols in the figures indicate the same or equivalent elements.
Die Solarzellen sind in den Figuren 1 bis 4 jeweils als Rechtecke dargestellt, wobei mittels eines Pfeils jeweils die Durchlassrichtung der Solarzelle gekenn zeichnet ist. The solar cells are shown in FIGS. 1 to 4 as rectangles, with the forward direction of the solar cell being marked by an arrow.
Das in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls weist ein erstes Modulsegment 1 und ein zweites Modulseg ment 2 auf. Die den Modulsegmenten 1 und 2 zugeordneten Solarzellen sind jeweils durch gestrichelte, geschweifte Klammern gekennzeichnet. Jedes der beiden Modulsegmente 1 und 2 weist somit zehn Solarzellenstränge auf, wobei jeder Solarzellenstrang fünf Solarzellen aufweist. Die Solarzellen jedes Solar zellenstrangs sind in Reihe verschaltet. Die Solarzellenstränge jedes Modulseg ments sind parallel verschaltet. The first exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 1 has a first module segment 1 and a second module segment 2 . The solar cells assigned to module segments 1 and 2 are each identified by dashed curly brackets. Each of the two module segments 1 and 2 thus has ten strands of solar cells, with each strand of solar cells having five solar cells. The solar cells of each solar cell string are connected in series. The solar cell strings of each module segment are connected in parallel.
Die Modulsegmente 1 und 2 sind an einem gekrümmten, flächigen Trägerele ment 3 angeordnet. Das Trägerelement 3 ist vorliegend als gewölbtes Glasdach eines Personenkraftwagens ausgebildet. Das Trägerelement 3 weist gemäß der Darstellung in Figur 1 eine homogene Krümmung auf, welche in der Darstellung gemäß Figur 1 waagrecht einen konstanten Krümmungsradius von 1000 mm aufweist und senkrecht einen konstanten Krümmungsradius von 1500 mm. In alternativen Ausgestaltungen des Ausführungsbeispiels ist das Trägerelement 3 als transparentes Element der Fassade eines Gebäudes ausgebildet und weist lediglich waagrecht gemäß der Zeichenebene in Figur 1 einen Krümmungsradius auf, senkrecht jedoch keine Krümmung. Wie in Figur 1 ersichtlich, sind die Modulsegmente 1 und 2 nebeneinanderlie gend angeordnet, wobei sich die Solarzellenstränge jedes Modulsegments 1 und 2 zwischen der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite unter dem anderen Modulsegment abgewandten Seite erstrecken. In der Darstellung gemäß Figur 1 bedeutet dies, dass sich alle Solarzellenstränge waagrecht erstrecken. The module segments 1 and 2 are arranged on a curved, flat element 3 Trägerele. In the present case, the carrier element 3 is designed as a curved glass roof of a passenger car. According to the illustration in FIG. 1, the carrier element 3 has a homogeneous curvature which, in the illustration according to FIG. 1, has a constant radius of curvature of 1000 mm horizontally and vertically a constant radius of curvature of 1500 mm. In alternative configurations of the exemplary embodiment, the carrier element 3 is designed as a transparent element of the facade of a building and has a radius of curvature only horizontally according to the plane of the drawing in FIG. 1, but no curvature vertically. As can be seen in FIG. 1, the module segments 1 and 2 are arranged side by side, with the solar cell strings of each module segment 1 and 2 extending between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment. In the illustration according to FIG. 1, this means that all of the solar cell strings extend horizontally.
Die Solarzellenstränge des ersten und des zweiten Modulsegment 1 und 2 weisen an der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite die gleiche Pola rität auf. Zwischen den Modulsegmenten 1 und 2 ist ein elektrisch leitender gemeinsamer Mittenquerverbinder vier angeordnet und elektrisch leitend ver bunden. Alle Solarzellenstränge des ersten und des zweiten Modulsegments an der dem Mittenquerverbinder vier zugewandten Seite sind elektrisch leitend mit dem Mittenquerverbinder verbunden. The solar cell strings of the first and the second module segment 1 and 2 have the same polarity on the side facing the other module segment. Between the module segments 1 and 2, an electrically conductive common center cross-connector four is arranged and electrically conductively connected. All of the solar cell strings of the first and second module segments on the side facing the center cross-connector are electrically conductively connected to the center cross-connector.
Das erste Modulsegment 1 weist an der dem zweiten Modulsegment 2 abge wandten Seite einen elektrisch leitenden ersten Seitenquerverbinder 5 und das zweite Modulsegment 2 an der dem ersten Modulsegment 1 abgewandten Seite einen elektrisch leitenden zweiten Seitenquerverbinder 6 auf. Die Solarzel lenstränge jedes Modulsegments sind an der dem anderen Modulsegment abge wandten Seite elektrisch leitend mit dem Seitenquerverbinder des Modulseg ments verbunden. So sind beispielsweise alle Solarzellenstränge des Modulseg ments 1 an der in Figur 1 linken Seite mit dem ersten Seitenquerverbinder 5 ver bunden. The first module segment 1 has an electrically conductive first side cross-connector 5 on the side facing away from the second module segment 2 and the second module segment 2 has an electrically conductive second side cross-connector 6 on the side facing away from the first module segment 1 . The solar cell strings of each module segment are electrically connected to the side cross connector of the module segment on the side facing away from the other module segment. For example, all the solar cell strings of the module segment 1 are connected to the first lateral cross-connector 5 on the left-hand side in FIG.
Das Solarzellenmodul weist einen ersten, positiven elektrischen Anschlusspol 7 auf, welcher mit dem ersten Seitenquerverbinder 5 und über eine seitlich lie gende, in Figur 2 rechts angeordnete elektrisch leitende Verbindung mit dem zweiten Seitenquerverbinder 6 elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin weist das Solarzellenmodul einen zweiten, negativen Anschlusspool 8 auf, welcher über eine in Figur 2 an der linken Seite angeordnete elektrisch leitende Verbin dung mit dem Mittenquerverbinder 4 elektrisch leitend verbunden ist. Die Anschlusspole 7 und 8 sind in der in Figur 1 gezeigten Darstellung an der Ober seite des Solarzellenmoduls angeordnet, um das Solarzellenmodul mit dem elektrischen Netz des Personenkraftwagens zu verbinden. Wie in Figur 1 ersichtlich, sind die Solarzellenstränge des ersten Modulseg ments parallel zueinander angeordnet und die Solarzellenstränge des zweiten Modulsegments sind parallel zueinander angeordnet. Das erste und das zweite Modulsegment weisen die gleiche Anzahl an Solarsträngen auf. Weiterhin weist das erste und das zweite Modulsegment die gleiche Anzahl an Solarzellen auf. Ebenso weisen alle Solarzellenstränge die gleiche Anzahl an Solarzellen auf. The solar cell module has a first, positive electrical connection pole 7, which is electrically conductively connected to the first side cross-connector 5 and via an electrically conductive connection on the right side in FIG. 2 to the second side cross-connector 6. Furthermore, the solar cell module has a second, negative connection pool 8, which is electrically conductively connected to the central cross-connector 4 via an electrically conductive connection arranged on the left-hand side in FIG. In the illustration shown in FIG. 1, the connection poles 7 and 8 are arranged on the upper side of the solar cell module in order to connect the solar cell module to the electrical network of the passenger vehicle. As can be seen in FIG. 1, the solar cell strings of the first module segment are arranged parallel to one another and the solar cell strings of the second module segment are arranged parallel to one another. The first and the second module segment have the same number of solar strings. Furthermore, the first and the second module segment have the same number of solar cells. Likewise, all solar cell strings have the same number of solar cells.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solar zellenmoduls gezeigt, welches eine Abwandlung des in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend lediglich auf die wesentlichen Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen: FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention, which is a modification of the first exemplary embodiment shown in FIG. To avoid repetition, only the essential differences from the first exemplary embodiment are discussed below:
Das erste Modulsegment 1 a und das zweite Modulsegment 2a des Solarzellen moduls weisen jeweils fünf Solarzellenstränge auf. Alle Solarzellenstränge wei sen jeweils acht in Reihe geschaltete Solarzellen auf. The first module segment 1a and the second module segment 2a of the solar cell module each have five solar cell strings. All solar cell strings each have eight solar cells connected in series.
Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Solarzellenstränge des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Darstellung in Figur 2 senkrecht im Fahrzeugdach angeordnet, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung in Figur 1 hingegen waagrecht. In contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the solar cell strings of the second exemplary embodiment are arranged vertically in the vehicle roof as shown in FIG. 2, but horizontally in the exemplary embodiment shown in FIG.
Entsprechend erstreckt sich der Mittenquerverbinder 4 des zweiten Ausfüh rungsbeispiels sowie der erste Seitenquerverbinder 5 und der zweite Seiten querverbinder 6 waagrecht gemäß der Darstellung in Figur 2. Correspondingly, the center cross-connector 4 of the second embodiment, as well as the first side cross-connector 5 and the second side cross-connector 6, extend horizontally as shown in Figure 2.
Wie auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungs beispiel an der Oberseite gemäß Figur 2 ein positiver, erster Anschlusspol 7 und ein negativer, zweiter Anschlusspol 8 angeordnet. Der erste Anschlusspol 7 ist elektrisch leitend mit dem ersten Seitenquerverbinder 5 und den zweiten Seiten querverbinder 6 verbunden; der zweite Anschlusspol 8 ist elektrisch leitend mit dem Mittenquerverbinder 4 verbunden. Die Solarzellenstränge jedes Moduls sind somit parallel verschaltet und ebenso sind die beiden Modulsegmente parallel verschaltet. Das in Figur 3 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls stellt eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels dar. Es unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel wesentlich darin, dass zusätzlich an der Unterseite gemäß der Darstellung in Figur 3 ein positiver, dritter Anschlusspol 9 und ein negativer, vierter Anschlusspol 10 angeordnet ist. As in the first exemplary embodiment, in the second exemplary embodiment, a positive, first connection pole 7 and a negative, second connection pole 8 are arranged on the upper side according to FIG. The first connection pole 7 is electrically conductively connected to the first side cross-connector 5 and the second side cross-connector 6; the second connection pole 8 is electrically conductively connected to the center cross-connector 4 . The solar cell strings of each module are thus connected in parallel and the two module segments are also connected in parallel. The third exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 3 represents a modification of the second exemplary embodiment. It differs from the second exemplary embodiment in that, in addition, on the underside as shown in FIG Connection pole 10 is arranged.
Der erste Anschlusspol 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich mit dem ersten Seitenquerverbinder 5 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Seiten querverbinder 6 ist elektrisch leitend mit dem dritten Anschlusspol 9 verbunden. In this exemplary embodiment, the first connection pole 7 is electrically conductively connected only to the first lateral cross-connector 5 . The second side cross-connector 6 is electrically conductively connected to the third connection pole 9 .
Der zweite Anschlusspol 8 und der vierte Anschlusspol 7 sind beide elektrisch leitend mit den Mittenquerverbinder 4 verbunden. The second connection pole 8 and the fourth connection pole 7 are both electrically conductively connected to the center cross-connector 4 .
Diese Konfiguration bietet den Vorteil, dass beide Modulhälften durch geeignete Leistungselektronik im Maximum Power Point gesteuert werden können. This configuration offers the advantage that both halves of the module can be controlled by suitable power electronics in the maximum power point.
Das in Figur 4 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä- ßen Solarzellenmoduls stellt eine Weiterbildung des in Figur 3 gezeigt Moduls dar. Wesentlicher Unterschied ist, dass das Modul zwei positive Anschlusspole 7, 9 und nur einen negativen Anschlusspol 8 aufweist, sodass beide Modulhälf ten wiederum separat im Maximum Power Point gesteuert werden können. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Ausführungsbeispiels welches in Figur 4 dargestellt ist, werden beide Modulhälften über unterschiedliche Maximum Power Point Tracker (MPPT) unabhängig voneinander gesteuert und somit im jeweiligen Maximum Power Point gehalten. The further exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 4 represents a further development of the module shown in FIG can be controlled in maximum power point. In an advantageous further development of the exemplary embodiment which is illustrated in FIG. 4, both module halves are controlled independently of one another via different maximum power point trackers (MPPT) and are therefore kept at the respective maximum power point.
Bezugszeichenliste Reference List
1 , 1 a, 1 b erstes Modulsegment 2, 2a, 2b zweites Modulsegment 1, 1a, 1b first module segment 2, 2a, 2b second module segment
3 T rägerelement 3 carrier element
4 Mittenquerverbinder 5 erster Seitenquerverbinder4 center cross connector 5 first side cross connector
6 zweiter Seitenquerverbinder6 second side cross connector
7 erster Anschlusspol 7 first connection pole
8 zweiter Anschlusspol 9 dritter Anschlusspol 10 vierter Anschlusspol 8 second connection pole 9 third connection pole 10 fourth connection pole

Claims

Ansprüche Expectations
1. Solarzellenmodul, mit zumindest einem ersten und einem zweiten Modulsegment (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b), wobei jedes der zwei Modulsegmente (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) zumindest zwei parallel verschaltete Solarzellenstränge und jeder der Solarzel lenstränge eine Mehrzahl in Reihe verschalteter photovoltaischer Solarzellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulsegmente (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) an oder in einem gekrümmten, flächigen Trägerelement (3) angeordnet sind, dass die Modulsegmente (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) nebeneinander liegend angeordnet sind, wobei sich die Solarzellenstränge jedes Modulseg ments (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) zwischen der dem anderen Modulsegment zugewandten Seite und der dem anderen Modulsegment abgewandten Seite erstrecken, dass die Solarzellenstränge des ersten und des zweiten Modulseg ments (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) an der dem anderen Modulsegment zuge wandten Seite die gleiche Polarität aufweisen, dass jeder Solarzellenstrang des ersten Modulsegments (1,1a, 1b) und des zweiten Modulsegments (2, 2a, 2b) die gleiche Anzahl an Solarzel len aufweist und dass die Modulsegmente (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) parallel miteinander ver schaltet sind. 1. Solar cell module, with at least a first and a second module segment (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b), each of the two module segments (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) having at least two solar cell strings connected in parallel and each of the solar cell strands has a plurality of photovoltaic solar cells connected in series, characterized in that the module segments (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) are arranged on or in a curved, flat support element (3), that the module segments ( 1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) are arranged side by side, with the solar cell strings of each module segment (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) between the side facing the other module segment and the side facing away from the other module segment Extend side, that the solar cell strings of the first and second module segment (1.1a, 1b, 2, 2a, 2b) have the same polarity on the side facing the other module segment, that each solar cell string of the first module segment (1.1a, 1b) and the second iten module segment (2, 2a, 2b) has the same number of solar cells and that the module segments (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) are connected to one another in parallel.
2. Solarzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Modulsegmenten (1,1a, 1b, 2, 2a, 2b) ein elektrisch leitender gemeinsamer Mittenquerverbinder (4) für das erste und das zweite Modulsegment angeordnet ist und alle Solarzellenstränge des ersten und des zweiten Modulsegments an der dem Mittenquerverbin- der (4) zugewandten Seite elektrisch leitend mit dem Mittenquerver binder (4) verbunden sind, insbesondere, dass sich der Mittenquerver binder (4) senkrecht zu den Solarzellenstrings der Modulsegmente (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b) erstreckt. 2. Solar cell module according to Claim 1, characterized in that between the module segments (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) there is an electrically conductive common central cross-connector (4) for the first and second module segment and all solar cell strings of the first and of the second module segment at the middle cross-connection the (4) side facing are electrically conductively connected to the center cross connector (4), in particular that the center cross connector (4) extends perpendicularly to the solar cell strings of the module segments (1, 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b). .
3. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modulsegment (1 , 1 a, 1 b) an der dem zweiten Modul segment (1 , 1 a, 1 b) abgewandten Seite einen elektrisch leitenden ers ten Seitenquerverbinder und das zweite Modulsegment (2, 2a, 2b) an der dem erstem Modulsegment (1 , 1 a, 1 b) abgewandten Seite einen elektrisch leitenden zweiten Seitenquerverbinder aufweist, wobei die Solarzellenstränge jedes Modulsegments (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b) an der dem anderen Modulsegment abgewandten Seite elektrisch leitend mit dem Seitenquerverbinder des Modulsegments verbunden sind, insbesondere, dass erster und zweiter Seitenquerverbinder (6) und Mittenquerverbin der (4) parallel zueinander angeordnet sind. 3. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first module segment (1, 1a, 1b) on the side facing away from the second module segment (1, 1a, 1b) has an electrically conductive first side cross-connector and the second module segment (2, 2a, 2b) has an electrically conductive second lateral cross-connector on the side facing away from the first module segment (1, 1a, 1b), the solar cell strands of each module segment (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) are electrically conductively connected to the side cross connector of the module segment on the side facing away from the other module segment, in particular that the first and second side cross connector (6) and middle cross connector (4) are arranged parallel to one another.
4. Solarzellenmodul nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarzellenmodul einen ersten elektrischen Anschlusspol (7) aufweist, welcher mit dem ersten Querverbinder und mit dem zweiten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist und das Solarzellenmo dul einen zweiten elektrischen Anschlusspol (8) aufweist, welcher mit dem Mittenquerverbinder (4) elektrisch leitend verbunden ist. 4. Solar cell module according to claims 2 and 3, characterized in that the solar cell module has a first electrical connection pole (7) which is electrically conductively connected to the first cross-connector and to the second cross-connector and the solar cell module has a second electrical connection pole (8) has, which is electrically conductively connected to the center cross connector (4).
5. Solarzellenmodul nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarzellenmodul einen ersten elektrischen Anschlusspol (7) aufweist, welcher an der Seite des ersten Querverbinders angeordnet und mit dem ersten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist, das Solarzellenmodul einen zweiten elektrischen Anschlusspol (8) auf weist, welcher an der Seite des zweiten Querverbinders angeordnet und mit dem zweiten Querverbinder elektrisch leitend verbunden ist, das Solarzellenmodul einen dritten elektrischen Anschlusspol (9) auf weist, welcher an der Seite des ersten Querverbinders angeordnet und mit dem Mittenquerverbinder (4) elektrisch leitend verbunden ist und das Solarzellenmodul einen vierten elektrischen Anschlusspol (10) aufweist, welcher an der Seite des zweiten Querverbinders angeord net und mit dem Mittenquerverbinder (4) elektrisch leitend verbunden ist. 5. Solar cell module according to claims 2 and 3, characterized in that the solar cell module has a first electrical connection pole (7) which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the first cross-connector, the solar cell module has a second electrical connection pole ( 8) which is arranged on the side of the second cross-connector and is electrically conductively connected to the second cross-connector, the solar cell module has a third electrical connection pole (9) which is arranged on the side of the first cross-connector and is electrically conductively connected to the middle cross-connector (4) and the solar cell module has a fourth electrical connection pole (10) which is on the side of the second cross-connector angeord net and is electrically conductively connected to the center cross connector (4).
6. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Solarzellen in jedem Solarzellenstrang derart gewählt ist, dass die Gesamtspannung des Solarzellenstrangs am Arbeitspunkt maximaler Leistung des Solarzellenstrangs kleiner oder gleich der niedrigsten Durchbruchspannung der Solarzellen des Solar zellenstrangs ist. 6. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the number of solar cells in each solar cell string is selected such that the total voltage of the solar cell string at the operating point of maximum power of the solar cell string is less than or equal to the lowest breakdown voltage of the solar cells of the solar cell string.
7. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Stränge des ersten Modulsegments (1 , 1 a, 1 b) parallel ver schaltet sind und alle Stränge des zweiten Modulsegments (2, 2a, 2b) parallel verschaltet sind. 7. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that all strands of the first module segment (1, 1a, 1b) are connected in parallel and all strands of the second module segment (2, 2a, 2b) are connected in parallel.
8. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenstränge des ersten Modulsegmentes (1 , 1 a, 1 b) parallel zueinander angeordnet sind und die Solarzellenstränge des zweiten Modulsegmentes (2, 2a, 2b) parallel zueinander angeordnet sind. 8. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell strings of the first module segment (1, 1a, 1b) are arranged parallel to one another and the solar cell strings of the second module segment (2, 2a, 2b) are arranged parallel to one another.
9. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarzellenmodul genau zwei Modulsegmente (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b) aufweist. 9. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell module has exactly two module segments (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b).
10. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Modulsegment (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b) die gleiche Anzahl an Solarzellensträngen aufweisen. 10. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that that the first and the second module segment (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) have the same number of solar cell strings.
11 . Solarzellen odul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Modulsegment (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b) die gleiche Anzahl an Solarzellen aufweisen. 11 . Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second module segment (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) have the same number of solar cells.
12. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Modulsegment (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b), bevorzugt alle Modulsegmente des Solarzellenmoduls keine elektri schen Bypasselemente, insbesondere keine Bypassdioden aufweisen, bevorzugt, dass das Solarzellenmodul keine elektrischen Bypassele mente, insbesondere keine Bypassdioden aufweist. 12. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second module segment (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b), preferably all module segments of the solar cell module have no electrical bypass elements, in particular no bypass diodes, preferred that the solar cell module has no electrical bypass elements, in particular no bypass diodes.
13. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Modulsegment (1 , 1 a, 1 b, 2, 2a, 2b), ins besondere bevorzugt alle Modulsegmente keine elektrischen Leis tungsregelungselemente, insbesondere keine Spannungswandler auf weisen, insbesondere, dass das Solarzellenmodul genau ein Leistungsregelungselement, insbesondere genau einen Spannungswandler aufweist. 13. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second module segment (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b), in particular preferably all module segments, do not have any electrical power control elements, in particular no voltage converters , In particular that the solar cell module has exactly one power control element, in particular exactly one voltage converter.
14. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Solarzellenstränge des ersten Modulsegments (1 , 1 a, 1 b) parallel geschaltet und alle Solarzellenstränge des zweiten Modulseg ments (2, 2a, 2b) parallel geschaltet sind. 14. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that all solar cell strings of the first module segment (1, 1a, 1b) are connected in parallel and all solar cell strings of the second module segment (2, 2a, 2b) are connected in parallel.
15. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Solarzellenstränge die gleiche Anzahl an Solarzellen auf weisen. 15. Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that all solar cell strings have the same number of solar cells.
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