WO2024013151A1 - Photovoltaic module and connection unit for a photovoltaic module - Google Patents

Photovoltaic module and connection unit for a photovoltaic module Download PDF

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WO2024013151A1
WO2024013151A1 PCT/EP2023/069152 EP2023069152W WO2024013151A1 WO 2024013151 A1 WO2024013151 A1 WO 2024013151A1 EP 2023069152 W EP2023069152 W EP 2023069152W WO 2024013151 A1 WO2024013151 A1 WO 2024013151A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connection unit
module
connection
housing
unit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069152
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Bönsch
Torsten Wünsche
Torsten Jung
Torsten Diekmann
Original Assignee
Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weidmüller Interface GmbH & Co. KG filed Critical Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
Publication of WO2024013151A1 publication Critical patent/WO2024013151A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/34Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes

Definitions

  • the invention relates to a connection unit for a photovoltaic module that has at least one cell arrangement that can be contacted externally on at least two connection contacts, the connection unit comprising a housing that has at least one opening for the connection contacts to pass through.
  • the invention further relates to a photovoltaic module, on the back of which such a connection unit is mounted.
  • PV modules photovoltaic modules
  • PV modules usually have a plurality of photovoltaic cells (PV cells) which, connected in series and/or parallel, form at least one cell arrangement which is supplied from externally can be contacted via connection cable.
  • PV modules often have several such cell arrangements that are connected in series within the PV module. In this case, each of the cell arrangements is usually led out of the module with its end connections in order to connect a so-called “bypass diode” in parallel to each cell arrangement.
  • the bypass diodes conduct current past shaded or defective cell arrangements. Without the bypass diodes, shading or a defect in one of the cell arrangements of the module would reduce the current flow through the entire module, even if the other cell arrangements of the module or other modules connected in series with the module are not damaged or defective.
  • connection contacts of the existing cell arrangements (usually of three cell arrangements) can be contacted adjacent to one another on a rear side of the PV module in a common connection area.
  • a PV module with such a connection arrangement is described in an exemplary embodiment, for example, in US 2016/0141435 A1.
  • the publication describes a PV module in which contact surfaces of different cell arrangements are not positioned in a common connection area on the back of the PV module, but in several different positions.
  • Such a design of a PV module is particularly suitable if the PV module has two parallel-connected row arrangements (so-called strings) of PV cells on two connection contacts. Two strings connected in parallel can be geometrically well integrated into a rectangular PV module, in that the common connection contacts are positioned along a center line that runs centrally with respect to a longitudinal direction of the PV module and thus parallel to the shorter transverse sides of the PV module.
  • connection box which accommodates a bypass diode is arranged in each connection area. At least two of the boxes function as connection units as described above, in that a connection cable for the external connection of the PV module leads to each of these boxes and is connected to one of the cell arrangements within the box.
  • connection contacts are positioned adjacent to one another and a common connection unit is used, the use of several separate boxes for each cell arrangement leads to increased effort when installing and, if necessary, sealing the boxes or connection units.
  • PV systems can provide certain functions, e.g. a safety shutdown or a conversion from direct current to alternating current at the module level.
  • additional functional units can be arranged on the back of the PV module.
  • connection unit for a photovoltaic module in which a housing has an elongated basic shape, so that connection contacts of a PV module are arranged in different, spaced-apart connection areas are covered together.
  • Such a connection unit achieves an advantageously simple assembly process of the connection unit on the back of the PV module, since only this one connection unit has to be mounted and sealed against the PV module. This simplifies and speeds up the production of the PV module.
  • connection unit extends in one direction over a larger part of the extent of the PV module, this approach leads to Final unit also stiffens and thus stabilizes the PV module.
  • Such a stiffening can be advantageous depending on the properties of the PV module and depending on its geometry and type of installation, but under certain circumstances it can also have a negative impact on the load capacity of the PV module because its flexibility is reduced.
  • connection unit for a PV module and a PV module with such a connection unit, in which there is little assembly effort even for modules in which the contacts of different cell arrangements are not adjacent to one another from the PV -Module are brought out without the connection unit having a negative influence on the mechanical properties of the PV module.
  • connection unit or a PV module with such a connection unit with the features of the respective independent claim.
  • Advantageous designs and further developments are the subject of the dependent claims.
  • connection unit is characterized in that its housing consists, at least in sections, of a flexible material.
  • connection unit can be designed in any dimensions without negatively affecting the mechanical properties, in particular the flexibility of the PV module. Excessive local stiffening of the PV module, which could lead to greater torsion in other parts of the module, is prevented.
  • the flexible components dampen bending vibrations of the PV module, which means that gusts of wind, for example, are better absorbed. This property is determined by the Shore hardness of the material of the flexible section. The shore hardness can be used to influence how wind gusts and how they can absorb gusts.
  • the housing preferably has an elongated shape, with the at least one flexible section being annular. In this way, the housing is particularly well able to adapt to deflection of the PV module.
  • connection unit has at least one contact element via which at least one of the connection contacts of the Photovoltaic module is connected to a connection cable and / or a bypass diode.
  • the contact element can advantageously have a self-establishing contact, for example a so-called “snap-in” or “push-in” contact.
  • the contact element can be constructed in such a way that it mechanically protects a more sensitive component such as the bypass diode.
  • the entire housing of the connection unit can consist of a flexible material.
  • the housing has both rigid and flexible sections. If necessary, rigid and flexible sections can alternate.
  • the rigid housing sections offer good protection for components arranged in the connection unit, for example for the contact element that contacts connection contacts of the PV module within the connection unit, or for bypass diodes that are arranged within the connection unit.
  • the contact element is used in a flexible section or if the entire housing is made of flexible material, the use of a contact element is advantageous, which in turn protects more sensitive components, e.g. the bypass diode, from mechanical force. This can be done, for example, by a contour of the contact element protruding over the more sensitive component in one or more spatial directions.
  • connection unit comprises an additional module.
  • an additional module in the case of an elongated connection unit that covers several contact areas of a PV module, such an additional module can be arranged in an intermediate area between the contact areas, which is an additional, helpful for the operation of the PV module or in connection with its maintenance and / or commissioning provides additional functionality.
  • the structural distance between the contact areas of the connection unit, which is already present due to the type of cell arrangements, is thereby used sensibly to provide the additional functionality.
  • the additional module can, for example, have at least one sensor that detects, for example, temperature, humidity, acceleration, position, voltage and/or current.
  • the captured sensor data can be used to log and/or monitor storage, transport, assembly, commissioning and/or operation of the PV module.
  • the additional module has at least one energy storage device, For example, to enable logging even if the PV module does not provide any or insufficient electrical power.
  • the additional module has at least one communication unit, e.g. in order to be able to pass on warning or alarm messages and/or the measured values recorded by the sensors. If necessary, control signals can also be received, e.g. to switch the PV module off from voltage or current.
  • the additional module can have a semiconductor switch.
  • the at least one communication unit can be suitable for wireless communication and/or for communication via DC connection lines of the PV module.
  • the at least one communication unit can be an RFID (Radio Frequency Identification) tag.
  • Information such as a serial number can be stored, which can then be easily read by a corresponding reader during production, storage, transport, assembly and/or commissioning as well as for service purposes, so that the life cycle of the PV module can be easily logged.
  • the housing of the connection unit can be designed in two parts and have an upper housing part and a lower housing part, with the openings for passing through the connection contacts of the PV module being formed in the lower housing part.
  • the lower housing part is first mounted on the back of the PV module and the connection contacts of the PV module are connected to a contact element, which is held, for example, in a corresponding receptacle in the lower housing part.
  • a connection cable can then be connected to the contact element and the upper housing part can be mounted. If there is a self-establishing contact on the contact element, e.g. a so-called “snap-in” or “push-in” contact for the connecting cable, provision can also be made to first mount the upper part of the housing and then insert the connecting cable through an opening from the outside.
  • the housing can also be designed in one piece and like a hood.
  • the open bottom of this hood-like housing then represents the at least one opening through which the connection contacts of the PV module lead.
  • a separate contact carrier is first mounted, in particular glued, to the back of the PV module, which connects the contact carries a tact element.
  • the hood-like housing is then placed over the contact carrier with the contact element and glued to the back of the PV module.
  • This configuration is particularly material-saving and can be installed easily.
  • a “snap-in” or “push-in” contact is particularly advantageous for connecting the connection cable to the contact element.
  • a circumferential support surface is preferably formed around the at least one opening, with which the connection unit can be mounted, in particular glued, to the back of the photovoltaic module.
  • a photovoltaic module according to the invention has at least one such connection unit arranged on its rear side. This results in the advantages described in connection with the connection unit.
  • the PV module has a rectangular base area and has at least two cell arrangements that can be contacted externally at connection contacts, which are arranged in groups of two connection contacts assigned to the cell arrangements along a line on the back of the photovoltaic module.
  • the line along which the connection contacts are arranged runs parallel to one of the side edges of the photovoltaic module.
  • the housing of the junction box has a length that is greater than 50% and preferably greater than 66% of the length of the side edge.
  • 1 shows a spatial view of a connection unit for a PV module in a first exemplary embodiment
  • 2 shows a spatial view of a connection unit for a PV module in a second exemplary embodiment
  • connection unit according to FIG. 2 in a view of its underside
  • connection unit 4 shows a third exemplary embodiment of a connection unit for a PV module in a spatial representation with a view of its underside
  • Figure 1 shows a first exemplary embodiment of a connection unit for a PV module in an isometric oblique view.
  • the connection unit has a housing 1, which in the example shown is designed in two parts and has an upper housing part 10, hereinafter also referred to as cover 10, and a lower housing part 20, hereinafter also referred to as base 20.
  • connection unit with the base 20 is placed on the back of the PV module and mounted there, in particular glued on. It then covers one or more connection areas of the PV module, i.e. those areas in which connection contacts are led out of the PV module.
  • the housing 1 has different sections, two external rigid sections 2 and a centrally arranged flexible section 3.
  • the rigid sections 2 can, for example, be made of a rigid plastic, e.g. B. PPG (polyphenylene oxide) or PPE (polyphenylene ether) raw materials.
  • the flexible section 3, is made of a preferably elastically deformable material, for example an elastomer such as silicone.
  • the two housing parts, the cover 10 and the base 20, are preferably designed in one piece. This can be done in a common manufacturing step, for example by co-extrusion of the differently elastic Materials for the sections 2, 3. Alternatively, the sections 2, 3 can also be manufactured separately and then joined together to form the cover 10 or the base 20, for example glued or welded.
  • the cover 10 has an end section 11 made of a rigid material, on which a cable bushing 12 is arranged or formed.
  • the bottom 20 also has a rigid end section 21.
  • both the cover 10 and the base 20 in the rigid section 2 are formed by corresponding rigid materials.
  • the flexible section 3 lying between the rigid sections 2 correspondingly has a flexible cover section 13, as well as a flexible base section 23.
  • the flexible section 3 is therefore made of a flexible material in the form of a ring.
  • connection unit 1 can therefore follow a deflection and/or twisting of the underlying PV module through the flexible section 3.
  • connection contacts e.g. connection lugs
  • connection lugs of the PV module are arranged, which protrude into the interior of the housing 1 through an opening that is not visible here.
  • connection contacts e.g. connection lugs
  • a pair of connecting lugs of a respective plate arrangement protrudes into each of the two rigid sections 2.
  • connection lugs can be connected within the rigid section via contact elements to connection cables of the PV module, which are then led out through the cable bushings 12. Furthermore, one or more bypass diodes can be arranged in the rigid sections 2, which are connected in parallel to a cell arrangement of the PV module that is contacted via the connection contacts.
  • a contact element suitable for connecting the connection lugs to the connection cables is described in connection with Figures 5-7.
  • FIG. 1 shows a second exemplary embodiment of a connection unit in a view comparable to Figure 1.
  • FIG. 2 represents a further development of the exemplary embodiment of FIG. 1, in which five rigid sections 2 alternate with four flexible sections 3.
  • the housing 1 here is in two parts and comprises an elongated upper housing part 10 and an equally elongated lower housing part 20.
  • the outer two rigid sections 2 are designed as in the first exemplary embodiment, i.e. they have a rigid cover end section 11 and a correspondingly rigid base end section 21.
  • the flexible sections 3 adjoining the center are also designed as in the first exemplary embodiment, in that they have a flexible cover section 13 and a flexible base section 23.
  • the three further rigid sections 2 arranged there are designed as intermediate sections, which are composed of a rigid cover intermediate section 14 and a likewise rigid base intermediate section 24.
  • the lid intermediate sections 14 are connected to one another by flexible lid sections 13 and the base intermediate sections 24 are connected to one another by flexible base sections 23, with a flexible lid section 13 and a flexible base section 23 each forming a flexible section 3 of the housing 1.
  • Contact elements for contacting connection contacts of the PV module can also be arranged in the intermediate sections, which may also carry a bypass diode. For frequently used PV modules with three cell arrangements, for example, one contact element can be arranged in each end section and another in the middle intermediate section.
  • the use of three intermediate sections in the exemplary embodiment of FIG. 2 is purely exemplary. Due to a flexible number and/or length of the intermediate sections 14, the housing 1 can be produced in different lengths, with the same basic elements or the same basic construction being able to be used. Additional modules can be arranged in intermediate sections that do not serve to accommodate contact elements and/or bypass diodes, which provide additional functionality that is helpful for the operation of the PV module or in connection with its maintenance and/or commissioning. It is also possible to arrange additional modules, particularly those of a smaller design, in the flexible sections.
  • an additional module can include sensors for recording operational or environmental information.
  • Operating information can be temperatures, voltages and/or currents.
  • Environmental information may include, for example, temperatures, humidity levels, accelerations and/or a geographical position.
  • an energy storage device in the additional module, which allows at least limited functionality of the sensors mentioned even if the PV module does not provide solar energy.
  • Sensors that monitor environmental information such as a temperature sensor, can be used to shut down the PV module when operating conditions occur that are outside of a possible and possibly preset range.
  • semiconductor switches for example an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a Mosfet (Metal Oxide Field Effect Transistor), can be arranged in the additional module, via which the PV module is switched off.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • Mosfet Metal Oxide Field Effect Transistor
  • a semiconductor switch to interrupt the current or to disconnect the voltage from the PV module can also be used to additionally react to other events if necessary.
  • a receiving module can be arranged in an additional module, which disconnects or releases the PV module when a corresponding signal is received.
  • a controlling switch-off or release signal can be received wirelessly or alternatively or additionally it can be provided to receive a high-frequency signal transmitted via the connecting cable and modulated onto the DC voltage of the PV module, which is correspondingly decoded in a unit of the additional module and the switching signal for switching off or enabling the PV module for the semiconductor switch.
  • Sensors arranged in an additional module can also be used to record environmental parameters before the PV module is put into operation, which are preferably stored in a non-volatile memory, for example a solid state memory.
  • a power supply from an energy storage unit of the additional module is particularly advantageous since, depending on the storage and packaging conditions of the PV module, a supply from the PV module itself is not guaranteed before it is put into operation.
  • Environmental parameters of interest in this context can be a temperature, a humidity value and/or an acceleration experienced, which enable conclusions to be drawn about appropriate or incorrect storage and transport. In particular, discrepancies between the expected performance of the PV module and the performance actually delivered during operation can be attributed to possibly improper handling during storage or transport or even assembly.
  • Sensors of an additional module can also be used to measure the current and/or voltage of the PV module or its subunits, the cell arrangements. In this way, a performance measurement can be carried out during operation, which enables conclusions to be drawn about correct installation, a defect in the PV module, existing shading and/or contamination.
  • bypass diodes or the contact elements can also be checked.
  • An additional module can also be equipped with a transmitting device that enables warning or alarm messages and/or the measured values recorded by the sensors to be passed on.
  • a wireless connection is just as suitable as data transmission modulated onto the DC lines of the PV module (powerline data transmission).
  • An additional module can also be provided with an evaluation unit for the measured sensor data, which allows the sensor results to be evaluated locally in the PV module. In this way, impending defects or aging-related problems in components can be predicted and service can be requested before a defect actually occurs (predictive maintenance). Learning evaluation techniques, for example from the area of AI (artificial intelligence), can be used.
  • an additional module can include means for near-field communication. These can be arranged in the additional module, for example, in the form of an RFID tag. Information such as a serial number can be stored, which can then be easily read by a corresponding reader during production, storage, transport, assembly and/or commissioning as well as for service purposes, so that the life cycle of the PV module can be easily logged.
  • An additional module that has both the internally stored and readable serial number as well as a switch-off option in the form of a semiconductor switch for the PV module can be used as part of a digitally supported commissioning. It can be provided that modules are only activated by an external control device if they are assembled and operated in a planned network. In this way, effective theft protection is achieved for individual modules. It can be provided that external elements, for example so-called PV common connection boxes, are also integrated into the monitored system. The connecting cables of individual or series-connected PV modules come together in PV common connection boxes. During operation, the PV modules are activated if and only if the network is coupled in combination with the intended upstream external component, for example the mentioned PV common connection box or a planned upstream inverter.
  • connection unit according to Figure 2 is shown in a further oblique view with a view of the underside of the housing 1.
  • the base 20 has a running support surface 25 with which it rests on the back of the PV module.
  • the housing 1 With this support surface 25, the housing 1 is glued to the back of the PV module.
  • the longitudinal extent of the housing 1 leads to a relatively large support surface 25, which accordingly offers a large adhesive surface. This ensures that the connection between the housing 1 and the back of the PV module has a high load capacity. This can, for example, prevent tensile forces on a connection cable from unintentionally detaching the connection unit from the back of the PV module.
  • the bond also serves as a seal between the floor 20 and the PV module.
  • 3 shows a running adhesive bead 26, which is used for assembly and sealing. Instead of the adhesive bead 26, a running double-sided adhesive tape can also be used.
  • the lid 10 is sealed from the base 20, for example by an inserted O-ring seal. This creates a cavity in the housing 1 that is hermetically sealed in such a way that it is not necessary, for example, to cast this cavity in order to achieve a high insulation protection class.
  • contact points can be subsequently checked or contact elements or defective bypass diodes can be replaced by opening the cover 10.
  • Connection cables, which are guided from the contact elements through the cable bushings 22, can also be subsequently replaced if necessary.
  • the area of the base 20 enclosed by the support surface 25 has openings 27. Through these openings 27, for example, contact elements of the PV module can be guided into the interior of the housing 1, where they can then be contacted.
  • the openings 27 can be designed in such a way that they serve to mechanically fasten the contact elements.
  • fastening elements can be formed in the area of the openings 27 in the lower housing part 20.
  • the contact elements can, for example, have contact tulips or the like, which contact the connection contacts when the connection unit is placed on the back of the PV module. Inside the housing 1, the contact elements are then connected to cables, which are led to the outside through the cable bushings 12 as connecting cables of the PV module. Connecting the connection cables to the contacts Elements can be fixed, for example using a spot welding process.
  • a detachable contacting of the connecting cables on the contact elements can also be provided, for example by the contact elements having a so-called “snap-in” or “push-in” contact, i.e. a contact with a pre-stressed clamping mechanism, which is activated by inserting the connecting cable is triggered or is closed by inserting the connecting cable, whereby the connecting cable is electrically contacted.
  • a so-called “snap-in” or “push-in” contact i.e. a contact with a pre-stressed clamping mechanism, which is activated by inserting the connecting cable is triggered or is closed by inserting the connecting cable, whereby the connecting cable is electrically contacted.
  • Figure 4 shows a further exemplary embodiment of a connection unit, again in an isometric oblique view with a view of the underside of the connection unit.
  • a one-piece housing 1 is provided, which only has a lid-like upper housing part 10 that is open on one side, which is placed with a support surface 15 on the back of the PV module and thus covers connection areas of the PV module in the manner of a hood. Fastening to the PV module and sealing are in turn preferably carried out by gluing, for example using an adhesive bead 16.
  • This housing 1 also has rigid and flexible sections, the rigid sections being formed by rigid end sections 11 and rigid intermediate sections 14, between which the flexible sections 13 are located.
  • the housing part 10 is preferably formed in one piece, for example by the said sections being formed together in a co-extrusion process or by the said sections being connected to one another in one piece by a cohesive connection.
  • FIG. 4 there are a plurality of large-area openings 17 through which the connection contacts of the PV module are led into the interior of the housing.
  • webs 18 are formed between the rigid and flexible sections, which divide the interior of the housing 1 into a plurality of compartments 4.
  • these compartments can also contain e.g. B.
  • Additional modules can be arranged. As described in connection with FIG. 2, additional modules can, for example, have sensors with which a temperature, a humidity, an acceleration, a position, a voltage and/or a current is detected.
  • the additional modules can also include energy storage and/or communication units.
  • the additions can Set modules can be set up as enable modules, which block and/or enable a PV voltage and/or a PV current of the PV module depending on a communication signal.
  • the subdivision by the webs 18 can be advantageous with regard to fire protection. It can be provided that the webs have 18 openings in order to accommodate cables or the like. to be able to carry out. A cross section of this bushing can be chosen to be as small as possible so that the cable or similar can be passed through. is just possible, but fire protection regulations are still adhered to.
  • FIG. 5-7 An example of a contact element 30 is shown in Figures 5-7, which can be used in an application-appropriate connection unit for connecting connection contacts of the PV module with a connection cable within the housing 1.
  • FIG. 5 shows the contact element 30 initially in an oblique view.
  • the contact element 30 is based on a punched/bent grid 31.
  • the punching/bending grid 31 has a substantially U-shaped basic shape with a base 32 and side cheeks 33.
  • contact surfaces 34 are formed next to an opening.
  • the base 32 is aligned parallel to the surface of the back side of the PV module and connection contacts, i.e., are inserted through the opening between the contact surfaces 34.
  • d. R. designed as connecting lugs of the PV module through the punched / bent grid 31, bent outwards and connected to the contact surfaces 34 in an electrically conductive manner. This can be done, for example, by a spot welding process. Alternatively, detachable contacts are also possible, for example by soldering.
  • a bypass diode 35 is inserted into the contact element 30 and, on the one hand, has a pole with one of the contact surfaces and, on the other hand, with the other pole with the base 32 and thus the other of the contact surfaces 34 tied together.
  • the punched/bent grid 31 goes into a connection area
  • a connecting cable can be connected to the opposite end of the contact element 30, which leads to a further contact element 30 of the connection unit. If internal contacting is provided in the PV module between the cell arrangements, the second connection can also remain unused.
  • connection options for a connection cable can also be provided, for example a connection in a spot welding or soldering process.
  • Retaining webs 39 are formed in the connection area 37, via which the contact
  • the contact 38 can be held in corresponding grooves within the housing 1.
  • the holding webs 39 can prevent or minimize a relative movement of the connecting cable between the contact 38 and the cable bushing 12 (see Fig. 1-4), which would otherwise result, for example, from thermal expansion of the PV module.
  • the area of the contact 38 is, on the one hand, resiliently connected to the remaining punched/bending grid 31 via a correspondingly designed connecting web and, on the other hand, is not glued to the back of the PV module, so that it is subject to thermally induced movement of the remaining punched/bending grid. Bending grid 31 does not follow.
  • Figures 6 and 7 show the contact element 30 of Figure 5 placed on a contact element carrier 40 from two different viewing directions.
  • the contact element 30 is inserted into a corresponding receptacle in the lower housing part 20.
  • the contact element 30 can be used, for example, in the connection units shown in FIGS. 1-3.
  • such a contact element carrier 40 is used, with the help of which the contact element 30 is first fastened to the back of the PV module.
  • the contact element 30 is connected to the contact element carrier 40 by riveting 41.
  • the rivets 41 are z. after the contact element 30 has been placed. B. pressed, especially if the contact element carrier 40 is made of a plastic material.
  • the contact element carrier 40 is then glued to the PV module using double-sided adhesive tape or other adhesive.
  • connection contacts e.g. connection lugs
  • the connection contacts, e.g. connection lugs, of the PV module are connected to the contact surfaces 34 as described above.
  • the hood-like upper housing part 10 according to FIG. 4 is placed over contact elements 30 and contact element carrier 40 using the adhesive bead 16 and mounted on the back of the PV module 1.
  • the connection cable can then be inserted through the cable gland 12 into the “snap-in” contact 38.
  • the connection cable can be threaded through the cable bushing 12 beforehand and the housing 1 can be glued to the PV module with the connection cable already threaded through.
  • the housing 1 has both rigid sections 2 and flexible sections 3.
  • a flexible material for example from a silicone.
  • This is particularly suitable for designs with a one-piece housing, for example designs comparable to that shown in Figure 4.
  • both cases i.e. both in a case in which the housing is a combination of rigid and flexible sections and in the case in which the housing is made entirely of a flexible material, there is the advantage that an elongated designed housing that extends over a large part of the width or length of a PV module, the mechanical properties of which are not or only insignificantly changed.

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Abstract

The invention relates to a connection unit for a photovoltaic module which has at least one cell assembly that can be externally contacted at at least two connection contacts, the connection unit comprising a housing (1) which has at least one opening (17, 27) for feeding the connection contacts through. The connection unit is characterized in that the housing (1) has at least one portion (3) which is made of a flexible material. The invention also relates to a photovoltaic module, on the rear side of which a connection unit of the type in question is mounted, in particular adhesively attached.

Description

Photovoltaikmodul und Anschlusseinheit für ein Photovoltaikmodul Photovoltaic module and connection unit for a photovoltaic module
Die Erfindung betrifft eine Anschlusseinheit für ein Photovoltaikmodul, das mindestens eine Zellanordnung aufweist, die extern an mindestens zwei Anschlusskontakten kontaktierbar ist, wobei die Anschlusseinheit ein Gehäuse umfasst, das mindestens eine Öffnung zur Durchführung der Anschlusskontakte aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Photovoltaikmodul, an dessen Rückseite eine derartige Anschlusseinheit montiert ist. The invention relates to a connection unit for a photovoltaic module that has at least one cell arrangement that can be contacted externally on at least two connection contacts, the connection unit comprising a housing that has at least one opening for the connection contacts to pass through. The invention further relates to a photovoltaic module, on the back of which such a connection unit is mounted.
Photovoltaikmodule, nachfolgend auch als PV-Module abgekürzt, z.B. zur Montage auf einem Hausdach oder in Freilandanlagen, weisen in der Regel eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen (PV-Zellen) auf, die seriell und/oder parallel verschaltet mindestens eine Zellanordnung bilden, die von extern über Anschlusskabel kontaktierbar sind. Häufig weisen PV-Module mehrere solcher Zellanordnungen auf, die innerhalb des PV-Moduls serienverschaltet sind. In dem Fall ist üblicherweise jede der Zellanordnungen mit ihren Endanschlüssen aus dem Modul herausgeführt, um parallel zu jeder Zellanordnung jeweils eine sogenannte „Bypass-Diode“ zu schalten. Die Bypass-Dioden leiten Strom an verschatteten oder defekten Zellanordnungen vorbei. Ohne die Bypass-Dioden würde eine Verschattung oder ein Defekt einer der Zellanordnungen des Moduls den Stromfluss durch das gesamte Modul verringern, auch wenn die anderen Zellanordnungen des Moduls oder auch andere, mit dem Modul in Reihe geschaltete weitere Module, nicht verschaffet oder defekt sind. Photovoltaic modules, hereinafter also abbreviated as PV modules, e.g. for mounting on a house roof or in open-air systems, usually have a plurality of photovoltaic cells (PV cells) which, connected in series and/or parallel, form at least one cell arrangement which is supplied from externally can be contacted via connection cable. PV modules often have several such cell arrangements that are connected in series within the PV module. In this case, each of the cell arrangements is usually led out of the module with its end connections in order to connect a so-called “bypass diode” in parallel to each cell arrangement. The bypass diodes conduct current past shaded or defective cell arrangements. Without the bypass diodes, shading or a defect in one of the cell arrangements of the module would reduce the current flow through the entire module, even if the other cell arrangements of the module or other modules connected in series with the module are not damaged or defective.
Aus dem Stand der Technik sind PV-Module bekannt, bei denen Anschlusskontakte der vorhandenen Zellanordnungen (üblicherweise von drei Zellanordnungen) benachbart zueinander an einer Rückseite des PV-Moduls in einem gemeinsamen Anschlussbereich kontaktierbar sind. PV modules are known from the prior art, in which connection contacts of the existing cell arrangements (usually of three cell arrangements) can be contacted adjacent to one another on a rear side of the PV module in a common connection area.
Ein PV-Modul mit einer derartigen Anschlussanordnung ist beispielsweise in der Druckschrift US 2016/0141435 A1 in einem Ausführungsbeispiel beschrieben. In einem weiteren Ausführungsbeispiel beschreibt die Druckschrift ein PV- Modul, bei dem Kontaktflächen verschiedener Zellanordnungen nicht in einem gemeinsamen Anschlussbereich an der Rückseite des PV-Moduls positioniert sind, sondern an mehreren unterschiedlichen Positionen. Eine solche Auslegung eines PV-Moduls bietet sich insbesondere an, wenn das PV-Modul an jeweils zwei Anschlusskontakten zwei parallel geschaltete Reihenanordnungen (sogenannte Strings) von PV-Zellen aufweist. Zwei jeweils parallel geschaltete Strings lassen sich geometrisch gut in ein rechteckiges PV-Modul integrieren, indem die gemeinsamen Anschlusskontakte entlang einer Mittellinie positioniert sind, die mittig im Hinblick auf eine Längserstreckungsrichtung des PV-Moduls und damit parallel zu den kürzeren Querseiten des PV-Moduls verläuft. Wenn das PV-Modul beispielsweise drei unabhängig voneinander kontaktierbare Zellanordnungen aufweist, sind entlang dieser Mittellinie dreimal zwei zueinander benachbarte Kontakte angeordnet. Ein Kontaktsatz mit zwei Anschlusskontakten ist dabei in etwa mittig entlang der Mittellinie positioniert und die anderen beiden Kontaktsätze jeweils auf der einen bzw. anderen Seite näher zur Längsseite des PV-Moduls. In dem Fall ist gemäß der genannten Druckschrift in jedem Anschlussbereich ein Anschlusskasten angeordnet, der eine Bypass- Diode aufnimmt. Zumindest zwei der Kästen fungieren wie zuvor beschrieben als Anschlusseinheiten, indem jeweils ein Anschlusskabel zum externen Anschluss des PV-Moduls zu jeder dieser Dosen führt und innerhalb der Dose mit einer der Zellanordnungen verbunden ist. A PV module with such a connection arrangement is described in an exemplary embodiment, for example, in US 2016/0141435 A1. In a further exemplary embodiment, the publication describes a PV module in which contact surfaces of different cell arrangements are not positioned in a common connection area on the back of the PV module, but in several different positions. Such a design of a PV module is particularly suitable if the PV module has two parallel-connected row arrangements (so-called strings) of PV cells on two connection contacts. Two strings connected in parallel can be geometrically well integrated into a rectangular PV module, in that the common connection contacts are positioned along a center line that runs centrally with respect to a longitudinal direction of the PV module and thus parallel to the shorter transverse sides of the PV module. For example, if the PV module has three cell arrangements that can be contacted independently of one another, two adjacent contacts are arranged three times along this center line. One set of contacts with two connection contacts is positioned approximately in the middle along the center line and the other two sets of contacts are positioned on one side or the other closer to the long side of the PV module. In this case, according to the publication mentioned, a connection box which accommodates a bypass diode is arranged in each connection area. At least two of the boxes function as connection units as described above, in that a connection cable for the external connection of the PV module leads to each of these boxes and is connected to one of the cell arrangements within the box.
Gegenüber einem PV-Modul, bei dem alle Anschlusskontakte benachbart zueinander positioniert sind und eine gemeinsame Anschlusseinheit verwendet wird, führt der Einsatz von mehreren separaten Dosen für jede Zellanordnung zu einem erhöhten Aufwand beim Anmontieren und gegebenenfalls Abdichten der Dosen bzw. Anschlusseinheiten. Compared to a PV module in which all connection contacts are positioned adjacent to one another and a common connection unit is used, the use of several separate boxes for each cell arrangement leads to increased effort when installing and, if necessary, sealing the boxes or connection units.
Zudem kann bei PV-Anlagen vorgesehen sein, bestimmte Funktionen, z.B. eine Sicherheitsabschaltung oder eine Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom auf Modulebene vorzusehen. In dem Fall können zusätzliche Funktionseinheiten an der Rückseite des PV-Moduls angeordnet sein. In addition, PV systems can provide certain functions, e.g. a safety shutdown or a conversion from direct current to alternating current at the module level. In this case, additional functional units can be arranged on the back of the PV module.
Aus der vorangemeldeten, aber nachveröffentlichten Anmeldung DE 10 2022 107 526.5 der vorliegenden Anmelderin ist eine Anschlusseinheit für ein Photo- voltaikmodul bekannt, bei der ein Gehäuse eine langgestreckte Grundform aufweist, so dass Anschlusskontakte eines PV-Moduls, die in verschiedenen, voneinander beabstandeten Anschlussbereichen angeordnet sind, gemeinsam abdeckt werden. Durch eine derartige Anschlusseinheit wird ein vorteilhaft einfacher Montagevorgang der Anschlusseinheit auf der Rückseite des PV-Moduls erreicht, da nur diese eine Anschlusseinheit montiert und gegenüber dem PV- Modul abgedichtet werden muss. Die Herstellung des PV-Moduls vereinfacht und beschleunigt sich dadurch. From the pre-registered but subsequently published application DE 10 2022 107 526.5 by the present applicant, a connection unit for a photovoltaic module is known, in which a housing has an elongated basic shape, so that connection contacts of a PV module are arranged in different, spaced-apart connection areas are covered together. Such a connection unit achieves an advantageously simple assembly process of the connection unit on the back of the PV module, since only this one connection unit has to be mounted and sealed against the PV module. This simplifies and speeds up the production of the PV module.
Da aufgrund ihrer Bauform sich die Anschlusseinheit in eine Richtung über einen größeren Teil der Ausdehnung des PV-Moduls erstreckt, führt diese An- Schlusseinheit auch zu einer Versteifung und damit Stabilisierung des PV- Moduls. Eine derartige Versteifung kann je nach Eigenschaften des PV-Moduls und abhängig von seiner Geometrie und Montageart vorteilhaft sein, kann unter Umständen aber auch die Belastbarkeit des PV-Moduls negativ beeinflussen, da seine Nachgiebigkeit verringert wird. Since, due to its design, the connection unit extends in one direction over a larger part of the extent of the PV module, this approach leads to Final unit also stiffens and thus stabilizes the PV module. Such a stiffening can be advantageous depending on the properties of the PV module and depending on its geometry and type of installation, but under certain circumstances it can also have a negative impact on the load capacity of the PV module because its flexibility is reduced.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlusseinheit für ein PV-Modul und ein PV-Modul mit einer solchen Anschlusseinheit zu beschreiben, bei denen ein geringer Montageaufwand auch bei Modulen gegeben ist, bei denen die Kontakte verschiedener Zellanordnungen nicht benachbart zueinander aus dem PV-Modul herausgeführt sind, ohne dass die Anschlusseinheit einen negativen Einfluss auf mechanische Eigenschaften des PV-Moduls hat. It is an object of the present invention to describe a connection unit for a PV module and a PV module with such a connection unit, in which there is little assembly effort even for modules in which the contacts of different cell arrangements are not adjacent to one another from the PV -Module are brought out without the connection unit having a negative influence on the mechanical properties of the PV module.
Diese Aufgabe wird durch eine Anschlusseinheit bzw. ein PV-Modul mit einer solchen Anschlusseinheit mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This task is solved by a connection unit or a PV module with such a connection unit with the features of the respective independent claim. Advantageous designs and further developments are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Anschlusseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Gehäuse zumindest abschnittsweise aus einem flexiblen Material besteht. A connection unit according to the invention is characterized in that its housing consists, at least in sections, of a flexible material.
Auf diese Weise kann die Anschlusseinheit in beliebigen Abmessungen ausgebildet werden, ohne dass sie die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Nachgiebigkeit des PV-Moduls, negativ beeinflusst. Eine zu große lokale Versteifung des PV-Moduls, die zu stärkeren Verwindungen an anderen Stellen des Moduls führen könnte, wird verhindert. Zudem dämpfen die flexiblen Komponenten Biegeschwingungen des PV-Moduls, wodurch z.B. Windstöße besser abgefangen werden. Diese Eigenschaft wird durch die Shorehärte des Materials des flexiblen Abschnitts bestimmt. Über die Shore-Härte kann so Einfluss darauf genommen werden, wie auf Windstöße und wie diese Stöße abfangen kann. In this way, the connection unit can be designed in any dimensions without negatively affecting the mechanical properties, in particular the flexibility of the PV module. Excessive local stiffening of the PV module, which could lead to greater torsion in other parts of the module, is prevented. In addition, the flexible components dampen bending vibrations of the PV module, which means that gusts of wind, for example, are better absorbed. This property is determined by the Shore hardness of the material of the flexible section. The shore hardness can be used to influence how wind gusts and how they can absorb gusts.
Bevorzugt weist das Gehäuse eine längliche Form auf, wobei der mindestens eine flexible Abschnitt ringförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das Gehäuse besonders gut in der Lage, sich einer Durchbiegung des PV-Moduls anzupassen. The housing preferably has an elongated shape, with the at least one flexible section being annular. In this way, the housing is particularly well able to adapt to deflection of the PV module.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Anschlusseinheit mindestens ein Kontaktelement auf, über das mindestens einer der Anschlusskontakte des Photovoltaikmoduls mit einem Anschlusskabel und/oder einer Bypass-Diode verbunden ist. Zur Verbindung mit dem Anschlusskabel kann das Kontaktelement vorteilhat einen selbst-etablierenden Kontakt, z.B. einen sogenannten „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontakt aufweisen. Zudem kann das Kontaktelement so aufgebaut sein, dass es eine empfindlichere Komponente wie z.B. die Bypass-Diode mechanisch schützt. In an advantageous embodiment, the connection unit has at least one contact element via which at least one of the connection contacts of the Photovoltaic module is connected to a connection cable and / or a bypass diode. To connect to the connecting cable, the contact element can advantageously have a self-establishing contact, for example a so-called “snap-in” or “push-in” contact. In addition, the contact element can be constructed in such a way that it mechanically protects a more sensitive component such as the bypass diode.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das gesamte Gehäuse der Anschlusseinheit aus einem flexiblen Material bestehen. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse sowohl starre, als auch flexible Abschnitte aufweist. Ggf. können sich starre und flexible Abschnitte abwechseln. Die starren Gehäuseabschnitte bieten einen guten Schutz für in der Anschlusseinheit angeordnete Komponenten, also beispielsweise für das Kontaktelement, das Anschlusskontakte des PV-Moduls innerhalb der Anschlusseinheit kontaktiert, oder auch für Bypass-Dioden, die innerhalb der Anschlusseinheit angeordnet sind. Wenn das Kontaktelement in einem flexiblen Abschnitt eingesetzt wird oder wenn das gesamte Gehäuse aus flexiblem Material hergestellt ist, ist der Einsatz eines Kontaktelements vorteilhaft, das seinerseits empfindlichere Komponenten, z.B. die Bypass-Diode, vor mechanischer Krafteinwirkung schützt. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Kontur des Kontaktelements in einer oder mehreren Raumrichtung über die empfindlichere Komponente hervorsteht. In an advantageous embodiment, the entire housing of the connection unit can consist of a flexible material. In an alternative embodiment, it can be provided that the housing has both rigid and flexible sections. If necessary, rigid and flexible sections can alternate. The rigid housing sections offer good protection for components arranged in the connection unit, for example for the contact element that contacts connection contacts of the PV module within the connection unit, or for bypass diodes that are arranged within the connection unit. If the contact element is used in a flexible section or if the entire housing is made of flexible material, the use of a contact element is advantageous, which in turn protects more sensitive components, e.g. the bypass diode, from mechanical force. This can be done, for example, by a contour of the contact element protruding over the more sensitive component in one or more spatial directions.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anschlusseinheit ein Zusatzmodul. Insbesondere bei einer länglichen Anschlusseinheit, die mehrere Kontaktbereiche eines PV-Moduls abdeckt, kann in einem Zwischenbereich zwischen den Kontaktbereichen ein solches Zusatzmodul angeordnet sein, das eine zusätzliche, für den Betrieb des PV-Moduls oder im Zusammenhang mit seiner Wartung und/oder Inbetriebnahme hilfreiche zusätzliche Funktionalität bereitstellt. Der durch die Art der Zellanordnungen konstruktiv sowieso vorhandene Abstand zwischen den Kontaktbereichen der Anschlusseinheit wird dadurch sinnvoll genutzt, um die zusätzliche Funktionalität bereitzustellen. In an advantageous embodiment, the connection unit comprises an additional module. In particular, in the case of an elongated connection unit that covers several contact areas of a PV module, such an additional module can be arranged in an intermediate area between the contact areas, which is an additional, helpful for the operation of the PV module or in connection with its maintenance and / or commissioning provides additional functionality. The structural distance between the contact areas of the connection unit, which is already present due to the type of cell arrangements, is thereby used sensibly to provide the additional functionality.
Das Zusatzmodul kann beispielsweise mindestens einen Sensor aufweisen, der z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Position, Spannung und/oder Strom erfasst. Die erfassten Sensordaten können dazu eingesetzt werden, Lagerung, Transport, Montage, Inbetriebnahme und/oder einen Betrieb des PV-Moduls zu protokollieren und/oder zu überwachen. Weiter kann vorgesehen sein, dass das Zusatzmodul mindestens einen Energiespeicher aufweist, um z.B. ein Protokollieren auch dann zu ermöglichen, wenn das PV-Modul keine oder keine ausreichende elektrische Leistung bereitstellt. The additional module can, for example, have at least one sensor that detects, for example, temperature, humidity, acceleration, position, voltage and/or current. The captured sensor data can be used to log and/or monitor storage, transport, assembly, commissioning and/or operation of the PV module. It can also be provided that the additional module has at least one energy storage device, For example, to enable logging even if the PV module does not provide any or insufficient electrical power.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Zusatzmodul mindestens eine Kommunikationseinheit aufweist, z.B. um Warn- oder Alarmmeldungen und/oder der durch die Sensoren erfassten Messwerte weitergeben zu können. Auch können ggf. Steuerungssignale empfangen werden, z.B. um das PV-Modul spannungsöder stromfrei zu schalten. Dazu kann das Zusatzmodul einen Halbleiterschalter aufweisen. Furthermore, it can be provided that the additional module has at least one communication unit, e.g. in order to be able to pass on warning or alarm messages and/or the measured values recorded by the sensors. If necessary, control signals can also be received, e.g. to switch the PV module off from voltage or current. For this purpose, the additional module can have a semiconductor switch.
Die mindestens eine Kommunikationseinheit kann zur drahtlosen Kommunikation und/oder zur Kommunikation über Gleichstrom-Anschlussleitungen des PV-Moduls geeignet sein. The at least one communication unit can be suitable for wireless communication and/or for communication via DC connection lines of the PV module.
Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Kommunikationseinheit ein RFID- (Radio Frequency Identification) Tag sein. Es können so Informationen wie z.B. eine Seriennummer hinterlegt werden, die dann bei Herstellung, Lagerung, Transport, Montage und/oder Inbetriebnahme sowie zu Servicezwecken durch ein entsprechendes Lesegerät einfach ausgelesen werden können, sodass der Lebenszyklus des PV-Moduls einfach protokolliert werden kann. Alternatively or additionally, the at least one communication unit can be an RFID (Radio Frequency Identification) tag. Information such as a serial number can be stored, which can then be easily read by a corresponding reader during production, storage, transport, assembly and/or commissioning as well as for service purposes, so that the life cycle of the PV module can be easily logged.
Das Gehäuse der Anschlusseinheit kann zweiteilig ausgelegt sein und ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil aufweisen, wobei die Öffnungen zur Durchführung der Anschlusskontakte des PV-Moduls im Gehäuseunterteil ausgebildet sind. In dem Fall wird das Gehäuseunterteil zunächst auf die Rückseite des PV-Moduls montiert und Anschlusskontakte des PV-Moduls werden mit einem Kontaktelement verbunden, das z.B. in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuseunterteils gehalten wird. Dann kann ein Anschlusskabel an das Kontaktelement angeschlossen werden und das Gehäuseoberteil aufmontiert werden. Wenn am Kontaktelement ein selbst-etablierender Kontakt, z.B. ein sogenannter „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontakt für das Anschlusskabel vorhanden ist, kann auch vorgesehen sein, erst das Gehäuseoberteil aufzumontieren und das Anschlusskabel dann durch eine Öffnung von außen einzuführen. The housing of the connection unit can be designed in two parts and have an upper housing part and a lower housing part, with the openings for passing through the connection contacts of the PV module being formed in the lower housing part. In this case, the lower housing part is first mounted on the back of the PV module and the connection contacts of the PV module are connected to a contact element, which is held, for example, in a corresponding receptacle in the lower housing part. A connection cable can then be connected to the contact element and the upper housing part can be mounted. If there is a self-establishing contact on the contact element, e.g. a so-called “snap-in” or “push-in” contact for the connecting cable, provision can also be made to first mount the upper part of the housing and then insert the connecting cable through an opening from the outside.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Gehäuse auch einteilig und haubenartig ausgebildet sein. Die offene Unterseite dieses haubenartigen Gehäuses stellt dann die mindestens eine Öffnung dar, durch die die Anschlusskontakte des PV-Moduls führen. Bevorzugt wird zunächst ein separater Kontaktträger auf die Rückseite des PV-Moduls montiert, insbesondere geklebt, der das Kon- taktelement trägt. Nach dem Kontaktieren der Anschlusskontakte des PV- Moduls wird das haubenartige Gehäuse dann über den Kontaktträger mit dem Kontaktelement gestülpt und auf die Rückseite des PV-Moduls aufgeklebt. Diese Ausgestaltung ist besonders materialsparend und unaufwändig montierbar. Zum Anschluss des Anschlusskabels an das Kontaktelement ist wiederum ein „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontakt besonders vorteilhaft. In a further embodiment, the housing can also be designed in one piece and like a hood. The open bottom of this hood-like housing then represents the at least one opening through which the connection contacts of the PV module lead. Preferably, a separate contact carrier is first mounted, in particular glued, to the back of the PV module, which connects the contact carries a tact element. After contacting the connection contacts of the PV module, the hood-like housing is then placed over the contact carrier with the contact element and glued to the back of the PV module. This configuration is particularly material-saving and can be installed easily. A “snap-in” or “push-in” contact is particularly advantageous for connecting the connection cable to the contact element.
Zur Montage des Gehäuses ist um die mindestens eine Öffnung bevorzugt eine umlaufende Auflagefläche ausgebildet, mit der die Anschlusseinheit auf die Rückseite des Photovoltaikmoduls montierbar, insbesondere aufklebbar ist. To assemble the housing, a circumferential support surface is preferably formed around the at least one opening, with which the connection unit can be mounted, in particular glued, to the back of the photovoltaic module.
Ein erfindungsgemäßes Photovoltaikmodul weist mindestens eine an seiner Rückseite angeordnete derartige Anschlusseinheit auf. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Anschlusseinheit beschriebenen Vorteile. A photovoltaic module according to the invention has at least one such connection unit arranged on its rear side. This results in the advantages described in connection with the connection unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat das PV-Modul eine rechteckige Grundfläche und weist mindestens zwei Zellanordnungen auf, die extern an Anschlusskontakten kontaktierbar sind, die in den Zellanordnungen zugeordneten Gruppen von jeweils zwei Anschlusskontakten entlang einer Linie an der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet sind. Dabei verläuft die Linie, entlang der die Anschlusskontakte angeordnet sind, parallel zu einer der Seitenkanten des Photovoltaikmoduls. Das Gehäuse der Anschlussdose weist eine Länge auf, die größer als 50 % und bevorzugt größer als 66 % der Länge der Seitenkante ist. Mit den genannten Gehäusegrößen können die Anschlusskontakte von PV-Modulen mit zwei oder mehr unabhängigen Zellanordnungen überdeckt werden. Vorteilhaft werden alle Anschlusskontakte so durch eine, bevorzugt eine einzige Anschlusseinheit abgedeckt und innerhalb der Anschlusseinheit kontaktiert. Entsprechend braucht nur diese eine Anschlusseinheit auf die Rückseite des PV-Moduls aufmontiert werden, was die Kontaktierung und damit die Herstellung des PV-Moduls vereinfacht und beschleunigt. In an advantageous embodiment, the PV module has a rectangular base area and has at least two cell arrangements that can be contacted externally at connection contacts, which are arranged in groups of two connection contacts assigned to the cell arrangements along a line on the back of the photovoltaic module. The line along which the connection contacts are arranged runs parallel to one of the side edges of the photovoltaic module. The housing of the junction box has a length that is greater than 50% and preferably greater than 66% of the length of the side edge. With the housing sizes mentioned, the connection contacts of PV modules with two or more independent cell arrangements can be covered. All connection contacts are advantageously covered by one, preferably a single connection unit, and contacted within the connection unit. Accordingly, only this one connection unit needs to be mounted on the back of the PV module, which simplifies and accelerates the contacting and thus the production of the PV module.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with the aid of figures.
Die Figuren zeigen: The figures show:
Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Anschlusseinheit für ein PV-Modul in einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine räumliche Ansicht einer Anschlusseinheit für ein PV-Modul in einem zweiten Ausführungsbeispiel; 1 shows a spatial view of a connection unit for a PV module in a first exemplary embodiment; 2 shows a spatial view of a connection unit for a PV module in a second exemplary embodiment;
Fig. 3 die Anschlusseinheit gemäß Fig. 2 in einer Ansicht auf ihre Unterseite; 3 shows the connection unit according to FIG. 2 in a view of its underside;
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinheit für ein PV- Modul in einer räumlichen Darstellung mit Blick auf ihre Unterseite; 4 shows a third exemplary embodiment of a connection unit for a PV module in a spatial representation with a view of its underside;
Fig. 5 eine räumliche Darstellung eines Kontaktelements für eine Anschlusseinheit; und 5 shows a spatial representation of a contact element for a connection unit; and
Fig. 6, 7 das Kontaktelement der Fig. 5, aufgesetzt auf einen Kontaktelementträger in jeweils einer räumlichen Darstellung aus verschiedenen Blickwinkeln. 6, 7 the contact element of FIG. 5, placed on a contact element carrier, each in a spatial representation from different perspectives.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinheit für ein PV- Modul in einer isometrischen Schrägansicht. Die Anschlusseinheit weist ein Gehäuse 1 auf, das beim dargestellten Beispiel zweiteilig ausgebildet ist und ein Gehäuseoberteil 10, nachfolgend auch Deckel 10 genannt, aufweist und ein Gehäuseunterteil 20, nachfolgend auch Boden 20 genannt. Figure 1 shows a first exemplary embodiment of a connection unit for a PV module in an isometric oblique view. The connection unit has a housing 1, which in the example shown is designed in two parts and has an upper housing part 10, hereinafter also referred to as cover 10, and a lower housing part 20, hereinafter also referred to as base 20.
Zur Montage wird die Anschlusseinheit mit dem Boden 20 auf eine Rückseite des PV-Moduls aufgesetzt und dort montiert, insbesondere aufgeklebt. Sie überdeckt dann einen oder mehrere Anschlussbereiche des PV-Moduls, also solche Bereiche, in denen Anschlusskontakte aus dem PV-Modul herausgeführt sind. For assembly, the connection unit with the base 20 is placed on the back of the PV module and mounted there, in particular glued on. It then covers one or more connection areas of the PV module, i.e. those areas in which connection contacts are led out of the PV module.
Das Gehäuse 1 weist unterschiedliche Abschnitte auf, zwei außenliegende starre Abschnitte 2 und einen mittig angeordneten flexiblen Abschnitt 3. Die starren Abschnitte 2 können beispielsweise aus einem biegesteifen Kunststoff, z. B. PPG (Polyphenylenoxid) bzw. PPE (Polyphenylenether) Grundstoffen gefertigt sein. Der flexible Abschnitt 3 ist dagegen aus einem bevorzugt elastisch verformbaren Material gefertigt, beispielsweise einem Elastomer wie Silikon. The housing 1 has different sections, two external rigid sections 2 and a centrally arranged flexible section 3. The rigid sections 2 can, for example, be made of a rigid plastic, e.g. B. PPG (polyphenylene oxide) or PPE (polyphenylene ether) raw materials. The flexible section 3, on the other hand, is made of a preferably elastically deformable material, for example an elastomer such as silicone.
Um eine hohe mechanische Stabilität und eine hohe Isolationsklasse zu erzielen sind die beiden Gehäuseteile, der Deckel 10 und der Boden 20, bevorzugt einstückig ausgebildet. Dieses kann in einem gemeinsamen Herstellungsschritt erfolgen, beispielsweise durch Co-Extrusion der unterschiedlich elastischen Materialien für die Abschnitte 2, 3. Alternativ können die Abschnitte 2, 3 auch separat gefertigt werden und danach zu dem Deckel 10 bzw. dem Boden 20 zusammengefügt werden, beispielsweise verklebt oder verschweißt. In order to achieve high mechanical stability and a high insulation class, the two housing parts, the cover 10 and the base 20, are preferably designed in one piece. This can be done in a common manufacturing step, for example by co-extrusion of the differently elastic Materials for the sections 2, 3. Alternatively, the sections 2, 3 can also be manufactured separately and then joined together to form the cover 10 or the base 20, for example glued or welded.
In den äußeren starren Abschnitten 2 weist der Deckel 10 einen entsprechend aus einem starren Material gefertigten Endabschnitt 11 auf, an dem eine Kabeldurchführung 12 angeordnet oder ausgebildet ist. Der Boden 20 weist ebenso einen starren Endabschnitt 21 auf. Mit anderen Worten sind sowohl Deckel 10 als auch Boden 20 im starren Abschnitt 2 durch entsprechende starre Materialien gebildet. Der zwischen den starren Abschnitten 2 liegende flexible Abschnitt 3 weist entsprechend einen flexiblen Deckelabschnitt 13 auf, ebenso wie einen flexiblen Bodenabschnitt 23. Der flexible Abschnitt 3 ist also in Art eines Rings umlaufend aus einem flexiblen Material gefertigt. In the outer rigid sections 2, the cover 10 has an end section 11 made of a rigid material, on which a cable bushing 12 is arranged or formed. The bottom 20 also has a rigid end section 21. In other words, both the cover 10 and the base 20 in the rigid section 2 are formed by corresponding rigid materials. The flexible section 3 lying between the rigid sections 2 correspondingly has a flexible cover section 13, as well as a flexible base section 23. The flexible section 3 is therefore made of a flexible material in the form of a ring.
Im Resultat kann die Anschlusseinheit 1 damit durch den flexiblen Abschnitt 3 einer Durchbiegung und/oder Verwindung des unterliegenden PV-Moduls folgen. As a result, the connection unit 1 can therefore follow a deflection and/or twisting of the underlying PV module through the flexible section 3.
Im Bereich der starren Abschnitte 2 sind beispielsweise Anschlusskontakte, z.B. Anschlussfahnen, des PV-Moduls angeordnet, die durch eine hier nicht sichtbare Öffnung in das Innere des Gehäuses 1 ragen. Beispielsweise kann vorgesehene sein, dass in jeden der beiden starren Abschnitte 2 ein Paar Anschlussfahnen jeweils einer Tellanordnung ragt. In the area of the rigid sections 2, for example, connection contacts, e.g. connection lugs, of the PV module are arranged, which protrude into the interior of the housing 1 through an opening that is not visible here. For example, it can be provided that a pair of connecting lugs of a respective plate arrangement protrudes into each of the two rigid sections 2.
Die Anschlussfahnen können innerhalb des starren Abschnitts über Kontaktelemente mit Anschlusskabeln des PV-Moduls verbunden sein, die dann durch die Kabeldurchführungen 12 nach außen geführt werden. Weiter kann in den starren Abschnitten 2 eine oder mehrere Bypass-Dioden angeordnet sein, die parallel zu jeweils einer über die Anschlusskontakte kontaktierten Zellanordnung des PV-Moduls geschaltet ist. Ein zur Verbindung der Anschlussfahnen mit den Anschlusskabeln geeignetes Kontaktelement wird im Zusammenhang mit den Figuren 5-7 beschrieben. The connection lugs can be connected within the rigid section via contact elements to connection cables of the PV module, which are then led out through the cable bushings 12. Furthermore, one or more bypass diodes can be arranged in the rigid sections 2, which are connected in parallel to a cell arrangement of the PV module that is contacted via the connection contacts. A contact element suitable for connecting the connection lugs to the connection cables is described in connection with Figures 5-7.
Die Ausführung des Gehäuses 1 im starren Abschnitt 2 schützt die umbauten Komponenten, beispielsweise die Anschlusskontakte, die Kontaktelemente sowie eventuell angeordnete Bypass-Dioden gegenüber mechanischen Beschädigungen, z. B. beim Transport oder bei der Montage des PV-Moduls. Figur 2 zeigt in vergleichbarer Ansicht wie Figur 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinheit. The design of the housing 1 in the rigid section 2 protects the enclosed components, for example the connection contacts, the contact elements and any bypass diodes arranged against mechanical damage, e.g. B. during transport or when installing the PV module. Figure 2 shows a second exemplary embodiment of a connection unit in a view comparable to Figure 1.
Auch diese weist ein Gehäuse 1 auf, das sich aus starren Abschnitten 2 und flexiblen Abschnitten 3 zusammensetzt. This also has a housing 1, which is composed of rigid sections 2 and flexible sections 3.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 stellt eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der Figur 1 dar, bei der fünf starre Abschnitte 2 sich mit vier flexiblen Abschnitten 3 abwechseln. Wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist das Gehäuse 1 hier zweiteilig und umfasst ein längliches Gehäuseoberteil 10 und ein ebenso längliches Gehäuseunterteil 20. The exemplary embodiment of FIG. 2 represents a further development of the exemplary embodiment of FIG. 1, in which five rigid sections 2 alternate with four flexible sections 3. As in the exemplary embodiment of Figure 1, the housing 1 here is in two parts and comprises an elongated upper housing part 10 and an equally elongated lower housing part 20.
Die äußeren beiden der starren Abschnitte 2 sind dabei so ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel, d.h. sie weisen einen starren Deckel- Endabschnitt 11 und einen entsprechend starren Boden-Endabschnitt 21 auf. Die sich zur Mitte hin anschließenden flexiblen Abschnitte 3 sind ebenfalls wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, indem sie einen flexiblen Deckelabschnitt 13 und einen flexiblen Bodenabschnitt 23 aufweisen. The outer two rigid sections 2 are designed as in the first exemplary embodiment, i.e. they have a rigid cover end section 11 and a correspondingly rigid base end section 21. The flexible sections 3 adjoining the center are also designed as in the first exemplary embodiment, in that they have a flexible cover section 13 and a flexible base section 23.
Im mittleren Bereich des Gehäuses 1 sind die dort angeordneten drei weiteren starren Abschnitte 2 als Zwischenabschnitte ausgebildet, die sich aus einem starren Deckel-Zwischenabschnitt 14 und einem ebenfalls starren Boden- Zwischenabschnitt 24 zusammensetzen. Die Deckel-Zwischenabschnitte 14 sind dabei durch flexible Deckelabschnitte 13 und die Boden- Zwischenabschnitte 24 entsprechend durch flexible Bodenabschnitte 23 miteinander verbunden, wobei jeweils ein flexibler Deckelabschnitt 13 und ein flexibler Bodenabschnitt 23 einen flexiblen Abschnitt 3 des Gehäuses 1 bilden. Auch in den Zwischenabschnitten können Kontaktelemente zum Kontaktieren von Anschlusskontakten des PV-Moduls angeordnet sein, die ggf. auch eine Bypass-Diode tragen. Für häufig eingesetzte PV-Module mit drei Zellanordnungen kann beispielsweise jeweils ein Kontaktelement in jedem Endabschnitt und ein weiteres im mittleren Zwischenabschnitt angeordnet sein. In the middle area of the housing 1, the three further rigid sections 2 arranged there are designed as intermediate sections, which are composed of a rigid cover intermediate section 14 and a likewise rigid base intermediate section 24. The lid intermediate sections 14 are connected to one another by flexible lid sections 13 and the base intermediate sections 24 are connected to one another by flexible base sections 23, with a flexible lid section 13 and a flexible base section 23 each forming a flexible section 3 of the housing 1. Contact elements for contacting connection contacts of the PV module can also be arranged in the intermediate sections, which may also carry a bypass diode. For frequently used PV modules with three cell arrangements, for example, one contact element can be arranged in each end section and another in the middle intermediate section.
Die Verwendung von drei Zwischenabschnitten beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist rein beispielhaft. Durch eine flexible Anzahl und/oder Länge der Zwischenabschnitte 14 kann das Gehäuse 1 in unterschiedlichen Längen hergestellt werden, wobei auf jeweils gleiche Grundelemente bzw. eine gleiche Grundkonstruktion zurückgegriffen werden kann. In Zwischenabschnitten, die nicht der Aufnahme von Kontaktelementen und/oder Bypass-Dioden dienen können Zusatzmodule angeordnet werden, die eine zusätzliche, für den Betrieb des PV-Moduls oder im Zusammenhang mit seiner Wartung und/oder Inbetriebnahme hilfreiche zusätzliche Funktionalität bereitstellt. Es ist auch möglich, Zusatzmodule, insbesondere solche kleinerer Bauart, in den flexiblen Abschnitten anzuordnen. The use of three intermediate sections in the exemplary embodiment of FIG. 2 is purely exemplary. Due to a flexible number and/or length of the intermediate sections 14, the housing 1 can be produced in different lengths, with the same basic elements or the same basic construction being able to be used. Additional modules can be arranged in intermediate sections that do not serve to accommodate contact elements and/or bypass diodes, which provide additional functionality that is helpful for the operation of the PV module or in connection with its maintenance and/or commissioning. It is also possible to arrange additional modules, particularly those of a smaller design, in the flexible sections.
Beispielsweise kann ein Zusatzmodul Sensoren zur Erfassung von Betriebsoder Umgebungsinformationen umfassen. Betriebsinformationen können Temperaturen, Spannungen und/oder Ströme sein. Umgebungsinformationen können beispielsweise Temperaturen, Feuchtigkeitswerte, Beschleunigungen oder/oder eine geographische Position umfassen. For example, an additional module can include sensors for recording operational or environmental information. Operating information can be temperatures, voltages and/or currents. Environmental information may include, for example, temperatures, humidity levels, accelerations and/or a geographical position.
Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, einen Energiespeicher in dem Zusatzmodul anzuordnen, der eine zumindest eingeschränkte Funktionalität der genannten Sensoren auch dann erlaubt, wenn das PV-Modul keine Solarenergie bereitstellt. Sensoren, die Umgebungsinformationen überwachen, wie beispielsweise ein Temperatursensor, können genutzt werden, um das PV-Modul beim Auftreten von Betriebsbedingungen, die außerhalb eines möglichen und gegebenenfalls vorher eingestellten Bereichs liegen, abzuschalten. If necessary, it can be provided to arrange an energy storage device in the additional module, which allows at least limited functionality of the sensors mentioned even if the PV module does not provide solar energy. Sensors that monitor environmental information, such as a temperature sensor, can be used to shut down the PV module when operating conditions occur that are outside of a possible and possibly preset range.
Zu diesem Zweck können im Zusatzmodul Halbleiterschalter, zum Beispiel ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder ein Mosfet (Metaloxide Field Effect Transistor) angeordnet sein, über die eine Abschaltung des PV-Moduls erfolgt. Auf diese Weise können z.B. normgerechte Abschaltungseinrichtungen, z.B. zur automatische Sicherheitsabschaltung bei Feuer, umgesetzt sein. For this purpose, semiconductor switches, for example an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a Mosfet (Metal Oxide Field Effect Transistor), can be arranged in the additional module, via which the PV module is switched off. In this way, standard-compliant shutdown devices can be implemented, for example for automatic safety shutdown in the event of fire.
Ein Halbleiterschalter zum Unterbrechen des Stroms oder zum Spannungsfreischalten des PV-Moduls kann auch genutzt werden, um ggf. zusätzlich auf andere Ereignisse zu reagieren. Dazu kann in einem Zusatzmodul ein Empfangsmodul angeordnet sein, dass beim Empfang eines entsprechenden Signals das PV-Modul entsprechend abtrennt oder freigibt. Der Empfang eines steuernden Abschalt- oder Freigabesignals kann drahtlos erfolgen oder es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, ein über die Anschlusskabel übertragenes und auf die Gleichspannung des PV-Moduls aufmoduliertes Hochfrequenzsignal zu empfangen, das entsprechend in einer Einheit des Zusatzmoduls dekodiert wird und das Schaltsignal zum Abschalten beziehungsweise Freigeben des PV-Moduls für den Halbleiterschalter bereitstellt. In einem Zusatzmodul angeordnete Sensoren können auch genutzt werden, um Umgebungsparameter vor einer Inbetriebnahme des PV Moduls zu erfassen, die bevorzugt in einen nicht flüchtigen Speicher, zum Beispiel einem Solid State-Speicher abgelegt werden. In dem Fall ist eine Stromversorgung durch einen Energiespeicher des Zusatzmoduls besonders vorteilhaft, da je nach Lager- und Verpackungsbedingungen des PV-Moduls vor seiner Inbetriebnahme eine Versorgung durch das PV-Modul selbst nicht sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang interessierende Umgebungsparameter können eine Temperatur, ein Feuchtigkeitswert und/oder eine erfahrene Beschleunigung sein, die Rückschlüsse auf sachgerechte oder eben nicht sachgerechte Lagerung und Transport ermöglichen. Insbesondere können sowohl Diskrepanzen zwischen einer erwarteten und einer im Betrieb tatsächlich gelieferten Leistung des PV- Moduls auf eventuell unsachgemäße Behandlung bei Lagerung oder Transport oder auch Montage zurückgeführt werden. A semiconductor switch to interrupt the current or to disconnect the voltage from the PV module can also be used to additionally react to other events if necessary. For this purpose, a receiving module can be arranged in an additional module, which disconnects or releases the PV module when a corresponding signal is received. A controlling switch-off or release signal can be received wirelessly or alternatively or additionally it can be provided to receive a high-frequency signal transmitted via the connecting cable and modulated onto the DC voltage of the PV module, which is correspondingly decoded in a unit of the additional module and the switching signal for switching off or enabling the PV module for the semiconductor switch. Sensors arranged in an additional module can also be used to record environmental parameters before the PV module is put into operation, which are preferably stored in a non-volatile memory, for example a solid state memory. In this case, a power supply from an energy storage unit of the additional module is particularly advantageous since, depending on the storage and packaging conditions of the PV module, a supply from the PV module itself is not guaranteed before it is put into operation. Environmental parameters of interest in this context can be a temperature, a humidity value and/or an acceleration experienced, which enable conclusions to be drawn about appropriate or incorrect storage and transport. In particular, discrepancies between the expected performance of the PV module and the performance actually delivered during operation can be attributed to possibly improper handling during storage or transport or even assembly.
Sensoren eines Zusatzmoduls können auch der Messung von Strom und oder Spannung des PV-Moduls bzw. seiner Untereinheiten, der Zellanordnungen, dienen. Auf diese Weise kann in Betrieb eine Leistungsmessung erfolgen, die Rückschlüsse über eine korrekte Montage, einen Defekt des PV-Moduls, vorliegende Verschattungen und/oder Verschmutzungen ermöglicht. Sensors of an additional module can also be used to measure the current and/or voltage of the PV module or its subunits, the cell arrangements. In this way, a performance measurement can be carried out during operation, which enables conclusions to be drawn about correct installation, a defect in the PV module, existing shading and/or contamination.
Bei einer Sensorik, die auf Ebene der einzelnen Zellanordnungen arbeitet, kann zudem die korrekte Funktion der Bypass-Dioden oder auch der Kontaktelemente überprüft werden. With a sensor system that works at the level of the individual cell arrangements, the correct function of the bypass diodes or the contact elements can also be checked.
Ein Zusatzmodul kann auch mit einer Sendevorrichtung ausgestattet sein, die eine Weitergabe von Warn- oder Alarmmeldungen und/oder der durch die Sensoren erfassten Messwerte ermöglicht. Hier ist, ebenso wie zuvor für den Empfang der Abschalt- bzw. Freigabesignale beschrieben, eine drahtlose Verbindung ebenso geeignet wie eine auf die Gleichstromleitungen des PV-Moduls aufmodulierte Datenübertragung (Powerline Data Transmission). An additional module can also be equipped with a transmitting device that enables warning or alarm messages and/or the measured values recorded by the sensors to be passed on. Here, as previously described for receiving the switch-off or release signals, a wireless connection is just as suitable as data transmission modulated onto the DC lines of the PV module (powerline data transmission).
Ein Zusatzmodul kann auch mit einer Auswerteeinheit für die gemessenen Sensordaten versehen sein, die vor Ort lokal im PV-Modul eine Auswertung der Sensorergebnisse erlaubt. Auf diese Weise können sich andeutende Defekte oder alterungsbedingte Probleme von Komponenten vorhergesagt werden und ein Service bereits vor einem tatsächlich erfolgten Defekt angefordert werden (predictive maintenance). Dabei können lernfähige Auswertetechniken, z.B. aus dem Bereich der Kl (künstlichen Intelligenz) genutzt werden. In einer weiteren Ausgestaltung kann ein Zusatzmodul Mittel für eine Nahfeld- Kommunikation umfassen. Diese können beispielsweise in Form eines RFID- Tag in dem Zusatzmodul angeordnet sein. Es können so Informationen wie z.B. eine Seriennummer hinterlegt werden, die dann bei Herstellung, Lagerung, Transport, Montage und/oder Inbetriebnahme sowie zu Servicezwecken durch ein entsprechendes Lesegerät einfach ausgelesen werden können, sodass der Lebenszyklus des PV-Moduls einfach protokolliert werden kann. An additional module can also be provided with an evaluation unit for the measured sensor data, which allows the sensor results to be evaluated locally in the PV module. In this way, impending defects or aging-related problems in components can be predicted and service can be requested before a defect actually occurs (predictive maintenance). Learning evaluation techniques, for example from the area of AI (artificial intelligence), can be used. In a further embodiment, an additional module can include means for near-field communication. These can be arranged in the additional module, for example, in the form of an RFID tag. Information such as a serial number can be stored, which can then be easily read by a corresponding reader during production, storage, transport, assembly and/or commissioning as well as for service purposes, so that the life cycle of the PV module can be easily logged.
Ein Zusatzmodul, das sowohl die internen eingespeicherte und auslesbare Seriennummer, als auch eine Abschaltmöglichkeiten in Form eines Halbleiterschalters für das PV Modul aufweist, kann im Rahmen einer digital unterstützten Inbetriebnahme eingesetzt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass Module nur dann durch eine externe Steuereinrichtung freigeschaltet werden, wenn sie in einem vorgesehenen Verbund montiert und betrieben werden. Auf diese Weise wird ein effektiver Diebstahlschutz für einzelne Module erzielt. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch externe Elemente, zum Beispiel sogenannte PV-Sammelanschlussboxen, mit in das überwachte System integriert sind. In PV-Sammelanschlussboxen laufen die Anschlusskabel einzelner oder serienverschalteter PV-Module zusammen. Im Betrieb erfolgt eine Freischaltung der PV-Module erfolgt dann und nur dann, wenn der Verbund in Kombination mit der vorgesehenen vorgeschalteten externen Komponente, zum Beispiel der genannten PV-Sammelanschlussbox oder einem vorgesehenen vorgeschalteten Wechselrichter, gekoppelt ist. An additional module that has both the internally stored and readable serial number as well as a switch-off option in the form of a semiconductor switch for the PV module can be used as part of a digitally supported commissioning. It can be provided that modules are only activated by an external control device if they are assembled and operated in a planned network. In this way, effective theft protection is achieved for individual modules. It can be provided that external elements, for example so-called PV common connection boxes, are also integrated into the monitored system. The connecting cables of individual or series-connected PV modules come together in PV common connection boxes. During operation, the PV modules are activated if and only if the network is coupled in combination with the intended upstream external component, for example the mentioned PV common connection box or a planned upstream inverter.
Im Rahmen der „predictive maintenance“ können auch Betriebssituationen ermittelt werden, die die Notwendigkeit eines Serviceeinsatzes andeuten. Insbesondere wenn in dem System eine übergeordnete Messstelle für Spannung und/oder Strom einer Anordnung mehrerer PV-Module vorhanden ist, kann eine Diskrepanz zwischen den Messungen an jedem einzelnen PV-Modul und zum Beispiel einem daraus gebildeten String erfolgen. Ermittelte Abweichungen deuten zum Beispiel auf Spannungsverluste an Verbindungssteckern hin, die vor Ort zu überprüfen sind, um eine Brandgefahr zu mindern. Abweichungen der Module untereinander können auf die Notwendigkeit einer Reinigung der Oberfläche der Module hinweisen. As part of “predictive maintenance”, operational situations can also be identified that indicate the need for service. In particular, if there is a higher-level measuring point for voltage and/or current in an arrangement of several PV modules in the system, a discrepancy can occur between the measurements on each individual PV module and, for example, a string formed from it. Detected deviations indicate, for example, voltage losses at connection plugs, which must be checked on site in order to reduce the risk of fire. Deviations between the modules may indicate the need to clean the surface of the modules.
In Figur 3 ist die Anschlusseinheit gemäß Figur 2 in einer weiteren Schrägansicht mit Blick auf die Unterseite des Gehäuses 1 dargestellt. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass der Boden 20 eine um laufende Auflagefläche 25 aufweist, mit der er auf der Rückseite des PV-Moduls aufliegt. Mit dieser Auflagefläche 25 wird das Gehäuse 1 auf die Rückseite des PV-Moduls aufgeklebt. Die Längserstreckung des Gehäuses 1 führt zu einer relativ großen Auflagefläche 25, die entsprechend eine große Klebefläche bietet. So wird eine große Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem Gehäuse 1 und der Rückseite des PV-Moduls erreicht. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass Zugkräfte an einem Anschlusskabel die Anschlusseinheit ungewollt von der Rückseite des PV-Moduls lösen. In Figure 3, the connection unit according to Figure 2 is shown in a further oblique view with a view of the underside of the housing 1. In this view it can be seen that the base 20 has a running support surface 25 with which it rests on the back of the PV module. With this support surface 25, the housing 1 is glued to the back of the PV module. The longitudinal extent of the housing 1 leads to a relatively large support surface 25, which accordingly offers a large adhesive surface. This ensures that the connection between the housing 1 and the back of the PV module has a high load capacity. This can, for example, prevent tensile forces on a connection cable from unintentionally detaching the connection unit from the back of the PV module.
Die Verklebung dient auch als Dichtung zwischen dem Boden 20 und dem PV- Modul. In der Figur 3 ist eine um laufende Klebstoffraupe 26 dargestellt, die der Montage und der Abdichtung dient. Anstelle der Klebstoffraupe 26 kann auch ein um laufendes doppelseitiges Klebeband eingesetzt werden. The bond also serves as a seal between the floor 20 and the PV module. 3 shows a running adhesive bead 26, which is used for assembly and sealing. Instead of the adhesive bead 26, a running double-sided adhesive tape can also be used.
Zudem ist der Deckel 10 gegenüber dem Boden 20 abgedichtet, beispielsweise durch eine eingelegte O-Ring-Dichtung. So entsteht in dem Gehäuse 1 ein Hohlraum, der hermetisch so abgedichtet ist, dass es beispielsweise nicht notwendig ist, diesen Hohlraum zu vergießen, um eine hohe Isolationsschutzklasse zu erreichen. In addition, the lid 10 is sealed from the base 20, for example by an inserted O-ring seal. This creates a cavity in the housing 1 that is hermetically sealed in such a way that it is not necessary, for example, to cast this cavity in order to achieve a high insulation protection class.
Vorteilhaft können so durch Öffnen des Deckels 10 nachträglich Kontaktstellen überprüft oder Kontaktelemente oder defekte Bypass-Dioden ausgetauscht werden. Auch können Anschlusskabel, die von den Kontaktelementen durch die Kabeldurchführungen 22 geführt sind, nachträglich bei Bedarf ausgetauscht werden. Advantageously, contact points can be subsequently checked or contact elements or defective bypass diodes can be replaced by opening the cover 10. Connection cables, which are guided from the contact elements through the cable bushings 22, can also be subsequently replaced if necessary.
Der von der Auflagefläche 25 umschlossene Bereich des Bodens 20 weist Öffnungen 27 auf. Durch diese Öffnungen 27 können beispielsweise Kontaktelemente des PV-Moduls in das Innere des Gehäuses 1 geführt werden, wo sie dann kontaktiert werden können. Die Öffnungen 27 können dabei so ausgestaltet sein, dass sie einer mechanischen Befestigung der Kontaktelemente dienen. Alternativ können Befestigungselemente im Bereich der Öffnungen 27 im Gehäuseunterteil 20 ausgebildet sein. Die Kontaktelemente können beispielsweise Kontakttulpen o.Ä. aufweisen, die beim Aufsetzen der Anschlusseinheit auf die Rückseite des PV-Moduls deren Anschlusskontakte kontaktieren. Im Inneren des Gehäuses 1 sind die Kontaktelemente dann mit Kabeln verbunden, die durch die Kabeldurchführungen 12 als Anschlusskabel des PV-Moduls nach außen geführt werden. Eine Verbindung der Anschlusskabel mit den Kontakte- lementen kann fest, beispielsweise mithilfe eines Punktschweißvorgangs erfolgen. Alternativ kann auch eine lösbare Kontaktierung der Anschlusskabel an den Kontaktelementen vorgesehen sein, beispielsweise indem die Kontaktelemente einen sog. „Snap-In“ oder „Push-In“-Kontakt aufweisen, also einen Kontakt mit einem vorgespannten Klemmmechanismus, der durch ein Einführen des Anschlusskabels ausgelöst wird bzw. durch ein Einführen des Anschlusskabels geschlossen wird, wodurch das Anschlusskabel elektrisch kontaktiert wird. The area of the base 20 enclosed by the support surface 25 has openings 27. Through these openings 27, for example, contact elements of the PV module can be guided into the interior of the housing 1, where they can then be contacted. The openings 27 can be designed in such a way that they serve to mechanically fasten the contact elements. Alternatively, fastening elements can be formed in the area of the openings 27 in the lower housing part 20. The contact elements can, for example, have contact tulips or the like, which contact the connection contacts when the connection unit is placed on the back of the PV module. Inside the housing 1, the contact elements are then connected to cables, which are led to the outside through the cable bushings 12 as connecting cables of the PV module. Connecting the connection cables to the contacts Elements can be fixed, for example using a spot welding process. Alternatively, a detachable contacting of the connecting cables on the contact elements can also be provided, for example by the contact elements having a so-called “snap-in” or “push-in” contact, i.e. a contact with a pre-stressed clamping mechanism, which is activated by inserting the connecting cable is triggered or is closed by inserting the connecting cable, whereby the connecting cable is electrically contacted.
Figur 4 schließlich zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinheit, wiederum in einer isometrischen Schrägansicht mit Blick auf die Unterseite der Anschlusseinheit. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein einteiliges Gehäuse 1 vorgesehen, das nur ein deckelartiges, zu einer Seite offenes Gehäuseoberteil 10 aufweist, das mit einer Auflagefläche 15 auf die Rückseite des PV-Moduls aufgesetzt wird und damit Anschlussbereiche des PV-Moduls in Art einer Haube überdeckt. Eine Befestigung auf dem PV-Modul und eine Abdichtung erfolgt wiederum bevorzugt durch verkleben, beispielsweise mittels einer Klebstoffraupe 16. Finally, Figure 4 shows a further exemplary embodiment of a connection unit, again in an isometric oblique view with a view of the underside of the connection unit. In this exemplary embodiment, a one-piece housing 1 is provided, which only has a lid-like upper housing part 10 that is open on one side, which is placed with a support surface 15 on the back of the PV module and thus covers connection areas of the PV module in the manner of a hood. Fastening to the PV module and sealing are in turn preferably carried out by gluing, for example using an adhesive bead 16.
Auch dieses Gehäuse 1 weist starre und flexible Abschnitte auf, wobei die starren Abschnitte durch starre Endabschnitte 11 und starre Zwischenabschnitte 14 gebildet sind, zwischen denen sich die flexiblen Abschnitte 13 befinden. Wie im Zusammenhang mit dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben, ist das Gehäuseteil 10 bevorzugt einstückig ausgebildet, beispielsweise indem die genannten Abschnitte gemeinsam in einem Co-Extrusionsprozess geformt sind oder indem die genannten Abschnitte durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander einstückig verbunden werden. This housing 1 also has rigid and flexible sections, the rigid sections being formed by rigid end sections 11 and rigid intermediate sections 14, between which the flexible sections 13 are located. As described in connection with the previous exemplary embodiment, the housing part 10 is preferably formed in one piece, for example by the said sections being formed together in a co-extrusion process or by the said sections being connected to one another in one piece by a cohesive connection.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist eine Mehrzahl von großflächigen Öffnungen 17 vorhanden, durch die die Anschlusskontakte des PV-Moduls in das Gehäuseinnere durchgeführt werden. Zwischen den starren und den flexiblen Abschnitten sind vorliegend Stege 18 ausgebildet, die den Innenraum des Gehäuses 1 in eine Mehrzahl von Kompartments 4 gliedern. In diesen Kom- partments können neben den genannten Anschlusskontakten auch z. B. Zusatzmodule angeordnet sein. Wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben können Zusatzmodule beispielsweise Sensoren aufweisen, mit denen eine Temperatur, eine Feuchtigkeit, eine Beschleunigung, eine Position, eine Spannung und/oder ein Strom erfasst wird. Die Zusatzmodule können auch Energiespeicher und/oder Kommunikationseinheiten umfassen. Zudem können die Zu- satzmodule als Freigabemodule eingerichtet sein, die in Abhängigkeit von einem Kommunikationssignal eine PV-Spannung und/oder einen PV-Strom des PV-Moduls blockieren und/oder freigeben. In the exemplary embodiment of FIG. 4, there are a plurality of large-area openings 17 through which the connection contacts of the PV module are led into the interior of the housing. In the present case, webs 18 are formed between the rigid and flexible sections, which divide the interior of the housing 1 into a plurality of compartments 4. In addition to the connection contacts mentioned, these compartments can also contain e.g. B. Additional modules can be arranged. As described in connection with FIG. 2, additional modules can, for example, have sensors with which a temperature, a humidity, an acceleration, a position, a voltage and/or a current is detected. The additional modules can also include energy storage and/or communication units. In addition, the additions can Set modules can be set up as enable modules, which block and/or enable a PV voltage and/or a PV current of the PV module depending on a communication signal.
Die Untergliederung durch die Stege 18 kann im Hinblick auf den Brandschutz vorteilhaft sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Stege 18 Durchbrüche aufweisen, um Kabel o. Ä. durchführen zu können. Ein Querschnitt dieser Durchführung kann so klein wie möglich gewählt sein, so dass die Durchführung des Kabels o. Ä. gerade möglich ist, Brandschutzvorgaben aber dennoch eingehalten werden. The subdivision by the webs 18 can be advantageous with regard to fire protection. It can be provided that the webs have 18 openings in order to accommodate cables or the like. to be able to carry out. A cross section of this bushing can be chosen to be as small as possible so that the cable or similar can be passed through. is just possible, but fire protection regulations are still adhered to.
Alternativ ist es denkbar, z. B. Kabel von einem zu einem nächsten Kompart- ment 4 zwischen den Stegen 17 und der Oberfläche der Rückseite des PV- Moduls zu führen. Hier besteht in der Regel ein Spalt der Höhe der Klebstoffraupe 16 (in dem aufgeklebten Zustand). Als Kabel kann in dem Fall insbesondere ein Flachbandkabel genutzt werden. Alternatively, it is conceivable, e.g. B. to guide cables from one to the next compartment 4 between the webs 17 and the surface of the back of the PV module. There is usually a gap the same height as the adhesive bead 16 (in the glued-on state). In this case, a ribbon cable in particular can be used as the cable.
In den Figuren 5-7 ist ein Beispiel eines Kontaktelements 30 gezeigt, das bei einer anwendungsgemäßen Anschlusseinheit zur Verbindung von Anschlusskontakten des PV-Moduls mit einem Anschlusskabel innerhalb des Gehäuses 1 eingesetzt werden kann. An example of a contact element 30 is shown in Figures 5-7, which can be used in an application-appropriate connection unit for connecting connection contacts of the PV module with a connection cable within the housing 1.
Figur 5 zeigt das Kontaktelement 30 zunächst in einer Schrägansicht. Das Kontaktelement 30 ist auf Basis eines Stanz- /Biegegitters 31 aufgebaut. Das Stanz- /Biegegitter 31 weist eine im Wesentlichen u-förmige Grundform mit einer Basis 32 und Seitenwangen 33 auf. In der Basis 32 sind neben einem Durchbruch Kontaktflächen 34 ausgebildet. Bei Montage des Kontaktelements 30 auf einer Rückseite des PV-Moduls ist die Basis 32 parallel zur Oberfläche der Rückseite des PV-Moduls ausgerichtet und durch die Öffnung zwischen den Kontaktflächen 34 werden Anschlusskontakte, i. d. R. ausgebildet als Anschlussfahnen des PV-Moduls durch das Stanz- /Biegegitter 31 geführt, nach außen gebogen und mit den Kontaktflächen 34 elektrisch leitend verbunden. Dieses kann beispielsweise durch einem Punktschweißvorgang erfolgen. Alternativ sind auch lösbare Kontaktierungen möglich, beispielsweise durch ein Verlöten. Figure 5 shows the contact element 30 initially in an oblique view. The contact element 30 is based on a punched/bent grid 31. The punching/bending grid 31 has a substantially U-shaped basic shape with a base 32 and side cheeks 33. In the base 32, contact surfaces 34 are formed next to an opening. When the contact element 30 is mounted on a back side of the PV module, the base 32 is aligned parallel to the surface of the back side of the PV module and connection contacts, i.e., are inserted through the opening between the contact surfaces 34. d. R. designed as connecting lugs of the PV module through the punched / bent grid 31, bent outwards and connected to the contact surfaces 34 in an electrically conductive manner. This can be done, for example, by a spot welding process. Alternatively, detachable contacts are also possible, for example by soldering.
Weiter ist eine Bypass-Diode 35 in das Kontaktelement 30 eingesetzt und einerseits mit einem Pol mit einer der Kontaktflächen und andererseits mit dem anderen Pol mit der Basis 32 und damit der anderen der Kontaktflächen 34 verbunden. Durch die Positionierung der Bypass-Diode 35 zwischen den Seitenwangen 33 ist diese bei einem Transport und bei der Montage des Kontaktelements 30 gut geschützt. Eine in der Fig. 5 sichtbare Trennstelle 36 des Stanz- /Biegegitters 31 wird nach der Verbindung des Kontaktelements 30 mit den Anschlusskontakten des PV-Moduls getrennt, um den zunächst aus Gründen des mechanischen Zusammenhalts des Stanz- /Biegegitters 31 bestehenden Kurzschluss zwischen den Kontaktflächen 34 aufzuheben. Furthermore, a bypass diode 35 is inserted into the contact element 30 and, on the one hand, has a pole with one of the contact surfaces and, on the other hand, with the other pole with the base 32 and thus the other of the contact surfaces 34 tied together. By positioning the bypass diode 35 between the side cheeks 33, it is well protected during transport and during assembly of the contact element 30. A separation point 36 of the punched/bending grid 31, which is visible in FIG 34 to repeal.
An einer Querseite geht das Stanz- /Biegegitter 31 in einen AnschlussbereichOn one transverse side, the punched/bent grid 31 goes into a connection area
37 über, in dem hier ein „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontakt 38 ausgebildet ist. Mittels dieses „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontaktes 38 wird ein Anschlusskabel mit dem Kontaktelement 30 und damit mit der Zellanordnung des PV-Moduls verbunden. 37, in which a “snap-in” or “push-in” contact 38 is formed here. Using this “snap-in” or “push-in” contact 38, a connecting cable is connected to the contact element 30 and thus to the cell arrangement of the PV module.
An dem gegenüberliegenden Ende des Kontaktelements 30 kann ein Verbindungskabel angeschlossen sein, das zu einem weiteren Kontaktelement 30 der Anschlusseinheit führt. Falls eine interne Kontaktierung im PV-Modul zwischen den Zellanordnungen vorgesehen ist, kann der zweite Anschluss auch unbelegt bleiben. A connecting cable can be connected to the opposite end of the contact element 30, which leads to a further contact element 30 of the connection unit. If internal contacting is provided in the PV module between the cell arrangements, the second connection can also remain unused.
Anstelle des „Snap-In“ oder „Push-In“ Kontaktes 38 können auch andere Anschlussmöglichkeiten für ein Anschlusskabel vorgesehen sein, beispielsweise eine Verbindung in einem Punktschweiß- oder Lötvorgang. Instead of the “snap-in” or “push-in” contact 38, other connection options for a connection cable can also be provided, for example a connection in a spot welding or soldering process.
Im Anschlussbereich 37 sind Haltestege 39 ausgebildet, über die der KontaktRetaining webs 39 are formed in the connection area 37, via which the contact
38 innerhalb des Gehäuses 1 in entsprechenden Nuten gehalten werden kann. Durch die Haltstege 39 kann eine Relativbewegung des Anschlusskabels zwischen dem Kontakt 38 und der Kabeldurchführung 12 (vgl. Fig. 1 -4) verhindert bzw. minimiert werden, die sich andernfalls z.B. durch thermische Ausdehnungen des PV-Moduls ergibt. Dazu ist der Bereich des Kontakts 38 zum einen federnd über einen entsprechend ausgestalteten Verbindungssteg mit dem restlichen Stanz- /Biegegitters 31 verbunden und zum, anderen nicht auf die Rückseite des PV-Moduls aufgeklebt, so dass er einer thermisch bedingten Bewegung des restlichen Stanz- /Biegegitters 31 nicht folgt. 38 can be held in corresponding grooves within the housing 1. The holding webs 39 can prevent or minimize a relative movement of the connecting cable between the contact 38 and the cable bushing 12 (see Fig. 1-4), which would otherwise result, for example, from thermal expansion of the PV module. For this purpose, the area of the contact 38 is, on the one hand, resiliently connected to the remaining punched/bending grid 31 via a correspondingly designed connecting web and, on the other hand, is not glued to the back of the PV module, so that it is subject to thermally induced movement of the remaining punched/bending grid. Bending grid 31 does not follow.
Die Figuren 6 und 7 zeigen das Kontaktelement 30 der Figur 5 aufgesetzt auf einen Kontaktelementträger 40 aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen. Bei Verwendung des Kontaktelements 30 in einem Gehäuse 1 , das zweiteilig ausgebildet ist und ein Gehäuseoberteil 10 und ein Gehäuseunterteil 20 aufweist, wird das Kontaktelement 30 in eine entsprechende Aufnahme im Gehäuseunterteil 20 eingesetzt. In der Form kann das Kontaktelement 30 beispielsweise in den Figuren 1 -3 dargestellten Anschlusseinheiten eingesetzt werden. Figures 6 and 7 show the contact element 30 of Figure 5 placed on a contact element carrier 40 from two different viewing directions. When using the contact element 30 in a housing 1, which is designed in two parts and has an upper housing part 10 and a lower housing part 20, the contact element 30 is inserted into a corresponding receptacle in the lower housing part 20. In this form, the contact element 30 can be used, for example, in the connection units shown in FIGS. 1-3.
Bei dem in Figur 4 gezeigten einteiligen und zum PV-Modul hin offenen Gehäuse 1 kommt dagegen ein solcher Kontaktelementträger 40 zum Einsatz, mit dessen Hilfe das Kontaktelement 30 zunächst auf der Rückseite des PV- Moduls befestigt wird. Dazu wird das Kontaktelement 30 durch Nieten 41 des Kontaktelementträger 40 mit diesem verbunden. Die Nieten 41 werden nach dem Aufsetzen des Kontaktelements 30 z. B. verpresst, insbesondere wenn der Kontaktelementträger 40 aus einem Kunststoffmatenal gefertigt ist. Der Kontaktelementträger 40 wird dann mit doppelseitigem Klebeband oder sonstigem Klebstoff auf das PV-Modul aufgeklebt. In the case of the one-piece housing 1 shown in Figure 4 and open towards the PV module, on the other hand, such a contact element carrier 40 is used, with the help of which the contact element 30 is first fastened to the back of the PV module. For this purpose, the contact element 30 is connected to the contact element carrier 40 by riveting 41. The rivets 41 are z. after the contact element 30 has been placed. B. pressed, especially if the contact element carrier 40 is made of a plastic material. The contact element carrier 40 is then glued to the PV module using double-sided adhesive tape or other adhesive.
Die Anschlusskontakte, z.B. Anschlussfahnen, des PV-Moduls werden wie zuvor beschrieben mit den Kontaktflächen 34 verbunden. Nachdem diese Verbindung etabliert ist, wird das haubenartige Gehäuseoberteil 10 gemäß Figur 4 unter Verwendung der Klebstoffraupe 16 über Kontaktelemente 30 und Kontaktelementträger 40 gestülpt und auf der Rückseite des PV-Moduls 1 montiert. Das Anschlusskabel kann dann durch die Kabeldurchführung 12 in den „Snap-In“- Kontakt 38 eingeschoben werden. Alternativ kann das Anschlusskabel zuvor durch die Kabeldurchführung 12 gefädelt werden und das Gehäuse 1 bereits mit durchgefädeltem Anschlusskabel auf das PV-Modul aufgeklebt werden. The connection contacts, e.g. connection lugs, of the PV module are connected to the contact surfaces 34 as described above. After this connection has been established, the hood-like upper housing part 10 according to FIG. 4 is placed over contact elements 30 and contact element carrier 40 using the adhesive bead 16 and mounted on the back of the PV module 1. The connection cable can then be inserted through the cable gland 12 into the “snap-in” contact 38. Alternatively, the connection cable can be threaded through the cable bushing 12 beforehand and the housing 1 can be glued to the PV module with the connection cable already threaded through.
Bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen weist das Gehäuse 1 sowohl starre Abschnitte 2, als auch flexible Abschnitte 3 auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist es möglich, das Gehäuse 1 vollständig aus einem flexiblen Material zu fertigen, beispielsweise aus einem Silikon. Dieses eignet sich insbesondere für Ausgestaltungen mit einem einteiligen Gehäuse, also beispielsweise Ausgestaltungen vergleichbar zu der in Figur 4 Gezeigten. In beiden Fällen, also sowohl in einem Fall, in dem das Gehäuse eine Kombination aus starren und flexiblen Abschnitten ist, als auch in dem Fall, in dem das Gehäuse vollständig aus einem flexiblen Material gefertigt ist, ergibt sich der Vorteil, dass auch ein länglich ausgebildetes Gehäuse, das sich über einen großen Teil der Breite oder Länge eines PV-Moduls erstreckt, dessen mechanische Eigenschaften nicht oder nur unwesentlich verändert. Bezugszeichen In all of the exemplary embodiments shown here, the housing 1 has both rigid sections 2 and flexible sections 3. In an alternative embodiment, it is possible to manufacture the housing 1 entirely from a flexible material, for example from a silicone. This is particularly suitable for designs with a one-piece housing, for example designs comparable to that shown in Figure 4. In both cases, i.e. both in a case in which the housing is a combination of rigid and flexible sections and in the case in which the housing is made entirely of a flexible material, there is the advantage that an elongated designed housing that extends over a large part of the width or length of a PV module, the mechanical properties of which are not or only insignificantly changed. Reference symbols
1 Gehäuse 1 case
2 starrer Abschnitt 2 rigid section
3 flexibler Abschnitt 3 flexible section
4 Kompartment 4 compartment
10 Gehäuseoberteil (Deckel) 10 Upper housing part (lid)
11 (Deckel-) Endabschnitt 11 (lid) end section
12 Kabeldurchführung 12 cable entry
13 flexibler Deckelabschnitt 13 flexible lid section
14 (Deckel-) Zwischenabschnitt 14 (lid) intermediate section
15 Auflagefläche 15 support surface
16 Klebstoffraupe 16 adhesive beads
17 Öffnung 17 opening
18 Steg 18 jetty
20 Gehäuseunterteil (Boden) 20 lower housing part (bottom)
21 (Boden-) Endabschnitt 21 (floor) end section
22 Kabeldurchführung 22 cable entry
23 flexibler Bodenabschnitt 23 flexible floor section
24 (Boden-) Zwischenabschnitt 24 (floor) intermediate section
25 Auflagefläche 25 support surface
26 Klebstoffraupe 26 adhesive beads
27 Öffnung 27 opening
30 Kontaktelement 30 contact element
31 Stanz-/Biegegitter 31 punched/bent grids
32 Basis 32 base
33 Seitenwange 33 side cheek
34 Kontaktfläche 34 contact area
35 Bypass-Diode 35 bypass diode
36 Trennstelle 36 separation point
37 Anschlussbereich 37 connection area
38 Snap-In Kontakt 38 Snap-In Contact
39 Haltesteg 39 footbridge
40 Kontaktträger 40 contact carriers
41 Niet 41 Rivet

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Anschlusseinheit für ein Photovoltaikmodul, das mindestens eine Zellanordnung aufweist, die extern an mindestens zwei Anschlusskontakten kontaktierbar ist, wobei die Anschlusseinheit ein Gehäuse (1 ) umfasst, das mindestens eine Öffnung (17, 27) zur Durchführung der Anschlusskontakte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) zumindest einen Abschnitt (3) aufweist, der aus einem flexiblen Material besteht. 1 . Connection unit for a photovoltaic module, which has at least one cell arrangement which can be contacted externally on at least two connection contacts, the connection unit comprising a housing (1) which has at least one opening (17, 27) for passing through the connection contacts, characterized in that Housing (1) has at least one section (3) which consists of a flexible material.
2. Anschlusseinheit nach Anspruch 1 , wobei das Gehäuse (1 ) eine längliche Form aufweist und wobei der mindestens eine flexible Abschnitt (3) ringförmig ausgebildet ist. 2. Connection unit according to claim 1, wherein the housing (1) has an elongated shape and wherein the at least one flexible section (3) is annular.
3. Anschlusseinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Gehäuse (1 ) vollständig aus einem flexiblen Material besteht. 3. Connection unit according to claim 1 or 2, in which the housing (1) consists entirely of a flexible material.
4. Anschlusseinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Gehäuse (1 ) flexible Abschnitte (3) und starre Abschnitte (2) aufweist. 4. Connection unit according to claim 1 or 2, in which the housing (1) has flexible sections (3) and rigid sections (2).
5. Anschlusseinheit nach Anspruch 4, bei der sich flexible Abschnitte (3) und starre Abschnitte (2) des Gehäuses (1 ) abwechseln. 5. Connection unit according to claim 4, in which flexible sections (3) and rigid sections (2) of the housing (1) alternate.
6. Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend mindestens ein Kontaktelement (30), über das mindestens einer der Anschlusskontakte des Photovoltaikmoduls mit einem Anschlusskabel und/oder einer Bypass-Diode (35) verbunden ist. 6. Connection unit according to one of claims 1 to 4, comprising at least one contact element (30), via which at least one of the connection contacts of the photovoltaic module is connected to a connection cable and / or a bypass diode (35).
7. Anschlusseinheit nach Anspruch 4 und 6, bei der das Kontaktelement (30) in mindestens einem der starren Abschnitte (2) angeordnet ist. 7. Connection unit according to claim 4 and 6, in which the contact element (30) is arranged in at least one of the rigid sections (2).
8. Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend ein Zusatzmodul. 8. Connection unit according to one of claims 1 to 7, having an additional module.
9. Anschlusseinheit nach Anspruch 8, bei der das Zusatzmodul einen Sensor zu Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Position, Spannung und/oder Strom aufweist. 9. Connection unit according to claim 8, in which the additional module has a sensor for detecting temperature, humidity, acceleration, position, voltage and / or current.
10. Anschlusseinheit nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Zusatzmodul mindestens einen Energiespeicher aufweist. 10. Connection unit according to claim 8 or 9, in which the additional module has at least one energy storage device.
11 . Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der das Zusatzmodul mindestens eine Kommunikationseinheit aufweist. 11. Connection unit according to one of claims 8 to 10, in which the additional module has at least one communication unit.
12. Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei der das Gehäuse (1 ) ein Gehäuseoberteil (10) und ein Gehäuseunterteil (20) aufweist, wobei die Öffnungen (27) zur Durchführung der Anschlusskontakte des Photovoltaikmoduls im Gehäuseunterteil (20) ausgebildet sind. 12. Connection unit according to one of claims 1 to 11, in which the housing (1) has an upper housing part (10) and a lower housing part (20), the openings (27) for passing through the connection contacts of the photovoltaic module in the lower housing part (20) are formed .
13. Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei der das Gehäuse (1 ) einteilig und haubenartig ausgebildet ist. 13. Connection unit according to one of claims 1 to 11, in which the housing (1) is designed in one piece and like a hood.
14. Anschlusseinheit nach Anspruch 6 und 13, bei dem das Kontaktelement (30) auf einen Kontaktträger (40) montiert ist, der innerhalb des haubenartigen Gehäuses angeordnet ist und auf die Rückseite des Photovoltaikmoduls montierbar, insbesondere aufklebbar ist. 14. Connection unit according to claim 6 and 13, in which the contact element (30) is mounted on a contact carrier (40) which is arranged within the hood-like housing and can be mounted, in particular glued, on the back of the photovoltaic module.
15. Anschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der um die mindestens eine Öffnung (17, 27) eine umlaufende Auflagefläche (15, 25) ausgebildet ist, mit der die Anschlusseinheit auf die Rückseite des Photovoltaikmoduls montierbar, insbesondere aufklebbar ist. 15. Connection unit according to one of claims 1 to 14, in which a circumferential support surface (15, 25) is formed around the at least one opening (17, 27), with which the connection unit can be mounted, in particular glued, to the back of the photovoltaic module.
16. Photovoltaikmodul, an dessen Rückseite eine Anschlusseinheit gemäß einem der vorstehenden Ansprüche montiert, insbesondere aufgeklebt, ist. 16. Photovoltaic module, on the back of which a connection unit according to one of the preceding claims is mounted, in particular glued.
17. Photovoltaikmodul nach Anspruch 16, aufweisend eine rechteckige Grundfläche und mindestens zwei Zellanordnungen, die extern an Anschlusskontakten kontaktierbar sind, die in den Zellanordnungen zugeordneten Gruppen von jeweils zwei Anschlusskontakten entlang einer Linie an der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet sind, wobei die Linie, entlang derer die Anschlusskontakte angeordnet sind, parallel zu einer der Seitenkanten des Photovoltaikmoduls verläuft und wobei das Gehäuse (1 ) der Anschlusseinheit eine Länge aufweist, die größer als 50 % und bevorzugt größer als 66 % der Länge der Seitenkante ist. 17. Photovoltaic module according to claim 16, having a rectangular base area and at least two cell arrangements that can be contacted externally on connection contacts, the groups of two connection contacts assigned to the cell arrangements are arranged along a line on the back of the photovoltaic module, the line along which the connection contacts are arranged, run parallel to one of the side edges of the photovoltaic module and wherein the housing (1) of the connection unit has a length that is greater than 50% and preferably greater than 66% of the length of the side edge.
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