CN101834214B - 连接到太阳能模块的连接设备和具有该设备的太阳能模块 - Google Patents

Abstract

一种用于连接到太阳能模块(100)的电连接***(3)的连接设备(1)，包括布置在所述太阳能模块的外表面(103)上的连接件壳体(10)以及至少一个载流部件(20)，所述载流部件布置在所述连接件壳体(10)中并且至少一个连接装置(30)模制在所述载流部件上，用于连接到所述太阳能模块的电连接***的导体(3)，所述导体从所述太阳能模块引出。所述连接装置(30)具有至少一个弹性实施的接触区域(31)，所述弹性实施的接触区域实施成在接触位置时接触所述引出导体(3)，所述连接装置(30)具有至少一个啮合部分(41、42)，所述啮合部分实施成啮合工具，以便移动所述弹性实施的接触区域(31)离开其接触位置。这样允许所述连接件壳体以自动化程度较高的方式连接到所述连接件壳体，并且连接到所述连接***的引出导体。

Description

连接到太阳能模块的连接设备和具有该设备的太阳能模块

技术领域

本发明涉及用于连接到太阳能模块的电连接***的连接设备，所述连接设备具有连接件壳体，该壳体布置在太阳能模块的外表面上，并具有至少一个载流部件，所述载流部件布置在连接件壳体上，并且可以借助连接装置连接到太阳能模块的电连接***的电导体，所述电导体从太阳能模块引出。

背景技术

在通常实施方式中，光电太阳能模块包括带有太阳能单元的板状分层布置，所述太阳能单元布置在两个外层之间并借助光电效应产生电能。太阳能单元一般布置在外层之间对应的中间空间中，并且利用电连接***在该分层布置中彼此相互连接。在这方面，已知存在太阳能模块的实施方式，其中太阳能单元的电连接***记住电导体向外连接到位于太阳能模块远离照射侧部的背部上的例如用电器，所述电导体例如成连接箔片形式。这种连接箔片在一个或多个连接设备中连接到连接线路的一个或多个电导体，所述连接设备例如设计成连接箱或连接出口形式。为此，这种连接设备具有一个或多个载流部件，所述载流部件不知在连接件壳体中，一方面太阳能模块的一个或多个连接箔片连接到所述载流部件，另一方面一条或多条连接线缆的一个或多个电导体连接到所述载流部件。此外，这种连接设备可以包含一个或多个二极管，所述二极管防止处于阳光下的太阳能单元和处于阴影中的太阳能单元之间出现补偿电流，所述的太阳能单元提供不同的太阳能电流和太阳能电压。借助这种称为旁路二极管的装置，所述模块可以继续操作，即使在部分遮光且功率相应降低的请款下。

布置在连接件壳体中的所述载流部件连接到电导体，所述电导体一般经由连接装置引出太阳能模块。例如，可以采取措施让引出触点轨道端部抵靠垂直于太阳能模块布置的载流部件的连接触点设置或者设置在其周围，以便连接触点接触两侧的引出触点轨道端部。弹簧元件各自在相应连接触点上滑动并抵靠两侧的连接触点推压各触点轨道，所述弹簧元件例如哟偶那个鱼固定触点轨道端部。

所述连接出口布置的缺陷在于，弹簧元件必须在触点轨道端部或连接箔片上滑动，其中连接轨道端部可以在此过程中发生位移，直到各弹簧元件到达其最终位置。这样导致了用来建立接触的各弹簧元件沿着触点轨道移动，同时施加接触压力，因此所述触点轨道可能发生位移。此外，缺陷在于组装相对复杂，因为触点轨道端部必须首先设置在相应连接触点周围并保持在该位置，以便弹簧元件可以在触点轨道端部上滑动。

发明内容

本发明的立足于公开一种文章开头所述的连接设备，允许所述连接设备相对简单地接触太阳能模块的连接***，同时接触可靠性较高。

该目标通过符合权利要求1特征的连接设备来实现。

此外，本发明还涉及符合权利要求15特征的太阳能设备。

在这方面，本发明带来的优势在于，连接件壳体可以通过高度自动化的方式连接到太阳能模块，并且可以连接到太阳能模块的连接***的引出导体。具体来说，不需要首先将从太阳能模块引出的触点轨道端部或连接箔片抵靠专门设置的载流部件的连接触点放置或设置在其周围，所以连接触点在触点轨道端部利用弹簧元件固定到相应连接触点之前，接触所述引出触点轨道端部。相反，根据本发明，连接装置实施为使得载流部件可以在一次操作中连接到从太阳能模块引出的导体。具体来说，这种效果如下这样实现：连接装置优选模制到载流部件上，并且在载流部件连接到引出导体时，借助工具，通过与弹性实施的接触区域的啮合部分相啮合，可以将连接装置移出其接触位置。一方面，这样就取消了对单独弹簧元件的需求。另一方面，所述啮合部分允许用于建立连接的所述连接装置沿着引出导体的触点轨道移动，但同时不施加接触力，例如在连接件壳体连接到太阳能模块的过程中，工具将弹性实施的接触区域移出其接触位置。这样，在弹性实施的接触区域在接触位置接触引出导体并施加接触压力之前，可以被非接触地引导通过所述引出导体。根据本发明，因此在与连接设备接触的过程中，有效防止了太阳能模块的引出导体发生位移。这样，就不需要在单独的操作步骤中通过将引出导体抵靠靠接表面而稳定引出导体。

如果引出导体设计成连接箔片，例如呈平坦狭片形式、具有相对较低的刚性时，本发明的构思已经证明特别具有优势。较低的内在刚性使得连接箔片在与连接设备的触点接触过程中存在连接箔片相对容易发生位移的风险。这种风险借助本发明的构思得以抵消，这在于所述啮合部分允许在连接件壳体连接到太阳能模块的相同操作中，弹性实施的接触区域具有优势方便地离开其接触位置。

所提供的啮合部分原则上可以是任何类型的设备，这种设备适合与对应工具相互作用以使弹性实施的接触区域离开其接触位置。例如，所提供的啮合部分是开口、狭槽、间隙或凸起，例如呈杠杆等形式的工具可以与之啮合并施加作用。一般来说，可以提供任何类型的啮合设备，该啮合部分为工具形成工作表面，以便移动弹性实施的接触区域离开其接触位置，即打开它。

在本发明的一种实施方式中，所述连接装置具有相对着弹性实施的接触区域的配合接触区域，所述弹性实施的接触区域实施成在处于接触位置时，将引出导体抵靠所述连接装置的所述相对的配合接触区域。这样允许确保引出导体两侧的有效接触，而不需要单独的连接接触表面，引出导体首先放置在该单独的连接接触表面周围。

例如，啮合部分实施成间隙或狭槽形式，以便弹性实施的接触区域简单地借助啮合工具而从所述连接装置的所述相对的配合接触区域离开。换句话说，所述连接装置可以通过啮合工具而打开，使得弹性实施的接触区域从所述连接装置的所述相对的区域离开，以便引出导体可以***其中。在该示例中，所述打开操作根据工具的厚度来完成。因此，不需要所述工具进行另外的枢转运动或类似运动。

在替代实施方式中，所述啮合部分可以根据位于接触区域自由端的槽形弯折部来实施。在这种情况下，工具可以***由该弯折部形成的凹陷中。但是，在这种实施方式中，需要工具枢转运动来打开接触区域。

根据进一步优选的实施方式，所述啮合部分设置在所述连接区域附近。在这种实施方式中，所述连接区域的宽度小于所述接触区域和配合接触区域的宽度，以便在所述连接区域的两侧形成可以从上方进入的间隙，对应的工具可以啮合该间隙。因此，所述工具啮合在所述弹性实施的接触区域和所述连接装置的所述相对的配合啮合区域之间，以便将所述接触区域分开。在该示例实施方式中，仅仅所述工具的厚度引发了所述运动，即可以考虑让工具进行枢转运动，但并不是必需。

例如，所述连接装置实施为具有配合接触区域的弯曲弹簧触点，该弯曲弹簧触点模制成载流部件并且经由弯曲连接区域与所述弹性实施的接触区域合并。例如，所述弹性实施的接触区域和所述连接区域联合形成大致S形或Z形截面。

在本发明进一步的实施方式中，至少一个***或焊珠形成在面对所述配合接触区域的接触区域侧部。所述***或焊珠例如可以用来形成至少一个与引出导体接触的接触点或接触表面。因此，可以特别设置多个接触点或接触表面，以增大接触可靠性。此外，所述***或焊珠可以用来更好地固定所述箔片。

优选，所述载流部件实施为总线(bus bar)，连接区域设置在总线第一侧，用来连接至少一个电导体，而连接装置可以设置在相对着第一侧的总线第二侧上。在第一侧的所述连接区域中，例如可以间接或直接连接连接线缆，以便将太阳能模块例如连接到另一个太阳能模块或外部用电器。

为了提供简单的连接区域，所述总线可以在第一侧的连接区域连接到触点，所述触点在远离总线的一侧形成***式连接设备的一部分，外部导体可以连接到该***式连接设备。因此，所述总线可以经由所述触点连接到例如设置在连接线缆上的插头连接件。

本发明其他具有优势的实施方式和发展在从属权利要求中公开。

附图说明

以下将参照附图更为详细地说明本发明，所述附图示于草图中并示出了与本发明相关的实施方式。在草图中：

图1是符合本发明的连接到连接设备的示例光电太阳能模块的示意截面图；

图2是符合本发明第一实施方式的连接件壳体，载流部件布置在其中，并且连接装置模制到所述部件上；

图3是图2所示连接件壳体的平面图和侧视图；

图4-6分别是符合本发明第二实施方式的呈总线形式的载流部件的透视图，连接装置模制在总线上，用于接触从如图1所示太阳能模块引出的电导体；和

图7是设置在太阳能模块上的总线的示意截面图，所述总线具有如图2所示的符合第一实施方式的模制连接装置。

附图标记

1    连接设备

2    连接线缆

3    引出导体

10   连接件壳体

11   壳体顶盖

12   通风装置

20   总线

21   第一侧

22   第二侧

30   连接装置

31   接触区域

32   配合接触区域

33   连接区域

34   ***

41、42、43    啮合部分

51、52        接触点

60   连接区域

61   触点

62   触点引出通道

70   ***式连接设备

80   紧固设备

100  太阳能模块

101  第一层

102  太阳能单元

103  第二侧

104  电连接***

105  引出通道开口

107  粘结层

F、P 方向箭头

W    工具

A    工具臂

具体实施方式

图1是一种光电太阳能模块的示意截面图(并非真实比例)，该模块设置有呈连接出口或连接箱形式的连接设备。太阳能模块100包括分层布置，所述分层布置具有板状、照射侧第一层101，所述第一层可以设计成玻璃板或箔片状的层形式。此外，太阳能模块100包括板状第二层103，所述第二层远离所述照射侧并且可以实施为玻璃板或箔片状的层形式。在本实施方式中，层101和103设计成单独的玻璃板。在两个层101和103之间设置有至少一个太阳能单元102或由多个太阳能单元102组成的布置，所述太阳能单元或太阳能单元组成的布置在受到光照时，利用光电效应提供电能。太阳能单元102连接到电气连接***104。所述电气连接***在图1中简单示出，并且特别用于电气互联太阳能单元并且将它们连接到外部环境。电气连接***104例如包括铜箔，铜箔一方面与太阳能单元102的背部电接触，另一方面与太阳能模块的一个或多个电导体3合并，或者连接到太阳能模块的至少一个电导体3，所述电导体例如设计成连接箔片或连接条带的形式并且引出到太阳能模块之外。太阳能模块100的电连接***104可以经由一个或多个这种箔片导体3连接到外部连接线路2，该线路例如呈太阳能连接线缆形式。

在图1中还示出了连接设备1紧固到层103的背部，该连接设备例如借助粘结剂107形成的粘结结合而形成太阳能模块的外表面，以下将会详细说明。此外，层103具有贯穿开口105，电导体3，例如箔片导体形式的电导体，通过该开口可以引导到连接设备1。

图2和3示出了连接件壳体10的实施方式，该连接件壳体中布置有部件，诸如可以用于连接设备1的部件。例如，连接件壳体10包含示例载流部件20，该载流部件布置在其中并设计成总线形式，如图4-6中更为详细地显示。图2至7中所示个别部件的构成以及操作模式将在以下详细说明。

如图2和7中更为详细地显示，并且两者相结合地观察，引出导体3通过层103的贯穿开口105沿着基本上垂直方向被引出太阳能模块，从而被连接装置30接触。引出导体例如设计成箔片导体。在本实施方式中，连接装置30实施为弯曲弹簧触点，并且具有模制在总线20上的区域32，并且区域32经由弯曲连接区域33与弹性实施的触点区域31合并。

模制在总线20上的区域32形成与弹性实施的触点区域31相对的配合触点区域。在这种情况下，弹性实施的触点区域31在如图7所示的接触位置时抵靠配合触点区域32压靠引出导体3。在所述接触位置，特别在接触点或接触表面51处提供接触，形成触点区域31的腿部压靠弹簧触点30的相对的配合触点区域或腿部32。在该实施方式中，配合触点区域32基本上垂直地模制在总线20上。图7示出了在这方面弹性实施的触点区域31和连接区域33共同地形成S形或Z形截面。因此，箔片导体3可以***形成在弹簧触点30的腿部之间的中间空间内，并且可以被接触。为了增大接触可靠性，弹性实施的触点区域31可以具有一个或多个***或焊珠34，从而与箔片导体3形成一个或多个额外接触点52或者接触表面。

在根据图2和3的连接件壳体10内，本实施方式仅提供一条总线20，该总线的设计类型和布置应该认为仅仅作为示例，并且还可以根据需要变化。此外，所用总线的数目也可以根据需要变化。在所述总线的第一侧21上，提供连接区域60，用于连接到至少一个电导体61。导体61例如可以设计成触点，特别是触点销，焊接或者通过其他方式连接到总线20的连接区域60。显然，导体本身也可以直接焊接在其上。在相对着第一侧21的总线第二侧22上，提供呈弯曲弹簧触点形式的连接区域30，正如上面更为详细说明的那样。

在连接区域60内，总线20可以经由触点61连接到到连接线缆2的一个或多个导体。所述连接线缆并未在图2中更为详细地示出。触点61为此目的在远离总线20的侧部形成一部分***连接设备70，连接线缆2例如可以经由适当的对应插头连接件连接到该连接设备。触点61固紧在连接件壳体10的触点通道62内，并且在***链接设备70侧部形成销触点，所述销触点可以连接到连接线缆2侧部上的对应插座触点。原则上，在这种连接中可以考虑任何类型的连接方案。

总线20例如互锁或通过其他方式紧固到连接件壳体10内的对应锁定元件。为此，总线20在第一侧21和第二侧22之间的区域内具有至少一个紧固部分80，所述紧固部分用来将总线20固定在连接件壳体10内。紧固部分80例如具有一条或多条互锁臂(从图4-6中可以到)，这些互锁臂与连接到连接件壳体的壳体底部的对应配合互锁装置啮合，如图2所示。连接件壳体10被壳体顶盖11闭合，并且可以经由通风装置12吸气或排气。

除了上述用于一方面接触引出导体3另一方面接触连接线缆2的连接区域之外，总线20还可以具有用于接触二极管部件的接触区域，特别是在多条总线布置在连接件壳体10中的实施方式中。这种二极管部件尤其可以执行旁路二极管的功能。

图2和7示出了符合第一实施方式的连接装置30，所示接触区域31处于接触位置。在第一实施方式中，接触区域31的自由端实施为槽形弯折部43。该槽形弯折部43形成啮合部分43。为了接触导体3，工具W***啮合部分43随后沿着箭头P的方向移动。因此，接触区域31移出接触位置，由此在接触区域31和配合接触区域32之间形成间隙。导体3***该间隙且工具W被向后抽出啮合部分43，由此接触区域31向配合接触区域32推压导体3。

可以选择的是，啮合部分可以实施地靠近连接区域33，而非位于接触区域31的自由端。这种第二实施方式将在以下参照图4至6更为详细地说明。

图4示出了连接区域33的宽度小于接触区域31和配合接触区域32各自的宽度。由于连接区域33的横向轴线固定成让所述横向轴线与接触区域31和配合接触区域32的纵向轴线对准，所以可以从上方进入的间隙41、42形成在连接区域33的两侧上。因此，间隙41和间隙42共同地形成根据该可选实施方式的啮合部分。如图6所示，随着工具在F方向运动，工具W的臂A***各间隙41、42。由于臂A的***，弹性实施的接触部分31离开接触位置。特别是，离开接触位置的这种运动仅通过工具沿着F方向***来完成，即不再需要像第一实施方式那样，后续进行的工具枢转运动。臂A的厚度决定了接触区域31能从配合接触区域32离开多远。

在啮合部分的两种实施方式中，箔片导体3均以非接触方式***。工具的定位运动以及***和抽回例如可以在相同安装设备的协助下以完全自动化的方式在一个操作中完成。

因此，在连接件壳体10的定位运动中，弹簧触点30在这种情况下可以非接触地沿着引出导体3部分地在其上移动。在壳体底部定位并粘结接合到太阳能模块且借助壳体顶盖11闭合之后，设置在连接件壳体10内的部件就受到保护，不受环境影响。与此同时，确保了弹簧触点30可靠地接触引出导体3。

弹簧触点30的所述区域中的电连接区域容易触及。特别是，可以非常容易地接触引出连接箔片，这是因为壳体侧部连接区域非常容易触及。此后，在定位运动中，连接件壳体10可以定位成形成致密的密封件并且可以在该过程中建立所述接触。由于弹簧触点30预先开口，所以在连接件壳体定位过程中，对应的连接箔片并不通过弹簧触点力进行加载和位移，也不需要借助单独的靠接表面来支持。

Claims (14)

1.一种用于连接到太阳能模块的电连接***的连接设备，包括：

布置在所述太阳能模块的外表面上的连接件壳体；

连接装置，所述连接装置布置在所述连接件壳体中，并且具有用于接触太阳能模块的导体的至少一个弹性实施的接触区域以及与该弹性实施的接触区域相对的配合接触区域，每一个的宽度大于将所述配合接触区域与所述弹性实施的接触区域彼此连接在一起的连接区域的宽度；以及

啮合部分，所述啮合部分位于所述连接装置上，并且用于啮合一工具，以便在所述弹性实施的接触区域中移动该连接装置。

2.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述弹性实施的接触区域和所述配合接触区域配置成在所述导体上施加相应的接触力。

3.如权利要求2所述的连接设备，其特征在于，所述啮合部分实施成使得所述弹性实施的接触区域可以通过啮合所述工具而从所述配合接触区域离开。

4.如权利要求2所述的连接设备，其特征在于，所述弹性实施的接触区域具有至少一个***或焊珠，形成与所述导体接触的接触点。

5.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述连接区域是弯曲连接区域，以及所述连接装置实施为弯曲弹簧触点。

6.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述啮合部分设置在所述连接区域附近。

7.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述啮合部分处于一间隙中，该间隙由所述弹性实施的接触区域和所述配合接触区域来限定。

8.如权利要求7所述的连接设备，其特征在于，所述间隙形成在所述连接区域的两侧上。

9.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述啮合部分实施在所述弹性实施的接触区域的自由端。

10.如权利要求9所述的连接设备，其特征在于，所述啮合部分实施为槽形弯折部。

11.如前述权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述连接装置可形成在至少一个导体部件上，所述导体部件布置在所述连接件壳体中。

12.如权利要求11所述的连接设备，其特征在于，所述导体部件实施为总线，具有设置在所述总线的第一侧的连接区域，用于连接至少一个触点，所述连接装置设置在相对着所述第一侧的所述总线的第二侧。

13.如权利要求12所述的连接设备，其特征在于，所述总线连接至形成***式连接设备的一部分的至少一个触点，所述导体连接到所述***式连接设备。

14.如权利要求12所述的连接设备，其特征在于，还包括设置在所述连接区域和所述连接装置之间的所述导体部件的至少一个紧固部分，该至少一个紧固部分将所述导体部件紧固在所述连接件壳体中。