DE10052538A1

DE10052538A1 - Solarmodul

Info

Publication number: DE10052538A1
Application number: DE10052538A
Authority: DE
Inventors: Lothar Ginzel; Dirk Schulte; Ernst Udo Bloebaum
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2002-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit zwei parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben zwischen denen innerhalb einer Folie mindestens eine Solarzelle eingebettet ist, die durch aus dem Solarmodul herausgeführte Leitungen elektrisch angeschlossen ist. Um die Leitungen lagesicher zu positionieren und vor Beschädigungen geschützt aus dem Solarmodul herauszuführen, ist ein Anschlusselement an und zwischen Stirnseiten zwischen den beiden Glasscheiben angeordnet, wobei durch Freiräume voneinander beabstandet angeordnete Zähne zwischen den Glasscheiben liegen und die Zähne durch einen an mindestens einer Stirnseite anliegenden Streifen miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarmodul nach dem Oberbegriff des Patent anspruches 1. Das Solarmodul besteht aus zwei parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben zwischen denen innerhalb einer Folie mindestens eine Solarzelle eingebettet ist, die durch aus dem So larmodul herausgeführte Leitungen elektrisch angeschlossen ist.

Aus der EP 0 445 598 A2 ist ein laminiertes Solarmodul bekannt gewor den, bei dem die üblicherweise aus den Solarmodulen herausgeführten elektrischen Anschlüsse in einem Gehäuse zusammengeführt werden. Dieses Gehäuse weist dabei eine Schutzdiode auf, die als gesperrte Diode die in dem Solarmodul angeordneten einzelnen Zellen, die in Serie geschaltet sind, überbrückt. Dabei besteht das Gehäuse aus Kunststoff und ist im Inneren durch einen Silikonkleber ausgegossen, der gleichzeitig auch dafür verwendet wird, das Gehäuse außen auf der mit einer Glas scheibe verbundenen EVA-Folie zu verbinden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Solarmodul nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1 derart zu gestalten, dass die elektrischen Anschlussleitungen lagesicher positionierbar und vor Beschädigungen geschützt aus dem Solarmodul herausführbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche geben dabei weitere Ausgestaltungen des erfin dungsgemäßen Gedankens wieder.

Erfindungsgemäß wird für den elektrischen Anschluss eines Solarmodu les, dessen Solarzellen zwischen zwei Glasscheiben innerhalb einer Folie eingebettet sind, ein Anschlusselement verwendet, das mehrere durch Freiräume beabstandete Zähne auf. Die Zähne sind mittels eines Streifens einstückig miteinander verbunden, wobei in dem Streifen zwischen den Anbindungsstellen der Zähne Ausnehmungen ausgebildet sind, die als Fortsetzung der Freiräume dienen. Die Anschlussleitungen werden inner halb der Freiräume und Ausnehmungen verlegt.

Die Freiräume zwischen den Zähnen ermöglichen eine lagesichere Posi tionierung der Anschlussleitungen zwischen den Glasscheiben und eine ordnungsgemäße Ausführung zu weiteren innerhalb und außerhalb des Solarmoduls bzw. der Glasscheiben angeordneten elektrischen Bauele menten.

Die Zähne sind mittels des Streifens einstückig miteinander verbunden, wobei die Freiräume in dem Streifen enden und die Anschlussleitungen durch Ausnehmungen geführt werden. Der Streifen ist von der Zahnreihe abgebogen, so daß eine vorteilhafte flächige Anlage an den Stirnseiten der Glasscheiben geschaffen wird. Der Streifen ist dabei in Abhängigkeit von der Gestaltung der Stirnseiten abgebogen und ausgeformt. Hierdurch wird gleichzeitig ein Kantenschutz für die Glasscheiben geschaffen. Die maximale Breite des Streifen entspricht der Dicke der entsprechenden Glasscheibe, damit gewährleistet ist, dass das Solarmodul außenseitig flächenbündig ausgebildet ist und keine Überstände aufweist.

Die Zähne des Anschlusselementes ermöglichen zusätzlich im Bereich der Leitungsausführung die exakte Einhaltung des Scheibenabstandes. Hier durch wird gewährleistet, dass die Anschlussleitungen nicht durch Quet schung beschädigt werden. Vorteilhafterweise entspricht die Dicke der Zähne/Zahnreihe im wesentlichen der Dicke der Verbundfolie. Durch diese Maßnahme können die aus der Verbundfolie austretenden Anschlusslitzen vor Beschädigungen geschützt werden.

Das Ausführen elektrischer Leitungen von Solarmodulen wird vorzugs weise an Befestigungsstellen der Solarmodule vorgenommen. Hierzu sind kreisrunde Bohrungen in dem Solarmodul, dass heißt in den Glasscheiben und der Folie, eingebracht. Das Anschlusselement wird an den Bohrungs rändern der Glasscheiben eingesetzt und ist demzufolge rund ausgebildet und weist eine prinzipiell zahnradförmige Struktur auf. In Abhängigkeit von der geometrischen Form der Scheibenauslässe sind auch andere, zum Beispiel mehreckige, Anschlusselemente möglich. Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist das Anschlusselement zwei in entgegengesetzter Richtung von den Zähnen abstehende Streifen auf, welche an den Stirn seiten der benachbarten Glasscheiben flächig und schützend anliegen.

Bei umfangsseitigen Leitungsausführungen sind auch längsgestreckte Anschlusselemente möglich, die dann an den Rändern der beiden Glas scheiben anliegen und somit das gesamte Solarmodul rahmenartig, auch als Ersatz für einen Rahmen, umgeben. In diesem Fall sind die Streifen an ihren Endabschnitten mit Fortsätzen versehen, welche die Glasscheiben formschlüssig umgreifen, so dass auch eine lagesichere Fixierung erfolgt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind an dem Streifen Taschen oder andere Einrichungen zur Aufnahme von elektrischen Bauelementen z. B. Dioden, ausgebildet, so daß gleichzeitig eine entsprechende Verschaltung der Signale innerhalb des Anschlusselementes erfolgen kann.

Das Anschlusselement besteht vorzugsweise aus einem isolierenden und formstabilen Material, insbesondere Kunststoff, so dass es auch unter ver stärkter Sonneneinstrahlung und damit einhergehender extremer Erwär mung zu keiner nennenswerten Veränderung der gegenseitigen Positio nierung der beiden Glasscheiben kommen kann. Als sehr vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass das Anschlusselement als spritzgegossener Kör per hergestellt wird.

Vorteilhafterweise sind die Zähne und die Streifen über die EVA-Folie mit den Glasscheiben verklebt. Eine solche Befestigung ist einfach herzustel len, gewährleistet aber trotzdem eine sichere und dauerhafte Verbindung des Anschlusselementes mit den Glasscheiben, so dass das Eindringen von Verunreinigungen im wesentlichen ausgeschlossen ist.

Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung des Solarmoduls, wenn das Einbringen des Anschlusselementes in den Herstellungsprozeß des Solarmoduls integriert ist. Somit kann das Anschlusselement ohne zusätz lichen Herstellungsaufwand eingebracht werden. Darüber hinaus kann das Solarmodul bereits bei der Herstellung dichtend versiegelt werden, so dass das Eindringen von Verunreinigungen nahezu ausgeschlossen wer den kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, das Anschlussele ment nachträglich zwischen die Glasscheiben einzusetzen.

Der verbleibende Innenraum eines runden oder mehreckigen Anschluss elementes kann durch eine nicht leitende Vergußmasse ganz oder teilweise nach Installation weiterer Bauelemente bereits innerhalb des Fertigungsprozesses ausgegossen werden. An dem Anschlusselement können Ansätze ausgebildet sein, die nach Aushärten der Vergußmasse eine zusätzliche Verbindung, in Form eines Formschlusses, darstellen.

Das Anschlusselement kann mit einem abnehmbaren Deckel verschlos sen werden. Innerhalb des Deckels sind Kabeldurchführungen vorhanden, die eine Ableitung der aus dem Anschlusselement herauskommenden Leitungen sicherstellt.

Es ist jedoch auch möglich, dass an dem Anschlusselement eine punkt förmige Halterung für das Solarmodul befestigt wird. In einem solchen Falle schließt sich unmittelbar an dem freien Ende des Anschlusselemen tes kein Deckel zum Verschluß des Anschlusselementes an, sondern eine Konstruktion, die es zuläßt, an einer Wand bzw. Unterkonstruktion eines Gebäudes oder einer anderen Einrichtung angelenkt zu werden. In diesem Falle wird beispielsweise der Schaft einer Halterung mit einem Teil des Anschlusselementes durch Kraft- und Formschluß verbunden. Durch die Halterung werden die vorgenannten oder weitere Leitungen abgeführt.

Die Erfindung wird anhand nachfolgender schematisch dargestellter mög licher Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines Anschlusselementes.

Fig. 2 Eine Draufsicht des Anschlusselementes gemäß Fig. 1.

Fig. 3 Eine Schnittdarstellung des Anschlusselementes gemäß Linie A-A in Fig. 2.

Fig. 4 Eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausfüh rungsbeispieles eines Anschlusselementes.

Fig. 5 Eine Schnittdarstellung eines Solarmoduls, wobei das An schlusselement gemäß der Fig. 1 montiert ist.

Fig. 6 Eine perspektivische Ansicht des Solarmodules gemäß Fig. 5.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in der nachfolgenden Beschrei bung mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Ein in den Fig. 1 bis 6 dargestelltes Anschlusselement 1 wird bei So larmodulen 2 eingesetzt, um elektrische Leitungen 3 lagesicher und be schädigungsfrei aus dem Solarmodul 2 führen zu können. Dabei besteht das Solarmodul 2 im wesentlichen aus zwei Glasscheiben 4 und 5 zwi schen denen innerhalb einer Folie 6, vorzugsweise aus EVA, Solarzellen 7 eingebettet sind.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein prinzipiell zahnradförmiges Anschlussele ment 1 dargestellt. Ein Streifen 8 ist in dem Ausführungsbeispiel als kreis runder Ring ausgeführt und weist unterseitig sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte Zähne 9 auf, die radial auswärts abgewinkelt sind. Die Zähne 9 sind einstückig an dem Ring 8 angebunden und ringsegmentartig ausgebildet. Zwischen den Zähnen 9 sind entsprechende Freiräume 10 ausgestaltet. Die Freiräume 10 bilden in dem Ring 8 Ausnehmungen 11, durch welche nach der Montage in ein Solarmodul 2 die Leitungen 3 ge führt werden. Das Anschlusselement 1 besteht vorzugsweise aus Kunst stoff, das fertigungstechnisch einfach durch ein Spritzgußverfahren her stellbar ist.

In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussele mentes 1 dargestellt, dass sich gegenüber dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Anschlusselement 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass beiderseits der Zähne 9 Streifen 8 in Form kreisrunder Ringe angeformt sind. Hierdurch wird ein optimaler Kantenschutz erreicht, da beide Glas scheiben 4 und 5 an ihren Stirnseiten 12 und 13 abgedeckt werden.

Das Anschlusselement 1 ist als Ringelement dargestellt. Es versteht sich, dass die geometrische Form des Anschlusselementes 1 beliebig sein kann. In der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch der Einfachheit hal ber stets von einem runden Anschlusselement 1 ausgegangen.

Das in den Fig. 5 und 6 mit 2 bezeichnete Solarmodul ist nur schema tisch in einem Ausschnitt dargestellt. Dabei besteht das Solarmodul 2 im wesentlichen aus zwei Glasscheiben 4 und 5 zwischen denen innerhalb einer EVA-Folie 6 Solarzellen 7 eingebettet sind. Um eine Befestigung eines Solarmoduls 2 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Punkthalters zu ermöglichen, befindet sich in der Glasscheibe 4 eine Boh rung 14. Ebenfalls ist in der EVA-Folie 6 und in der Glasscheibe 5 eine Bohrung 15 bzw. 16 vorhanden.

Das Anschlusselement 1 wird mit den Zähnen 9 ebenfalls zwischen den Glasscheiben 4 und 5 zumindest teilweise innerhalb der EVA-Folie 6 ein gebettet, um die Leitungen 3 lagesicher zu positionieren und beschädi gungsfrei herausführen zu können. Die Leitungen 3 werden zwischen den Glasscheiben 4 und 5 positioniert und durch die Freiräume 10 und die Ausnehmungen 11 zwischen den Zähnen 9 nach außen in die Bohrungen 14, 15, 16 geführt. Anschließend wird die EVA-Folie 6 aufgeschmolzen und bildet mit den Solarzellen 7, den Leitungen 3 und dem Anschlussele ment 1 einen Verbund. Die EVA-Folie 6 ist vorzugsweise eine Schmelz kleberfolie, wo durch einen Temperaturvakuumprozess die Solarzellen 7 mit einem Träger, in diesem Falle den beiden Glasscheiben 4 und 5, zu einem Verbund verschmolzen werden. Dabei bilden die Schmelzkleberfo lien nach ihrer Verschmelzung praktisch eine homogene Folie.

Das Anschlusselement 1 gewährleistet an der Stirnseite 12 und 13 der Glasscheiben 4 und 5 einerseits die Lage der Leitungen 3 und anderer seits den Abstand der Glasscheiben 4 und 5. Beschädigungen der her ausgeführten Leitungen 3 werden wirkungsvoll vermieden.

Die Leitungen 3 sind außerhalb der Glasscheiben 4 und 5 abgewinkelt entlang des Ringes 8 aus den Bohrungen 14, 15, 16 geführt und an elek trische Bauelemente 17, hier in Form von Dioden, und weitere Leitungen 18 angeschlossen. Damit die Leitungen 3 sicher eingebettet sind und ins besondere bei einer Ausführung als Litzen auch keine Kurzschlüsse ver ursachen können, ist ein Innenraum 19 eines runden oder mehreckigen Anschlusselementes 1 durch eine Vergussmasse 20 ausgefüllt. Dabei kann auch innerhalb der Vergussmasse 20 ein Bereich in Form einer Bohrung frei gelassen werden, um eine Befestigung eines Solarmoduls 2 mit Anschlusselement 1 an einem Punkthalter sicherzustellen.

Bezugszeichen

1

Anschlusselement

2

Solarmodul

3

Leitung

4

Glasscheibe

5

Glasscheibe

6

Folie

7

Solarzelle

8

Streifen, Ring

9

Zahn

10

Freiraum

11

Ausnehmung

12

Stirnseite

13

Stirnseite

14

Bohrung

15

Bohrung

16

Bohrung

17

Bauelement

18

Leitung

19

Innenraum

20

Vergussmasse

Claims

1. Solarmodul mit zwei parallel und mit Abstand zueinander angeord neten Glasscheiben (4, 5) zwischen denen innerhalb einer Folie (6) mindestens eine Solarzelle (7) eingebettet ist, die durch aus dem Solarmodul (2) herausgeführte Leitungen (3) elektrisch und/oder optisch angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein An schlusselement (1) an und zwischen Stirnseiten (12, 13) der beiden Glasscheiben (4, 5) angeordnet ist, wobei durch Freiräume (10) voneinander beabstandet angeordnete Zähne (9) zwischen den Glasscheiben (4, 5) liegen und die Zähne (9) durch einen an min destens einer Stirnseite (12, 13) anliegenden Streifen (8) miteinan der verbunden sind.

2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (9) gleichmäßig beabstandet sind.

3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Zähne (9) im wesentlichen der Dicke der Folie (6) entspricht.

4. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Streifen (8) flächig an mindestens einer Stirn seite (12, 13) einer Glasscheibe (4, 5) anliegt.

5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Anschlusselement (1) rund oder mehreckig ist.

6. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zähne (9) radial von dem Streifen (8) nach au ßen abstehen.

7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Streifen (8) den Zähnen (9) gegenüberliegend Ansätze aufweist.

8. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zähne (9) durch zwei in entgegengesetzte Rich tungen abstehende Streifen (8) verbunden sind.

9. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass das Anschlusselement (1) aus einem isolierenden und formstabilen Material besteht.

10. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass das Anschlusselement (1) mit den Glasscheibe (4, 5) kraft- und formschlüssig durch Verkleben verbunden ist.

11. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass das Einbringen des Anschlusselementes (1) in den Herstellungsprozess des Solarmoduls (2) integriert ist.

12. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass das Einbringen des Anschlusselementes (1) nach träglich erfolgt.

13. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem Streifen (8) des Anschlusselementes (1) Ein richtungen vorhanden sind, in die elektrische und/oder optische Bauelemente (17) anordbar sind.

14. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Innenraum (19) eines runden oder mehreckigen Anschlusselementes (1) durch eine Vergussmasse (20) ganz oder teilweise ausgefüllt wird.

15. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass das Anschlusselement (1) durch einen Deckel ver schlossen wird.

16. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass sich an das Anschlusselement (1) eine biegemo mentfreie Halterung für das Solarmodul (2) anschließt.

17. Solarmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung hohl ist und zur Ableitung von Leitungen (3, 18) dient.