DE102005020129A1

DE102005020129A1 - Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie

Info

Publication number: DE102005020129A1
Application number: DE102005020129A
Authority: DE
Inventors: Günter Feldmeier; Andreas Wöber; Heinz Scherer
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-09
Also published as: EP1717866A3; JP2006310866A; EP1717866A2; EP1717866B1; US20060243318A1; CN100533779C; CN1866547A

Abstract

Ein Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie enthält eine Schichtenanordnung (2), umfassend eine flächenartige erste Schicht (21), eine flächenartige zweite Schicht (22), die mit einem Abstand zu der ersten Schicht (21) angeordnet ist, und wenigstens eine Solarzelle (25) zur Erzeugung von elektrischer Energie infolge eingestrahlter Strahlung, die zwischen der ersten und zweiten Schicht (21, 22) angeordnet ist. Ein elektrisches Anschlusssystem (3) dient zur elektrischen Verschaltung der Solarzelle (25) und umfasst ein Verbinderelement (4-1, 7, 8, 9) zum externen elektrischen Anschluss des Moduls. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird durch eine Ausformung des Verbinderelements (4-1), derart, dass dieses ein mechanisches Anschlussmittel (41-1) für ein weiteres Verbinderelement (4-2) enthält, erreicht, dass das Verbindersystem modular erweiterbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird durch eine dreidimensionale Ausformung des Verbinderelements (7, 8, 9) außerhalb der Schichtenanordnung (2) erreicht, dass dieses beispielsweise im Eckbereich des Solarpanels oder zu einem gewissen Teil auf einer Hauptfläche des Solarpanels angeordnet werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer Schichtenanordnung umfassend eine flächenartige erste Schicht, eine flächenartige zweite Schicht, die mit einem Abstand zu der ersten Schicht angeordnet ist, und wenigstens eine Solarzelle zur Erzeugung von elektrischer Energie infolge eingestrahlter Strahlung, die zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet ist, sowie mit einem elektrischen Anschlusssystem zur elektrischen Verschaltung der Solarzelle.
Ein Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie umfasst typischerweise eine Schichtenanordnung aus einer flächenartigen, vorderseitigen Schicht, beispielsweise einer Glasabdeckung mit geringem Absorptionsgrad, und einer flächenartigen zweiten Schicht, beispielsweise einer rückseitigen Glasabdeckung. Die einzelnen Solarzellen, die durch einen photovoltaischen Effekt zur Erzeugung von elektrischer Energie beitragen, sind zwischen diesen Schichten angeordnet und werden beispielsweise mit Kupferbändern innerhalb der Schichtenanordnung untereinander verschaltet. Zusätzlich wird das so gebildete Solarpanel mit einem Rahmen aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff versehen. Um höhere Spannungen und Ströme zu erreichen, werden durch Reihen- und Parallelschaltung von Solarzellen mehrere Solarzellen zu Solarmodulen zusammengefasst. Solarmodule dieser Art werden im Allgemeinen unter mechanischer und elektrischer Verbindung zu Solarmodulanordnungen zusammengesetzt, wobei die elektrischen Anschlusssysteme der unterschiedlichen Solarmodule zur elektrischen Verschaltung ihrer jeweiligen Solarzellen durch entsprechende elektrische Verbindungsstücke miteinander verbunden werden.

Ein Solarmodul der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus EP 0 798 787 A2 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein photovoltaisches Solarmodul in Plattenform, insbesondere zur Verwendung als Fassaden- oder Dachelement. Innerhalb des Solarmoduls sind Anschlussleitungen zum elektrischen Verbin den mit benachbarten weiteren Solarmodulen in den Bereich des Randes geführt, wobei die Anschlussleitungen an einer in den Scheibenzwischenraum ragenden, in das Gießharz oder die Verbundfolie eingebetteten Anschlussfahne befestigt und aus dem Plattenaufbau herausgeführt sind. Die Anschlussfahne ist mit einer sich außerhalb des Plattenaufbaus erstreckenden Isolierhülse verbunden, wobei deren Anschlusselemente mit jeweils einer durch die Isolierhülse gelegten Anschlussleitung verbunden und mit entsprechenden Anschlusselementen benachbarter Solarmodule verschaltbar sind. Die Isolierhülse ruht auf dem Rand des Plattenaufbaus, wobei die Anschlussfahne starr mit der hohlzylindrischen Isolierhülse verbunden ist, die sich bevorzugt über die gesamte Länge des Moduls erstreckt. Ein Vorteil eines derartigen Solarmoduls ist, dass auch Baupersonal durch einfaches Zusammenfügen von Modulen unter Verwendung der hülsenendseitigen Anschlusselemente solartechnische Systeme installieren kann. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass mittels einer teilweise in den Plattenaufbau integrierten Isolierhülse, die starr mit der Anschlussfahne verbunden ist, nur eine eingeschränkte Flexibilität bei der Anordnung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen erzielbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarmodul der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Anschlusssystem eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Anordnung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen zu einer Solarmodulanordnung, z.B. an einer ebenen Fläche, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Solarmodul der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 9.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem Solarmodul der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das elektrische Anschlusssystem wenigstens ein Verbinderelement zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls aufweist, wobei das Verbinderelement mit der Schichtenanordnung in einem Randbereich derselben über wenigstens ein in die Schichtenanordnung hineinragendes Kontaktelement verbunden ist. Das Verbinderelement weist wenigstens ein mechanisches Anschlussmittel auf, mittels welchem das Verbinderelement mit einem separat geformten, weiteren Verbinderelement verbindbar ist, das seinerseits mit der Schichtenanordnung in dem Randbereich über wenigstens ein in die Schichtenanordnung hineinragendes Kontaktelement verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Solarmodul der eingangs genannten Art ein elektrisches Anschlusssystem auf, das wenigstens ein außerhalb der Schichtenanordnung dreidimensional geformtes Verbinderelement zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls aufweist, das mit der Schichtenanordnung in einem Randbereich derselben über wenigstens ein in die Schichtenanordnung hineinragendes Kontaktelement verbunden ist. Wenigstens ein erster Teil des Verbinderelements erstreckt sich entlang einer Kante der Schichtenanordnung und ein zweiter Teil des Verbinderelements erstreckt sich in einer zu der Kante näherungsweise orthogonalen Richtung.

Mit einem Solarmodul, das nach einem oder beiden genannten Aspekten gemäß vorliegender Erfindung ausgeführt ist, lassen sich hinsichtlich der Flexibilität bei der Anordnung und Verschaltung von mehreren derartigen Solarmodulen folgende Vorteile erzielen: Ein Verbinderelement eines erfindungsgemäßen Solarmoduls kann in einer definierten oder in mehreren definierten Ausführungen vorgefertigt werden und je nach Anforderung bei der Herstellung des Solarmoduls mit der Schichtenanordnung verbunden werden. Es ist hierbei eine flexible Platzierung auf einer Seitenfläche des Moduls bzw. der Schichtenanordnung ermöglicht, so dass insgesamt eine dichte Packung mehrerer Solarmodule zu einer Solarmodulanordnung durch Platzierung eines Verbinderelements an einer entsprechenden geeigneten Stelle geschaffen werden kann. Weiterhin besteht bei einem derartigen Verbindersystem eine modulare Erweiterbarkeit auf mehrere Verbinderelemente dahingehend, dass je nach Anforderung und Größe des Solarpanels entsprechend geformte oder eine entsprechende Anzahl von Verbinderelementen verwendet werden kann. Damit ist es außerdem ermöglicht, unterschiedliche Verschaltungsarten von mehreren Solarmodulen, beispielsweise Serien- und/oder Parallelschaltung mehrerer Solarzellen bzw. mehrerer Solarmodule, mit einem einheitlichen Verbindersystem zu realisieren. Weiterhin sind Verbinderelemente gemäß dem erfindungsge mäßen Solarmodul geeignet, um sogenannte Bypass-Dioden in unterschiedlicher Anzahl auch für große Solarpanels in einem oder in mehreren Verbinderelementen, die mit einem Panel verbunden sind, vorzusehen. Hierbei werden Bypass-Dioden benötigt, damit das Solarmodul bei teilweiser Verschattung oder teilweisem Defekt mit entsprechend reduzierter Leistung weiterarbeiten kann. Die Bypass-Diode ist einzelnen Solarzellen oder einer bestimmten Solarzellenanordnung parallel geschaltet und leitet den erzeugten Strom an nicht arbeitenden Solarzellen vorbei.

Diese genannten Vorteile hinsichtlich der Flexibilität bei der Verschaltung und Anordnung mehrerer Solarmodule werden durch eine bestimmte mechanische Ausformung des Verbinderelements als Teil des elektrischen Anschlusssystems des erfindungsgemäßen Solarmoduls erreicht. Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird durch die Ausformung des Verbinderelements derart, dass dieses ein mechanisches Anschlussmittel enthält, erreicht, dass das Verbindersystem durch Vorsehen eines oder mehrerer weiterer Verbinderelemente, die an das Verbinderelement anschließen, modular erweiterbar ist. Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird durch die dreidimensionale Ausformung des Verbinderelements außerhalb der Schichtenanordnung erreicht, dass dieses beispielsweise im Eckbereich des Solarpanels oder zu einem gewissen Teil auf einer Hauptfläche des Solarpanels angeordnet werden kann. Insgesamt wird eine vielfältige Anordenbarkeit eines Verbinderelements an dem Solarpanel ermöglicht, so dass unterschiedlichsten Einbauverhältnissen und Packungsdichten bei einer Solarmodulanordnung Rechnung getragen werden kann. Es ist hierbei ebenso ermöglicht, die beiden genannten Aspekte der Ausformung eines Verbinderelements miteinander zu kombinieren, sollte dies bei einer bestimmten Anordnung erforderlich sein.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Solarmoduls weist das mechanische Anschlussmittel eine Verrastungsvorrichtung auf, die mit einer korrespondierenden Verrastungsvorrichtung des weiteren Verbinderelements verbindbar ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass das weitere Verbinderelement in das bereits vorgesehene Verbinderelement eingerastet wird, so dass beide verbundenen Verbinderelemente mit der Schichtenanordnung verbunden werden können. Damit kann im Herstellungsprozess das Verbindersystem modular erweitert werden, so dass unterschiedlichen Größen und Einbauverhältnissen von Solarpanels Rechnung getragen werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein elektrischer Verbindungsbereich des Verbinderelements derart ausgebildet, dass eine elektrische Leitung zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls in diesem Verbindungsbereich vorgesehen oder an diesen anschließbar ist. Beispielsweise ist ein elektrisches Kabel an dem Verbinderelement angespritzt oder durch einen Steckverbinder an dem Verbinderelement befestigbar. Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Verbindungsbereich des Verbinderelements auf einer dem mechanischen Anschlussmittel abgewandten Seite angeordnet. Hierdurch kann eine Anordnung von mehreren, ineinander verrasteten Verbinderelementen mit am Ende der Anordnung entweder angespritzten Kabelabgängen oder per Steckverbinder kontaktierten Kabeln geschaffen werden.

In einer Weiterbildung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kontaktiert der erste Teil des Verbinderelements die Schichtenanordnung über eine Seitenfläche derselben, wobei der zweite Teil des Verbinderelements in eine Hauptfläche der Schichtenanordnung hineinragt. Der zweite Teil des Verbinderelements ist derart ausgebildet, dass eine elektrische Leitung zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls an dem zweiten Teil vorgesehen oder an diesen anschließbar ist. Beispielsweise ist der zweite Teil des Verbinderelements derart ausgebildet, dass eine Kontaktierung dieses Teils durch die elektrische Leitung aus oder entgegen der Richtung einer gegenüberliegenden Kante der Schichtenanordnung erfolgt. Dadurch ist es ermöglicht, die Leitungsführung für die externe elektrische Leitung entlang einer Hauptfläche des Solarpanels, beispielsweise auf der Rückseite desselben, auszuführen. Damit ist es ermöglicht, dass mehrere Solarmodule mit ihren Seitenflächen aneinanderstoßen, da die Leitungsführung auf der Rückseite der Solarmodule bewerkstelligt werden kann.

Ein ähnlicher Effekt kann erzielt werden, wenn der zweite Teil des Verbinderelements derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung des zweiten Teils durch die elektrische Leitung aus Richtung entlang der Kante der Schichtenanordnung erfolgt, an welcher der erste Teil befestigt ist. Damit kann die Leitungsführung auf beispielsweise der Rückseite des Solarmoduls, jedoch entlang einer Kante desselben ausgeführt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erste Teil und der zweite Teil des Verbinderelements in einem näherungsweise rechten Winkel miteinander verbunden. Das Verbinderelement ist in einem Eckbereich der Schichtenanordnung angeordnet, wobei der erste und zweite Teil des Verbinderelements an unterschiedlichen Kanten der Schichtenanordnung mit dieser verbunden sind. Dadurch ist es ermöglicht, das Verbinderelement platzsparend in einem Eckbereich des Solarmoduls anzuordnen. Gemäß einer Weiterbildung ist einer der Teile des Verbinderelements derart ausgebildet, dass eine elektrische Leitung zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls an diesem Teil vorgesehen oder an diesen anschließbar ist. Hierbei müssen nicht alle Kabelabgänge bzw. Steckverbinderanschlüsse entlang einer Kante der Anordnung oder in einem orthogonalen Winkel dazu vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang sind auch andere Leitungsführungs-Winkel vorstellbar.

In einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Solarmoduls ist das Verbinderelement derart ausgebildet, dass dieses einen Teil eines Rahmens des Solarmoduls bildet. Dazu weist das Verbinderelement etwa ein Gehäuse aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff auf, das gleichzeitig den Rahmen bildet, oder sich in einen im übrigen Teil des Solarmoduls vorgesehenen Rahmen einpasst.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Solarmoduls darstellen, näher erläutert.
1 zeigt eine Darstellung eines Solarmoduls gemäß der Erfindung in einer frontalen und seitlichen Schnittdarstellung mit einer ersten Ausführungsform eines Verbinderelements,
2 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung eines Solarmoduls gemäß der Erfindung mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbinderelements,
3 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung eines Solarmoduls gemäß der Erfindung mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbinderelements,
4-6 zeigen jeweilige Darstellungen verschiedener Varianten der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen,
7 zeigt eine Darstellung einer weiteren Variante der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen,
8 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung einer zu 7 weiteren Variante der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen.
In 1 ist eine Darstellung eines Solarmoduls gemäß der Erfindung in einer frontalen (1a) und einer seitlichen Schnittdarstellung (1b) mit einer ersten Ausführungsform eines Verbinderelements, eines sogenannten Edgeverbinders, gezeigt. Wie insbesondere anhand von 1b ersichtlich, umfasst das Solarmodul 1 eine Schichtenanordnung 2, die ihrerseits mehrere Schichten umfasst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet eine flächenartige erste Schicht 21 in Form einer Glasplatte eine vorderseitige Glasabdeckung mit geringem Absorptionsgrad, die zum Schutz der Solarzellen innerhalb der Schichtenanordnung dient. Eine zweite flächenartige Schicht 22 ist ebenfalls in Form einer Glasplatte ausgeführt und bildet eine rückseitige Innenplatte des Solarmoduls 1, wobei die Schicht 22 mit einem Abstand zu der ersten Schicht 21 angeordnet ist, unter Bildung eines Zwischenraums. An der Innenseite der er sten Schicht 21 sind eine oder mehrere Solarzellen 25 angeordnet, die ihrerseits innenseitig von einer Folie 24, beispielsweise in Form einer Kupferfolie, kontaktiert werden. Die Solarzellen 25 sind zusammen mit der Folie 24 in Vergussmasse 23 eingebettet, die im Wesentlichen den restlichen Zwischenraum zwischen der äußeren Schicht 21 und der inneren Schicht 22 ausfüllt. Anstelle von Glasplatten kann für die Schichtenanordnung auch ein flexibles, beispielsweise folienartiges transparentes Material verwendet werden, um beispielsweise an dreidimensional geformte Oberflächen, auf welchen die Solarmodule angeordnet werden sollen, angepasst werden zu können.
Wie insbesondere anhand von 1a ersichtlich, sind die einzelnen Solarzellen 25 über ein elektrisches Anschlusssystem 3 seriell verschaltet, wobei die serielle Verbindung der Solarzellen 25 an einzelnen Stellen von Kontaktelementen 5 kontaktiert wird. Weiterhin umfasst das elektrische Anschlusssystem 3 zwei Verbinderelemente 4-1 und 4-2, auch als Edgeverbinder bezeichnet, die zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls 1 dienen, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung des Solarmoduls 1 mit wenigstens einer externen elektrischen Vorrichtung wie einem Verbraucher oder zur Verschaltung mit einem Solarmodul. Die Verbinderelemente 4-1 und 4-2 sind mit der Schichtenanordnung 2 in einem Randbereich 26 derselben jeweils über mehrere in die Schichtenanordnung 2 hineinragende Kontaktelemente 5 verbunden. Die Verbinderelemente 4-1 und 4-2 sind an einer oberen Kante 201 des Solarmoduls 1 angebracht. Die seitlichen Kanten des Solarmoduls 1 sind mit 202 als rechte Kante bzw. 204 als linke Kante bezeichnet. Die untere Begrenzung des Solarmoduls 1 wird durch die untere Kante 203 gebildet. Wie im Zusammenhang mit 1b ersichtlich, ist das Verbinderelement 4-1 (wie auch das in 1b nicht sichtbare Verbinderelement 4-2) auf der oberen Seitenfläche 211 der Schichtenanordnung 2 angeordnet, wobei die Kontaktelemente 5 in das Innere der Schichtenanordnung 2 hineinragen. Dabei sind die Schichtenanordnung 2 und das Kontaktelement 5 nach der Herstellung derart zueinander angeordnet, dass die Folie 24 durch das Kontaktelement 5 kontaktiert wird. Die vorderseitige Oberfläche der transparenten Schicht 21 (in 1b die rechte Oberfläche) bildet eine erste Hauptfläche 221 des Solarmoduls, während die rückwärtige Oberfläche (in 1b die linke äußere Oberfläche) der innenseitigen Schicht 22 eine zweite Hauptfläche 222 des Solarmoduls 1 bildet. Die Hauptflächen sind dabei die einander gegenüberliegenden größeren Oberflächen des plattenartigen Solarpanels, wobei eine der Oberflächen mit geringem Absorptionsgrad auf eingestrahltes Licht ausgerichtet wird und dieses empfängt und die andere dazu gegenüberliegend angeordnet ist. Beide dieser Schichten dienen insbesondere dem Schutz der innenliegenden Solarzellen.
Wie weiter in 1a dargestellt, sind in dem Verbinderelement 4-1 wie auch in dem Verbinderelement 4-2 jeweils mehrere Dioden 6 enthalten, die als jeweilige Bypass-Dioden einen Strom an der zugeordneten Gruppe von Solarzellen 25 des Solarmoduls vorbeileiten, wenn eine oder mehrere Solarzellen einer jeweiligen Gruppe nicht oder nur eingeschränkt zur Erzeugung elektrischer Energie beitragen. Damit kann das Modul bei teilweiser Verschattung und entsprechend reduzierter Leistung weiterarbeiten. Gemäß der Ausführungsform nach 1 sind mehrere in die Schichtenanordnung 2 hineinragende Kontaktelemente 5 vorgesehen, die zur Kontaktierung der Verbinderelemente 4-1 und 4-2 aus der Schichtanordnung 2 herausgeführt sind. Hierbei ist jeweils eine im Verbinderelement 4-1 und 4-2 vorgesehene Diode 6 zwischen die herausgeführten Kontaktelemente 5 geschaltet.
Gemäß der Ausführungsform nach 1 umfasst das Verbinderelement 4-1 ein mechanisches Anschlussmittel in Form einer Verrastungsvorrichtung 41-1, das mit einem korrespondierenden Anschlussmittel in Form einer Verrastungsvorrichtung 41-2 des weiteren Verbinderelements 4-2 verbunden ist. Hierbei ist die Verrastungsvorrichtung 41-1 in Bezug zur korrespondierenden Verrastungsvorrichtung 41-2 des weiteren Verbinderelements derart ausgebildet, dass das weitere Verbinderelement 4-2 stirnseitig auf das Verbinderelement 4-1 zubewegt wird und in einer endgültigen Verrastungsposition mit dem Verbinderelement 4-1 verbunden wird. Die derart miteinander verrasteten Verbinderelemente 4-1, 4-2 werden danach mit der Schichtenanordnung 2 im Herstellungsprozess des Solarmoduls 1 verbunden. Es sind auch andere mechanische Anschlussmittel vorstellbar, wie z.B. Verschraubungen oder derglei chen, wobei eine Verrastungsvorrichtung besonders einfach und schnell ohne zusätzliche Hilfsmittel zu handhaben ist.
Die Verbinderelemente 4-1 und 4-2 weisen jeweilige elektrische Verbindungsbereiche 42-1 bzw. 42-2 auf, die derart ausgebildet sind, dass eine elektrische Leitung 11 bzw. 12 zur Verbindung mit wenigstens einer externen elektrischen Vorrichtung, die beispielsweise auch ein weiteres separates Solarmodul sein kann, in diesem Verbindungsbereich vorgesehen oder an diesen anschließbar ist. Beispielsweise sind die Leitungen 11 und 12 an den jeweiligen Verbindungsbereichen 42-1 bzw. 42-2 angespritzt, oder sind in diesen Bereichen über jeweilige Steckverbinder anschließbar. Wie in der Darstellung nach 1a sichtbar, sind die elektrischen Verbindungsbereiche 42-1 und 42-2 der Verbinderelemente 4-1 und 4-2 auf einer der jeweiligen Verrastungsvorrichtung 41-1 bzw. 41-2 abgewandten Seite angeordnet.
Da an der Stelle der mechanischen Verrastungsvorrichtungen 41-1, 41-2 bzw. an der Stelle des Übergangs von einem Verbinderelement in das andere Verbinderelement keine Diode vorgesehen ist, ist an einem äußeren Kontaktelement 5-1, das mit dem Verbinderelement 4-1 in Kontakt steht, eine elektrische Leitung 13 innerhalb des Anschlusssystems 3 vorgesehen, um das äußere Kontaktelement 5-1 mit dem korrespondierenden äußeren Kontaktelement 5-2 des weiteren Verbinderelements 4-2 zu verbinden. Damit werden beide Kontaktelemente 5-1 und 5-2 direkt miteinander verbunden, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den Verbinderelementen 4-1 und 4-2 hergestellt ist.
Mit einer gemäß 1 dargestellten Anordnung eines Solarmoduls ist es ermöglicht, ein Solarpanel in Form der Schichtenanordnung 2 in einfacher und flexibler Art und Weise über ein Verbindersystem beispielsweise mit einem weiteren Solarmodul zu verbinden. Dabei kann je nach Größe und Art des Solarpanels eine unterschiedliche Anzahl von Verbinderelementen, die miteinander verbunden werden, vorgesehen werden, die insbesondere auch eine jeweilige Anzahl von Bypass-Dioden enthalten. Dadurch ist ein Einsatz dieser Technologie auch bei großen Solarpanels möglich, indem auf eine geeignete Anzahl von Verbinderelementen zurückgegriffen wird. Ein derartiges Verbindersystem verfügt über eine hohe Flexibilität, da an nahezu beliebiger Stelle und in nahezu beliebiger Anzahl von Verbinderelementen unterschiedlichen Modulabmessungen und Modulanordnungen mehrerer Solarmodule Rechnung getragen werden kann.
In 2 ist eine ausschnittsweise Darstellung eines Solarmodus mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbinderelements als sogenannter Edgeverbinder gezeigt. Das Verbinderelement 7 ist außerhalb der Schichtenanordnung 2 dreidimensional geformt und ist nach der Art der Verbinderelemente 4-1 und 4-2 gemäß 1 mit der Schichtenanordnung 2 kontaktiert. Das Verbinderelement 7 gemäß 2 ist dabei derart ausgeformt, dass ein erster Teil 7-1 des Verbinderelements sich entlang der Kante 201 der Schichtenanordnung 2 erstreckt und ein zweiter Teil 7-2 des Verbinderelements sich in einer zu der Kante 201 näherungsweise orthogonalen Richtung erstreckt. Der erste Teil 7-1 des Verbinderelements 7 kontaktiert die Schichtenanordnung 2 über deren Seitenfläche 211, wie in 2 schematisch gezeigt. Der zweite Teil 7-2 des Verbinderelements 7 ragt in eine Hauptfläche 222, im vorliegenden Fall die rückseitige Oberfläche der Schicht 22 (1b), der Schichtenanordnung 2 hinein. Hierbei ist der zweite Teil 7-2 des Verbinderelements 7 als Anschlussbereich derart ausgebildet, dass eine elektrische Leitung 11 zur Verbindung mit wenigstens einer externen elektrischen Vorrichtung an dem zweiten Teil 7-2 vorgesehen, beispielsweise angespritzt, oder an diesen anschließbar ist, beispielsweise über einen geeigneten Steckverbinder.
In der Darstellung nach 2 sind mehrere Varianten eines möglichen Anschlusses des zweiten Teils 7-2 des Verbinderelements 7 in einer gemeinsamen Darstellung gezeigt, wobei die unterschiedlichen Varianten mit I und II gekennzeichnet sind. Gemäß der Variante I erfolgt eine Kontaktierung des zweiten Teils 7-2 durch die elektrische Leitung 11 aus Richtung entlang der Kante 201 der Schichtenanordnung 2, an welcher der erste Teil 7-1 befestigt ist. Gemäß der Variante II erfolgt eine Kontaktierung des zweiten Teils 7-2 durch die elektrische Leitung 11 aus Richtung der gegenüberliegenden Kante 203 (siehe hierzu beispielsweise 1a) der Schichtenanordnung 2. Mit beiden Varianten ist es ermöglicht, eine Leitungsführung für das Solarmodul an der rückseitigen Oberfläche des Moduls vorzusehen, so dass beispielsweise von oben oder von der Seite ein benachbartes Solarmodul vergleichsweise dicht an die Seitenfläche 211 oder 214 angenähert werden kann. In dem Verbinderelement 7 kann auch zudem eine Diode als Bypass-Diode enthalten sein, wie anhand des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bereits näher erläutert, wobei eine solche Diode in 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist.
In 3 ist eine weitere ausschnittsweise Darstellung eines Solarmoduls gemäß der Erfindung mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbinderelements wiedergegeben. Das Verbinderelement 8 (sogenannter Edgeverbinder) gemäß 3 ist ebenfalls außerhalb der Schichtenanordnung 2 dreidimensional geformt und ist, wie anhand von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 näher ausgeführt, mit der Schichtenanordnung 2 in einem Randbereich 26 über wenigstens ein in die Schichtenanordnung 2 hineinragendes Kontaktelement 5 verbunden. Der erste Teil 8-1 des Verbinderelements 8 erstreckt sich entlang der Kante 201 der Schichtenanordnung und ein zweiter Teil 8-2 des Verbinderelements 8 erstreckt sich in einer zu der Kante 201 näherungsweise orthogonalen Richtung, nämlich entlang der Kante 204. Der erste Teil 8-1 und der zweite Teil 8-2 des Verbinderelements 8 sind in einem näherungsweise rechten Winkel miteinander verbunden, wobei das Verbinderelement 8 in einem Eckbereich 27 der Schichtenanordnung 2 angeordnet ist. Hierbei sind der erste und der zweite Teil 8-1, 8-2 des Verbinderelements 8 an unterschiedlichen Kanten 201, 204 der Schichtenanordnung mit dieser verbunden. Wie anhand einer Diode 6 schematisch dargestellt, enthält das Verbinderelement 8 eine Bypass-Diode, deren Funktion bereits mit Bezug auf 1 näher erläutert wurde.
Wie in der Darstellung nach 2 sind auch in der Darstellung nach 3 unterschiedliche Varianten zum elektrischen Anschluss des Verbinderelements 8 in einer gemeinsamen Skizze dargestellt. Mit I ist dabei eine Variante bezeichnet, nach der der Teil 8-2 des Verbinderelements durch die elektrische Leitung 11 aus einer Richtung kontaktiert wird, die auf eine Ebene parallel zu einer der Seitenflächen, im vorliegenden Fall der Seitenfläche 214, der Schich tenanordnung gerichtet ist. Über die Leitung 11 ist das Solarmodul mit wenigstens einer externen elektrischen Vorrichtung, beispielsweise einem weiteren Solarmodul oder einem Verbraucher, verbunden. Mit Variante II ist eine Kontaktierungsmöglichkeit gezeigt, gemäß welcher eine Kontaktierung des Teils 8-1 durch die elektrische Leitung 11 aus Richtung entlang der Kante 201 der Schichtenanordnung 2, an welcher dieser Teil 8-1 befestigt ist, erfolgt. In analoger Weise erfolgt gemäß Variante III eine Kontaktierung des Teils 8-2 durch die elektrische Leitung 11 aus Richtung entlang der Kante 204 der Schichtenanordnung, an welcher dieser Teil 8-2 befestigt ist. Allgemein ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, dass alle Leitungsabgänge bzw. Steckverbinderanschlüsse nicht zwangsläufig parallel zu einer Kante der Schichtenanordnung oder im rechten Winkel dazu ausgerichtet sein müssen. Es sind vielmehr auch 45°-Winkel oder beliebige andere Leitungswinkel vorstellbar.
Mit einem Verbinderelement 8 gemäß 3 ist vorteilhaft ein Verbinderelement in Form eines Eckbausteins geschaffen, der in platzsparender Weise an jeweiligen Ecken des Solarmoduls vorgesehen werden kann, so dass eine flexible Verschaltungsmöglichkeit und Anordnungsmöglichkeit von Verbinderelementen geschaffen ist. Das Verbinderelement 8 gemäß 3 ist weiterhin vorteilhaft als Teil eines Rahmens des Solarmoduls ausgebildet, so dass ein Kantenschutz der Schichtenanordnung 2 einhergeht.
In 4–6 sind jeweilige Darstellungen verschiedener Varianten der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen gezeigt.
Gemäß 4 sind mehrere Solarmodule 1-1, 1-2 und 1-3 in Serie miteinander verschaltet, wobei als Verbinderelement eine Ausführungsform gemäß 3 verwendet wird. Ein jeweiliger Eckverbinder wird an einer der oberen Ecken der Solarpanels 2 angeordnet und mit einer elektrischen Leitung 14 verbunden.
In 5 ist eine Verschaltungsvariante gezeigt, gemäß welcher die Solarmodule 1-1 bis 1-3 parallel verschaltet sind. Die oberen Eckverbinder 8 in der Ausführungsform gemäß 3 sind über eine Leitung 14 miteinander ver bunden, wohingegen die unteren Eckverbinder 8 über eine Leitung 15 miteinander verbunden sind. Die Kontaktbereiche der Eckverbinder 8, über welche die Eckverbinder mit dem jeweiligen Panel 2 verbunden sind, wurden in den Darstellungen gemäß 4 und 5 schattiert dargestellt. In diesen Kontaktbereichen sind die Verbinderelemente über wenigstens ein jeweiliges Kontaktelement 5 mit dem Panel 2 verbunden. Wie anhand von 5 leicht vorstellbar, kann eine gleiche, weitere Anordnung wie gemäß 5 von oben oder von unten relativ dicht an die Modulanordnung gemäß 5 angenähert werden, da sich die Verbinderelemente 8 beider Modulanordnungen nicht gegenseitig berühren. Vielmehr kann bei geeigneter Leitungsführung ein Verbinderelement 8 an ein weiteres, angenähertes Solarmodul relativ dicht angelegt werden, so dass insgesamt eine relativ große Packungsdichte einer Solarmodulanordnung ermöglicht ist.
In 6 ist eine Darstellung eines Solarmoduls 1 in einer Anordnungsvariante gezeigt, die auf dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 beruht. Gemäß der Variante nach 6 wurden mehrere Verbinderelemente 4-1 bis 4-4 durch entsprechende Verrastungsvorrichtungen miteinander verbunden und mit dem Panel 2 kontaktiert. Die Darstellung nach 6 verdeutlicht eine Ausführungsform, gemäß der bei einem größeren Panel 2 entsprechend mehrere Verbinderelemente vorgesehen wurden.
In 7 ist eine Darstellung einer weiteren Variante der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen gemäß der Erfindung gezeigt. Gemäß 7 sind zwei Solarmodule 1-1 und 1-2 parallel miteinander verschaltet, wobei in 7 in einer Darstellung mehrere Varianten von Anschlussmöglichkeiten über jeweilige Verbinder gezeigt sind. Hierbei sind Eckverbinder 9 vorgesehen, die außerhalb der Schichtenanordnung 2 dreidimensional geformt und in der Art und Weise, wie vorstehend anhand der anderen Ausführungsformen eines Verbinderelements beschrieben, mit der Schichtenanordnung 2 verbunden sind. Die Verbinderelemente 9 weisen jeweils einen ersten Teil 9-1 und einen zweiten Teil 9-2 auf, die an der äußeren Begrenzung in einem näherungsweise rechten Winkel miteinander verbunden sind, so dass ein Eckverbinderelement gebildet ist. Die obere Reihe der Verbinderelemente 9 ist derart ausgebildet, dass eine Kontaktierung eines Verbinderelements durch die elektrische Leitung 14 aus einer Richtung erfolgt, die auf eine Ebene parallel zu einer der Hauptflächen 221 der Schichtenanordnung 2 gerichtet ist. Im vorliegenden Fall erfolgt eine Kontaktierung des Verbinderelements 9 durch die elektrische Leitung 14 orthogonal zu der Hauptfläche 221 der Schichtenanordnung 2. In der unteren Reihe der Verbinderelemente 9 erfolgt eine Kontaktierung derselben durch die elektrische Leitung 15 aus einer Richtung, die auf eine Ebene parallel zu einer der Seitenflächen, im vorliegenden Fall der Seitenfläche 213, der Schichtenanordnung 2 gerichtet ist. Das heißt, die untere Reihe der Verbinderelemente 9 wird über Eckverbinder 91 durch die elektrische Leitung 15 von unten kontaktiert, wohingegen die obere Reihe von Verbinderelementen 9 über Eckverbinder 92 und 93 von hinten bzw. von vorne durch die Leitung 14 kontaktiert werden.
Der Rahmen 28 des jeweiligen Solarmoduls kann steckbar bzw. anreihbar ausgebildet sein, wie anhand von 7 durch die segmentweise Unterteilung des Rahmens 28 angedeutet. Der Rahmen 28 kann dabei die Stromführung beinhalten. Ebenso kann ein Rahmenanschlussstück mit einer Diode 6 als Bypass-Diode versehen sein. Die Leitungen 14, 15 können an die jeweiligen Eckverbinder steckbar angeschlossen werden, oder sind in einer weiteren Variante am jeweiligen Eckverbinder angespritzt.
In 8 ist eine ausschnittsweise Darstellung einer zu 7 weiteren Variante der Ausführung und Verschaltung von mehreren Solarmodulen gezeigt. Hierbei sind die Solarmodule 1-1 und 1-2 seriell miteinander verschaltet über verschiedene Varianten von Eckverbindern, wie anhand von 7 bereits ausgeführt.
Wie anhand der Darstellungen nach 7 und 8 erkennbar, sind die jeweiligen Verbinderelemente 9 als Teil des Rahmens 28 des jeweiligen Solarmoduls ausgebildet. Das Verbinderelement 9, wie auch die zuvor beschriebenen Ausführungsformen von Verbinderelementen 4-1, 7 und 8, weist eine Längserstreckung auf, die klein ist gegenüber einer Länge der Schichtenanordnung 2 des Solarmoduls. Damit ist es ermöglicht, nur einen kleinen Teil des Randbe reichs des Solarmoduls mit Verbinderelementen zu versehen, so dass eine hohe Packungsdichte mit benachbarten Solarmodulen ermöglicht ist, wie bereits beschrieben. Auch kann es vorteilhaft sein, die einzelnen Ausführungsformen von Verbinderelementen untereinander zu kombinieren, beispielsweise ein Verbinderelement gemäß 1 mit einem Eckverbinder gemäß 3 zu verrasten. Damit lässt sich die Flexibilität bei der Auslegung des Verbindersystems unter Umständen weiter erhöhen.

1: Solarmodul
1-1, 1-2, 1-3: Solarmodul
2: Schichtenanordnung, Solarpanel
3: Anschlusssystem
4-1, 4-2: Verbinderelement
5, 5-1, 5-2: Kontaktelement
6: Diode
7: Verbinderelement
8: Verbinderelement
9: Verbinderelement
11-15: elektrische Leitungen
21: erste Schicht
22: zweite Schicht
23: Vergußmasse
24: Folie
25: Solarzelle
26: Randbereich
27: Eckbereich
28: Rahmen
7-1: erster Teil
7-2: zweiter Teil
8-1: erster Teil
8-2: zweiter Teil
9-1: erster Teil
9-2: zweiter Teil
41-1, 41-2: Verrastungsvorrichtung
42-1, 42-2: elektrischer Verbindungsbereich
91-93: Eckverbinder
201-204: Kante
211-214: Seitenfläche
221, 222: Hauptfläche

Claims

Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie – mit einer Schichtenanordnung (2) umfassend eine flächenartige erste Schicht (21), eine flächenartige zweite Schicht (22), die mit einem Abstand zu der ersten Schicht (21) angeordnet ist, und wenigstens eine Solarzelle (25) zur Erzeugung von elektrischer Energie infolge eingestrahlter Strahlung, die zwischen der ersten und zweiten Schicht (21, 22) angeordnet ist, – mit einem elektrischen Anschlusssystem (3) zur elektrischen Verschaltung der Solarzelle (25), dadurch gekennzeichnet, dass – das elektrische Anschlusssystem (3) wenigstens ein Verbinderelement (4-1) zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls (1) aufweist, das mit der Schichtenanordnung (2) in einem Randbereich (26) derselben über wenigstens ein in die Schichtenanordnung hineinragendes Kontaktelement (5) verbunden ist, – wobei das Verbinderelement (4-1) wenigstens ein mechanisches Anschlussmittel (41-1) aufweist, mittels welchem das Verbinderelement (4-1) mit einem separat geformten, weiteren Verbinderelement (4-2) verbindbar ist, das mit der Schichtenanordnung (2) in dem Randbereich (26) über wenigstens ein in die Schichtenanordnung hineinragendes Kontaktelement (5) verbunden ist.
Solarmodul nach Anspruch 1, bei dem das mechanische Anschlussmittel eine Verrastungsvorrichtung (41-1) umfasst, die mit einer korrespondierenden Verrastungsvorrichtung (41-2) des weiteren Verbinderelements (4-2) verbindbar ist.
Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das mechanische Anschlussmittel (41-1) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das weitere Verbinderelement (4-2) stirnseitig mit dem Verbinderelement (4-1) verbindbar ist.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein elektrischer Verbindungsbereich (42-1) des Verbinderelements (4-1) derart ausgebildet ist, dass eine elektrische Leitung (11) zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls (1) in diesem Verbindungsbereich (42-1) vorgesehen oder an diesen anschließbar ist.
Solarmodul nach Anspruch 4, bei dem der elektrische Verbindungsbereich (42-1) des Verbinderelements (4-1) auf einer dem mechanischen Anschlussmittel (41-1) abgewandten Seite angeordnet ist.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in dem Verbinderelement (4-1) wenigstens eine Diode (6) enthalten ist, die einen Strom an wenigstens einer Solarzelle (25) des Solarmoduls (1) vorbeileitet, wenn diese nicht oder nur eingeschränkt zur Erzeugung elektrischer Energie beiträgt.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem – mehrere in die Schichtenanordnung (2) hineinragende Kontaktelemente (5) vorgesehen sind, die aus der Schichtenanordnung (2) herausgeführt sind, – jeweils eine Diode (6), die in dem Verbinderelement (4-1) enthalten ist, zwischen die herausgeführten Kontaktelemente (5) geschaltet ist.
Solarmodul nach Anspruch 7, bei dem an einem äußeren Kontaktelement (5-1), das mit dem Verbinderelement (4-1) in Kontakt steht, eine elektrische Leitung (13) vorgesehen ist, um das äußere Kontaktelement (5-1) mit einem korrespondierenden äußeren Kontaktelement (5-2) des weiteren Verbinderelements (4-2) zu verbinden.
Solarmodul zur Erzeugung elektrischer Energie, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – mit einer Schichtenanordnung (2) umfassend eine flächenartige erste Schicht (21), eine flächenartige zweite Schicht (22), die mit einem Abstand zu der ersten Schicht (21) angeordnet ist, und wenigstens eine Solarzelle (25) zur Erzeugung von elektrischer Energie infolge eingestrahlter Strahlung, die zwischen der ersten und zweiten Schicht (21, 22) angeordnet ist, – mit einem elektrischen Anschlusssystem (3) zur elektrischen Verschaltung der Solarzelle (25), dadurch gekennzeichnet, dass – das elektrische Anschlusssystem (3) wenigstens ein außerhalb der Schichtenanordnung (2) dreidimensional geformtes Verbinderelement (7, 8, 9) zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls (1) aufweist, das mit der Schichtenanordnung (2) in einem Randbereich (26) derselben über wenigstens ein in die Schichtenanordnung (2) hineinragendes Kontaktelement (5) verbunden ist, – wobei wenigstens ein erster Teil (7-1, 8-1, 9-1) des Verbinderelements sich entlang einer Kante (201) der Schichtenanordnung ersteckt und ein zweiter Teil (7-2, 8-2, 9-2) des Verbinderelements sich in einer zu der Kante (201) näherungsweise orthogonalen Richtung (204, 222) erstreckt.
Solarmodul nach Anspruch 9, bei dem – der erste Teil (7-1) des Verbinderelements (7) die Schichtenanordnung (2) über eine Seitenfläche (211) derselben kontaktiert und der zweite Teil (7-2) des Verbinderelements in eine Hauptfläche (222) der Schichtenanordnung hineinragt, – der zweite Teil (7-2) des Verbinderelements derart ausgebildet ist, dass eine elektrische Leitung (11) zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls (1) an dem zweiten Teil (7-2) vorgesehen oder an diesen anschließbar ist.
Solarmodul nach Anspruch 10, bei dem der zweite Teil (7-2) des Verbinderelements (7) derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung des zweiten Teils (7-2) durch die elektrische Leitung (11) aus oder entgegen der Rich tung einer gegenüberliegenden Kante (203) der Schichtenanordnung (2) erfolgt.
Solarmodul nach Anspruch 10, bei dem der zweite Teil (7-2) des Verbinderelements (7) derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung des zweiten Teils (7-2) durch die elektrische Leitung (11) aus Richtung entlang der Kante (201) der Schichtenanordnung (2), an welcher der erste Teil (7-1) befestigt ist, erfolgt.
Solarmodul nach Anspruch 9, bei dem – der erste Teil (8-1, 9-1) und der zweite Teil (8-2, 9-2) des Verbinderelements (8, 9) in einem näherungsweise rechten Winkel miteinander verbunden sind, – das Verbinderelement (8, 9) in einem Eckbereich (27) der Schichtenanordnung (2) angeordnet ist, wobei der erste und zweite Teil (8-1, 9-1, 8-2, 9-2) des Verbinderelements an unterschiedlichen Kanten (201, 204) der Schichtenanordnung mit dieser verbunden sind.
Solarmodul nach Anspruch 13, bei dem wenigstens einer der Teile (8-1, 9-1, 8-2, 9-2) des Verbinderelements (8, 9) derart ausgebildet ist, dass eine elektrische Leitung (11, 14, 15) zum externen elektrischen Anschluß des Solarmoduls (1) an diesem Teil (8-1, 9-1, 8-2, 9-2) vorgesehen oder an diesen anschließbar ist.
Solarmodul nach Anspruch 14, bei dem der wenigstens eine der Teile (8-1, 8-2) des Verbinderelements derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung dieses Teils (8-1, 8-2) durch die elektrische Leitung (11) aus Richtung entlang der Kante (201, 204) der Schichtenanordnung, an welcher dieser Teil (8-1, 8-2) befestigt ist, erfolgt.
Solarmodul nach Anspruch 14 oder 15, bei dem der wenigstens eine der Teile (8-2, 9-2) des Verbinderelements derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung dieses Teils (8-2, 9-2) durch die elektrische Leitung (11, 14, 15) aus einer Richtung erfolgt, die auf eine Ebene parallel zu einer der Seitenflächen (213, 214) der Schichtenanordnung gerichtet ist.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem das Verbinderelement (9, 92, 93) derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktierung desselben durch die elektrische Leitung (14, 15) aus einer Richtung erfolgt, die auf eine Ebene parallel zu einer der Hauptflächen (222) der Schichtenanordnung gerichtet ist.
Solarmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 17, bei dem in dem Verbinderelement (7, 8, 9) eine Diode (6) enthalten ist, die einen Strom an wenigstens einer Solarzelle (25) des Solarmoduls (1) vorbeileitet, wenn diese nicht oder nur eingeschränkt zur Erzeugung elektrischer Energie beiträgt.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verbinderelement (4-1, 7, 8, 9) derart ausgebildet ist, dass dieses einen Teil eines Rahmens (28) des Solarmoduls (1) bildet.
Solarmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verbinderelement (4-1, 7, 8, 9) eine Längserstreckung aufweist, die klein ist gegenüber einer Länge der Schichtenanordnung (2).