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Die Erfindung betrifft ein Solarmodul und ein Solarmodul-System aufweisend eine Mehrzahl solcher Solarmodule. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Solarmodul mit einem plattenförmigen Modulkörper mit einer Modul-Vorderseite, einer Modul-Rückseite, zwei Modul-Längskanten und zwei Modul-Querkanten. Der Modulkörper weist eine auf der Modul-Rückseite montierte Pluspol-Anschlussdose und eine beabstandet von der Pluspol-Anschlussdose auf der Modul-Rückseite montierte Minuspol-Anschlussdose auf. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Solarmodul-System mit mehreren derartigen, gleich ausgebildeten Solarmodulen.
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Ein solches Solarmodul-System ist in 1 in Teil-Draufsicht gezeigt. Das Solarmodul-System weist mehrere gleich ausgebildete Solarmodule auf, von denen rein beispielhaft drei gezeigt sind. Jedes Solarmodul weist einen plattenförmigen Modulkörper 1 mit zwei Modul-Längskanten 11 und mit zwei Modul-Querkanten 12 und weiterhin einer Modul-Rückseite 13 und einer Modul-Vorderseite (nicht gezeigt) auf. Die Modul-Vorderseiten der Solarmodule sind in 1 nicht ersichtlich, weil 1 eine Draufsicht auf die Modul-Rückseiten 13 der Solarmodule zeigt. Die Solarmodule sind mit ihren Modul-Querkanten 12 benachbart und parallel zueinander angeordnet. Jeder Modulkörper 1 weist eine auf der Modul-Rückseite 13 montierte Pluspol-Anschlussdose 2 mit einem Pluspol-Dosenkörper 21, der einen Pluspol-Anschlussstutzen 211 zum elektrischen Anschluss des Solarmoduls über die Pluspol-Anschlussdose 2 auf. Weiterhin ist eine beabstandet von der Pluspol-Anschlussdose 2 auf der Modul-Rückseite 13 montierte Minuspol-Anschlussdose 3 mit einem Minuspol-Dosenkörper 31 vorgesehen, der einen Minuspol-Anschlussstutzen 311 zum elektrischen Anschluss des Solarmoduls über die Minuspol-Anschlussdose 3 aufweist. Die Pluspol-Anschlussdose 2 und die Minuspol-Anschlussdose 3 sind beabstandet voneinander in Randbereichen einander gegenüber liegenden Modul-Längskanten 11 montiert.
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Sowohl die Pluspol-Anschlussdose 2 als auch die Minuspol-Anschlussdose 3 weisen daher jeweils einen Dosenkörper 21 bzw. 31 und einen Anschlussstutzen 211 bzw. 311 auf. Der Pluspol-Anschlussstutzen 211 erstreckt sich von dem Pluspol-Dosenkörper 21 in eine Erstreckungsrichtung (nicht gezeigt), so dass er einen Vorsprung des Pluspol-Dosenkörpers 21 bildet, der sich in die Erstreckungsrichtung erstreckt. Für den Minuspol-Anschlussstutzen 311 des Minuspol-Dosenkörpers 31 gilt entsprechendes. Die Pluspol-Anschlussdose 2 und die Minuspol-Anschlussdose 3 sind derart auf der Modul-Rückseite 13 montiert, dass bezüglich einer gedachten Verbindungsgeraden V zwischen der Pluspol-Anschlussdose 2 und der Minuspol-Anschlussdose 3, die die Modul-Rückseite 13 in einen ersten Abschnitt A1 und in einen zweiten Abschnitt A2 aufteilt, der Pluspol-Anschlussstutzen 211 und der Minuspol-Anschlussstutzen 311 jedes Modulkörpers 1 in die gleiche Richtung - rein beispielhaft in Richtung des zweiten Abschnitts A2 - weisen. Der Pluspol-Anschlussstutzen 211 und der Minuspol-Anschlussstutzen 311 sind ausgerichtet, so dass der Pluspol-Anschlussstutzen 211 sich von dem Pluspol-Dosenkörper 21 derart in die Erstreckungsrichtung erstreckt, dass er zu der Modul-Querkante 12 weist, zu der auch der Minuspol-Anschlussstutzen 311 weist, der sich von dem Minuspol-Dosenkörper 31 in seine Erstreckungsrichtung erstreckt. Der Pluspol-Anschlussstutzen 211 und der Minuspol-Anschlussstutzen 311 weisen daher zur gleichen Modul-Querkante 12 und daher in die gleiche Richtung.
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Jeder Modulkörper 1 weist weiterhin eine Zentraldose 4 auf, die zwischen der Pluspol-Anschlussdose 2 und der die Minuspol-Anschlussdose 3 auf der Modul-Rückseite 13 zentral oder im Wesentlichen zentral auf der gedachten Verbindungsgeraden V montiert ist, die zwischen der Pluspol-Anschlussdose 2 und der Minuspol-Anschlussdose 3 gedacht verläuft.
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Die Solarmodule sind mit elektrischen Modulverbindungskabeln 6 miteinander elektrisch in Reihe verschaltet, die jeweils einen Minuspol-Anschlussstutzen 311 eines ersten Solarmoduls mit einem Pluspol-Anschlussstutzen 211 eines benachbart angeordneten zweiten Solarmoduls miteinander verbinden. Die elektrischen Modulverbindungskabel 6 verlaufen zwischen den Solarmodulen unter Bildung von Kabelschleifen. Eine Kabelschleife im Sinne der Erfindung liegt vor, wenn sich die Erstreckungsrichtung des Modulverbindungskabels 6 auf dem Weg von der Pluspol-Anschlussdose 211 des einen Solarmoduls zur Minuspol-Anschlussdose 311 des benachbarten weiteren Solarmoduls um mehr als 90 Grad ändert. Derartige Kabelschleifen treten aufgrund der Ausrichtung der Anschlussstutzen zwangsläufig auf.
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Bei der Montage eines derartigen Solarmodul-Systems beispielsweise auf dem Dach eines Hauses ist es für Installateure aufwändig, die elektrischen Modulverbindungskabel 6 an die Pluspol-Anschlussdosen 2 und Minuspol-Anschlussdosen 3 zu montieren. Weil die Pluspol-Anschlussstutzen 211 und die Minuspol-Anschlussstutzen 311 in die gleiche Richtung weisen, ist es sehr schwer für die Installateure die jeweiligen Anschlussstutzen mit dem zugehörigen Modulverbindungskabel 6 zu erreichen. Die Pluspol-Anschlussdosen 2 und Minuspol-Anschlussdosen 3 können nur mittels des Modulverbindungskabels 6 verbunden werden, wenn mehr als ein Installateur die Arbeit durchführt. Ein Installateur muss ein Solarmodul anheben, damit der andere Installateur auf der Modulkörper-Rückseite die erforderlichen elektrischen Verbindungen mit den jeweiligen Modulverbindungskabeln 6 mit den jeweiligen Anschlussdosen herstellen kann. Der entsprechende Bedarf an koordinierter Handarbeit verursacht hohe Personalkosten. Zudem verursachen die benötigten Längen der Kabelschleifen aufweisenden Modulverbindungskabel 6 Kosten.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Solarmodul und ein Solarmodul-System bereitzustellen, die Kostenersparnisse mit sich bringen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Solarmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Solarmodul-System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose derart auf der Modul-Rückseite montiert sind, dass bezüglich einer gedachten Verbindungsgeraden zwischen der Pluspol-Anschlussdose und der Minuspol-Anschlussdose, die die Modul-Rückseite in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt aufteilt, der Pluspol-Anschlussstutzen in Richtung des ersten Abschnitts und der Minuspol-Anschlussstutzen in Richtung des zweiten Abschnitts weist oder der Pluspol-Anschlussstutzen und der Minuspol-Anschlussstutzen entlang der gedachten Verbindungsgeraden in einander entgegen gesetzte Richtungen weisen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder Ausrichtung der Pluspol- und Minuspol-Anschlussstutzen in dem Solarmodul und dem Solarmodul-System ist eine Führung des die Pluspol-Anschlussdose und Minuspol-Anschlussdose zweier Solarmodule elektrisch verbindenden Modulverbindungskabel optimiert. Durch dieses Design sind die elektrischen Modulverbindungskabel bei der Montage des Modulverbindungskabels an die Pluspol- und an die Minuspol-Anschlussdosen besser erreichbar. Dies liegt darin begründet, weil ein Modulverbindungskabel, das mit einem Pluspol-Anschlussstutzen einer Pluspol-Anschlussdose eines ersten Solarmoduls verbunden ist, ausgehend von diesem automatisch in Richtung eines über das elektrische Modulverbindungskabel zu verbindenden Minuspol-Anschlussstutzens einer Minuspol-Anschlussdose eines weiteren zweiten Solarmoduls geführt wird. Dadurch lassen sich signifikant kürzere Modulverbindungskabel ohne Kabelschleifen realisieren, wodurch neben der einfacheren Montage auch auf der Materialseite Kosten eingespart werden. Weiterhin wird aufgrund von Kabelschleifen auftretender, auf die Modulverbindungskabel und auf die Anschlussdosen wirkender mechanischer Stress reduziert.
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Sowohl die Pluspol-Anschlussdose als auch die Minuspol-Anschlussdose weisen jeweils einen Dosenkörper und einen Anschlussstutzen auf. Der Pluspol- bzw. Minuspol-Anschlussstutzen erstreckt sich von dem Pluspol-bzw. Minuspol-Dosenkörper in eine Erstreckungsrichtung, so dass er einen Vorsprung des jeweiligen Dosenkörpers bildet, der sich in diese Erstreckungsrichtung erstreckt. Erfindungsgemäß sind der Pluspol-Anschlussstutzen und der Minuspol-Anschlussstutzen gegenläufig ausgerichtet, so dass der Pluspol-Anschlussstutzen sich von dem Pluspol-Dosenkörper derart in seine Erstreckungsrichtung erstreckt, dass er zu einer Modul-Längs- oder Querkante weist, während der Minuspol-Anschlussstutzen sich von dem Minuspol-Dosenkörper derart in seine Erstreckungsrichtung erstreckt, dass er zu einer weiteren Modul-Längs- oder Querkante weist, die von der vorstehend genannten Längs- oder Querkante, zu der der Pluspol-Anschlussstutzen weist, verschieden ist.
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Die Modul-Längskanten und die Modul-Querkanten des Modulkörpers sind bevorzugt senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Bei Draufsicht auf die Modul-Vorderseite oder die Modul-Rückseite weist der Modulkörper dann eine rechteckige Form auf. Der Modulkörper kann bei Aufsicht auf die Modul-Vorderseite oder Modul-Rückseite auch quadratisch ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften bevorzugten Ausführungsform sind die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose als identische Kunststoff-Spritzgussteile oder als identische 3d-Druckteile ausgebildet. D.h., die Pluspol-Anschlussdose und Minuspol-Anschlussdose sind als identische Bauteile in Relation zueinander beispielsweise um 180° verdreht zueinander auf der Rückseite des Modulkörpers montiert. Dadurch können weiterhin Kosten gespart werden, weil nur ein Spritzgusswerkzeug erforderlich ist oder nur für ein 3d-Bauteil die Programmierung und Einrichtung eines 3d-Druckers notwendig ist.
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Bevorzugt sind die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose derart montiert, dass sich der Pluspol-Anschlussstutzen und der Minuspol-Anschlussstutzen parallel zueinander erstrecken. Bei der Verbindung zweier derartiger benachbart nebeneinander angeordneter Solarmodule mittels des Modulverbindungskabels kann eine gerade bzw. im Wesentlichen gerade Kabelführung zwischen der Pluspol-Anschlussdose des ersten Solarmoduls und der Minuspol-Anschlussdose des zweiten Solarmoduls erreicht werden. Dadurch können weiterhin Modulverbindungskabel-Material und damit einher gehende Kosten eingespart werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose beabstandet voneinander in Randbereichen einander gegenüber liegenden Modul-Längskanten montiert. Bevorzugter sind die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose dieses ersten Solarmoduls derart montiert, dass nach dem benachbarten Anordnen der Modul-Querkante eines weiteren, zweiten, gleich ausgebildeten Solarmoduls parallel zur Modul-Querkante des ersten Solarmoduls der Minuspol-Anschlussstutzen des ersten Solarmoduls eine Erstreckungsrichtung aufweist, die zu der Erstreckungsrichtung des Pluspol-Anschlussstutzens des benachbart angeordneten zweiten Solarmoduls in einem Winkel von weniger als 20 Grad bevorzugter weniger als 10 Grad verläuft. Dadurch kann eine direkte Kabelführung des Modulverbindungskabels erreicht werden, das die genannten Anschlussstutzen verbinden soll.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Pluspol-Anschlussdose und der Minuspol-Anschlussdose eine Zentraldose mit einer darin mit dem Solarmodul verschalteten Bypass-Diode angeordnet. Bevorzugt ist die Zentraldose mit der Pluspol-Anschlussdose und der Minuspol-Anschlussdose über einen Querverbinder des Solarmoduls verbunden.
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Bevorzugt weisen die Pluspol-Anschlussdose und die Minuspol-Anschlussdose ebenfalls mit dem Solarmodul verschaltete Bypass-Dioden auf. Diese dienen üblicherweise für eine Mehrzahl der im Solarmodul in Reihe geschalteten Solarzellen als Schutz vor so genannten Hot-Spots. Die Bypass-Dioden sind zwischen so genannten Rails, die jeweils Kathode und Anode des elektrischen Diodenanschlusses bilden, in den Anschlussdosen und - sofern vorhanden - in der Zentraldose angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Minuspol-Anschlussstutzen und der Pluspol-Anschlussstutzen jeweils ein Steckverbindungselement zum Anschluss eines elektrischen Modulverbindungskabels auf. Die Steckverbindungselemente vereinfachen die Montage des elektrischen Modulverbindungskabels an den jeweiligen Anschlussstutzen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Solarmodul-System mit mehreren gleich ausgebildeten Solarmodulen gemäß einer oder mehreren der beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Solarmodule mit ihren Modul-Querkanten benachbart und parallel zueinander angeordnet und die Solarmodule mit elektrischen Modulverbindungskabeln miteinander elektrisch in Reihe verschaltet sind, die ohne Bildung von Kabelschleifen zwischen den Solarmodulen verlaufen. Da durch das Vermeiden der Kabelschleifen kein Biegeradius des Modulverbindungskabels vorhanden ist, liegt weniger mechanischer Stress auf den Modulverbindungskabeln und weniger Gewichtskraft greift an den Anschlussdosen an.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren gezeigt und nachfolgend exemplarisch beschrieben. Es zeigen schematisch und nicht maßstabsgetreu:
- 1 eine Teil-Draufsicht auf ein Solarmodul-System gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine Teil-Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Solarmodul-System; und
- 3 eine Teil-Draufsicht auf die Rückseite eines erfindungsgemäßen Solarmoduls.
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1 zeigt eine Teil-Draufsicht auf ein Solarmodul-System gemäß dem Stand der Technik. Zur Beschreibung der 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen, in der 1 bereits beschrieben wurde.
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2 zeigt eine Teil-Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Solarmodul-System. Gezeigt ist die Draufsicht auf die Modul-Rückseite 13. Das in 2 gezeigte Solarmodul-System entspricht dem in 1 gezeigten Solarmodul-System mit dem Unterschied, dass die Pluspol-Anschlussdose 2 und die Minuspol-Anschlussdose 3 derart auf der Modul-Rückseite 13 orientiert montiert wurden, dass bezüglich einer gedachten Verbindungsgeraden V zwischen der Pluspol-Anschlussdose 2 und der Minuspol-Anschlussdose 3, die die Modul-Rückseite 13 in den ersten Abschnitt A1 und in den zweiten Abschnitt A2 aufteilt, der Pluspol-Anschlussstutzen 211 in Richtung des ersten Abschnitts A1 und der Minuspol-Anschlussstutzen 311 in Richtung des zweiten Abschnitts A2 weist. Die Pluspol-Anschlussdose 2 und die Minuspol-Anschlussdose 3 jedes Solarmoduls sind derart montiert, dass der Minuspol-Anschlussstutzen 311 jedes Solarmoduls eine Erstreckungsrichtung E aufweist, die zu der Erstreckungsrichtung E des Pluspol-Anschlussstutzens 2 jedes benachbart angeordneten Solarmoduls in einem Winkel von weniger als 20 Grad verläuft. Wie im Vergleich der 1 und 2 ersichtlich, benötigen die elektrischen Modulverbindungskabel 6 des erfindungsgemäßen Solarmodul-Systems eine geringere Länge als die elektrischen Modulverbindungskabel 6 des Solarmodul-Systems gemäß Stand der Technik und bilden im Gegensatz zu diesen keine Kabelschleifen.
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3 zeigt eine Teil-Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Solarmodul. Gezeigt ist die Teil-Draufsicht auf eine Modul-Rückseite 13 eines Solarmoduls des in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Systems, wobei der Abstand zwischen Pluspol-Anschlussdose 2, Zentraldose 4 und Minuspol-Anschlussdose 3 der Übersichtlichkeit halber reduziert wurde. Die Pluspol-Anschlussdose 2 ist dem Pluspol-Dosenkörper 21, die Minuspol-Anschlussdose 3 mit dem Minuspol-Dosenkörper 31 und die Zentraldose 4 mit einem Zentraldosenkörper 41 ausgebildet.
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Die Pluspol-Anschlussdose 2, die Minuspol-Anschlussdose 3 und die Zentraldose 4 weisen jeweils eine mit einer Mehrzahl von Solarzellen aus dem Solarmodul verschaltete Bypass-Diode 5 auf, die jeweils auf so genannten Rails 7 in Form von Metallplättchen montiert ist. An den Pluspol-Anschlussstutzen 211 der Pluspol-Anschlussdose 2 ist ein Steckverbindungselement 2111 montiert. An den Minuspol-Anschlussstutzen 311 der Minuspol-Anschlussdose 3 ist ebenfalls ein Steckverbindungselement 3111 montiert.
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An die Steckverbindungselemente 2111, 3111 ist jeweils ein elektrisches Modulverbindungskabel 6 mit Hilfe eines Anschlusssteckers 8 montiert. Im Inneren der Anschlussdosen führt eine elektrische Leitung zu einem Rail 7, an dem die Bypass-Diode 5 kontaktiert ist. In der Minuspol-Anschlussdose 31 ist diese elektrische Leitung mit dem als Kathode für die Bypass-Diode 5 wirkenden Rail kontaktiert.
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Die Pluspol-Anschlussdose 2 und die Minuspol-Anschlussdose 3 sind derart auf der Modul-Rückseite 13 montiert, dass der Pluspol-Anschlussstutzen 211 und der Minuspol-Anschlussstutzen 311 entlang der gedachten Verbindungsgeraden V in entgegen gesetzte Richtungen weisen aber sich parallel zueinander in die Erstreckungsrichtung E erstrecken. Diese geometrische Anordnung ergibt sich, wenn die Minuspol-Anschlussdose 3 und die Pluspol-Anschlussdose 2 als identische Bauteile produziert werden und bei der Montage auf der Rückseite 13 des Modulkörpers 1 um 180 Grad zueinander verdreht angeordnet sind.
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Abweichend von der dargestellten rein beispielhaften Anbindung der Bypass-Diode 5 kann deren elektrische Anbindung auch ohne elektrisch leitfähige Rails über Steckelemente vorgenommen sein.
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Bezugszeichenliste
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- A1
- erster Abschnitt
- A2
- zweiter Abschnitt
- E
- Erstreckungsrichtung
- 1
- Modulkörper
- 11
- Modul-Längskante
- 12
- Modul-Querkante
- 13
- Modul-Rückseite
- 2
- Pluspol-Anschlussdose
- 21
- Pluspol-Dosenkörper
- 211
- Pluspol-Anschlussstutzen
- 2111
- Steckverbindungselement
- 3
- Minuspol-Anschlussdose
- 31
- Minuspol-Dosenkörper
- 311
- Minuspol-Anschlussstutzen
- 3111
- Steckverbindungselement
- 4
- Zentraldose
- 41
- Zentral-Dosenkörper
- 5
- Bypass-Diode
- 6
- Modulverbindungskabel
- 7
- Rail
- 8
- Anschlussstecker
