DE202008006549U1 - Solarmodul - Google Patents

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Abstract

Solarmodul mit einer elektrisch verschalteten, flächig ausgebildeten Solarzellenanordnung, an deren Rückseite eine Rückseitenkonstruktion und an deren Vorderseite eine Strahlungstransparente Frontseite vorgesehen sind, sowie mit einem die Solarzellenanordnung zwischen der Rückseitenkonstruktion und der Frontscheibe umgebenden Einbettungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseitenkonstruktion als separates Modul in Form eines biegesteifen, dünnen metallischen, keramischen oder organischen Bleches als Modulträger ist, dass die Frontscheibe mit ihrer dem Modulträger zugewandten Oberfläche ganzflächig mittels einer erstarrungsfähigen und mechanische Lasten übertragbaren, Strahlungstransparenten Vergussmasse mit dem Modulträger verbunden ist, die die Solarzellenanordnung zwischen der Frontscheibe und dem Modulträger umschliesst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Solarmodul mit einer elektrisch verschalteten, flächig ausgebildeten Solarzellenanordnung, an deren Rückseite eine Rückseitenkonstruktion und an deren Vorderseite eine Strahlungstransparente Frontseite vorgesehen sind, sowie mit einem die Solarzellenanordnung zwischen der Rückseitenkonstruktion und der Frontscheibe umgebenden Einbettungsmaterial.
  • Stand der Technik
  • Solarmodule sind photovoltaische Bauelemente zur direkten Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht. Schlüsselfaktoren für eine kosteneffiziente Erzeugung von Solarstrom sind die Herstellkosten und die Haltbarkeit der Solarmodule.
  • Solarmodule bestehen üblicherweise aus einem Verbund aus einer Frontscheibe, den verschalteten Solarzellen, die von einem Einbettmaterial umschlossen sind, und einer Rückseitenkonstruktion. Eine verbreitete Variante von Solarmodulen wird für die Handhabung und spätere Halterung noch mit Aluminiumprofilen versehen, die umlaufend als Rahmen und teilweise auch unterstützend als Verstrebungen angebracht werden. Die einzelnen Elemente eines Solarmoduls haben dabei folgende Funktionen zu erfüllen:
    Die Frontscheibe, meist aus Glas, etwa 3–4 mm dick, dient dem Schutz vor mechanischen und Witterungseinflüssen und liefert einen Teil der mechanischen Stabilität des Moduls. Sie muss hoch transparent sein, vorzugsweise aus Weißglas mit 90–92% Transmissionsgrad im oberen Spektralbereich, um Absorptionsverluste im optischen Spektralbereich von etwa 300 nm bis 1500 nm möglichst gering und damit den Wirkungsgrad der üblicherweise eingesetzten Silizium-Solarzellen möglichst hoch zu halten.
  • Das Einbettmaterial, häufig werden hierfür Ethylen-Vinylacetat-Folien oder kurz EVA-Folien verwendet, dient zur Einbettung der verschalteten Zellen und der Verklebung des gesamten Modulverbundes. Derartige Einbettungen sind jedoch nicht in der Lage mechanische Belastung zu übertragen, ein Aspekt, auf den im Weiteren noch eingegangen wird.
  • Auf der Modulrückseite wird zum Schutz der Solarzellen und des Einbettmaterials vor Feuchtigkeit und Sauerstoff, als mechanischer Schutz und als elektrische Isolation eine Verbundfolie, meist bestehend aus Polyvinylfluorid (PVF) und Polyethylenterephthalat (PET) oder aus PVF und Aluminium, verwendet. In einigen Fällen wird auch auf der Rückseite wie auf der Frontseite eine Glasscheibe eingesetzt.
  • Eine verbreitete Technologie zur Einbettung stellt die Vakuumlaminierung dar, da durch das Vakuum beim Laminieren die Bildung von Luftblasen weitgehend vermieden wird. EVA schmilzt während des Laminierens bei etwa 150°C, umfließt die verschalteten Solarzellen und wird thermisch vernetzt.
  • Die eingesetzten Kapselungs- bzw. Einbettungsmaterialien sollten dabei gute Barriereeigenschaften gegen Wasserdampf und Sauerstoff aufweisen, zumal durch Wasserdampf oder Sauerstoff Korrosionsbedingte Schädigungen an Metallkontakten auftreten und es zur Degradation des EVA-Materials kommt. Somit sollten die Vorder- und Rückseite des Solarmoduls hohe Witterungsstabilität aufweisen und die eingebetteten Solarzellen durch Barrierewirkung z. B. gegen Wasserdampf und Sauerstoff vor Korrosion schützen.
  • Grundsätzlich müssen Solarmodule für ihren Einsatz, z. B. auf Hausdächern, eine hohe mechanische Stabilität, insbesondere eine hohe Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit, aufweisen, um die im Betrieb möglichen Wind- und Schneelasten schadlos ertragen zu können. Die mechanische Stabilität bekannter Solarmodule kann durch seine Rückseite, seine Vorderseite und/oder durch weitere zusätzliche Unterstützungen, z. B. in Form von Aluminiumrahmen, Aluminiumverstrebungen, eine stabile Auflagekonstruktion, die ein Durchbiegen des Moduls unter Last verhindert, gewährleistet werden.
  • Darüber hinaus sollten Solarmodule sehr lange Betriebszeiten erreichen, um die Rentabilität zu gewährleisten. Heute übliche Anforderungen an die Lebensdauer der Solarmodule sind mindestens 25 Jahre, Tendenz steigend. Im Betrieb unterliegen die Solarmodule hohen mechanischen Belastungen, z. B. durch Wind- und Schneelasten, sowie durch zyklisch auftretende Temperaturschwankungen, die von 80°C bei voller Sonneneinstrahlung bis unterhalb des Gefrierpunkts liegen können.
  • Hohe Material- und Fertigungskosten, bedingt bspw. durch spezielles Frontglas, spezielle Verbundfolie für die Rückseite, Vakuumlaminierung, Aluminiumrahmen etc., die erforderlichen manuellen Arbeiten, bspw. Verlöten der elektrischen Leitungen, Montage und Kontaktierung der Anschlussdosen, und die relativ langen Prozesszeiten, z. B. für die Laminierung und Vernetzung des EVA, führen zu einem vergleichsweise hohen Anteil der Kosten für den Modulbau an den Gesamtkosten im zweistelligen Prozentbereich.
  • Durch die relativ dicke Frontglasscheibe weisen konventionelle Solarmodule zudem ein hohes Gewicht auf, das wiederum stabile und teure Halterungskonstruktionen erforderlich macht.
  • Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Wärmeabfuhr. Bei voller Sonnenbestrahlung heizen sich die Module auf bis zu 80°C auf, was eine Verringerung des Wirkungsgrades der Solarzellen zur Folge hat.
  • Zwar existieren verschiedene Vorschläge zu Verringerung der Herstellungskosten der Solarmodule durch kostengünstigere Komponenten und Herstellungsverfahrenm doch sind auch diese Vorschläge nicht richtig zielführend. Von Bedeutung für die Erfindung sind neben möglichen weiteren das Patent EP000000325369A2 (Abk. EP) und die Offenlegungsschrift DE 10101 770 A1 der Bayer AG (Abk. DE).
  • In EP 325369 A2 wird ein Photovoltaik-Modul beschrieben, das auf einer Einbettung eines „Photovoltaik-Panels" in ein reaktives Elastomer beruht. Das Photovoltaik-Panel besteht aus einer Kombination aus einer Schicht aus transparentem Material, einer Anordnung verschalteter photovoltaischer Zellen und einer Rückseitenschicht, die jedoch keine mechanische Stabilität bietet.
  • In DE 10 101 770 A1 wird ein Solarmodul beschrieben, bei dem die Solarzellen vollständig von einem Polyurethanmaterial umspritzt sind, entweder von ein und demselben oder von zwei verschiedenen Polyurethanmaterialien. Das transparente Polyurethan ist elastomerartig welch, so dass seine Biegesteifigkeit vernachlässigbar ist. Dies hat zur Folge, dass bei der von Polyurethan umspritzten Variante die Biegesteifigkeit des gesamten Solarmoduls nur sehr gering sein kann.
  • Eine weitere beschriebene Variante eines Solarmoduls ist die, bei der die Solarzellen auf einem als Modulrückseite dienenden Formteil fixiert sind, auf das dann ein transparentes Polyurethan aufgespritzt wird. Bei dieser Variante kann zwar eine höhere Biegesteifigkeit des Solarmoduls durch Verwendung eines biegesteifen Formteils als Modulrückseite, bspw. ein mit Glasfasern verstärktes Polycarbonat, erreicht werden. Um die für ein Solarmodul mit hoher mechanischer Stabilität eingangs definierten Anforderungen zu erreichen, muss die Rückseite des Solarmoduls relativ dick ausgeführt werden, was mit einer schlechten Wärmeableitung sowie einem höheren Gewicht des Solarmoduls einher geht.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung von Solarmodulen mit hoher mechanischer Stabilität, insbesondere hoher Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit, auf der Basis von photoaktiven Elementen. Das Solarmodul soll insbesondere kostengünstig, robust gegen äußere Einflüsse, von langer Lebensdauer sein und eine hohen Wirkungsgrad auch bei hohen Sonnenstrahlungstemperaturen gewährleisten.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
  • Ein lösungsgemäßes Solarmodul mit einer elektrisch verschalteten, flächig ausgebildeten Solarzellenanordnung, an deren Rückseite eine Rückseitenkonstruktion und an deren Vorderseite eine Strahlungstransparente Frontseite vorgesehen sind, sowie mit einem die Solarzellenanordnung zwischen der Rückseitenkonstruktion und der Frontscheibe umgebenden Einbettungsmaterial, zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückseitenkonstruktion als separates Modul ein biegesteifes, dünnes metallisches, keramisches oder organisches Blech als Modulträger ist, dass die Frontscheibe mit ihrer dem Modulträger zugewandten Oberfläche ganzflächig mittels einer erstarrungsfähigen und mechanische Lasten übertragbaren, Strahlungstransparenten Vergussmasse mit dem Modulträger verbunden ist, die die Solarzellenanordnung zwischen der Frontscheibe und dem Modulträger umschliesst.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Modulträger aus einem metallischen Blech. Das Blech kann Ausstanzungen beliebiger Geometrien enthalten. Das Blech kann vollständig mit einem weiteren Material, z. B. einem Kunststoff, einer Emaille, einer Keramik oder einem Glas, beschichtet sein. Das beschichtende Material kann aber auch nur Teile des Bleches bedecken, dies sowohl auf beiden Seiten als auch nur auf einer Seite des Blechs.
  • Der Rand des Blechs kann für die Montage des Solarmoduls verwendet werden. Hierfür können sich z. B. Löcher im Blech befinden, an denen das Solarmodul bei der Montage befestigt wird.
  • Das Blech weist typischerweise Dicken im Bereich zwischen 0,2 mm und 4 mm auf. Falls die Frontscheibe einen erheblichen Teil der Last tragen kann oder der Solarmodul später flächig auf eine tragende Struktur aufgelegt wird, kann ein dünneres Blech mit einer Dicke im Bereich zwischen 0,01 mm und 0,2 mm verwendet werden. Bei derart dünnen Blechdicken kann auch von einer Blechfolie gesprochen werden.
  • Neben der Verwendung von metallischen Blechmaterialien sind auch organische oder keramische Werkstoffe geeignet, insbesondere für die Ausbildung der vorstehenden dünnen Folien.
  • Das Solarmodul besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Modulträger aus einem metallischen Blech, mit oder ohne beschichtendes Material, auf der Rückseite, einer transparenten Frontscheibe, z. B. aus Glas, Glaskeramik oder einem transparenten Kunststoff, z. B. auf Basis von PMMA, auf der Frontseite, den verschalteten und kontaktierten Solarzellen im Zwischenraum zwischen Frontscheibe und Modulträger sowie einer den Modulträger und die Frontscheibe verklebenden, den Zwischenraum zwischen Modulträger und Frontscheibe blasenfrei ausfüllenden Klebeschicht, die dabei zugleich die Solarzellen und das Kontaktsystem verkapselt.
  • Der Modulträger liefert einen erheblichen Teil der mechanischen Stabilität des Solarmoduls. Die Frontscheibe besteht aus einem Material, das bei gleicher Dicke z. B. im Falle von PMMA bei nahezu gleicher Dichte eine um etwa den Faktor 10 höhere Biegesteifigkeit besitzt als transparentes Polyurethan. Durch die Verklebung von Frontscheibe und Modulträger durch die Klebeschicht trägt auch die Frontscheibe mit zur mechanischen Stabilität des Solarmoduls bei. Betrachtet man den Solarmodul als Platte, so nimmt die Biegesteifigkeit mit der dritten Potenz der Plattendicke zu. Die Dicke des Solarmoduls errechnet sich aus der Dicke des Modulträgers, der Dicke der Frontscheibe und der Dicke der Klebeschicht zwischen Frontscheibe und Modulträger. Da die Frontscheibe durch die Last tragende Verklebung mit zur Biegesteifigkeit beiträgt kann der Modulträger auf der Rückseite dünner ausgeführt werden, was erhebliche Vorteile in der Wärmeableitung und im Gewicht – die Dichte von Polyurethan und PMMA sind etwa gleich – zur Folge hat.
  • Ein weiterer Vorteil der direkten Verklebung von Frontscheibe und Modulträger besteht darin, dass durch die Verklebung die die Solarzellen enthaltende Klebeschicht zwischen Frontscheibe und Modulträger näher an die neutrale Biegelinie bzw. neutrale Faser heranrückt, was zu geringeren mechanischen Spannungen in der Klebeschicht und damit auch in den Solarzellen führt und auf Grund des niedrigeren Lastniveaus eine deutlich höhere Lebensdauer erwarten lässt.
  • Als weiterer Vorteil sei genannt, dass durch die geringeren mechanischen Spannungen in der neutralen Biegelinie nicht nur elastische Verklebungen, sondern auch strukturelle Verklebungen mit härteren Klebstoffen eingesetzt werden können, was wiederum zu deutlich höheren Biegesteifigkeiten und Biegefestigkeiten führt.
  • Auf die der Frontseite zugewandten Seite des Modulträgers können weitere Schichten aufgetragen werden, z. B. eine IR-reflektierende Kunststoffschicht zur besseren Nutzung des eingestrahlten Lichtes zur Erhöhung des Wirkungsgrades oder als Barriereschichten. Die Schichten können auf den Träger entweder nach der Formgebung oder im Prozess der Formgebung im Werkzeug mit in der Kunststoffverarbeitung bekannten Technologien aufgebracht werden, z. B. dem Inmold-Coating oder einem Sprühauftrag oder dem Überfluten mit einem Reaktivpolymer im Werkzeug oder durch das Einlegen und Hinterspritzen von Folien im Werkzeug vor dem Einspritzen des Kunststoffes für den Träger.
  • Nach der Herstellung des Modulträgers werden die Solarzellen auf den Träger aufgelegt und deren Anschlüsse durch Leitungen mit der Anschlussdose verbunden. Die Solarzellen können vor dem Aufbringen auf den Träger unverschaltet oder bereits teilweise verschaltet sein, z. B. bei waferbasierten Zellen in Form von Strings, oder vollständig verschaltet, z. B. als verschalteter Dünnschichtmodul oder bei waferbasierten Zellen als vorkonfektionierte Folie mit den darauf aufgebrachten, kontaktierten Solarzellen, die die Leitbahnen für die Verschaltung der einzelnen Zellen untereinander enthält.
  • In einer vorteilhaften Ausführung enthält der Modulträger an den Stellen, an die die Zellen platziert werden, eine Berandung für jede Zelle, die eine Fixierung der Zellen ermöglicht. Dabei kann es sich entweder um eine Vertiefung handeln, in die die Zellen eingelegt werden, oder um eine kleine Erhöhung an den Rändern jeder Zelle. Außerdem ist die Oberfläche des Trägers an den Stellen, an denen die Zellen auf dem Träger aufliegen, so strukturiert, dass die Zellen nicht flächig am Träger anliegen, um so beim späteren Einbringen des Klebstoffs in den Zwischenraum zwischen Scheibe und Träger für deren Verklebung das vollständige Umfließen der Zellen sicher zu stellen.
  • Die Verbindung der elektrischen Anschlüsse der Solarzellenanordnung mit den Kontakten auf dem Modulträger sowie den Zuleitungen zur Anschlussdose für die externen Anschlüsse erfolgt durch dem Fachmann bekannte Verbindungstechniken wie Löten, Drahtbonden oder anderen üblichen Technologien.
  • Auf der Frontseite des Solarmoduls befindet sich die Frontscheibe. Die Dicke der Frontscheibe liegt im Bereich zwischen einigen Zehntel Millimetern und einigen Millimetern. Die Frontscheibe besteht vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff, z. B. auf der Basis von PMMA.
  • Bei Dünnschichtzellen, die in der Regel bereits auf eine Scheibe, z. B. aus Glas, Kunststoff, Glaskeramik oder Keramik, abgeschieden werden, ist diese Scheibe die Frontscheibe des Moduls.
  • In einer vorteilhaften Ausführung können zur Verringerung des reflektierten Anteils des einstrahlenden Lichtes dem Fachmann bekannte Antireflexionsschichten oder Texturierungen auf die dem einstrahlenden Licht zugewandte Oberfläche der Scheibe aufgebracht werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung kann die Frontscheibe zur Erhöhung der Photonenausbeute auch mit Füllstoffen versehen werden, die die Wellenlänge des einstrahlenden Lichts konvertieren und auf diese Weise die Quantenausbeute in dem Wellenlängenbereich erhöhen, in dem die photoaktiven Zellen ihren größten Wirkungsgrad haben.
  • Der Zwischenraum zwischen Scheibe und Träger wird blasenfrei mit einem elastischen Polymer ausgefüllt, das zum einen die Frontscheibe mit dem Träger verklebt und zum anderen die im Zwischenraum zwischen Träger und Frontscheibe befindlichen photoaktiven Zellen und das Kontakt- und Leitbahnsystem vor Medieneinfluss schützt. Im Falle waferbasierter Zellen handelt es sich vorzugsweise um ein hoch transparentes Polymer. Die Dicke des Zwischenraums liegt im Bereich einiger Zehntel Millimeter bis einiger Millimeter.
  • Für die Langzeitstabilität der erfindungsgemäßen Solarmodule sind die durch wechselnde Temperaturen und unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien bedingten thermischen Spannungen von besonderer Bedeutung. Diese Spannungen können zu Defekten in den Solarzellen oder am Kontakt- und Leitbahnsystem, zu einer Delaminierung zwischen Modulträger und Klebeschicht oder Klebeschicht und Frontscheibe und zur Zerstörung des Modulverbunds führen. Durch den Einsatz eines elastischen Polymers der Klebeschicht werden temperaturbedingte mechanische Spannungen im Bereich zwischen Frontscheibe und Träger weitgehend reduziert.
  • Durch die Verwendung einer mit niedrigen Viskositäten, z. B. bei Raumtemperatur im Bereich weniger 1000 mPas und darunter, verarbeitbaren Kunststoffkapselung, z. B. als Reaktivsystem oder als Dispersion, können dünnste Spalte von wenigen Mikrometern porenfrei gefüllt werden.
  • Das elastische Polymer der Kunststoffkapselung kann entweder zuerst auf den Träger mit den elektrisch kontaktierten Solarzellen aufgetragen und danach die Frontscheibe aufgelegt werden. Für den Auftrag des Polymers der Kunststoffkapselung auf den Träger eignet sich z. B. ein druckloses Gießverfahren. Die entsprechenden Technologien sind dem Fachmann bekannt.
  • Mittels Fixierungshilfen, z. B. einem Werkzeug, kann aber auch zunächst die Frontscheibe in ihrer Endposition über dem Träger fixiert und danach das Polymer der Kunststoffkapselung in den Zwischenraum zwischen Frontscheibe und Träger eingebracht werden. Hierfür können sowohl Hochdruck- als auch Niederdruckverfahren eingesetzt werden. Die entsprechenden Technologien sind dem Fachmann bekannt.
  • Als elastische Polymere der Kunststoffkapselung eignen sich transparente Polyurethansysteme, beispielsweise aus aliphatischen Polyisocyanaten, native Polyures-Systeme, Gieß-Silikone, native Epoxide, Plastisole.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
  • 1a–f Sequenzbilddarstellung zur Fertigung eines Solarmoduls
  • Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
  • In den 1a bis sind Fertigungsschritte zur kostengünstigen Herstellung eines Solarmoduls dargestellt.
  • In 1a ist der Modulträger 1 dargestellt. Am Modulträger 1 ist zugleich eine elektrische Anschlussstruktur 2 für die spätere elektrische Kontaktierung der Solarzellenanordnung vorgesehen. Die elektrische Anschlussstruktur 2 weist rückseitig zum Modulträger 1 eine zentrale Anschlussdose 2 auf, über die das fertig gestellte Solarmodul mit einer externen Ansteuer- und Versorgungseinheit verbunden werden kann.
  • Im Fertigungsschritt gemäß 1b werden die in einem Rahmen 4 angeordneten Solarzellen 3 auf die Vorderseite des Modulträgers 1 in Position gebracht und im Verfahrensschritt gemäß 1c mittels elektrischer Verbindungsleitungen 5 mit der elektrischen, im Modulträger 1 integrierten Anschlussstruktur 2 verbunden. Nicht im einzelnen dargestellt sind auf der Vorderseite des Modulträgers 1 ausgeformte, aus Kunststoff gefertigte Aufnahmestrukturen, in die die über den Rahmen 4 verbundenen Solarzellen 3 eingepasst werden können, so dass die Solarzellen 3 in einer vordefinierten Lage relativ zum Modulträger 1 zur Anlage gebracht werden können.
  • Im Fertigungsschritt gemäß 1e wird eine Strahlungstransparente, vorzugsweise aus PMMA-Material bestehende Frontscheibe 6 auf die Solarzellenanordnung 3, 4 aufgebracht, so dass die Frontscheibe 6 einen Zwischenraum mit dem Modulträger 1 einschließt, der in dem in 1f dargestellten Fertigungsschritt mit einer Vergussmasse 7 vollständig ausgefüllt wird. Die Vergussmasse 7 umschließt die innen liegende Solarzellenanordnung 3 + 4 hermetisch vollständig, d. h. auch die Seitenflanken der Solarzellenanordnung sind mit der Vergussmasse 7 umschlossen.
  • Darüber hinaus dient die Vergussmasse 7 in Art einer Klebschicht, durch die die Frontscheibe 6 mit dem Modulträger 7 innig derart verbunden wird, so dass die Vergussmasse 7 mechanische Lasten entsprechend zu übertragen in der Lage ist.
  • Das lösungsgemäß ausgebildete Solarmodul weist somit folgende Vorteile auf:
    Durch die Verwendung spritzgießbarer thermoplastischer Kunststoffe zur Herstellung für den Modulträger kann dieser mit einer hohen Steifigkeit und Festigkeit ausgebildet werden.
  • Die Frontscheibe wird aus einem strahlungstransparenten Material hergestellt, vorzugsweise aus Kunststoff auf Basis von PMMA, der nachgewiesener Weise eine hohe Langzeit-UV-Stabilität besitzt.
  • Die Frontscheibe sowie der Modulträger mit der dazwischen liegenden Solarzellenanordnung wird im Wege eines spannungsarmen Gießprozesses miteinander verklebt, so dass eine hohe Langzeitbeständigkeit selbst unter wechselnden Einsatzbedingungen im Bezug auf Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen garantiert wird.
  • Die Fertigungszeit der Herstellung des lösungsgemäßen Solarmoduls kann durch entsprechende Entkoppelung der Fertigung von Front- und Modulträgerseite erheblich verkürzt werden.
  • 1
    Modulträger
    1'
    Rippenzüge
    2
    Elektrische Anschlussstruktur
    2'
    Anschlussdose
    3
    Solarzellen
    4
    Rahmenelemente
    5
    Elektrische Verbindungsstruktur
    6
    Frontscheibe
    7
    Vergussmasse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 000000325369 A2 [0013]
    • - DE 10101770 A1 [0013, 0015]
    • - EP 325369 A2 [0014]

Claims (8)

  1. Solarmodul mit einer elektrisch verschalteten, flächig ausgebildeten Solarzellenanordnung, an deren Rückseite eine Rückseitenkonstruktion und an deren Vorderseite eine Strahlungstransparente Frontseite vorgesehen sind, sowie mit einem die Solarzellenanordnung zwischen der Rückseitenkonstruktion und der Frontscheibe umgebenden Einbettungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseitenkonstruktion als separates Modul in Form eines biegesteifen, dünnen metallischen, keramischen oder organischen Bleches als Modulträger ist, dass die Frontscheibe mit ihrer dem Modulträger zugewandten Oberfläche ganzflächig mittels einer erstarrungsfähigen und mechanische Lasten übertragbaren, Strahlungstransparenten Vergussmasse mit dem Modulträger verbunden ist, die die Solarzellenanordnung zwischen der Frontscheibe und dem Modulträger umschliesst.
  2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontscheibe aus Glas, Glaskeramik, oder aus einem transparentem Kunststoff, vorzugsweise ein PMMA basierender Kunststoff, besteht.
  3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenanordnung zwischen der Frontscheibe und dem Modulträger längs oder nahe dem Bereich der sich bei Durchbiegung des Solarmoduls einstellenden neutralen Fasereben angeordnet ist.
  4. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erstarrte Vergussmasse sowohl die Solarzellenanordnung als auch ein diesbezüglich erforderliches Kontaktsystem eingießt.
  5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontscheibe eine Scheibendicke zwischen einigen Zehntel Millimetern und einigen Millimetern aufweist.
  6. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Solarmodul abgewandten Oberfläche der Frontscheibe eine Antireflexionsschicht aufgebracht ist.
  7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontscheibe die Wellenlänge der auf die Frontscheibe einfallenden Strahlung konvertierende Stoffe derart enthält, dass die in der Wellenlänge konvertierte Strahlung einen höheren Wirkungsgrad in der Solarzellenanordnung erzielt als die nicht konvertierte Strahlung.
  8. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenanordnung eine Dünnschichtsolarzelle mit einer Strahlungstransparenten Deckschicht ist, und dass die Deckschicht der Solarzellenanordnung als Frontscheibe dient, die zumindest im randnahen Oberflächenbereich von der strahlungstransparenten Vergussmasse umschlossen ist und eine Lastübertragende Verbindung mit dem Modulträger herstellt.
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ES09716540T ES2401329T3 (es) 2008-03-03 2009-03-03 Módulo solar con elevada rigidez a la flexión
EP09716540A EP2253022B1 (de) 2008-03-03 2009-03-03 Solarmodul mit erhöhter Biegesteifigkeit
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