DE3916124A1 - Solarzellen-modul - Google Patents

Solarzellen-modul

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Description

Die Erfindung betrifft ein Solarzellen-Modul mit einem Solarzellenlaminat und einem Rahmenteil.
Fig. 1 zeigt ein solches Solarzellen-Modul, das aus einem Solarzellenlaminat 1 und einem U-förmigen Rahmen­ teil 2 aufgebaut ist. Dieses Rahmenteil 2 umfaßt die Stirnseite 8 des Solarzellenlaminats sowie den Randbe­ reich der Vorderseite 7 als auch der Rückseite 6 des Solarzellenlaminats 1 und ist in diesen Bereichen flä­ chenhaft mittels eines Klebers 13 mit dem Solarzellen­ laminat 1 verbunden. Ein Nachteil eines solchen Solar­ zellen-Moduls besteht darin, daß der von dem Rahmen­ teil 2 bedeckte Bereich auf der Vorderseite 7 des Solar­ zellenlaminats 1 nicht als elektrisch aktive Fläche zur Verfügung steht und deshalb nur ein niedriger Modulwir­ kungsgrad erreichbar ist. Im Bereich A des Überganges von dem Rahmenteil 2 zur unbedeckten Vorderseite 7 des Solarzellenlaminats 1 sammeln sich während des Betriebes Schmutzteilchen an, wodurch der Modulwirkungsgrad sich weiter vermindert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Solarzel­ len-Modul mit verbessertem Modulwirkungsgrad anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Solarzellen-Modul weist einen er­ höhten Modulwirkungsgrad auf, da die gesamte Vorderseite des Solarzellenlaminats als elektrisch aktive Fläche zur Verfügung steht. In vorteilhafter Weise wird der ver­ bleibende Randbereich zur zusätzlichen Lichteinstrahlung von der Rahmenkante her eingesetzt, indem die auf die geneigte Fläche des das Solarzellenlaminats einfassenden Schenkels einfallenden Lichtstrahlen in das Solarzellen­ laminat reflektiert werden. Hierdurch ergibt sich eine weitere günstige Erhöhung des Modulwirkungsgrades. Außer­ dem wird die Montage für ein solches Rahmenteil erleich­ tert und schließlich ergibt sich auch ein vereinfachter Einbau des Solarzellenlaminats in dieses Rahmenteil. Dies führt zu einer kostengünstigen Fertigung eines er­ findungsgemäßen Solarzellen-Moduls.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Solarzellen-Moduls beträgt der Winkel zwischen den in­ nenliegenden Flächen der beiden Schenkeln des Verbund­ teiles ca. 60-75°. Hierdurch steigt der Modulwirkungs­ grad um ca. 10%-15% gegenüber einem Modul gemäß der Fig. 1.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des er­ findungsgemäßen Solarzellen-Moduls ist die Länge des das Solarzellenlaminat einfassenden Schenkels so gewählt, daß er mit der Vorderseite des Solarzellenlaminats ab­ schließt.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Verbindung zwischen dem Verbundteil und dem Solarzellenlaminat über einen ela­ stischen Verbindungssteg erfolgt. Hierbei ist gemäß einer weiteren Ausbildung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarzellen-Moduls die an der Rück­ seite des Solarzellenlaminats anliegende Fläche des einen Schenkels des Verbundteils mit Aussparungen ver­ sehen, die die elastischen Verbindungsstege zur Verbin­ dung mit dem Solarzellenlaminat aufnehmen. Bei diesen Ausführungsformen entstehen in vorteilhafter Weise keine Materialspannungen in dem Verbund von Rahmenteil und Solarzellenlaminat, da aufgrund der Elastizität der Ver­ bindungsstege das Solarzellenlaminat gegenüber dem Rah­ menteil in geringem Maße bewegbar ist, wodurch die auf­ grund hoher Temperaturschwankungen bedingten, unter­ schiedlichen Längenänderungen der beteiligten Materia­ lien auffangbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarzellen-Moduls eine Aussparung in dem einen Schenkelteil des Verbundteiles so angeordnet, daß sie sich direkt an den die Stirnseite des Solarzel­ lenlaminats umgebenden Schenkelteil anschließt. Somit werden auch im Eckbereich des Verbundteils temperaturbe­ dingte Materialspannungen vermieden.
Schließlich bestehen die elastischen Verbindungsstege gemäß einer bevorzugten Weiterbildung aus einer elasti­ schen Klebstoffmasse, wobei hierfür für eine weitere Ausführungsform Siliconkleber verwendbar ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile sollen im folgenden an­ hand von Ausführungsbeispielen, die in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind, erläutert werden. Es zei­ gen:
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Ausführungs­ beispieles eines erfindungsgemäßen Solarzel­ len-Moduls, und
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung des erfindungs­ gemäßen Solarzellen-Moduls gemäß Fig. 2 mit dem Srahlengang von auf den Randbereich auf­ treffenden Lichtstrahlen.
In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 ein Solarzellenlaminat sowie ein Rahmenteil. Das Rahmenteil 2 besteht aus einem als Winkelprofil ausgebildeten Ver­ bundteil 3 und einer Befestigungsvorrichtung 3 a, die ungleichseitiges Trapez als Profil aufweist. Das Verbund­ teil 3 mit den Schenkeln 4 und 5 umfaßt die Stirnseite 8 des Solarzellenlaminats 1 sowie dessen Rückseite 6 im Bereich des Randes. Der die Stirnseite 8 des Solarzellen­ laminats 1 einfassende Schenkel 4 weist eine solche Län­ ge auf, daß er nicht die Vorderseite 7 des Solarzellen­ laminats überragt, während die Länge des an der Rücksei­ te 6 des Solarzellenlaminats 1 anliegenden Schenkels 5 entsprechend den Stabilitätsanforderungen gewählt ist.
Ferner ist der den Rand bildende Schenkel 4 so ausge­ bildet, daß er zusätzlich eine Lichteinstrahlung in das Solarzellenlaminat 1 bewirkt, indem der Winkel zwischen der an der Rückseite 6 des Solarzellenlaminats 1 anlie­ genden Fläche 10 des Schenkels 5 mit der zur Stirn­ seite 8 des Solarzellenlaminats 1 benachbarten Fläche des anderen Schenkelteils 4 einen stumpfen Winkel α bil­ det. Die auf diese Fläche 9 des Schenkels 4 gemäß Fig. 3 auffallenden Lichtstrahlen 14, 14 a und 14 b werden an dieser geneigten Fläche 9 so reflektiert, daß sie in das Solarzellenlaminat 1 eindringen. Hierbei werden ge­ mäß dieser Fig. 3 nicht nur die Lichtstrahlen in das Innere des Solarzellenlaminats 1 reflektiert, die senk­ recht auf die Vorderseite 7 des Solarzellenlaminats auftreffen, wie der mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnete Lichtstrahl, sondern auch schief auf die Vorderseite 7 einfallende Lichtstrahlen 14 a und 14 b.
Durch diese Maßnahme wird eine Vergrößerung des optisch aktiven Bereiches bewirkt, wobei hierzu nur ein schmaler Rand erforderlich ist, so daß hierdurch gegenüber üblich berandeten Ausführungen gemäß Fig. 1 ein höherer Modul­ wirkungsgrad erreichbar ist.
Schließlich weist gemäß Fig. 2 der an der Rückseite 6 des Solarzellenlaminats 1 anliegende Schenkelteil 5 des Verbundteils 3 zwei Aussparungen 11 auf, die einmal im mittleren Bereich des Schenkels 5 und zum anderen direkt angrenzend an den Schenkel 4 angeordnet sind. Um das Solarzellenlaminat 1 fest mit dem Schenkelteil 5 ver­ binden zu können, nehmen diese Aussparungen elastische Verbindungsstege 12 auf, so daß noch beidseitig an dem Verbindungssteg 12 ein Zwischenraum in der Aussparung 11 verbleibt. Die Bereiche des Schenkels, die außerhalb der Aussparungen 11 liegen, berühren lediglich die Rücksei­ te 6 des Solarzellenlaminats 1. Hierbei ist das Solar­ zellenlaminat 1 in bezug auf das Verbundteil 3 so ange­ ordnet, daß die Stirnfläche 8 des Solarzellenlaminats 1 im Bereich der Aussparung 11 einen geringen Abstand zum Schenkelteil 4 aufweist. Eine solche Verbindungstechnik hat gegenüber derjenigen nach Fig. 1 folgende Vorteile.
Bei der Verbindungstechnik gemäß Fig. 1 werden Materia­ lien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten miteinander verbunden, so daß bei starken Temperatur­ schwankungen demzufolge auch unterschiedliche Längenaus­ dehnungen zu erwarten sind, die zu Materialspannungen, also zu Zug- und Druckkräften in dem Verbund von Rahmen­ teil 2 und Solarzellenlaminat 1 führen. Dies kann Risse und Brüche in dem Solarzellenlaminat hervorrufen, wo­ durch ein Betriebsausfall nicht ausschließbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 können diese unterschiedlichen Längenänderungen aufgefangen werden, da die Verbindungsstege 12 elastisch sind. Hierdurch können in dem Verbund von Rahmenteil und Solarzellen­ laminat keine Materialspannungen auftreten. Die Verbin­ dungsstege sind aus einer elastischen Klebstoffmasse, beispielsweise aus einem Siliconkleber hergestellt.

Claims (8)

1. Solarzellen-Modul mit einem Solarzellenlaminat (1) und einem Rahmenteil (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (2) ein als Winkelprofil ausgebildetes Verbundteil (3) aufweist, daß die Stirnseiten (8) und der Bereich des Randes der Rückseite (6) des Solarzel­ lenlaminats (1) von diesem Verbundteil (3) umfaßt sind, und daß der Winkel (α) zwischen der an der Rückseite (6) des Solarzellenlaminats (1) anliegenden Fläche (10) des einen Schenkels (5) des Verbundteils (3) mit der zur Stirnseite (8) des Solarzellenlaminats (1) benachbarten Fläche (9) des anderen Schenkelteils (4) des Verbund­ teils (3) einen stumpfen Winkel bildet.
2. Solarzellen-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel (α) vorzugsweise 60-75° be­ trägt.
3. Solarzellen-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stirnseite (8) umfassende Schenkelteil (4) des Verbundteiles (3) eine solche Länge aufweist, daß er mit der Vorderseite (7) des Solarzel­ lenlaminats (1) abschließt.
4. Solarzellen-Modul nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwi­ schen der an der Rückseite (6) des Solarzellenlaminats (1) anliegenden Fläche (10) des Schenkelteils (5) des Verbundteils (2) und des Solarzellenlaminats (1) über mindestens einen elastischen Verbindungssteg (12) er­ folgt.
5. Solarzellen-Modul nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an der Rückseite (6) des Solarzellen­ laminats (1) anliegende Fläche (10) des Schenkels (5) des Verbundteiles (3) Aussparungen (11) aufweist, und daß diese Aussparungen (11) die elastischen Verbindungs­ stege (12) zur Verbindung mit dem Solarzellenlaminat (1) aufnehmen.
6. Solarzellen-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Aussparung (11) direkt an den die Stirnseite (8) des Solarzellenlaminats (1) einfassenden Schenkelteil (4) angrenzt.
7. Solarzellen-Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Verbindungs­ steg (12) aus einer elastischen Klebstoffmasse besteht.
8. Solarzellen-Modul nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Klebstoffmasse aus einem Siliconkleber besteht.
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