DE9111685U1 - Photovoltaische Platte, insbesondere zum Einsatz als Fassadenplatte - Google Patents

Photovoltaische Platte, insbesondere zum Einsatz als Fassadenplatte

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Description

VNR-Nr.: Nürnberg, den 17.09.91
H/Pe
Fa. Aug. Guttendörfer GmbH & Co. Stahlstraße 8, 8800 Ansbach
Photovoltaische Platte insbesondere zum Einsatz als Fassadenplatte
Die Erfindung betrifft eine photovoltaische Platte zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, die insbesondere zum Einsatz als Fassadenplatte geeignet sein soll.
Herkömmliche photovoltaische Platten bestehen aus mindestens einem Solarmodul mit einer oder mehreren Solarzellen, wobei die photosensitive Halbleiterschicht und entsprechende Anschlußkontakte der Solarzellen auf einer ggfls. gemeinsamen Trägerplatte des Moduls aufgebracht sind. Zur Realisierung einer photovoltaischen Platte, wie sie als sogenanntes Solarpaneel beispielsweise auf Dächern von Häusern, Camping-Fahrzeugen oder Wohnwagen montiert sind, werden in der Regel mehrere solcher Solarmodule mit ihrer Trägerseite auf einer gemeinsamen Halteplatte befestigt und die photosensitive Halbleiterschicht beispielsweise durch eine transparente Giesharzschicht abgedeckt, um so eine praktisch handhabbare und vor Umwelteinflüssen geschützte Einheit zu erhalten.
Alternativ dazu ist es auch bekannt, als gemeinsame Halteplatte und Schutzabdeckung für eine Vielzahl von kleinflächigen Solarmodulen eine Glasscheibe zu verwenden, mit der die Solarmodule über ihre photosensitive Schicht verbunden sind.
Die bekannten photovoltaischen Platten weisen verschiedene Nachteile auf. So sind sie gegenüber Umwelteinflüssen und mechanischen Beanspruchun-
gen, wie sie insbesondere bei der Montage auf Haus-, Fahrzeugdächern oder als Fassadenverkleidungen auftreten, nur ungenügend geschützt. Darüberhinaus bedarf es bei der Fertigung großflächiger Platten eines hohen Herstellungsaufwandes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine photovoltaische Platte zu schaffen, die robust und damit einfach handhabbar, besonders gegen Umwelteinflüsse geschützt und rationell herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach ist die photovoltaische Platte in einer Weise herstellbar, wie sie von der Herstellung von Verbundglasscheiben bestens bekannt und in verfahrenstechnischer Hinsicht besonders ausgereift ist. Durch den kompletten Einschluß des mindestens einen Solarmoduls zwischen einer vorder- und einer rückseitigen Glasscheibe sind die Verbundplatte und insbesondere die photosensitiven Halbleiterschichten hervorragend gegen Umwelteinflüsse geschützt. Damit ist die erfindungsgemäße photovoltaische Platte in besonderen Weise zum Einsatz als Fassadenplatte geeignet. Dazu trägt auch der stabile Aufbau der Platte in Form einer dreitägigen Verbundkonstruktion bei.
Durch die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme werden verschiedene Vorteile erzielt. Da das mindestens eine Solarmodul als Trägerplatte eine Glasscheibe aufweist, besteht die gesamte erfindungsgemäße Platte im wesentlichen aus drei Glasscheiben, die beispielsweise auf Temperaturschwankungen gleichermaßen reagieren. Es kann damit nicht zu thermisch bedingten Spannungen innerhalb des Verbundes kommen. Darüberhinaus weisen Solarmodule mit einer amorphen photovoltaisch wirksamen Beschichtung den Vorteil auf, daß sie bezüglich ihrer in Richtung der Anschlußkontaktstreifen weisenden Länge praktisch beliebig kürzbar sind. Damit können auf der Basis des Erfindungsgegenstandes Fassadenplatten hergestellt werden, die zumindest in einer Richtung eine beliebige Länge aufweisen und optimal an die baulichen Gegebenheiten des zu verkleidenden Bauwerkes angepaßt werden können.
Durch die Ausgestaltung der photovoltaischen Platte nach Anspruch 3 wird einerseits der Schutz vor Umwelteinflüssen weiter verbessert. Andererseits wird durch die über die außenseitigen Randkanten des mindestens einen Solarmoduls überstehenden Randbereiche der beiden Glasscheiben ein umlaufender Rand gebildet, an dem eine Rahmen-Haltekonstruktion für die Platte angreifen kann, ohne daß diese einen Teil der photosensitiven Fläche des oder der Solarmodule abdeckt. Eine solche Abdeckung ist nämlich zu vermeiden, da Messungen gezeigt haben, daß ein Abdecken des Randbereiches einer Solarzelle eine deutlich meßbare Leistungsminderung der Zelle zur Folge hat.
Durch die im Anspruch 4 angegebene Maßnahme wird eine erhebliche Fertigungsvereinfachung erzielt, da als Dichtungsmasse für die Randfuge der Platte das ohnehin vorhandene Material der über die außenseitigen Randkanten des mindestens einen Solarmoduls überstehenden und während des Verbundprozesses erweichenden Verbundfolienlagen verwendet wird.
Durch die im Anspruch 5 angegebene Einbettung der elektrischen Anschlüsse des mindestens einen Solarmoduls und der diesen zugeordneten Anschlußkabel werden die gegen Korrosion besonders empfindlichen Kontaktstellen besonders wirkungsvoll vor Umwelteinflüssen und insbesondere Feuchtigkeit geschützt. Die Ansprüche 6 und 7 lehren dabei eine besonders raumsparende und praxisgerechte Anordnung der Anschlußkontakte des mindestens einen Solarmoduls und der Anschlußkabel der erfindungsgemäßen photovoltaischen Platte.
Durch die Ausgestaltung der photovoltaischen Platte nach den Ansprüchen 8 bzw. 9 wird der ästhetische Gesamteindruck, den die Platte vermittelt, stark verbessert. Durch die angegebenen Maßnahmen erhalten nämlich auch die nicht von einem Solarmodul unterlegten Bereiche der äußeren Glasscheibe eine Oberflächenbeschaffenheit - also Farbgebung und Struktur -, die der des Solarmoduls entspricht. Die erfindungsgemäße Platte hat also ein durchgehendes, einheitliches Erscheinungsbild, was im Zuge der hohen architektonischen Anforderungen an im Fassadenbau verwendete
Platten besonders vorteilhaft ist. Dabei kommt auch zum Tragen, daß durch die Beschichtung in den Randbereichen der äußeren Glasscheibe die Anschlußkontakte des oder der Solarmodule vollständig abgedeckt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausfühningsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Figuren erläutert wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fassadenplatte
Fig. 2 einen Teilvertikalschnitt einer photovoltaischen Fassadenplatte entlang der Schnittlinie &Igr;&Igr;-&Pgr; gemäß Fig. 3 und
Fig. 3 eine Teildraufsicht auf den Eckbereich einer Platte gemäß Fig. 1.
Eine erfindungsgemäße photovoltaische Platte weist vorderseitig eine 4 mm dicke Glasscheibe 1 und rückseitig eine ebensolche Glasscheibe 2. Beide rechteckförmigen Glasscheiben 1,2 sind aus vorgespannten Einscheibensicherheitsglas gefertigt.
Zwischen den beiden Glasscheiben 1, 2 sind drei handelsübliche, langgestreckt rechteckige Solarmodule 3 eingeschlossen, die in einer gemeinsamen Ebene E mit ihren Längsseiten 4, 4' über eine Stoßfuge 5 beabstandet aneinandergereiht sind. In den Zeichnungen ist der detaillierte Aufbau der Solarmodule 3 nicht näher dargestellt. Sie bestehen aus einer Trägerplatte aus Floatglas mit einer Dicke von 2 mm, auf die eine photosensitive amorphe Halbleiterbeschichtung aufgebracht ist. Entlang der beiden Längsseiten 4, 4' der Solarmodule 3 verlaufen jeweils metallische Kontaktstreifen 6,6' die im Bereich einer der beiden Querseiten 7, 7' der Solarmodule 3 jeweils mit einer Anschlußlötfahne 8, 8' versehen sind. Jedes Solarmodul stellt eine maximale elektrische Leistung von 25 Watt zur
Verfügung. Es ist im Handel in fest vorgegebenen Größen mit einer Länge von 1286 mm und einer Breite von 323 mm erhältlich. In seiner Länge ist es zur individuellen Anpassung der Plattenmaße an bauliche Gegebenheiten beliebig kürzbar.
Die Verbindung zwischen den Solarmodulen 3 und den beiden Glasscheiben 1, 2 erfolgt jeweils über eine dazwischen liegende Folienlage 9, aus vier übereinanderliegenden Folien mittels der bei einem Verbundprozeß unter einer Temperatur von 150 bis 170° und einem Druck von etwa 15 bar eine Verklebung der beiden Scheiben 1, 2 mit dem Solarmodul 3 stattfindet. Bei den einzelnen Folien, die in Fig. 2 nicht einzeln herausgezeichnet sind, handelt es sich um Polyvinyl-butyral-Folie mit einer Dicke von jeweils 0,38 mm.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 deutlich wird, stehen die beiden Glasscheiben 1, 2 mit ihren umlaufenden Randbereichen 10 über die außenseitigen Randkanten 11 der Solarmodule 3 hinaus, so daß zwischen diesen Randbereichen 10 eine allseitig umlaufende Randfuge 12 gebildet ist. Diese ist - bis auf einen schmalen außenseitigen Randbereich - durch eine Dichtungsmasse 13 verschlossen, die von dem Material der über die außenseitigen Randkanten 11 der Solarmodule 3 überstehenden und während des oben erwähnten Verbundprozesses erweichenden Folienlage 9 gebildet ist.
Der elektrische Anschluß jeden Solarmoduls 3 erfolgt über zwei Anschlußkabel 14,14', deren abisolierten, modulseitigen Enden 15, 15' mit den Anschlußlötfahnen 8, 8' des jeweiligen Solarmoduls 3 verlötet sind. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, sind die Anschlußlötfahnen 8,8' so umgelegt, daß sie in etwa paralleler Richtung zu der entsprechenden Querseite 7 des Solarmoduls 3 und aufeinander zuweisend verlaufen. In geradliniger Fortsetzung der Anschlußlötfahnen 8, 8' erstrecken sich die Anschlußkabel 14, 14', bis diese mittig bezogen auf die Breite B des Solarmoduls 3 auf
einandertreffen und an dieser Position etwa rechtwinklig vom Solarmodul 3 weggeführt werden. Die Anschlußlötfahnen 8, 8' und die sich parallel zur Querseite 7 erstreckenden Abschnitte der Anschlußkabel 14, 14' sind vollständig in der Dichtungsmasse 13 eingebettet.
Die über die außenseitigen Randkanten 11 der Solarmodule 3 überstehenden Randbereiche 10 der äußeren Glasscheibe 1 und deren mit den Stoßfugen zwischen den Solarmodulen 3 fluchtenden, streifenförmigen Bereiche sind mit einer Email-Beschichtung 16 versehen, deren Farbgebung und Oberflächenstruktur im wesentlichen der der photosensitiven Halbleiterbeschichtung der Solarmodule 3 entspricht. Die Beschichtung 16 kann in den Randbereichen 10 weggelassen werden, da diese Bereiche in der Regel im Einbauzustand der Fassadenplatte von den außenseitigen Gegenhalteleisten der Rahmen-Haltekonstruktion abgedeckt sind.

Claims (9)

SCHUTZANSPRUCHE
1. Photovoltaische Platte insbesondere zum Einsatz als Fassadenplatte in Verbundbauweise, gekennzeichnet durch eine vorderseitige und eine rückseitigen Glasscheibe (1, 2) und mindestens ein zwischen den beiden Glasscheiben (1, 2) eingeschlossenes, plattenförmiges Solarmodul (3), das mit den Glasscheiben (1, 2) jeweils über mindestens eine Lage (Folienlage 9) einer transparenten Verbundfolie, eines Gießharzes oder dergleichen verklebt ist.
2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Solarmodul (3) aus einer Glasscheibe mit einer amorphen, photovoltaisch wirksamen Beschichtung gebildet ist.
3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorder- und rückseitige Glasscheibe (1,2) jeweils mit ihren umlaufenden Randbereichen (10) über die außenseitigen Randkanten (11) des mindestens einen Solarmoduls (3) übersteht und daß die durch die überstehenden Randbereiche (10) gebildete Randfuge (12) zwischen den beiden Glasscheiben (1,2) zumindest teilweise mit einer Dichtungsmasse (13) verschlossen ist.
4. Platte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtungsmasse (13) von dem Material der über die außenseitigen Randkanten (11) des mindestens einen Solarmoduls (3) überstehenden und während des Verbundprozesses erweichenden Verbundfolienlage (9) gebildet ist.
5. Platte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des mindestens einen Solarmoduls (3) und die Enden (15) diesen zugeordneter Anschlußkabel (14, 14') in die Dichtungsmasse (13) eingebettet sind.
6. Platte nach Anspruch 5, wobei jedes Solarmodul (3) auf seiner Oberseite zwei sich jeweils entlang seiner Längsseiten (4) erstreckende Kontaktstreifen (6) aufweist, die im Bereich mindestens einer Querseite (7) jeweils mit einer Anschlußlötfahne (8) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußlötfahnen (8) in etwa paralleler Richtung zu der Querseite (7) und aufeinander zuweisend verlaufen.
7. Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußkabel (14, 14') an einer Position, vorzugsweise mittig bezogen auf die Breite (B) des Solarmoduls (3) gemeinsam aus der Dichtungsmasse (13) herausgeführt sind.
8. Platte nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die über die außenseitigen Randkanten (11) des mindestens einen Solarmoduls (3) überstehenden Randbereiche (10) und/oder die ggfls. vorhandenen streifenförmigen Bereiche der außenseitigen Glasscheibe (1), die mit Stoßfugen (5) zwischen zwei Solarmodulen (3) fluchten, mit einer der Oberflächenbeschaffenheit des mindestens einen Solarmoduls (3) im wesentlichen entsprechenden Beschichtung (Email-Beschichtung 16), versehen sind.
9. Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Email-Beschichtung (16) ist.
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