EP0112856A1 - Einrichtung mit mehreren, photoelektrische elemente enthaltenden tafeln zur erzeugung elektrischen stromes - Google Patents

Einrichtung mit mehreren, photoelektrische elemente enthaltenden tafeln zur erzeugung elektrischen stromes

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Publication number
EP0112856A1
EP0112856A1 EP83901897A EP83901897A EP0112856A1 EP 0112856 A1 EP0112856 A1 EP 0112856A1 EP 83901897 A EP83901897 A EP 83901897A EP 83901897 A EP83901897 A EP 83901897A EP 0112856 A1 EP0112856 A1 EP 0112856A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
panels
folding pocket
panel
contact
pocket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83901897A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Jetter
Rudolf Jetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hartag AG
Original Assignee
Hartag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hartag AG filed Critical Hartag AG
Publication of EP0112856A1 publication Critical patent/EP0112856A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a device with a plurality of panels which contain electrically connected photoelectric elements and which are used to generate electric current.
  • Such panels or so-called panels are known in numerous embodiments with different numbers of photoelectric elements. Depending on the number of elements and their interconnection, a table emits a maximum electrical power at a certain voltage and a certain current when exposed to light. In many applications of such panels or panels, a voltage and / or current output is desired which exceeds the performance of a single panel many times over. Consequently, a plurality of panels are electrically connected to one another in series and / or parallel connection, which, however, disadvantageously requires cumbersome and repair-prone cable connections, which in addition make transporting the interconnected panels at least considerably more difficult, if not impossible.
  • the present invention has for its object to provide a device of the type mentioned, in which several panels are connected without cables, a portable transport of the connected panels is made possible and an exchange of panels of the device can be carried out without cables.
  • the device according to the invention has the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a multiply folded pocket, in which panels with photoelectric elements are inserted
  • OMH 2 shows a plan view of an opened folding pocket with four panels containing photoelectric elements, the panels being connected in series,
  • FIG. 3 shows a plan view of an opened folding pocket with panels containing four photoelectric elements, the panels being connected in parallel,
  • FIGS. 2 and 3 shows a plan view on a larger scale of the area of a panel of the folding pocket of FIGS. 2 and 3 with details of the electrical connecting elements
  • FIG. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4,
  • FIG. 6 shows a plan view of an opened folding pocket with three panels containing photoelectric elements in another embodiment
  • FIG. 7 shows a section on a larger scale through the folding pocket of FIG. 6,
  • FIG. 8 is a plan view on a larger scale of a portion of the folding pocket of FIG. 6 according to arrow VIII in FIG. 7,
  • FIG. 9 shows a section through a contact socket of the folding pocket of FIG. 6,
  • ⁇ * 'OMPI 10 shows a schematic illustration of two folding pockets connected in series or in parallel according to FIG. 6, and
  • FIG. 11 to 13 schematically show various connection options for six folding pockets according to FIG. 6.
  • the present device has a folding pocket 1 made of a
  • Sheet of flexible insulating material e.g. a plastic sheet.
  • the path of the folding pocket 1 is provided in its longitudinal direction at intervals with several, namely six, panels 5, so-called panels, which are composed of a large number of photoelectric elements which are electrically connected to one another.
  • the individual regions of the web of the folding pocket 1 each containing a panel are folded in a zigzag fashion in the illustrated transport or storage state of the present device, with clamp or Velcro fasteners 11 having closed the folding pocket 1, so that it can be transported or stored comfortably and protected.
  • each panel 5 is composed in a manner known per se from a larger number of individual ones Photoelectric elements 2 together, which are also electrically connected in series, in series and in parallel, or - more rarely - in parallel.
  • One end element 2a and 2b each form the negative or positive end or connection element of the panel 5.
  • metal strips designed as soldering tapes 3 and 4 are electrical at the end elements 2a and 2b mentioned Conductively attached to the top and bottom of the end elements 2a, 2b, which extend from the respective end element of each panel 5 to the adjacent longitudinal edge of the folding pocket 1.
  • soldering tapes connected to the end elements 2a with negative polarity are denoted by 3 and the soldering tapes connected to the end elements 2b with positive polarity are denoted by 4. They are referred to below as minus soldering tape 3 or plus soldering tape 4.
  • the individual panels 5 are arranged at a distance in the longitudinal direction of the folding pocket 1 in order to enable the folding pocket 1 according to FIG. 1 to be folded.
  • On the connecting straps 7 are the Minus or plus solder tapes 3 and 4 of the panels 5 are connected in a certain manner, which is explained in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • Connecting strips 7 of the panels 5 are arranged in the folding pocket 1 such that a series connection of the individual panels 5 is achieved.
  • the voltage of a panel 5 is multiplied by the number of panels arranged in the folding pocket 1, the total flow remaining that of an individual panel.
  • the panels 5 are connected in parallel by means of the connecting straps 7, so that in this type of circuit the current of a panel 5 is multiplied by the number of panels arranged in the folding pocket 1, the total voltage being equal to that of an individual panel - speaks.
  • the current drawn from the devices shown in FIGS. 2 and 3 takes place via cables 8, which are connected, for example, by means of cable lugs 9 in the exemplary embodiment of FIG. 2 to two contact elements 6a corresponding to the total voltage or to a partial voltage on two with the connecting strips 7 contacting contact elements 6 are connected.
  • the cable lugs 9 can be connected to any contact elements which are in contact with the connecting bands 7.
  • Fig. 4 it can be seen that to connect the minus soldering tape 3 and the plus soldering tape 4 with the corresponding, made of metal mesh, incorporated into the folding pocket 1, the relevant soldering tape 3, 4 is in electrical contact with a busbar 10 which in turn rests in electrical contact on the associated connecting band 7. This arrangement is held together with the material web of the folding pocket 1, into which the connecting straps 7 are incorporated, and with a carrier plate 5a of the panel 5 by the contact members 6.
  • the panel 5 has the carrier plate 5a mentioned, the photoelectrical elements 2 which are electrically connected to one another and a translucent cover plate 5b.
  • the soldering tapes 3 and 3 connected to the end elements 2a and 2b are over the longitudinal edges of the carrier plate 5a except for the latter
  • the busbars 10 also encompass the longitudinal edges of the carrier plate 5a and accordingly have a U-shaped profile.
  • the back of the carrier plate 5a is covered by the material web of the folding pocket 1, which extends over the connecting straps 7 and the busbars 10 and is shown cut open in FIG. 4 over busbars 10.
  • the connecting straps 7 incorporated into the folding pocket 1 rest on one leg of the busbar 10.
  • the contact members 6 hold this layer structure together, the contact members 6, As indicated in Fig. 4, screw connections or but not shown push-button connections can be.
  • the described device has the main advantage that it does not require any cables other than a pair of connecting cables for the electrical connection of several, basically any number of panels with photoelectric elements, and that it simply folds the folding pocket out of the open, extended operating state into a compact, handy one Transport or storage form can be brought without having to loosen or remove any connecting element.
  • the panels can be effortlessly installed or removed from the folding pocket, for which purpose only the contact elements of the relevant panel have to be inserted or removed, but no other connection processes, such as soldering or attaching of cables.
  • the folding pockets with the incorporated connecting straps can be produced separately in different lengths and possibly interrupted or continuous connecting straps (series or parallel connection of the inserted panels), in which case only the busbars of uniform length and the uniform contact elements are required.
  • the present device is suitable as a series product especially for mobile applications with possibly different requirements for power, voltage and current.
  • FIG. 6 A further exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. 6, which is similar to the exemplary embodiments of FIGS. 2 and 3. The same parts are designated by the reference numerals of FIGS. 2 and 3.
  • the panels 5 containing photoelectric elements 2 inserted into the folding pocket 1 are in turn electrically connected via negative soldering strips 3 and positive soldering strips 4 to connecting strips 7 which are made of flexible metal fabric and extend in the longitudinal direction of the folding pocket 1 and which in the web material of the
  • Folding pocket 1 are incorporated.
  • the connecting strips 7 extend alternately over two adjacent panels 5 arranged with reversed polarities, so that the connecting strips 7 cause the panels 5 to be connected in series.
  • the respective directions of current flow are indicated on the panels 5 by arrows.
  • contact members 6 are provided, which are designed as screw or push-button members and can also be used to connect a consumer to the present device via cable.
  • a further connecting band 12 is incorporated into the material of the folding pocket 1, which extends below the panels 5 over the entire length of the area of the folding pocket 1 provided with the panels 5.
  • the connecting band 12 is in electrical connection with the contact element 6b, which forms the negative pole of the series connection of the panels 5.
  • the connecting band is guided to a separate contact member 13.
  • connection contact element 13 and a similar, opposite in the transverse direction contact element 14, which forms the positive pole of the series connection of the panels 5, are accordingly the two end terminals of the device shown, at which terminals the total voltage of all panels 5 is located. Because the connection contact members 13, 14 now lie opposite one another in the transverse direction of the folding pocket 1, electrical connections of a plurality of devices according to FIG. 6 can be established in a particularly simple and clear manner, as is shown in more detail with reference to FIGS. 10 to 13 is explained.
  • the panel 5 in turn has a carrier plate 5a, a plurality of photoelectric elements 2 and a translucent cover plate 5b.
  • the respective photoelectric end members 2a (negatively) and 2b (positive) provided with Lötb sectionn 3 or 4, which 'fnungen by Oef in the carrier plate 5a are guided on the back.
  • the connecting straps 7 and the further connecting strap 12 are incorporated in overlaps of the folding pocket material or in a separate pocket 15, the folding pocket material extending over the edge region of the carrier plate 5a.
  • Band-shaped busbars 10 are arranged between the carrier plate 5a and the connecting tapes 7 and are thus in electrical contact with both the guide tapes 3, 4 and the connecting tapes 7. This layer structure is in turn mechanically and electrically held together by the contact elements 6.
  • the contact elements 6 and in particular the connection contact elements 13 and 14 of FIG. 6 can advantageously be used to accommodate plug contacts, e.g. Banana plugs, be trained.
  • a contact element is shown in FIG. 9, which receives a banana plug 16, which is also indicated in FIG. 8.
  • the contact rgan consists of two flange parts 17 and 18 which can be screwed together, between which the layer structure of the material of the folding pocket 1, the support 5a of the panel in question, the soldering tape 3 or 4, the busbar 10, the connecting tape 7 or 12 and again the Material of the folding pocket 1 is clamped.
  • a contact spring 19 of a known type is arranged between the busbar 10 and the connecting band 7 or 12, in order to prevent the current flow between the busbar 10, the connecting band 7 or 12 and the contact element 6 or
  • FIG. 6 schematically shows how two devices according to FIG. 6 can be interconnected in a manageable manner with simple means in order to achieve a higher voltage or to enable a higher current draw.
  • the negative connection contact element 13 of one device is connected to the positive connection contact element 14 of the other device by means of a cable 21 provided with banana plugs.
  • the full series voltage of the two devices can be tapped with the current output of an individual panel 5 between the positive connection contact member 14 of the first-mentioned device and the negative connection contact member 13 of the second device serving as a minus reference point. Partial voltages can also be tapped between the negative reference point of the contact element 13 and the further contact elements 6 of the two devices, as indicated in FIG. 10 by corresponding voltage and current values. It is assumed here that each panel 5 generates a current of 0.5 A at a voltage of 5 V.
  • a parallel connection of the two devices is shown by two pluggable, shown in dashed lines
  • Cable 22 is achieved, which connect the two connecting contact elements 13 and 14, respectively.
  • double the current here 1 A
  • a device here 15 V
  • 6 are shown schematically in FIGS. 11 to 13, with six such devices each using a pluggable cable in a parallel connection (FIG. 11), in a series-parallel connection (FIG 12) and are connected to one another in a series circuit (FIG. 13).
  • the following powers can be achieved in this way provided that each panel emits a current of 0.5 A at a voltage of 5 V.
  • the cable connections remain clear and optimally short.
  • Devices of the present type are mostly operated together with electronic control circuits for voltage and / or current regulation as well as with buffer batteries.
  • electronic control circuits for voltage and / or current regulation as well as with buffer batteries.

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Description

BESCHREIBUNG
Einrichtung mit mehreren, photoelektrische Elemente enthaltenden Tafeln zur Erzeugung elektrischen Stromes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich¬ tung mit mehreren, untereinander elektrisch verbunde¬ ne photoelektrische Elemente enthaltenden Tafeln zur Erzeugung elektrischen Stromes.
Solche Tafeln oder sogenannte Panels sind in zahl¬ reichen Ausführungsformen mit unterschiedlicher Anzahl von photoelektrischen Elementen bekannt. Je nach An¬ zahl der Elemente und ihrer Zusammenschaltung gibt eine Tafel bei Lichteinwirkung eine maximale elektri¬ sche Leistung bei bestimmter Spannung und bestimmtem Strom ab. In vielen Anwendungsfällen solcher Tafeln oder Panels wird eine Spannungs- und/oder Stromabgabe gewünscht, welche die Leistung einer einzelnen Tafel um das Mehrfache übersteigt. Folglich werden mehrere Tafeln in Serie- und/oder Parallelschaltung mit¬ einander elektrisch verbunden, wozu jedoch in nach¬ teiliger Weise umständliche und reparaturanfällige KabelVerbindungen nötig sind, welche zudem einen Transport der miteinander verbundenen Tafeln mindestens erheblich erschwerden, wenn nicht gar verunmöglichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mehrere Tafeln kabel- frei verbunden sind, ein handlicher Transport der verbundenen Tafeln ermöglicht ist und ein Austausch von Tafeln der Einrichtung kabelfrei vorgenommen wer¬ den kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungs- ge ässe Einrichtung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale auf.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine mehrfach gefaltete Tasche, in welche Tafeln mit photoelektrischen Elementen eingelegt sind,
OMH Fig. 2 eine Draufsicht auf eine geöffnete Falttasche mit vier photoelektrische Elemente ent¬ haltenden Tafeln, wobei die Tafeln in Serie ge¬ schaltet sind,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine geöffnete Falt¬ tasche mit vier- photoelektrische Elemente enthalten¬ den Tafeln, wobei die Tafeln parallel geschaltet sind,
Fig. 4 eine Draufsicht in grössere Massstab auf den Bereich einer Tafel der Falttasche der Fig. 2 bzw. 3 mit Einzelheiten der elektrischen Verbindungs¬ elemente,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine geöffnete Falt- tasche mit drei photoelektrische Elemente enthalten¬ den Tafeln in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 7 einen Schnitt in grösserem Massstab durch die Falttasche der Fig. 6,
Fig. 8 eine Draufsicht in grösserem Massstab auf einen Teilbereich der Falttasche der Fig. 6 ge¬ mäss dem Pfeil VIII in Fig. 7,
Fig. 9 einen Schnitt durch eine Kontaktbuchse der Falttasche der Fig. 6,
■*' OMPI Fig. 10 eine schematische Darstellung von zwei in Serie oder parallel geschalteten Falttaschen ge¬ mäss Fig. 6, und
Fig. 11 bis 13 schematisch verschiedene Ver¬ bindungsmöglichkeiten von jeweils sechs Falttaschen gemäss Fig. 6.
" Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die vor- liegende Einrichtung eine Falttasche 1 aus einer
Bahn aus biegsamem Isoliermaterial, z.B. einer Kunst¬ stoffbahn, auf. Die Bahn der Falttasche 1 ist in ihrer Längsrichtung in Abständen mit mehreren, näm¬ lich sechs, Tafeln 5, sogenannten Panels, versehen, welche sich aus einer grösseren Zahl von photoelek¬ trischen Elementen zusammensetzen, die elektrisch miteinander verbunden sind. Wie aus Fig. 1 ebenfalls ersichtlich ist, sind die einzelnen, je ein Panel enthaltenden Bereiche der Bahn der Falttasche 1 im dargestellten Transport-j oder Lagerungszustand der vorliegenden Einrichtung zickzackförmig gefaltet, wobei Klemm- oder Klettenverschlüsse 11 die Falt¬ tasche 1 geschlossen haben, so dass diese bequem und geschützt transportiert bzw. gelagert werden kann.
In den Fig. 2 und 3 ist eine geöffnete Falt¬ tasche 1, welche vier Panels 5 enthält, in Drauf¬ sicht dargestellt. In den dargestellten Ausführungs- beispielen setzt sich jedes Panel 5 in an sich be¬ kannter Weise aus einer grösseren Zahl einzelner photoelektrischer Elemente 2 zusammen, die unter sich in ebenfalls bekannter Weise elektrisch in Serie, in Serie und parallel, oder - seltener - parallel geschaltet sind. Je ein Endelement 2a und 2b bilden hierbei das negative bzw. positive End¬ oder Anschlusselement des Panels 5. Als Abgänge für die Spannung bzw. den Strom jedes Panels 5 sind an den genannten Endelementen 2a und 2b als Lötbänder 3 bzw. 4 ausgebildete Metallstreifen elektrisch leitend auf der Ober- bzw. Unterseite der Endele¬ mente 2a, 2b angebracht, die sich vom jeweiligen Endelement jedes Panels 5 bis zum benachbarten Längs¬ rand der Falttasche 1 erstrecken. Hierbei sind die an die Endelemente 2a mit negativer Polarität ange- schlossenen Lötbänder mit 3 und die an die Endele¬ mente 2b mit positiver Polarität angeschlossenen Lötbänder mit 4 bezeichnet. Sie werden nachfolgend mit Minus-Lötband 3 bzw. Plus-Lötband 4 bezeichnet.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die einzelnen Panels 5 in Längsrichtung der Falttasche 1 in Abstand angeordnet, um ein Falten der Falt¬ tasche 1 gemäss Fig. 1 zu ermöglichen. Zur elektri¬ schen Verbindung der Panels untereinander sind in Längsrichtung der Falttasche 1 und entlang ihren beiden Längsrändern mit Kontaktorganen 6 in elektri¬ schen Kontakt stehende Verbindungsbänder 7 angeord¬ net, welche aus einem hochflexiblen Metallgewebe, z.B.' einem Buntmetallgewebe feiner Maschengrösse, bestehen und in das Material der Falttasche 1 einge¬ arbeitet sind. An die Verbindungsbänder 7 sind die Minus- bzw. Plus-Lötbänder 3 und 4 der Tafeln 5 in bestimmter, anhand der Fig. 4 und 5 noch erläuter¬ ter Weise angeschlossen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die
Verbindungsbander 7 der Panels 5 derart in der Falt¬ tasche 1 angeordnet, dass eine Serie-Schaltung der einzelnen Panels 5 erzielt wird. In dieser Schaltungsart vervielfacht sich die Spannung eines Panels 5 um die Anzahl der in der Falttasche 1 ange¬ ordneten Panels, wobei der Gesamtström derjenige eines Einzelpanels bleibt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Panels 5 durch die Verbindungsbänder 7 parallelge¬ schaltet, so dass sich in dieser Schaltungsart der Strom eines Panels 5 um die Anzahl der in der Falt¬ tasche 1 angeordneten Panels vervielfacht, wobei die Gesamtspannung derjenigen eines Einzelpanels ent- spricht.
Die Stromentnahme von der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Einrichtungen erfolgt über Kabel 8, die beispielsweise mittels Kabelschuhen 9 im Ausführungs- beispiel der Fig. 2 an zwei der Gesamtspannung ent¬ sprechende Kontaktorgane 6a oder zur Entnahme einer Teilspannung an zwei mit den Verbindungsbändern 7 in Kontakt stehende Kontaktorgane 6 angeschlossen sind. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 können die Kabelschuhe 9 an beliebige, mit den Verbindungsbän¬ dern 7 in Kontakt stehende Kontaktorgane angeschlos¬ sen sein. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass zur Verbindung des Minus-Lötbandes 3 und des Plus-Lötbandes 4 mit dem entsprechenden, aus Metallgewebe bestehenden, in die Falttasche 1 eingearbeiteten Verbindungsband 7 das betreffende Lötband 3, 4 mit einer Stromschiene 10 in elektrischem Kontakt steht, welche ihrerseits auf dem zugeordneten Verbindungsband 7 in elektri¬ schem Kontakt aufliegt. Diese Anordnung wird zu¬ sammen mit der Materialbahn der Falttasche 1 , in welche die Verbindungsbänder 7 eingearbeitet sind, und mit einer Trägerplatte 5a des Panels 5 durch die Kontaktorgane 6 zusammengehalten.
Aus der Schnittdarstellung der Fig. 5 ist er- sichtlich, dass das Panel 5 die erwähnte Trägerplatte 5a, die unter sich elektrisch verbundenen photo¬ elektrischen Elemente 2 und eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 5b aufweist. Die mit den Endelementen 2a und 2b verbundenen Lötbänder 3 bzw. 3 sind über die Längsränder der Trägerplatte 5a bis auf deren
Rückseite gelegt. Auch die Stromschienen 10 umfassen die Längsränder der Trägerplatte 5a und haben dem¬ nach ein U-fÖrmiges Profil. Die Rückseite der Träger¬ platte 5a ist durch die Materialbahn der Falttasche 1 abgedeckt, die sich über die Verbindungsbänder 7 und die Stromschienen 10 erstreckt und in Fig. 4 über Stromschienen 10 aufgeschnitten dargestellt ist. Dadurch liegen die in die Falttasche 1 eingearbeiteten Verbindungsbänder 7 auf den einen Schenkeln der Stromschienen 10 auf. Die Kontaktorgane 6 halten die¬ sen Schichtaufbau zusammen, wobei.die Kontaktorgane 6, wie in Fig. 4 angedeutet, SchraubVerbindungen oder aber auch nicht dargestellte DruckknopfVerbindungen sein können.
Die beschriebene Einrichtung weist den haupt¬ sächlichen Vorteil auf, dass sie zur elektrischen Verbindung mehrerer, grundsätzlich beliebig vieler Panels mit photoelektrischen Elementen keine Kabel ausser einem Anschlusskabelpaar benötigt und dass sie durch einfaches Falten der Falttasche aus dem offenen, ausgebreiteten Betriebszustand in eine kompakte, handliche Transport- oder Lagerform bring¬ bar ist, ohne dass irgend ein Verbindungsorgan zu lösen oder zu entfernen wäre.
Zudem besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass die Panels ohne Mühe in die Falttasche einbau¬ bar bzw. aus dieser ausbaubar sind, wozu einzig die Kontaktorgane des betreffenden Panels einzusetzen bzw. zu entfernen sind, jedoch keine anderen Verbin¬ dungsvorgänge, wie Löten oder Anbringen von Kabeln, auszuführen sind. Somit können die Falttaschen mit den eingearbeiteten Verbindungsbändern separat in verschiedenen Längen und allenfalls unterbrochen oder durchgehenden VerbindLingsbändern (Serie- bzw. Parallel¬ schaltung der eingelegten Panels) hergestellt werden, wobei dann zur Herstellung einer photoelektrischen Stromerzeugungseinrichtung neben den Panels nur noch die Stromschienen einheitlicher Länge und die ein¬ heitlichen Kontaktorgane erforderlich sind. Die vor¬ liegende Einrichtung eignet sich als Serienprodukt besonders für mobile Anwendungen mit gegebenenfalls unterschiedlichen Anforderungen an Leistung, Span¬ nung und Strom.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemässen Einrichtung ist in Fig. 6 dargestellt, wel¬ ches ähnlich den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 ist. Hierin sind gleiche Teile mit den Bezugs¬ zeichen der Fig. 2 und 3 bezeichnet. Die in die Falt- tasche 1 eingelegten, photoelektrische Elemente 2 enthaltenden Panels 5 sind wiederum über Minus-Löt¬ bänder 3 und Plus-Lötbänder 4 mit aus flexiblem Metallgewebe bestehenden, sich in Längsrichtung der Falttasche 1 erstreckenden Verbindungsbändern 7 elek- trisch verbunden, welche in das Bahnmaterial der
Falttasche 1 eingearbeitet sind. Hierbei erstrecken sich die Verbindungsbänder 7 wechselseitig über je¬ weils zwei nebeneinanderliegende, mit umgekehrten Polaritäten angeordnete Panels 5, so dass durch die Verbindungsbänder 7 eine Serie-Schaltung der Panels 5 bewirkt wird. Auf den Panels 5 sind die jeweiligen Stromflussrichtungen durch Pfeile angedeutet. Wie bereits anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben, sind für die mechanische Verbindung der Panels 5 mit der Falttasche 1 und ihre elektrische Verbindung mit den Verbindungsbändern 7 Kontaktorgane 6 vorgesehen, die als Schraub- oder Druckknopforgane ausgebildet sind und die auch dazu dienen können, über Kabel einen Verbraucher an die vorliegende Einrichtung anzu- schliessen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist in das Material der Falttasche 1 ein weiteres Verbindungs¬ band 12 eingearbeitet, das sich unterhalb der Panels 5 über die ganze Länge des mit den Panels 5 ver- sehenen Bereichs der Falttasche 1 erstreckt. Am einen Ende steht das Verbindungsband 12 mit dem Kontaktorgan 6b in elektrischer Verbindung, welches den negativen Pol der Serie-Schaltung der Panels 5 bildet. Am anderen Ende ist das Verbindungsband zu einem getrennten Kontaktorgan 13 geführt. Das
Kontaktorgan 13 und ein gleichartiges, in Querrich¬ tung gegenüberliegendes Kontaktorgan 14, welches den positiven Pol der Serie-Schaltung der Panels 5 bildet, sind demnach die beiden Schlussklemmen der dargestellten Einrichtung, an welchen Klemmen die Gesamtspannung aller Panels 5 liegt. Dadurch, dass die Anschlusskontaktorgane 13, 14 nun in Querrich¬ tung der Falttasche 1 einander gegenüberliegen, lassen sich elektrische Verbindungen mehrerer Ein- richtungen nach Fig. 6 in besonders einfacher und übersichtlicher Weise herstellen, wie dies anhand der Fig. 10 bis 13 noch näher erläutert wird.
Einzelheiten des Aufbaus der Einrichtung der Fig. 6 gehen aus den Fig. 7 und 8 hervor. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass das Panel 5 wiederum eine Trägerplatte 5a, mehrere photoelektrische Elemente 2 und eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 5b hat. Die jeweiligen photoelektrischen Endelemente 2a (nega- tiv) und 2b (positiv) sind mit Lötbändern 3 bzw. 4 versehen, welche durch Oef'fnungen in der Träger- platte 5a auf deren Rückseite geführt sind. Im Mate¬ rial der Falttasche 1 sind die Verbindungsbänder 7 sowie das weitere Verbindungsband 12 in Ueberlap- pungen des Falttaschenmaterials bzw. in eine separate Tasche 15 eingearbeitet, wobei sich das Falttaschen¬ material über den Randbereich der Trägerplatte 5a erstreckt. Zwischen der Trägerplatte 5a und den Verbindungsbändern 7 sind bandförmige Stromschienen 10 angeordnet, die somit sowohl mit den Leitbändern 3, 4 und den Verbindungsbändern 7 in elektrischem Kontakt stehen. Dieser Schichtaufbau wird wiederum durch die Kontaktorgane 6 mechanisch und elektrisch zusammen ••goe'halten.
Die Kontaktorgane 6 und insbesondere die An¬ schlusskontaktorgane 13 und 14 der Fig. 6 können in vorteilhafter Weise zur Aufnahme von Steckkontakten, z.B. Bananensteckern, ausgebildet sein. In Fig. 9 ist ein derartiges Kontaktorgan dargestellt, welches einen Bananenstecker 16 aufnimmt, der auch in Fig. 8 angedeutet ist. Das Kontakt rgan besteht aus zwei miteinander verschraubbaren Flanschteilen 17 und 18, zwischen welchen der Schichtaufbau des Materials der Falttasche 1 , des Trägers 5a des betreffenden Panels, des Lötbandes 3 bzw. 4, der Stromschiene 10, des Verbindungsbandes 7 bzw. 12 und nochmals des Materials der Falttasche 1 eingeklemmt ist. Zwischen der Stromschiene 10 und dem Verbindungsband 7 bzw. 12 ist eine Kontaktfeder 19 bekannter Bauart angeordnet, um den Stromfluss zwischen der Stromschiene 10, dem Verbindungsband 7 bzw. 12 und dem Kontaktorgan 6 bzw.
OMPI
" ' 13 bzw. 14 sicherzustellen.
Aus Fig. 8 ist noch ersichtlich, dass die ge¬ mäss den in Fig. 6 mit Pfeilen angedeuteten Stro - laufrichtungen in Serie geschalteten einzelnen photoelektrischen Elemente 2 des Panels 5 durch Dio¬ den 20 miteinander verbunden sind. Dadurch reduziert sich bei Beschädigung eines photoelektrischen Ele¬ mentes 2 die abgegebene Leistung des betreffenden Panels nur um den Leistungsabfall des beschädigten
Elementes 2, so dass nicht, wie bei bekannten Panels, eine ganze Elementreihe oder das ganze Panel aus¬ fällt. Bei intakten photoelektrischen Elementen 2 treten durch die Schutzdioden 20 zufolge des Strom- flusses in deren Vorwärtsrichtung praktisch keine Spannungsverluste auf.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung sind die drei in die Falttasche 1 eingelegten Panels 5 durch die Verbindungsbänder 7 und 12 in Serie ge¬ schaltet. Es ist aber auch möglich, diese Einrich¬ tung in einer Parallelschaltung der Panels 5 zu betreiben, indem in einfacher Weise die an jedem Längsrand der Falttasche vorliegende Unterbrechung der Verbindungsbänder 7 mittels eines an die benach¬ barten Kontaktorgane 6 angeschlossenen, flexiblen Leiters überbrückt wird. Zwischen den Anschlusskon¬ taktorganen 13 und 14 kann dann bei der Spannung eines Panels 5 der dreifache Strom eines Panels ent- nom en werden. In Fig. 10 ist schematisch dargestellt, wie zwei Einrichtungen gemäss Fig. 6 zur Erzielung einer höheren Spannung oder zur Ermöglichung einer höheren Stromentnahme mit einfachen Mitteln in überschaubarer Weise zusammenschaltbar sind. Im einen Fall wird das negative Anschlusskontaktorgan 13 der einen Einrichtung mit dem positiven Anschluss¬ kontaktorgan 14 der anderen Einrichtung mittels eines mit Bananensteckern versehenen Kabels 21 ver- bunden. Zwischen dem positiven Anschlusskontaktor¬ gan 14 der erstgenannten Einrichtung und dem nega¬ tiven, als Minus-Bezugspunkt dienenden Anschluss¬ kontaktorgan 13 der zweiten Einrichtung kann die volle Serie-Spannung der beiden Einrichtungen mit der Stromleistung eines einzelnen Panels 5 abgenom¬ men werden. Zwischen dem genannten Minus-Bezugspunkt des Kontaktorgans 13 und den weiteren Kontaktorganen 6 der beiden Einrichtungen können zudem Teilspan¬ nungen abgegriffen werden, wie dies in Fig. 10 durch entsprechende Spannungs- und Stromwerte angegeben ist. Hierbei ist angenommen, dass jeder Panel 5 einen Strom von 0,5 A bei einer Spannung von 5 V erzeugt.
Eine Parallelschaltung der beiden Einrichtungen wird durch zwei gestrichelt dargestellte, steckbare
Kabel 22 erzielt, welche jeweils die beiden Anschluss¬ kontaktorgane 13 bzw. 14 verbinden. An entsprechen¬ den Kontaktorganen 6 lässt sich dann bei der Spannung einer Einrichtung (hier 15 V) der doppelte Strom (hier 1 A) entnehmen, was in Fig. 10 mit in Klammern gesetzten Spannungs- und Stromwerten angedeutet ist. Weitere Verbindungsmöglichkeiten einer grösse¬ ren Anzahl von Einrichtungen gemäss Fig. 6 sind in den Fig. 11 bis 13 schematisch dargestellt, wobei jeweils sechs solche Einrichtungen mittels stech- barer Kabel in einer Parallelschaltung (Fig. 11), in einer Serie-Parallelschaltung (Fig. 12) und in einer Serieschaltung (Fig. 13) miteinander verbun¬ den sind. Wie in den Fig. 11 bis .13 angegeben, las¬ sen sich unter der Voraussetzung, dass jedes Panel einen Strom von 0,5 A bei einer Spannung von 5 V abgibt, In dieser Weise die folgenden Leistungen erzielen :
Fig. 11 15 V - 3 A Fig. 12 45 V - 1 A Fig. 13 90 V - 0,5 A.
Die Kabelverbindungen bleiben hierbei übersichtlich und optimal kurz.
Einrichtungen der vorliegenden Art werden zu¬ meist zusammen mit elektronischen Steuerschaltungen zur Spannungs- und/oder Stromregulierung sowie mit Pufferbatterien betrieben. In vorteilhafter Weise ist es ohne weiteres möglich, solche Steuerschal¬ tungen in die dargestellte Falttasche isoliert ein¬ zubauen, vorzugsweise in Flachbauweise und durch offene oder in die Falttasche integrierte, geschützte und flexible Leiter mit den Kontaktorganen der Panels oder direkt mit den Verbindungsbändern der Panels zu verbinden. Es ist aber auch möglich, auf die elektrische Leistung der vorliegenden Einrichtung abgestimmte Pufferbatterien, welche in Flachbau¬ weise bekannt sind, in die Falttasche einzubauen, so dass als äussere Verbindungen nur noch die zum Verbraucher führenden Leiter vorhanden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung mit mehreren, untereinander elektrisch verbundene photoelektrische Elemente enthaltenden Tafel zur Erzeugung elektrischen Stromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Tafeln nebeneinander in einer einseitig offenen Falttasche angeordnet sind und zwischen benachbarten Tafeln einen Abstand zur Bildung mindestens einer Faltstelle haben, dass elektrische Anschlüsse der Tafeln mittels biegsamer, sich mindestens teilweise über die Falt- stellen erstreckender und in die Falttasche einge¬ arbeiteter Leiter in Serie- und/oder Parallelschal¬ tung elektrisch verbunden sind, und dass Verbindungs¬ mittel vorhanden sind, um die Tafeln mit den Leitern und der Falttasche mechanisch zu verbinden und von den Leitern Spannungen bzw. Ströme abzugreifen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die biegsamen Leiter flexible Metallgeflechte sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Tafel mit zwei an gegen¬ überliegenden Seiten der Tafel angeordneten Kontakt¬ streifen oder -bändern versehen ist, welche mit einem
OMPI ' an jedem Längsrand der Falttasche in diese eingear¬ beiteten biegsamen Leiter in elektrischem Kontakt stehen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Verbindungsmittel Kontakt¬ organe sind, welche über eine Kontaktschiene jeden Kontaktstreifen der Tafel auf den in die Falttasche eingearbeiteten biegsamen Leiter drücken und in der Falttasche festhalten.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Kontaktorgane Schraubverbin¬ dungen sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Kontaktorgane Druckknopf- Verbindun -gaen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die -Kontaktor'gane zur Aufnahme von Kabelschuhen oder Steckkontakten, vorzugsweise Bananensteckern, ausgebildet sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Serieschaltung der Tafeln diese mit seitlich ab¬ wechselnder Polarität in die Falttasche eingelegt sind und dass sich die biegsamen Leiter abschnitt- weise von einer Tafel zur benachbarten Tafel er¬ strecken.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Parallelschaltung der Tafeln diese mit seit¬ lich übereinstimmender Polarität in die Falttasche eingelegt sind und dass sich die biegsamen Leiter über alle Tafeln erstrecken.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätz- licher biegsamer Leiter in die Falttasche einge¬ arbeitet ist, der sich längs allen Tafeln erstreckt, an seinem einen Ende mit einem Endanschluss einer ersten Tafel und an seinem anderen Ende mit einem Kontaktorgan verbunden ist, welches isoliert in Nähe eines Endanschlusses der letzten Tafel angeord¬ net ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Falttasche eine elektronische, mit den Tafeln elektrisch ver¬ bundene SteuerSchaltung, vorzugsweise in Flachbau¬ form, zur Regulierung der abgegriffenen Spannung und/oder des abgegriffenen Stromes enthält.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Falttasche mindestens eine flache Pufferbatterie enthält.
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Inventor name: JETTER, HEINZ

Inventor name: JETTER, RUDOLF