DE102004025627A1 - Solarmodul mit Anschlusselement - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Solarmodul mit einem Gehäuse und einem Solarelement beschrieben, wobei das Gehäuse ein Anschlusselement aufweist, das elektrisch leitend mit Kontaktflächen des Solarelementes verbunden ist. Weiterhin ist das Anschlusselement an elektrische Kontaktbuchsen angeschlossen, über die Anschlussleiter austeckbar sind. Als Kontaktelement ist zwischen dem Anschlusselement und den Kontaktflächen des Solarelementes eine Kontaktfeder angeordnet, die gegen die Kontaktflächen des Solarelementes vorgespannt ist. Dadurch entfallen Löt-, Klemm- oder Schraubverbindungen zwischen dem Solarelement und dem Anschlusselement. Auf diese Weise ist eine einfache und kostengünstige automatisierte Fertigung des Solarmoduls möglich.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit einem Anschlusselement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
  • Solarmodule bestehen im Wesentlichen aus einem Substrat, auf dem mehrere streifen- oder scheibenförmige Solarzellen angeordnet und elektrisch miteinander verschaltet sind. Zum Schutz vor Witterungseinflüssen sind die Solarzellen in einem Rahmen angeordnet und beidseitig mit einer Abdeckschicht abgedeckt. Auf der lichtempfindlichen Seite der Solarzellen ist eine lichtdurchlässige Abdeckung vorgesehen. Die Rückseite der Solarzellen ist durch eine Verbundfolie oder eine Glasscheibe abgedeckt.
  • Eine Solarzelle weist elektrische Leitungen auf, über die die bei Sonneneinfall in der Solarzelle erzeugte Spannung abgegriffen werden kann. Zum Weiterleiten des Stromes sind am Gehäuse des Solarmoduls Anschlusselemente angeordnet, über die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitungen der Solarzellen und den Anschlussleitungen hergestellt werden kann.
  • Aus der Patentanmeldung EP 1102354 A2 ist eine Anschlussdose zum elektrischen Kontaktieren von Folienleitern einer Solarzelle bekannt. Die Anschlussdose weist auf der Unterseite eine Öffnung auf, über die die Folienleiter des Solarmoduls in die Anschlussdose geführt sind. In der Anschlussdose sind Anschlusskontakte vorgesehen, mit denen die Folienleiter verbunden sind. Die Anschlusskontakte stehen wiederum mit Anschlussbuchsen in Verbindung, in die Anschlussleitungen einsteckbar sind.
  • Aus der Patentanmeldung EP 0521189 A1 ist ein elektrisches Anschlusselement für ein Solarmodul bekannt, das eine einfache elektrische Anschlussmöglichkeit bietet. Dazu ist ein Anschlusselement vorgesehen, das bolzenförmig ausgebildet ist und auf der Rückseite des Solarmoduls angelötet ist. Über dem Anschlusselement ist ein Halterungselement angeordnet, das mit dem Solarmodul verklebt ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Solarmodul mit einem Anschlusselement bereitzustellen, das einfach und kostengünstig zu fertigen ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Solarmodul gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren zum Herstellen des Solarmoduls gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Solarmoduls besteht darin, dass das Solarmodul in einem automatisierten Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die automatisierte Herstellung des Solarmoduls ist dadurch möglich, dass das Kontaktelement federnd gegen eine Kontaktfläche des Solarmoduls vorgespannt ist. Dadurch ist es nicht erforderlich, Löt-, Klemm- oder Schraubverbindungen zum elektrischen Kontaktieren der Solarzellen vorzusehen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktelement in Form einer Kontaktfeder ausgebildet, die gegen die Kontaktfläche des Solarmoduls vorgespannt ist. Die Ausführungsform des Kontaktelementes als Kontaktfeder bietet eine einfache und kostengünstige Realisierung des federnd vorgespannten Kontaktelementes.
  • In einer Weiterbildung der Kontaktfeder weist die Kontaktfeder einen Kontaktbereich auf, der auf der Kontaktfläche aufliegt und im Auflagebereich abgerundet, insbesondere gebogen ausgebildet ist. Durch die abgerundete Form des Kontaktbereiches ist eine zuverlässige Kontaktierung der Kontaktfläche möglich. Die Rundung des Kontaktbereiches wird in einfacher Weise durch eine Biegung der Kontaktfeder erreicht.
  • In Abhängigkeit von der verwendeten Ausführungsform ist die Rückseite des Solarelementes über eine Folie oder eine Glasplatte abgedeckt. Die Folie bzw. die Glasplatte weisen eine Öffnung auf, durch die das Kontaktelement zu der Kontaktfläche geführt ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen Querschnitt durch ein Solarmodul mit einer Anschlussdose und
  • 2 eine Detailansicht des Kontaktbereiches, in dem eine Kontaktfeder auf einer Kontaktfläche des Solarmoduls aufliegt.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Solarmodul 1, das ein Solarelement 2 mit wenigstens einer Solarzelle aufweist. Auf der lichtempfindlichen Seite ist das Solarelement 2 mit einer Glasabdeckung 3 versehen. Auf der Rückseite des Solarelementes 2 sind elektrische Kontaktflächen 4 vorgesehen, die mit elektrischen Leitungen des Solarelementes 2 verbunden sind. Je nach Ausführungsform sind mehrere Solarzellen elektrisch zusammen geschaltet und die von den Solarzellen erzeugte Spannung wird über zwei Kontaktflächen 4 abgegriffen. Aus Vereinfachungsgründen ist nur eine Kontaktfläche 4 in der 1 dargestellt. Die elektrische Kontaktierung ist für beide Kontaktflächen vorzugsweise identisch und wird im Folgenden anhand einer Kontaktfläche 4 erläutert. 2 zeigt eine Detailansicht der Kontaktfläche 4.
  • Die Kontaktflächen 4 können beispielsweise in Form von Leiterbahnen oder in Form von Flachbandleitungen ausgebildet sein. Die Rückseite des Solarelementes 2 ist mit einer zweiten Abdeckung 5 abgedeckt. Die zweite Abdeckung 5 kann beispielsweise in Form einer Glasplatte oder einer Verbundfolie ausgebildet sein. Im Bereich der Kontaktfläche 4 weist die zweite Abdeckung 5 eine Öffnung 6 auf. Auf der Rückseite des Solarelementes 2 ist eine Anschlussdose mit einem Gehäuse 7 befestigt, das einen Teil der Rückseite des Solarelementes 2 abdeckt. Vorzugsweise ist das Gehäuse 7 über eine Klebeverbindung 16 am Solarelement 2 befestigt. Am Gehäuse 7 ist ein Anschlusselement 8 angeordnet, das über elektrische Leitungen mit elektrischen Anschlussbuchsen 9 verbunden ist. Zwischen dem Anschlusselement 8 und den Kontaktflächen 4 sind federnd vorgespannte Kontaktelemente 10 angeordnet.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist das Kontaktelement 10 in Form einer Kontaktfeder realisiert, die mit einem ersten Kontaktbereich an einem Anschlusskontakt des Anschlusselementes 8 angeschlossen ist und mit einem zweiten Kontaktbereich auf einer Kontaktfläche 4 aufliegt. Die Kontaktfeder 10 weist im zweiten Kontaktbereich eine abgerundete Kontaktfläche auf. Dies abgerundete Kontaktfläche wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Kontaktfeder 10 im zweiten Kontaktbereich gebogen ausgebildet ist. Die Kontaktfeder 10 ist mit dem zweiten Kontaktbereich gegen die Kontaktfläche 4 vorgespannt. Zur Vorspannung wird die Kontaktfeder unter Ausnutzung der eigenen Federsteifigkeit gegen die Kontaktfläche vorgespannt.
  • Die Kontaktfeder ist vorzugsweise aus einem Federstahl hergestellt. Die Glasabdeckung 3 mit dem Solarelement 2 und der zweiten Abdeckung 5 ist über eine Klebeverbindung und/oder eine mechanische Verbindung am Gehäuse 7 befestigt. An die Anschlussbuchsen 9 können elektrische Anschlussleitungen angesteckt werden.
  • In dem dargestellten Querschnitt ist nur eine Kontaktfeder 10 dargestellt, wobei jedoch üblicherweise für ein Solarelement wenigstens zwei Kontaktflächen 4 und entsprechend zwei Kontaktfedern 10 zum Abgreifen der vom Solarelement 2 erzeugten elektrischen Spannung vorgesehen sind. Entsprechend weist auch das Anschlusselement zwei Anschlusskontakte zum Anschließen der zwei Kontaktfedern 10 auf. Auch der zweite Anschlusskontakt ist elektrisch leitend mit einer zweiten Anschlussbuchse 9 verbunden.
  • Das Gehäuse 7 weist einen Gehäuseboden 13 und einen Gehäusedeckel 15 auf. Auf dem Gehäuseboden 13 ist das Anschlusselement 8 angeordnet. Im Gehäuseboden 13 sind in den Bereichen über den Kontaktflächen 4 weitere Öffnungen 14 vorgesehen, durch die die Kontaktfedern 10 geführt sind, wie in 2 dargestellt. In den übrigen Bereichen ist der Boden 13 im Wesentlichen geschlossen und eben ausgebildet.
  • Bei der Montage des vormontierten Gehäuses 7, in das bereits das Anschlusselement 8 mit den angeschlossenen Anschlussbuchsen 9 und die Kontaktfedern 10 eingebracht sind, wird das Solarelement 2 mit der Glasabdeckung 3 und der zweiten Abdeckung 5 auf den Gehäuseboden 13 aufgesetzt und über eine Klebe- und/oder eine mechanische Verbindung mit dem Gehäuse 7 verbunden. Dies ermöglicht ein automatisiertes Befestigen der Anschlussdose und ein automatisierte elektrische Kontaktierung des Solarelementes 2 mit den Anschlussbuchsen 9, da zwischen den Kontaktflächen des Solarelementes 2 und dem Anschlusselement 8 keine Löt-, Klemm- oder Schraubverbindung erforderlich ist, sondern eine einfache dauerelastische Kontaktierung über eine Kontaktfeder verwendet wird.
  • 1
    Solarmodul
    2
    Solarelement
    3
    Glasabdeckung
    4
    Kontaktfläche
    5
    zweite Abdeckung
    6
    Öffnung
    7
    Gehäuse
    8
    Anschlusselement
    9
    Anschlussbuchse
    10
    Kontaktfeder
    11
    erster Kontaktbereich
    12
    zweiter Kontaktbereich
    13
    Gehäuseboden
    14
    Weitere Öffnung
    15
    Gehäusedeckel

Claims (6)

  1. Solarmodul (1) mit einer Anschlussdose mit einem Gehäuse (7) und mit einem Solarelement (2), wobei das Gehäuse (7) ein Anschlusselement (8) zum Anschließen von elektrischen Anschlussleitungen aufweist, wobei das Anschlusselement (8) über ein Kontaktelement (10) mit einer Kontaktfläche (4) des Solarelementes (2) verbunden ist, wobei über die Kontaktfläche (4) eine elektrische Spannung am Solarelement (2) abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10) federnd gegen die Kontaktfläche (4) des Solarelementes (2) vorgespannt ist.
  2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontaktelement eine Kontaktfeder (10) angeordnet ist, die zwischen dem Anschlusselement (8) und der Kontaktfläche (4) eingespannt ist und auf die Kontaktfläche (4) vorgespannt ist.
  3. Solarmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (10) einen Kontaktbereich (12) aufweist, der auf der Kontaktfläche (4) aufliegt, und dass der Kontaktbereich (12) mit einer abgerundeten Fläche auf der Kontaktfläche (4) aufliegt.
  4. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarelement (2) auf der Seite, auf der die Kontaktfläche (4) angeordnet ist, mit einer Folie oder einer Glasplatte (4) abgedeckt ist, und dass die Folie bzw. die Glasplatte (4) eine Öffnung (6) aufweist, durch die das Kontaktelement (10) zu der Kontaktfläche (4) geführt ist.
  5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdose über eine Klebe- oder eine mechanische Verbindung am Solarmodul befestigt ist.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls (1) mit einem Solarelement (2) und einer Anschlussdose, wobei das Solarelement (2) wenigstens eine Kontaktfläche (4) zum Abgreifen einer elektrischen Spannung aufweist, die vom Solarelement (2) erzeugt wird, wobei die Anschlussdose wenigstens ein Kontaktelement (10) zum elektrischen Kontaktieren einer Kontaktfläche (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdose eine Kontaktfeder (10) als Kontaktelement aufweist, dass die Anschlussdose mit der Kontaktfeder (10) auf das Solarelement (2) aufgesetzt wird, wobei die Kontaktfeder (10) vorgespannt auf die Kontaktfläche (4) gedrückt wird, und dass die Anschlussdose auf dem Solarelement (2) befestigt wird.
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