DE102008046899A1 - Photovoltaic module for solar power system, has frame for holding solar cell, which is formed by injection molding or foaming of plastic, and has electrical connecting piece - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die elektrische Kontaktierung von Photovoltaikmodulen bzw. Solarzellenmodulen und betrifft insbesondere das Anordnen von elektrischen Kontaktsteckern oder Steckerbuchsen innerhalb eines aus einem Kunststoff ausgebildeten Halterahmens solcher Module.The The present invention relates generally to electrical contacting of photovoltaic modules or solar cell modules, and in particular arranging electrical contact plugs or sockets within a holding frame made of a plastic such modules.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Gemäß der
Das
elektrische Verbindungselement
Das
Verriegelungselement
Zur
Montage eines solchen Solarstromsystems werden zunächst
mehrere Montageträger
Die
noch nicht offengelegte
Damit Photovoltaikmodule der vorgenannten Art einfach montiert werden können, ist eine präzise Positionierung der einzelnen Steckverbindungen typischerweise an den Ecken des Photovoltaikmoduls, wichtig. Da jedoch beim Spritzgießen oder Schäumen des Kunststoffrahmens kurzzeitig sehr hohe Drücke vorherrschen, können diese zu einer Verschiebung der Steckverbindungen in dem Kunststoffrahmen führen. Solche Ungenauigkeiten erhöhen nicht nur den Montageaufwand, sondern auch den Aufwand zur Abdichtung der Steckverbindungen zur Umgebung hin. Ferner können durch solche Ungenauigkeiten bei der Fertigung auch mechanische Spannungen im Einsatz hervorgerufen werden.In order to Photovoltaic modules of the aforementioned type are easily mounted can, is a precise positioning of the individual Connections typically at the corners of the photovoltaic module, important. However, when injection molding or foaming the Plastic frame briefly prevail very high pressures, This can lead to a displacement of the connectors lead in the plastic frame. Such inaccuracies not only increase the assembly effort, but also the effort to seal the connectors to the environment. Furthermore, can such inaccuracies in the production also mechanical stresses be induced in the field.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Photovoltaikmodul der vorgenannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Lage der üblicherweise in den Eckbereichen vorgesehenen Steckverbindungen einfach und zuverlässig vorgegeben werden kann. Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung betreffen ferner ein Solarstromsystem mit einer Mehrzahl solcher Photovoltaikmodule, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Photovoltaikmodule.task The present invention is a photovoltaic module of the aforementioned To further develop the type so that the location of the usually in the corners provided plug-in connections simple and reliable can be specified. Further aspects of the present invention further relate to a solar power system having a plurality of such Photovoltaic modules, and a method for producing such Photovoltaic modules.
Die vorgenannten Aufgaben werden durch ein Photovoltaikmodul mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch ein Solarstromsystem, nach Anspruch 12 sowie ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.The The above objects are achieved by a photovoltaic module with the Characteristics according to claim 1, by a solar power system according to claim 12 and a method according to claim 14 solved. Further advantageous embodiments are the subject of the referenced Dependent claims.
Bei einem Photovoltaikmodul gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lage eines jeweiligen elektrischen Anschlussstücks in dem zugeordneten Rahmenbereich mittels einer form-, kraft- oder formschlüssigen Verbindung fixiert. Durch die zusätzliche Fixierung, die vor dem Spritzgießen oder Schäumen des Rahmens aus dem Kunststoffmaterial vorgenommen wird, wird erfindungsgemäß eine Verschiebung des elektrischen Anschlussstücks beim Spritzgießen oder Schäumen des Kunststoffs, d. h. des Rahmens, verhindert, oder jedenfalls deutlich reduziert. Die Lage von elektrischen Steckverbindungen kann so präziser vorgegeben werden, was den Aufwand zur Montage von Solarstromsystemen deutlich verringert und auch eine Abdichtung der elektrischen Steckverbindung in einfacher Weise ermöglicht. Die höhere Präzision bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls ermöglicht auch eine deutliche Reduzierung von mechanischen Spannungen in fertig montierten Solarstromsystem.at a photovoltaic module according to the present invention Invention is the location of a respective electrical connector in the associated frame area by means of a positive, non-positive or positive locking Connection fixed. Due to the additional fixation, the before injection molding or foaming the frame is made of the plastic material, according to the invention a Displacement of the electrical connector during injection molding or foaming the plastic, d. H. of the frame, prevents or at least significantly reduced. The location of electrical connectors can be specified as precise, which the effort to Installation of solar power systems significantly reduced and also one Sealing the electrical connector allows in a simple manner. The higher precision in the production of an inventive Photovoltaic module also allows a significant reduction of mechanical stresses in ready assembled solar power system.
Die zumindest vorübergehende Fixierung des jeweiligen elektrischen Anschlussstücks erfolgt bevorzugt an einem vorgefertigten Rahmenteil, das vor dem Spritzgießen oder Schäumen in einem Formwerkzeug geeignet positioniert wird. Bei einem solchen Rahmenteil kann es sich bevorzugt um ein Eckteil aus einem Kunststoff handeln, wenngleich grundsätzlich beliebig andere Profile, beispielsweise versteifende Profile aus einem Metall oder einem anderen Material als Kunststoff, verwendet werden können und/oder das elektrische Anschlussstück auch an anderen Bereichen als dem Eckbereich, beispielsweise an den Längsseiten des Photovoltaikmoduls, angeordnet werden kann.The at least temporary fixation of the respective electrical Connecting piece is preferably on a prefabricated Frame part, before injection molding or foaming is suitably positioned in a mold. In such a Frame part may preferably be a corner part made of a plastic act, although basically any other profiles, For example, stiffening profiles of a metal or a Material other than plastic, can be used and / or the electrical connector also on others Areas as the corner, for example, on the long sides of the photovoltaic module, can be arranged.
Das elektrische Anschlussstück kann an ein solches Rahmenteil zumindest vorübergehend angeklebt oder eingeklebt werden. Auch eine vorübergehende Klemmung kann für eine zumindest vorübergehende kraftschlüssige Fixierung ausreichend sein.The electrical connector can be attached to such a frame part at least temporarily glued or glued. Even a temporary jamming can for a at least temporary non-positive fixation be enough.
Ganz besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß jedoch formschlüssige Verbindungen, insbesondere eine formschlüssige Verriegelung oder Verrastung, des elektrischen Anschlussstücks in dem zugeordneten Rahmenbereich. Bevorzugt ist die formschlüssige Verbindung lösbar, sodass die Verbindung von Rahmenbereich und elektrischem Anschlussstück, beispielsweise zum Austausch eines schadhaften Anschlussstücks oder zum Einsetzen eines anderen Typs von Anschlussstück, wieder gelöst werden kann, bevor der Rahmen aus dem Kunststoff ausgeformt wird.All however, particular preference is given according to the invention positive connections, in particular a form-fitting Locking or latching, the electrical connector in the associated frame area. Preferably, the form-fitting Detachable connection, allowing the connection of frame area and electrical connector, for example, for replacement a defective connector or for inserting a another type of connector, solved again can be before the frame is formed from the plastic.
Bevorzugt
weist das vorgefertigte Kunststoff-Rahmenteil zumindest einen Haltesteg
auf, der geeignet ausgebildet ist, sodass das jeweilige elektrische
Anschlussstück mit diesem verriegelt oder verrastet werden
kann. Ein solches vorgefertigtes Kunststoffelement kann gleichzeitig
weitere Funktionen übernehmen, insbesondere die Lage der
Solarzellen und/oder der transparenten Abdeckscheibe in dem Formwerkzeug
präzise vorgeben, der Fixierung eines in den Rahmen zu
integrierenden Haltebolzens dienen (vgl. Beschreibung zu
Gemäß einer Weiterbildung ist das elektrische Anschlussstück in einer ersten Drehstellung in den Haltesteg oder durch eine darin vorgesehene Öffnung einführbar und durch Verdrehen in eine zweite Drehstellung mit dem Haltesteg formschlüssig verriegelbar oder verrastbar. Zu diesem Zweck kann an dem Haltesteg oder in einer daran ausgebildeten zylindrischen Aufnahme bzw. Buchse ein Vorsprung oder eine Ausnehmung und an dem elektrischen Anschlussstück eine korrespondierende Ausnehmung bzw. ein korrespondierender Vorsprung ausgebildet sein. In der zweiten Drehstellung ist das elektrische Anschlussstück dann an dem Haltesteg fixiert.According to a further development, the electrical connection piece can be introduced into the holding web or through an opening provided therein in a first rotational position and can be positively locked or latched by turning into a second rotational position with the holding web. For this purpose, a projection or a recess and on the electrical connection piece a corresponding recess or a corresponding projection may be formed on the holding web or in a cylindrical receptacle or socket formed thereon. In the second rotational position is the electric Connecting piece then fixed to the retaining bar.
Gemäß einer Weiterbildung ist an dem elektrischen Anschlussstück ein Vorsprung ausgebildet, der senkrecht, bevorzugt symmetrisch zu einer Längsachse des elektrischen An schlussstücks von diesem in Gestalt einer Verriegelungs- oder Rastnase abragt. Schon bei einer geringen Verdrehung des elektrischen Anschlussstücks aus der ersten Drehstellung kann so ein Lösen von dem Haltesteg verhindert werden.According to one Further training is on the electrical connector Projection formed, the perpendicular, preferably symmetrical to a longitudinal axis of the electrical connection piece of this in shape protrudes a locking or locking lug. Even at a low Twist of the electrical connector from the first Rotary position can thus prevent a release of the retaining web become.
Für eine noch zuverlässigere Verriegelung kann zur Aufnahme der Verriegelungs- oder Rastnase in der zweiten Drehstellung an dem Haltesteg bzw. in einer daran ausgebildeten zylindrischen Aufnahme bzw. Zylinderbuchse eine korrespondierend ausgebildete Aussparung vorgesehen sein. Bevorzugt weist die Verriegelungs- oder Rastnase hierzu abgerundete Kanten oder noch bevorzugter eine gleichmäßig gewölbte Oberfläche auf.For An even more reliable latch can be used to hold the locking or locking lug in the second rotational position the holding web or in a cylindrical receptacle formed thereon or Cylinder socket provided a corresponding recess formed be. Preferably, the locking or locking lug has this rounded Edges or even more preferably even domed surface.
Für eine zuverlässige Abdichtung einer an dem Haltesteg ausgebildeten zylindrischen Aufnahme zum Aufnehmen des verriegelten oder verrasteten Kontaktsteckers kann am unteren Ende des Kontaktsteckers eine abdichtende Kappe ausgebildet sein, die zumindest in der zweiten Drehstellung den Boden einer solchen zylindrischen Aufnahme vollständig gegen die Umgebung abdichtet. Somit kann in dem Formwerkzeug beim Spritzgießen bzw. Schäumen des Rahmens kein Kunststoff vom Boden der Aufnahme her in die zylindrische Aufnahme gelangen. Weitere Abdichtmaßnahmen am vorderen Ende einer solchen zylindrischen Aufnahme, beispielsweise in Gestalt einer umlaufenden Dichtung, die auf die Rückseite des vorgenannten Eckteils um die zylindrische Aufnahme herum aufgelegt wird, kann das Eindringen des Kunststoffs im Formwerkzeug auch vom vorderen Ende her verhindern.For a reliable seal formed on the holding web cylindrical receptacle for receiving the locked or latched Contact plug can be a sealing at the bottom of the contact plug Cap be formed, at least in the second rotational position the bottom of such a cylindrical receptacle completely seals against the environment. Thus, in the mold at Injection molding or foaming of the frame no plastic From the bottom of the recording go into the cylindrical receptacle. Further sealing measures at the front end of such cylindrical receptacle, for example in the form of a circumferential Seal on the back of the aforementioned corner piece can be placed around the cylindrical receptacle, the penetration prevent the plastic in the mold also from the front end.
Bei einem Solarstromsystem gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die elektrischen Verbindungselemente zum elektrischen Verbinden von jeweils zwei Photovoltaikmodulen der vorgenannten Art zwei elektrische Kontaktstücke, bevorzugt Steckerbuchsen, auf, die korrespondierend zu den elektrischen Anschlussstücken, bevorzugt den Anschlusssteckern, der Photovoltaikmodule ausgebildet sind. Erfindungsgemäß sind die jeweiligen elektrischen Kontaktstücke dabei über eine flexibel elektrische Verbindung miteinander verbunden. Die Kontaktstücke sind somit nicht starr bezüglich eines Montageträgers befestigt, sondern mit einem Spiel, das insbesondere in der Ebene parallel zu den Photovoltaikmodulen vorherrscht. Eine solche flexible elektrische Verbindung gewährleistet somit, dass die elektrischen Kontaktstücke relativ zueinander verschiebbar sind und gleichzeitig eine elektrische Verbindung sichergestellt ist. Für eine Montage eines solchen Solarstromsys tems kann es somit ausreichend sein, die elektrischen Verbindungselemente grob vorzupositionieren, wobei durch die korrespondierende Ausgestaltung von Anschlussstück in dem Rahmen und Kontaktstück am Montageträger (beispielsweise auf der Dachfläche) ein gewisser Selbstzentrierungseffekt erzielt wird, sodass im Ergebnis die Photovoltaikmodule einfach nur auf die elektrischen Verbindungselemente aufgedrückt zu werden brauchen und das seitliche Spiel schließlich die Einnahme der gewünschten Position ermöglicht, in welcher die elektrische Steckverbindung zuverlässig und dichtend ausgebildet ist.at a solar power system according to the present Invention, the electrical connection elements for electrical Connecting two photovoltaic modules of the aforementioned type two electrical contact pieces, preferably sockets, on, corresponding to the electrical connectors, prefers the connection plugs, the photovoltaic modules formed are. According to the respective electrical Contact pieces via a flexible electrical Connected together. The contact pieces are thus not rigid with respect to a mounting bracket attached, but with a game, especially in the plane parallel to the photovoltaic modules prevails. Such a flexible electrical connection thus ensures that the electrical Contact pieces are displaceable relative to each other and at the same time an electrical connection is ensured. For An assembly of such a Solarstromsys system, it may therefore be sufficient be roughly pre-positioning the electrical connectors, wherein by the corresponding embodiment of fitting in the frame and contact piece on the mounting bracket (for example, on the roof surface) a certain Selbstzentrierungseffekt is achieved, so as a result, the photovoltaic modules easy only pressed on the electrical connection elements need to be and the side play finally to take the desired position, in which the electrical connector reliable and is formed sealing.
FigurenübersichtLIST OF FIGURES
Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Vorteile, Merkmale und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:following the invention will be described by way of example and with reference are described on the accompanying drawings, from which give further advantages, features and tasks to be solved become. Show it:
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleichwirkende Elemente.In the figures denote identical reference numerals identical or essentially equivalent elements.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten AusführungsbeispielenDetailed description of preferred embodiments
In
den Rahmen eines Photovoltaikmoduls gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Eckteil
Gemäß den
Die
Die
Zur
Herstellung eines Photovoltaikmoduls gemäß der
vorliegenden Erfindung werden vier solcher Eckstücke
Wie
man der Zusammenschau der
In
der
Das
elektrische Verbindungselement
Gemäß der
Wenngleich die Erfindung vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist diese nicht darauf beschränkt. Insbesondere wird der Fachmann beim Studium der vorstehenden Beschreibung erkennen, dass statt der beschriebenen Kontaktstecker und Kontaktbuchsen in entsprechender Weise auch Kontaktbuchsen und Kontaktstecker oder beliebige andere elektrische Steckverbindungselemente verwendet werden können und dass anstatt der vorstehend beschriebenen und den Formschluss bewirkenden Verriegelungselemente auch beliebige andere Elemente verwendet werden können, die bevorzugt aufgrund eines Formschlusses, jedoch grundsätzlich auch aufgrund eines Reib- oder Kraftschlusses einer zumindest vorübergehenden Fixierung des Kontaktsteckers an dem Eckteil vor dem Spritzgießen bzw. Schäumen des Kunststoff-Halterahmens dienen.Although the invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto. In particular, the skilled artisan will recognize in studying the above description that instead of the described contact plug and contact sockets in a corresponding manner, contact sockets and contact plugs or any other electrical connector elements can be used and that instead of the above-described and the form-locking effecting locking elements and any other elements are used can, preferably due to a positive connection, but in principle also serve due to a friction or adhesion of at least temporary fixation of the contact plug to the corner part before injection molding or foaming of the plastic support frame.
- 11
- transparente Abdeckscheibetransparent cover plate
- 22
- Eckstück aus Kunststoffcorner made of plastic
- 33
- Unterseite des Eckstücksbottom of the corner piece
- 44
- Frei- bzw. HohlraumFree- or cavity
- 55
- zylindrische Ausnehmungcylindrical recess
- 66
- verengter Abschnittconstricted section
- 77
- PU-Schaum/HalterahmenPU foam / holding frame
- 88th
- Haltedom/AbstandselementHaltedom / spacer
- 1010
- Kontaktsteckercontact plug
- 1111
- Kontaktbereichcontact area
- 1212
- Verrastungsnaselatching nose
- 1313
- Verbindungsbuchseconnection socket
- 1414
- Sockelbase
- 1515
- Dichtkappesealing cap
- 1616
- Handhabungsabschnitthandling section
- 1717
- Anschlusskabelconnection cable
- 2020
- elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
- 2121
- KontaktbuchseContact socket
- 2222
- elektrisches Verbindungskabelelectrical connection cable
- 2323
- Abdeckkappecap
- 2424
- elastische Stegeelastic Stege
- 2525
- zylindrischer Fortsatzcylindrical extension
- 2626
- Dichtlippensealing lips
- 2727
- Montageträger/ProfilMounting bracket / Profile
- 2828
- Halteabschnittholding section
- 2929
- Spaltgap
- 3030
- oberes Formwerkzeugupper mold
- 3131
- unteres Formwerkzeuglower mold
- 3232
- Vakuumnestvacuum nest
- 3333
- Dichtungpoetry
- 100100
- Rahmenframe
- 101101
- Aussparungrecess
- 102102
- Haltebolzenretaining bolt
- 103103
- Montageträger/ProfilMounting bracket / Profile
- 104104
- Längsschlitzlongitudinal slot
- 105105
- Verriegelungselementlocking element
- 106106
- Verriegelungsklauelocking pawl
- 107107
- Schlitzslot
- 108108
- Ausnehmungrecess
- 109109
- elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
- 110110
- KontaktbuchseContact socket
- 111111
- T-ProfilT profile
- 112112
- Kontaktsteckercontact plug
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