WO2011124403A2 - Connecting element, electric connector and connecting assembly for solar cell modules - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a mechanical connecting element and an electrical connector and a connection arrangement for solar cell modules.
- Framed photovoltaic modules are usually attached to carrier systems by means of screw terminals. Usually stainless steel clamps are used. The wiring of the modules with each other is usually done by means of DC cables. These hang in loops under the modules or are attached to the frame with cable ties.
- a clamp for fastening and simultaneous electrical potential connection of framed photovoltaic modules on suitable rail profiles is disclosed, for example, in DE 20 2005009 883 U1.
- US 2007/0212935 AI describes a mounting clip with integrated grounding device for photovoltaic modules.
- Solar cell modules which is characterized in that an electrically conductive contact is laid in the interior of the module.
- a mechanical connecting element with the features of claim 1 is provided according to a first aspect.
- This connecting element allows a mechanically highly stable, less damage-sensitive and also cost-effective connection of framed solar cell modules.
- the free length of the first profile leg is equal to the distance between the first and second extension and / or the thickness of the profile base equal to the thickness of the second extension.
- the profile base and the first and second extensions extend at right angles to the first and second profile legs.
- the proposed connecting element is made of a metal, in particular as an extruded part made of aluminum or an aluminum alloy. This provides significant cost advantages over the use of stainless steel.
- an electrical connector for solar cell modules is proposed, designed as a plastic profile part with an embedded conductor having at its ends exposed contact portions. In this electrical connector projections are formed in the vicinity of the contact portions, which for engaging and insulating enclosing terminal contacts, special contact pins on the
- this connector has the basic cross-sectional shape of a "U”, with the embedded conductor extending from the first leg of the "U” across the base to the second leg and exposing its contact portions in the first and second legs.
- extensions for engagement and for positive fastening of the connector to a mechanical connecting element of two solar cell modules are integrally formed thereon, more particularly on the inside of the base of the "U".
- a further embodiment is characterized in that two conductors are embedded in the plastic profile part, each having at both ends exposed contact portions in the vicinity of the plastic profile part projections for engagement and insulating enclosing pins are formed.
- Inexpensive, easy to handle and reliable in continuous use is in particular a version as an injection molded part with molded conductor.
- This can consist of an injection-molded plastic material which has been established for cost-effective electrical applications and which has good insulation properties under the typical conditions of use of a photovoltaic module.
- a novel solar cell module is proposed with a regular arrangement of solar cells on a module carrier and rear connection contacts for connection to further solar cell modules or a feed terminal, wherein the connection contacts on two opposite sides, especially longitudinal sides, arranged the module carrier and are designed as plug contacts.
- the novel topology makes it possible to dispense with the known, loose-hanging cable connections or other complex and fault-prone module connectors and helps to create low-cost solar cell assemblies that are less prone to disturbances caused by wind forces, people or animals can.
- the plug contacts have perpendicular to the surface of the module carrier aligned engagement sections.
- a return conductor is arranged on the module carrier and a plug contact for plus or minus and a return conductor is provided on each of the opposite sides.
- connection arrangement which combines several aspects of the invention is the subject matter of claim 13.
- each pair of telescoped connecting elements is associated with a pair of electrical connectors to the plus-minus connection or to the return conductor connection.
- FIG. 1 is a connecting element according to an embodiment of
- FIG. 2 shows the connection of two framed solar cell modules by means of two connecting elements according to FIG. 1 and an electrical connector according to a further embodiment of the invention
- Fig. 3 is a schematic representation of a solar cell module rear side according to an embodiment of the invention.
- Fig. 4 is a schematic representation of the electrical connections of two solar cell modules as a plan view of the rear sides thereof.
- Fig. 1 shows a cross-sectional view of an aluminum profile 1 as an embodiment and the connecting element according to the invention for solar cell modules, which has a first and a second profile legs 3, 5 and a respective connecting at the end of the two legs profile base 7.
- the profile base 7 closes on the first profile leg 3 with its profiläußerer
- a second extension 11 is formed, which points in the same direction as the first extension.
- the first and second profile legs 3, 5 extend parallel to one another and have a spacing (interspace) 13 corresponding to the width of the first profile leg, and the first and second extensions have a spacing (interspace) 15 corresponding to the thickness of a solar cell module carrier (not shown)
- a recess 17, 19 with an undercut for the form-fitting engagement of an outer profile part (not shown here) is formed both in the outer profile surface of the first and the second extension. 2 shows, likewise in a cross-sectional representation, a connecting region of a solar cell system 21 in which two module carriers 23 are mechanically connected to one another by means of two connecting elements 1 according to FIG.
- plug contacts are arranged near their respective edge region, in each case a return conductor contact (contact pin) 27 and (perpendicular to the plane of this back to the drawing and therefore not visible in the figure) on one of the two carriers a plus contact and on the other a minus contact.
- the contact pins are each surrounded by a plastic molded body 29, on the one hand has an insulating effect and on the other form-fitting and frictionally engaged in corresponding recesses of an associated connector (see below).
- a return conductor connecting portion 33 is embedded in an injection molded case 35, and similarly (in another sectional plane not lying in the plane of the drawing), plus-minus connector portion is molded Plus minus plug contacts of the two module carrier connects to each other when the connector 25 is pressed onto the back of the module carrier 23 and thus on the plug contact assemblies.
- the cross-sectional basic shape of the connector 25 is that of a "U.” At the free ends of the two legs of the "U” two pairs of inner and outer projections 35a, 35b are formed, which in the assembled state of
- Connector cause isolation of each recorded between them plug contact.
- On the inside of the base of the "U" two further, inwardly bent projections 35 c, 35 d are formed, which upon pressing the electrical connector to the back of the module carrier (and thus at the same time on the outer surfaces of the two interconnected mechanical fasteners 1) engage in the recesses 17, 19 of the connecting elements. This positive engagement holds the
- a profile part 37 is shown, which is provided in the same way with fixing projections 37a, 37b, as the connector 25 and thereby on the opposite side of the connector 25 of the nested fasteners 1 is held.
- This may be a decorative or a functional element whose possible
- FIG. 3 shows a top view of the rear side of the topology of a novel solar cell module 39 having a plurality of solar cells 41 regularly arranged on a module carrier 23.
- the peculiar feature of the topology is the provision of a first conductor trace 43 connecting all the solar cells in series between a positive electrode.
- Fig. 4 shows in a plan view of the backs, as a schematic illustration without taking into account the manner of the mechanical connection, two module support 23 in accordance with the invention, with plug contact portions 27, 45 and 47 for cross-module connection by means of a connector 25 in the in Fig. 2 shown and described above.
- Connection contacts near the longitudinal edges.
- special conductor tracks must be provided in each case on a connection area centrally located in a conventional arrangement on the module or carrier rear side.
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Abstract
The invention relates to a connecting element for solar cell modules, designed as a profiled element having a first profile limb, a second profile limb parallel to the first profile limb and spaced apart from the latter by the width of the first profile limb, a profile base joining the first and second profile limbs at one of the ends thereof, which has a first extension extending beyond the side of that second profile limb which faces away from the first profile limb, and a second extension which is formed at the second end of the second profile limb and which extends in the same direction as the first extension at a distance therefrom corresponding to the thickness of a modular support, wherein, in each case on the free surface of the profile base and the second extension, a recess is provided having an undercut for the form-fitting engagement of an outer profile part.
Description
Beschreibung description
Titel title
Verbindungselement, elektrischer Verbinder und Verbindungsanordnung für Solarzellenmodule Connecting element, electrical connector and connection arrangement for solar cell modules
Die Erfindung betrifft ein mechanisches Verbindungselement sowie einen elektrischen Verbinder und eine Verbindungsanordnung für Solarzellenmodule. The invention relates to a mechanical connecting element and an electrical connector and a connection arrangement for solar cell modules.
Stand der Technik State of the art
Gerahmte Photovoltaikmodule werden heute in der Regel mittels Schraubklemmen auf Trägersystemen befestigt. Zum Einsatz kommen überwiegend Edelstahlklemmen. Die Verkabelung der Module untereinander erfolgt üblicherweise mittels Gleichspannungskabeln. Diese hängen in Schleifen unter den Modu- len oder werden aufwändig mit Kabelbindern am Gestell befestigt. Framed photovoltaic modules are usually attached to carrier systems by means of screw terminals. Mostly stainless steel clamps are used. The wiring of the modules with each other is usually done by means of DC cables. These hang in loops under the modules or are attached to the frame with cable ties.
Eine Klemme zur Befestigung und gleichzeitigen elektrischen Potentialanbin- dung von gerahmten Photovoltaikmodulen auf geeigneten Schienenprofilen wird etwa in der DE 20 2005009 883 Ul offenbart. Die US 2007/0212935 AI beschreibt einen Montageclip mit integrierter Erdungseinrichtung für Photovoltaikmodule. A clamp for fastening and simultaneous electrical potential connection of framed photovoltaic modules on suitable rail profiles is disclosed, for example, in DE 20 2005009 883 U1. US 2007/0212935 AI describes a mounting clip with integrated grounding device for photovoltaic modules.
Im Stand der Technik finden sich vielfältige Konstruktionen für den elektrischen Anschluss von Photovoltaikmodulen. Lediglich beispielhaft wird hinge- wiesen auf die DE 199 10 532 B4, die eine Anschlusseinrichtung mit einem mehrpoligen Steckverbinder und einer Vielzahl von Einzelleitern lehrt, die durch ein in die Schicht eingebettetes flächiges Kontaktgitter realisiert werden, sowie auf eine in der DE 699 15 794 T2 beschriebene Verdrahtungsanordnung mit einem Hauptkabel, mehreren über Abzweigverbindungen angeschlossenen Stichkabeln, mehreren Verbindern und einer Schutzhülle. Hingewiesen wird
auch darauf, dass aus dem Stand der Technik vielgestaltige Ausführungen von Anschlussdosen oder -kästen für Photovoltaikmodule bekannt sind, so etwa aus der EP 1 605 554 A2, der US 7,291,036 Bl oder der DE 69934471 C2. Die DE 10 2008 017 522 AI beschreibt eine Anschlusseinrichtung für In the prior art, there are a variety of structures for the electrical connection of photovoltaic modules. By way of example, reference is made to DE 199 10 532 B4, which teaches a connection device with a multi-pole plug connector and a large number of individual conductors, which are realized by a flat contact grid embedded in the layer, as well as in DE 699 15 794 T2 described wiring arrangement with a main cable, several connected via branch connections stub cables, multiple connectors and a protective cover. It is pointed out also to the fact that from the prior art vielgestaltige versions of junction boxes or boxes for photovoltaic modules are known, such as from EP 1 605 554 A2, US 7,291,036 Bl or DE 69934471 C2. DE 10 2008 017 522 A1 describes a connection device for
Solarzellenmodule, welche sich dadurch auszeichnet, dass eine elektrisch leitende Kontaktierung in das Innere des Moduls verlegt ist. Solar cell modules, which is characterized in that an electrically conductive contact is laid in the interior of the module.
Die oben erwähnten Schraubklemmen-Befestigungen erfordern einen hohen Installationsaufwand und sind relativ kostspielig, und der Aufbau dachintegrierter Photovoltaikanlagen ist mit solchen Befestigungssystemen nicht ohne zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen möglich. Die weiterhin erwähnten Kabelverbindungen haben normalerweise Längen- Reserven und daher höhere Leistungsverluste als gemäß den geometrischen Dimensionen der miteinander verbundenen Module und unbedingt erforderlich, und vor allem sind sie beschädigungsanfällig. The above-mentioned screw-type fasteners require a high installation cost and are relatively expensive, and the construction of roof-integrated photovoltaic systems is not possible with such mounting systems without additional sealing measures. The further mentioned cable connections usually have length reserves and therefore higher power losses than according to the geometrical dimensions of the interconnected modules and absolutely necessary, and above all they are susceptible to damage.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Mit der Erfindung wird gemäß einem ersten Aspekt ein mechanisches Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1 bereitgestellt. Dieses Verbindungselement ermöglicht eine mechanisch höchststabile, wenig beschädigungsempfindliche und zudem kostengünstige Verbindung von gerahmten Solarzellenmodulen. With the invention, a mechanical connecting element with the features of claim 1 is provided according to a first aspect. This connecting element allows a mechanically highly stable, less damage-sensitive and also cost-effective connection of framed solar cell modules.
In einer Ausführung der Erfindung gemäß ihrem ersten Aspekt ist die freie Länge des ersten Profilschenkels gleich dem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Fortsatz und/oder die Dicke der Profilbasis gleich der Dicke des zweiten Fortsatzes. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass wobei die Profilbasis sowie der erste und zweite Fortsatz sich rechtwinklig zum ersten und zweiten Profilschenkel erstrecken. In one embodiment of the invention according to its first aspect, the free length of the first profile leg is equal to the distance between the first and second extension and / or the thickness of the profile base equal to the thickness of the second extension. In a further embodiment, it is provided that the profile base and the first and second extensions extend at right angles to the first and second profile legs.
In einer kostengünstigen Ausführung ist das vorgeschlagene Verbindungselement aus einem Metall, insbesondere als Strangpressteil aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, hergestellt. Dies erbringt wesentliche Kostenvorteile gegenüber dem Einsatz von Edelstahl.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein elektrischer Verbinder für Solarzellenmodule vorgeschlagen, ausgebildet als Kunststoff-Profilteil mit einem eingebetteten Leiter, der an seinen Enden freiliegende Kontaktabschnitte aufweist. Bei diesem elektrischen Verbinder sind in der Umgebung der Kontaktabschnitte Fortsätze angeformt, die zum Eingriff und isolierenden Umschließen von Anschlusskontakten, spezielle Kontaktstiften, auf der In an inexpensive embodiment, the proposed connecting element is made of a metal, in particular as an extruded part made of aluminum or an aluminum alloy. This provides significant cost advantages over the use of stainless steel. According to a second aspect of the invention, an electrical connector for solar cell modules is proposed, designed as a plastic profile part with an embedded conductor having at its ends exposed contact portions. In this electrical connector projections are formed in the vicinity of the contact portions, which for engaging and insulating enclosing terminal contacts, special contact pins on the
Oberfläche eines Modulträgers ausgebildet sind. Surface of a module carrier are formed.
In einer Ausführung dieses Verbinders hat dieser die Querschnitts-Grundform eines„U", wobei der eingebettete Leiter vom ersten Schenkel des„U" über die Basis bis in den zweiten Schenkel verläuft und dessen Kontaktabschnitte im ersten und zweiten Schenkel freiliegen. In one embodiment of this connector, this has the basic cross-sectional shape of a "U", with the embedded conductor extending from the first leg of the "U" across the base to the second leg and exposing its contact portions in the first and second legs.
In einer weiteren Ausführung des Verbinders sind an diesem, spezieller an der Innenseite der Basis des„U" Fortsätze zum Eingriff und zur formschlüssigen Befestigung des Verbinders an einem mechanischen Verbindungselement zweier Solarzellenmodule angeformt. In a further embodiment of the connector, extensions for engagement and for positive fastening of the connector to a mechanical connecting element of two solar cell modules are integrally formed thereon, more particularly on the inside of the base of the "U".
Eine weitere Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass in das Kunststoff- Profilteil zwei Leiter eingebettet sind, die jeweils an beiden Enden freiliegende Kontaktabschnitte aufweisen, in deren Umgebung am Kunststoff-Profilteil Fortsätze zum Eingriff und isolierenden Umschließen von Kontaktstiften angeformt sind. A further embodiment is characterized in that two conductors are embedded in the plastic profile part, each having at both ends exposed contact portions in the vicinity of the plastic profile part projections for engagement and insulating enclosing pins are formed.
Kostengünstig, einfach zu handhaben und im Dauereinsatz zuverlässig ist insbesondere eine Ausführung als Spritzgussteil mit umspritztem Leiter. Diese kann aus einem für elektrotechnische Anwendungen etablierten und kostengünstigen spritzfähigen Kunststoffmaterial bestehen, welches unter den typischen Einsatzbedingungen eines Photovoltaikmoduls gute Isolationseigenschaften aufweist. Inexpensive, easy to handle and reliable in continuous use is in particular a version as an injection molded part with molded conductor. This can consist of an injection-molded plastic material which has been established for cost-effective electrical applications and which has good insulation properties under the typical conditions of use of a photovoltaic module.
Gemäß einem weiteren relativ selbständigen Aspekt der Erfindung wird ein neuartiges Solarzellenmodul vorgeschlagen, mit einer regulären Anordnung von Solarzellen auf einem Modulträger und rückseitigen Anschlusskontakten zur Verbindung mit weiteren Solarzellenmodulen oder einem Einspeisungs- Anschluss, wobei die Anschlusskontakte an zwei gegenüberliegenden Seiten,
insbesondere Längsseiten, des Modulträgers angeordnet und als Steckkontakte ausgebildet sind. Diese vorgeschlagene Topologie According to a further relatively independent aspect of the invention, a novel solar cell module is proposed with a regular arrangement of solar cells on a module carrier and rear connection contacts for connection to further solar cell modules or a feed terminal, wherein the connection contacts on two opposite sides, especially longitudinal sides, arranged the module carrier and are designed as plug contacts. This proposed topology
korrespondiert, im Sinne eines einheitlichen erfinderischen Konzeptes, zur Konstruktion des weiter oben erwähnten elektrischen Verbinders gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie, in einer zweckmäßigen Ausgestaltung desselben, auch zum Aufbau des Verbindungselementes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. corresponds, in the sense of a uniform inventive concept, for the construction of the above-mentioned electrical connector according to the second aspect of the invention and, in an expedient embodiment thereof, also for the construction of the connecting element according to the first aspect of the invention.
Die neuartige Topologie ermöglicht den Verzicht auf die bekannten, lose hängenden Kabelverbindungen oder andere aufwendige und störungsanfällige Modul-Verbinder und trägt dazu bei, kostengünstig Solarzellenanordnungen erstellen zu können, die wenig anfällig für Störungen durch Zugkräfte sind, die durch Wind, Menschen oder Tiere ausgeübt werden können. The novel topology makes it possible to dispense with the known, loose-hanging cable connections or other complex and fault-prone module connectors and helps to create low-cost solar cell assemblies that are less prone to disturbances caused by wind forces, people or animals can.
In einer Ausführung des Solarzellenmoduls ist vorgesehen, dass die Steckkon- takte senkrecht zur Oberfläche des Modulträgers ausgerichtete Eingriffsabschnitte aufweisen. Eine weitere Ausgestaltung sieht so aus, dass auf dem Modulträger ein Rückleiter angeordnet ist und an jeder der gegenüberliegenden Seiten je ein Steckkontakt für Plus bzw. Minus und einen Rückleiter vorgesehen ist. In one embodiment of the solar cell module is provided that the plug contacts have perpendicular to the surface of the module carrier aligned engagement sections. A further embodiment provides that a return conductor is arranged on the module carrier and a plug contact for plus or minus and a return conductor is provided on each of the opposite sides.
Eine Verbindungsanordnung, die mehrere Aspekte der Erfindung in sich vereint, ist Gegenstand des Anspruchs 13. A connection arrangement which combines several aspects of the invention is the subject matter of claim 13.
Bei dieser Anordnung ist in eine Ausgestaltung vorgesehen, dass jedem Paar ineinandergeschobener Verbindungselemente ein Paar elektrischer Verbinder zur Plus-Minus- Verbindung bzw. zur Rückleiter-Verbindung zugeordnet ist. In this arrangement, it is provided in an embodiment that each pair of telescoped connecting elements is associated with a pair of electrical connectors to the plus-minus connection or to the return conductor connection.
Zeichnungen drawings
Vorteile und Zweckmäßigkeiten ergeben sich im übrigen aus der Advantages and expediencies result from the rest of the
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
Fig. 1 ein Verbindungselement gemäß einer Ausführung der following description of an embodiment with reference to the figures. From these show: Fig. 1 is a connecting element according to an embodiment of
Erfindung, Invention,
Fig. 2 die Verbindung zweier gerahmter Solarzellenmodule mittels zweier Verbindungselemente gemäß Fig. 1 und einem elektrischen Verbinder gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung, 2 shows the connection of two framed solar cell modules by means of two connecting elements according to FIG. 1 and an electrical connector according to a further embodiment of the invention, FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Solarzellenmodul- Rückseite gemäß einer Ausführung der Erfindung und Fig. 3 is a schematic representation of a solar cell module rear side according to an embodiment of the invention and
Fig. 4 die schematische Darstellung der elektrischen Verbindungen zweier Solarzellenmodule als Draufsicht auf deren Rückseiten. Fig. 4 is a schematic representation of the electrical connections of two solar cell modules as a plan view of the rear sides thereof.
Fig. 1 zeigt in Querschnittsdarstellung ein Aluminiumprofil 1 als Ausführungsform und des erfindungsgemäßen Verbindungselementes für Solarzellenmodule, welches einen ersten und einen zweiten Profilschenkel 3, 5 sowie eine jeweils am Ende der beiden Schenkel verbindende Profilbasis 7 aufweist. Die Profilbasis 7 schließt am ersten Profilschenkel 3 mit dessen profiläußererFig. 1 shows a cross-sectional view of an aluminum profile 1 as an embodiment and the connecting element according to the invention for solar cell modules, which has a first and a second profile legs 3, 5 and a respective connecting at the end of the two legs profile base 7. The profile base 7 closes on the first profile leg 3 with its profiläußerer
Oberfläche bündig ab, während sie einen sich über die profiläußere Oberfläche des zweiten Profilschenkels hinaus erstreckenden ersten Fortsatz 9 aufweist. Am zweiten Ende des zweiten Profilschenkels 5 ist ein zweiter Fortsatz 11 angeformt, der in die gleiche Richtung weist wie der erste Fortsatz. Surface flush, while it has a extending beyond the profile outer surface of the second profile leg out first extension 9. At the second end of the second profile leg 5, a second extension 11 is formed, which points in the same direction as the first extension.
Der erste und zweite Profilschenkel 3, 5 verlaufen zueinander parallel und haben einen der Breite des ersten Profilschenkels entsprechenden Abstand (Zwischenraum) 13, und der erste und zweite Fortsatz haben einen der Dicke eines Solarzellen-Modulträgers (nicht dargestellt) entsprechenden Abstand (Zwischenraum) 15. Sowohl in der profiläußeren Oberfläche des ersten wie auch des zweiten Fortsatzes ist jeweils eine Ausnehmung 17, 19 mit einer Hinterschneidung zum formschlüssigen Eingreifen eines (hier nicht dargestellten) äußeren Profilteils eingeformt.
Fig. 2 zeigt, ebenfalls in einer Querschnittsdarstellung, einen Verbindungsbereich eines Solarzellensystems 21, bei dem zwei Modulträger 23 mittels zweier Verbindungselemente 1 gemäß Fig. 1 mechanisch miteinander verbunden sind und mittels eines auf die ineinander geschobenen Verbindungselemente 1 aufsetzbaren elektrischen Verbinders 25 elektrisch miteinander verbunden werden. Der Aufbau des Verbindungselementes 1 wurde oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. In Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Modulträger 23 mit ihren Kantenbereichen in den Ausnehmungen 15 der beiden ineinander geschobenen Verbindungselemente 1 aufgenommen und durch das„Verhaken" der beiden Verbindungselemente miteinander mechanisch verbunden sind. The first and second profile legs 3, 5 extend parallel to one another and have a spacing (interspace) 13 corresponding to the width of the first profile leg, and the first and second extensions have a spacing (interspace) 15 corresponding to the thickness of a solar cell module carrier (not shown) A recess 17, 19 with an undercut for the form-fitting engagement of an outer profile part (not shown here) is formed both in the outer profile surface of the first and the second extension. 2 shows, likewise in a cross-sectional representation, a connecting region of a solar cell system 21 in which two module carriers 23 are mechanically connected to one another by means of two connecting elements 1 according to FIG. 1 and electrically connected to one another by means of an electrical connector 25 which can be placed on the interconnected connecting elements 1 , The construction of the connecting element 1 has been explained above with reference to FIG. In FIG. 2 it can be seen that the module carriers 23 are received with their edge regions in the recesses 15 of the two telescoping connecting elements 1 and are mechanically connected to each other by the "hooking" of the two connecting elements.
Auf den Rückseiten der Modulträger 23 sind nahe ihrem jeweiligen Kantenbereich Steckkontakte angeordnet, und zwar jeweils ein Rückleiter- Kontakt (Kontaktstift) 27 und (senkrecht zur Zeichnungsebene diesem gegenüber nach hinten gerückt und daher in der Figur nicht zu erkennen) auf dem einen der beiden Träger ein Plus-Kontakt und auf dem anderen ein Minus-Kontakt. Die Kontaktstifte sind jeweils von einem Kunststoff-Formkörper 29 umgeben, der einerseits eine Isolierwirkung hat und zum anderen form- und reibschlüssig in entsprechende Ausnehmungen eines zugehörigen Verbinders (s. weiter unten) eingreift. On the backs of the module carrier 23 plug contacts are arranged near their respective edge region, in each case a return conductor contact (contact pin) 27 and (perpendicular to the plane of this back to the drawing and therefore not visible in the figure) on one of the two carriers a plus contact and on the other a minus contact. The contact pins are each surrounded by a plastic molded body 29, on the one hand has an insulating effect and on the other form-fitting and frictionally engaged in corresponding recesses of an associated connector (see below).
Im elektrischen Verbinder 25 ist in der in Fig. 2 gezeigten Schnittebene ein Rückleiter- Verbindungsabschnitt 33 in ein Spritzgussgehäuse 35 eingebettet, und in entsprechender Weise ist (in einer anderen, nicht in der Zeichnungsebene liegenden Schnittebene) Plus-Minus- Verbinderabschnitt eingegossen, der die Plus-Minus-Steckkontakte der beiden Modulträger miteinander verbindet, wenn der Verbinder 25 auf die Rückseite der Modulträger 23 und somit auf die Steckkontaktanordnungen aufgedrückt ist. In the electrical connector 25, in the sectional plane shown in Fig. 2, a return conductor connecting portion 33 is embedded in an injection molded case 35, and similarly (in another sectional plane not lying in the plane of the drawing), plus-minus connector portion is molded Plus minus plug contacts of the two module carrier connects to each other when the connector 25 is pressed onto the back of the module carrier 23 and thus on the plug contact assemblies.
Die Querschnitts-Grundform des Verbinders 25 ist die eines„U". An den freien Enden der beiden Schenkel des„U" sind jeweils zwei Paare von inneren bzw. äußeren Fortsätzen 35a, 35b angeformt, die im montierten Zustand des The cross-sectional basic shape of the connector 25 is that of a "U." At the free ends of the two legs of the "U" two pairs of inner and outer projections 35a, 35b are formed, which in the assembled state of
Verbinders eine Isolation des jeweils zwischen ihnen aufgenommenen Steckkontaktes bewirken. An der Innenseite der Basis des„U" sind zwei weitere, nach innen abgekantete Fortsätze 35c, 35 d angeformt, die beim Aufdrücken des elektrischen Verbinders auf die Rückseite der Modulträger (und somit
gleichzeitig auf die profiläußeren Flächen der beiden miteinander verhakten mechanischen Verbindungselemente 1) in die Ausnehmungen 17, 19 der Verbindungselemente eingreifen. Dieser formschlüssige Eingriff hält den Connector cause isolation of each recorded between them plug contact. On the inside of the base of the "U" two further, inwardly bent projections 35 c, 35 d are formed, which upon pressing the electrical connector to the back of the module carrier (and thus at the same time on the outer surfaces of the two interconnected mechanical fasteners 1) engage in the recesses 17, 19 of the connecting elements. This positive engagement holds the
Verbinder 25 auf den Rückseiten der Modulträger 23 und den Kontaktstiften zuverlässig fest. Connector 25 on the backs of the module carrier 23 and the contact pins reliably fixed.
In der Figur ist außerdem ein Profilteil 37 dargestellt, welches in gleicher Weise mit Fixierungs- Fortsätzen 37a, 37b versehen ist, wie der Verbinder 25 und hierdurch auf der dem Verbinder 25 gegenüberliegenden Seite der ineinander geschobenen Verbindungselemente 1 gehalten wird. Es kann sich hierbei um ein Zier- oder ein Funktionselement handeln, dessen möglicheIn the figure, also a profile part 37 is shown, which is provided in the same way with fixing projections 37a, 37b, as the connector 25 and thereby on the opposite side of the connector 25 of the nested fasteners 1 is held. This may be a decorative or a functional element whose possible
Funktion aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und daher hier nicht weiter erläutert wird. Das Vorsehen eines solchen Profilteils ist optional; die Ausnehmungen 17, 19 auf der dem Verbinder 25 gegenüberliegende Seiten der Verbindungselemente 1 können auch offen liegen. Function but not subject of the present invention and therefore will not be explained further here. The provision of such a profile part is optional; the recesses 17, 19 on the connector 25 opposite sides of the connecting elements 1 may also be open.
Abweichend von der obigen Beschreibung, kann zur Verbindung der Plus- und Minus-Kontakte einerseits und der Rückleiter-Kontakte andererseits jeweils ein separater Verbinder der beschriebenen Art vorgesehen sein. Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht auf die Rückseite die Topologie eines neuartigen Solarzellenmoduls 39 mit einer Mehrzahl von auf einem Modulträger 23 regulär angeordneter Solarzellen 41. Die Besonderheit der Topologie besteht im Vorsehen eines alle Solarzellen in Reihe miteinander verbindenden ersten Leiterzuges 43 zwischen einem Plus-Steckkontakt 45 und einem Minus-Steck- kontakt 47 sowie eines Rückleiters 49 zwischen zwei Rückleiter-Steckkontak- ten 27. Notwithstanding the above description, to connect the plus and minus contacts on the one hand and the return contacts on the other hand, a separate connector of the type described can be provided on the other hand. 3 shows a top view of the rear side of the topology of a novel solar cell module 39 having a plurality of solar cells 41 regularly arranged on a module carrier 23. The peculiar feature of the topology is the provision of a first conductor trace 43 connecting all the solar cells in series between a positive electrode. Plug contact 45 and a minus plug contact 47 and a return conductor 49 between two return conductor plug contacts 27th
Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht auf die Rückseiten, als schematische Darstellung ohne Berücksichtigung der Art und Weise der mechanischen Verbindung, zwei Modulträger 23 in erfindungsgemäßer Ausführung, mit Steckkontaktabschnitten 27, 45 und 47 zur modul-übergreifenden Verbindung mittels eines Verbinders 25 in der in Fig. 2 gezeigten und weiter oben beschriebenen Weise. Zwei weitere Verbinder 51a, 51b, deren jeweilige Kunststoff-Grundkörper gleichen Aufbau haben können, die aber in der Fig.4 erkennbaren unter- schiedlichen Bestückung mit eingebetteten Leitern 53a bzw. 53b versehen
sind, dienen zum elektrischen Abschluss (der Verbindung zwischenFig. 4 shows in a plan view of the backs, as a schematic illustration without taking into account the manner of the mechanical connection, two module support 23 in accordance with the invention, with plug contact portions 27, 45 and 47 for cross-module connection by means of a connector 25 in the in Fig. 2 shown and described above. Two further connectors 51a, 51b, whose respective plastic base bodies can have the same construction, but which in FIG. 4 provide recognizable different components with embedded conductors 53a or 53b are, serve for electrical termination (the connection between
Pluskontakt und Rückleiterkontakt beim linken Modulträger) bzw. zum externen Anschluss der Anordnung am rechten Modulträger. Charakteristisch für den elektrischen Aufbau der gezeigten Modulträger ist die Anordnung der Plus contact and return contact on the left module carrier) or for external connection of the arrangement on the right module carrier. Characteristic of the electrical construction of the module carrier shown is the arrangement of
Verbindungs-Kontakte nahe der Längskanten. Um diese mit konventionellen Modul-Aufbauten realisieren zu können, müssen zu einem in konventioneller Anordnung zentral platzierten Anschlussbereich auf der Modul- bzw. Träger- Rückseite jeweils spezielle Leiterzüge vorgesehen sein. Connection contacts near the longitudinal edges. In order to be able to realize this with conventional module constructions, special conductor tracks must be provided in each case on a connection area centrally located in a conventional arrangement on the module or carrier rear side.
Im Übrigen ist die Ausführung der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern lediglich durch den Schutzbereich der anhängenden Patentansprüche.
Incidentally, the embodiment of the invention is not limited to the above-described examples and emphasized aspects, but only by the scope of the appended claims.
Claims
Verbindungselement (1) für Solarzellenmodule (39), ausgebildet als Connecting element (1) for solar cell modules (39), designed as
Profilelement mit einem ersten Profilschenkel (3), einem zum ersten Profilschenkel parallelen und um die Breite des ersten Profilschenkels von diesem beabstandeten zweiten Profilschenkel (5), einer den ersten und zweiten Profilschenkel an einem ihrer Enden verbindende Profilbasis (7), die einen sich über die vom ersten Profilschenkel abgewandte Seite des zweiten Profilschenkels hinaus erstreckenden ersten Fortsatz (9) aufweist, und einen am zweiten Ende des zweiten Profilschenkels ausgebildeten zweiten Fortsatz (11), der sich mit einem der Dicke eines Modulträgers entsprechenden Abstand zum ersten Fortsatz in die gleiche Richtung wie dieser erstreckt, wobei jeweils auf der freien Oberfläche der Profilbasis und des zweiten Fortsatzes eine Ausnehmung (17, 19) mit einer Hinter- schneidung zum formschlüssigen Eingreifen eines äußeren Profilteils vorgesehen ist. Profile element having a first profile leg (3), a second profile leg (5) parallel to the first profile leg and spaced from the width of the first profile leg, a profile base (7) connecting the first and second profile legs at one of their ends has the first extension (9) extending away from the first profile leg side of the second profile leg, and a second extension (11) formed on the second end of the second profile leg, which is at a distance corresponding to the thickness of a module carrier to the first extension in the same direction as this extends, wherein in each case on the free surface of the profile base and the second extension a recess (17, 19) is provided with an undercut for the positive engagement of an outer profile part.
Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei die freie Länge des ersten Profilschenkels (3) gleich dem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Fortsatz (9, 11) und/oder die Dicke der Profilbasis (7) gleich der Dicke des zweiten Fortsatzes (11) ist. Connecting element according to claim 1, wherein the free length of the first profile leg (3) is equal to the distance between the first and second extension (9, 11) and / or the thickness of the profile base (7) equal to the thickness of the second extension (11).
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Profilbasis (7) sowie der erste und zweite Fortsatz (9, 11) sich rechtwinklig zum ersten und zweiten Profilschenkel (3, 5) erstrecken. Connecting element according to claim 1 or 2, wherein the profile base (7) and the first and second extensions (9, 11) extend at right angles to the first and second profile legs (3, 5).
Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gebildet aus einem Metall, insbesondere als Strangpressteil aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung. Connecting element according to one of the preceding claims, formed from a metal, in particular as an extruded part made of aluminum or an aluminum alloy.
5. Elektrischer Verbinder (25, 51a, 51b) für Solarzellenmodule (39), ausgebildet als Kunststoff-Profilteil (25) mit einem eingebetteten Leiter (33), der
an seinen Enden freiliegende Kontaktabschnitte aufweist, wobei in der5. Electrical connector (25, 51 a, 51 b) for solar cell modules (39) formed as a plastic profile part (25) with an embedded conductor (33), the Having at its ends exposed contact portions, wherein in the
Umgebung mindestens eines Kontaktabschnitts am Kunststoff-Profilteil Fortsätze (35a, 35b) angeformt sind, die zum Eingriff und isolierenden Umschließen von Kontaktstiften (27, 45, 47) auf der Oberfläche eines Modulträgers ausgebildet sind. Surroundings of at least one contact portion on the plastic profile part projections (35a, 35b) are formed, which are designed for engagement and insulating enclosing of contact pins (27, 45, 47) on the surface of a module carrier.
6. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5, in der Querschnitts-Grundform eines„U", wobei der eingebettete Leiter (33) vom ersten Schenkel des„U" über die Basis bis in den zweiten Schenkel verläuft und dessen Kontaktabschnitte im ersten und zweiten Schenkel freiliegen. The electrical connector of claim 5, in the cross-sectional basic shape of a "U", the embedded conductor (33) extending from the first leg of the "U" across the base to the second leg and exposing its contact portions in the first and second legs ,
7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, wobei an der Innenseite der 7. Electrical connector according to claim 6, wherein on the inside of the
Basis des„U" Fortsätze (35c, 35d) zum Eingriff und zur formschlüssigen Befestigung des Verbinders an einem mechanischen Verbindungselement (1) zweier Solarzellenmodule angeformt sind. Base of the "U" extensions (35c, 35d) are formed for engagement and positive attachment of the connector to a mechanical connection element (1) of two solar cell modules.
8. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in das Kunststoff-Profilteil zwei Leiter (33a, 33b) eingebettet sind, die jeweils an beiden Enden freiliegende Kontaktabschnitte aufweisen, in deren Umgebung am Kunststoff-Profilteil Fortsätze (35a, 35b) zum Eingriff und isolie- renden Umschließen von Kontaktstiften angeformt sind. 8. Electrical connector according to one of claims 5 to 7, wherein in the plastic profile part two conductors (33a, 33b) are embedded, each having at both ends exposed contact portions in the vicinity of the plastic profile part extensions (35a, 35b) for engagement and insulating enclosing of contact pins are formed.
9. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ausgebildet als Spritzgussteil (35) mit umspritztem Leiter (33). 10. Solarzellenmodul (39) mit einer regulären Anordnung von Solarzellen (41) auf einem Modulträger (23) und rückseitigen Anschlusskontakten (27, 45, 47) zur Verbindung mit weiteren Solarzellenmodulen oder einem Einspei- sungs-Anschluss, wobei die Anschlusskontakte an zwei gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Längsseiten, des Modulträgers angeordnet und als Steckkontakte ausgebildet sind, welche insbesondere senkrecht zur9. An electrical connector according to any one of claims 5 to 8, formed as an injection molded part (35) with molded conductor (33). 10. Solar cell module (39) with a regular arrangement of solar cells (41) on a module carrier (23) and rear terminal contacts (27, 45, 47) for connection to other solar cell modules or a Einspei sungsanschluss, wherein the connection contacts on two opposite Pages, in particular longitudinal sides, arranged the module carrier and are designed as plug contacts, which in particular perpendicular to
Oberfläche des Modulträgers (23) ausgerichtete Kontaktstifte aufweisen. Have surface of the module carrier (23) aligned contact pins.
11. Solarzellenmodul nach Anspruch 10, wobei ein die Solarzellen auf dem Modulträger miteinander in Reihe verbindender erster Leiterzug (43) und
ein durchgehender, bei Zusammenschaltung mehrerer Solarzellenmodule als Rückleiter wirkender zweiter Leiterzug (49) vorgesehen sind. 11. Solar cell module according to claim 10, wherein a solar cells on the module carrier in series with each other in series connecting the first conductor (43) and a continuous, when connecting a plurality of solar cell modules acting as a return conductor second conductor (49) are provided.
Solarzellenmodul nach Anspruch 11, wobei an jeder der gegenüberliegenden Seiten je ein Steckkontakt (45, 47) für Plus bzw. Minus und den Rückleiter (27) vorgesehen ist. The solar cell module according to claim 11, wherein a plug contact (45, 47) for plus or minus and the return conductor (27) is provided on each of the opposite sides.
Verbindungsanordnung für Solarzellenmodule, mit mindestens einem Paar spiegelsymmetrisch ineinandergeschobener Verbindungselemente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und einem elektrischen Verbinder (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, welcher das Verbindungselement-Paar lokal übergreift und insbesondere in die Ausnehmungen mit Hinterschneidungen auf einer freien Oberfläche des oder jedes Verbindungselement-Paares eingesetzt ist. Connecting arrangement for solar cell modules, comprising at least one pair of mirror-symmetrically nested connecting elements (1) according to one of claims 1 to 4 and an electrical connector (25) according to one of claims 5 to 9, which locally overlaps the connecting element pair and in particular in the recesses with undercuts is inserted on a free surface of the or each pair of fasteners.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 13, wobei mehrere elektrische Verbinder (25, 51a, 51b) zur Plus-Minus-Verbindung bzw. zur Rückleiter- Verbindung sowie zum elektrischen Abschluss und externen Anschluss vorgesehen sind. 15. Solarzellensystem aus einer Mehrzahl von Solarzellenmodulen nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einer Verbindungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14.
A connector assembly according to claim 13, wherein a plurality of electrical connectors (25, 51a, 51b) are provided for plus-minus connection and for return connection and for electrical termination and external connection, respectively. 15. Solar cell system comprising a plurality of solar cell modules according to one of claims 10 to 12 and a connection arrangement according to claim 13 or 14.
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