Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2023099771A1 - Solarzellenmodul - Google Patents

Solarzellenmodul Download PDF

Info

Publication number
WO2023099771A1
WO2023099771A1 PCT/EP2022/084294 EP2022084294W WO2023099771A1 WO 2023099771 A1 WO2023099771 A1 WO 2023099771A1 EP 2022084294 W EP2022084294 W EP 2022084294W WO 2023099771 A1 WO2023099771 A1 WO 2023099771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
segment
module
solar cell
sub
bypass
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/084294
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Li Carlos RENDLER
Christian Reichel
Christoph Kutter
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
Priority to EP22830437.4A priority Critical patent/EP4441796A1/de
Priority to CN202280080230.6A priority patent/CN118382937A/zh
Priority to KR1020247021439A priority patent/KR20240113565A/ko
Publication of WO2023099771A1 publication Critical patent/WO2023099771A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/70—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising bypass diodes
    • 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
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • 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 invention relates to a solar cell module according to the preamble of claim 1.
  • Solar cells are sensitive semiconductor components. In order to protect them against environmental influences over the long term and to achieve manageable electrical output parameters, solar cells are typically electrically connected and encapsulated in a module structure.
  • Partial shading in which individual solar cells are completely or partially shaded, for example due to dirt or objects casting shadows on the solar cell module, is problematic when using solar cell modules.
  • partial shading the electrical output power of the entire solar cell module can be significantly reduced or drop to zero.
  • partial shading can lead to considerable heating of the partially shaded solar cell, so there is a risk of damage to the solar cell and the module structure. It is therefore known to connect bypass diodes in parallel to a plurality of solar cells, so that in the event of partial shading in a partial area of the solar cell module, the solar cells in this partial area are bypassed via the bypass diode.
  • a solar cell module therefore typically has a number of module segments, with each module segment having at least one solar cell string.
  • This solar cell string has several solar cells connected in series.
  • module segments of a solar cell module are known from US 2016/0226439 A1, each module segment being assigned a bypass diode connected in parallel.
  • WO2015/001413 discloses a solar cell module with a plurality of module segments and bypass diodes arranged centrally in the solar cell module.
  • DE1020201280807 discloses a solar cell module with a plurality of module segments, which does not lead to a total failure of the solar cell module if the solar cells of the solar cell module are shaded at any edge of the module.
  • the present invention is based on the object of adapting the number of solar cells in a string, which are protected by a bypass diode, for a structure with little additional material expenditure, which nevertheless does not become a Total failure of the solar cell module leads.
  • This structure also reduces the component area requirement in relation to the total module area and thus the areal power density of the solar module is increased.
  • the solar cell module according to the invention has at least one first module segment with a first sub-segment and at least one second sub-segment.
  • the sub-segments have at least one solar cell string.
  • Each of the solar cell strings is composed of a plurality of solar cells connected in series.
  • the sub-segments have a first electrical pole and a second electrical pole.
  • the two sub-segments of the first module segment are connected in series via sub-segment connectors.
  • the first module segment has a plurality of bypass elements, at least a first and a second bypass element.
  • the first pole of the first bypass element of the first module segment is electrically conductively connected to the first pole of the first sub-segment of the first module segment and that the second pole of the second bypass element of the first module segment is connected to the second pole of the second sub-segment of the first module segment is electrically conductively connected.
  • the second pole of the first bypass element of the first module segment and the first pole of the second bypass element of the first module segment are electrically conductively connected to the sub-segment connector of the first module segment by means of a bypass connector.
  • the solar cell module has a further, second module segment.
  • this second module segment also has a first at least one second bypass element. It is essential here that the first pole of the first bypass element of the second module segment is connected to the first pole of the first sub-segment of the second module segment. It is also essential that the second pole of the second bypass element of the second module segment is electrically conductively connected to the second pole of the second sub-segment of the second module segment and the second pole of the first bypass element of the second module segment and the first pole of the second bypass element of the second module segment by means of a Bypass connector are electrically conductively connected to the sub-segment connector of the second module segment. It is also essential that the first and the second module segment are connected directly or indirectly, preferably directly, in series or that the first and the second module segment are connected directly or indirectly, preferably directly, in parallel.
  • the solar cell module according to the invention thus has at least two module segments connected in series or in parallel, which each have at least two sub-segments, with the two sub-segments being protected against partial shading by a bypass element connected in parallel to these two module segments, with this parallel connection of the Bypass elements is executed via a bypass connector.
  • a bypass element In the majority of the configurations known from the prior art, it is necessary for a bypass element to be electrically connected to two opposite ends of a module segment in order to achieve a parallel connection. This requires connecting lines for the bypass element, which typically have to have the length of a module segment, in particular at least the length of a solar cell string of the module segment.
  • the solar cell module according to the invention enables an arrangement of the bypass elements and sub-segments so that at least a first and a second bypass element can be connected to a common sub-segment connector via a bypass connector.
  • the advantage here is that the connection by means of a bypass connector results in a reduction in the cost of materials due to the merging of the otherwise required individual connections of the bypass elements with the sub-segment connector.
  • Such connectors make it possible to protect small sub-segments with a bypass in order to reduce partial shading losses.
  • the use of a bypass connector enables a more flexible arrangement of the bypass elements on the solar module. It is also advantageous that this structure reduces the area required for the component in relation to the total module area and thus increases the power density per unit area of the solar module.
  • bypass connectors are arranged between the first and the second sub-segment of the respective module segment, in particular in the middle between the first and the second sub-segment of the respective module segment.
  • the bypass connectors of the respective module segment are arranged in a central area on which the sub-segments of the respective module segment adjoin.
  • One advantage of this embodiment is the short connecting lines for connecting the bypass elements to the respective sub-segments.
  • the bypass connectors of the respective module segment are arranged in a central area on which module segments adjoin.
  • sub-segment connector can be used on the one hand for connecting sub-segments in series and on the other hand as a contact point for bypass element connectors.
  • At least one segment connector serves to connect a first and a second module segment in parallel.
  • the advantage of the design is that when connected in parallel by means of at least one segment connector, the total voltage across a solar module is lower than when connected in series by means of segment connectors.
  • a configuration that is particularly optimized for partial shading results in an advantageous development in which a first and a second module segment, which are connected by means of segment connectors, are arranged next to one another in a longitudinal arrangement which is perpendicular to the alignment of the solar cell strings.
  • the solar cell strings of the solar cell module are arranged such that the solar cell module has a shorter edge and a longer edge and that the solar cell strings of a sub-segment are arranged parallel to the short edge inside the solar cell module along a straight line.
  • the solar cell strings of a sub-segment of a module segment advantageously have the same number of solar cells. This makes it possible in a simple manner for all sub-segments to supply the same electrical voltage under standard conditions, so that there is no mismatch and therefore no loss due to different voltages in the individual sub-segments.
  • the individual module segments of a solar module have the identical number of solar cell strings and the solar cell strings each have the identical number of solar cells.
  • all module segments it is made possible in a simple manner for all module segments to supply the same current strength under standard conditions, so that there is no mismatch and thus no loss due to different current strengths of the individual module segments.
  • all bypass elements of the same number of solar cells connected in series are connected in parallel. The same or similar bypass elements can therefore be used.
  • the sub-segments of a module segment lie in one plane and the bypass elements of the respective module segment are arranged at a distance from this plane.
  • the previously listed module segment stack embodiment is advantageously connected in an electrically conductive manner to form a plurality of module segment stack groups via a module segment stack connector, so that the module segment stacks are oriented next to one another in a longitudinal arrangement which is perpendicular to the extent of the solar cell string.
  • the module stack connector is positioned within a junction box.
  • the module segments are positioned stacked in an arrangement, these module segment stacks are arranged such that the solar cells of the solar cell string of the sub-segment of a module segment are arranged one above the other with the solar cells of the solar cell string of a sub-segment of another module segment.
  • the shingle arrangement form is advantageously connected in an electrically conductive manner to form a plurality of module segment stack groups via a module segment stack connector, so that the module segment stacks are oriented next to one another in a longitudinal arrangement which is perpendicular to the alignment of the solar cell string extension.
  • the module stack connector is not designed directly as a component.
  • the function of the module stack connector is taken over by an electrically conductive adhesive, which, in addition to the electrically conductive connection, implements a mechanical connection of the module stack.
  • the adhesive creates a front-to-back connection of the respective module segments.
  • the main advantage of this design is the reduction in electrical losses within the solar module.
  • the first and second sub-segments of a module segment are arranged parallel to one another and electrically connected in series at a first edge region, in particular by means of a sub-segment connector, preferably by means of a straight sub-segment connector.
  • the parallel arrangement of the sub-segments is advantageous, since this results in an ideal utilization of the area of the solar cell module.
  • all the bypass elements of a module segment are arranged at the edge of an edge area of the solar cell module.
  • the arrangement of the bypass elements at the edge is advantageous, since this achieves improved surface utilization of the solar cell module and the bypass elements can be arranged in at least one junction box at the edge on the back of the solar cell module.
  • the length of the bypass connector is less than 250 cm, preferably less than 150 cm, particularly preferably less than 130 cm and/or greater than 30 cm, preferably greater than 80 cm.
  • the advantage of the length specification of the bypass connector is that it covers the common solar module format dimensions.
  • bypass connectors of a module segment are on a first level and the solar cells of the respective module segment are on a second level, which is spaced apart from the first level and insulation is arranged between the first and second levels is.
  • the advantage of this arrangement is that in the geometric arrangement of the solar cells or the solar cell strings no additional area for the Bypass connector must be spent. The base area is reduced and the area power density of the solar module is increased.
  • the solar cells and/or the solar cell module have a rectangular shape with an aspect ratio greater than one.
  • the advantage here is that the common form factor of a conventional solar module is retained.
  • a first and a second module segment are each additionally expanded by a sub-segment and a third module segment.
  • This third module segment is arranged between the first and the second module segment.
  • the first and the second module segment each have a third bypass element.
  • the sub-segments are arranged parallel to one another in four pairs of sub-segments.
  • the three bypass elements of the first module segment are arranged centrally between the first and second pair of sub-segments of the module.
  • the bypass elements are arranged in a central area on which the three sub-segments of the first module segment adjoin.
  • the first and second bypass element of the third module segment are arranged centrally between the first sub-segment and the second sub-segment of the third module segment, particularly preferably arranged in such a way that the bypass elements are arranged in a central area on which the two sub-segments of the third module segment and the second sub-segment of the adjoin the first module segment and the first sub-segment of the second module segment.
  • the bypass elements of the second module segment are arranged centrally between the third and fourth pair of sub-segments of the module, particularly preferably so that the bypass elements are arranged in a central area on which the three sub-segments of the second module segment adjoin.
  • the advantage of this particularly advantageous embodiment is that by connecting a further module segment to two existing module segments and supplementing the existing one with a further sub-segment and a bypass element and the easily scalable extension of several module segments to form a larger solar module with an increased output power.
  • the number of solar cells in each solar cell string is advantageously in the range of 5 to 65 solar cells in a first and second module segment.
  • solar cells with the same performance data in particular the same voltage and current at the optimal operating point under standard conditions, are used for all sub-segments within the scope of the usual manufacturing tolerances.
  • the number of solar cell strings in the sub-segments is advantageously in the range of two to eight solar cell strings per sub-segment.
  • the solar cells of a solar cell string are connected in series using the methods known per se.
  • the solar cells can be arranged using shingle technology, so that two adjacent solar cells are arranged in an overlapping manner and the electrical contacting of the two solar cells for series connection is formed in the overlapping area.
  • An overlapping arrangement of the solar cells of a string is also within the scope of the invention, the solar cells being electrically connected in series by means of at least one cell connector. Such an arrangement is called a "negative gap" arrangement.
  • two adjacent solar cells of a solar cell string are electrically connected with at least one, preferably with at least two, in particular at least three cell connectors, to form the series connection of the solar cells.
  • metallic elements with a rectangular, round cross section or with a structured surface are used as cell connectors.
  • a module segment is characterized in that a module segment has at least one solar cell string. If a module segment has a number of solar cell strings, then these solar cell strings are preferably connected in parallel. The solar cell strings in each of the sub-segments are advantageously connected exclusively in parallel. This results in a structurally simple design.
  • each module segment in particular each sub-segment, has at least two solar cell strings connected in parallel, in order to achieve a higher current intensity compared to solar cells that are only connected in series.
  • each sub-segment has exactly two or exactly three solar cell strings connected in parallel.
  • bypass elements can be designed in a manner known per se, in particular the bypass diodes can also be designed as diodes, in particular Schottky diodes, as MOSFETs or as electronic switching devices and/or integrated circuits, in particular according to DE 102005012213 A1 and/or DE 10 2009 060 604 A1 scope of the invention.
  • Each bypass element is advantageously connected to the same number of solar cells, in particular connected in parallel to the same number of solar cells.
  • each bypass element is advantageously connected to the same number of solar cell strings, in particular connected in parallel. This is advantageous because all bypass elements of the module have the same requirements for the voltages and currents that occur, and bypass elements with the same optimum parameters can therefore be used.
  • the solar cell module has a mirror plane. At least the spatial arrangement of the solar cells and preferably the spatial arrangement of the bypass elements is mirror-symmetrical with respect to the mirror plane. It is within the scope of the invention for the electrical arrangement of the solar cells (arrangement of the positive and negative terminals of the solar cell via which the solar cell is connected in series with the adjacent solar cell) not to be mirror-symmetrical to the mirror plane.
  • the first module segment is mirrored along a vertical mirror plane and this module segment mirror is connected to the module segment by means of a segment connector, with the electrical alignment of the solar cells being constant in the module segment and in the module segment mirror and therefore not subject to any mirroring at the mirror plane.
  • the second module segment represents a translational displacement of the first module segment with regard to the spatial arrangement of at least the solar cells and bypass elements, particularly preferably a translational displacement perpendicular to an extension direction of the solar cell strings of the first module segment. This advantageously applies to all module segments.
  • At least one, preferably all other sub-segments of the solar cell module represent a translational displacement with regard to the spatial arrangement of at least solar cells and bypass elements.
  • the electrical arrangement of the solar cells is mirror-symmetrical to the mirror plane.
  • all solar cell strings of the solar cell module extend spatially parallel to a direction of extension and the solar cell module has a mirror plane running parallel to the direction of extension and perpendicular to the solar cell module, which represents a mirror plane at least for the spatial arrangement of the solar cells, the solar cell strings and the bypass diodes .
  • the mirror plane is preferably perpendicular to the module plane (to the planar extension of the module).
  • the mirror plane is advantageously arranged parallel to a longitudinal extent of the solar cell strings.
  • the solar cell module advantageously has exactly one mirror plane.
  • the solar cell module advantageously has a laminate in which at least one, preferably all, of the bypass elements are integrated. It is within the scope of the invention that the solar cell module is structurally designed in a manner known per se. In particular, it is within the scope of the invention that the solar cells of the solar cell module are arranged on a carrier plate and on the side facing the incidence of light during use a known optically transparent cover layer for encapsulating the solar cells is arranged. Furthermore, electrical contacts for connecting the solar cell module in a circuit are preferably arranged on the back of the solar cell module, in particular for connecting other solar cell modules.
  • partial solar cells which are created by dividing a larger basic solar cell, in particular half or third cells as solar cells, is within the scope of the invention.
  • the solar cells can have a semiconductor material as the absorbing material and one or more pn junctions for separating the charge carriers. It is also within the scope of the invention that materials from III. and V. to use solar cells based on the main group of the periodic table (so-called 111/V solar cells) or solar cells based on perovskite, in particular in combination with other materials.
  • photovoltaic solar cells in particular photovoltaic solar cells based on a silicon substrate, are used to form the solar cell strings.
  • solar cells that are known per se and are available on the market can be used.
  • the solar cell module preferably has optically transparent layers on the front and back of the solar cell module, so that radiation, in particular special sunlight, both from the front and from the back of the solar cell module, strikes the solar cells through the encapsulation layers of the solar cell module.
  • FIGS. 1 to 11 and FIG. 15 each show an exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention.
  • FIGS. 12 to 14 show solar cells which are used in the exemplary embodiments.
  • FIGS. 1, 3 to 11 and 16 each show an exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention, which has a mirror plane S.
  • This mirror plane S runs through the arrow symbols shown in the figures and is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the spatial arrangement of the solar cells and the spatial arrangement of the bypass diodes are mirror-symmetrical to the mirror plane S, but not the electrical alignment of the solar cells (arrangement of the positive and negative terminals of the solar cell, via which the solar cell is connected to the neighboring solar cell connected in series).
  • the electrical alignment is marked with an arrow symbol for each solar cell.
  • the electrical alignment of the solar cells there is a translation perpendicular to the mirror plane S of the left half of the solar cell module to the right half in these exemplary embodiments.
  • the exemplary embodiment of a solar cell module according to the invention shown in FIG. 1 has two module segments 3a and 3b.
  • the partial segments 2a and 2b are assigned to the module segments 3a and the partial segments 2c and 2d to the module segment 3b by dashed lines.
  • the solar cell strings 1a and 1b are assigned to the partial segment 2a, and a large number of solar cells 8 are assigned to these strings.
  • the sub-segment 2b the solar cell strings 1c and 1d are assigned to these, in each case a large number of solar cells 8 are assigned.
  • the solar cell strings 1e and 1f are assigned to the partial segment 2c, and a multiplicity of solar cells 8 are assigned to these strings.
  • the solar cell strings 1g and 1h are assigned to the partial segment 2d.
  • a multiplicity of solar cells 8 are assigned to these in each case.
  • the number of solar cells 8 in the solar cell strings 1a to 1h is 16.
  • the solar cells are represented schematically by a triangle arranged in a rectangle. This schematic representation represents the equivalent circuit diagram of a solar cell.
  • the underlying equivalent circuit diagram is based on the general process description within a solar cell using the two-diode model.
  • the orientation of the triangle within the rectangle refers to the diode arrangement of the two diodes within the equivalent circuit diagram.
  • the technical direction of current flow within the solar cell thus corresponds to a direction opposite to the triangular orientation.
  • the solar cells of the solar cell strings 1a to 1 are connected in series.
  • the solar cell strings 1a and 1b are connected in parallel in the sub-segment 2a.
  • the solar cell strings 1c and 1d are connected in parallel in the sub-segment 2b.
  • the solar cell strings 1e and 1f are connected in parallel in the sub-segment 2c.
  • the solar cell strings 1g and 1h are connected in parallel in the partial segment 2d.
  • a sub-segment connector 6a is arranged between sub-segment 2a and sub-segment 2b. This sub-segment connector 6a creates an electrically conductive connection between the pole 2a.2 of the sub-segment 2a and the pole 2b.1 of the sub-segment 2b.
  • a sub-segment connector 6b is arranged between sub-segment 2c and sub-segment 2d. This sub-segment connector 6b creates an electrically conductive connection between the pole 2c.2 of the sub-segment 2c and the pole 2d.1 of the sub-segment 2d.
  • the pole 4a.1 of the bypass element 4a is electrically conductively connected to the pole 2a.1 of the partial segment 2a.
  • the pole 4b.2 of the bypass element 4b is electrically conductively connected to the pole 2b.2 of the partial segment 2b.
  • the poles 4a.2 and 4b.1 are electrically conductively connected to the contact 6a.3 of the sub-segment connector 6a via the bypass connector 5a.
  • the pole 4c.1 of the bypass element 4c is electrically conductively connected to the pole 2c.1 of the partial segment 2c.
  • the pole 4d.2 of the bypass element 4d is electrically conductively connected to the pole 2d.2 of the partial segment 2d.
  • the poles 4c.2 and 4d.1 are electrically conductively connected to the contact 6b.3 of the sub-segment connector 6b via the bypass connector 5b.
  • bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are each designed as a bypass diode. It is also within the scope of the invention to design the bypass elements in an alternative embodiment as described above, for example as MOSFETs.
  • the module segment 3a is electrically conductively connected to the module segment 3b via a segment connector 7 .
  • the segment connector 7 connects the pole 2b.2 of the sub-segment 2b of the module segment 3a to the pole 2c.1 of the sub-segment 2c of the module segment 3b.
  • the exemplary embodiment has a layout described as follows from a plan view.
  • the module segments 3a and 3b are next to each other, with the module segment 3b being to the right of the module segment 3a.
  • the sub-segments 2a to 2d of the module segments 3a and 3b are arranged parallel to one another, so that the solar cells 8 of the solar cell strings 1a to 1h arranged in series are also arranged parallel to one another, with the individual solar cells 8 of the solar cell strings 1a to 1h forming a solar cell grid which in Rows and columns can be divided.
  • a solar module grid is superordinate to the solar cell grid. The arrangement shown in this example of the figure can be described using this grid.
  • the solar module comprises two solar cell columns arranged on the left which belong to the partial segment 2a in the form of solar cell strings 1a and 1b. This is followed by another column containing the bypass connector 5a. The following columns are again two solar cell columns which belong to the partial segment 2b in the form of solar cell strings 1c and 1d. The following columns are again two solar cell columns which belong to the sub-segment 2c in the form of solar cell strings 1e and 1f. This is followed by another column containing the bypass connector 5b. The Subsequent columns are again two solar cell columns which belong to sub-segment 2d in the form of solar cell string 1g and 1h.
  • the sub-segment connector 6a extends within the last row of the solar module grid over the first five columns, which includes the two solar cell columns of the sub-segment 2a, the column of the bypass connector 5a and the two solar cell columns of the sub-segment 2b.
  • the sub-segment connector 6b extends within the last row of the solar module grid over the second five columns, which includes the two solar cell columns of the sub-segment 2c, those of the bypass connector 5b and the two solar cell columns of the sub-segment 2d.
  • the segment connector 7 extends within the first row of the solar module grid over the middle four columns, which includes the two solar cell columns of the sub-segment 2b and the two solar cell columns of the sub-segment 2c.
  • the second module segment 3b represents a translational displacement of the first module segment 3a with regard to the spatial arrangement of the solar cells 8 and the bypass elements 4.
  • the displacement is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a.
  • FIG. 1 The top edge in FIG. 1 is indicated schematically by the symbols "+" and the position at which the positive and negative contacts for connecting the solar cell module to an external circuit, in particular to other solar cell modules, are arranged on the back of the solar cell module. It is within the scope of the invention in the case of the exemplary embodiments shown in FIG. 1 and also in the other figures that the respective polarity of the contacts of the solar module is reversed in the case of a reverse solar cell directional arrangement.
  • Figures 1 to 4 shown in Figure 2 show a module segment under various shading conditions and thus show the advantages of the embodiment shown in Figure 1.
  • the shading of the shading Scenarios are shown schematically as a dark rectangle via V1 to V4.
  • the respective current flow directions are indicated by the green arrows S1 to S7.
  • Scenario 1 which is shown in Fig.1, is not subject to any shading.
  • the bypass elements 4 are inactive.
  • Scenario 2 which is shown in Fig.2, is subject to shading V1.
  • This shading affects solar cells of sub-segment 2a.
  • the solar cells that are shaded in this scenario are operated with a large negative voltage. This is the case when the current at the operating point of the cell string is above the short-circuit current of the shaded solar cell 8 .
  • a current S3 flows via the bypass connector through the bypass element 4a, the negative voltage at the sub-segment 2a is limited by the bypass element 4a and thus also the maximum power loss at the shaded solar cell 8.
  • Scenario 3 which is shown in Fig.3, is subject to shading V2.
  • This shading affects solar cells of sub-segment 2b.
  • the solar cells that are shaded in this scenario are operated with a large negative voltage. This is the case when the current at the operating point of the cell string is above the short-circuit current of the shaded solar cell 8 .
  • a current S6 flows via the bypass connector through the bypass element 4b, the negative voltage at the sub-segment 2b is limited by the bypass element 4b and thus also the maximum power loss at the shaded solar cell 8.
  • Scenario 4 which is shown in Fig.4, is subject to two shadings V3 and V4.
  • This shading affects solar cells 8 of sub-segment 2a, solar cells 8 of sub-segment 2b.
  • the solar cells that are shaded in this scenario are operated with a large negative voltage. This is the case when the current at the operating point of the respective cell string is above the short-circuit current of the shaded cell. In this case, a current flows S7 via the bypass element 4a and the bypass element 4b, the negative voltages on the sub-segment 2a and on the sub-segment 2b are limited by the bypass elements 4a and 4b and thus also the voltage on the shaded solar cells 8 of the sub-segments 4a and 4b.
  • bypass elements 4a and 4b and the bypass elements 4c and 4d can each be arranged in a junction box.
  • FIGS. 3 to 13 each show modified exemplary embodiments. To avoid repetition, only the main differences from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 will be discussed below:
  • the module segments 3a and 3b have a further module segment 3c.
  • This further module segment 3c is electrically conductively connected to the module segment 3b via the segment connector 7b.
  • the module segment 3c is arranged to the right of the module segment 3b.
  • the module segment 3b and 3c represents a translational displacement of the first module segment 3a.
  • the displacement is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a.
  • the module segment 3a has two additional sub-segments 2c and 2d and two additional bypass elements 4c and 4d.
  • the module segment 3b also has two additional sub-segments 2g and 2h and two additional bypass elements 4g and 4h.
  • the bypass element 4c is connected in parallel to the sub-segment 2c.
  • the bypass element 4d is connected in parallel to the sub-segment 2d.
  • the bypass element 4g is connected in parallel to the sub-seg.
  • the bypass element 4h is connected in parallel to the sub-segment 2h.
  • the sub-segment 2c together with the bypass element 4c is connected in series with the sub-segment 2a of the module segment 3a.
  • the sub-segment 2d together with the bypass element 4d is connected in series with the sub-segment 2b of the module segment 3a.
  • the sub-segment 2g together with the bypass element 4g is connected in series with the sub-segment 2d.
  • the sub-seg together with the bypass element 4g is connected in series with the sub-segment 2e of the module segment 3b.
  • the sub-segment 2h together with the bypass element 4h is connected in series with the sub-segment 2f of the module segment 3b.
  • bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are arranged centrally between the sub-segments 2a, 2b, 2c and 2d and the bypass elements 4e, 4f, 4g and 4h are arranged centrally between the sub-segments 2e, 2f, 2g and 2h.
  • the module segment 3b represents a translatory displacement of the first module segment 3a.
  • the displacement is perpendicular to the direction in which the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a extend.
  • the sub-segments 2c and 2g represent a translatory displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segments 2d and 2h represent a translatory displacement of the sub-segment 2b.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 5 shows an arrangement of three module group arrangements G2.1, G2.2 and G2.3, each of which corresponds to the module group arrangement G2 from FIG.
  • the module group arrangement G2.3 is on the right next to two module group arrangements G2.1 and G2.2 ordered which represent embodiment 4. This results in the advantage that an expansion of the configuration shown in exemplary embodiment 4 can be implemented in a structurally simple manner by adding a module segment.
  • the module group arrangements G2.2 and G2.3 represent a translational shift of the first module group arrangements G2.1.
  • the shift is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module group arrangements.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 6 shows an arrangement of two module group arrangements G2.1, G2.2, each of which corresponds to the module group arrangement G2 from FIG.
  • the module group arrangement G2.1 has two additional sub-segments 2i and 2j and two additional bypass elements 4i and 4j.
  • the module group arrangement G2.2 has two additional sub-segments 2k and 2I and two additional bypass elements 4k and 4I.
  • the bypass element 4i is connected in parallel to the sub-segment 2i.
  • the bypass element 4j is connected in parallel to the sub-segment 2j.
  • the bypass element 4k is connected in parallel to the sub-segment 2k.
  • the bypass element 4I is connected in parallel to the sub-segment 2I.
  • the sub-segment 2i together with the bypass element 4i is connected in series with the sub-segment 2c of the module group arrangements G2.1.
  • the sub-segment 2j together with the bypass element 4j is connected in series with the sub-segment 2d of the module group arrangements G2.1.
  • the sub-segment 2k together with the bypass element 4k is connected in series with the sub-segment 2j.
  • the sub-segment 2k together with the bypass element 4k is connected in series with the sub-seg of the module group arrangements G2.2.
  • the sub-segment 2I together with the bypass element 4I is connected in series with the sub-seg of the module group arrangements G2.2.
  • the module group arrangements G2.2 represent a translatory shift of the module group arrangements G2.1.
  • the shift is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first partial segment 2a.
  • make the sub-segments 2i and 2k with regard to the spatial arrangement of the solar cells 8 represents a translatory displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segments 2j and 21 represent a translatory displacement of the sub-segment 2b.
  • FIG. 7 shows an arrangement similar to that shown in FIG.
  • the segment connector 7 and the bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are accommodated within a junction box 9.
  • the bypass connectors 5a and 5b and the bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are in the middle column with two solar cell columns (from sub-segment 2c and sub-segment 2d) on the right and two solar cell columns (from sub-segment 2a and Sub-segment 2b) to the left.
  • this has an advantage in terms of assembly technology, since the wiring is freely accessible via the junction box. It is thus possible to easily couple or decouple a complete module segment.
  • FIG 8 shows a special embodiment of the embodiment from Figure 1.
  • the bypass connectors 5a and 5b are each behind the solar cell level, insulated by an insulation layer 10a and 10b between the sub-segments 2a and 2b or the sub-segments 2c and 2c 2d attached and the bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are attached above the sub-segment connectors. Due to this arrangement tion, the solar cells 8 can be arranged in an advantageous uniform grid. Thus, all columns with solar cells 8 are occupied.
  • FIG. 9 shows a special embodiment of the embodiment from Figure 1.
  • the bypass connectors 5a and 5b are each behind the solar cell level, insulated by an insulating layer 10a and 10b, for example, under sub-segment 2b or sub-segment 2d and the bypass elements 4a, 4b, 4c and 4d are mounted above the sub-segment connectors. Due to this arrangement, the solar cells 8 can be arranged in an advantageous uniform grid. Thus, all columns with solar cells 8 are occupied.
  • the embodiment shown in FIG. 10 has a first module segment 3a and a second module segment 3b, each of which is additionally expanded by a partial segment 2e and 2h and a third module segment 3c.
  • This third module segment 3c is arranged between the first module segment 3a and the second module segment 3b.
  • the first module segment 3a and the second module segment 3b each have a third bypass element 4c and 4h.
  • the sub-segments 2a to 2h are arranged parallel to each other in four pairs of sub-segments (2c and 2a, 2d and 2b, 2g and 2e, 2h and 2f).
  • the three bypass elements 4c, 4a and 4b of the first module segment 3a are arranged centrally between the first pair of sub-segments (2c and 2a) and the second pair of sub-segments (2d and 2b) of the module.
  • the first bypass element 4d and second bypass element 4g of the third module segment 3c are arranged centrally between the first sub-segment 2d and the second sub-segment 2g of the third module segment 3c.
  • the bypass elements 4e, 4f and 4h of the second module segment 3c are arranged centrally between the third pair of sub-segments (2g and 2e) and the fourth pair of sub-segments (2h and 2f) of the module.
  • junction boxes in which the bypass elements 4 are accommodated (connection box 1: 4a, 4b and 4c, junction box 2: 4d and 4g, junction box 3: 4e, 4f and 4h) no longer have as many as 3 bypass elements.
  • connection box 1 4a, 4b and 4c, junction box 2: 4d and 4g, junction box 3: 4e, 4f and 4h
  • junction box 3 4e, 4f and 4h
  • Another advantage of this embodiment is that compared to embodiment 4, one less bypass connector is used.
  • the module segment 3b represents a translatory displacement of the first module segment 3a.
  • the displacement is perpendicular to the direction in which the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a extend.
  • the module segment 3c represents a translational displacement of the first module segment 3a.
  • the displacement is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a, and the module segment 3c is also opposite to that Module segment 3a and the associated bypass elements 4d and 4g rotated by 180°, the arrangement of the solar cells 8 of the sub-segment 2d representing a translatory displacement of the sub-segment 2b and the arrangement of the solar cells 8 of the sub-segment 2g representing a translatory displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segment 2c represents a translatory displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segment 2h represents a translatory displacement of the sub-segment 2b.
  • FIG. 11 shows a special embodiment of the embodiment from FIG.
  • the module segment 3e as well as the module segment 3b in FIG. 10 is expanded by a further sub-segment 2I and a bypass element 4I.
  • the bypass elements 4a, 4b and 4c of the first module segment 3a are arranged centrally between the sub-segments 2a, 2b and 2c.
  • the bypass elements 4d and 4g of the third module segment 3c are arranged centrally between the sub-segments 2d and 2g.
  • the bypass elements 4e and 4f of the second module segment 3b are arranged centrally between the sub-segments 2e and 2f.
  • bypass elements 4h and 4k of the fourth module segment 3d are arranged centrally between the sub-segments 2h and 2k.
  • the bypass elements 4i, 4j and 4I of the fifth module segment 3e are arranged centrally between the sub-segments 2i, 2j and 2I.
  • the module segment 3b and 3e represent a translational displacement of the first module segment 3a with regard to the spatial arrangement of the solar cells 8 and the bypass elements 4.
  • the displacement is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a.
  • the module segment 3c and 3d represent a translatory displacement of the first module segment 3a with regard to the spatial arrangement of the solar cells 8 and the bypass elements 4.
  • the displacement is perpendicular to the direction of extension of the solar cell strings 1a and 1b of the first module segment 3a, and the module segment 3c is also and 3d and the associated bypass elements 4d and 4g and 4h and 4k rotated by 180° in relation to the module segment 3a
  • the arrangement of the solar cells 8 of the sub-segment 2d and 2h representing a translatory displacement of the sub-segment 2b
  • the arrangement of the solar cells 8 of the sub-segment 2g and 2k represents a translational displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segment 2c represents a translatory displacement of the sub-segment 2a.
  • the sub-segment 2I represents a translatory displacement of the sub-segment 2b.
  • the module arrangements described above are also suitable for constructing large solar cell modules with a large number of solar cells.
  • FIG. 12 shows a schematic section of the structure of a single-junction solar cell which was used in the previous exemplary embodiments.
  • the solar cell shown has two contacts 11a and 11b.
  • FIG. 13 shows a schematic section of the structure of a dual-junction solar cell which can be used optionally.
  • the solar cell shown has two separate cell layers, on the one hand the top cell layer 12a and the bottom cell layer 12b. In addition to the actual solar cell layer 12a and 12b, the solar cell has two contacts 11a and 11b.
  • FIG. 14 shows a schematic section of the structure of a 4-terminal dual-junction solar cell which can be used optionally and is specifically shown in embodiment 15.
  • the solar cell shown has two cell layers isolated from one another, on the one hand the top cell layer 12a and the bottom cell layer 12b. In addition to the actual solar cell layer 12a and 12b, the solar cell has four contacts 11a, 11b, 11c and 11d.
  • FIG. 15 shows an exemplary embodiment which is used when using 4 terminal dual-junction solar cells.
  • the solar cells 8 and bypass elements 4 of the top cell level are arranged and connected according to exemplary embodiment 1.
  • the solar cells 8 of the bottom cell level 12b are arranged and connected in the same way as the top cell level 12a according to exemplary embodiment 1. These two levels and thus the modules are arranged one above the other and form a module stack.
  • the solar cell module has additional module segments.
  • the described configuration of the module segments is repeated several times.
  • FIG. 1 Another exemplary embodiment is shown in FIG.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment from FIG. 1 in that the first module segment 3a is mirrored along a mirror plane A and this mirrored module segment 3a′ is connected in parallel to the module segment 3a by means of a first segment connector 7a and a second segment connector 7b.
  • the segment connector 7a and the segment connector 7b have two poles.
  • the first pole of the first segment connector 7a.1 is electrically conductively connected to the first pole of the first bypass element 4a.1 of the first module segment 3a and the first pole of the first sub-segment 2a.1 of the first module segment 3a.
  • the second pole of the first segment connector 7a.2 is electrically conductively connected to the first pole of the mirrored first bypass element 4a'.1 of the mirrored first module segment 3a' and the first pole of the mirrored first partial segment 2a'.1 of the first mirrored module segment 3a'.
  • the first pole of the second segment connector 7b.1 is electrically conductively connected to the second pole of the second bypass element 4b.2 of the first module segment 3a and the second pole of the second sub-segment 2b.2 of the first module segment 3a.
  • the second pole of the second segment connector 7b.2 is electrically conductively connected to the second pole of the mirrored second bypass element 4b'.2 of the mirrored first module segment 3a' and the second pole of the mirrored second partial segment 2b'.2 of the first mirrored module segment 3a'.
  • Sub-segments 2a and 2b are electrically conductively connected in series via sub-segment connector 6a and sub-segments 2a' and 2b' are electrically conductively connected in series via sub-segment connector 6a', with these sub-segments (2a and 2b, 2a' and 2b') connected in series are connected in parallel to one another via the segment connectors 7a and 7b.
  • the solar cell module shown in FIG. 16 has a central mirror plane S, which is perpendicular to the plane of the drawing and thus perpendicular to the solar cell module (the areal extension of the solar cell module) and runs along the dashed line S. This represents a mirror plane with regard to the spatial arrangement of the solar cells 8, solar cell strings 1 and bypass elements 4 of the solar cell module.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul, mit zumindest einem ersten Modulsegment wobei das erste Modulsegment ein erstes Teilsegment und zumindest ein zweites Teilsegment aufweist das erste und das zweite Teilsegment jeweils zumindest einen Solarzellenstring und jeder Solarzellenstring eine Mehrzahl in Reihe verschalteter Solarzellen aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modulsegment ein erstes und ein zumindest zweites Bypasselement und Bypassverbinder aufweist. Diese Bypasselemente sind über die Bypassverbinder innerhalb des Modulsegments verschaltet. Über vorteilige Schaltungs- sowie Geometrieanordnungen der Elemente sind die Verschattungseigenschaften, die elektrischen Charakteristika und der Materialaufwand bei der Herstellung des Solarmoduls vorteilhaft angepasst.

Description

Solarzellenmodul
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Solarzellen sind empfindliche Halbleiterbauelemente. Um diese gegen Umwelteinflüsse langzeitbeständig zu schützen und handhabbare elektrische Ausgangsparameter zu erreichen, werden Solarzellen typischerweise elektrisch verschaltet und in einem Modulaufbau eingekapselt.
Problematisch bei der Verwendung von Solarzellenmodulen ist eine Teilabschattung, bei welcher einzelne Solarzellen ganz oder teilweise abgeschattet werden, beispielsweise durch Verschmutzung oder durch Objekte mit Schattenwurf auf das Solarzellenmodul. Bei einer Teilverschattung kann zum einen die elektrische Ausgangsleistung des gesamten Solarzellenmoduls wesentlich reduziert werden oder auf null sinken. Zum anderen kann eine Teilverschattung zu einer erheblichen Erwärmung der teilverschatteten Solarzelle führen, sodass das Risiko einer Beschädigung der Solarzelle und des Modulaufbaus besteht. Es ist daher bekannt, Bypassdioden parallel zu mehreren Solarzellen zu verschalten, sodass im Fall einer Teilabschattung in einem Teilbereich des Solarzellenmoduls die Solarzellen in diesem Teilbereich über die Bypassdiode überbrückt werden.
Typischerweise weist ein Solarzellenmodul daher mehrere Modulsegmente auf, wobei jedes Modulsegment zumindest einen Solarzellenstring aufweist. Dieser Solarzellenstring weist mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen auf.
Aus US 2016/0226439 A1 sind unterschiedliche Konfigurationen von Modulsegmenten eines Solarzellenmoduls bekannt, wobei jedem Modulsegment jeweils eine parallel geschaltete Bypassdiode zugeordnet ist. Aus W02015/001413 ist ein Solarzellenmodul mit mehreren Modulsegmenten und mittig im Solarzellenmodul angeordneten Bypassdioden bekannt. Aus DE1020201280807 ist ein Solarzellenmodul mit mehreren Modulsegmenten bekannt, welches bei Verschattung von Solarzellen des Solarzellenmoduls an einer beliebigen Kante des Moduls nicht zu einem Gesamtausfall des Solarzellenmoduls führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenig zusätzlichem Materialaufwand die Anzahl der Solarzellen in einem String welche über ein Bypassdiode abgesichert werden, für einen Aufbau anzupassen, welcher dennoch bei Verschattung von Solarzellen des Solarzellenmoduls auch in einem nicht randständigen Teilbereich des Moduls nicht zu einem Gesamtausfall des Solarzellenmoduls führt. Durch diesen Aufbau verkleinert sich zudem der Bauelementflächenbedarf in Bezug auf die Gesamtmodulfläche und somit wird die Flächenleistungsdichte des Solarmoduls erhöht.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Solarzellenmodul weist zumindest ein erstes Modulsegmente mit einem ersten Teilsegment und zumindest einem zweiten Teilsegment auf. Die Teilsegmente weisen zumindest einen Solarzellenstring auf. Jeder der Solarzellenstrings ist zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von in Reihe verschalteter Solarzellen.
Die Teilsegmente weisen einen ersten elektrischen Pol und einen zweiten elektrischen Pol auf. Die zwei Teilsegmente des ersten Modulsegments sind über Teilsegmentverbinder in Reihe verschaltet. Wesentlich ist hierbei, dass das erste Modulsegment eine Mehrzahl von Bypasselementen aufweist zumindest ein erstes und ein zweites Bypasselement. Zudem ist es wesentlich, dass der erste Pol des ersten Bypasselements des ersten Modulsegments mit dem ersten Pol des ersten Teilsegments des ersten Modulsegments elektrisch leitend verbunden ist und dass der zweite Pol des zweiten Bypasselements des ersten Modulsegments mit dem zweiten Pol des zweiten Teilsegments des ersten Modulsegments elektrisch leitend verbunden ist. Neben dieser wesentlichen Verbindung ist der zweite Pol des ersten Bypasselements des ersten Modulsegments und der erste Pol des zweiten Bypasselement des ersten Modulsegments mittels eines Bypassverbinder mit dem Teilsegmentverbinder des ersten Modulsegments elektrisch leitend verbunden.
Das Solarzellenmodul weist zusätzlich zu dem ersten Modulsegment ein weiteres, zweites Modulsegment auf. Dieses zweite Modulsegment weist so wie das erste Modulsegment auch ein erstes zumindest ein zweites Bypasselement auf. Wesentlich ist hierbei, dass der erste Pol des ersten Bypasselement des zweiten Modulsegments mit dem ersten Pol des ersten Teilsegments des zweiten Modulsegments verbunden ist. Wesentlich ist zudem, dass der zweite Pol des zweiten Bypasselements des zweiten Modulsegments mit dem zweiten Pol des zweiten Teilsegments des zweiten Modulsegments elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Pol des ersten Bypasselements des zweiten Modulsegments und der erste Pol des zweiten Bypasselements des zweiten Modulsegments mittels eines Bypassverbinders mit dem Teilsegmentverbinder des zweiten Modulsegments elektrisch leitend verbunden sind. Wesentlich ist zudem, dass das erste und das zweite Modulsegment mittelbar oder unmittelbar, bevorzugt unmittelbar in Reihe geschaltet oder dass das erste und das zweite Modulsegment mittelbar oder unmittelbar, bevorzugt unmittelbar parallel geschaltet sind.
Im Gegensatz zu vorbekannten Konfigurationen weist das erfindungsgemäße Solarzellenmodul somit zumindest zwei in Reihe oder Parallel geschaltete Modulsegmente auf, welche jeweils zumindest zwei Teilsegmente aufweisen, wobei die beiden Teilsegmente jeweils durch ein parallel zu diesen beiden Modulsegmenten verschaltetes Bypasselement gegenüber Teilverschattungen abgesichert sind, wobei diese Parallelverschaltung der Bypasselemente über einen Bypassverbinder ausgeführt ist.
Bei der Mehrzahl der aus dem Stand der Technik bekannten Konfiguration ist es notwendig, dass ein Bypasselement elektrisch mit zwei gegenüberliegenden Enden eines Modulsegments verschaltet ist, um eine Parallelschaltung zu erzielen. Dies erfordert Verbindungsleitungen für das Bypasselement, welche typischerweise die Länge eines Modulsegments, insbesondere zumindest die Länge eines Solarzellenstrings des Modulsegments, aufweisen müssen. Das erfindungsgemäße Solarzellenmodul ermöglicht eine Anordnung der Bypasselemente und Teilsegmente sodass sich mindestens ein erstes und ein zweites Bypasselement über einen Bypassverbinder mit einem gemeinsamen Teilsegmentverbinder verbinden lassen. Vorteilhaft ist hierbei, dass es durch die Verbindung mittels Bypassverbinder zu einer Verminderung des Materialaufwands bedingt durch das Zusammenführen der sonst benötigten Einzel Verbindungen der Bypasselemente mit dem Teilsegmentverbinder kommt. Über solche Verbinder ist es möglich, kleinteilige Teilsegmente mit einem Bypass abzusichern, um somit Teilverschattungsverluste zu reduzieren. Zudem ermöglicht die Verwendung eines Bypassverbinders eine flexiblere Anordnung der Bypasselemente auf dem Solarmodul. Vorteilhaft ist zudem, dass sich durch diesen Aufbau der Bauelementflächenbedarf in Bezug auf die Gesamtmodulfläche verringert und sich somit die Flächenleistungsdichte des Solarmoduls erhöht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Bypassverbinder zwischen dem ersten und der zweiten Teilsegment des jeweiligen Modulsegments angeordnet, insbesondere mittig zwischen der ersten und der zweiten Teilsegment des jeweiligen Modulsegments. Vorteilhafterweise sind die Bypassverbinder des jeweiligen Modulsegments in einem mittigen Bereich angeordnet, an welchen die Teilsegmente des jeweiligen Modulsegments angrenzen.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform sind die kurzen Verbindungsleitungen zur Verschaltung der Bypasselemente mit den jeweiligen Teilsegmenten. Gleiches gilt für die vorteilhafte Ausführung, bezüglich der kurzen Verbindungsleitungen der Modulsegmente und der Bypasselemente, sodass die Bypassverbinder zwischen dem ersten und der zweiten Modulsegment insbesondere mittig zwischen der ersten und der zweiten Modulsegment angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind die Bypassverbinder des jeweiligen Modulsegments in einem mittigen Bereich angeordnet, an welchen Modulsegmente angrenzen.
Eine vorteilhaft konstruktiv einfache Ausgestaltung ergibt sich in einer Ausführungsform, bei welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Teilsegment eines Modulsegments ein Teilsegmentverbinder zur Reihenschaltung der Teilsegmente angeordnet ist, welcher einen zusätzlichen Kontaktpunkt zum Anschluss eines Bypassverbinders aufweist womit Pole mehrerer, insbesondere zweier Bypasselemente leitend mit dem Teilsegmentverbinder verbunden werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Teilsegmentverbinder einerseits zur Reihenschaltung von Teilsegmente und andererseits als Kontaktpunkt für Bypasselementverbinder verwendet werden kann.
Eine vorteilhaft konstruktiv einfache Ausgestaltung ergibt sich in einer vorteilhaften Ausführungsform, bei welcher zwischen einem erstem und einem zweitem Modulsegment zumindest ein Segmentverbinder zur Reihenschaltung der Modulsegmente angeordnet ist.
Hierdurch ergibt sich bei einer Reihenschaltung von Modulsegmenten der Vorteil, dass als Segmentverbinder nur ein kurzer Verbinder benötigt wird.
In einer weitergeführten vorteilhaften Ausführungsform dient zumindest ein Segmentverbinder zur Parallelschaltung eines ersten und eines zweiten Modulsegments.
Vorteilhaft bei der Ausführung ist, dass bei einer Parallelverschaltung mittels zumindest einem Segmentverbinder die Gesamtspannung über ein Solarmodul im Gegensatz zu einer Reihenschaltung mittels Segmentverbinder geringer ausfällt.
Eine besonders für die Teilverschattung optimierte Ausgestaltung ergibt sich in einer vorteilhaften Weiterbildung, bei welcher ein erstes und ein zweites Modulsegment, die mittels Segmentverbinder verbunden sind, nebeneinander in einer Längsanordnung angeordnet sind welche, senkrecht zur Ausrichtung der Solarzellenstrings liegt.
Hierbei fällt im Falle einer Verschattung entlang der kurzen Kante des Solarmoduls nur der jeweils betroffene String eines Teilsegments eines Modulsegmentes aus. Dadurch erhöht sich die Leistung in bestimmten Verschattungs-Szenarien und der Ertrag der gesamten Anlage ist potentiell höher als bei konventionellen Solarmodullayouts. Ein weiterer Vorteil neben der Verschattungstoleranz ist gegeben durch die kurze Länge der Solarzellenstrings, welche jeweils mit einem Bypasselement abgesichert sind. Zudem wird die Flächenausnutzung verbessert.
Die Effektivität dieser Ausgestaltung wird durch eine weitere vorteilhafte Weiterbildung verbessert. Hierbei sind die Solarzellenstrings des Solarzellenmoduls derart angeordnet, dass das Solarzellenmodul eine kürzere Kante und eine längere Kante aufweist und dass die Solarzellenstrings eines Teilsegments parallel zur kurzen Kante innerhalb des Solarzellenmoduls entlang einer geradlinigen Reihe angeordnet sind.
Vorteilhafterweise weisen die Solarzellenstrings eines Teilsegments eines Modulsegments die gleiche Anzahl von Solarzellen auf. Hierdurch wird in einfacher Weise ermöglicht, dass alle Teilsegmente unter Normbedingungen die gleiche elektrische Spannung liefern, sodass kein Mismatch und somit kein Verlust aufgrund unterschiedlicher Spannungen der einzelnen Teilsegmente entsteht.
Vorteilhaft ist zudem das die einzelnen Modulsegmente eines Solarmoduls die identische Anzahl von Solarzellenstrings aufweisen und die Solarzellenstrings jeweils die identische Anzahl an Solarzellen aufweist. Auch hier wird in einfacher Weise ermöglicht, dass alle Modulsegmente unter Normbedingungen die gleiche Stromstärke liefern, sodass kein Mismatch und somit kein Verlust aufgrund unterschiedlicher Stromstärken der einzelnen Modulsegmente entstehen. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass alle Bypasselemente einer gleichen Anzahl von in Reihe verschalteten Solarzellen parallelgeschaltet sind. Es können daher gleiche oder gleichartige Bypasselemente verwendet werden.
Vorteilhafterweise liegen die Teilsegmente eines Modulsegments in einer Ebene und die Bypasselemente des jeweiligen Modulsegments sind beabstandet zu dieser Ebene angeordnet.
Dieser Vorteil ist bedingt durch die einfache Positionierung der Bypasselemente in Anschlussdosen auf der Rückseite des Moduls und die somit erhöhte Flächenleistungsdichte. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Elementpositionierung auch in laminat-integrierter Form erfolgen kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden Dual-Junction/Tandem-Solarzel- len (4-Terminal) verwendet. Bei dieser Ausführungsform sind einzelne Lagen als Modulsegmente ausgeführt welche gestapelt angeordnet sind, diese Modulsegmentstapel sind so angeordnet, dass die Solarzellen des Solarzellenstrings des Teilsegments eines Modulsegments mit den Solarzellen des Solarzellenstrings eines Teilsegments eines weiteren Modulsegments übereinander angeordnet sind. Somit werden die zuvor beschriebenen Vorteile mit den Vorteilen der Verwendung von mehrschichtigen Aufbauten in Form von Tandem-Solarzellen wie zum Beispiel die bessere Ausnutzung des einfallenden Lichtspektrums über die Verwendung von Solarzellenkombinationen aus mehreren Materialien kombiniert.
Die zuvor aufgeführte Modulsegmentstapelausführungsform wird vorteilhafterweise zu mehreren Modulsegmentstapelgruppen über einen Modulsegmentstapelverbinder elektrisch leitend verbunden, sodass die Modulsegmentstapel nebeneinander in einer Längsanordnung orientiert sind, welche senkrecht zur Ausrichtung der Solarzellenstring Erstreckung liegt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Modulstapelverbinder innerhalb einer Anschlussdose positioniert.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Modulsegmentstapelverbinder zur Reihenschaltung von Modulsegmenten nur ein kurzer Verbinder benötigt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Modulsegmente in einer Anordnung gestapelt positioniert, diese Modulsegmentstapel sind so angeordnet, dass die Solarzellen des Solarzellenstrings des Teilsegments eines Modulsegments mit den Solarzellen des Solarzellenstrings eines Teilsegments eines weiteren Modulsegments übereinander angeordnet sind.
Die Schindelanordnungsform wird vorteilhafterweise zu mehreren Modulsegmentstapelgruppen über einen Modulsegmentstapelverbinder elektrisch leitend verbunden, sodass die Modulsegmentstapel nebeneinander in einer Längsanordnung orientiert sind, welche senkrecht zur Ausrichtung der Solarzellenstring Erstreckung liegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Modulstapelverbinder nicht direkt als Bauelement ausgeführt. Die Funktion des Modulstapelverbinders wird über einen elektrisch leitenden Kleber, welcher neben der elektrisch leitenden Verbindung eine mechanische Verbindung der Modulstapel umsetzt, übernommen. Der Kleber stellt eine Vorder- zu Rückseitenverbindung der jeweiligen Modulsegmente her.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung vor allem die Verringerung von elektrischen Verlusten innerhalb des Solarmoduls.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste und das zweite Teilsegment eines Modulsegments parallel nebeneinander angeordnet und an einem ersten Randbereich elektrisch in Reihe geschaltet, insbesondere mittels eines Teilsegmentverbinders, bevorzugt mittels eines geradlinigen Teilsegmentverbinders. Vorteilhaft ist die Parallelanordnung der Teilsegmente da somit eine ideale Flächenausnutzung des Solarzellenmoduls umgesetzt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind alle Bypasselemente eines Modulsegments randständig an einem Randbereich des Solarzellenmoduls angeordnet. Vorteilhaft ist die randständige Anordnung der Bypasselemente, da somit eine verbesserte Flächenausnutzung des Solarzellenmoduls erzielt wird und die Bypasselemente in zumindest einer randständigen Anschlussdose auf der Rückseite des Solarzellenmoduls angeordnet werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Länge des Bypassverbinders kleiner 250 cm, bevorzugt kleiner 150 cm, insbesondere bevorzugt kleiner 130 cm und/oder größer 30 cm bevorzugt größer 80 cm. Vorteilhaft ist an der Längenspezifikation des Bypassverbinders, dass somit die gängigen Solarmodulenformatmaße abgedeckt sind.
Bezüglich der Anordnung der Bypassverbinder gibt es eine vorteilhafte Ausführung bei der die Bypassverbinder eines Modulsegments auf einer ersten Ebene liegen und die Solarzellen des jeweiligen Modulsegments in einer zweiten Ebene liegen, welche zu der ersten Ebene beabstandet ist und das zwischen erster und zweiter Ebene eine Isolierung angeordnet ist.
Der Vorteil bei dieser Anordnung ist, dass bei der geometrischen Anordnung der Solarzellen bzw. der Solarzellenstrings keine zusätzliche Fläche für den Bypassverbinder aufgewendet werden muss. Hierbei verkleinert sich die Grundfläche und die Flächenleistungsdichte des Solarmoduls wird erhöht.
Bei einer weiteren Vorteilhaften Ausführungsform weisen die Solarzellen und/oder das Solarzellenmodul eine Rechteckform mit einem Aspektverhältnis größer eins auf. Der Vorteil ist hierbei, dass der gängige Formfaktor eines üblichen Solarmoduls gewahrt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind ein erstes und ein zweites Modulsegment jeweils zusätzlich um ein Teilsegment und ein drittes Modulsegment erweitert. Dieses dritte Modulsegment ist zwischen dem ersten und dem zweiten Modulsegment angeordnet. Das erste und das zweite Modulsegment weisen jeweils ein drittes Bypasselement auf. Die Teilsegmente sind parallel zueinander in vier Teilsegmentpaare angeordnet. Die drei Bypasselemente des ersten Modulsegments sind mittig zwischen dem ersten und zweiten Teilsegmentpaar des Moduls angeordnet insbesondere bevorzugt, sind die Bypasselemente in einem mittigen Bereich angeordnet an welchen die drei Teilsegmente des ersten Modulsegments angrenzen. Das erste und zweite Bypasselement des dritten Modulsegments sind mittig zwischen dem ersten Teilsegment und dem zweiten Teilsegment des dritten Modulsegments angeordnet, insbesondere bevorzugt so angeordnet, dass die Bypasselemente in einem mittigen Bereich angeordnet sind an welchen die zwei Teilsegmente des dritten Modulsegments sowie das zweite Teilsegment des ersten Modulsegment und das erste Teilsegment des zweiten Modulsegments angrenzen. Die Bypasselemente des zweiten Modulsegments sind mittig zwischen dem dritten und vierten Teilsegmentpaar des Moduls, insbesondere bevorzugt so angeordnet, dass die Bypasselemente in einem mittigen Bereich angeordnet sind an welchen die drei Teilsegmente des zweiten Modulsegments angrenzen.
Der Vorteil dieser besonders Vorteilhaften Ausführungsform ist, die durch die zwischen Schaltung eines weiteren Modulsegment zu zwei bestehenden Modulsegmenten sowie die Ergänzung der bestehenden um ein weiteres Teilsegment und eines Bypasselements und die einfach skalierbare Erweiterung mehrerer Modulsegmente zu einem größeren Solarmodul mit einer erhöhten Ausgangsleistung. Vorteilhafterweise liegt die Anzahl von Solarzellen jedes Solarzellenstrings der eines ersten und zweiten Modulsegments im Bereich 5 bis 65 Solarzellen.
Vorteilhafterweise werden für alle Teilsegmente Solarzellen mit im Rahmen der üblichen Fertigungstoleranzen gleichen Leistungsdaten, insbesondere gleicher Spannung und Stromstärke am optimalen Arbeitspunkt unter Normbedingungen verwendet.
Vorteilhafterweise liegt die Anzahl der Solarzellenstrings der Teilsegmente im Bereich von zwei bis acht Solarzellenstrings pro Teilsegment.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine gewünschte Ausgangsstromstärke bei Normbeleuchtung durch entsprechende Anzahl der Solarzellenstrings für jedes Modulsegment wählbar ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Solarzellen eines Solarzellenstrings mit den an sich bekannten Methoden in Reihe verschaltet sind. Insbesondere können die Solarzellen in Schindeltechnik angeordnet sein, sodass zwei benachbarte Solarzellen überlappend angeordnet sind und im Überlappungsbereich die elektrische Kontaktierung der beiden Solarzellen zur Serienverschaltung ausgebildet ist.
Ebenso liegt eine überlappende Anordnung der Solarzellen eines Strings im Rahmen der Erfindung, wobei die Solarzellen mittels zumindest eines Zellverbinders elektrisch in Reihe geschaltet werden. Eine solche Anordnung wird „negative gap“-Anordnung genannt.
Es ist jedoch vorteilhaft, zur Vereinfachung des Produktionsprozesses und zum Rückgriff auf etablierte, bekannte Verfahren zur Herstellung von Solarzellenstrings, dass gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung jeweils zwei benachbarte Solarzellen eines Solarzellenstrings mit zumindest einem, bevorzugt mit zumindest zwei, insbesondere zumindest drei Zellverbindern elektrisch verschaltet sind, um die Reihenverschaltung der Solarzellen auszubilden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass als Zellverbinder metallische Elemente mit rechteckigem, rundem Querschnitt oder mit strukturierter Oberfläche verwendet werden. Wie eingangs beschrieben, zeichnet sich ein Modulsegment dadurch aus, dass ein Modulsegment zumindest einen Solarzellenstring aufweist. Wenn ein Modulsegment mehrere Solarzellenstrings aufweist, so sind diese Solarzellenstrings bevorzugt parallel verschaltet. Vorteilhafterweise sind die Solarzellenstrings in jedem der Teilsegmente ausschließlich parallel verschaltet. Hierdurch ergibt sich eine konstruktiv einfache Ausgestaltung.
Vorteilhafterweise weist jedes Modulsegment insbesondere jedes Teilsegment zumindest zwei parallel geschaltete Solarzellenstrings auf, um eine höhere Stromstärke verglichen mit lediglich in Reihe geschalteten Solarzellen zu erzielen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass jedes Teilsegment genau zwei oder genau drei parallel geschaltete Solarzellenstrings aufweist.
Die Bypasselemente können in an sich bekannterweise ausgebildet sein, insbesondere liegt auch die Ausbildung der Bypassdioden als Dioden, insbesondere Schottkydioden, als MOSFETs oder als elektronische Schalteinrichtung und/oder integrierte Schaltungen, insbesondere gemäß DE 102005012213 A1 und/oder DE 10 2009 060 604 A1 im Rahmen der Erfindung. Vorteilhafterweise ist jedes Bypasselement mit der gleichen Anzahl von Solarzellen verbunden, insbesondere zu der gleichen Anzahl von Solarzellen parallel geschaltet. Insbesondere ist vorteilhafterweise jedes Bypasselement mit der gleichen Anzahl von Solarzellenstrings verbunden, insbesondere parallel geschaltet. Vorteilhaft ist dies, da somit alle Bypasselemente des Moduls die gleichen Anforderungen an die auftretenden Spannungen und Ströme haben und somit Bypasselemente mit denselben optimalen Kenngrößen verwendet werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Solarzellenmodul eine Spiegelebene auf. Zumindest die räumliche Anordnung der Solarzellen und bevorzugt die räumliche Anordnung der Bypasselemente ist hinsichtlich der Spiegelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die elektrische Anordnung der Solarzellen (Anordnung des positiven und negativen Anschlusses der Solarzelle, über welchen die Solarzelle mit der benachbarten Solarzelle in Reihe geschaltet ist) nicht spiegelsymmetrisch zu der Spiegelebene ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Modulsegment entlang einer vertikalen Spiegelebene gespiegelt und diese Modulsegmentspiegelung mittels eines Segmentverbinders mit dem Modulsegment verschaltet, wobei die elektrische Ausrichtung der Solarzellen gleichbleibend im Modulsegment und in der Modulsegmentspiegelung ist und somit keiner Spiegelung an der Spiegelebene unterliegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt das zweite Modulsegment hinsichtlich der räumlichen Anordnung von zumindest der Solarzellen und Bypasselemente eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments dar, insbesondere bevorzugt eine translatorische Verschiebung senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings des ersten Modulsegments. Vorteilhafterweise trifft dies für alle Modulsegmente zu.
Zumindest ein, bevorzugt alle weiteren Teilsegmente des Solarzellenmoduls stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung von zumindest Solarzellen und Bypasselementen eine translatorische Verschiebung dar.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, dass auch die elektrische Anordnung der Solarzellen spiegelsymmetrische zur Spiegelebene ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich alle Solarzellenstrings des Solarzellenmoduls räumlich parallel zu einer Erstreckungsrichtung und das Solarzellenmodul weist eine parallel zu der Erstreckungsrichtung und senkrecht zu dem Solarzellenmodul verlaufende Spiegelebene auf, welche eine Spiegelebene zumindest für die räumliche Anordnung der Solarzellen, der Solarzellenstrings und der Bypassdioden darstellt.
Die Spiegelebene steht bevorzugt senkrecht zur Modulebene (zur flächigen Erstreckung des Moduls). Vorteilhafterweise ist die Spiegelebene parallel zu einer Längserstreckung der Solarzellenstrings angeordnet. Vorteilhafterweise weist das Solarzellenmodul genau eine Spiegelebene auf.
Vorteilhafterweise weist das Solarzellenmodul ein Laminat auf, in welche zumindest eine, bevorzugt alle Bypasselemente integriert sind. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Solarzellenmodul konstruktiv in an sich bekannter Weise ausgebildet ist. Insbesondere liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Solarzellen des Solarzellenmoduls auf einer Trägerplatte angeordnet sind und auf der bei Verwendung den Lichteinfall zugewandten Seite eine an sich bekannte optisch transparente Deckschicht zur Verkapselung der Solarzellen angeordnet ist. Weiterhin sind bevorzugt rückseitig an dem Solarzellenmodul elektrische Kontakte zur Verschaltung des Solarzellenmoduls in einem Stromkreis angeordnet, insbesondere zur Verschaltung mit weiteren Solarzellenmodulen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, an sich bekannte Solarzellen zur Umwandlung einfallender Strahlung in elektrische Energie zu verwenden, insbesondere Solarzellen zu verwenden, welche mehr als zwei Bandlücken abdecken.
Insbesondere liegt die Verwendung von Teilsolarzellen, welche durch Teilung einer größeren Basissolarzelle entstehen, insbesondere Halb- oder Drittelzellen als Solarzellen im Rahmen der Erfindung.
Die Solarzellen können als absorbierendes Material ein Halbleitermaterial sowie einen oder mehrere pn-Übergänge zur Trennung der Ladungsträger aufweisen. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass auf Materialien aus der III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems basierende Solarzellen (sogenannte 111/V-Solarzel len) oder auf Perovskit basierende Solarzellen insbesondere in Kombination mit anderen Materialien zu verwenden.
Vorteilhafterweise werden photovoltaische Solarzellen, insbesondere auf einem Siliziumsubstrat basierende photovoltaische Solarzellen, zur Ausbildung der Solarzellenstrings verwendet. Hierdurch kann auf an sich bekannte und auf dem Markt verfügbare Solarzellen zurückgegriffen werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, bifaziale Solarzellen zur Ausbildung der Solarzellenstrings zu verwenden. Solche Solarzellen sind zur Lichtabsorption von Vorder- und Rückseite der Solarzelle ausgebildet. In dieser Ausführungsform weist das Solarzellenmodul bevorzugt an Vorder- und an der Rückseite des Solarzellenmoduls optisch transparente Schichten auf, sodass Strahlung, insbe- sondere Sonnenlicht, sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite des Solarzellenmoduls durch die Verkapselungsschichten des Solarzellenmoduls auf die Solarzellen auftrifft.
Weitere bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren erläutert. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 11 sowie Figur 15 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls. Die Figuren 12 bis 14 zeigen Solarzellen, die in den Ausführungsbeispielen Anwendung finden.
Die Figuren zeigen schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellungen bzw. Anordnungen. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Elemente.
Die Figuren 1 , 3 bis 11 und 16 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls, welches eine Spiegelebene S aufweist. Diese Spiegelebene S verläuft durch die in den Figuren gezeigten Pfeilsymbole und steht senkrecht zur Zeichenebene. In den Figuren 1 und 3 bis 11 sind die räumlichen Anordnungen der Solarzellen sowie die räumlichen Anordnungen der Bypassdioden spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene S, nicht jedoch die elektrische Ausrichtung der Solarzellen (Anordnung des positiven und negativen Anschlusses der Solarzelle, über welchen die Solarzelle mit der benachbarten Solarzelle in Reihe geschaltet ist). Die elektrische Ausrichtung ist bei jeder Solarzelle durch ein Pfeilsymbol gekennzeichnet. Hinsichtlich der elektrischen Ausrichtung der Solarzellen liegt bei diesen Ausführungsbeispielen eine Translation senkrecht zur Spiegelebene S der linken Hälfte des Solarzellenmoduls zu der rechten Hälfte vor. Das in Figur 16 gezeigte Ausführungsbeispiel weist hingegen auch hinsichtlich der elektrischen Ausrichtung der Solarzellen eine Spiegelsymmetrie zur Spiegelebene S auf.
Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls weist zwei Modulsegmente 3a und 3b auf. Durch gestrichelte Linien sind jeweils den Modulsegmenten 3a die Teilsegmente 2a und 2b und dem Modulsegment 3b die Teilsegmente 2c und 2d zugeordnet.
Dem Teilsegment 2a sind die Solarzellenstrings 1a und 1 b zugeordnet diesen sind jeweils eine Vielzahl an Solarzellen 8 zugeordnet. Dem Teilsegment 2b sind die Solarzellenstrings 1c und 1d zugeordnet diesen sind jeweils eine Vielzahl an Solarzellen 8 zugeordnet. Dem Teilsegment 2c sind die Solarzellenstrings 1e und 1f zugeordnet diesen sind jeweils eine Vielzahl an Solarzellen 8 zugeordnet. Dem Teilsegment 2d sind die Solarzellenstrings 1g und 1 h zugeordnet diesen sind jeweils eine Vielzahl an Solarzellen 8 zugeordnet. Exemplarisch weisen die Solarzelle 8 der Solarzellenstrings 1a bis 1 h eine Anzahl von 16 auf. Die Solarzellen sind schematisch durch ein in einem Rechteck angeordnetes Dreieck dargestellt. Diese schematische Darstellung repräsentiert das Ersatzschaltbild einer Solarzelle. Das zu Grunde liegende Ersatzschaltbild basiert auf die allgemeine Vorgangsbeschreibung innerhalb einer Solarzelle über das Zwei-Dioden-Modell. Hierbei verweist die Orientierung des Dreiecks innerhalb des Rechtecks auf die Dioden-Anordnung der zwei Dioden innerhalb des Ersatzschaltbilds. Die technische Stromflussrichtung innerhalb der Solarzelle entspricht somit einer entgegen der Dreieckorientierung gerichteten Richtung.
Die Solarzellen der Solarzellen Strings 1a bis 1 sind in Reihe geschaltet. Die Solarzellenstrings 1a und 1 b sind im Teilsegment 2a parallel verschaltet angeordnet. Die Solarzellenstrings 1c und 1d sind im Teilsegment 2b parallel verschaltet angeordnet. Die Solarzellenstrings 1e und 1f sind im Teilsegment 2c parallel verschaltet angeordnet. Die Solarzellenstrings 1g und 1 h sind im Teilsegment 2d parallel verschaltet angeordnet.
Zwischen Teilsegment 2a und Teilsegment 2b ist ein Teilsegmentverbinder 6a angeordnet. Dieser Teilsegmentverbinder 6a stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Pol 2a.2 des Teilsegments 2a und dem Pol 2b.1 des Teilsegments 2b her. Zwischen Teilsegment 2c und Teilsegment 2d ist ein Teilsegmentverbinder 6b angeordnet. Dieser Teilsegmentverbinder 6b stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Pol 2c.2 des Teilsegments 2c und dem Pol 2d.1 des Teilsegments 2d her.
Der Pol 4a.1 des Bypasselements 4a ist mit dem pol 2a.1 des Teilsegmentes 2a elektrisch leitend verbunden. Der Pol 4b.2 des Bypasselements 4b ist mit dem pol 2b.2 des Teilsegmentes 2b elektrisch leitend verbunden. Die Pole 4a.2 und 4b.1 sind über den Bypassverbinder 5a mit dem Kontakt 6a.3 des Teilsegmentverbinders 6a elektrisch leitend verbunden. Der Pol 4c.1 des Bypasselements 4c ist mit dem pol 2c.1 des Teilsegmentes 2c elektrisch leitend verbunden. Der Pol 4d.2 des Bypasselements 4d ist mit dem pol 2d.2 des Teilsegmentes 2d elektrisch leitend verbunden. Die Pole 4c.2 und 4d.1 sind über den Bypassverbinder 5b mit dem Kontakt 6b.3 des Teilsegmentverbinders 6b elektrisch leitend verbunden.
Die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d sind jeweils als Bypassdiode ausgebildet. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, die Bypasselemente in einer alternativen Ausbildungsform wie zuvor beschrieben auszubilden, beispielsweise jeweils als MOSFET.
Das Modulsegment 3a ist mit dem Modulsegment 3b über einen Segmentverbinder 7 elektrisch leitend verbunden. Der Segmentverbinder 7 verbindet hierbei den Pol 2b.2 des Teilsegments 2b des Modulsegments 3a mit dem Pol 2c.1 des Teilsegments 2c des Modulsegments 3b miteinander.
Neben der Verschaltungstechnischen Anordnung weist das Ausführungsbeispiel, aus einer Draufsicht, ein wie Folgt beschriebenes Layout auf. Die Modulsegmente 3a und 3b liegen nebeneinander wobei das Modulsegment 3b zu rechten des Modulsegments 3a liegt. Die Teilsegmente 2a bis 2d der Modulsegmente 3a und 3b sind parallel zueinander angeordnet, sodass die in Reihe angeordneten Solarzellen 8 der Solarzellenstrings 1a bis 1 h auch parallel zueinander angeordnet sind, wobei die einzelnen Solarzellen 8 der Solarzellenstrings 1a bis 1 h ein Solarzellenraster bilden welches in Reihen und Spalten aufgeteilt werden kann. Dem Solarzellenraster ist ein Solarmodulraster übergeordnet. Die in diesem Beispiel der Figur gezeigte Anordnung lässt sich über dieses Raster beschreiben.
Das Solarmodul umfasst links angeordnet zwei Solarzellenspalten welche dem Teilsegment 2a in Form von Solarzellenstring 1a und 1 b angehören. Darauf folgt eine weitere Spalte welche den Bypassverbinder 5a beinhalten. Die darauffolgenden Spalten sind erneut zwei Solarzellenspalten welche dem Teilsegment 2b in Form von Solarzellenstring 1c und 1d angehören. Die darauffolgenden Spalten sind erneut zwei Solarzellenspalten welche dem Teilsegment 2c in Form von Solarzellenstring 1e und 1f angehören. Darauf folgt eine weitere Spalte welche den Bypassverbinder 5b beinhalten. Die darauffolgenden Spalten sind erneut zwei Solarzellenspalten welche dem Teilsegment 2d in Form von Solarzellenstring 1g und 1 h angehören.
Der Teilsegmentverbinder 6a erstreckt sich innerhalb der letzten Reihe des Solarmodulrasters über die ersten fünf Spalten, welche die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2a, die Spalte des Bypassverbinders 5a und die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2b umfasst.
Der Teilsegmentverbinder 6b erstreckt sich innerhalb der letzten Reihe des Solarmodulrasters über die zweiten fünf Spalten, welche die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2c, die des Bypassverbinders 5b und die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2d umfasst.
Der Segmentverbinder 7 erstreckt sich innerhalb der ersten Reihe des Solarmodulrasters über die mittleren vier Spalten, welche die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2b und die zwei Solarzellenspalten des Teilsegments 2c umfasst.
Das zweite Modulsegment 3b stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a.
Am in Figur 1 oben liegenden Rand ist schematisch durch Symbole "+" und die Position gekennzeichnet, an welcher rückseitig an dem Solarzellenmodul der positive und negative Kontakt zum Verschalten des Solarzellenmoduls mit einem externen Stromkreis, insbesondere mit weiteren Solarzellenmodulen, angeordnet sind. Es liegt im Rahmen der Erfindung bei dem in Figur 1 und auch bei den in den anderen Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen, dass bei einer umgekehrten Solarzellenrichtungsanordnung die jeweilige Polung der Kontakte des Solarmoduls vertauscht ist.
Die in Figur 2 gezeigten Abbildungen Abb.1 bis Abb.4 zeigen ein Modulsegment unter verschiedenen Verschattungsbedingungen und zeigt somit die Vorteile des in Figur 1 dargestellten Ausführung. Die Verschattungen der Verschattungs- Szenarien sind über V1 bis V4 schematisch als dunkles Rechteck dargestellt.
Die jeweiligen Stromflussrichtungen sind über die grünen Pfeile S1 bis S7 angezeigt.
Das Szenario 1 welches in Abb.1 aufgezeigt ist, unterliegt keinerlei Verschattung. Somit ist ein Stromfluss von mit gekennzeichneten Anschlusspol des Modulsegments über das Teilsegment 2b über den Teilsegmentverbinder über das Teilsegment 2a zum mit „+“ gekennzeichneten Anschlusspol gegeben. Dies stellt den Normalfall des Moduls dar. Die Bypasselemente 4 sind inaktiv.
Das Szenario 2 welches in Abb.2 aufgezeigt ist, unterliegt einer Verschattung V1. Diese Verschattung betrifft Solarzellen des Teilsegments 2a. Die in diesem Szenario verschatteten Solarzellen werden mit einer großen negativen Spannung betrieben, dies ist der Fall, wenn der Strom im Arbeitspunkt des Zellstrangs über dem Kurzschlussstrom der verschatteten Solarzelle 8 liegt. In diesem Fall fließt ein Strom S3 über den Bypassverbinder durch das Bypasselement 4a, die negative Spannung an dem Teilsegment 2a wird durch das Bypasselement 4a begrenzt und somit auch die maximale Verlustleistung an der verschatteten Solarzelle 8.
Das Szenario 3 welches in Abb.3 aufgezeigt ist, unterliegt einer Verschattung V2. Diese Verschattung betrifft Solarzellen des Teilsegments 2b. Die in diesem Szenario verschatteten Solarzellen werden mit einer großen negativen Spannung betrieben, dies ist der Fall, wenn der Strom im Arbeitspunkt des Zellstrangs über dem Kurzschlussstrom der verschatteten Solarzelle 8 liegt. In diesem Fall fließt ein Strom S6 über den Bypassverbinder durch das Bypasselement 4b, die negative Spannung an dem Teilsegment 2b wird durch das Bypasselement 4b begrenzt und somit auch die maximale Verlustleistung an der verschatteten Solarzelle 8.
Das Szenario 4 welches in Abb.4 aufgezeigt ist, unterliegt zwei Verschattungen V3 und V4. Diese Verschattungen betreffen Solarzellen 8 des Teilsegments 2a Solarzellen 8 des Teilsegments 2b. Die in diesem Szenario verschatteten Solarzellen werden mit einer großen negativen Spannung betrieben, dies ist der Fall, wenn der Strom im Arbeitspunkt des jeweiligen Zellstrangs über dem Kurzschlussstrom der abgeschatteten Zelle liegt. In diesem Fall fließt ein Strom S7 über durch das Bypasselement 4a und das Bypasselement 4b, die negativen Spannungen an dem Teilsegment 2a sowie an dem Teilsegment 2b werden durch die Bypasselement 4a und 4b begrenzt und somit auch die Spannung an den verschatteten Solarzellen 8 der Teilsegmente 4a und 4b. Durch diese vorteilige Konfiguration verbleibt auch bei Verschattung einer vollständigen Solarzelle stets eine Restausgangsleistung des Solarzellenmoduls. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass die Bypasselemente 4a und 4b sowie die Bypasselemente 4c und 4d in jeweils einer Anschlussdose angeordnet werden können.
Die Figuren 3 bis 13 zeigen jeweils abgewandelte Ausführungsbeispiele. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Folgenden lediglich auf die wesentlichen Unterschiede zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eingegangen:
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Modulsegmente 3a und 3b ein weiteres Modulsegment 3c auf. Dieses weitere Modulsegment 3c ist über den Segmentverbinder 7b mit dem Modulsegment 3b elektrisch leitend Verbunden. Das Modulsegment 3c ist rechts neben dem Modulsegment 3b Angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Erweiterung der im Ausführungsbeispiel 1 gezeigten Konfiguration konstruktiv einfach über eine Modulsegmentergänzung umzusetzen ist.
Das Modulsegment 3b und 3c stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a.
Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel (Modulgruppenanordnung G2) weist das Modulsegment 3a zwei zusätzliche Teilsegmente 2c und 2d sowie zwei zusätzliche Bypasselemente 4c und 4d auf. Das Modulsegment 3b weist ebenso zwei zusätzliche Teilsegmente 2g und 2h sowie zwei zusätzliche Bypasselemente 4g und 4h auf. Das Bypasselement 4c ist parallel zu Teilsegment 2c geschaltet. Das Bypasselement 4d ist parallel zu Teilsegment 2d geschaltet. Das Bypasselement 4g ist parallel zu Teilsegment 2g geschaltet. Das Bypasselement 4h ist parallel zu Teilsegment 2h geschaltet. Das Teilsegment 2c zusammen mit dem Bypasselement 4c ist in Reihe mit dem Teilsegment 2a des Modulsegments 3a geschaltet. Das Teilsegment 2d zusammen mit dem Bypasselement 4d ist in Reihe mit dem Teilsegment 2b des Modulsegments 3a geschaltet. Das Teilsegment 2g zusammen mit dem Bypasselement 4g ist in Reihe mit dem Teilsegment 2d geschaltet. Das Teilsegment 2g zusammen mit dem Bypasselement 4g ist in Reihe mit dem Teilsegment 2e des Modlulseg- ments 3b geschaltet. Das Teilsegment 2h zusammen mit dem Bypasselement 4h ist in Reihe mit dem Teilsegment 2f des Modulsegments 3b geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d mittig zwischen den Teilsegmenten 2a, 2b, 2c und 2d angeordnet und die Bypasselemente 4e, 4f, 4g und 4h sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2e, 2f, 2g und 2h angeordnet.
Das Modulsegment 3b stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a. Die Teilsegmente 2c und 2g stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a dar. Die Teilsegmente 2d und 2h stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b dar.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzahl von Solarzellen 8 eines Solarzellenstrings 1 eines Teilsegments 2, welche im Verschattungsfall über ein Bypasselement 4 geschützt wird, geringer ist als im Ausführungsbeispiel 1. Somit werden Verschattungsverluste bedingt durch kleinere Solarzellenstringlängen verringert. Weiterhin wird die Zuverlässigkeit erhöht, da im Verschattungsfall die Verlustleistung in den abgeschatteten Zellen, welche von der Anzahl der Zellen eines Solarzellenstrings abhängt, reduziert wird.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 5 gezeigt ist, zeigt eine Anordnung von drei Modulgruppenanordnungen G2.1 , G2.2 und G2.3 welche jeweils der Modulgruppenanordnung G2 aus Figur 4 entspricht. Die Modulgruppenanordnung G2.3 ist rechts neben zwei Modulgruppenanordnungen G2.1 und G2.2 an- geordnet welche Ausführungsbeispiel 4 darstellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Erweiterung der im Ausführungsbeispiel 4 gezeigten Konfiguration konstruktiv einfach über eine Modulsegmentergänzung umzusetzen ist.
Die Modulgruppenanordnungen G2.2 und G2.3 stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung der ersten Modulgruppenanordnungen G2.1 dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b der ersten Modulgruppenanordnungen.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 6 gezeigt ist, zeigt eine Anordnung von zwei Modulgruppenanordnungen G2.1 , G2.2 welche jeweils der Modulgruppenanordnung G2 aus Figur 4 entspricht. Die Modulgruppenanordnung G2.1 weist zwei zusätzliche Teilsegmente 2i und 2j sowie zwei zusätzliche Bypasselemente 4i und 4j auf. Die Modulgruppenanordnung G2.2 weist zwei zusätzliche Teilsegmente 2k und 2I sowie zwei zusätzliche Bypasselemente 4k und 4I auf. Das Bypasselement 4i ist parallel zu Teilsegment 2i geschaltet. Das Bypasselement 4j ist parallel zu Teilsegment 2j geschaltet. Das Bypasselement 4k ist parallel zu Teilsegment 2k geschaltet. Das Bypasselement 4I ist parallel zu Teilsegment 2I geschaltet.
Das Teilsegment 2i zusammen mit dem Bypasselement 4i ist in Reihe mit dem Teilsegment 2c der Modulgruppenanordnungen G2.1 geschaltet. Das Teilsegment 2j zusammen mit dem Bypasselement 4j ist in Reihe mit dem Teilsegment 2d der Modulgruppenanordnungen G2.1 geschaltet. Das Teilsegment 2k zusammen mit dem Bypasselement 4k ist in Reihe mit dem Teilsegment 2j geschaltet. Das Teilsegment 2k zusammen mit dem Bypasselement 4k ist in Reihe mit dem Teilsegment 2g der Modulgruppenanordnungen G2.2 geschaltet. Das Teilsegment 2I zusammen mit dem Bypasselement 4I ist in Reihe mit dem Teilsegment 2h der Modulgruppenanordnungen G2.2 geschaltet.
Die Modulgruppenanordnungen G2.2 stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung der Modulgruppenanordnungen G2.1 dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Teilsegments 2a. Die Teilsegmente 2i und 2k stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a dar. Die Teilsegmente 2j und 21 stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b dar.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzahl von Solarzellen 8 eines Solarzellenstring 1 eines Teilsegments 2, welche im Verschattungsfall über ein Bypasselement 4 geschützt wird, geringer ist als im Ausführungsbeispiel 5. Somit werden Verschattungsverluste bedingt durch kleinere Solarzellenstringlängen verringert. Weiterhin wird die Zuverlässigkeit erhöht, da im Verschattungsfall die Verlustleistung in den abgeschatteten Zellen, welche von der Anzahl der Zellen eines Solarzellenstrings abhängt, reduziert wird.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 7 gezeigt ist, zeigt eine ähnliche Anordnung wie in Figur 1 gezeigt. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform der Segmentverbinder 7 sowie die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d innerhalb einer Anschlussdose 9 untergebracht. Betrachtet man die Anordnung mittels des Solarmodulraster, so liegen die Bypassverbinder 5a und 5b sowie die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d in der mittleren Spalte mit zwei Solarzellenspalten (aus Teilsegment 2c und Teilsegment 2d) zur rechten und zwei Solarzellenspalten (aus Teilsegment 2a und Teilsegment 2b) zur linken. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Segmentverbinder innerhalb der Anschlussdose untergebracht werden kann und somit flexibel positionierbar ist. Zudem hat dies einen montagetechnischen Vorteil da die Verschaltung über die Anschlussdose frei zugänglich ist. Somit ist es möglich ein komplettes Modulsegment einfach zu koppeln bzw. entkoppeln. Zudem ist es möglich, die Bypassverbinder übereinander, insbesondere senkrecht zu einer Flächenerstreckung des Solarzellenmoduls anzuordnen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Flächenausnutzung verbessert wird, was zu einer Erhöhung der Effizienz führt.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 8 gezeigt ist, zeigt eine besondere Ausführungsform der Ausführung aus Figur 1. Hierbei sind die Bypassverbinder 5a und 5b jeweils hinter der Solarzellenebene, isoliert durch eine Isolationsschicht 10a sowie 10b zwischen den Teilsegmenten 2a und 2b bzw. den Teilsegmenten 2c und 2d angebracht und die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d sind oberhalb der Teilsegmentverbinder angebracht. Bedingt durch diese Anord- nung können die Solarzellen 8 in einem vorteilhaften gleichmäßigen Raster angeordnet werden. Somit sind alle Spalten mit Solarzellen 8 besetzt.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 9 gezeigt ist, zeigt eine besondere Ausführungsform der Ausführung aus Figur 1. Hierbei sind die Bypassverbinder 5a und 5b jeweils hinter der Solarzellenebene, isoliert durch eine Isolationsschicht 10a sowie 10b exemplarisch unter Teilsegment 2b bzw. Teilsegment 2d angebracht und die Bypasselemente 4a, 4b, 4c und 4d sind oberhalb der Teilsegmentverbinder angebracht. Bedingt durch diese Anordnung können die Solarzellen 8 in einem vorteilhaften gleichmäßigen Raster angeordnet werden. Somit sind alle Spalten mit Solarzellen 8 besetzt.
Die in Figur 10 aufgeführte Ausführungsform weist ein erstes Modulsegment 3a und ein zweites Modulsegment 3b auf welche jeweils zusätzlich um ein Teilsegment 2e und 2h und ein drittes Modulsegment 3c erweitert ist. Dieses dritte Modulsegment 3c ist zwischen dem ersten Modulsegment 3a und dem zweiten Modulsegment 3b angeordnet. Das erste Modulsegment 3a und das zweite Modulsegment 3b weisen jeweils ein drittes Bypasselement 4c und 4h auf. Die Teilsegmente 2a bis 2h sind parallel zueinander in vier Teilsegmentpaare (2c und 2a, 2d und 2b, 2g und 2e, 2h und 2f) angeordnet. Die drei Bypasselemente 4c, 4a und 4b des ersten Modulsegments 3a sind mittig zwischen dem ersten Teilsegmentpaar (2c und 2a) und zweiten Teilsegmentpaar (2d und 2b) des Moduls angeordnet. Das erste Bypasselement 4d und zweite Bypasselement 4g des dritten Modulsegments 3c sind mittig zwischen dem ersten Teilsegment 2d und dem zweiten Teilsegment 2g des dritten Modulsegments 3c angeordnet. Die Bypasselemente 4e, 4f und 4h des zweiten Modulsegments 3c sind mittig zwischen dem dritten Teilsegmentpaar (2g und 2e) und vierten Teilsegmentpaar (2h und 2f) des Moduls angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anschlussdosen in welchen die Bypasselemente 4 untergebracht werden (Anschlussdose 1 : 4a, 4b und 4c, Anschlussdose 2: 4d und 4g, Anschlussdose 3: 4e, 4f und 4h), nicht mehr wie 3 Bypasselemente aufweisen. Im aktiven Fall der Bypasselemnte 4 wird bedingt durch den Stromfluss durch die Bypasselemente 4 Wärme emittiert. Um diese Wärme gleichermaßen auf dem Solarmodul zu verteilen ist eine Anordnung mit einer geringeren Anzahl an Bypasselementen pro Anschlussdose welche sich über die Solarmodulfläche in regelmäßigen Abständen erstreckt vorteilhaft. Vorteilig ist bei dieser Ausführungsform zudem, dass im Vergleich zu Ausführungsbeispiel 4 ein Bypassverbinder weniger verwendet wird.
Das Modulsegment 3b stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a. Das Modulsegment 3c stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a, zudem ist das Modulsegment 3c entgegen dem Modulsegment 3a und die zugehörigen Bypasselemente 4d und 4g um 180° gedreht, wobei die Anordnung der Solarzellen 8 des Teilsegmentes 2d eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b darstellt und die Anordnung der Solarzellen 8 des Teilsegmentes 2g eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a darstellt. Das Teilsegment 2c stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a dar. Das Teilsegment 2h stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b dar.
Das Ausführungsbeispiel welches in Figur 11 gezeigt ist, zeigt eine besondere Ausführungsform der Ausführung aus Figur 10. Hierbei das Modulsegment 3b nicht um ein weiteres Teilsegment erweitert, sondern um zwei weitere Modulsegmente 3d und 3e. Wobei das Modulsegment 3e wie auch das Modulsegment 3b in Figur 10 um ein weiteres Teilsegment 2I sowie Bypasselement 4I erweitert ist. Die Bypasselemente 4a, 4b und 4c des ersten Modulsegments 3a sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2a, 2b und 2c angeordnet. Die Bypasselemente 4d und 4g des dritten Modulsegments 3c sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2d und 2g angeordnet. Die Bypasselemente 4e und 4f des zweiten Modulsegments 3b sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2e und 2f angeordnet. Die Bypasselemente 4h und 4k des vierten Modulsegments 3d sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2h und 2k angeordnet. Die Bypasselemente 4i, 4j und 4I des fünften Modulsegments 3e sind mittig zwischen den Teilsegmenten 2i, 2j und 2I angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Erweiterung der im Aus- führungsbeispiel 10 gezeigten Konfiguration konstruktiv einfach über eine Modulsegmentergänzung umzusetzen ist.
Das Modulsegment 3b und 3e stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a. Das Modulsegment 3c und 3d stellen hinsichtlich der räumlichen Anordnung von den Solarzellen 8 und der Bypasselemente 4 eine translatorische Verschiebung des ersten Modulsegments 3a dar. Die Verschiebung ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Solarzellenstrings 1a und 1 b des ersten Modulsegments 3a, zudem ist das Modulsegment 3c und 3d und die zugehörigen Bypasselemente 4d und 4g und 4h und 4k entgegen dem Modulsegment 3a um 180° gedreht, wobei die Anordnung der Solarzellen 8 des Teilsegmentes 2d und 2h eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b darstellt und die Anordnung der Solarzellen 8 des Teilsegmentes 2g und 2k eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a darstellt. Das Teilsegment 2c stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2a dar. Das Teilsegment 2I stellt hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8 eine translatorische Verschiebung des Teilsegments 2b dar.
Die vorbeschriebenen Modulanordnungen eignen sich auch zum Aufbau großer Solarzellenmodule mit einer großen Anzahl an Solarzellen.
Figur 12 zeigt einen schematischen Schnitt des Aufbaus einer Single-Junction Solarzelle welche in den bisherigen Ausführungsbeispielen verwendet wurde. Die gezeigte Solarzelle weist neben der eigentlichen Solarzellenschicht 12 zwei Kontakte 11a und 11 b auf.
Figur 13 zeigt einen schematischen Schnitt des Aufbaus einer Dual-Junction Solarzelle welche optional verwendet werden kann. Die gezeigte Solarzelle weist zwei voneinander getrennte Zellschichten auf zum einen die Top-Zell Schicht 12a und die Bottom-Zell Schicht 12b auf. Neben der eigentlichen Solarzellenschicht 12a und 12b weist die Solarzelle zwei Kontakte 11a und 11 b auf. Figur 14 zeigt einen schematischen Schnitt des Aufbaus einer 4 Terminal Dual- Junction Solarzelle welche optional verwendet werden kann und speziell in Ausführungsform 15 aufgewiesen wird. Die gezeigte Solarzelle weist zwei voneinander Isolierte Zellschichten auf zum einen die Top-Zell Schicht 12a und die Bot- tom-Zell Schicht 12b auf. Neben der eigentlichen Solarzellenschicht 12a und 12b weist die Solarzelle vier Kontakte 11a, 11 b, 11c und 11 d auf.
Die Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel welches bei der Nutzung von 4 Terminal Dual-Junction Solarzellen Anwendung findet. Die Solarzellen 8 und Bypasselemente 4 der Topzellenebene sind nach Ausführungsbeispiel 1 angeordnet und verschaltet. Die Solarzellen 8 der Bottomzellenebene 12b sind ebenso wie die Topzellenebene 12a nach Ausführungsbeispiel 1 angeordnet und verschaltet. Diese beiden Ebenen und somit die Module sind übereinander angeordnet und bilden einen Modulstapel aus.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Solarzellenmodul weitere Modulsegmente aufweist. Insbesondere liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die beschriebene Konfiguration der Modulsegmente mehrfach wiederholt wird.
In Figur 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dahingehend vom Ausführungsbeispiel aus Figur 1 , dass das erste Modulsegment 3a entlang einer Spiegelebene A gespiegelt ist und das diese Modulsegmentspiegelung 3a‘ mittels eines ersten Segmentverbinders 7a und eines zweiten Segmentverbinders 7b parallel mit dem Modulsegment 3a verschaltet ist. Hierbei ist der Segmentverbinder 7a und der Segmentverbinder 7b zwei polig ausgeführt. Der erste Pol des ersten Segmentverbinders 7a.1 ist mit dem ersten Pol des ersten Bypasselements 4a.1 des ersten Modulsegments 3a und dem ersten Pol des ersten Teilsegments 2a.1 des ersten Modulsegments 3a elektrisch leitend verbunden. Der zweite Pol des ersten Segmentverbinders 7a.2 ist mit dem ersten Pol des gespiegelten ersten Bypasselements 4a‘.1 des gespiegelten ersten Modulsegments 3a‘ und dem ersten Pol des gespiegelten ersten Teilsegments 2a‘.1 des ersten gespiegelten Modulsegments 3a‘ elektrisch leitend verbunden. Der erste Pol des zweiten Segmentverbinders 7b.1 ist mit dem zweiten Pol des zweiten Bypasselements 4b.2 des ersten Modulsegments 3a und dem zweiten Pol des zweiten Teilsegments 2b.2 des ersten Modulsegments 3a elektrisch leitend verbunden. Der zweite Pol des zweiten Segmentverbinders 7b.2 ist mit dem zweiten Pol des gespiegelten zweiten Bypasselements 4b‘.2 des gespiegelten ersten Modulsegments 3a‘ und dem zweiten Pol des gespiegelten zweiten Teilsegments 2b‘.2 des ersten gespiegelten Modulsegments 3a‘ elektrisch leitend verbunden. Über den Teilsegmentverbinder 6a sind Teilsegment 2a und 2b elektrisch leitend in Reihe verschaltet und über den Teilsegmentverbinder 6a‘ die Teilsegmente 2a‘ und 2b‘ elektrisch leitend in Reihe verschaltet, wobei diese in Reihe verschalteten Teilsegmente (2a und 2b, 2a‘ und 2b‘) über die Segmentverbinder 7a und 7b parallel zueinander verschaltet sind.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Gesamtspannung über dem Solarmodul geringer ist wie bei der Anordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1. Dies ist dann sehr von Vorteil bei der Ausführung des Ausführungsbeispiels mit Tandem-Solarzellen, da diese bedingt durch ihren Aufbau im Arbeitspunkt höhere Spannungen aufzuweisen wie herkömmliche Einfachsolarzellen.
Das in Figur 16 gezeigte Solarzellenmodul weist eine mittige Spiegelebene S auf, die senkrecht zur Zeichenebene und somit senkrecht zu dem Solarzellenmodul (der flächigen Erstreckung des Solarzellenmoduls) steht und entlang der gestrichelten Linie S verläuft. Diese stellt eine Spiegelebene hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Solarzellen 8, Solarzellenstrings 1 und Bypasselemente 4 des Solarzellenmoduls dar.
Bezuqszeichenliste

Claims

Ansprüche Solarzellenmodul, mit zumindest einem ersten Modulsegment (3a) wobei das erste Modulsegment (3a) ein erstes Teilsegment (2a) und zumindest ein zweites Teilsegment (2b) aufweist, das erste und das zweite Teilsegment (2a, 2b) jeweils zumindest einen Solarzellenstring (1a, 1 b) und jeder Solarzellenstring (1a, 1 b) eine Mehrzahl in Reihe verschalteter Solarzellen (8) aufweist, wobei das erste und das zweite Teilsegment (2a, 2b) des ersten Modulsegments (3a) jeweils zwei elektrische Pole (2a.1 , 2a.2) aufweisen, wobei der zweite Pol des ersten Teilsegments (2a.2) und der erste Pol des zweiten Teilsegments (2b.1) mittels eines Teilsegmentverbinders (6a) des ersten Modulsegments (3a) elektrisch leitend verbunden sind, um eine Reihenschaltung des ersten und zweiten Teilsegments (2a, 2b) auszubilden dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modulsegment (3a) ein erstes und ein zumindest zweites Bypasselement (4a, 4b) aufweist, wobei der erste Pol des ersten Bypasselements (4a.1) des ersten Modulsegments (3a) mit dem ersten Pol des ersten Teilsegment (2a.1) des ersten Modulsegments (3a) verbunden ist und dass der zweite Pol des zweiten Bypasselements (4b.2) des ersten Modulsegments (3a) mit dem zweiten Pol des zweiten Teilsegments (2b.2) des ersten Modulsegments (3a) elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Pol des ersten Bypasselements (4a.2) des ersten Modulsegments (3a) und der erste Pol des zweiten Bypasselements (4b.1) des ersten Modulsegments (3a) mittels eines Bypassverbinders (5a) mit dem Teilsegmentverbinder (6a) des ersten Modulsegments elektrisch leitend verbunden sind, und das Solarzellenmodul zumindest ein zweites Modulsegment (3b) aufweist, welches ein erstes und ein zumindest zweites Bypasselement (4c, 4d) aufweist,
29 wobei der erste Pol des ersten Bypasselements (4c.1) des zweiten Modulsegments (3b) mit dem ersten Pol des ersten Teilsegment (2c.1) des zweiten Modulsegments (3b) verbunden ist und dass der zweite Pol des zweiten Bypasselements (4d.2) des zweiten Modulsegments (3b) mit dem zweiten Pol des zweiten Teilsegments (2d.2) des zweiten Modulsegments (3b) elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Pol des ersten Bypasselements (4c.2) des zweiten Modulsegments (3b) und der erste Pol des zweiten Bypasselements (4d.1) des zweiten Modulsegments (3b) mittels eines Bypassverbinders (5b) mit dem Teilsegmentverbinder (6b) des zweiten Modulsegments (3b) elektrisch leitend verbunden sind, und dass das erste und das zweite Modulsegment (3a, 3b) mittelbar oder unmittelbar in Reihe- oder Parallelverschaltet sind. Solarzellenmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbinder (5) der Modulsegmente (3) zwischen dem ersten und dem zweiten Teilsegment (2) des jeweiligen Modulsegments (3) insbesondere mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Teilsegment (2) des jeweiligen Modulsegments (3) angeordnet sind, insbesondere bevorzugt, dass die Bypassverbinder (5) des jeweiligen Modulsegments (3) in einem mittigen Bereich angeordnet sind, an welchen die Teilsegmente (2) des jeweiligen Modulsegments angrenzen. Solarzellenmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbinder (5) der Modulsegmente (3) zwischen einem ersten und einem zweiten Modulsegment (3) insbesondere mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Modulsegment (3) angeordnet sind, insbesondere bevorzugt, dass die Bypassverbinder (5) in einem mittigen Bereich angeordnet sind, an welchen die Modulsegmente (3) angrenzen. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem ersten und einem zweiten
30 Modulsegment (3) zumindest ein Segmentverbinder (7) des
Solarzellenmoduls zur Reihenverschaltung oder Parallelverschaltung der Modulsegmente (3) angeordnet ist. Solarzellenmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites Modulsegment (3) die mittels zumindest eines Segmentverbinders (7) verbunden sind nebeneinander in einer Längsanordnung angeordnet sind welche, senkrecht zur Ausrichtung der Solarzellenstrings (1) liegt. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenstrings (1) des Solarzellenmoduls derart angeordnet sind, dass das Solarzellenmodul eine kürzere Kante und eine längere Kante aufweist und dass die Solarzellenstrings (1) eines Teilsegments (2) parallel zur kurzen Kante innerhalb des Solarzellenmoduls entlang einer geradlinigen Reihe angeordnet sind. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenstrings (1) eines Teilsegments (2) eines Modulsegments (3) die identische Anzahl an Solarzellen (8) aufweisen wie die Solarzellenstrings (1) der weiteren Teilsegmente (2) des Modulsegments (3) und dass die über Segmentverbinder (7) verbundenen Modulsegmente (3) die identische Anzahl von Solarzellenstrings (1) aufweisen und die Solarzellenstrings (1) jeweils die identische Anzahl an Solarzellen (8) aufweisen. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsegmente (2) eines Modulsegments (3) in einer Ebene liegen und die Bypasselemente (4) des jeweiligen Modulsegments (3) beabstandet zu dieser Ebene angeordnet sind. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Modulsegmentgruppen (13) gestapelt angeordnet sind, sodass die Solarzellen (8) des Solarzellenstrings (1) des Teilsegmentes (2) eines Modulsegments (3) mit den Solarzellen (8) des Solarzellenstrings (1) des Teilsegments (2) eines weiteren Modulsegments (3) übereinander Angeordnet sind. Solarzellenmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gestapelte Modulsegmentgruppen (13) über einen Modulsegmentstapelverbinder elektrisch leitend verbunden sind, sodass die Modulsegmentstapel (13) nebeneinander in einer Längsanordnung orientiert sind welche senkrecht zur Ausrichtung der Solarzellenstring (1) Erstreckung liegt. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Teilsegment (2) eines Modulsegments (3) parallel nebeneinander angeordnet sind und an einem ersten Randbereich elektrisch in Reihe geschaltet sind, insbesondere mittels eines Teilsegmentverbinders (6), bevorzugt mittels eines geradlinigen Teilsegmentverbinders (6). Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypassverbinder (5) eine Länge kleiner 250 cm, bevorzugt kleiner 150 cm, insbesondere bevorzugt kleiner 130 cm ist aufweist und/oder dass der Bypassverbinder (5) eine Länge größer 30 cm, bevorzugt größer 80 cm ist aufweist. Solarzellenmodul nach einem der vorrangegangenen Ansprüch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypassverbinder (5) eines Modulsegments (3) in einer ersten Ebene liegen und die jeweiligen Solarzellen (8) eines Modulsegments (3) in einer zweiten Ebene liegen, welche zu der ersten Ebene beabstandet ist, insbesondere, dass zwischen erster und zweiter Ebene eine Isolierung angeordnet ist. Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (8) und/oder das Solarzellenmodul (3) eine Rechteckform mit einem Aspektverhältnis größer eins aufweisen. Solarzellenmodul nach Anspruch einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Modulsegmente (3) des Solarzellenmoduls jeweils zusätzlich ein Teilsegment (2) aufweisen und ein drittes Modulsegment (3) zwischen dem ersten und dem zweiten Modulsegment (3) angeordnet ist, wobei das erste und das zweite Modulsegment (3) jeweils ein drittes Bypasselement (4) aufweist, wobei die Teilsegmente (2) in vier parallel zueinander liegenden Teilsegmentpaaren angeordnet sind wobei die drei Bypasselemente (4) des ersten Modulsegments (3) mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Teilsegmentpaar des Moduls, insbesondere bevorzugt, dass die Bypasselemente (4) in einem mittigen Bereich angeordnet sind, an welchen die drei Teilsegmente (2) des ersten Modulsegments (3) angrenzen und dass das erste und das zweite Bypasselement (4) des dritten Modulsegments (3) mittig zwischen dem ersten Teilsegment (2) und dem zweiten Teilsegment (2) des dritten Modulsegments (3), insbesondere bevorzugt, dass die Bypasselemente (4) in einem mittigen Bereich angeordnet sind, an welchen die zwei Teilsegmente (2) des dritten Modulsegments (3) sowie das zweite Teilsegmente (2) des ersten Modulsegments (3) und das erste Teilsegment (2) des zweiten Modulsegments (3) angrenzen und dass die drei Bypasselemente (4) des zweiten Modulsegments (3) mittig zwischen dem dritten und dem vierten Teilsegmentpaar des Moduls, insbesondere bevorzugt, dass die Bypasselemente (4) in einem mittigen Bereich angeordnet sind, an welchen die drei Teilsegmente (2) des zweiten Modulsegments (3) angrenzen.
33 Solarzellenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarzellenmodul eine, bevorzugt genau eine Spiegelebene aufweist, wobei zumindest die räumliche Anordnung der Solarzellen und bevorzugt der Bypasselemente spiegelsymmetrisch zu der Spiegelebene ausgebildet ist.
34
PCT/EP2022/084294 2021-12-03 2022-12-02 Solarzellenmodul WO2023099771A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22830437.4A EP4441796A1 (de) 2021-12-03 2022-12-02 Solarzellenmodul
CN202280080230.6A CN118382937A (zh) 2021-12-03 2022-12-02 太阳能电池模块
KR1020247021439A KR20240113565A (ko) 2021-12-03 2022-12-02 태양 전지 모듈

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021131977.3A DE102021131977A1 (de) 2021-12-03 2021-12-03 Solarzellenmodul
DE102021131977.3 2021-12-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023099771A1 true WO2023099771A1 (de) 2023-06-08

Family

ID=84627580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/084294 WO2023099771A1 (de) 2021-12-03 2022-12-02 Solarzellenmodul

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4441796A1 (de)
KR (1) KR20240113565A (de)
CN (1) CN118382937A (de)
DE (1) DE102021131977A1 (de)
WO (1) WO2023099771A1 (de)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005012213A1 (de) 2005-01-26 2006-08-03 G. Spelsberg Gmbh & Co. Kg Anschlußschaltung
DE102009060604A1 (de) 2009-12-23 2011-06-30 Energetica Holding Gmbh Solar-Modul mit einer Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung und Anwendung
DE102011055754A1 (de) * 2011-06-01 2012-12-06 Schott Solar Ag Solarzellenmodul und Verfahren zum Verschalten von Solarzellen
WO2015001413A1 (en) 2013-07-05 2015-01-08 Rec Solar Pte. Ltd. Solar cell assembly
US20150349176A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. High voltage solar panel
US20150349701A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. Shingled solar cell module
US20160226438A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
US20160226439A1 (en) 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
EP3783670A1 (de) * 2018-10-31 2021-02-24 Chint Solar (Zhejiang) Co., Ltd. Geschindeltes photovoltaisches modul mit doppelenergieerzeugungseinheiten
DE102020128080A1 (de) 2020-10-26 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Solarzellenmodul

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005012213A1 (de) 2005-01-26 2006-08-03 G. Spelsberg Gmbh & Co. Kg Anschlußschaltung
DE102009060604A1 (de) 2009-12-23 2011-06-30 Energetica Holding Gmbh Solar-Modul mit einer Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung und Anwendung
DE102011055754A1 (de) * 2011-06-01 2012-12-06 Schott Solar Ag Solarzellenmodul und Verfahren zum Verschalten von Solarzellen
WO2015001413A1 (en) 2013-07-05 2015-01-08 Rec Solar Pte. Ltd. Solar cell assembly
US20150349176A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. High voltage solar panel
US20150349701A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. Shingled solar cell module
US20160226438A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
US20160226439A1 (en) 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
EP3783670A1 (de) * 2018-10-31 2021-02-24 Chint Solar (Zhejiang) Co., Ltd. Geschindeltes photovoltaisches modul mit doppelenergieerzeugungseinheiten
DE102020128080A1 (de) 2020-10-26 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Solarzellenmodul

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240113565A (ko) 2024-07-22
CN118382937A (zh) 2024-07-23
DE102021131977A1 (de) 2023-06-07
EP4441796A1 (de) 2024-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012207168B4 (de) Photovoltaikmodul mit Bypass-Dioden und in Reihe geschalteten Stringanordnungen parallel geschalteter Strings aus Solarzellen
DE102008033632B4 (de) Solarzelle und Solarzellenmodul
DE112016003768T5 (de) Sonnenkollektor
DE102007035883A1 (de) Rückkontaktsolarzelle und Solarmodul mit reduzierten Serienwiderständen
EP2533303A2 (de) Solarmodul und Photovoltaik-Anlage
DE4017933A1 (de) Solarzellenelement mit einem deckglas
EP2577738B1 (de) Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür
CH685272A5 (de) Solarzellen-Anlage.
EP4233098B1 (de) Solarzellenmodul
DE102020128080B4 (de) Solarzellenmodul
EP2475014A2 (de) Photovoltaikmodul mit einlaminierter Bypassdiode
EP4441796A1 (de) Solarzellenmodul
DE202023101532U1 (de) Photovoltaikmodul
DE102008033189B4 (de) Interdigitale Kontaktstreifenanordnung für Rückseitenkontakt-Solarzelle;
DE102022110490B4 (de) Solarzellenmodul
DE102021112969A1 (de) Solarzellenmodul
DE202015106374U1 (de) Photovoltaikmodul
DE202021004282U1 (de) Photovoltaikmodul
DE102019122222A1 (de) Photovoltaische Solarzelle und Solarzellenmodul
EP4113632A1 (de) Photovoltaikmodul
DE102022124501A1 (de) Solarmodul mit 3-Terminal-Tandem-Solarzellen
DE102020203510A1 (de) Dünnschichtsolarmodul und Herstellungsverfahren
DE102021112981A1 (de) Solarzellenmodul
DE202023104713U1 (de) Solarmodul
DE102021114906A1 (de) Solarmodul mit optimierter verschaltung sowie verfahren zum fertigen desselben

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22830437

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18715833

Country of ref document: US

Ref document number: 202280080230.6

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247021439

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202447049283

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022830437

Country of ref document: EP

Effective date: 20240703