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Title:
PHOTOVOLTAIC MODULE AND CONNECTION ASSEMBLY FOR A PHOTOVOLTAIC MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/094626
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connection assembly (10) for a photovoltaic module (1) which has at least one cell assembly that can be externally contacted at at least two connection contacts, the connection assembly (10) comprising at least two contact sockets (11, 12) for covering the connection contacts. The connection assembly is characterised in that at least one connecting element (131) is arranged between the contact sockets (11), which is connected in an articulated manner to at least one of the contact sockets (11). The invention also relates to a photovoltaic module, on the rear side of which a connection assembly (10) of said type is mounted, in particular adhesively attached.

Inventors:
BÖNSCH MATTHIAS (DE)
WÜNSCHE TORSTEN (DE)
JUNG TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/080243
Publication Date:
May 10, 2024
Filing Date:
October 30, 2023
Export Citation:
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Assignee:
WEIDMUELLER INTERFACE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H02S40/34
Foreign References:
US20120222726A12012-09-06
EP2077588A22009-07-08
DE202013005357U12014-09-15
US20160141435A12016-05-19
DE102022107526A12023-10-05
Attorney, Agent or Firm:
KLEINE, Hubertus et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche Anschlussanordnung (10) für ein Photovoltaikmodul (1 ), das mindestens eine Zellanordnung aufweist, die extern an mindestens zwei Anschlusskontakten kontaktierbar ist, wobei die Anschlussanordnung (10) mindestens zwei Kontaktdosen (11 , 12) zur Abdeckung der Anschlusskontakte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktdosen (11 ) mindestens ein Verbindungselement (131 ) angeordnet ist, das gelenkig mit zumindest einer der Kontaktdosen (11 ) verbunden ist. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 1 , umfassend drei Kontaktdosen (11 , 12), die durch mindestens zwei Verbindungselemente (131 ) entlang einer geraden Linie miteinander verbunden sind. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 2, wobei an den beiden äußeren der Kontaktdosen (11 , 12) jeweils ein Anschlusskabel (14) angeschlossen ist. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die mittlere der Kontaktdosen (11 , 12) drei Bypass-Dioden (17) aufweist. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 4, bei der jeweils ein Verbindungskabel (15) zwischen den äußeren und der mittleren Kontaktdose (11 , 12) durch die Verbindungselemente (131 ) verläuft. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der zwischen zwei der Kontaktdosen (11 , 12) zwei Verbindungselemente (131 ) und ein Zwischenelement (132) angeordnet sind. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der an dem Verbindungselement (131 ) oder dem Zwischenelement (132) eine Aufnahme für einen Stecker (141 ) des Photovoltaikmoduls (1 ) ausgebildet ist. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das mindestens eine Verbindungselement (131 , 132) haubenartig ausgebildet ist. 9. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Kontaktdosen (11 , 12) und das mindestens eine Verbindungselement

(131 ) miteinander verrastbar sind, wobei die gelenkige Verbindung durch die Verrastung gebildet ist.

10. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die die gelenkige Verbindung eine Verschiebbarkeit in Längsrichtung der Anschlussanordnung (10) zulässt.

11. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Kontaktdosen (11 , 12) jeweils ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil (111 , 112) und einem Gehäuseoberteil (112, 122) aufweisen, wobei im Gehäuseunterteil (111 , 112) jeweils mindestens eine Öffnung zur Durchführung der Anschlusskontakte des Photovoltaikmoduls (1 ) ausgebildet ist.

12. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 11 , bei der um die mindestens eine Öffnung eine um laufende Auflagefläche ausgebildet ist, mit der die Kontaktdosen (11 , 12) auf die Rückseite des Photovoltaikmoduls montierbar, insbesondere aufklebbar sind.

13. Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der in den Kontaktdosen jeweils ein Kontaktträger (16) zur Verbindung mit den Anschlusskontakten des Photovoltaikmoduls (1 ) und/oder Bypass-Dioden (16) angeordnet ist.

14. Anschlussanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend ein Zusatzmodul.

15. Anschlussanordnung nach Anspruch 14, bei der das Zusatzmodul einen Sensor zu Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Position, Spannung und/oder Strom, mindestens einen Energiespeicher und/oder mindestens eine Kommunikationseinheit aufweist.

16. Photovoltaikmodul (1 ), an dessen Rückseite eine Anschlussanordnung (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche montiert, insbesondere aufgeklebt, ist.

17. Photovoltaikmodul (1 ) nach Anspruch 16, aufweisend eine rechteckige Grundfläche und mindestens zwei Zellanordnungen, die extern an An- Schlusskontakten kontaktierbar sind, die in den Zellanordnungen zugeordneten Gruppen von jeweils zwei Anschlusskontakten entlang einer Mittellinie an der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet sind. 18. Photovoltaikmodul (1 ) nach Anspruch 17, aufweisend drei Zellanordnungen, wobei die Anschlussanordnung (10) drei Kontaktdosen (11 , 12) aufweist, die durch mindestens zwei Verbindungselemente (131 ) entlang der Mittellinie miteinander verbunden sind, wobei an den beiden äußeren der Kontaktdosen (11 , 12) jeweils ein Anschlusskabel (14) angeschlossen ist und wobei die mittlere der Kontaktdosen (11 , 12) drei Bypass-Dioden (17) aufweist.

Description:
Photovoltaikmodul und Anschlussanordnung für ein Photovoltaikmodul

Die Erfindung betrifft eine Anschlussanordnung für ein Photovoltaikmodul, das mindestens eine Zellanordnung aufweist, die extern an mindestens zwei Anschlusskontakten kontaktierbar ist, wobei die Anschlussanordnung mindestens zwei Kontaktdosen zur Abdeckung der Anschlusskontakte aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Photovoltaikmodul, an dessen Rückseite eine derartige Anschlussanordnung montiert ist.

Photovoltaikmodule, nachfolgend auch als PV-Module abgekürzt, z.B. zur Montage auf einem Hausdach oder in Freilandanlagen, weisen in der Regel eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen (PV-Zellen) auf, die seriell und/oder parallel verschaltet mindestens eine Zellanordnung bilden, die von extern über Anschlusskabel kontaktierbar sind. Häufig weisen PV-Module mehrere solcher Zellanordnungen auf, die innerhalb des PV-Moduls serienverschaltet sind. In dem Fall ist üblicherweise jede der Zellanordnungen mit ihren Endanschlüssen aus dem Modul herausgeführt, um parallel zu jeder Zellanordnung jeweils eine sogenannte „Bypass-Diode“ zu schalten. Die Bypass-Dioden leiten Strom an verschatteten oder defekten Zellanordnungen vorbei. Ohne die Bypass-Dioden würde eine Verschattung oder ein Defekt einer der Zellanordnungen des Moduls den Stromfluss durch das gesamte Modul verringern, auch wenn die anderen Zellanordnungen des Moduls oder auch andere, mit dem Modul in Reihe geschaltete weitere Module, nicht verschaffet oder defekt sind.

Aus dem Stand der Technik sind PV-Module bekannt, bei denen Anschlusskontakte der vorhandenen Zellanordnungen (üblicherweise von drei Zellanordnungen) benachbart zueinander an einer Rückseite des PV-Moduls in einem gemeinsamen Anschlussbereich kontaktierbar sind.

Ein PV-Modul mit einer derartigen Anschlussanordnung ist beispielsweise in der Druckschrift US 2016/0141435 A1 in einem Ausführungsbeispiel beschrieben. In einem weiteren Ausführungsbeispiel beschreibt die Druckschrift ein PV- Modul, bei dem Kontaktflächen verschiedener Zellanordnungen nicht in einem gemeinsamen Anschlussbereich an der Rückseite des PV-Moduls positioniert sind, sondern an mehreren unterschiedlichen Positionen. Eine solche Auslegung eines PV-Moduls bietet sich insbesondere an, wenn das PV-Modul an jeweils zwei Anschlusskontakten zwei parallel geschaltete Reihenanordnungen (sogenannte Strings) von PV-Zellen aufweist. Zwei jeweils parallel geschaltete Strings lassen sich geometrisch gut in ein rechteckiges PV-Modul integrieren, indem die gemeinsamen Anschlusskontakte entlang einer Mittellinie positioniert sind, die mittig im Hinblick auf eine Längserstreckungsrichtung des PV-Moduls und damit parallel zu den kürzeren Querseiten des PV-Moduls verläuft. Wenn das PV-Modul beispielsweise drei unabhängig voneinander kontaktierbare Zellanordnungen aufweist, sind entlang dieser Mittellinie dreimal zwei zueinander benachbarte Kontakte angeordnet. Ein Kontaktsatz mit zwei Anschlusskontakten ist dabei in etwa mittig entlang der Mittellinie positioniert und die anderen beiden Kontaktsätze jeweils auf der einen bzw. anderen Seite näher zur Längsseite des PV-Moduls. In dem Fall ist gemäß der genannten Druckschrift in jedem Anschlussbereich eine Anschlussdose angeordnet, die eine Bypass- Diode aufnimmt. Zumindest zwei der Dosen fungieren wie zuvor beschrieben als Anschlussanordnungen, indem jeweils ein Anschlusskabel zum externen Anschluss des PV-Moduls zu jeder dieser Dosen führt und innerhalb der Dose mit einer der Zellanordnungen verbunden ist.

Gegenüber einem PV-Modul, bei dem alle Anschlusskontakte benachbart zueinander positioniert sind und eine gemeinsame Anschlussanordnung verwendet wird, führt der Einsatz von mehreren separat zu handhabenden Dosen für jede Zellanordnung zu einem erhöhten Aufwand beim Anmontieren der Dosen und damit der Anschlussanordnung.

Zudem kann bei PV-Anlagen vorgesehen sein, bestimmte Funktionen, z.B. eine Sicherheitsabschaltung oder eine Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom auf Modulebene vorzusehen. In dem Fall können zusätzliche Funktionseinheiten an der Rückseite des PV-Moduls angeordnet sein.

Aus der vorangemeldeten, aber nachveröffentlichten Anmeldung DE 102022 107 526.5 der vorliegenden Anmelderin ist eine Anschlussanordnung für ein PV-Modul bekannt, bei der ein Gehäuse eine langgestreckte Grundform aufweist, so dass Anschlusskontakte eines PV-Moduls, die in verschiedenen, voneinander beabstandeten Anschlussbereichen angeordnet sind, gemeinsam abgedeckt werden. Durch eine derartige Anschlussanordnung wird ein vorteilhaft einfacher Montagevorgang der Anschlussanordnung auf der Rückseite des PV- Moduls erreicht, da nur diese eine Anschlussanordnung montiert und gegenüber dem PV-Modul abgedichtet werden muss. Die Herstellung des PV-Moduls vereinfacht und beschleunigt sich dadurch. Da aufgrund ihrer Bauform sich die Anschlussanordnung in eine Richtung über einen größeren Teil der Ausdehnung des PV-Moduls erstreckt, führt diese Anschlussanordnung auch zu einer Versteifung und damit Stabilisierung des PV- Moduls. Eine derartige Versteifung kann je nach Eigenschaften des PV-Moduls und abhängig von seiner Geometrie und Montageart vorteilhaft sein, kann unter Umständen aber auch die Belastbarkeit des PV-Moduls negativ beeinflussen, da seine Nachgiebigkeit verringert wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussanordnung für ein PV-Modul und ein PV-Modul mit einer solchen Anschlussanordnung zu beschreiben, bei denen ein geringer Montageaufwand auch bei Modulen gegeben ist, bei denen die Kontakte verschiedener Zellanordnungen nicht benachbart zueinander aus dem PV-Modul herausgeführt sind, ohne dass die Anschlussanordnung einen negativen Einfluss auf mechanische Eigenschaften des PV- Moduls hat.

Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussanordnung bzw. ein PV-Modul mit einer solchen Anschlussanordnung mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Anschlussanordnung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Kontaktdosen mindestens ein Verbindungselement angeordnet ist, das gelenkig mit zumindest einer der Kontaktdosen verbunden ist. Durch das mindestens eine Verbindungselement, durch das die Kontaktdosen miteinander verbunden sind, wird eine zusammenhängende Anschlusseinheit bilden, die in einem Arbeitsgang auf die Rückseite des PV-Moduls aufmontiert werden kann. Die aufwändigere Handhabung von andernfalls separaten Kontaktdosen entfällt, wodurch die Montage der Anschlussanordnung auf dem PV-Modul und damit die Herstellung des PV- Moduls beschleunigt wird. Dadurch, dass die Verbindung gelenkig ist, ist die Anschlusseinheit nicht starr und beeinflusst mechanische Eigenschaften des PV-Moduls, insbesondere seine Nachgiebigkeit, nicht negativ. Das PV-Modul behält seine Flexibilität, durch die es beständiger gegenüber Wind- und Schneelasten ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anschlussanordnung drei Kontaktdosen, die durch mindestens zwei Verbindungselemente entlang einer geraden Linie miteinander verbunden sind. Dabei ist bevorzugt an den beiden äußeren der Kontaktdosen jeweils ein Anschlusskabel angeschlossen, so dass diese als Anschlussdosen für das PV-Modul dienen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlussanordnung weist die mittlere der Kontaktdosen drei Bypass-Dioden auf. Für PV-Module, die drei in Serie geschaltete Zellanordnungen umfasst und die üblicherweise mit drei Bypass-Dioden versehen sind, werden entsprechend alle Bypass-Dioden in der mittleren Kontaktdose positioniert. Dieses führt vorteilhaft zu einer Vereinfachung der Herstellung der Anschlussanordnung, da nur eine der drei Anschlussdosen mit den Dioden bestückt werden muss. Das Bestücken der Anschlussdosen stellt einen zusätzlichen Herstellungsschritt dar, auf den entsprechend bei zwei von drei Kontaktdosen verzichtet werden kann. Um eine eventuell bei dieser Positionierung der Bypass-Dioden benötigte elektrische Verbindung zwischen jeweils einer der äußeren und der mittleren Kontaktdose herzustellen, kann jeweils ein Verbindungskabel zwischen den äußeren und der mittleren Kontaktdose durch die Verbindungselemente verlaufen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlussanordnung sind zwischen zwei der Kontaktdosen zwei Verbindungselemente und ein Zwischenelement angeordnet. Der Abstand von zwei Kontaktdosen kann so für eine Verwendung mit größeren PV-Modulen vergrößert werden, ohne dass die Zwischenelemente in unterschiedlichen Längen hergestellt und vorgehalten werden müssen. Das mindestens eine Verbindungselement kann dabei z.B. haubenartig ausgebildet sein.

Bevorzugt kann an dem Verbindungselement oder dem Zwischenelement eine Aufnahme für einen Stecker des PV-Moduls ausgebildet sein. Der Stecker und das damit verbundene Anschlusskabel sind so während des Transports und bei der Endmontage des PV-Moduls am Betriebsort gut geschützt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlussanordnung sind die Kontaktdosen und das mindestens eine Verbindungselement miteinander ver- rastbar, wobei die gelenkige Verbindung durch die Verrastung gebildet ist. Die Anschlussanordnung kann so einfach aufgebaut sein, z.B. können die Kontaktdosen und die Verbindungselemente als Kunststoff-Spritzgussteile gefertigt werden, wobei die Verrastung integral mit angeformt wird. Die Anschlussanordnung kann durch die miteinander verrstenden Teile zudem schnell und leicht automatisierbar zusammengesetzt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung lässt die gelenkige Verbindung eine Verschiebbarkeit in Längsrichtung der Anschlussanordnung zu. Durch Spiel in Längsrichtung zwischen den miteinander gelenkig verbundenen Kontaktdosen und Verbindungselementen kann die Anschlussanordnung einer Durchbiegung des PV-Moduls folgen, ohne dass Zug- oder Druckkräfte in Längsrichtung von den Verbindungselementen auf die Kontaktdosen ausgeübt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlussanordnung weisen die Kontaktdosen jeweils ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil auf, wobei im Gehäuseunterteil jeweils mindestens eine Öffnung zur Durchführung der Anschlusskontakte des PV-Moduls ausgebildet ist.

Bevorzugt ist um die mindestens eine Öffnung eine um laufende Auflagefläche ausgebildet ist, mit der die Kontaktdosen auf die Rückseite des PV-Moduls montierbar, insbesondere aufklebbar sind. In den Kontaktdosen ist jeweils ein Kontaktträger zur Verbindung mit den Anschlusskontakten des PV-Moduls und/oder Bypass-Dioden angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Anschlussanordnung ein Zusatzmodul auf, das einen Sensor zu Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Position, Spannung und/oder Strom, mindestens einen Energiespeicher und/oder mindestens eine Kommunikationseinheit umfasst. Das Zusatzmodul stellt eine für den Betrieb des PV-Moduls oder im Zusammenhang mit seiner Wartung und/oder Inbetriebnahme hilfreiche zusätzliche Funktionalität bereit. Das Zusatzmodul kann vorteilhaft in dem mindestens einen Verbindungselement bzw. Zwischenelement angeordnet sein. Der durch die Art der Zellanordnungen konstruktiv sowieso vorhandene Bereich zwischen den Kontaktdosen, in dem sich das mindestens eine Verbindungselement und ggf. Zwischenelement(e) erstrecken, kann dadurch sinnvoll genutzt werden, um die zusätzliche Funktionalität bereitzustellen.

Ein erfindungsgemäßes PV-Modul zeichnet sich dadurch aus, dass an seiner Rückseite eine derartige Anschlussanordnung montiert, insbesondere aufgeklebt, ist. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Anschlussanordnung beschriebenen Vorteile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das PV-Modul eine rechteckige Grundfläche und mindestens zwei Zellanordnungen auf, die extern an Anschlusskontakten kontaktierbar sind, die in den Zellanordnungen zugeordneten Gruppen von jeweils zwei Anschlusskontakten entlang einer Mittellinie an der Rückseite des PV-Modul angeordnet sind. Bevorzugt weist das PV-Modul drei Zellanordnungen auf, wobei die Anschlussanordnung drei Kontaktdosen aufweist, die durch mindestens zwei Verbindungselemente entlang der Mittellinie miteinander verbunden sind, wobei an den beiden äußeren der Kontaktdosen jeweils ein Anschlusskabel angeschlossen ist und wobei die mittlere der Kontaktdosen drei Bypass-Dioden aufnimmt. Diese Konfiguration führt vorteilhaft zu einer Vereinfachung der Herstellung der Anschlussanordnung, da nur eine der drei Anschlussdosen mit den Dioden bestückt werden muss. Das Bestücken der Anschlussdosen stellt einen zusätzlichen Herstellungsschritt dar, auf den entsprechend bei zwei von drei Kontaktdosen verzichtet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Figur 1a eine isometrische Darstellung eines PV-Moduls mit Blick auf seine Rückseite;

Figur 1 b eine Detailansicht des PV-Moduls der Figur 1a im Bereich einer Anschlussanordnung;

Figur 2 drei Seitenansichten der Anschlussanordnung gemäß den Figuren 1a, 1 b separat in verschiedenen Biegezuständen;

Figur 3a eine Seitenansicht von Teilen der Anschlussanordnung der vorhergehenden Figuren;

Figur 3b eine Draufsicht auf die Teile der Anschlussanordnung gemäß Fig. 3a;

Figur 4 eine Draufsicht auf eine der Kontaktdosen der Anschlussanordnung gemäß Fig. 3a;

Figur 5 eine Draufsicht auf eine weitere der Kontaktdosen der Anschlussanordnung gemäß Fig. 3a; und

Figur 6 eine räumliche Ansicht einer Kontakteinheit der Kontaktdose der Figur 5. In Figur 1 a ist ein PV-Modul 1 in einer räumlichen Darstellung wiedergegeben. Das PV-Modul 1 weist einen Rahmen 2 auf sowie die eigentliche Modulstruktur, von der in der Darstellung der Figur 1 a nur eine Rückseite 3 zu erkennen ist.

Bei dem PV-Modul 1 umfasst die Modulstruktur eine oder mehrere Zellanordnungen - hier konkret drei - die jeweils eine Mehrzahl von hier nicht einzeln erkennbaren PV-Zellen aufweisen, die jeweils in Form von zwei Strings angeordnet sind. Die Rückseite 3 des PV-Moduls 1 ist mit einer isolierenden Schicht abgedeckt, wobei diese isolierende Schicht an ausgewählten Stellen unterbrochen ist, um den Austritt von Anschlusskontakten der Zellanordnungen zu ermöglichen.

Aufgrund der Modulstruktur sind bei dem PV-Modul 1 der Figur 1 a die Anschlusskontakte in Gruppen von jeweils zwei Kontakten pro Zellanordnung entlang einer Mittellinie des PV-Moduls 1 angeordnet. Die Mittellinie des PV- Moduls 1 verläuft gerade und parallel zu seinen (kürzeren) Querseiten und mittig im Hinblick auf die (längeren) Längsseiten des PV-Moduls 1 , dessen Grundfläche rechteckig ist.

Entlang der genannten Mittellinie ist eine Anschlussanordnung 10 vorhanden, die in der Figur 1 b vergrößert separat wiedergegeben ist. Die Anschlussanordnung 10 umfasst hier drei Kontaktdosen, zwei äußere Kontaktdosen 11 und eine mittlere Kontaktdose 12. Die Kontaktdosen 11 , 12 sind jeweils in den Bereichen positioniert, an denen die Kontakte der Zellanordnung an der Rückseite 3 des PV-Moduls 1 hervorstehen.

Die äußeren beiden Kontaktdosen 11 sind identisch ausgebildet, wobei nach außen jeweils ein Anschlusskabel 14 mit einem Anschlussstecker 141 austritt. Diese äußeren Kontaktdosen 11 werden nachfolgend daher auch als Anschlussdosen 11 bezeichnet.

Innerhalb der Anschlussanordnung 10 wird jeweils eine Bypass-Diode parallel zu jeder Zellanordnung geschaltet. Vorliegend sind somit drei Bypass-Dioden vorhanden. Bei dem dargestellten Beispiel sind alle vorhandenen Bypass- Dioden in der mittleren Kontaktdose 12 positioniert. Diese mittlere Kontaktdose 12 wird nachfolgend daher auch als Diodendose 12 bezeichnet.

In dem dargestellten Beispiel weisen die Kontaktdosen 11 , 12 jeweils ein zweiteiliges Gehäuse auf, das jeweils ein Gehäuseunterteil 111 bzw. 121 und ein Gehäuseoberteil 112 bzw. 113 umfasst. In den Gehäuseunterteilen 111 , 121 sind Öffnungen zur Durchführung der Anschlusskontakte des PV-Moduls 1 ausgebildet. Weiter weisen die Gehäuseunterteile 111 , 121 jeweils einen breiten Auflagerand auf, mit dem sie auf die Rückseite 3 des PV-Moduls 1 aufgeklebt werden. Die Anschlusskontakte des PV-Moduls 1 ragen in einen zwischen Gehäuseunterteil 111 , 121 und Gehäuseoberteil 121 , 122 gebildeten Hohlraum hinein und werden dort mit einem Kontaktträger 113, 123 (vgl. Figuren 3a, 4 und 5) verbunden, der z.B. in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuseunterteils gehalten wird. Die Anschlusskabel 14 können bevorzugt bereits zuvor an den Kontaktträger angeschlossen sein oder werden danach montiert. Abschließend wird das entsprechende Gehäuseoberteil 121 aufmontiert. Wenn am Kontaktträger ein selbst-etablierender Kontakt, z.B. ein sogenannter „Snap- In“ oder „Push-In“ Kontakt für das Anschlusskabel 14 vorhanden ist, kann auch vorgesehen sein, erst das Gehäuseoberteil 121 aufzumontieren und das Anschlusskabel 14 dann durch eine Öffnung von außen einzuführen.

Die Kontaktdosen 11 , 12 sind in Verbindungsabschnitten 13 über Verbindungselemente 131 und bei dem gezeigten Beispiel zusätzlich Zwischenelemente 132 miteinander verbunden und bilden so eine Anschlusseinheit, die sich über annähernd die gesamte Ausdehnung des PV-Moduls 1 in seiner Querrichtung erstreckt. Dadurch, dass die Kontaktdosen 11 , 12 in den Verbindungsabschnitten 13 über die Verbindungselemente 131 und ggf. die Zwischenelemente 132 miteinander verbunden sind und so eine zusammenhängende Anschlusseinheit bilden, die in einem Arbeitsgang auf die Rückseite 3 des PV-Moduls 1 aufmontiert werden kann. Die aufwändigere Handhabung von andernfalls drei einzelnen Kontaktdosen 11 , 12 entfällt, wodurch die Montage der Anschlussanordnung 10 auf dem PV-Modul 1 und damit die Herstellung des PV-Moduls 1 beschleunigt wird.

Die Verbindungselemente 131 und/oder die Zwischenelemente 132 können vergleichbar wie die Kontaktdosen 11 , 12 jeweils zweiteilig mit einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil aufgebaut sein. Dabei kann das Gehäuseunterteil auch eine Auflagefläche aufweisen, mit der es auf die Rückseite 3 des PV-Moduls 1 aufgeklebt wird.

Im vorliegenden Fall sind die Verbindungselemente 131 und/oder die Zwischenelemente 132 jeweils nur einteilig in Art einer Haube ausgestaltet. Sie verbinden die Kontaktdosen 11 , 12 miteinander und bilden einen Kanal zwischen ihnen, ohne selbst direkt auf dem PV-Modul 1 montiert zu sein. Bei kleineren PV-Modulen 1 kann auch vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt 13 zwischen zwei benachbarten Kontaktdosen 11 , 12 nur ein einzelnes Verbindungselement 131 oder zwei Verbindungselemente 131 ohne das Zwischenelement 132 umfasst.

Details zum Aufbau der Anschlusseinheit werden weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 3a, b und 4-6 erläutert.

Figur 2 zeigt zunächst Seitenansichten der Anschlusseinheit. Die mittlere Abbildung gibt die Anschlusseinheit in einer geraden Anordnung wieder - so, wie sie auf einem nicht mechanischen belasteten PV-Modul 1 vorliegt. Die untere und die obere Abbildung zeigen die Biegbarkeit der Anschlusseinheit in einer Richtung senkrecht zu der Fläche, auf der die Anschlussanordnung montiert ist. Derartige Biegungen kommen im Betrieb des PV-Moduls 1 z.B. durch Windoder Schneelasten vor. Durch die Biegbarkeit der Anschlusseinheit werden mechanische Eigenschaften, insbesondere die Nachgiebigkeit des PV-Moduls 1 , nicht negativ beeinflusst. Eine zu große lokale Versteifung des PV-Moduls 1 , die zu stärkeren Verwindungen an anderen Stellen des Moduls führen könnte, wird verhindert.

Die Biegbarkeit der Anschlusseinheit wird durch gelenkige Verbindungen zwischen zumindest den Kontaktdosen 11 , 12 und den Verbindungselementen 131 bzw. zusätzlich zwischen den Verbindungselementen 131 und den Zwischenelementen 132 erzielt. Die gelenkige Verbindung kann z.B. dadurch umgesetzt sein, dass die Verbindungselemente 131 und die Gehäuseoberteile 112, 122 der Kontaktdosen 11 , 12 miteinander verrstende Strukturen aufweisen, die nach dem Verrosten ein Verschwenken um einige Grad zulassen. Solche verrostende Strukturen sind z.B. mit den Rastlaschen 114, 124 in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Auch eine leichte Verschiebbarkeit in Längsrichtung der Anschlusseinheit ist bei den gelenkigen Verbindungen vorgesehen, damit einer Durchbiegung des PV-Moduls 1 gefolgt werden kann, ohne dass Zug- oder Druckkräfte in Längsrichtung von den Verbindungselementen 131 auf die Kontaktdosen 11 , 12 ausgeübt werden.

Weiter ist in den Seitenansichten der Figur 2 gut zu erkennen, dass in den Zwischenelementen 132 jeweils eine Vertiefung 133 ausgebildet ist. Die Vertiefungen dienen als Aufnahme für die Stecker 141 des Anschlusskabels 14. Die Stecker 141 können in die Vertiefungen 133 eingeclipst werden, wodurch die Stecker 141 und die Anschlusskabel 14 während des Transports und bei der Endmontage des PV-Moduls 1 am Betriebsort gut geschützt sind.

Figur 3a zeigt eine Draufsicht auf die Anschlussanordnung 10, wobei die Gehäuseoberteile 112, 122 ebenso wie die Verbindungselemente 131 und die Zwischenelemente 132 entfernt sind. Auch die Anschlusskabel 14 sind nicht dargestellt. Figur 3b stellt die Anschlussanordnung 10 in gleicher Weise in einer Seitenansicht dar.

In Figur 3a ist zu erkennen, dass zwischen den Anschlussdosen 11 und der mittleren Diodendose 12 Verbindungskabel 15 verlaufen, die bei vollständiger Montage der Anschlussanordnung in dem von den Verbindungselementen 131 bzw. den Zwischenelementen 132 gebildeten Kanal positioniert sind und durch diesen geschützt werden. Weiter sind in der Figur 3a die bereits angesprochenen Kontaktträger 113, 123 zum Verbinden mit den Anschlusskontakten des PV-Moduls 1 erkennbar.

Die Figuren 4 und 5 zeigen die Gehäuseunterteile 111 bzw. 121 der Anschlussdose 11 bzw. der Diodendose 12 in ähnlicher Weise wie Figur 3a vergrößert, jedoch ohne die Verbindungskabel 15. In den Figuren sind die zuvor bereits genannten Rastlaschen 114, 124 der Kontaktdosen 11 , 12 sichtbar. Das Kontaktelement 123 der Diodendose 12 ist in Figur 6 in einer räumlichen Darstellung nochmals separat und vergrößert wiedergegeben.

Die Kontaktelemente 113, 123 können bevorzugt, wie beispielsweise in Figur 6 für das Kontaktelement 123 der Diodendose 12 dargestellt ist, mithilfe eines Stanzgitters 16 hergestellt sein. Auf dieses Stanzgitter 16 sind bei dem Kontaktelement 123 die Bypass-Dioden 17 montiert, zum Beispiel punktgeschweißt oder aufgelötet.

Als Besonderheit sind bei der hier gezeigten Anschlussanordnung 10 alle drei Bypass-Dioden 17 (für ein PV-Modul 1 , das drei in Serie geschalteten Zellanordnungen aufweist) in der einen Diodendose 12 angeordnet, wodurch die Anschlussdosen 11 keine Bypass-Diode aufweisen und entsprechend die von ihnen aufgenommenen Kontaktelemente 113 besonders einfach aufgebaut sein können. Bei der Herstellung der Anschlussdosen 11 kann auf den zusätzlichen Schritt der Montage einer Bypass-Diode verzichtet werden. Üblicherweise sind die Zellanordnungen bereits durch interne Verbindungsleitungen innerhalb des PV-Moduls 1 miteinander elektrisch reihenverschaltet. Um die Bypass-Dioden 17, die den äußeren Zellanordnungen zugeordnet sind, in der mittleren Diodendose 12 anzuordnen, wird der nicht innerhalb des PV- Moduls in die mittlere Diodendose 12 geführte Kontakt der entsprechenden Zellanordnung über das Verbindungskabel 15 von der jeweiligen äußeren Kontaktdosen 11 der mittleren Diodendose 12 zugeführt. Bei PV-Modulen, die nicht über eine interne Verbindung der Zellanordnungen verfügen, wird das Verbindungskabel 15 entsprechend zweiadrig ausgeführt.

Die beiden Anschlussdosen 11 sind vorteilhaft identisch aufgebaut, so dass die Anzahl der verschiedenen Einzelteile der Anschlussanordnung 10 möglichst gering gehalten werden kann. Ebenso sind alle vier eingesetzten Verbindungselemente 131 bevorzugt identisch aufgebaut. Dieses wird z.B. dadurch möglich, dass die gelenkigen Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten alle gleich gestaltet sind und die Verbindungselemente 131 mit jeder Seite wahlweise mit den Anschlussdosen 11 , der Diodendose 12 und/oder dem Zwischenelement 132 koppeln kann.

In einer Weiterbildung der Anschlussanordnung 10 kann vorgesehen sein, in einem der verfügbaren Hohlräume, z.B. im Verbindungsbereich 13 oder auch in einer oder beiden Anschlussdosen 11 oder in der Diodendose 12 ein Zusatzmodul anzuordnen, das eine zusätzliche, für den Betrieb des PV-Moduls 1 oder im Zusammenhang mit seiner Wartung und/oder Inbetriebnahme hilfreiche zusätzliche Funktionalität bereitstellt.

Beispielsweise kann ein solches Zusatzmodul Sensoren zur Erfassung von Betriebs- oder Umgebungsinformationen umfassen. Betriebsinformationen können Temperaturen, Spannungen und/oder Ströme sein. Umgebungsinformationen können beispielsweise Temperaturen, Feuchtigkeitswerte, Beschleunigungen und/oder eine geographische Position umfassen.

Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, einen Energiespeicher in dem Zusatzmodul anzuordnen, der eine zumindest eingeschränkte Funktionalität der genannten Sensoren auch dann erlaubt, wenn das PV-Modul 1 keine Solarenergie bereitstellt. Sensoren, die Umgebungsinformationen überwachen, wie beispielsweise ein Temperatursensor, können genutzt werden, um das PV-Modul 1 beim Auftreten von Betriebsbedingungen, die außerhalb eines möglichen und gegebenenfalls vorher eingestellten Bereichs liegen, abzuschalten. In diesem Zusammenhang können im Zusatzmodul Halbleiterschalter, zum Beispiel ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder ein Mostet (Metaloxide Field Effect Transistor) angeordnet sein, über die eine Abschaltung des PV-Moduls 1 erfolgt. Auf diese Weise können z.B. normgerechte Abschaltungseinrichtungen, z.B. zur automatische Sicherheitsabschaltung bei Feuer, umgesetzt sein.

Ein Halbleiterschalter zum Unterbrechen des Stroms oder zum Spannungsfreischalten des PV-Moduls 1 kann auch genutzt werden, um ggf. zusätzlich auf andere Ereignisse zu reagieren. Dazu kann im Zusatzmodul ein Empfangsmodul angeordnet sein, dass beim Empfang eines entsprechenden Signals das PV-Modul 1 entsprechend abtrennt oder freigibt. Der Empfang eines steuernden Abschalt- oder Freigabesignals kann drahtlos erfolgen oder es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, ein über die Anschlusskabel 14 übertragenes und auf die Gleichspannung des PV-Moduls 1 aufmoduliertes Hochfrequenzsignal zu empfangen, das entsprechend in einer Einheit des Zusatzmoduls 16a, b dekodiert wird und das Schaltsignal zum Abschalten beziehungsweise Freigeben des PV-Moduls 1 für den Halbleiterschalter bereitstellt.

In dem Zusatzmodul angeordnete Sensoren können auch genutzt werden, um Umgebungsparameter vor einer Inbetriebnahme des PV-Moduls 1 zu erfassen, die bevorzugt in einen nicht flüchtigen Speicher, zum Beispiel einem Solid State-Speicher abgelegt werden. In dem Fall ist eine Stromversorgung durch einen Energiespeicher des Zusatzmoduls besonders vorteilhaft, da je nach Lagerund Verpackungsbedingungen des PV-Moduls 1 vor seiner Inbetriebnahme eine Versorgung durch das PV-Modul 1 selbst nicht sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang interessierende Umgebungsparameter können eine Temperatur, ein Feuchtigkeitswert und/oder eine erfahrene Beschleunigung sein, die Rückschlüsse auf sachgerechte oder eben nicht sachgerechte Lagerung und Transport ermöglichen. Insbesondere können sowohl Diskrepanzen zwischen einer erwarteten und einer im Betrieb tatsächlich gelieferten Leistung des PV- Moduls 1 auf eventuell unsachgemäße Behandlung bei Lagerung oder Transport oder auch Montage zurückgeführt werden.

Sensoren des Zusatzmoduls können auch der Messung von Strom und/oder Spannung des PV-Moduls 1 bzw. seiner Untereinheiten, der Zellanordnungen, dienen. Auf diese Weise kann in Betrieb eine Leistungsmessung erfolgen, die Rückschlüsse über eine korrekte Montage, einen Defekt des PV-Moduls 1 , vorliegende Verschattungen und/oder Verschmutzungen ermöglicht. Bei einer Sensorik, die auf Ebene der einzelnen Zellanordnungen arbeitet, kann zudem die korrekte Funktion der Bypass-Dioden 17 erfolgen.

Das Zusatzmodul kann mit einer Sendevorrichtung ausgestattet sein, die eine Weitergabe von Warn- oder Alarmmeldungen und/oder der durch die Sensoren erfassten Messwerte ermöglicht. Hier ist, ebenso wie zuvor für den Empfang der Abschalt- bzw. Freigabesignale beschrieben, eine drahtlose Verbindung ebenso geeignet wie eine auf die Gleichstromleitungen des PV-Moduls 1 aufmodulierte Datenübertragung (Powerline Data Transmission).

Das Zusatzmodul kann auch mit einer Auswerteeinheit für die gemessenen Sensordaten versehen sein, die vor Ort lokal im PV-Modul 1 eine Auswertung der Sensorergebnisse erlaubt. Auf diese Weise können sich andeutende Defekte oder alterungsbedingte Probleme von Komponenten vorhergesagt werden und ein Service bereits vor einem tatsächlich erfolgten Defekt angefordert werden (predictive maintenance). Dabei können lernfähige Auswertetechniken, z.B. aus dem Bereich der Kl (künstlichen Intelligenz) genutzt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung kann das Zusatzmodul Mittel für eine Nahfeld- Kommunikation umfassen. Diese können beispielsweise in Form eines RFID- Tag in dem Zusatzmodul angeordnet sein. Es können so Informationen wie z.B. eine Seriennummer hinterlegt werden, die dann bei Herstellung, Lagerung, Transport, Montage und/oder Inbetriebnahme sowie zu Servicezwecken durch ein entsprechendes Lesegerät einfach ausgelesen werden können, sodass der Lebenszyklus des PV-Moduls 1 einfach protokolliert werden kann.

Ein Zusatzmodul, das sowohl die internen eingespeicherte und auslesbare Seriennummer, als auch eine Abschaltmöglichkeit in Form eines Halbleiterschalters für das PV-Modul 1 aufweist, kann im Rahmen einer digital unterstützten Inbetriebnahme eingesetzt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass Module nur dann durch eine externe Steuereinrichtung freigeschaltet werden, wenn sie in einem vorgesehenen Verbund montiert und betrieben werden. Auf diese Weise wird ein effektiver Diebstahlschutz für einzelne Module erzielt. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch externe Elemente, zum Beispiel sogenannte PV-Sammelanschlussboxen, mit in das überwachte System integriert sind. In PV-Sammelanschlussboxen laufen die Anschlusskabel 14 einzelner oder se- rienverschalteter PV-Module 1 zusammen. Im Betrieb erfolgt eine Freischaltung der PV-Module 1 nur dann, wenn der Verbund in Kombination mit der vorgesehenen vorgeschalteten externen Komponente, zum Beispiel der genannten PV- Sammelanschlussbox oder einem vorgesehenen vorgeschalteten Wechselrichter, gekoppelt ist.

Im Rahmen der „predictive maintenance“ können auch Betriebssituationen er- mittelt werden, die die Notwendigkeit eines Serviceeinsatzes andeuten. Insbesondere wenn in dem System eine übergeordnete Messstelle für Spannung und/oder Strom einer Anordnung mehrerer PV-Module 1 vorhanden ist, kann eine Diskrepanz zwischen den Messungen an jedem einzelnen PV-Modul 1 und zum Beispiel einem daraus gebildeten String erfolgen. Ermittelte Abwei- chungen deuten zum Beispiel auf Spannungsverluste an Verbindungssteckern hin, die vor Ort zu überprüfen sind, um eine Brandgefahr zu mindern. Abweichungen der Module untereinander können auf die Notwendigkeit einer Reinigung der Oberfläche der Module hinweisen.

Bezugszeichen

1 Photovoltaik-Modul (PV-Modul)

2 Rahmen

3 Rückseite

10 Anschlussanordnung

11 Kontaktdose (Anschlussdose)

111 Unterteil

112 Deckel

113 Kontaktbereich

114 Rastlasche

12 Kontaktdose (Diodendose)

121 Unterteil

122 Deckel

123 Kontaktbereich

124 Rastlasche

12 Deckel

13 Verbindungsbereich

131 Verbindungselement

132 Zwischenelement

133 Vertiefung

14 Anschlusskabel

141 Stecker

15 Verbindungskabel

16 Kontakteinheit (Stanzgitter)

17 Bypass-Diode