DE10055617A1 - Photovoltaische Isolierglasscheibe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolierglasscheibe, welche zum Einbau in Fassadenverglasungen, Fenstern, Wintergärten, Glashäusern oder ähnlichem vorgesehen ist, und mit der auf photovoltaischem Weg Strom erzeugt werden kann. Derartige photovoltaische Isolierglasscheiben weisen mindestens eine Vorderscheibe und eine von dieser beabstandete Hinterscheibe auf. Durch einen zwischen den Scheiben, an deren äußeren Rändern etwas nach innen versetzt, umlaufend angeordnete Abstandshalter wird ein abgeschlossener Scheibenzwischenraum gebildet, in welchem die Solarzellen angeordnet sind. Außen- und Innenscheibe sind dabei mit einer dauerelastischen Dichtmasse mit dem Abstandshalter verklebt. Ein Problem besteht bei den bekannten Lösungen insbesondere im Herausführen der Anschlußkabel. Bei der erfindungsgemäßen photovoltaischen Isolierglasscheibe ist der umlaufende Abstandshalter auf einigen Zentimentern unterbrochen. In dieser Unterbrechung ist ein dem Querschnitt des Abstandshalters angepaßtes Anschlußelement angeordnet, in welchem die Anschlußkabel zugentlastet verlegt sowie eine Bypass-Diode untergebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolierglasscheibe, welche zum Einbau in Fassadenverglasungen, Fenstern, Wintergärten, Glas­ häusern oder ähnlichem vorgesehen ist, und mit der auf photo­ voltaischem Weg Strom erzeugt werden kann.

Derartige photovoltaische Isolierglasscheiben weisen minde­ stens eine Vorderscheibe und eine von dieser beabstandete Hinterscheibe auf. Durch einen zwischen den Scheiben, an de­ ren äußeren Rändern etwas nach innen versetzt, umlaufend an­ geordneten Abstandhalter wird ein abgeschlossener Scheiben­ zwischenraum gebildet, in welchem die Solarzellen angeordnet sind. Außen- und Innenscheibe sind dabei mit einer dauerela­ stischen Dichtmasse mit dem Abstandhalter verklebt. Der durch das etwas nach innen versetzte Anordnen des Abstandhalters gebildete Raum wird mit dauerelastischer Dichtmasse verfüllt. Bei dem Abstandhalter handelt es sich üblicherweise um ein Hohlprofil aus Aluminium. Die Solarzellen sind vorzugsweise in transparentem Gießharz, transparenter Verbundfolie oder dergleichen eingebettet an einer der Scheiben befestigt und untereinander mittels Flachleiter elektrisch verschaltet. Von den Anschlußfahnen des Solarzellenverbundes führen Anschluß­ kabel nach außen, wo sie mit den Anschlußkabel anderer photo­ voltaischer Isolierglasscheiben verschaltet werden können. Das Herausführen der Anschlußkabel aus dem Scheibeninnenraum kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es aus der EP 1 006 593 A1 bekannt, an der Innenplatte einen mit den So­ larzellen verschalteten Steckverbinder anzuordnen. Bei dieser Lösung muß jedoch in die Innenplatte eine entsprechende Öff­ nung eingebracht werden, was insbesondere bei Innenplatten aus Glas aufwendig ist. In der DE 296 05 510 ist ein gat­ tungsgemäßes plattenförmiges Solarmodul beschrieben, bei dem die mit den Solarzellen elektrisch verschalteten Anschlußka­ bel in eine außerhalb des Plattenaufbaus, auf dessen Rand angeordnete Isolierhülse geführt werden. Die Isolierhülse ist an ihren Enden als Buchse bzw. als Stecker ausgebildet und kann so mit benachbarten Solarmodulen verschaltet werden. Au­ ßerdem nimmt die Isolierhülse eine zu den Anschlußkabeln par­ allel geschaltete Bypass-Diode auf.

Bei beiden beschriebenen Lösungen besteht jedoch die Gefahr, daß unter den auf Baustellen herrschenden Bedingungen die aus dem Scheibenverbund herausragenden Anschlußelemente beschä­ digt werden können. Die an einer Außenkante angebrachten An­ schlußelemente sind beim Einsetzen in vorhandene Rahmenkon­ struktionen oft störend bzw. verhindern den Einsatz auf Grund der Platzverhältnisse gänzlich.

Im Gegensatz zu den Lösungen mit starr außen angeordneten An­ schlußelementen ist es üblich, die Anschlußkabel als normale flexible Kabel mittels Isolierhülsen durch den Abstandhalter herauszuführen. Die flexiblen Anschlußkabel können unproble­ matisch in den Räumen zwischen photovoltaischer Isolierglas­ scheibe und den sie aufnehmenden Rahmen verlegt werden. Pro­ blematisch ist bei diesen Konstruktionen jedoch die mecha­ nisch feste, zugentlastete und isolierte Befestigung der An­ schlußkabel, die Abdichtung an der Durchführungsstelle sowie die Unterbringung der Bypass-Diode.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine photovoltaische Iso­ lierglasscheibe ohne außerhalb des Scheibenverbundes angeord­ nete Anschlußbauteile zu schaffen, bei der die flexiblen An­ schlußkabel sicher zugentlastet und vom Abstandhalter elek­ trisch isoliert nach außen geführt werden können sowie ein unproblematisches Abdichten im Bereich der Kabeldurchführung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine photovoltaische Isolierglas­ scheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß das gesamte Anschlußelement einschließlich Bypass-Diode in den umlaufenden Abstandhalter integriert werden kann, so daß we­ der im Scheibeninnenraum angeordnete, noch aus dem Scheiben­ verbund herausragende starre Bauteile vorhanden sind. Durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 und 3 ist im An­ schlußelement ein versenktes Verlegen der Anschlußkabel mög­ lich. Das Anordnen der Bypass-Diode gemäß Patentanspruch 4 ermöglicht bei deren Defekt ein einfaches Auswechseln, ohne daß ein großer Demontageaufwand erforderlich ist. Das Ausbil­ den von Anschlagflächen gemäß Patentanspruch 5 dient dem de­ finierten Einstecken des Anschlußelements in den Abstandhal­ ter und gewährleistet somit unter anderem ein sicheres Hand­ haben des Abstandhalters im Fertigungsprozeß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Anschlußelement in der Draufsicht

Fig. 2 ein Anschlußelement in der Seitenansicht im Schnitt

Fig. 3 ein Anschlußelement wie in Fig. 2 aber bestückt

Fig. 4 den Randaufbau einer photovoltaischen Isolierglas­ scheibe im Bereich der Anschlußstelle

Bei der erfindungsgemäßen photovoltaischen Isolierglasscheibe ist der die nicht dargestellte Außenscheibe und Innenscheibe beabstandet verbindende Abstandhalter 1 auf einer Länge von mehreren Zentimetern unterbrochen. An dieser Stelle ist ein vorzugsweise aus Isolierstoff bestehendes Anschlußelement 2 angeordnet, welches in seiner Außenkontur im wesentlichen dem Querschnitt des Abstandhalters 1 angepaßt ist. Mit seinen seitlichen Enden steckt das Anschlußelement 2 in dem aus einem Hohlprofil gebildeten Abstandhalter 1. Dazu ist das An­ schlußelement 2 an seinen Enden der Einstecktiefe entspre­ chend dem Innenquerschnitt des Abstandhalters 1 angepaßt. Ein definiertes Einstecken wird durch die ausgebildeten Anschlag­ flächen 10 gewährleistet.

Die Anschlußfahnen 12 der nicht dargestellten Solarzellen en­ den im Scheibenzwischenraum in der Nähe des Anschlußelements 2. Dort sind sie mit den unisolierten Enden der Anschlußkabel 5 verlötet. Die unisolierten Enden der Anschlußkabel 5 werden durch Kabeldurchführungen 11 aus dem Scheibenzwischenraum in das Anschlußelement 2 geführt. In diesem Bereich ist eine Aussparung 7 ausgebildet, in welcher die Bypass-Diode 8 un­ tergebracht ist und deren Anschlußdrähte mit den Anschlußka­ beln 5 verlötet sind. Die Anschlußkabel 5 sind durch die Ka­ beldurchführungen 4 wieder nach innen und durch die Kabel­ durchführungen 3 wieder nach außen verlegt. Durch diese Um­ schlingende Verlegeweise wird eine sichere Zugentlastung ge­ währleistet. Die sacknutförmigen Aussparungen 6 und 9 ermög­ lichen vorteilhaft ein im Anschlußelement 2 versenktes Verle­ gen der Anschlußkabel 5.

Der Abstandhalter 1, mit integriertem Anschlußelement 2 wird nun mit dauerelastischem Klebstoff mit der Außenscheibe und Innenscheibe verklebt. In vorteilhafter Weise ist der umlau­ fende Abstandhalter 1 so dimensioniert, daß er geringfügig zum Scheibenzwischenraum hin versetzt angeordnet ist. So kann der dadurch entstehende umlaufende Raum vorteilhaft mit daue­ relastischer Dichtmasse ausgefüllt werden.

Zum Austausch einer defekten, parallel zu den Anschlußkabeln 5 geschalteten Bypass-Diode 8 braucht die Dichtmasse nur im Bereich der Aussparung 7 entfernt zu werden. Ein einfaches Wiederverfüllen mit Dichtmasse gewährleistet die weitere Dichtheit der photovoltaischen Isolierglasscheibe.

Bezugszeichenliste

1

Abstandhalter

2

Anschlußelement

3

Kabeldurchführungen

4

Kabeldurchführungen

5

Anschlußkabel

6

Aussparungen

7

Aussparung

8

Bypass-Diode

9

Aussparungen

10

Anschlagflächen

11

Kabeldurchführungen

12

Anschlußfahnen

Claims (5)

1. Photovoltaische Isolierglasscheibe bestehend aus minde­ stens einer dem einfallenden Licht zugewandten Außenschei­ be und einer von dieser beabstandeten, einen Scheibenzwi­ schenraum bildenden Innenscheibe, mit einem beide Scheiben dicht verbindenden Randaufbau, welcher aus einem mit den Scheiben mittels eines dauerelastischen Klebstoffs verbun­ denen, aus einem Hohlprofil gebildeten Abstandhalter be­ steht, und wobei im Scheibenzwischenraum, dem einfallenden Licht zugewandt und untereinander verschaltet Solarzellen angeordnet sind, von denen gemeinsame Anschlußkabel iso­ liert und abgedichtet aus dem Scheibenzwischenraum nach außen führen, dadurch gekennzeichnet, daß der im Randbe­ reich des Scheibenverbundes umlaufend angeordnete Abstand­ halter (1) auf einer Länge von mehreren Zentimetern unter­ brochen ist, und an dieser Stelle ein vorzugsweise aus Isolierstoff bestehendes Anschlußelement (2) angeordnet ist, welches an seinen seitlichen Enden in der Außenkontur dem Innenquerschnitt des Abstandhalters (1) angepaßt ist und mit diesen seitlichen Enden in das Hohlprofil des Ab­ standhalters (1) eingesteckt ist, und somit die beiden En­ den des Abstandhalters (1) verbindet, und daß im Abstand­ halter (1) Kabeldurchführungen (11) zum Herausführen der Anschlußkabel (5) und Kabeldurchführungen (3; 4) zum zu­ gentlasteten Verlegen der Anschlußkabel (5) ausgebildet sind.

2. Photovoltaische Isolierglasscheibe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeldurchführungen (3, 4) an der zum Scheibenzwischenraum weisenden Seite des An­ schlußelements (2) zum Zwecke des versenkten Verlegens der Anschlußkabel (5) jeweils durch eine sacknutförmige Aus­ sparung (6) verbunden sind.

3. Photovoltaische Isolierglasscheibe nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeldurchführungen (4) und (11) an der nach außen weisenden Seite des An­ schlußelements (2) zum Zwecke des versenkten Verlegens der Anschlußkabel (5) jeweils durch eine sacknutförmige Aus­ sparung (9) verbunden sind.

4. Photovoltaische Isolierglasscheibe nach einem der Patent­ ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kabeldurchführungen (4) eine Aussparung (7) zur Auf­ nahme einer Bypass-Diode (8) ausgebildet ist.

5. Photovoltaische Isolierglasscheibe nach einem der Patent­ ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das An­ schlußelement (2) Anschlagflächen (10) zum definierten Einstecken in den Abstandhalter (1) aufweist.