DE20012131U1

DE20012131U1 - Solargenerator

Info

Publication number: DE20012131U1
Application number: DE20012131U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2010-07-14

Description

Dipl.-Ing. Werner Pätz Westend 16, 86928 Hofstetten

Gebrauchsmusteranmeldung

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Solargenerator zur Erzeugung von elektrischer Energie, der im Randbereich zumindest teilweise von einem Kunststoffrahmen umgeben ist, mit einem speziell für diesen Generator ausgelegten Wechselrichter.

Solargeneratöcen, die in unterschiedlicher Bauart hergestellt werden, wie z.B. als Glas-Glas, Glas-Blech, Glas-Folie, Folie-Folie, Folie-Blech -Verbünde erzeugen bei Lichteinstrahlung Gleichstrom, der an den Anschlusskabeln abgegriffen und weitergeleitet werden kann. Für eine Reihe von Anwendungen wird allerdings Wechselstrom benötigt wie z.B. auch zur Einleitung in ein Wechselstromnetz, wie es in der überwiegenden Anzahl aller Haushalte und im öffentlichen Stromnetz zur Verfügung steht.

Bei einem großen Teil der installierten Photovoltaikanlagen wird dem zusammengeschalteten Gleichstrom der Summe der Solargeneratoren ein zentraler Wechselrichter nachgeschaltet, der den zur Verfügung stehenden Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der ins Netz eingespeist oder in einem solchen Netz verwendet werden kann. Bei der Auslegung einer solchen Anlage ist der Wechselrichter optimal an das Leistungsangebot der Gasamtanlage angepasst.

Bei Veränderung der Solaranlage, z.B. Erweiterung, ist in den meisten Fällen ein neuer Wechselrichter nötig. Bei der Installation der Solargeneratoren einer solchen Anlage besteht die Gefahr, dass bei einem Kurzschluss vor dem Wechselrichter ein Lichtbogen entsteht, der nicht verlöschen kann, da die Generatoren durch die Lichteinstrahlung fortlaufend Strom produzieren.

Weiterhin gibt es Wechselrichter, die auf das Leistungsangebot von einzelnen Generatoren ausgelegt sind. Diese, auf ein einzelnes Solarmodul bezogenen Wechselrichter sind in einem extra Gehäuse gekapselt, das mit Anschlussklemmen versehen ist, an dem die Kabel vom Solargenerator als Eingang und die, die zum

Wechselstromnetz führen, als Ausgang angeschlossen werden können. Diese Wechselrichtergehäuse müssen auf den Modulen oder in ihrer unmittelbaren Nähe befestigt werden. Der Installations- und Befestigungsaufwand ist hoch.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Solargenerator zu schaffen, der bei einfachem Aufbau leicht in eine modulare, leicht veränderbare Photovoltaik-Anlage integrierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanpruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Lösung sieht vor, daß sich an jedem einzelnen Solargenerator sich bereits ein an diesen angeschlossener und für diesen ausgelegter Wechselrichter befindet. Der einzelne Solargenerator wird somit zu einem an ein Wechselstromnetz anschließbaren Erzeugnis, das mit geringem Aufwand hergestellt und mit handelsüblichen Steckkontakten an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden kann. Eine aus derartigen Generatoren bestehende Solaranlage kann durch die Ergänzung mit Generatoren gleicher Bauart erweitert werden, ohne dass eine Systemanpassung nötig ist.

Den Kern der Erfindung bildet die Formung eines Kunststoffrahmens um den Außenrand eines Solargenerators herum in der Art, dass in den Kunststoffrahmen neben Befestigungsmöglichkeiten wie Haltelaschen oder Gewinde-Inserts, auch ein Hohlraum mit angeformt wird, in den die Bauteile des auf den Generator abgestimmten Wechselrichters eingesetzt werden können. Die Formung eines solchen Kunststoffrahmens kann beispielsweise in einem Werkzeug erfolgen, in dem in eine Kavität der entsprechende Kunststoff, bevorzugt schäumbares Polyurethan eingespritzt wird.

Die Verkabelung vom Solarverbund zum Wechselrichter ist ebenfalls in den Kunststoff eingebettet. Nach der Montage der elektrischen Bauteile wird der Hohlraum mit einem Deckel so verschlossen, dass keine Feuchtigkeit oder Verschmutzung eindringen kann. Zu Reparaturzwecken kann der Deckel geöffnet werden.

Vorteilhafterweise können an dem Kunststoffrahmen Gegenstücke für Steckkontakte angeformt sein, mit denen durch handelsübliche Stecker die Verbindung mit dem Stromnetz erfolgen kann. Das kann einesteils die Einleitung vom Generator ins Netz, als auch zusätzlich ein Eingang von anderen Generatoren sein, um eine Verschaltung als Kette zu ermöglichen und auch hier den Verkabelungsaufwand zu minimieren.

In einer weiteren Ausbildung können die elektrischen Bauteile zusammen mit der Verkabelung bereits in das Schäumwerkzeug eingelegt und in den Kunststoffrahmen so eingelagert werden, dass nur die Anschlussstecker aus dem Kunststoff herausragen, die Bauteile aber voll von dem Kunststoff ummantelt und geschützt sind.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

FIG. 1 einen fertigen Solargenerator in einer perspektivischen Ansicht von oben,

FIG. 2 eine perspektivische Ansicht eines noch unfertigen Solargenerators von unten mit dem Kunststoffrahmen und dem Gehäuse für einen Wechselrichter, und

FIG. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in FIG. 2 durch das Gehäuse mit dem Wechselrichter und einem Deckel.

Der in Fig. 1 dargestellte Solargenerator 1 besteht aus mehreren, elektrisch in Reihe geschalteten Solarzellen 2, die in einem Kunststoffrahmen 3 angeordnet sind. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die Solarzellen 2 nach außen von einer Scheibe 12 und nach innen von einer Scheibe 13 abgedeckt.

Beide Scheiben 12 bzw. 13 mit den dazwischen eingeschlossenen Solarzellen 2 sind an ihrem Außenrand dicht vom Kunststoffrahmen 3 umgeben. Der Kunststoffrahmen 3 wird vorzugsweise aus Polyurethan durch Schäumen, Spritzen oder Gießen in

einer Form hergestellt. Dabei wird der Verbund aus den Scheiben 12 bzw. 13 und den Solarzellen 2 vor dem Schäumen, Spritzen oder Gießen in die Form eingelegt.

Am Kunststoffrahmen 3 ist einen wannenförmiges Gehäuse 4 als integraler Bestandteil mit angeformt, welches Seitenwände 5 und einen Boden 6 aufweist. Am Boden 6 sind mehrere, sich vertikal nach oben erschreckende Dome 10 angeformt, die sich bis etwa zur Hälfte der Höhe der Seitenwände 5 erstrecken. Die Dome 10 dienen zur Lagerung und Befestigung eines Wechselrichters 11, der in Form einer Platine mit elektronischen Bauteilen auf die Dome 10 aufgesetzt und an diesen beispielsweise durch Schrauben befestigt wird.

Der Wechselrichter 11 wird elektrisch mit den Solarzellen 2 verbunden, wobei die Kabel bzw. die leitenden Adern für die Kontaktierung vorzugsweise bei der Herstellung des Kunststoffrahmens 3 mit in den Kunststoff integriert werden. Das gleiche gilt für Kabel 15 bzw. 16, welche die Stirnseiten des Gehäuses 4 durchdringen und den Wechselrichter 11 mit dort vorgesehenen Kontakten einer Steckdose 14 bzw. eines Steckers 15 verbinden. Die Steckdose 14 bzw. der Stecker 15 dienen zur Verbindung des Solargenerators 1 mit weiteren, benachbarten Solargeneratoren zu einer modular aufgebauten Gesamtanlage oder zur Einbindung des Solargenerators 1 in ein Wechselstromnetz bzw. zur unmittelbaren Verbindung mit einem Wechselstrom-Verbraucher.

Zur Befestigung des Solargenerators 1 sind vorteilhaft am Kunststoffrahmen 3 Haltelaschen 17 mit angeformt, an denen Durchbrüche vorgesehen sind, in welche optional Gewinde-Inserts als Einlegeteile integriert sein können.

In die oberen Ränder der Seitenwände 5 ist umlaufend eine Nut 9 eingearbeitet, in welche ein Dichtrand 8 eines Deckels 7 beim Aufsetzen des Deckels eingreift. Mittels des Deckels 7 ist das Gehäuse 4, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung, dicht verschließbar, so daß der Wechselrichter 11 auch bei extremen Witterungsbedingungen geschützt am Solargenerator 1 angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1 Solargenerator

2 Solarzellen

3 Kunststoffrahmen

4	Gehäuse
5	Seitenwände
6	Boden
7	Deckel
8	Dichtrand

9 Nut

10 Dom

11 Wechselrichter

12 (äußere) Scheibe

13 (innere) Scheibe

14 Steckdose

15 Stecker

16 Kabel

17 Haltelaschen

Claims

1. Solargenerator (1) zur Erzeugung von elektrischer Energie, der im Randbereich zumindest teilweise von einem Kunststoffrahmen (3) umgeben ist, mit einem speziell für diesen Solargenerator (1) ausgelegten Wechselrichter (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (11) in ein einstückig mit dem Kunststoffrahmen (3) geformtes Gehäuse (4) integriert ist.

2. Solargenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Solargenerator (1) und dem Wechselrichter (11) ebenfalls in den Kunststoffrahmen (3) eingelagert ist.

3. Solargenerator nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kunststoffrahmen (3) Befestigungsmöglichkeiten wie zum Beispiel Haltelaschen (17) oder Gewinde-Inserts enthalten sind.

4. Solargenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass das in den Kunststoffrahmen (3) integrierte Gehäuse (4) für den Wechselrichter (11) mit einem Deckel (7) verschliessbar ist.

5. Solargenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (11) beim Formgebungsprozess des Kunststoffrahmens (3) in den Kunststoff mit eingegossen, eingespritzt oder eingeschäumt wird.

6. Solargenerator nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kunststoffrahmen (3) bzw. an den Seitenwänden (5) des Gehäuses (4) Steckkontakte (14, 15) enthalten sind, die die Verschaltung mehrerer Solargeneratoren (1) untereinander sowie die Einbindung in ein Wechselstromnetz ermöglichen.

7. Solargenerator nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass in den Wechselrichter eine Kurzschlusssicherung eingebracht ist.