DE202006007909U1

DE202006007909U1 - Surface modifications, for cover surface of photovoltaic modules, with optional cover of entire transparent cover plate, or foil of module by highly transparent, UV-stable

Info

Publication number: DE202006007909U1
Application number: DE202006007909U
Authority: DE
Original assignee: Schneider Ingo F Dipl-Ing
Current assignee: Schneider Ingo F Dipl-Ing
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2016-05-13

Abstract

Photovoltaikmodul, dadurch gekennzeichnet, dass optional die gesamte transparente Abdeckscheibe (oder Abdeckfolie) des Moduls zusätzlich mit einer hoch lichtdurchlässigen, UV-stabilen, wetterfesten Kunststofffolie bedeckt ist (aufgeklebt oder mit mechanischen Mitteln fixiert), die mit einer wetterfesten Bedruckung (z.B. im Digitaldruckverfahren) versehen ist, die aus flächig angeordneten und gleichmäßig gepixelten (z.B. in Punkt- oder Strichraster aufgelösten), monochromen oder mehrfarbigen Mustern oder Motiven besteht (Pixelflächenanteil entspricht Teilabschattungsfläche der aktiven Moduloberfläche).Photovoltaic module, characterized in that optionally the entire transparent cover (or cover foil) of the module additionally with a highly translucent, UV-stable, weatherproof plastic film is covered (glued or fixed by mechanical means) with a weatherproof Printing (for example, in digital printing) is provided, the flat arranged and evenly pixelated (e.g., resolved in dot or dash raster), monochrome or multicolor Patterns or motifs exists (pixel area proportion corresponds to partial shading area of active module surface).

Description

Die Erfindung betrifft neuartige Oberflächenausbildungen für handelsübliche Photovoltaikmodule, die normalerweise mit volltransparenten gläsernen oder Kunststoffabdeckscheiben bzw. Kunststofffolien die empfindliche, photovoltaisch aktive, sichtbare Schicht vor Witterungseinflüssen schützen. Sie erweitert und verbessert die bisher angewandten technischen Modifizierungsmöglichkeiten der Abdeckflächen von Photovoltaikmodulen durch Bedruckung der Deckscheiben („Technische Oberflächenmodifizierungen der Abdeckscheiben von Photovoltaikmodulen"/ DE 000020214872 U1 /Schutzanspruch 1) durch die Verwendung neuartiger Materialien und Bedruckungsverfahren.The invention relates to novel surface designs for commercially available photovoltaic modules, which normally protect the sensitive, photovoltaically active, visible layer from weathering with fully transparent glass or Kunststoffabdeckscheiben or plastic films. It expands and improves the technical modification possibilities of the cover surfaces of photovoltaic modules used up to now by printing on the cover plates ("Technical Surface Modifications of the Cover Panels of Photovoltaic Modules" / DE 000020214872 U1 / Protection claim 1) by the use of novel materials and printing processes.

Trotz glänzender bzw. spiegelnder Oberflächen der herkömmlichen transparenten Modul-Deckscheiben lassen sich die Farbe und Struktur der photovoltaisch aktiven Schicht (meistverbreitet z.B. grau-blaue quadratische kristalline Zellen oder flächig schwarze Dünnfilmtechnologie) gut erkennen.In spite of shiny or reflective surfaces the conventional one transparent module cover disks the color and structure of the photovoltaically active layer can be determined (Most commonly, for example, gray-blue square crystalline cells or flat black thin-film technology) recognize well.

Der in den Schutzansprüchen 1 bis 3 angeführten Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß einer weiteren Verbreitung der umweltreundlichen Stromerzeugung mit Photovoltaik die mangelnde gestalterische Integrationsfähigkeit von Photovoltaikanlagen (sog. Generatoren) besonders in sensiblen Ambienten wie z.B. im Denkmal- und Landschaftsschutzbereich sowie in der Stadterneuerung entgegensteht. Die spiegelnden, glänzenden Oberflächen und die repetitive Geometrie der photovoltaisch aktiven Schicht der Module läßt sich kaum ästhetisch befriedigend in organisch gewachsene Naturformen oder patinierte Altbauten einfügen. Solche Anlagen werden oft von den Genehmigungsbehörden als Fremdkörper empfunden und erhalten keine Bauerlaubnis. Die anhaltende Diskussion zu diesem Problem in Fachkreisen, aber z.T. bereits auch in der Öffentlichkeit zeigt, dass die marktüblichen Photovoltaikprodukte diesem Problem bisher immer noch nicht genug Aufmerksamkeit geschenkt haben. Doch gerade in den empfindlichen, geschützten Teilen unserer Umwelt ist der Einsatz von umweltfreundlichen, emissionsfreien Technologien besonders wünschenswert.Of the in the protection claims 1 to 3 cited Invention is based on the problem that a wider distribution the environmentally friendly power generation with photovoltaic the lack of Creative integration ability of photovoltaic systems (so-called generators) especially in sensitive environments such as. in the monument and landscape protection area as well as in urban renewal opposes. The reflective, shiny surfaces and the repetitive geometry of the photovoltaic active layer of the Modules can be hardly aesthetically satisfactory in organically grown natural forms or patinated Insert old buildings. Such systems are often perceived as a foreign body by the approval authorities and do not receive a building permit. The ongoing discussion on this Problem in professional circles, but z.T. already in public shows that the market Photovoltaic products are still not enough for this problem Have paid attention. But especially in the sensitive, protected Sharing our environment is the use of environmentally friendly, emission-free Technologies particularly desirable.

Die für diese Problematik bisher zur Verfügung stehenden technischen Lösungsmöglichkeiten wie z.B. durch Bedruckung der Abdeckscheiben von Modulen mit einem keramischen, eingebrannten Siebdruck bedingen pro Bedruckungsmotiv einen aufwändigen Eingriff in den Produktionsprozess des Moduls, unterbrechen die Fertigungskette des Serienprodukts und erschweren somit eine rationelle Produktion der Sonderanfertigung. Zudem lassen sich gebogene Moduloberflächen technisch nur sehr aufwändig bedrucken. Abdeckscheiben und – folien von Kunststoffmodulen schließlich sind für keramische Einbrennverfahren überhaupt nicht geeignet.The for this Problem so far available standing technical solutions such as e.g. by printing the covers of modules with a ceramic, baked screen printing require a complicated intervention per printing motif in the production process of the module, interrupt the production chain of the series product and thus complicate a rational production the special order. In addition, curved module surfaces can be technically only very expensive print. Cover discs and foils of Plastic modules finally are for ceramic baking process at all not suitable.

Diese Probleme werden mit den in den Schutzansprüchen 1 bis 3 aufgeführten Merkmalen gelöst.These Problems are solved with the features listed in the protection claims 1 to 3.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Vielfalt und Variantenbreite von gestalterisch besser anpaßbaren Modulansichten, die sich auch für den Einbau in Fassaden, Fenstern und andere gut sichtbaren Bauteile in sensiblen Ambienten eignen, weiter verbessert und vergrößert wird.With The invention is achieved that the variety and variant width from design better adaptable Module views that are also for Installation in facades, windows and other highly visible components in sensitive environments, further improved and enlarged.

Ferner sind, individuell von der jeweilig eingesetzten Herstellertechnologie abhängig, mit den Erfindungen nach Schutzanspruch 1 und 2 nun auch nachträgliche Veränderungen an bereits montierten und in Betrieb befindlichen Photovoltaikanlagen möglich. Ein unmittelbarer Eingriff in den Produktionsprozess und den Schichtaufbau der Module ist zur Modifikation der Oberflächen nicht mehr erforderlich. Das Aufbringen der zusätzlichen, bedruckten Schicht erfolgt technisch (auf den individuellen Anwendungsfall abgestimmt) z.B. erst nach Fertigstellung des Standardmoduls. Auch gebogene oder flexible Kunststoffoberflächen von Modulen werden erst nachträglich beschichtet.Further are individually from the respective manufacturer technology used dependent, with the inventions for protection claim 1 and 2 now also subsequent changes on already installed and in operation photovoltaic systems possible. One direct intervention in the production process and the layer structure The module is no longer required to modify the surfaces. The application of additional, Printed layer is technically (on the individual application tuned) e.g. only after completion of the standard module. Also Curved or flexible plastic surfaces of modules are coated later.

Nicht photovoltaisch aktive Flächen von Generatoren (z.B. gekurvte oder spitzwinklige Restflächen, Flächen in Kernschattenbereichen etc.), die bisher nur mit aufwändig gefertigten Dummies (d.h. mit simulierten Modulflächen) versehen werden konnten, werden nun einfach ebenfalls z.B. mit Bedruckungsfolien (nach Merkmalen von Schutzanspruch 1) abgedeckt, um ein homogenes Oberflächenbild zu erreichen. Selbst optisch störende Montagesysteme oder Modulrahmen werden mit dieser Technik unauffällig abgedeckt und farblich integriert.Not photovoltaically active surfaces of generators (e.g., curved or acute-angled residual surfaces, areas in Kernschattenbereiche etc.), which were previously only elaborately manufactured Dummies (i.e., with simulated module surfaces) could be provided, are now simply also e.g. with printing foils (according to characteristics of protection claim 1) covered to a homogeneous surface image to reach. Even visually disturbing Mounting systems or module frames are unobtrusively covered with this technology and integrated in color.

Die Materialeigenschaften einiger Kunststoffe und Beschichtungsverfahren (nach Merkmalen von Schutzanspruch 3) bieten für Abdeckflächen von Modulen neben der einfacheren Bedruckbarkeit (z.B. im Digitaldruckverfahren), hoher Lichtdurchlässigkeit (mit bis zu 90% höher als bei normalem Glas) zusätzlich auch weitere Vorteile: durch den Einsatz bestimmter Folientypen mit antiadhäsiver Oberfläche (z.B. aus Fluorkunststoff) oder z.B. durch den Lotuseffekt einer Nano-Beschichtung erhalten die Module eine Schmutz abweisende, selbst reinigende Oberfläche, welche auch die Wartung des Generators vereinfacht.The Material properties of some plastics and coating processes (According to features of protection claim 3) provide for coverage of modules in addition to the easier printability (e.g., in digital printing), higher Translucence (with up to 90% higher as with normal glass) in addition also further advantages: through the use of certain film types with anti-adhesive Surface (e.g. fluoroplastic) or e.g. through the lotus effect of a nano-coating The modules receive a dirt-repellent, self-cleaning surface, which also simplifies the maintenance of the generator.

Die in den Schutzansprüchen angeführten Techniken (Teilbedruckung oder Teilperforation) bewirken eine Veränderung der Lichttransmission durch die modifizierte Abdeckfläche hin zu den photovoltaisch aktiven Schichten, die bis zu einer maximalen Minderung von ca. 20% (wie sie z.B. durch eine dichte Pixelbedruckung vorkommen könnte) tolerierbar ist. Je nach Wahl der Druckfarbe und der vorhandenen Farbe der darunter durchscheinenden photovoltaisch wirksamen Schicht reicht bereits eine Pixeldeckung von ca.10%, um eine optisch befriedigende neue Oberflächencharakteristik zu erhalten.The techniques cited in the claims (partial printing or partial perforation) cause a change in the light transmission through the modified covering surface towards the photovoltaically active layers, up to a maximum Reduction of about 20% (as might occur, for example, by a dense Pixelbedruckung) is tolerable. Depending on the choice of printing ink and the existing color of the translucent under photovoltaically active layer already reaches a pixel coverage of about 10% in order to obtain a visually satisfying new surface characteristics.

Die Einsatzmöglichkeiten von solcherart modifizierten handelsüblichen Photovoltaikmodulen beschränken sich natürlich nicht nur auf die Verwendung in Schutzgebieten (z.B. Verkleidung von ausgedehnten Hangstützmauern im Straßen- und Landschaftsbau mit an die Natursteinumgebung angepassten Generatoren). Attraktivere Oberflächen können auch die kreative Phantasie von Architekten oder Kommunikationsdesignern anregen, die bislang bei der Ausgestaltung ihrer Bauten nur auf eine kleine Palette von in der Oberflächenwirkung unterschiedlichen Modultypen zurückgreifen konnten, die den gestalterisch anspruchsvolleren Bauherrn auch im Neubaubereich nur wenig genügten. Die Verwendung von in Farbe und Oberflächenstruktur angepaßten Modulen an z.B. Backstein- oder Werksteinfassaden, in Fachwerkausfachungen oder Putzfeldern bietet eine Palette neuer Einsatzgebiete für Photovoltaikanlagen und macht sie auch für die Stadterneuerung attraktiv.The applications of such modified commercial photovoltaic modules restrict of course not only for use in protected areas (e.g. of extensive slope retaining walls in the street and landscaping with adapted to the natural stone environment generators). More attractive surfaces can also the creative imagination of architects or communication designers stimulate the so far in the design of their buildings only on a small range of different in surface effect Resort to module types who were able to provide the creatively more demanding client in the Neubaubereich little enough. The use of modules adapted in color and surface structure to e.g. Brick or stone facades, in timber framing or Putzfeldern offers a range of new fields of application for photovoltaic systems and do it too urban renewal attractive.

Eine Anpassung von optisch störenden Photovoltaikanlagen an das bauliche oder landschaftliche Umfeld durch Bedruckung ist nun auch nachträglich bei bereits in Betrieb befindlichen Anlagen realisierbar und kann somit auch von lokalen Nicht-Photovoltaik-Herstellern (z.B. durch speziell geschulte Fachbetriebe unterschiedlicher Branchen) vorgenommen werden. Auch die temporäre Abdeckung von z.B. größeren Photovoltaikgeneratoren an Fassaden (zum Beispiel als bedruckte Werbe- oder Informationsträger) ist nun wirtschaftlich möglich.A Adaptation of optically disturbing Photovoltaic systems to the structural or landscape environment by printing is now also subsequently in operation can be realized and thus can also local Non-PV manufacturers (for example, by specially trained specialist companies from different industries) be made. Also the temporary coverage of e.g. larger photovoltaic generators on facades (for example as printed advertising or information carriers) now economically possible.

Dadurch wird eine Verbreitung der Innovation erheblich beschleunigt, die Akzeptanz für Photovoltaikanlagen in gestalterisch sensiblen Bereichen wird weiter erhöht.Thereby It will significantly accelerate the dissemination of innovation Acceptance for Photovoltaic systems in design sensitive areas will continue elevated.

Die durch die Erfindung vereinfachte Modifikationsmöglichkeit von Standardmodulen, die damit verbundene Senkung der Herstellungskosten, die Vergrößerung der potenziellen Anwendungsfelder und die Flexibilität der Ausführungsvarianten erweitern und verbessern die Absatzchancen solcher Produkte erheblich.The simplified modification of standard modules by the invention, the associated reduction in manufacturing costs, the increase in expand potential applications and the flexibility of execution variants and improve the sales opportunities of such products significantly.

Die Marktfähigkeit ist somit gesichert.The marketability is thus secured.

Claims

Photovoltaic module, characterized in that optionally the entire transparent cover (or cover) of the module is additionally covered with a highly translucent, UV-stable, weatherproof plastic film (glued or fixed by mechanical means), with a weatherproof printing (eg in digital printing) which consists of flatly arranged and uniformly pixelated (for example, in a dot or line grid), monochrome or multi-colored patterns or motifs (pixel area proportion corresponds to partial shading area of the active module surface).

Photovoltaic module, characterized in that optional the entire transparent cover (or cover) of the module additionally covered with a UV-stable, weatherproof plastic film (glued or fixed by mechanical means), the area with weatherproof, monochrome or multicolor printing (e.g. in the digital printing method) and which is additionally uniform (e.g. in round hole or Square grid shape) is perforated (Perforationsflächenanteil corresponds to partial exposure area the active module surface).

Photovoltaic module, characterized in that optional the entire transparent cover (or cover) of the module additionally with a UV stable, weatherproof, colored coating (e.g. in nanotechnology) consisting of areal and uniformly pixellated (e.g. resolved in dot or line grids), monochrome or multicolored Patterns or motifs exists (color area proportion corresponds to partial shading area of active module surface).