DE2160345C2

DE2160345C2 - Flexibler Solargenerator

Info

Publication number: DE2160345C2
Application number: DE2160345A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 2000 Wedel Ruesch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-12-06
Filing date: 1971-12-06
Publication date: 1973-12-06
Also published as: DE2160345B1

Description

¹I

Zeichnung mit 6 bezeichnete Wickeltrommel aufwik- dann den ^Vo^;^ ΐ*_ποεη in der festigkeitsmäkeln zu können, muß dieser genügend flexibel sein tender. ^H*X^bc™%™£™_cg"_nL _dcr Verbinder He- und den dabei auftretenden Beanspruchungen stand- ß»g ^^"^ITS^allelvei

halten können.

Die erforderliche Festigkeit die>er flexiblen Solargeneratoranlage wird bezüglich des Trägermaterials
daduich erreicht, daß das als Träger dienende aufrollbare Substrat aus einer mit Glasseide 2 beklebten
Polyimidfolie I besteht. Als Kleber sind dabei einige
für Weltraumbedingungen geeignete, d.h. beispiels- io auf. .,,-.. _A ·,..,, ;„ ,w

weise bis 10-'iTorr und im Temperaturbereich von Eine ausreichende Flexibilität, und zwar in der

- 180 bis + 100° C beständige dünnflüssige Kleber ^A .■•-»i-.i-m,,,,.. wird be. diesen durch die Vtrb.ngewählt worden. Als besonders günstig haben sich
stark lösuiigsmittelhaltige Polyester-Kleber gezeigt,

mit denen eine gute Benetzung des Glasseidengewe- 15 ten d" Zeilen J ⁿⁱ _Schweißung, Klebung

bes und gute Verklebungen des Gewebes mit der Poly- der Zelle durch Lotung ^ ^, _be£

imidfülie erreicht werden. Die Beklebung der Poly- e.nem elektnsch l»^^ _{beiden Ze}nenquer-

imidfolie mit der Glasseidenlage erfolgt dabei in der ist, sondern daßI im «er ^. _en

Weise, daß zunächst die Glasseid anlage auf die Po- kanten 8 ein unverbundener ad ^ __ ^ ^ ^._m

lyimidfolie gelegt wird und anschließend der Kleber *■
in einer sehr dünnen Schicht aufgetragen wird. Nach
dem Aushärten des Klebers ergibt sich ein weiterhin und
ausreichend flexibles, jedoch in seinen Festigkeitsei- ders

genschaften erheblich verbessertes Substrat. An der , _u„,

Stelle der obengenannten Kleber können für Tempe- ,5 an der Unterste der ^ ^Dc;"^l,f_u'_{r noch der ZW1}. raturbereiche von - 60 bis + 260^C lösungsmittel- d.e Erzielung einer ^Kru™3™A_bächnitt übrighaltige Silikone verwendet werden, mit denen, wie sehen den /.eilen a _{dieser fn},. oben erwähnt, gute Bindungen zwischen dem Glasge- ble.ben^Wie «jJjeJP^g^¹?^⁸ _{um die bei} dem webe und dem Polyimid erzielt werden. krummbare Abschm ^nic™ *_m' _{zu erzeu}gen. Auf dem in der oben geschilderten Weise herge- 30 Aufwickeln erforderl ehe Krummu g B^ stellten Substrat werden die Solarzenen-Modu.nun, ^ nam ,ch , ,nzelnen Zellen^ _L

steinen ouobirai wcrucn uic OUIaIZ-CiItH-IyIUUUiIi _u..« —

-Strings mit den entsprechenden Klebern aufgeklebt. einander gerückt werden

Einer der kritischen Punkte hinsichtlich Flexibilität ν-ι·Λ,,_ηη*_ητ*Λ ήκ Solan und Festigkeit eines flexiblen Solargeneiators liegt

nun in den Verbindern, mit denen die einzelnen So- 35
larzellen in Parallel- und Reihenverschaltung untereinander elektrisch leitend verbunden sind. Um eine

ausreichende Festigkeit dieser Verbindungen zu ge- kungsgrades ergeben, wonnigeren u^.

währleisten, wird von der Erfindung nun vorgeschla- dung gemachte Vorschlag eine sehr zwecKmauige

gen, daß die Verbinder für die Parallel- und für die 40 und günstige Lösung ergibt, bei der trotz Autrecnter-

Reihenverschaltung jeweils getrennt vorgesehen sind. haltung eines guten Wirkungsgrades eine uoerra-

Damit wird es möglich, gemäß einem weiteren Merk- sehend gute Flexibilität erzielt wird. In Uuemcniung,

mal der Erfindung die Verbinder in der Weise herzu- d.h. in der Richtung der Reihenverschaltung soll

stellen, daß die Walzrichtung ihres Materials jeweils demgegenüber die Solarzellengeneratoranordnung

in die Richtung der Verschaltung zeigt. Dies hat « möglichst starr sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

findung dadurch, daß die Auf- bzw. Abrollrichtung Patentansprüche: in die Richtung der l'arallelverschaltung zeigt, daß jeweils getrennte Verbinder für die Parallel- und für

1. Flexibler Solargenerator mit einer Vielzahl die Reihenverschaltung vorgesehen sind und daß die von auf einem aufrollbaren Substrat angeordne- 5 Verbinder in der Weise ausgebildet sind, daß die ten fotoelektrischen Solarzellen, die mittels aus Walzrichtung des Materials jeweils in die Richtung gewalztem Material ausgestanzter Verbinder in der Verschaltung zeigt

Parallel- und Reihenverschaltung untereinander Durch die Trennung von Parallel- und Reihenver-

clektrisch leitend verbunden sind, dadurch schaltung und die Vorschrift, daß die Walzrichtung gekennzeichnet, daß die Rollrichtung in io des Materials bei den Verbindern jeweils in die Richdie Richtung der Parallelverschaltung zeigt, daß tung ihrer Verschaltung zeigen soll, wird nun erjeweils getrennte Verbinder (4, 5) für die Paral- reicht, daß die Verbinder festigkeitsmäßig am günstig-IeI- und für die Reihenverschaltung vorgesehen sten ausgebildet sind. Da die Hauptbeanspruchungen sind und daß die Verbinder in der Weise ausge- der Verbinder jeweils in der Richtung der Verschalbildet sind, daß die Walzrichtung des Materials 15 tungen liegen, mußte nämlich auch die Walzrichtung jeweils in die Richtung der Verschaltung zeigt. des Verbindermaterials entsprechend gelegt werden.

2. Flexibler Solargenerator nach Anspruch 1, Nach einem weiteren Vorschlag soll der Paralleldadurch gekennzeichnet, daß der Parallelverbin- verbinder in der Weise mit den Unterseiten der ZeI-der (S) in der Weise mit den Unterseiten der So- len elektrisch leitend verbunden sein, daß er längs larzellen (3) elektrisch leitend verbunden ist, daß ao einer Kante der Zeil.; durch Lötung, Schweißung, er längs einer Kante (7) der Solarzelle durch Lö- Klebung mit einem elektrisch leitenden Kleber tung. Schweißung, Klebung mit einem elektrisch od. dgl. unter Freilassung eines unverbundenen Ablei'fiihigen Kleber od. dgl. unter Freilassung eines schnittes Sm Bereich der beiden Zellenqucrkanten beunverbundenen Abschnittes (α) im Bereich der festigt ist. Durch diese Maßnahme wird eine wesentbeiden Zellenquerkanten (8) befestigt ist. 25 liehe Verbesserung der Flexibilität des Solargenera-

3. Flexibler Solargenerator, insbesondere nach tors erreicht, da dem auf dem aufzurollenden Subden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich- strat angebrachten Parallelverbinder genügend Mögnet, daß als Substrat eine mit Glasseide (ein- oder lichkeit gegeben wird, sich beim Aufrollen auf eine beidseitig) (2) beklebte Polyimidfolie (Ϊ) vorgese- Wickeltrommel an den gekrümmten Mantel dieser hen ist. 30 Trommel anzulegen, d. h. dessen Krümmung anzu-

4. Flexibler Solargenerator nach Anspruch 3, nehmen; zudem sind die mechanischen Spannungen dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein gering, da er sich nahe der neutralen Faser befindet, dünnflüssiger, die Flexibilität der Polyimidfolie Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, nicht beeinflussender Kleber verwendet wird. · daß als Substrat eine mi: Glasseide (ein- oder beid-

35 seitig) beklebte Polyimidfolie vorgesehen ist. Als

_____ Kleber kann dabei zweckmäßigerweise ein dünnflüs

siger, die Flexibilität der Polyimidfolie nicht beeinflussender Kleber verwendet werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen So- Auf diese Weise wird erreicht, daß trotz Einhs!-

largenerator mit einer Vielzahl von auf einem auf- 40 tung einer guten Flexibilität des Trägermaterials denrollbaren Substrat angeordneten fotoelektrischen So- noch eine sehr gute Festigkeit bei geringer Dehnung larzellen, die mittels aus gewalztem Material ausge- erzielbar ist.

stanzter Verbinder in Parallel- und Reihenverschal- Weitere Merkmale und wesentliche Vorteile der

tung untereinander elektrisch leitend verbunden sind. Erfindung werden an Hend der Zeichnung, die ein

Solargeneratoren werden auf Satelliten od. dgl. zur 45 Ausführungsbeispiel der F/findung schematisch dar-Energieversorgung derselben verwendet, wobei die stellt, beschrieben und im einzelnen näher erläutert. Strahlungsenergie der Sonne auf fotoelektrischem Es zeigt

Wege in elektrische Energie umgewandelt wird. Es F i g. 1 die Ansicht eines Teils eines ι rfindungsge-

ist auch schon bekannt, derartige aus einer Vielzahl mäßen Solargenerators und

von untereinander elektrisch leitend verbundenen So- 50 Fig. 2 eine Ansicht der Rückseite einiger parallel larzellen bestehende Solargeneratoren auf einem auf- verschalteter Solarzellen.

rollbaren Trägermaterial anzuordnen, den Generator In der F i g. 1 ist mit 1 eine Polyimidfolie und

im aufgerollten Zustand in den Satelliten einzubrin- mit 2 eine auf dieser Polyimidfolie verklebte Glasseigen und den Träger erst im Orbit, d. h. in der Be- denlage bezeichnet. Die auf diese Weise glasfaservertriebsstellung des Satelliten, mit Hilfe besonderer 55 stärkte Polyimidfolie dient als Träger für Solarzel-Vorrichtungen auszufahren. Dies hat den Vorteil, len 3, die mittels Reihenkontaktverbinder 4 und Pardaß die Unterbringung aes verhältnismäßig großflä- allelkontaktverbinder 5 untereinander elektrisch leichigen Solargenerators während der Startphase des tend verbunden sind. Auf diese Weise ist eine Viel-Satelliten nur verhältnismäßig wenig Raum bean- zahl von Solarzellen durch Reihen- und Parallelsprucht. 60 schaltung zu sogenannten Moduln und diese wie-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- derum durch Reihen- und Parallelschaltung zu sogesteht nun darin, eine Solargeneratoranordnung zu nannten Strings zusammengefaßt, wobei mehrere schaffen, die für den vorgenannten Zweck geeignet Strings wiederum den Solargenerator bilden,
ist und insbesondere gewährleistet, daß die Verschal- Die Verbinder 4 und 5 werden dabei durch Streitung der Solarzellen untereinander den mechanischen 65 fen gebildet, die aus elektrisch leitenden, gewalzten Belastungen beim Wickeln, in der Startphase und im Metallfolien, beispielsweise Molybdänfolien, ausge-Orbit standhält. stanzt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Er- Um einen derartigen Solargenerator auf eine in der