專利名稱：接線盒和太陽能電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池裝置的，特別是具有多個(gè)在多線(string)中連接的太陽能電池的太陽能模塊的接線盒，其中，接線盒包括ー個(gè)下部件和ー個(gè)與它分開的，且與下部件機(jī)械連接的上部件。此外，本發(fā)明還涉及ー種裝配有這樣ー種接線盒的太陽能電池裝置。
背景技術(shù)：
晶體的太陽能模塊是由光電電池構(gòu)成，所述光電電池按照所謂的線串聯(lián)連接。其中，典型的太陽能模塊是由60個(gè)串聯(lián)連接的太陽能模塊構(gòu)成。其中，這60個(gè)太陽能電池連接在三個(gè)線中，每個(gè)線由20個(gè)電池構(gòu)成。在現(xiàn)今的模塊中這些線典型地分別與旁路ニ極管反并聯(lián)搭接。這些旁路ニ極管的任務(wù)是，在連接線的一個(gè)或者多個(gè)電池時(shí)使由未連接的系統(tǒng)生成的電流從這個(gè)通過連接的電池產(chǎn)生的狹道旁經(jīng)過。在這其中二極管接收通過接通可 能減小的電流，并且引導(dǎo)該電流以接通的電池旁經(jīng)過，以防止限制總電流，并且因此也防止在(部分)接通的情況時(shí)限制總的以太陽能模塊中取得的電功率。這些旁路ニ極管位于太陽能模塊-接線盒中，ー種塑料殼體中，在所述塑料殼體中由模塊構(gòu)成的太陽能電池接線和柔性的電纜連接，然后這些電纜又將這些太陽能模塊彼此連接起來。在接線盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面已公開許多方案。通常這些接線盒是由一個(gè)設(shè)置在太陽能電池裝置(特別是太陽能模塊)的支架上的下部件和ー個(gè)放置到下部件上的蓋板構(gòu)成，其中，在所述的下部件中設(shè)置有用于這些線的電連接的導(dǎo)體元件和已提到的旁路ニ極管，所述的蓋板封閉所述接線盒，并且保護(hù)其中所包含的電氣和電子元器件?，F(xiàn)在的研發(fā)重點(diǎn)是在危險(xiǎn)情況時(shí)、例如燃燒時(shí)需要對(duì)太陽能電池進(jìn)行保護(hù)斷路。傳統(tǒng)的保護(hù)斷路是以線路為基礎(chǔ)，也就是說只為ー些串聯(lián)的模塊使用電機(jī)械開關(guān)。在這種情況中通過模塊的串聯(lián)仍然總會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電壓。替代的方法是使用以模塊為基礎(chǔ)的電子裝置，然后所述電子裝置使用電子開關(guān)。在此存在這么ー個(gè)問題，即電流沒有分開，也就是說在電子開關(guān)有故障時(shí)保護(hù)斷路沒有完全斷開，也就是該裝置仍然有危險(xiǎn)。另ー些以模塊為依據(jù)的方案是采用電機(jī)械開關(guān)(例如繼電器)，為的是在報(bào)警情況時(shí)電流斷開。在此存在這樣ー個(gè)問題，這種繼電器在正常運(yùn)行時(shí)也消耗電流。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供ー種具有權(quán)利要求I特征的接線盒。本發(fā)明構(gòu)思的一些合適的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。此外，本發(fā)明還提供ー種具有權(quán)利要求11的特征的太陽能電池裝置。本發(fā)明的構(gòu)思是在太陽能電池裝置中，尤其是在通常結(jié)構(gòu)的太陽能模塊中模塊式地實(shí)現(xiàn)有區(qū)別的接線方案或者功能方案，其做法是第一部件功能是在接線盒下部件中實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)第二部件功能的附加的部件設(shè)置在接線盒上部件中，并且太陽能電池的電連接通過上部件和下部件之間的機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)(原則上講這種模塊性也可在下部件和上部件的功能互換中實(shí)現(xiàn)，但是從現(xiàn)今的觀點(diǎn)看，這不是最佳方案。)。
此外，本發(fā)明的構(gòu)思還包括脫開接線盒下部件和接線盒上部件之間的機(jī)械連接來實(shí)現(xiàn)保護(hù)斷開，其中，同時(shí)中斷電接觸或電連接。這種脫開兩個(gè)部件之間的機(jī)械連接是通過促動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的。在輸入端一個(gè)用于產(chǎn)生合適的控制信號(hào)的控制裝置配屬于所述促動(dòng)器。通過脫開，尤其是崩開上部件使得太陽能電池裝置(并且還有可能在它們的單個(gè)電池之間)的接頭處的電流斷開，并且使得該裝置(模塊)有效地和光電裝置聯(lián)合體電分離開來。在本發(fā)明的ー個(gè)安全方面有利的方案中規(guī)定，促動(dòng)器，和/或第一和第二接觸元件是如此設(shè)計(jì)的，即下部件和下部件之間的機(jī)械連接的脫開使至少ー個(gè)連接電纜和太陽能電池裝置的電連接分開。在本發(fā)明的ー個(gè)有意義的方案中，配屬于促動(dòng)器的控制裝置具有用于檢測太陽能電池裝置的狀態(tài)參數(shù)的傳感器(例如T傳感器)，并且所述控制裝置是如此設(shè)計(jì)的，即在響應(yīng)表示太陽能電池裝置的非正常狀態(tài)(例如過高的溫度)特征的傳感器信號(hào)時(shí)其起動(dòng)促動(dòng)器。在另ー些方案中規(guī)定，配屬于促動(dòng)器的控制裝置具有計(jì)時(shí)器，或者通信接ロ，并且 它如此地設(shè)計(jì)，即預(yù)定的時(shí)間段結(jié)束后，或者達(dá)到規(guī)定的時(shí)刻，或者按照通過通信接口上接收的起動(dòng)信號(hào)它起動(dòng)促動(dòng)器。因此可遙控地(緊急)斷開，和/或精確時(shí)間控制地?cái)嚅_。所述通信接ロ例如可以是ー種通常的紅外線遙控的接ロ，但是也可以是ー種WLAN或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線電-接ロ。所述謂的“計(jì)時(shí)器”概念也包括實(shí)時(shí)鐘，如時(shí)間延遲環(huán)節(jié)，其本身是通過另一信號(hào)發(fā)生器(傳感器，或其它類似的)觸發(fā)的。在一種簡單和合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，促動(dòng)器具有在下部件和上部件處于連接狀態(tài)中的預(yù)張緊的壓カ彈簧裝置，所述壓カ彈簧裝置通過ー個(gè)通過控制裝置可控制的保險(xiǎn)元件保持在預(yù)張緊的狀態(tài)中。保險(xiǎn)元件特別是具有ー個(gè)通過電流可斷開的熔絲，或者它也可以具有一種電磁的，或者通過ー種雙金屬帶可操作的拉緊桿，或者以其它的專業(yè)技術(shù)人員易于開發(fā)的方式施加作用。在本發(fā)明的一種方案中規(guī)定，將第一和第二接觸元件設(shè)計(jì)為插頭接點(diǎn)。在將上部件安裝到下部件上時(shí)所述插頭接點(diǎn)彼此嚙合。其中，優(yōu)選地為了取得定位公差，第一和/或第二接觸元件為柔性、特別是弾性設(shè)計(jì)。在所建議的接線盒的另ー結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)置用于上部件和下部件之間，或者是上部件和太陽能電池裝置的機(jī)械支架之間的機(jī)械卡鎖的卡鎖裝置，所述卡鎖裝置同時(shí)也將第一和第二接觸元件保持在彼此嚙合之中。然后促動(dòng)器是如此設(shè)計(jì)的，即它可克服卡鎖裝置的保持力。如上面已說明的，本發(fā)明的主題特別是涉及ー種具有連接成線的晶體型的，特別是硅基的太陽能電池的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的太陽能模塊的接線盒。原則上講，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的接線盒也可用作另一太陽能電池裝置的連接單元，也是和原理上另ー種類型的太陽能電池相
彡ロロ。


此外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性也產(chǎn)生自下述借助附圖對(duì)一些實(shí)施例的說明。這些附圖
是
圖I:根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式的接線盒的基本結(jié)構(gòu)的透視簡圖。圖2A至圖2C :根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式的促動(dòng)器詳情圖。
圖3A和圖3B :根據(jù)本發(fā)明的接線盒的總體圖，在兩種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的縱向截面圖。
具體實(shí)施例方式圖I用簡化透視圖示出太陽能電池模塊的接線盒I的部件，即具有連接電纜5a和5b的下部件(基本體)3和上部件(蓋)7。在上部件7的內(nèi)側(cè)面上的環(huán)繞的后縮的框架9具有一個(gè)側(cè)凹的邊緣，這樣，當(dāng)將上部件放置到下部件上時(shí)和下部件的內(nèi)壁的上邊緣上的相應(yīng)成形(或者插入的)凸起11嚙合時(shí)同時(shí)形成接線盒的卡鎖式的閉合。在下部件3中可看到ー組第一接觸裝置Cl到C5，而在與此相對(duì)應(yīng)的定位中，以上部件7的內(nèi)表面垂直伸出地設(shè)置第二接觸裝置SI到S45。在此所示的設(shè)計(jì)中第一接觸裝置Cl到C5基本具有平整的長方形形狀，第二接觸裝置SI到S5分別由ー個(gè)(未單個(gè)示出的)支承段，和一個(gè)源自這個(gè)支承段的Ω形的接觸彈簧形成。接觸彈簧在材料方面是如此確定和定尺寸的，即即使在下部件和上部件小的制造公差，或者在其中存在的接觸裝置的情況下也能可靠地達(dá)到第二接觸元件和第一接觸元件的嚙合，并且在一段長的使用壽命期中以低的接觸電阻保持二者之間的電接觸。 此外，在上部件7中將第二接觸元件SI到S5的支承表面同時(shí)也設(shè)計(jì)為用于附加的電子功能元件的支承體13 (例如印制電路板)。接線盒的接頭Cl到C5與埋在太陽能模塊中的太陽能電池和兩個(gè)連接電纜連接。蓋的接頭SI到S5與電子組件的固定在蓋中的支承印制電路板13連接。在圖中簡圖示出，在下部件3的內(nèi)腔室設(shè)置有控制裝置15，和通過將上部件7從下部件崩開用于太陽能電池裝置緊急斷開的促動(dòng)器17。此外還示出，下部件底部的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有信號(hào)彩色涂層18。當(dāng)上部件不再位于下部件上時(shí)，也就是在緊急斷開發(fā)生之后，觀察人員也可以比較遠(yuǎn)的距離看到這個(gè)信號(hào)彩色涂層?？刂蒲b置15可由一種簡單的溫度監(jiān)控電路構(gòu)成，或者高度綜合地用通信接ロ通過遙控引起模塊的斷開。每種方案也可和模塊監(jiān)控組合，其中，例如得出模塊溫度和模塊電壓，并且繼續(xù)發(fā)送到中心分析裝置。其中，集成的電子裝置可以具有單個(gè)的系列號(hào)，可通過集成的或者分開的通信接ロ詢問這個(gè)系列號(hào)。也可設(shè)想嵌入RFID芯片。在接線盒部件的機(jī)械設(shè)計(jì)方面也存在多種設(shè)計(jì)可能性，其前提是，一方面保證安全的機(jī)構(gòu)閉鎖，和第一和第二接觸元件的長期可靠和小電阻的電接觸，并且另一方面也保證通過促動(dòng)器的安全的機(jī)械脫開。關(guān)于殼體部件的機(jī)械連接除了卡鎖或者卡ロ連接外原則上也可以考慮粘接和其的連接，或者不同的連接原理的組合。
圖2A到2C在側(cè)面圖或者橫截面圖中示出作為促動(dòng)器17的一個(gè)實(shí)施例的被保險(xiǎn)的彈簧預(yù)張緊的鎖釘套筒裝置。該裝置裝入接線盒結(jié)構(gòu)中的情況將在下面參考圖3A和3B加以說明。在這種設(shè)計(jì)中促動(dòng)器17包括在套筒基座19a上形成的套筒1%。當(dāng)促動(dòng)器處于未起動(dòng)狀態(tài)時(shí)在對(duì)置的銷釘基座21a上形成的銷釘21b嚙合到所述的套筒19b中。這些部件可由塑料制成。在套筒19b的壁中、在銷釘21b中以及在銷釘基座21a中分別如此地設(shè)置孔，即U形彎曲的熔絲23以在圖2B中可最好識(shí)別的方式將套筒部件19和銷釘部件21彼此保持和固定在位置中。這兩個(gè)部件19 ；21通過ー個(gè)在它們之間預(yù)緊支撐的壓カ彈簧25彼此張緊。一旦如圖2C所示熔絲23通過相應(yīng)高的電流所切斷，則它的固定作用消失，并且壓カ彈簧25運(yùn)動(dòng)到它們的松馳狀態(tài)，并且其中將部件19 ；21壓開。圖3A和圖3B示出這個(gè)促動(dòng)器原理是如何在太陽能模塊27上的接線盒I’中起作用的。第一和第二接觸元件如在圖I所設(shè)計(jì)的，和在圖3A和圖3B中一除接觸元件對(duì)C2到S2外一不再次用附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記。圖3A和圖3B的接線盒I’與圖I的接線盒I的區(qū)別在于設(shè)置兩個(gè)按照?qǐng)D2A到2C設(shè)計(jì)的促動(dòng)器17。在此示出的設(shè)計(jì)中促動(dòng)器17合理地固定在上部件7’的內(nèi)端面上，并且用套筒部件19的基座19a支撐在下部件3’的底部表面上。當(dāng) 熔絲23被切斷時(shí)則(如圖3B示出的)上部件從下部件崩開，并且同時(shí)第二接觸元件和第一接觸元件脫離嚙合，并且處于嚙合狀態(tài)中的電連接被中斷。用于控制裝置的運(yùn)行和用于操作促動(dòng)器(例如用于切斷熔絲)需要的電能可由太陽能模塊本身提供一更何況在正常情況下只有在有日光的情況下，也就是在太陽能模塊的功率狀態(tài)時(shí)需要作為起動(dòng)。然后在起動(dòng)狀態(tài)時(shí)一這種狀態(tài)表不電流完全切斷一又不需要電能了。通過簡單地插上新的蓋可重新使用這些接線盒。在舊的蓋中已活化的促動(dòng)器可輸送到廢品循環(huán)使用部。由于是模塊式結(jié)構(gòu)，所以修理很快，并且并不復(fù)雜。除了在圖I中示出的在接線盒下部件的內(nèi)部的永久性的信號(hào)彩色涂層外ー這種彩色涂層當(dāng)崩開上部件時(shí)在很大程度上可看得見一也可在下部件中設(shè)置用于發(fā)出起動(dòng)狀態(tài)光學(xué)信號(hào)的裝置，這種裝置只有當(dāng)上部件和下部件之間的連接松開時(shí)才被活化，如具有彩色粉末或者彩色液體的容器，這個(gè)容器直接被促動(dòng)器或者當(dāng)上部件從下部件崩開時(shí)遭到破壞,并且釋放出它的內(nèi)含。此外，本發(fā)明的方案也并不局限于前述的實(shí)例和強(qiáng)調(diào)的觀點(diǎn)，而是也可有在本專業(yè)商業(yè)框架內(nèi)的許多改型。
權(quán)利要求
1.太陽能電池裝置(27)的、特別是太陽能模塊的接線盒(1)， 具有多個(gè)在多線(23)中連接的太陽能電池，其中，接線盒包括下部件(3 ;21A)和與它分開的、且與下部件機(jī)械連接的上部件(7 ；21B. I ;21B.2 ;21B.3)，并且在下部件和上部件中的一個(gè)部件中設(shè)置第一接觸元件(Cl至C5)，其中一個(gè)部件在安裝狀態(tài)時(shí)和太陽能電池連接，并且它們之中的兩個(gè)部件與太陽能電池裝置的連接電纜(5a ;5b)連接，并且在下部件和上部件的另一部件中設(shè)置彼此連接的第二接觸元件(SI至S5)，在安裝狀態(tài)時(shí)所述第ニ接觸元件和第一接觸元件電接觸，并且彼此連接； 具有促動(dòng)器(17)，用于脫開下部件和上部件之間的機(jī)械連接，特別是使上部件從下部件完全崩開，并且用于分開第一和第二接觸元件以及和在輸入側(cè)配屬于促動(dòng)器且用于為促動(dòng)器產(chǎn)生控制信號(hào)的控制裝置(15)之間的接觸。
2.按照權(quán)利要求I所述的接線盒， 其中，設(shè)計(jì)促動(dòng)器(17)和/或第一(Cl到C5)和第二接觸元件(SI到S5)，從而下部件和上部件之間的機(jī)械連接的脫開使至少ー個(gè)連接電纜(5a ；5b)和太陽能電池裝置(27)的電連接分開。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的接線盒， 其中，配屬于促動(dòng)器的控制裝置(15)具有用于檢測太陽能電池裝置(27)的狀態(tài)參數(shù)的傳感器，并且設(shè)計(jì)所述控制裝置，從而在響應(yīng)表示太陽能電池裝置的非正常運(yùn)行狀態(tài)特征的傳感器信號(hào)時(shí)它起動(dòng)促動(dòng)器(17)。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的接線盒， 其中，配屬于促動(dòng)器的控制裝置(15)具有計(jì)時(shí)器，或者通信接ロ，并且設(shè)計(jì)所述控制裝置，從而在預(yù)定的時(shí)間段結(jié)束后，或者在達(dá)到規(guī)定的時(shí)刻時(shí)，或者根據(jù)經(jīng)過通信接ロ接收的起動(dòng)信號(hào)它起動(dòng)促動(dòng)器(17 )。
5.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒， 其中，促動(dòng)器(17)具有在下部件和上部件處于連接狀態(tài)時(shí)預(yù)緊的壓カ彈簧裝置(25)，所述壓カ彈簧裝置通過由控制裝置(15)可控制的保險(xiǎn)元件(23)保持在預(yù)緊狀態(tài)中。
6.按照權(quán)利要求5所述的接線盒， 其中，保險(xiǎn)元件具有通過電流可切斷的熔絲(23 )。
7.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒， 其中，第一接觸元件(Cl到C5)設(shè)置在下部件(3)中，并且在它安裝在太陽能電池裝置上的狀態(tài)時(shí)與太陽能電池，特別是與太陽能模塊的線固定連接，第二接觸元件(SI到S5)設(shè)置在上部件(7)中。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒， 其中，第一(Cl到C5)和第二接觸元件(SI到S5)設(shè)計(jì)為插接觸頭，所述插接觸頭當(dāng)上部件(7)安裝到下部件(3)上時(shí)彼此嚙合。
9.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒， 其中，設(shè)置用于在上部件(7)和下部件(3)之間，或者在上部件和太陽能電池裝置的機(jī)械支架之間的機(jī)械卡鎖的卡鎖裝置(9 ;11)，其同時(shí)將第一(Cl到C5)和第二接觸元件(SI到S5)保持在彼此嚙合之中，并且其中，設(shè)計(jì)促動(dòng)器，從而它克服卡鎖裝置的保持力。
10.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒，其中，在下部件(3)的內(nèi)腔室中，所述內(nèi)腔室在連接狀態(tài)時(shí)被上部件(7)蓋住，設(shè)置永久的信號(hào)標(biāo)識(shí)(18)或者在下部件和上部件之間的機(jī)械連接松開時(shí)被激活的裝置，以便產(chǎn)生信號(hào)標(biāo)識(shí)，以易于識(shí)別上部件被崩開的狀態(tài)。
11.太陽能電池裝置，特別是太陽能模塊，具有按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的接線盒。
全文摘要
太陽能電池裝置的，特別是太陽能模塊的接線盒，具有大量多排連接的太陽能電池，其中，接線盒包括下部件和與它分開的，且與下部件機(jī)械連接的上部件，并且在下部件和上部件中的一個(gè)部件中設(shè)置第一接觸元件，其中，部件在安裝狀態(tài)時(shí)和太陽能電池連接，并且它們之中的兩個(gè)部件與太陽能電池裝置的連接電纜連接，并且在下部件和上部件的另一部件中設(shè)置彼此連接的第二連接元件，在安裝狀態(tài)時(shí)，所述第二接觸元件和第一接觸元件電接觸，并且彼此連接；具有促動(dòng)器，用于脫開下部件和上部件之間的機(jī)械連接，特別是使上部件和下部件完全崩開，并且用于分開第一和第二接觸元件以及和在輸入側(cè)配屬于促動(dòng)器，且用于為促動(dòng)器產(chǎn)生控制信號(hào)的控制裝置之間的接觸。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102683448SQ20121005932
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
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