Procedimiento y dispositivo para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos.

Dispositivo para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos, constituidos por un marco de módulo, un panel de lentes, un panel de portasensores y un tendido de cableado eléctrico, con las características siguientes:

a) un equipo de contactado con láser para unir sin contacto físico líneas de unión entre los distintos sensores

(11) y elementos de unión (17) y placas de contacto colectoras (19), en donde el tendido de cableado sobre el panel de portasensores (13) presenta como estructura básica respectivos sensores CPV en conexión en paralelo, y estos circuitos en paralelo están conectados en serie, y en donde las líneas de unión eléctricas, los elementos de unión (17) y las placas de contacto colectoras (19) que deben aplicarse sobre el panel de portasensores (13) se extraen automáticamente de un almacén de reserva y se llevan a la zona de unos medios de retención correspondientes, y en donde, antes de la unión por medio de un equipo de contactado con láser, se inmovilizan las partes conjugadas de contactado en su posición nominal con ayuda de unos medios retención automáticamente controlados, y en donde el equipo de contactado con láser asegura que los dos conductores a unir no sean tocados por la herramienta de unión, se calienten tan solo durante muy breve tiempo y, por este motivo, casi no se deformen, y en donde se orienta el posicionamiento de los medios de retención bajo control de láser en unas marcas del módulo concentrador,

b) un equipo para la comprobación de propiedades eléctricas, en donde unos sensores CPV (11) se solicitan ellos mismos con una tensión determinada y se capta y evalúa la luz emitida por ellos a través de las lentes (15), subsanándose los defectos de producción reconocidos,

c) un equipo de comprobación de estanqueidad (5) de módulos concentradores terminados, solicitándose éstos con aire comprimido en su interior y comprobándose la emisión del aire comprimido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2012/001159.

Solicitante: GRENZEBACH MASCHINENBAU GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Albanusstrasse 1-3 86663 Asbach-Baeumenheim ALEMANIA.

Inventor/es: SCHMID, MARKUS, FEINEIS,ALEXANDER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos para verificar propiedades eléctricas;... > G01R31/40 (Ensayo de fuentes de alimentación (pruebas de dispositivos fotovoltaicos H02S 50/10))

PDF original: ES-2548552_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos.

En el campo de la fotovoltaica existen ya desde hace muchos años incentivos para trabajar con radiación solar concentrada. En este caso, se concentra la radiación del sol por medio de espejos y/o lentes y se la dirige hacia células solares concentradoras. Sistemas correspondientes de fotovoltaica concentradora (Concentrating Photovoltaics, CPV) se están ensayando usualmente en el instituto español de investigación solar denominado Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC) en Castilla, en la localidad de Puertollano. Éstos concentran la luz solar con lentes o espejos hasta una intensidad cuatrocientas a mil veces mayor antes de que incida en pequeñas células solares que son netamente más eficientes que las células solares clásicas de silicio.

A este respecto, se cita el siguiente estado de la técnica tomado de la literatura de patentes. Los documentos US2005/217718 A y US2011/107887 A describen módulos concentradores.

En el documento US 4 834 805 A se revela un módulo energético fotovoltaico, sustancialmente con las características siguientes.

Una disposición de células fotovoltaicas de cristal semiconductor distribuidas en lugares de ubicación de células individuales en un sustrato estratificado, estando confinadas éstas células por dos capas eléctricamente conductoras y separadas por medio de una capa aislante. Asimismo, este módulo consta de una capa transportadora de luz constituida por lentes que está dispuesta a cierta distancia del sustrato estratificado, enfocándose en el sustrato por medio de las lentes la radiación incidente en la capa transportadora de luz y ascendiendo el espesor total de la capa de lentes, la capa del sustrato y el espacio entre ellas a aproximadamente 2 pulgadas.

Se conoce por el documento DE 10 2006 007 472 A1 un módulo concentrador fotovoltaico con una placa de lentes y una placa de suelo, sobre la cual están alojadas células solares, así como un marco, estando dispuesto el marco de manera que une la placa de lentes y la placa de suelo y discurre a lo largo del borde de la placa de lentes y la placa de suelo.

Este módulo concentrador conocido puede mejorarse en el sentido de que pueda fabricarse a bajo coste, sea de larga vida útil y permita integrar de manera sencilla y flexible unos componentes adicionales que no pueden alojarse en la placa de lentes o en la placa de suelo o solo pueden serlo con dificultad. Además, se pretende desarrollar un procedimiento que haga posible la fabricación de tales módulos concentradores.

El problema aquí planteado se resuelve por el hecho de que a lo largo del marco están dispuestas entre la placa de lentes y el marco y/o entre la placa de suelo y el marco, por un lado, al menos una primera masa de sellado y/o una primera masa de pegado y, por otro lado, al menos una segunda masa de sellado que discurren al menos en una parte de la longitud del marco, diferenciándose las dos masas de sellado y/o de pegado respecto de su tiempo de endurecimiento y/o su permeabilidad a gas.

En la reivindicación 57 se reivindica un procedimiento para fabricar un módulo concentrador fotovoltaico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se distingue por las características siguientes.

A saber, que se dispone un marco, que une una placa de lentes y una placa de suelo, a lo largo del borde de la placa de lentes y la placa de suelo, y que entre el marco y la placa de lentes y/o entre el marco y la placa de suelo se introducen, por un lado, al menos una primera masa de sellado y/o una primera masa de pegado y, por otro lado, al menos una segunda masa de sellado que discurren a lo largo del marco sobre al menos una parte de su longitud, diferenciándose las dos masas de sellado y/o de pegado en cuanto a sus tiempos de endurecimiento y/o sus permeabilidades a gas.

No se puede deducir aquí que una de las masas de pegado sirve para la inmovilización de una placa durante el proceso de fabricación por medio de luz UV.

El documento DE 10 2010 016 675 A1 describe un módulo fotovoltaico, un procedimiento para unir eléctricamente una pluralidad de células fotovoltaicas y un equipo para unir eléctricamente una pluralidad de células fotovoltaicas.

Según la reivindicación 11, se reivindica aquí un procedimiento para unir eléctricamente una pluralidad de células fotovoltaicas, presentando el procedimiento las características siguientes:

1) aplicar una primera pluralidad de hilos de contacto sobre un lado delantero de una primera célula fotovoltaica, 2) aplicar una segunda pluralidad de hilos de contacto sobre un lado trasero de la primera célula fotovoltaica, 3) aplicar la primera pluralidad de hilos de contacto sobre un lado trasero de una segunda célula fotovoltaica y

4) aplicar la segunda pluralidad de hilos de contacto sobre un lado delantero de la segunda célula fotovoltaica, en donde 5) la primera pluralidad de hilos de contacto y la segunda pluralidad de hilos de contacto se disponen decaladas una respecto de otra.

Como indicación afín al problema se puede deducir de este documento se pretende crear un módulo fotovoltaico mejorado, es decir que se pretende optimizar de forma combinada la estructura de contacto de la célula fotovoltaica y el número y la dimensión de las cintitas de contacto (hilos de contacto) .

El dispositivo y el procedimiento correspondiente se basan en el problema de presentar un dispositivo y un procedimiento con los que se puedan cablear industrialmente de una manera barata y fiable módulos concentradores industrialmente fabricados y se pueda realizar una comprobación final fiable, de modo que se consiga durante el funcionamiento práctico una alta estabilidad a largo plazo de un módulo concentrador.

Este problema se resuelve con un dispositivo según la Reivindicación 1: Dispositivo para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos, constituidos por un marco de módulo, un panel de lentes, un panel de portasensores y un tendido de cableado eléctrico, con las características siguientes:

a) un equipo de contactado con láser para unir sin contacto físico líneas de unión entre los distintos sensores (11) y elementos de unión (17) y placas de contacto colectoras (19) , en donde el tendido de cableado sobre el panel de portasensores (13) presenta como estructura básica 5 respectivos sensores CPV en conexión en paralelo, y estos circuitos en paralelo están conectados en serie, y en donde los elementos de unión eléctricos, los elementos de unión (17) y las placas de contacto colectoras (19) , que se deben aplicar sobre el panel de portasensores (13) , se extraen automáticamente de un almacén de reserva y se llevan a la zona de unos medios de retención correspondientes, y en donde, antes de la unión por medio de un equipo de contactado con láser, se inmovilizan las partes conjugadas de contactado en su posición nominal con ayuda de unos medios de retención automáticamente controlados, y en donde el equipo de contactado con láser asegura que los dos conductores a unir no sean tocados por la herramienta de unión, se calienten tan solo durante muy breve tiempo y, por este motivo, casi no se deformen, y en donde el posicionamiento de los medios de retención se orienta bajo control de láser en unas marcas del módulo concentrador, b) un equipo para comprobar propiedades eléctricas, en donde unos sensores CPV (11) son solicitados ellos mismos con una tensión determinada y se capta y valora la luz emitida por ellos a través de las lentes (15) , y en donde se subsanan los defectos de producción reconocidos, c) un equipo de comprobación de estanqueidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos, constituidos por un marco de módulo, un panel de lentes, un panel de portasensores y un tendido de cableado eléctrico, con las características siguientes:

a) un equipo de contactado con láser para unir sin contacto físico líneas de unión entre los distintos sensores (11) y elementos de unión (17) y placas de contacto colectoras (19) , en donde el tendido de cableado sobre el panel de portasensores (13) presenta como estructura básica 5 respectivos sensores CPV en conexión en paralelo, y estos circuitos en paralelo están conectados en serie, y en donde las líneas de unión eléctricas, los elementos de unión (17) y las placas de contacto colectoras (19) que deben aplicarse sobre el panel de portasensores (13) se extraen automáticamente de un almacén de reserva y se llevan a la zona de unos medios de retención correspondientes, y en donde, antes de la unión por medio de un equipo de contactado con láser, se inmovilizan las partes conjugadas de contactado en su posición nominal con ayuda de unos medios retención automáticamente controlados, y en donde el equipo de contactado con láser asegura que los dos conductores a unir no sean tocados por la herramienta de unión, se calienten tan solo durante muy breve tiempo y, por este motivo, casi no se deformen, y en donde se orienta el posicionamiento de los medios de retención bajo control de láser en unas marcas del módulo concentrador, b) un equipo para la comprobación de propiedades eléctricas, en donde unos sensores CPV (11) se solicitan ellos mismos con una tensión determinada y se capta y evalúa la luz emitida por ellos a través de las lentes (15) , subsanándose los defectos de producción reconocidos, c) un equipo de comprobación de estanqueidad (5) de módulos concentradores terminados, solicitándose éstos con aire comprimido en su interior y comprobándose la emisión del aire comprimido.

2. Procedimiento para el cableado industrial y la comprobación final de módulos concentradores fotovoltaicos, constituidos por un marco de módulo, un panel de lentes, un panel de portasensores y un tendido de cableado eléctrico, con las características siguientes:

a) después de la aplicación del panel de portasensores (13) , se lleva el módulo concentrador a la zona de producción del contactado eléctrico, b) se extraen de un respectivo almacén de reserva las líneas de unión, los elementos de unión (17) y las placas de contacto colectoras (19) necesarios, se les posiciona con ayuda de medios de retención automáticamente controlados y se les une de manera eléctricamente conductora por medio de un equipo de contacto con láser automáticamente controlado, c) se unen por técnicas de conexionado las placas de contacto colectoras (19) de los circuitos parciales contactados y se alimentan las líneas colectoras (8, 9) resultantes de esto a un elemento terminal externo, siendo el módulo concentrador provisto seguidamente de un panel de lentes (16) , d) a continuación, se alimenta el módulo concentrador a un equipo para la comprobación de propiedades eléctricas, solicitándose unos sensores CPV (11) ellos mismos con una tensión determinada y captándose y valorándose la luz emitida por ellos a través de las lentes (15) , e) seguidamente, se lleva el módulo concentrador a un equipo de comprobación de estanqueidad (5) de módulos concentradores terminados, solicitándose éstos con aire comprimido en su interior y comprobándose la emisión del aire comprimido, f) se emplean los resultados de la medición de la corriente luminosa generada y de la comprobación de estanqueidad para valorar la calidad del módulo concentrador en cuestión y se realiza una clasificación correspondiente.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que las líneas de unión eléctricas, los componentes de unión (17) y las placas de contacto colectoras (19) que se deben aplicar sobre el panel de portasensores (13) se extraen automáticamente de un almacén de reserva y se llevan a la zona de unos medios de retención correspondientes.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que, antes de la unión por medio del equipo de contactado con láser, se inmovilizan las partes conjugadas de contactado en su posición nominal con ayuda de unos medios de retención automáticamente controlados, y por que el equipo de contactado con láser asegura que los dos conductores a unir no sean tocados por la herramienta de unión, se calienten tan solo durante muy breve tiempo y, por este motivo, casi no se deformen.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que se orienta el

posicionamiento de los medios de retención bajo control de láser en unas marcas del módulo concentrador.