CAJA DE CONEXIONES Y EMPALMES ELÉCTRICOS PARA UN MÓDULO DE CÉLULAS SOLARES.

Caja de conexiones y empalmes eléctricos para un módulo de células solares,

a base de células solares conectadas mediante conductores planos delgados (5), con una carcasa, y unas instalaciones eléctricas y/o electrónicas previstas en la carcasa, así como por lo menos un dispositivo de conexión (1) previsto en la carcasa y que presenta por lo menos un sistema de apriete (3), estando realizado y dispuesto el sistema de apriete (3) para establecer un contacto de presión, de tal modo que por lo menos uno de los conductores planos delgados (5) que salen del módulo de células solares se pueda introducir en dos sentidos de inserción opuestos entre sí en el sistema de apriete (3), caracterizada porque el sistema de apriete (3) está realizado en forma de Ω, con dos brazos de apriete (6) unidos por medio de un tramo del fondo (10) dispuesto en la zona del fondo del sistema de apriete (3), que convergen entre sí en sentido hacia un tramo de apriete del sistema de apriete (3) y que por sus lados extremos pasan a unas rampas de inserción divergentes, de modo que el sistema de apriete (3) presenta en el tramo de apriete una sección que tiene esencialmente forma de X

La invención se refiere a una caja de conexiones y empalmes eléctricos para un módulo de células solares, constituido por células solares conectadas por medio de bandas conductoras delgadas, con una carcasa, y con instalaciones eléctricas y/o electrónicas previstas en la carcasa, así como por lo menos un dispositivo de conexión eléctrica situado en la carcasa y que presenta por lo menos un sistema de apriete.

Dado que la tensión de salida de cada una de las células solares por lo general es demasiado reducida para poder hacer funcionar equipos eléctricos tales como aparatos electrodomésticos o aparatos similares, se interconectan por lo general varias células solares para formar módulos de células solares. Para ello existe por una parte la posibilidad de conectar las células solares en serie en el módulo de células solares, y por otra parte la posibilidad de conectar las células solares en paralelo. Mediante la conexión en paralelo de las células solares se suman las distintas intensidades de las células solares para dar lugar a una intensidad total. Ahora bien, para ello las células solares conectadas en paralelo deben presentar esencialmente las mismas características físicas, de modo que en la práctica apenas se ha impuesto la conexión en paralelo de células solares, en particular dado que también una única célula solar ya puede suministrar una corriente de varios amperios.

Por este motivo, al efectuar la interconexión de módulos de células solares con células solares individuales, las células solares se conectan con frecuencia en serie. Sin embargo ahí puede surgir un problema si un módulo de células solares se desconecta parcialmente, es decir si una célula solar o unas células solares del módulo de células solares reciben menos radiación solar o incluso ninguna. El motivo de una menor irradiación solar puede estar p.ej. en la suciedad de las células solares o en sombras producidas por árboles, instalaciones de edificios o edificios.

A diferencia de un ensombrecimiento uniforme del módulo solar en toda su superficie, que sólo da lugar a una disminución de potencia en conjunto, en caso de un ensombrecimiento parcial surge sin embargo el siguiente problema: A través de las células solares del módulo de células solares conectadas en serie pasa una corriente común, donde cada una de las células solares contribuye con su tensión respectiva a la tensión total del módulo de células solares. Si ahora se ensombrece una célula solar, entonces ésta deja de generar corriente y prácticamente opone al paso de corriente en el módulo de células solares un diodo en sentido de bloqueo. Pero esto significa que el conjunto del módulo ya no puede suministrar corriente, por lo que está perjudicada la función global del módulo de células solares. [0005] Además hay que tener en cuenta que en la célula solar ensombrecida está aplicada una tensión que depende de la posición de la célula solar ensombrecida dentro del circuito en serie. Si esta tensión presente en la célula solar ensombrecida es mayor que su tensión de bloqueo entonces llega a producirse en la célula solar una descarga disruptiva y con ello un daño permanente de la célula solar. Incluso si no se llegase a producir ningún daño de la célula solar a causa de la descarga disruptiva, se convierte en la célula solar ensombrecida una gran potencia de pérdidas, de modo que la célula solar ensombrecida se calienta. También un calentamiento de este tipo puede llegar a producir daños en la célula solar ensombrecida y en sus células solares contiguas.

Con el fin de evitar la problemática debida a las células solares parcialmente ensombrecidas se emplean con frecuencia diodos, los llamados diodos de bypass, que se conectan en conexión antiparalela con las células solares. De este modo se consigue que si bien una célula solar ensombrecida ya no contribuye a la tensión total del módulo de células solares, sin embargo se mantiene a pesar de ello el paso de corriente. El módulo de células solares presenta por lo tanto únicamente una tensión de servicio reducida, pero no se produce un corte total. Además, en la célula solar desconectada deja de producirse una conversión de potencia, de modo que se puede evitar que la célula solar ensombrecida sufra daños.

En principio podría haber un diodo asignado exactamente a cada célula solar de un módulo de células solares. Pero con frecuencia se procede de modo que una pluralidad de células solares conectadas en serie esté protegida por un diodo común. Las cajas de conexiones y empalmes eléctricas que se utilicen para los módulos solares presentan por lo tanto en general siempre una pluralidad de diodos de bypass. En las cajas de conexiones y empalmes eléctricos pueden estar previstas además otras instalaciones eléctricas y/o electrónicas, de modo que el conductor que llega a la caja de conexiones y empalmes eléctricos se ha de unir con las instalaciones eléctricas y/o electrónicas, tales como los diodos de bypass.

Las células solares de un módulo de células solares están unidas entre sí por lo general por medio de unos conductores planos delgados, denominados Strings. Estos conductores planos presentan típicamente un espesor de pocas décimas de milímetro (aprox. 0,3 mm) y una anchura de pocos milímetros (aprox. 3-8 mm). Estos conductores planos que unen entre sí las distintas células solares de un módulo de células solares se conducen fuera del módulo de células solares, de tal modo que los delgados conductores planos se pueden emplear directamente para fines de conexión.

Los diodos de bypass están situados por lo general sobre una tarjeta de circuito que está unida con un dispositivo de conexión de la caja de conexiones y empalmes. El dispositivo de conexión está unido con el módulo de células solares a través de por lo menos un conductor

plano.

Para realizar la conexión se introducen los conductores planos típicamente en la caja de conexiones y empalmes eléctricos desde la parte inferior, que lleva una tapa desmontable, de modo que los distintos conductores planos se han de contactar a mano con el dispositivo de conexión eléctrica previsto en la caja de conexiones y empalmes. Para ello los delgados conductores planos que llegan del módulo de células solares, procedentes por abajo con respecto a la caja de conexiones y empalmes, por lo general se doblan 180° y a continuación se conectan en el dispositivo de conexión por medio de un sistema de apriete, procedentes desde arriba. No hay ningún problema para doblar los conductores de este modo ya que los delgados conductores planos, que son típicamente de metal, presentan gran flexibilidad gracias a sus dimensiones, en particular a su reducido espesor. Ahora bien, esta forma de proceder es muy compleja y requiere mucho tiempo, y no es posible evitar sin más que se produzcan errores de conexión. Además de esto, en las cajas de conexiones y empalmes conocidas existe el inconveniente de que debido a las limitadas dimensiones exteriores de la carcasa, por lo general las instalaciones eléctricas y electrónicas situadas en el interior de la caja de conexiones y empalmes y el dispositivo de conexión tienen que estar dispuestos entre sí. De este modo hay disponible para la conexión de los conductores planos un espacio libre muy reducido, lo que dificulta la operación de conexionado.

El documento EP 1 501 157 A2 describe una caja de conexiones con dispositivos de sujeción para sujetar cada uno un elemento de contacto, que presenta cada uno una pieza plana con dos brazos elásticos que convergen entre sí, rectos y paralelos a la pieza plana, y que formando un ángulo agudo constituyen una zona de contacto. La zona de contacto es adecuada para establecer contacto con un contacto rígido de un panel solar y presenta para ello una zona frontal y una zona inferior. En la zona frontal, los brazos elásticos divergen en línea recta. La inserción de un contacto rígido de un panel solar puede realizarse tanto desde la zona frontal como desde la zona inferior.

El documento EP 1 501 133 describe una caja de conexiones con una carcasa. Sobre el fondo de la carcasa, en el interior de la carcasa, están dispuestas unas barras de corriente, cada una con un elemento de contacto, presentando cada elemento de contacto una carcasa de contacto para el paso de los conductores eléctricos de un panel solar.

El objetivo de la invención es por lo tanto describir una caja de conexiones y empalmes eléctricos para un módulo de células solares, con la cual se pueda realizar una conexión sencilla y segura...

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Caja de conexiones y empalmes eléctricos para un módulo de células solares, a base de células solares conectadas mediante conductores planos delgados (5), con una carcasa, y unas instalaciones eléctricas y/o electrónicas previstas en la carcasa, así como por lo menos un dispositivo de conexión (1) previsto en la carcasa y que presenta por lo menos un sistema de apriete (3), estando realizado y dispuesto el sistema de apriete (3) para establecer un contacto de presión, de tal modo que por lo menos uno de los conductores planos delgados (5) que salen del módulo de células solares se pueda introducir en dos sentidos de inserción opuestos entre sí en el sistema de apriete (3), caracterizada porque el sistema de apriete (3) está realizado en forma de º, con dos brazos de apriete (6) unidos por medio de un tramo del fondo (10) dispuesto en la zona del fondo del sistema de apriete (3), que convergen entre sí en sentido hacia un tramo de apriete del sistema de apriete (3) y que por sus lados extremos pasan a unas rampas de inserción divergentes, de modo que el sistema de apriete (3) presenta en el tramo de apriete una sección que tiene esencialmente forma de X.

Caja de conexiones y empalmes eléctricos para un módulo de células solares a base de células solares conectadas mediante conductores planos delgados (5), con una carcasa y unas instalaciones eléctricas y/o electrónicas previstas en la carcasa así como por lo menos un dispositivo de conexión eléctrica (1) que presenta un sistema de apriete (3), estando el sistema de apriete (3) realizado y dispuesto de tal modo que se pueda establecer un contacto de presión con por lo menos un conductor plano (5) como también un contacto de presión con por lo menos un conductor de conexión (7) preferentemente de sección circular, de un componente electrónico, en particular un conductor de conexión (7) de un diodo de bypass (8), mediante la inserción del conductor plano (5) o del conductor de conexión (7) en el sistema de apriete (3), caracterizado porque el sistema de apriete (3) está realizado en forma de º, y dos brazos de apriete (6) unidos por medio de un tramo del fondo (10) dispuesto en la zona del fondo del sistema de apriete (3), que convergen entre sí en sentido hacia un tramo de apriete del sistema de apriete (3) y que por el lado extremo pasan a unas rampas de inserción divergentes, de modo que el sistema de apriete (3) presenta en el tramo de apriete una sección esencialmente en forma de X.

Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores,

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caracterizada porque está previsto por lo menos un tramo de inserción (11) por el lado del fondo del sistema de apriete (3) para un conductor plano (5), y porque en la zona del tramo de inserción (11) los brazos de apriete (6) no están unidos entre sí.

4. Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tramo de inserción (11) del lado del fondo se extiende, partiendo en dirección longitudinal del tramo de apriete (3), desde los lados longitudinales de los brazos de apriete (6) en sentido hacia la zona central de los brazos de apriete (6).

5. Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el brazo de apriete (6) presenta en el tramo de apriete por lo menos un tramo de inserción adicional (9) para el conductor de conexión (7), abombado hacia el exterior y preferentemente en forma de casquete, y que también de modo preferente el otro tramo de inserción (9) de uno de los brazos de apriete (6) y el otro tramo de inserción (9) del otro tramo de apriete (6) están dispuestos enfrentados entre sí.

6. Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de conexión (1) presenta una barra de corriente (2), y que sobre la barra de corriente (2) están encajados a presión preferentemente dos sistemas de apriete (3), que a través de la barra de corriente (2) se puede establecer un contacto conductor entre por lo menos un cable plano (5) introducido en el primer sistema de apriete (3) y por lo menos un conductor de conexión (7) introducido en el segundo sistema de apriete (3).

7. Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la barra de corriente (2) está realizada en forma de pletina, con unos tramos finales de la pletina dispuestos preferentemente esencialmente perpendiculares entre sí, y que también preferentemente en ambos tramos finales de la pletina están previstos sendos sistemas de apriete (3).

8. Caja de conexiones y empalmes según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la barra de corriente (2) está realizada esencialmente en forma de U, y presenta un brazo conductor recto (12) y un brazo conductor acodado (13).

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