專利名稱：太陽(yáng)能應(yīng)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助于太陽(yáng)能電池應(yīng)用太陽(yáng)能的裝置，由此涉及到太陽(yáng)能電池在一個(gè)支承結(jié)構(gòu)上的配置。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種對(duì)于太陽(yáng)能電池在支承結(jié)構(gòu)上的配置特別合適的符合目的的配置結(jié)構(gòu)，這種配置結(jié)構(gòu)應(yīng)是高強(qiáng)度的而其重量極輕，最好能與水上運(yùn)輸工具的甲板組成一體。應(yīng)該以盡可能簡(jiǎn)單的方式配置獲取能量的太陽(yáng)能電池，以便使配置太陽(yáng)能電池的費(fèi)用保持在可以承受得了的范圍內(nèi)，這種配置應(yīng)該在采用很少的且不易出故障的工具或手段下完成。另一個(gè)主要目的是這種太陽(yáng)能電池的配置結(jié)構(gòu)的重量應(yīng)盡可能的輕，以便這種結(jié)構(gòu)除了特殊的應(yīng)用情況外還可以通用。
為了盡可能在最大限度上實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，在本發(fā)明中采用了無框架地封裝的太陽(yáng)能電池，即所謂太陽(yáng)電池板(Solarlaminaten)和一個(gè)安裝和固定這些太陽(yáng)能電池的支承結(jié)構(gòu)。最好是在支承結(jié)構(gòu)上安裝數(shù)個(gè)這種太陽(yáng)電池板，并且特別地借助于一種平滑地張緊在支承結(jié)構(gòu)上的并且沿支承結(jié)構(gòu)的邊緣固定的透明薄膜將這些太陽(yáng)電池板固定在支承結(jié)構(gòu)的上表面上。
下面對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較詳細(xì)的說明。


圖1 一個(gè)按照本發(fā)明裝備了太陽(yáng)能應(yīng)用裝置的船型側(cè)面圖;
圖2 一塊按照本發(fā)明應(yīng)用的太陽(yáng)電池板;
圖3 一種按照本發(fā)明的太陽(yáng)能電池配置結(jié)構(gòu)的橫截面圖，它通過圖1所示的裝有太陽(yáng)電池板的船的兩個(gè)頂板(蓋)中的一個(gè)。
一個(gè)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的船3的前甲板1和頂板2的上表面上裝有封裝的太陽(yáng)能電池。這些太陽(yáng)能電池做成沒有周圍框架的太陽(yáng)電池板，即太陽(yáng)電池模塊。數(shù)個(gè)太陽(yáng)能電池4按照一定的方式，最好是沿一列或者也可以沿相互交叉的數(shù)列前后左右排列地封裝在一個(gè)透光的薄膜帶5中或者封裝在一個(gè)相應(yīng)的薄板中，也就是說，薄膜帶5或薄板將這些電池4的全部表面都包封住，其中包封著電池4的薄膜帶5或薄板可以由兩個(gè)上下疊在一起相互間平面相連的單個(gè)薄膜帶或薄板組成，太陽(yáng)能電池4保持在它們之間。其中的一個(gè)在已裝入的狀態(tài)向著太陽(yáng)照射方向的薄膜帶或薄板由透光材料組成的，另一個(gè)薄膜帶或薄板可以由同樣的材料或者必要時(shí)由另一種材料組成，還可能采用不透光的材料制做。這種“太陽(yáng)電池板”4、5的太陽(yáng)能電池是相互電連接的，它們有一個(gè)公共的電流輸出接頭6。通常情況下，這種太陽(yáng)電池板的周邊上要裝上一個(gè)板條(或框架)，而在本發(fā)明中采用的是無框架的太陽(yáng)電池板，也就是說沒有設(shè)置板條。在頂板和前甲板上都安裝了一組組排列的許多這種太陽(yáng)電池板，并且它們相互間是電連接的。
為了容納或安裝已封裝的太陽(yáng)能電池，前甲板1和/或頂板2本身可以作為支承結(jié)構(gòu)來使用。頂板及前甲板設(shè)計(jì)成所謂的夾層結(jié)構(gòu)，在這種夾層結(jié)構(gòu)中，一個(gè)上甲板和一個(gè)下甲板之間設(shè)置了固體泡沫，使之相互保持一定的間距，并且通過使用固體泡沫在整個(gè)平面上與上下甲板相連而加強(qiáng)了其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。按照本發(fā)明，預(yù)制的且最好是通過合理布局而設(shè)計(jì)制造的固體泡沫7設(shè)置在兩個(gè)墊子8、9(例如用穩(wěn)定纖維材料制做的墊子)之間。固體泡沫7中設(shè)有一些通孔10，通孔10在泡沫7的兩個(gè)表面之間與墊子平面相垂直的延伸。在其中的一個(gè)墊子的外側(cè)上涂上處于流動(dòng)狀態(tài)的的合成樹脂，而在另一個(gè)墊子的外側(cè)上加上一個(gè)真空(或低壓)，使得合成樹脂通過第一個(gè)墊子，通孔10和第二個(gè)墊子而吸入，這樣當(dāng)合成樹脂凝固后就形成了一個(gè)由兩個(gè)墊子8、9和固體泡沫7組成的具有極平滑的堅(jiān)固表面的連接體。這樣制做的夾層結(jié)構(gòu)本身足已知的，因此，在此不必作更詳細(xì)的說明。在本發(fā)明中應(yīng)用的夾層結(jié)構(gòu)中，上甲板不是平的，而是制做成波狀的，以便保證，一方面支撐太陽(yáng)能電池，另一方面對(duì)其冷卻，其中，由其形狀形成的周壁通道(波凹)同時(shí)或交替地用于容納電氣部件和電纜。按照目的要求，這些波凹向內(nèi)朝底部方向錐形地逐漸變窄。這些波形基本是直角的。其各角可以是倒圓角的。
通過上甲板或上墊子的形狀在縱向上達(dá)到了一個(gè)極高的強(qiáng)度，而在橫向上強(qiáng)度是通過上、下甲板或墊子8、9與位于其間的固體泡沫7相連接而達(dá)到的。用于安裝已封裝的太陽(yáng)能電池4、5的支座體的結(jié)構(gòu)是自身支承的，不需要任何其它支座結(jié)構(gòu)。
支承結(jié)構(gòu)及支座體的制做是與下甲板9和成型上甲板8以及位于其間的固體泡沫7在同一步驟中完成的，因此可以實(shí)現(xiàn)成本低的成批生產(chǎn)。
每塊太陽(yáng)電池板都放置在支承結(jié)構(gòu)的凹陷邊緣12上，該凹陷的深度對(duì)應(yīng)于太陽(yáng)電池板的厚度，因此太陽(yáng)電池板和包圍著太陽(yáng)電池板的支承結(jié)構(gòu)位于一個(gè)最多是淺平拱形的水平面中。
然后由一個(gè)薄膜13將已封裝的太陽(yáng)能電池固定住。薄膜13是無氣孔(或氣泡)無皺折地且按照目的要求張緊地鋪在太陽(yáng)電池板和支承結(jié)構(gòu)的各邊緣上，并且用一種溶水粘膠劑將其粘固。一張相應(yīng)尺寸的薄膜(在一些情況，它可以由多個(gè)單獨(dú)的薄膜帶組成)可以將前甲板或頂板上的太陽(yáng)電池板固定在各個(gè)相應(yīng)的支承結(jié)構(gòu)上，或者，這些太陽(yáng)電池板也可以組成一些組，每組的太陽(yáng)電池板由一張薄膜固定。一塊太陽(yáng)電池板4、5中所裝的太陽(yáng)能電池?cái)?shù)目視具體情況而定，在某些情況下也可以只封裝一個(gè)太陽(yáng)能電池。
所用的薄膜本身上是商業(yè)上通用的。薄膜應(yīng)該是高強(qiáng)度的高透光性的，對(duì)紫外線有極高的耐光性以及耐刮性(或耐劃痕性)。在鋪設(shè)之前其一面上涂上一層水溶性粘膠劑。
如果薄膜是無氣孔的，并且用粘膠劑粘貼在相配的太陽(yáng)電池板上，那么不會(huì)因光的反射產(chǎn)生任何損失。而總的損失是極小的，以致于薄膜不會(huì)(或者在極小的程度上)影響太陽(yáng)電池板的效率。
在鋪裝薄膜之前，與薄膜相接觸的部件或部分被潤(rùn)濕，以使粘膠劑起作用。
總體上來說本發(fā)明提供了一種配置結(jié)構(gòu)或裝置，它由很少的，工作可靠的價(jià)格低的部件組成，其組裝費(fèi)用極低。該配置結(jié)構(gòu)或裝置的工作壽命較長(zhǎng)，但如果某個(gè)太陽(yáng)電池板被損壞，可以暫時(shí)地取下薄膜，在一定情況下也可以只取下一部分薄膜，對(duì)電池板進(jìn)行修理或更換。這樣，配置結(jié)構(gòu)又可以同樣簡(jiǎn)單地重新工作，雖然薄膜用來防止電池板向上脫離支承結(jié)構(gòu)是一種理想的手段，但這樣并不是唯一的手段。
為了避免張力過大以及彌補(bǔ)可能存在的尺寸偏差，太陽(yáng)電池板經(jīng)一種彈性墊片如橡膠條14(MOOSgummistreifen)或類似物而支撐在支承結(jié)構(gòu)上。尤其是在太陽(yáng)電池板和支承結(jié)構(gòu)的緣邊之間的這種橡膠條此外還防止了在太陽(yáng)電池板和支承結(jié)構(gòu)之間滲入水分。此外，用彈性持久的密封材料15(例如硅橡膠)充填間隙也起到防潮的目的。
泡沫材料支座體7可以是整體的，也可以由多塊構(gòu)成。
總體上來說，本發(fā)明的特征在于由數(shù)個(gè)太陽(yáng)能電池組成無框架的太陽(yáng)電池板，這些太陽(yáng)能電池相互并排地交替地封裝在一個(gè)薄膜或板形支座中，支座的至少朝向陽(yáng)光的一側(cè)是透光的，并且是平的。上述太陽(yáng)能電池板被置于一個(gè)支承結(jié)構(gòu)中，它是一個(gè)夾層結(jié)構(gòu)，例如可由兩個(gè)甲板層和一個(gè)支座泡沫層組成，形成一個(gè)環(huán)形凹陷緣邊，太陽(yáng)電池板與支承結(jié)構(gòu)的上表面齊平地安置在該凹緣上，該凹緣在兩個(gè)平行的緣邊部分之間是波形的，以便在較高位置的部分上支撐太陽(yáng)電池板，而使其較深位置處的部分用于引導(dǎo)冷卻介質(zhì)和安放輸能部件的通道。
權(quán)利要求
1.借助于太陽(yáng)能電池應(yīng)用太陽(yáng)能的裝置，其中，這些太陽(yáng)能電池配置在一個(gè)支承結(jié)構(gòu)中，它們相互電連接在一起并有一個(gè)輸出電能的外部接頭，其特征在于，無框架的太陽(yáng)電池板的部件是數(shù)個(gè)太陽(yáng)能電池，這些太陽(yáng)能電池相互并排地封裝在一個(gè)薄膜形或板形支座中，該支座的至少朝向太陽(yáng)光線的一側(cè)是平的和透光的，該太陽(yáng)電池板位于支承結(jié)構(gòu)中，該支承結(jié)構(gòu)由兩個(gè)甲板層和一個(gè)支座泡沫層組成，形成一個(gè)環(huán)形凹陷緣邊，太陽(yáng)電池板與支承結(jié)構(gòu)的上表面齊平地安置在該凹陷緣邊上，該凹陷緣邊在兩個(gè)平行的緣邊部分之間是波形的，以便在較高位置的部分上支撐太陽(yáng)電池板，而使其較深位置處的部分用作引導(dǎo)冷卻介質(zhì)和安放輸能部件的通道。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，太陽(yáng)電池板(4、5)與支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)固定相連。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，數(shù)個(gè)太陽(yáng)電池板(4、5)相互并排地配置在一個(gè)公共的支承結(jié)構(gòu)中。
4.按照權(quán)利要求2或3的裝置，其特征在于，太陽(yáng)電池板和支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)之間的連接通過一種透光的，抗擴(kuò)張，有抵抗力的薄膜(13)來實(shí)現(xiàn)，該薄膜無氣孔無皺折地且張緊地固裝在太陽(yáng)電池板旁的支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)的上表面上和太陽(yáng)電池板(4、5)本身上。
5.按照權(quán)利要求3或4的裝置，其特征在于，薄膜(13)粘貼在太陽(yáng)電池板(4、5)和支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)上。
6.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，薄膜(13)用一種水溶性粘膠劑粘則。
7.按照權(quán)利要求1至6中之一的裝置，其特征在于，太陽(yáng)電池板(4、5)經(jīng)一個(gè)彈性墊片(14)支撐在支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)上。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，墊片由一個(gè)或相應(yīng)的多個(gè)(苔)橡膠帶(14)制成。
9.按照權(quán)利要求1至8中之一的裝置，其特征在于，太陽(yáng)電池板(4、5)和支承結(jié)構(gòu)(7、8、9)之間的間隙由一種彈性持久的材料(15)，例如硅橡膠或合成橡膠進(jìn)行密封。
10.按照權(quán)利要求1至9中之一的裝置，其特征在于，所述波形基本上是直角的。
11.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，波形的角是倒圓了的，波凹朝底部方向是錐形地逐漸變窄的。
12.按照權(quán)利要求1至11中之一的裝置，其特征在于，太陽(yáng)電池板組件和支承結(jié)構(gòu)是船(3)的一個(gè)位于陽(yáng)光照射下的水平的表面或必要時(shí)是一個(gè)淺平拱形的表面(1、2)。
13.按照權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，所述表面是一個(gè)可讓人走的甲板面(1)。
14.按照權(quán)利要求1至13中之一的裝置，其特征在于，支承結(jié)構(gòu)由兩個(gè)穩(wěn)定纖維墊子組成，兩個(gè)墊子之間設(shè)置預(yù)制好的泡沫材料成型件，這些成型件包圍住上下表面之間的朝著墊子平面垂直延伸的連接通道并且通過合成樹脂與墊子相連，該合成樹脂在可流動(dòng)的狀態(tài)下涂到一個(gè)墊子的外表面上，經(jīng)真空方法抽吸而流過該墊子，連接通道以及另一個(gè)墊子，然后被凝固起來，這樣，支承結(jié)構(gòu)的兩個(gè)上表面是由樹脂浸漬的特別光滑的穩(wěn)定纖維墊子組成。
全文摘要
一種借助于太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能應(yīng)用裝置。5、1之間數(shù)個(gè)太陽(yáng)能電池組成一個(gè)無框架的太陽(yáng)電池板，這些電池并排地封裝在一個(gè)薄膜狀或板狀支座中。電池板位于一個(gè)由兩個(gè)甲板層和一個(gè)泡沫層組成的支承結(jié)構(gòu)中，在支承電池板的兩個(gè)平行緣邊部分之間是波形的，以便在較高處的部分上支撐太陽(yáng)電池板，而在較深的部分中用作引導(dǎo)冷卻介質(zhì)和安放輸能部件的通道。
文檔編號(hào)H01L31/042GK1057898SQ91104480
公開日1992年1月15日 申請(qǐng)日期1991年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月4日
發(fā)明者魯杰克·安里斯, 施奈德·斯特番 申請(qǐng)人:約瑟夫·比克有限公司施奧泰爾船廠