ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Российский патент 1996 года по МПК H01L31/42 

Изобретение относится к области прямого преобразования солнечной энергии в электрическую и может быть использовано в фотоэлектрических модулях, преимущественно с электрической мощностью десятки Вт.

Известен фотоэлектрический модуль, содержащий солнечные элементы, закрепленные в виде панелей на пористых неэлектропроводных листах и несущую ленту из полиэфирного волокна (см. патент США N 4677248, кл. Н 01 L 25/02, оп. 1987).

Недостатком известного фотоэлектрического модуля является сложность конструкции, которая обусловлена сложностью выполнения элементов крепления, при помощи которых панели солнечных элементов закреплены на последовательно возвышающихся проставках.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому фотоэлектрическому модулю является фотоэлектрический модуль, содержащий герметизированные панели солнечных элементов, профили с продольными пазами для панелей, фиксирующие элемент профилей и токоотводы (см. патент ФРГ N 3611542, кл. Н 01 L 31/04, оп. 1987).

Недостатком известного фотоэлектрического модуля является сложность и громоздкость конструкции, определяемые сложностью выполнения профилей, имеющих форму сложных фланцев, и большим количеством элементов крепления. При стыковке смежных панелей в известном фотоэлектрическом модуле используется большое количество профилей, окаймляющих каждую панель солнечных элементов, а для стыковки профилей смежных панелей приходится использовать большое количество фиксирующих элементов.

Изобретение направлено на упрощение конструкции фотоэлектрического модуля при одновременном упрощении его сборки.

Для достижения указанного технического результата в фотоэлектрический модуль, содержащий герметизированные панели солнечных элементов, профили с продольными пазами для панелей, фиксирующие элементы профилей и токоотводы, введены пластины из прозрачного материала, к которым через слой прозрачного материала присоединены панели солнечных элементов, причем профили смежных панелей, параллельные одной из сторон модуля, выполнены общими и профили, расположенные на периферии, выполнены общими для ряда пластин, при этом предпочтительно в продольных пазах профилей располагать периферические участки пластин, свободные от солнечных элементов.

В заявленном фотоэлектрическом модуле за счет введения пластин из прозрачного материала и присоединения к ним через слой прозрачного материала солнечных элементов удается обеспечить надежную фиксацию солнечных элементов к пластинам. Размещение периферических участков пластин, свободных от солнечных элементов в продольных пазах профилей, обеспечивает фиксацию пластин по отношению к профилям, при этом для надежности фиксации используются прокладки из упругого материала. Пластины в заявленном фотоэлектрическом модуле располагаются параллельно друг другу, при этом выполнение профилей для любых двух смежных пластин общими позволяет предельно снизить общее количество профилей и при стыковке этих пластин использовать минимальное количество фиксирующих элементов, поскольку пластины размещаются в продольных пазах, выполненных на противоположных сторонах общего профиля. Этой же цели способствует выполнение профилей, размещенных на периферии, общими для всех пластин, т.к. для фиксации пластин потребуется всего два таких профиля.

Приложенные чертежи изображают: общий вид конструкции фотоэлектрического модуля (вид сверху) фиг.1; вид сбоку фотоэлектрического модуля фиг. 2.

Фотоэлектрический модуль содержит: cолнечные элементы 1 (соединенные в виде панелей, см. выров на фиг. 1), пластины из прозрачного материала 2, профили с продольными пазами 3, 4, общие для смежных пластин, профили с продольными пазами 5, 6, параллельные им и расположенные на периферии, профили с продольными пазами 7, 8, размещенные на периферии и общие для всех пластин, фиксирующие элементы профилей 9, прокладки из упругого материала 10, которые размещены в продольных пазах профилей 11, 12, слой из прозрачного материала 13, через который солнечные элементы 1 присоединены к пластинам из прозрачного материала 2.

Солнечные элементы 1 предпочтительно выполнять из кремния. К пластинам 2 солнечные элементы 1 присоединяют через слой герметика материала, обладающего хорошей адгезией к кремнию и имеющего коэффициент прозрачности, близкий к коэффициенту прозрачности материала пластин 2. Профили 3-8 изготавливают преимущественно из алюминиевых сплавов, например, марки АД-31. Каждый профиль выполняется в виде рейки с продольными пазами на двух противоположных сторонах. Профили соединяют друг с другом фиксирующими элементами 9 (на фиг. 1 они изображены условно), выполненными, например, в виде самонарезающихся винтов. Токоотводы (не указаны), при помощи которых панели солнечных элементов 1 коммутируют между собой, располагаются в стенках профилей, а токоотводящие клеммы для присоединения электрической нагрузки размещены на тыльной стороне модуля (не указаны).

Фотоэлектрический модуль работает следующим образом. Солнечная энергия освещает пластины из прозрачного материала 2 и после прохождения слоя прозрачного материала 13, поступает на панели солнечных элементов 1, где происхоит прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. При освещаемой площади панелей солнечных элементов 1 в 1 м² с токоотводящих клемм поступает электрическая мощность в несколько десятков Вт. При всевозможных механических нагрузках сохраняется работоспособность панелей солнечных элементов 1 за счет надежной фиксации их в профилях 3-8.

В сравнении с известными заявленный фотоэлектрический модуль имеет меньший вес (примерно на 10%), упрощенные конструкцию и монтаж.

Использование: в области прямого преобразования солнечной энергии в электрическую, а именно в фотоэлектрических модулях, вырабатывающих полезную энергию в десятки Вт. Сущность изобретения: солнечные элементы собраны в панели и через слой прозрачного герметика присоединены к пластинам из прозрачного материала. Периферические участки пластин защемлены через прокладки, изготовленные из упругого материала, в продольных пазах профилей, изготовленных из алюминиевых сплавов. Два профиля выполнены общими для смежных пластин, а два профиля, расположенные на периферии модуля, выполнены общими для всех пластин. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Фотоэлектрический модуль, содержащий герметизированные панели солнечных элементов, профили с продольными пазами для панелей, фиксирующие элементы профилей и токоотводы, отличающийся тем, что в него введены пластины из прозрачного материала, к которым через слой прозрачного материала присоединены панели солнечных элементов, причем профили смежных пластин, параллельные одной из сторон модуля, выполнены общими, и профили, расположенные на периферии, выполнены общими для ряда пластин. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в продольных пазах профилей расположены периферические участки пластин, свободные от солнечных элементов.