CN102569468B - 具有散热功能的太阳能模块及其边框 - Google Patents

具有散热功能的太阳能模块及其边框 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有散热功能的太阳能模块及其边框，该边框包含一挟持部以及一延伸部。挟持部用以挟持太阳能面板。延伸部连接着挟持部，且包含至少一第一风洞结构，该第一风洞结构的入风口的截面积大于其出风口的截面积。通过本发明的具有散热功能的太阳能模块及其边框可利用风洞结构的入风口与出风口之间的截面积差异来加速气流，使气流更快速地吹向太阳能面板，进而提升本发明的散热功能。

Description

具有散热功能的太阳能模块及其边框
技术领域
本发明涉及一种太阳能模块，尤其涉及一种具有散热功能的太阳能模块及其边框。
背景技术
近几年来，由于世界各地的原油存量逐年的减少，能源问题已成为全球注目的焦点。为了解决能源耗竭的危机，各种替代能源的发展与利用实为当务之急。随着环保意识抬头，加上太阳能具有零污染、以及取之不尽用之不竭的优点，太阳能已成为相关领域中最受瞩目的焦点。因此，在日照充足的位置，例如：建筑物屋顶、广场等等，愈来愈常见到太阳能面板的装设。
常见的太阳能模块是将太阳能面板装设在一框架中，再将框架固定于建筑物屋顶上。一般而言，用来挟持太阳能面板的框架并无任何散热的设计，使得太阳能模块在发电时，其温度经常比环境温度高出约摄氏30-50度。又由于太阳能模块的温度每增加摄氏10度时，功率会降低约5％。因此，太阳能模块的散热不良往往会导致发电效率的降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的一技术形态(技术态样)在于提供一种具有散热功能的太阳能模块及其边框。
本发明的一目的在于利用气流的方式来带走累积于太阳能面板周围的热能，从而达到散热的功能。
根据本发明的一实施例，一种具有散热功能的太阳能模块边框用以挟持一太阳能面板，该太阳能模块边框包含一挟持部以及一延伸部。挟持部用以挟持太阳能面板。延伸部连接着挟持部，且包含至少一第一风洞结构，该第一风洞结构的入风口大于其出风口的截面积。
根据本发明的另一实施例，一种具有散热功能的太阳能模块包含一太阳能面板及一边框。边框挟持太阳能面板的至少一侧。该边框包含一挟持部及一延伸部。挟持部用以挟持一太阳能面板。延伸部连接着挟持部，且包含至少一第一风洞结构，该第一风洞结构的入风口大于其出风口的截面积。
本发明具有以下有益效果：
通过以上技术手段，本发明的实施例可利用风洞结构的入风口与出风口之间的截面积差异来加速气流，使气流更快速地吹向太阳能面板，进而提升本发明的散热功能。
以上所述仅用以阐明本发明的目的、达成该目的的技术手段、其所产生的功效以及其所产生的优点等等，本发明的具体细节将在下文中的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1示出了根据本发明一实施例所示的具有散热功能的太阳能模块边框的剖视图。
图2示出了图1的延伸部沿着另一方向的剖视图，其剖面方向与图1相垂直。
图3示出了根据本发明另一实施例所示的具有散热功能的太阳能模块边框的剖视图。
图4示出了图3的延伸部沿着另一方向的剖视图，其剖面方向与图3相垂直。
图5示出了图3的太阳能模块边框的局部侧视图。
图6示出了图3的太阳能模块边框的局部上视图。
图7示出了根据本发明一实施例的具有散热功能的太阳能模块的立体图以及其边框的局部剖视图。
其中，附图标记说明如下：
100：挟持部
200：延伸部
202：上延伸部
204：下延伸部
206：左延伸部
208：右延伸部
210：外侧壁
212：入风开口
220：内侧壁
222：出风开口
300：第一风洞结构
310：入风口
320：出风口
400：导流结构
410：迎风开口
500：第二风洞结构
510：导流片
520：凸块
522：迎风侧
524：背风侧
530：夹角
540：空腔
550：入风口
560：出风口
570：反射面
600：太阳能面板
620：太阳能电池
700：边框
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。换言之，在本发明部分实施方式中，这些细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有的惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1示出了根据本发明一实施例所示的具有散热功能的太阳能模块边框的剖视图。如图所示，该太阳能模块边框可用以挟持一太阳能面板600，该太阳能模块边框包含一挟持部100以及一延伸部200。挟持部100用以挟持太阳能面板600。延伸部200连接挟持部100，且延伸部200包含至少一第一风洞结构300，该第一风洞结构300的入风口310的截面积大于其出风口320的截面积。此外，延伸部200可以例如用以作为太阳能模块边框锁固在其它对象上的锁固位置。
通过以上技术手段，本发明的实施例可在太阳能模块的边框设置一第一风洞结构300来引导气流通过太阳能面板600的下表面，从而带走累积于太阳能面板600下方的热能，达到散热效果，因此，入风口310通常设置于太阳能模块边框的外侧，亦即太阳能模块边框的内外两侧中，较远离太阳能面板600的一侧，而出风口320通常设置于太阳能模块边框的内侧，亦即太阳能模块边框的内外两侧中，较接近太阳能面板600的一侧。
在部分实施例中，太阳能模块边框的延伸部200可包含一外侧壁210及一内侧壁220。外侧壁具有至少一入风开口212，内侧壁220具有至少一出风开口222。举例而言，延伸部200可为一中空的双层结构，外层为外侧壁210，内层为内侧壁220，而在外侧壁210与内侧壁220之间为中空。外侧壁210上可挖设或切设出入风开口212，内侧壁220上可挖设或切设出出风开口222。上述入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积，以利于加速气流，提升散热功能。举例而言，入风开口212及出风开口222可包含，但不局限于，圆形、椭圆形、矩形、多边形或任意形状的开口。此外，延伸部200也可为一实心结构。
在部分实施例中，第一风洞结构300的入风口310可为形成于延伸部200的外侧壁210的入风开口212，而第一风洞结构300的出风口320可为形成于延伸部200的内侧壁220的出风开口222，其中，入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积。因此，第一风洞结构300的入风口310的截面积会大于出风口320的截面积。
如图所示，由于第一风洞结构300的入风口310的截面积大于出风口320的截面积，出风口320的气流速度必然大于入风口310的气流速度。因此，这样的截面积变化可提升气流速度，进一步地增加散热的效能。
在部分实施例中，延伸部200可被第一风洞结构300分隔成一上延伸部202及一下延伸部204。上延伸部202的外侧壁210与下延伸部204的外侧壁210的间距可定义为入风开口212的高度。相似地，上延伸部202的内侧壁220与下延伸部204的内侧壁220的间距可定义为出风开口222的高度。在本实施例中，入风开口212的高度大于出风开口222的高度，以使得入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积，并使第一风洞结构300的入风口310的截面积大于出风口320的截面积，从而利于加速气流，提升散热功能。
图2示出了图1的延伸部200沿着另一方向的剖视图，其剖面方向与图1相垂直。如图所示，延伸部200可被第一风洞结构300分隔成一左延伸部206与一右延伸部208。左延伸部206与右延伸部208分别具有一外侧壁210及一内侧壁220，外侧壁210与内侧壁220之间为中空。左延伸部206的外侧壁210与右延伸部208的外侧壁210的间距可定义为入风开口212的宽度。相似地，左延伸部206的内侧壁220与右延伸部208的内侧壁220的间距可定义为出风开口222的宽度。在本实施例中，入风开口212的宽度大于出风开口222的宽度，以使得入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积，并使第一风洞结构300的入风口310的截面积大于出风口320的截面积，从而利于加速气流，提升散热功能。
在以上实施例中应当了解，本发明的一主要技术特征在于入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积，至于上述的高度、宽度差异的形态仅用于阐释，而非用以限制本发明。本发明亦可采用其它相似的概念来使入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积。举例而言，入风开口212与出风开口222可均呈圆形，而入风开口212的半径大于出风开口222的半径，以使得入风开口212的截面积大于出风开口222的截面积，从而达到加速气流、帮助散热的目的。
图3示出了根据本发明另一实施例所示的具有散热功能的太阳能模块边框的剖视图。如图所示，太阳能模块边框可进一步包含至少一导流结构400，其连通入风开口212与出风开口222。具体而言，导流结构400可跨越延伸部200的外侧壁210与内侧壁220之间的中空处，并连接外侧壁210及内侧壁220，以利于引导气流往太阳能面板600流动。
在部分实施例中，导流结构400突出于外侧壁210。具体而言，导流结构400可由内侧壁220延伸至外侧壁210，再进一步延伸至外侧壁210的外部。导流结构400可呈流线状，以利引导气流朝太阳能面板600流动。
在部分实施例中，导流结构400的一迎风开口410的截面积大于入风开口212的截面积。举例而言，导流结构400朝远离外侧壁210的方向逐渐向外扩张，以使得迎风开口410的截面积大于入风开口212的截面积。如图所示，设置于上延伸部202的导流结构400朝远离外侧壁210的方向逐渐向上延伸；相对地，设置于下延伸部204的导流结构400朝远离外侧壁210的方向逐渐向下延伸。
另可参阅图4，本图示出了图3的延伸部沿着另一方向的剖视图，其剖面方向与图3相垂直。设置于左延伸部206的导流结构400朝远离外侧壁210的方向逐渐向左延伸；相对地，设置于右延伸部208的导流结构400朝远离外侧壁210的方向逐渐向右延伸。因此，导流结构400的截面积会朝远离外侧壁210的方向逐渐扩大，使得迎风开口410的截面积大于入风开口212的截面积。因此，通过入风开口212的气体流速必然大于通过迎风开口410的气体流速。因此，导流结构400可进一步提升气流速度，以增加散热功能。在部分实施例中，导流结构400的材料可为塑料，例如：1，1，2，2-四苯乙烯(Thermoplastic Elastomer，TPE)等热塑性弹性材料或者是金属材料，例如铝、铁、不锈钢或其混合物。
请回头参阅至图3，太阳能模块边框可进一步包含一第二风洞结构500，其设置于挟持部100上，换言之，设置于挟持部100相对于延伸部200的另一侧。图5示出了图3的太阳能模块边框的局部侧视图。图6示出了图3的太阳能模块边框的局部上视图。请一并参阅图3、图5及图6，第二风洞结构500具有多个入风口550与多个出风口560，从而引导气流至太阳能面板600的上表面，来带走累积于太阳能面板上方的热能。
举例而言，第二风洞结构500可包含一导流片510与支撑导流片510的多个凸块520，导流片510与这些凸块520可定义出多个入风口550与多个出风口560(可参阅图6)。具体而言，如图5所示，导流片510由多个凸块520所支撑，这些凸块520彼此相隔地设置于挟持部100上，每两相邻的凸块520可定义出一空腔540。在两凸块520之间的空腔540中，迎风处可定义为入风口550(请一并参阅图6)，而出风处可定义为多个出风口560(请一并参阅图6)。
在部分实施例中，入风口550的截面积大于出风口560的截面积。如图6所示，凸块520包含一迎风侧522及一背风侧524，而迎风侧522的截面积小于背风侧524的截面积。由于入风口550形成于两个相邻凸块520的迎风侧522之间，而出风口560形成于上述相邻凸块520的背风侧524之间，因此入风口550的截面积会大于出风口560的截面积。因此，通过出风口560的气体流速必然大于入风口550的气体流速，故第二风洞结构500可进一步提升气流速度，以增加散热功能。
请参阅图3，在部分实施例中，太阳能板600包含至少一太阳能电池620，第二风洞结构500与太阳能电池620之间相夹一夹角530，其可为凸块520上表面的一侧与太阳能电池620最靠近凸块520的一侧的连接线与太阳能面板600之间所夹的角度。夹角530小于一特定角度，从而避免在太阳能电池620上造成阴影，而影响发电效率。于一实施例中，该夹角530需小于66.5度。
在部分实施例中，导流片510还选择性地具有一反射面570，其面对太阳能面板600。该反射面570大致上呈弧形，可提供聚光效果，其配置成用以将投射至反射面570上的光线反射至太阳能面板600上，从而提升太阳能面板600接收到的光线量。
图7示出了根据本发明一实施例的具有散热功能的太阳能模块的立体图以及其边框的局部剖视图。如图所示，该太阳能模块包含一太阳能面板600及一边框700。边框700挟持太阳能面板600的至少一侧。边框700如同前文所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其主要也包含一挟持部100以及一延伸部200。挟持部100用以挟持太阳能面板600。延伸部200连接着挟持部100，且延伸部200包含至少一第一风洞结构300，该第一风洞结构300的入风口310的截面积大于其出风口320的截面积。此外，图3与图7中，上延伸部202连接下延伸部204，可参考图5中，由于第一风洞结构300选择性的设置一个以上的风洞结构，因此，上延伸部202透过未形成风洞的部分连接下延伸部204，而风洞的数目可以依照边框700强度的需求与散热效率的需求来选择设置。
虽然本发明已经以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以作出各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种具有散热功能的太阳能模块边框，用以挟持一太阳能面板，该太阳能模块边框，包含：
一挟持部，用以挟持该太阳能面板；以及
一延伸部，其连接该挟持部，该延伸部包含至少一第一风洞结构，其中该至少一第一风洞结构的入风口的截面积大于该至少一第一风洞结构的出风口的截面积，
所述的具有散热功能的太阳能模块边框还包含一第二风洞结构，设置于该挟持部相对于该延伸部的另一侧上，该第二风洞结构具有多个入风口与多个出风口，所述入风口的截面积大于所述出风口的截面积。
2.权利要求1所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其中：
该至少一第一风洞结构的入风口为形成于该延伸部的一外侧壁的一入风开口；
该至少一第一风洞结构的出风口为形成于该延伸部的一内侧壁的一出风开口，其中该入风开口的截面积大于该出风开口的截面积。
3.权利要求1所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其中该至少一第一风洞结构包含：
形成于该延伸部的一外侧壁的一入风开口；
形成于该延伸部的一内侧壁的一出风开口；以及
至少一导流结构，连通该入风开口与该出风开口，其中该至少一导流结构的一迎风开口的截面积大于该外侧壁的入风开口的截面积。
4.权利要求3所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其中该外侧壁的入风开口的截面积大于该内侧壁的出风开口的截面积。
5.权利要求1-4中任意一项所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其中该第二风洞结构包含一导流片与支撑该导流片的多个凸块，该导流片与所述凸块定义出所述入风口与所述出风口。
6.权利要求5所述的具有散热功能的太阳能模块边框，还包含至少一太阳能电池，设置于该太阳能面板中，其中该凸块与该太阳能电池的连接线与该太阳能面板之间的夹角小于66.5度。
7.权利要求5所述的具有散热功能的太阳能模块边框，其中该导流片具有面对该太阳能面板的一反射面。
8.一种具有散热功能的太阳能模块，包含：
一太阳能面板；
一边框，挟持该太阳能面板至少一侧，该边框包含：
一挟持部，用以挟持该太阳能面板；和
一延伸部，其连接该挟持部，该延伸部包含至少一第一风洞结构，其中该至少一第一风洞结构的入风口大于该至少一第一风洞结构的出风口的截面积；以及
一第二风洞结构，设置于该挟持部相对于该延伸部的另一侧上，该第二风洞结构具有多个入风口与多个出风口，所述入风口的截面积大于所述出风口的截面积。
9.权利要求8所述的具有散热功能的太阳能模块，其中该至少一第一风洞结构的入风口为形成于该延伸部的一外侧壁的一入风开口，该至少一第一风洞结构的出风口为形成于该延伸部的一内侧壁的一出风开口，其中该入风开口的截面积大于该出风开口的截面积；
该至少一第一风洞结构还包含至少一导流结构，连通该外侧壁的该入风开口与该内侧壁的该出风开口，其中该至少一导流结构的一迎风开口的截面积大于该外侧壁的入风开口的截面积；
该第二风洞结构包含一导流片与支撑该导流片的多个凸块，该导流片与所述凸块定义出所述入风口与所述出风口。
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