CN103918091B - 用于电源板的光伏板 - Google Patents

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Abstract

一种用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，电源板包括：具有太阳辐射顶面、底面和侧壁的合成模制外壳。用于生成电力的光伏板包括多个太阳能电池，每个太阳能电池固定地连接至金属PV电池托盘的第一面。PV电池托盘被定位成与合成模制外壳的顶面接触。PV电池托盘具有与沿着顶面流动的流体接触的、关于第一面相对地定向的第二面。透明面板被定位成与合成模制外壳的侧壁直接接触并且在光伏板上方被隔开。透明面板将容纳在外壳内的热能进行隔离。

Description

用于电源板的光伏板
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年5月31日提交的美国专利申请No.13/149,153的优先权，该申请是2010年4月5日提交的美国专利申请No.12/681,749的延续部分，美国专利申请No.12/681,749是2008年10月3日提交的国际申请No.PCT/US2008/078822的国家阶段并且要求保护其优先权，国际申请No.PCT/US2008/078822要求保护2007年10月4日提交的美国临时专利申请No.60/977,407的权益。上述申请中的每个申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及用于捕获太阳光的能量用于发热、发电和空气调节的太阳能面板，更具体地，本技术涉及一种能够单独地或结合起来用于创建热能和电能的来源的太阳能面板。
背景技术
这部分的说明仅提供与本公开内容相关的背景信息，而可以不构成现有技术。
每天，太阳提供人类所使用的总量的10000倍的能量。在一天之内，太阳提供比我们目前的人口在27年内可以消耗的能量更多的能量。仅在北美，认为每年在能量上花费接近两万亿美元，这些能量中的大部分被指出是不可再生的、基于碳的能源，如石油、煤炭和其他化石燃料。当用于一般美国家庭的能量消耗为大约65％至80％的热和大约20％至35％的电时，通过再生能源来获得同时满足这些需求的装置是有意义的。
在过去几十年内对于可再生能源的捕获已经有了很多进展，例如水轮机(将流动的水的动能转换成电)、风力发电机(将风的能量转化成电能)、地热加热(利用地下温度的稳定性来提供热能)和太阳能电池(使得能够捕获太阳能并且将太阳能转化成电能)。
太阳能面板是通过将各个太阳能电池连接以形成安装在具有基本上平坦的安装表面的托盘中的一条或一系列的各个电池来制成的。电池附接至托盘并且以如下方式用透明材料包围或封装：该方式使得进入太阳能面板的光基本上没有障碍地穿过电池的透明密封剂并且射到各个太阳能电池的暴露表面上。通常，太阳能面板由薄的3英寸圆片形式的至少一个太阳能电池形成，该圆片的两个平面中的一个平面附接至包括太阳能面板的基本元件的托盘的平面基底，另一个平面直接朝着托盘的敞开的顶部并且处于适当的位置以接收射在其上的光。透明材料通常选自那些不仅提供最小障碍以使光穿过封装材料到达电池的暴露平面而且具有保护被封装的电池免受周围环境破坏的最佳风化特征的材料。这种材料的一种示例可以在对Lindmayer授权的美国专利No.4,057,439中找到。
另一种可替代的再生能源类型是太阳能热交换器，该太阳能热交换器利用太阳光的能量来加热流体从而提供热量用于加热或冷却。在这种能源的开发中，平板通常在前面被涂黑以提高对太阳辐射的吸收，并且该平板被布置成使得其涂黑的表面面向太阳并且以合适的角度倾斜以优化所收集的能量。一系列管子固定至面板，以及待加热的水通过这些管子循环以提取由面板所接收的热量。面板的背后通常用一层绝缘材料(如玻璃、羊毛或塑料泡沫)进行绝缘。
在大多数情况下，这些面板包括由玻璃或透明塑料材料如透明的丙烯酸或PVC制成的正面屏幕，该玻璃或透明塑料材料使得太阳辐射能够穿过屏幕到达面板上并且通过降低由再辐射或对流冷却引起的损耗来保留热量。
来自太阳能面板的加热水正常地通过独立的槽循环，使得温度可以增加至作为系统中的热输入和热损耗之间的平衡的最大值。然后，当热水从系统中抽出时，加热水用作主热水槽的供给水。由于该水通常只是温的，所以，除了非常炎热的气候或当面板用于炎热的气候时之外，该水不能直接地用作热水，并且主热水槽中的单独的加热器必须将水加热到可用的温度。同样清楚的是，来自太阳能面板的水通常不能够用于维持主槽中的热水的温度。这种类型的可再生能源的示例可以在对Bennett授权的美国专利No.4,089,957中找到。
虽然这种类型的太阳能开发在其自己的容量方面是有效的，但是它们不能提供可以为世界各地的家庭所利用的热能和电能二者的经济的来源。
发明内容
因此，本技术的目的是提供一种可以通过来自太阳发出的光的转换提供热能和电能的电源板。
一个方面，提供了一种用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板。用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板包括：面向太阳辐射源的透明面板；以及用于生成电力并且被定位在所述透明面板的、与所述太阳辐射源相对的侧的光伏(PV)板。光伏板包括：具有被定向成朝着太阳辐射源的第一面的PV电池托盘；施加至PV电池托盘的第一面的第一层粘合剂；以及串联地布置成各个电池列的多个太阳能电池。太阳能电池通过第一层粘合剂固定地连接至PV电池托盘的第一面。
另一方面，用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板包括具有太阳辐射顶面、底面和侧壁的合成模制外壳。用于生成电能的光伏(PV)板具有多个太阳能电池，每个太阳能电池固定地连接至金属PV电池托盘的第一面。PV电池托盘被定位成与合成模制外壳接触并且在顶面上方被隔开。PV电池托盘具有与在顶面上流动的流体接触的关于第一面相对地定向的第二面。被定位成与合成模制外壳的侧壁直接接触并且在光伏板上方被隔开的透明面板将容纳在外壳中的热能进行隔离。
又一方面，用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板包括光伏(PV)电池托盘，光伏(PV)电池托盘具有被定向成朝着太阳辐射源的第一面和限定PV电池托盘的周界的凸起外壁。施加至PV电池托盘的第一面的第一层粘合剂由外壁的相对侧壁部分界定并且与外壁的相对端壁部分隔开以创建第一面的第一未涂覆部分和第二未涂覆部分。第一能量收集带位于阵列的第一端处并且第二能量收集带位于阵列的第二端处。第一接线条和第二接线条通过使用第一层粘合剂连接至PV电池托盘的第一面。多个太阳能电池被配置成具有多行和多列的阵列。太阳能电池通过第一层粘合剂固定地连接至PV电池托盘的第一面并且使这些列定位在第一能量收集带与第二能量收集带之间。
根据包括被设计成合并来自太阳产生的太阳能的热能产物和电能产物二者的装置的电源板的本技术，这些目的和其他目的将变得明显。取决于应用，面板可以单独或链接在一起使用以提供更大的净能量产物。各个面板通过已经在其他领域中利用的有成本效益的、自动化制造过程来制造，这将显著地降低用户安装能源成本。电源板采用以下三种配置来制造：第一，光伏和热能面板(PVT)，其将提供8％——每个面板40瓦的电能和高达500瓦的热能；第二，热量——仅电源板，其将提供高达550瓦的热能，以及，最后，浓缩的光伏热面板(CPVT)，其将提供32％——每个面板240瓦的电能和高达300瓦的热能。所有这三个实施方式极大地降低了通常的每瓦太阳能的成本并且消除了目前传统硅太阳能电池紧张的供应问题。
根据本文中所提供的描述另外的应用领域变得明显。应当理解的是，描述和具体的示例仅意在示意性目的，而并非意在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅意在示意性的目的，而并非意在以任何方式限制本公开内容的范围。
图1是包括本技术的优选实施方式的两个链接的电源板的透视图；
图1A是将一个或更多个电源板链接在一起的连接元件的局部侧面剖视图；
图2是本领域中已知的现有技术的热交换收集板的局部透视图；
图3是根据本教示的部件的分解组装图；
图3A是示出了图3所示的外壳的顶面的外壳的顶视图；
图3B是图3A的局部平面图的放大，示出了由隔板限定的流体路径和排气路径以及外壳的转弯纹理；
图3C是串联的两个附接电源板的横截面图；
图3D是图3C的放大的转角部分的横截面，示出了顶盖、光伏板和流体流动的相对位置；
图3E是图3C的放大的中心部分的横截面，示出了顶盖、光伏板圆盘和流体流动的相对位置；
图4是本技术的电源板的外壳元件的底面的透视图；
图4A是电源板10的替选实施方式的透视图，光伏板放置在外壳的内部和顶部；
图5是包括基于建筑结构串联实现的、本技术的优选实施方式的多个电源板的透视图；
图6是本公开内容的组装的光伏板的右上透视图；
图7是具有图6的光伏板的电源板的分解组装图；
图8是本公开内容的光伏板托盘的右上透视图；
图9是在应用粘接层后图8的光伏板托盘的右上透视图；
图10是在应用母线排和接线条之后图9的光伏板托盘的右上透视图；
图11是在应用第二层粘合剂之后图10的光伏板托盘的右上透视图；
图12是在安装第一列太阳能电池之后图11的光伏板托盘的右上透视图；
图13是在安装第二列太阳能电池之后图12的光伏板托盘的右上透视图；
图14是在安装第三列太阳能电池之后图13的光伏板托盘的右上透视图；
图15是在安装第四列太阳能电池之后图14的光伏板托盘的右上透视图；
图16是图15的区域16的右上透视图；
图17是图6的光伏板托盘的右下透视图；
图18是本公开内容的接线盒的透视图；以及
图19是在罐封后图18的接线盒的透视图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示例性的，并且并非意在限制本公开内容、应用、或用途。应当理解的是，贯穿所有附图，相应的附图标记表示相同的或相应的部件或特征。
现在参照图，具体地是图1、图1A和图3，示出了包括电源板10的本技术的实施方式。电源板10包括大体上矩形形状的、膨胀的聚丙烯外壳12，外壳12具有太阳能吸收部分20。太阳能吸收部分20包括由图1的箭头所表示的一系列纵向通道。这些通道由设置在外壳12的顶面上的平行分段区域限定，其中，通过外壳12引导流体。流体如蒸馏水被泵入输入端口16，其中流体穿过输入槽，该输入槽使流体沿着纵向通道均匀地散开。流体沿着吸收部分20的纵向通道下行并且在将流体向外引导至输出端口14的下部垂直输出槽中被收集。
如上所述，电源板10可以作为独立的单元进行安装或可以串联链接在一起以形成更大的能量产生装置，如图1和图5所示的电力生成板阵列。为了将两个或更多个板10链接在一起，外壳12被模制以使得输入端口16和输出端口14与相邻的面板水平对准。枢轴管道18连接相邻的电源板上的相邻的输入端口16和输出端口14，其中，密封紧固装置19实现在管道18和每个外壳输入端口16或输出端口14之间以确保如图1A所示的安全的、无泄漏连接。
在本技术的一些实施方式中，电源板10可以包括合成模制外壳12，合成模制外壳12包括太阳辐射吸收顶面10、底面和侧壁。外壳12的吸收顶面20可以被涂成黑色以增强太阳辐射吸收并且对在外壳12的顶面循环的流体进行加热。外壳还包括设置在外壳12上的透明面板22。透明面板22适合于隔离外壳12内的热能。通过添加适合于形成流体路径的多个分段部分40引导流体通过电源板10，流体路径在透明面板22设置在分段部分40上时引导流体通过通路，从而形成与分段部分40和所述外壳12中的流体紧邻接触的流体边界。
除了热能捕获能力外，电源板10还可以被制造成通过包括如图3所示的光伏板23而具有发电功能。光伏板23可以从接触电源板10的表面的太阳辐射直接生成电能。光伏板23形成与循环通过外壳12的流体紧邻接触的流体边界或“盖”。光伏板23与循环流体之间的这种接触不仅用来提供外壳12与外部环境之间的热和流体密封，而且捕获由设置在光伏板23上的太阳能电池生成的任何入射热量。
本文中所描述的电源板优于图2所示的传统的平板热交换收集器30。这些收集器30通常包括外壳31，外壳31具有流体入口35、流体出口33以及连接流体入口35和流体出口33的一系列纵向流体管34。纵向管34通常是铜的并且附接至吸收太阳能的铜吸收板36，从而将热传递给管34内的流体。通常由玻璃制成的盖片32被实现来保护管34和吸收板36。吸收板36在38处与外壳以及收集器36所附接的结构相隔离。相比这些现有技术的收集器而言，本电源板10的优势在于其设计和效率，因为流体流过的管道被模制到外壳12中并且与外壳12的外部以及安装电源板10的结构隔离。
在本技术的一些实施方式中，最好的在图3、图3A和图3B中所示，电源板10被示出为具有电光伏板23，电光伏板23包括安装在外壳12的吸收部分20上方的多个太阳能电池。除了要求光伏板23必须被定规格成安装在外壳12的侧面中并且相对于与光伏板23接触的、流动的流体形成绝缘密封之外，光伏板23的类型不是关键的。设置在光伏板23上的太阳能电池的数量不是关键的。在一些实施方式中，合适用作本技术中的光伏板23的光伏板也可市场上购买到，例如Energy Photovoltaics,Inc.(Robbinsville,NJ,USA)出售的EPV-42薄膜光伏板。这种光伏板能够收集电能，电能通过附接至光伏板23的管道24传递至远程能量存储单元(未示出)，并且能够收集来自流经下面的外壳12的流体的管道的热能。光伏板23作为通过外壳12中的流体通路54行进的流体的顶部边界，并且作为流体流的绝缘体。透明钢化玻璃顶部釉22安装在组件上方，并且不仅通过防风雨的密封件21密封至外壳21以产生闭合系统，而且还隔离组件，从而为电源板提供更大的能量效率。
现在参照图3、图3A和图3B，以平面图的方式示出了展示暴露于太阳辐射的顶面的外壳12。外壳12可以用单件模制材料制造。通常，外壳12是矩形形状。外壳12可以用耐UV辐射并且与流体(如水)相容的合成材料来模制，例如压缩模制。在一些实施方式中，外壳12用热塑性聚烯烃来模制。在一些实施方式中，热塑性聚烯烃可以包括一种或更多种众所周知的包括聚丙烯和基于烯烃橡胶的混合物的热塑性聚烯烃。在一些实施方式中，适合用于外壳12的压缩模制的组合物也可市场上购买到，如Solvay Engineered Polymers Inc.(Auburn Hills,MI,USA)出售的热塑性聚烯烃(TPO)：SEQUEL E3000。
外壳12的顶面39还包括通常放置在外壳12的顶面39上的多个分段部分40。分段部分40放置在顶面20上以创建如图3A和图3B的虚线箭头所示的流体路径54。流体路径54从入口槽49始发并且终止在出口槽50处。流体路径54呈大体上蜿蜒的形状并且可以被定制来形成由分段部分40和转弯纹理42的设置限定的任何形状。如图3A所示，顶面39被划分为两个一般区域，每个区域包括多个分段部分40和多个转弯纹理42。在一些实施方式中，如图3A所示的大体上L形的分段部分40的相隔间距范围可以在1.0cm至大约10cm之间。顶面39被示出为具有两个流体路径54。然而，可以设想的是，可以对用来定义适合于引导流体以预定的方式通过外壳的不同的流体路径54的分段部分40和转弯纹理42的布置进行修改。通常，从入口槽49至出口槽50的流体的流动取决于重力流和暴露于太阳辐射的表面的表面上的电源板10的斜度，例如其上附接电源板10的屋顶相对于地面表面的斜度。
在一些实施方式中，分段部分40和转弯纹理42由结构化密封胶制成。在将光伏板23安装到外壳上之前，将结构化密封胶施加至模制外壳12的顶面39。一旦光伏板23安装到外壳12的顶面39，则光伏板23与外壳12的顶面之间的容纳空间形成。分段部分40和转弯纹理42设置在外壳12的顶面39中并且具有大约0.01mm至大约10.0mm的高度，以提供光伏板23与外壳12的顶面之间的大约0.01mm至大约10mm的容纳空间，更加优选地是大约0.1mm至大约5.0mm，并且最优选地是大约0.125mm至大约3.0mm。光伏板23与外壳12的顶面39之间的容纳空间将提供由虚线箭头示出的、由分段部分40和转弯纹理42定义的流体路径。光伏板23设置在分段部分40和转弯纹理42的顶部，这有助于将光伏板23附接至外壳12。分段部分40和转弯纹理42可以由具有聚氨酯的粘附性和机械属性、同时具有硅氧烷的灵活性和抗紫外线特性的结构化密封剂/粘合剂制成。结构化密封剂可以包括单一聚合物或聚合物的混合物。在一些实施方式中，结构化密封剂可以包括一种或更多种甲硅烷基改性聚合物。甲硅烷基改性聚合物是能够通过用水/硅烷醇缩合催化剂进行处理而交联的。硅烷基改性聚合物可以包括如具有不饱和硅烷化合物的1-丁烯、丙烯或乙烯的共聚物；通过接枝不饱和的可水解硅烷化合物至聚乙烯或其他合适的聚合物而制备的接枝聚合物；或具有通过酯基转移反应引入其中的可水解基团的聚合物。2006年2月16日公布的美国专利公开号2006/0036008、序列号11/140,230中描述了用作分段部分40和转弯纹理42的有用的甲硅烷基改性聚合物。
在一些实施方式中，适合用作设置在外壳12的顶面39上的分段部分40和转弯纹理42的结构化密封剂/粘合剂也可市场上购买到，例如Bostik(Wauwatosa,WI,USA)出售的湿气固化的甲硅烷基改性聚合物结构化密封剂：940FS。图3B具体地示出了通过由结构化密封剂和粘合剂制成的分段部分40和转弯纹理42创建的流体路径54。图3B所示的分段部分40和转弯纹理42不仅定义了用虚线箭头示出的流体路径54，而且为外壳中的空气提供了通过由实线箭头56所表示的通风气流通路逸出到外壳12的外部的路径。因此，外壳12还提供外壳12中的通风气流。在一些实施方式中，通过外壳12进行循环的水的量的范围是大约0.38L/min(0.1gal/min)至大约7.57L/min(2.0gal/min)。在操作中，循环流体(如水)的温度可以在大约20℃至大约70℃的范围内。
如图3B最佳地所示，桥46安装在外壳12的顶面39上。桥46可以由与分段部分40兼容的任何材料制成并且可以安装在外壳12的顶面39上。在一些实施方式中，桥46可以由热塑性聚烯烃制成。桥46将外壳12的排气系统连接至附接至电源板10的蓄水池(未示出)。桥46适合于将存在于外壳12中的空气沿着由实线箭头56标记的气流路径释放出外壳12并且进入到蓄水池(未示出)中。当桥46适当地连接至外壳12并且(使用分段部分40)适当地密封至光伏板23时，桥46当电源板10以某一角度放置时充当通气管。桥46使得排出的空气能够流到比入口槽49中的水位更高的位置，同时还保持水不进入排气系统。由于发现在流体和空气中密度不同，因此当电源板10充满水时，空气通过这些角落被推动并且“向上”排出然后越过桥46，进入入口槽49中的空气量中。图3D至3E示出了电源板10的大体的顶面层。如图3D至3E所示，部分40和转弯纹理42连同光伏板23限定通道的壁或流体通路的流体路径54。本公开内容有利地提供了流体通过流体路径54从外壳12的第一端至外壳12的第二端的流动。通过流体路径54的流体的通路能够收集太阳光线附带的热量。此外，从与流体路径54中的流体接触的光伏板23发出的热量由流体收集并且提高了光伏板23的效率。此外，如图3B、图3D和图3E所示，部分40提供排气路径并且使电源板10保持平衡。排气的气流如实线箭头56所示。因此，部分和转弯纹理42的布置和位置限定了提高了热收集的效率的流体路径54和56，以及限定了外壳12内的气流。所排出的空气最终通过面板10向上行进并且通过桥46排出。
在一些实施方式中，这些分段部分40可以是线性的并且为水平行，其中流体流动的路径相对于入口槽49和出口槽50是垂直的。如图4A所示，替选实施方式包括多个平行的分段部分40。外壳通过在顶部上光伏板23的放置而密封并且与分段部分40接触。然后光伏板23与透明面板22叠加以保护在光伏板23的暴露于太阳辐射的表面上设置的太阳能电池。
外壳12具有较大的化学性和耐候性并且可以单独或串联地附接至多个表面，只要它们落入预设的斜率参数范围内，就可以使得流体能够有效地通过电源板10流动。如图4所示，多个凸起的平台13被模制到外壳12的底部中，从而使得电源板10能够经由简单的拉力螺钉安装至期望的暴露于太阳辐射的表面(例如，住宅或商业地产的屋顶、具有面向太阳辐射的贴板的安装的标杆等)。可以使用本文中所描述的电源板10来制造可操作以产生热水和太阳能派生的电能的发电面板阵列。如图5所示，电源板10可以以任何允许的数量对于沿着的任何结构11的暴露于太阳辐射的表面的给定区域、按照1乘X的数列进行安装。
参照图6，用于本公开内容的电源板的光伏(PV)板58包括根据若干实施方式由具有阳极氧化涂层的铝材料制成的PV电池托盘60。多个光伏电池62被固定地连接至PV电池托盘60，每个光伏电池62具有互相串联连接至相邻光伏电池62的多个母线排64。多个光伏电池62被布置成多个电池行66和多个电池列68中的每个。根据若干实施方式，每个光伏板58包括布置成四(4)列的28个光伏电池62。
参照图7，组装的光伏板58附接至本文前面所描述的外壳12的上表面处。然后透明面板22设置在光伏板58上方并且与其隔开。透明面板22和光伏板28的安装完成了电源板10的组装。
参照图8，各个PV电池托盘中的每个包括基本上平坦的上部第一面70和相对定向的下部第二面72。相对于上部第一面70凸起的凸起外壁74限定了PV电池托盘60的外周壁。凸起外壁74可以是第一面70和第二面72的整体延伸，并且根据若干实施方式凸起外壁74垂直地面向上部第一面70。根据若干实施方式，至少在第二面72上创建形成凸起表面和腔体的图案的多个凹痕76以帮助创建与下部第二面72接触的流体的湍流。因此凹痕76有助于增加穿过PV电池托盘60进行传递的热能。
PV电池托盘60还包括具有多个第一凸起结节80的托盘第一端78，多个第一凸起结节80由上部第一面70的材料创建并且在上部第一面70上方延伸，并且位于紧邻托盘第一端78。电力传输线孔82也紧邻托盘第一端78设置以允许电源线收集从第一面70至第二面72侧的光伏电池62的能量。托盘第二端84具有类似于第一凸起结节80的多个第二凸起结节86，多个第二凸起结节86在上部第一面70上方凸起并且位于紧邻托盘第二端84。第一凸起结节80和第二凸起结节86中的每个位于预定的位置处，其目的将参照图10更好地描述。第一凸起结节80和第二凸起结节86中的每个也在尺寸上被控制并且可以通过例如在制造PV电池托盘60时作用于下部第二面72上以将材料从第一面70推开的冲压过程来提供。
参照图9，在创建本公开内容的光伏板的第一组装步骤中，第一层粘合剂88例如通过喷涂或滚动操作施加至PV电池托盘60的上部第一面70上。除了形状为矩形并且位于托盘第一端78和托盘第二端84的第一未涂覆部分90和第二未涂覆部分92之外，第一层粘合剂88基本上施加至整个上部第一面70。第一层粘合剂88还覆盖第一凸起结节80和第二凸起结节86中的每个。根据若干实施方式，第一层粘合剂88的材料可以是作为可流动流体应用的两部分有机硅密封剂的DowCell Encapsulant PV-6010材料。其他类型的具有适合于粘附至太阳能电池的属性并且基本上是透明或透光的粘附剂材料也可以用于第一层粘附剂88。
参照图10以及再次参照图8，在允许第一层粘附剂88的材料固化的时间段之后，将例如由具有用来降低铝材料的氧化的阳极氧化涂层的铝材料制成的第一能量收集带94施加至第一层粘合剂88上。延伸通过第一能量收集带94的多个对准孔96中的各个对准孔96与各个第一凸起结节80同轴地对准并且容纳各个第一凸起结节80。第一凸起结节80在对准孔96中的容纳将PV电池托盘60的预定义位置处的第一能量收集带94定位成紧邻第一未涂覆部分90，但是并不延伸到第一未涂覆部分90中。在应用第一能量收集带94之前或之后，在第一能量收集带94的面向外的表面上创建多个带状连接区域98。带状连接区域98可以例如使用将阳极氧化涂层从第一能量收集带94上局部地移除的点面操作来创建，从而在用于光伏电池的后续电气连接的位置处留下未涂覆的铝材料。
在应用第一能量收集带94之后或期间，第一总线板100和第二总线板102中的每个被施加至第一层粘合剂88，从而彼此邻接或接近并且还紧邻但与第一能量收集带94不直接接触。类似于第一能量接收带94，第一总线板100和第二总线板102中的每个可以包括至少一个校准孔96′，以及根据若干实施方式可以包括多个校准孔96′，这些校准孔96′还容纳第一凸起结节80中的各个第一凸起结节80以与在PV电池托盘60上的预定位置处的第一总线板100和第二总线板102对准。
在PV电池托盘第二端84处，第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每个被施加第一层粘合剂88。间隙108保持在第二能量收集带104和第三能量收集带106的邻近端之间以防止第二能量收集带104和第三能量收集带106的电气短路。类似于第一能量收集带94，第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每个还包括与参照图8所示以及描述的各个第二凸起结节86同轴对准的一个或更多个对准孔96″，这用于达到与将第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每一个定位在PV电池托盘60上的预定位置处类似的目的。第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每个定位在PV电池托盘60的第二未涂覆部分92的外部。根据若干实施方式，第二能量收集带104和第三能量收集带106彼此纵向地对准并且二者都被定向成相对于第一能量收集带94平行。而且，根据若干实施方式，第一能量收集带94、第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每个由导电材料(如具有施加至其上以减少氧化的硬涂层的阳极材料的3003H14铝)制成。类似于第一能量收集带94，第二能量收集带104和第三能量收集带106中的每个也包括至少一个带状连接区域98′以及根据若干实施方式包括多个带状连接区域98′，其中阳极材料局部地被移除，从而留下用于光伏电池至第二能量收集带104和第三能量收集带106中的各个能量收集带的后续电气连接的暴露的铝表面。
参照图11，在应用第二能量收集带104和第三能量收集带106之后，将第二层粘合剂110施加至第二能量收集带104和第三能量收集带106上方。第二层粘合剂110的材料可以与第一层粘合剂88的材料相同。第二层粘合剂110在第一总线板100的第一总线板未涂覆部分112和第二总线板102中的第二总线板未涂覆部分114处省略。第一总线板未涂覆部分112和第二总线板未涂覆部分114被设置来使得能够对光伏电池中的各个光伏电池进行电气连接。
参照图12，根据若干实施方式，光伏电池62可以是Bosch Solar Energy AG,Erfurt公司提供的Bosch Solar Cells M 3BB,C3 1220。光伏电池62串联地电气连接至相邻电池以创建第一电池列68a。第一电池列68a可以以远离PV电池托盘60的电气连接操作进行创建并且作为整个单元施加至第一面70。第一电池列68a的单个光伏电池62如图所示对准，以使得光伏电池62a的电池列68a的所限定的正端处的电气连接片或柔性带电气连接至第二总线板未涂覆部分114处的第二总线板102。限定电池列68a的相对的负端的光伏电池62b的电气连接片或柔性带电气连接至第二能量收集带104。
参照图13，类似于第一电池列68a，第二电池列62b远离PV电池托盘60进行创建。光伏电池62′c电气连接至第一总线板100的第一总线板未涂覆部分112。然后光伏电池62′d电气连接至第三能量收集带106。第二电池列68b的光伏电池的电气方向与第一电池列68a的那些光伏电池的电气方向相反，以使得第二电池列68b的负电池端连接在第一总线板未涂覆部分112处连接并且光伏电池62′d的正电池端连接连接至第三能量收集带106。
参照图14，光伏电池62″的第三电池列68c位于第二电池列68b的外侧并且使其正端子端和负端子端与第二电池列68b的光伏电池相反。第三电池列68c的光伏电池62″e连接至第一能量收集带94。第三电池列68c的光伏电池62″f电气连接至第三能量收集带106。
参照图15，为了完成光伏板58的光伏电池62的安装，第四电池列68d使其光伏电池的正方向或负方向与第一电池列68a的光伏电池的正方向或负方向相反。光伏电池62″′g电气连接至第一能量收集带94。第四电池列68d的光伏电池62″′h电连接至第二能量收集带104。
参照图16，用于连接光伏电池的示例性电气连接包括第一柔性带116、第二柔性带118和第三柔性带120的使用，第一柔性带116、第二柔性带118和第三柔性带120具有分别连接至第三电池列68c的光伏电池62″f的母线排64a、64b和64c的柔性带。使用点焊、接触焊接或类似的连接处理将第一柔性带116连接至第三能量收集带106的带状连接区域98′。类似地，从母线排64b延伸的第二柔性带118固定地连接至带状连接区域98″，并且第三柔性带120电气连接至带状连接区域98″′。在视图上同样清晰的是以与第三能量收集带106的孔96′同轴对准的方式被容置的第二凸起结节86中的一个。根据若干实施方式，凸起外壁74的各个周壁(如凸起外壁部分72b和凸起外壁部分74c)可以使用壁连接部分122进行连接。壁连接部分122可以是凸起外壁部分74b或74c的延伸并且可以被焊接到凸起外壁部分中的邻近的一个。出于若干原因设置凸起外壁74。这些原因包括但不限于：由基本上垂直于PV电池托盘60的上部第一面70定向的凸起外壁74提供的加强属性。凸起外壁74还提供边界从而防止在应用第一层粘合剂88期间第一层粘合剂88溢出。
参照图17以及再次参照图6和图8，光伏电池62在PV电池托盘60的上部第一面70上的安装完成后，连接至第一总线板100和第二总线板102以及第一能量收集带94中的各个的引线通过线孔82路由到安装在下部第二面72上的接线盒组件124中。各种引线被收集在接线盒126中，并且第一电源引线128和第二电源引线130从接线盒126向外延伸以路由至从光伏板58中的一个或更多个中收集电力的电源板(未示出)。
参照图18，接线盒126包括接线盒本体132，其中，多条连接线134布置在接线盒126的腔136中。第一电源线128和第二电源线130被剥离并且在腔136内电气连接。
参照图19，为了完成接线盒组件124，将接线盒盖138施加至接线盒本体132。在接线盒盖138中设置填充孔140用于将罐封材料(未示出)注入接线盒本体132的腔中。在接线盒盖138中还设置排气孔142以使得在罐封材料填充操作期间能够排气。

Claims (26)

1.一种用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，所述电源板包括：
透明面板，所述透明面板面向太阳辐射源；
光伏PV板，所述PV板用于生成电力并且被定位在所述透明面板的、与所述太阳辐射源相对的侧，所述PV板包括：
PV电池托盘，所述PV电池托盘具有被定向成朝着所述太阳辐射源的第一面；
第一层粘合剂，所述第一层粘合剂被施加至所述PV电池托盘的第一面；以及
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被串联地布置成各个电池列，所述太阳能电池通过所述第一层粘合剂固定地连接至所述PV电池托盘的第一面，
其中，所述PV电池托盘具有关于所述第一面相对地定向的第二面，
所述太阳辐射的热量部分被传递至与所述PV电池托盘的第二面直接接触的流体，以及
至少所述第二面包括形成凸起表面的图案、帮助建立流体的湍流的多个凹痕。
2.根据权利要求1所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括紧邻所述PV电池托盘的第一端连接的第一能量收集带、以及紧邻所述PV电池托盘的第二端定位的第二能量收集带和第三能量收集带，所述能量收集带中的每一个被定位在所述电池列的外侧并且通过所述第一层粘合剂固定地连接至所述PV电池托盘。
3.根据权利要求2所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括第一总线板和第二总线板，所述第一总线板和所述第二总线板直接附接至所述第一层粘合剂，并且使用施加至所述第一总线板和所述第二总线板二者的第二层粘合剂使所述太阳能电池中的各个太阳能电池固定至所述第一总线板或所述第二总线板之一。
4.根据权利要求3所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述各个电池列包括第一电池列、第二电池列、第三电池列和第四电池列，每个电池列具有正连接端和负连接端，以及其中：
所述第一电池列的正连接端连接至所述第二总线板，并且所述第一电池列的负连接端连接至所述第二能量收集带；以及
所述第二电池列的负连接端连接至所述第一总线板，并且所述第二电池列的正连接端连接至所述第三能量收集带。
5.根据权利要求4所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，
所述第三电池列的正连接端连接至所述第一能量收集带，并且所述第三电池列的负连接端连接至所述第三能量收集带；以及
所述第四电池列的负连接端连接至所述第一能量收集带，并且所述第四电池列的正连接端连接至所述第二能量收集带。
6.根据权利要求3所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述第二层粘合剂被施加至除第一总线板未涂覆部分处和第二总线板未涂覆部分处之外的所述第一总线板和所述第二总线板，所述第一总线板未涂覆部分和所述第二总线板未涂覆部分被定位成紧邻所述第一能量收集带。
7.根据权利要求3所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括：
第一结节，所述第一结节延伸离开所述第一面并且被定位成紧邻所述PV电池托盘的第一端；以及
创建在所述第一能量收集带以及第一母线排和第二母线排中的每个中的多个对准孔，所述第一结节被分别容纳在所述对准孔中的各个对准孔中以固定所述第一能量收集带以及所述第一母线排和所述第二母线排的位置。
8.根据权利要求3所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括：
第二结节，所述第二结节延伸离开所述第一面并且被定位成紧邻所述PV电池托盘的第二端；以及
创建在所述第二能量收集带和所述第三能量收集带中的每个中的多个对准孔，所述第二结节被分别容纳在所述对准孔中的各个对准孔中以固定所述第二能量收集带和所述第三能量收集带的位置。
9.根据权利要求1所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述电源板还包括外壳和密封流体流路径，所述外壳位于所述PV板的相对于所述透明面板的相对侧，所述密封流体流路径被布置在所述外壳和所述PV板之间并且至少部分地由所述外壳和所述PV板限定，所述密封流体流路径包括液体流路径。
10.根据权利要求9所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述液体流路径包括多个液体流路径。
11.根据权利要求1所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述电源板还包括外壳和密封流体流路径，所述外壳位于所述PV板的相对于所述透明面板的相对侧，所述密封流体流路径被布置在所述外壳和所述PV板之间并且至少部分地由所述外壳和所述PV板限定，所述密封流体流路径包括气流路径。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述密封流体流路径由下列部分限定：所述PV板、所述外壳以及施加至所述外壳的面对所述PV板的第一面的密封剂和粘合剂中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述PV电池托盘由金属制成。
14.根据权利要求13所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述PV电池托盘由具有阳极氧化涂层的铝材料制成。
15.根据权利要求1所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述透明面板与所述PV板隔开。
16.一种用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，所述电源板包括：
合成模制外壳，所述合成模制外壳包括太阳辐射顶面、底面和侧壁；
光伏PV板，所述PV板用于生成电力，所述PV板具有多个太阳能电池，每个太阳能电池固定地连接至金属PV电池托盘的第一面，所述PV电池托盘被定位成与所述合成模制外壳接触并且在所述顶面上方被隔开，所述PV电池托盘具有与在所述顶面上流动的流体接触的、关于所述第一面相对地定向的第二面；以及
透明面板，所述透明面板被定位成与所述合成模制外壳的侧壁直接接触并且在所述PV板上方被隔开，所述透明面板用来将容纳在所述外壳中的热能进行隔离，
其中，至少所述第二面包括形成凸起表面的图案、帮助建立流体的湍流的多个凹痕。
17.根据权利要求16所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述太阳能电池被配置成具有多行和多列的阵列。
18.根据权利要求17所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括施加至所述PV电池托盘的第一面的第一层粘合剂，并且所述电源板还包括位于所述阵列的第一端处的第一能量收集带和位于所述阵列的相对的第二端处的第二能量收集带，第一接线条和第二接线条使用所述第一层粘合剂连接至所述PV电池托盘的第一面。
19.根据权利要求18所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，所述PV电池托盘的第一面具有固定地施加至所述第一层粘合剂的所述太阳能电池。
20.根据权利要求19所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括直接施加至所述多个太阳能电池上的第二层粘合剂，所述第一能量收集带和所述第二能量收集带没有被施加所述第二层粘合剂。
21.根据权利要求16所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述太阳能电池具有多个母线排，每个母线排具有柔性带，所述柔性带延伸离开所述母线排以电气连接所述太阳能电池中的紧邻的太阳能电池。
22.一种用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，所述电源板包括：
光伏PV电池托盘，所述PV电池托盘具有被定向成朝着太阳辐射源的第一面和限定所述PV电池托盘的周界的凸起外壁；
第一层粘合剂，所述第一层粘合剂被施加至所述PV电池托盘的第一面，所述第一层粘合剂由所述外壁的相对侧壁部分界定并且与所述外壁的相对端壁隔开以创建所述第一面的第一未涂覆部分和第二未涂覆部分；
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被配置成具有多行和多列的阵列，其中，所述太阳能电池通过所述第一层粘合剂固定地连接至所述PV电池托盘的第一面；
位于所述阵列的第一端处的第一能量收集带和位于所述阵列的相对的第二端处的第二能量收集带，第一接线条和第二接线条通过使用所述第一层粘合剂连接至所述PV电池托盘的第一面；以及
合成模制外壳，所述合成模制外壳包括太阳辐射顶面、底面和侧壁，所述PV电池托盘连接至所述模制外壳的顶面，
其中，所述太阳能电池使所述列定位在所述第一能量收集带与所述第二能量收集带之间，
所述PV电池托盘具有关于所述第一面相对地定向的第二面，
所述外壳包括至少一个入口和至少一个出口，所述至少一个入口和所述至少一个出口被配置成向流体提供在所述顶面与所述PV电池托盘的所述第二面之间从所述外壳流入的入口和流出的出口，所述流体与所述第二面接触，以及
至少所述PV电池托盘的所述第二面包括用于将来自所述PV电池托盘的热能传递到所述流体中的多个凹痕。
23.根据权利要求22所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述太阳能电池中的每个包括多个母线排，所述多个母线排具有从所述母线排中的每个自由地延伸的柔性导电带。
24.根据权利要求23所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，其中，所述第一能量收集带和所述第二能量收集带每个具有带状连接区域，所述带状连接区域通过局部去除所述第一能量收集带和所述第二能量收集带的材料涂层来创建，从而提供用于所述导电带中的各个导电带的连接的多个位置。
25.根据权利要求22所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括面向所述太阳辐射源的透明面板，所述PV电池托盘被定位在所述透明面板的、与所述太阳辐射源相对的侧。
26.根据权利要求22所述的用于从太阳辐射生成热能和电能的电源板，还包括第一总线板和第二总线板，所述第一总线板和所述第二总线板直接附接至所述第一层粘合剂，并且使用施加至所述第一总线板和所述第二总线板二者的第二层粘合剂使所述太阳能电池中的各个太阳能电池固定至所述第一总线板或所述第二总线板中的每个。
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