CN104684657A - 太阳能电池板的涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂覆太阳能电池板以降低太阳能电池板的光伏电池所接收的日光的量以及降低其电力输出的方法。本方法包括使用足够厚度的涂层组合物涂覆太阳能电池板的光接收区，所述涂层组合物适于减少到达光伏电池的日光的量，从而将得到的太阳能电池板的电力输出降低到低于引起生理伤害的水平。本发明还涉及一种用于涂覆太阳能电池板的所述光接收区的组合物，包括：粘合剂和遮光剂，其中，含遮光剂的数量充足使得所述组合物的预定的膜的厚度会降低经由此的光透射率，从而使所述太阳能电池板的电力输出被降低到预定水平以下。本发明进一步涉及一种涂层组合物的应用以及一种将涂层组合物运送到太阳能电池板光接收区的设备和系统。最后，本发明涉及一种电中和太阳能电池板的方法，该方法通过连续地涂覆太阳能电池板和测量所述太阳能电池板的电力输出直到其低于伤害水平。

Description

太阳能电池板的涂覆方法
相关申请
本发明要求2012年7月23日递交的申请号为2012903137的澳大利亚临时专利申请的权益，其公开内容通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明涉及太阳能电池板产生的电能的切断方法，以便保证太阳能电池板用电安全。本发明尤其涉及一种可喷射、可倾倒或可刷涂的组合物以及其在火灾或洪灾期间涂覆太阳能电池板的应用，或甚至为维护目的电中合该太阳能电池板，以上应用将在下文进行描述。然而，应当理解的是本发明并不局限于这种特定领域的应用。
背景技术
以下提供对现有技术的讨论，以便将本发明置于合适的技术背景中使其优点能被充分理解。然而，应当理解的是，整个申请文件中任何对现有技术的讨论不应当被认为是明示或暗示的承认：该现有技术在本领域是众所周知的或是公知常识的组成部分。
由于能源成本飞速上升，社会在竭力寻找减少温室气体排放的方式。太阳能作为一项替代能源已经成为使用最广泛的选择之一。太阳能电池(也称作光伏电池或光电池)为固态电子设备，能通过光伏效应将光能直接转化为电能。电池的组合用于制造太阳能电池组件，该太阳能电池组件用于捕捉日光的能量，通常被称为太阳能电池板。
人们对于太阳能技术的兴趣迅速上升，许多政府机构和企业每年投入数百万美元研究更加高效的电池。据估计，光伏电池产量每两年就翻倍，它已经成为世界上增长最快的能源技术。另据估计，大约2％的澳大利亚家庭已经安装了太阳能电池板系统，预计还会在未来十年大幅上涨。其它国家已经更大程度上采用该技术，一些国家超过5％的住宅安装了太阳能电池板系统。太阳能技术不仅仅适用于城市建筑；它还被发现应用在商业，偏远地方或乡村特别实用，这些地方连接主电源困难或昂贵，以及由于效率的进步，在商业和工业应用中也特别实用。
安装在建筑物屋顶上的太阳能电池板白天吸收日光并且立即将其转换为直流(DC)电能。然后,该电能进入逆变器，将直流电能转换为家庭使用的标准交流电(AC)。每当太阳能网络发电时，其电流与公用电同步，配电板将太阳能和公用电分配到家庭各处。在某些情况下并不少见的是，在峰值日照时数期间，当产生的太阳能超过家庭需要时，电表会倒转。在这种情况下，额外的电能可被卖给公用公司。当晚间和家庭用电需求超过太阳能产量时，公用电被自动提供。一些系统也包括电池，当无太阳光时，用以存储电能。
然而，太阳能电池板系统存在问题，尤其对消防员和急救人员的安全存在挑战。例如，2002年瑞士的一名消防员由于遭到太阳能电池板的电击而受伤，2007年亚利桑那州的一名消防员在住宅灭火时遭到间接的电击。在这种情况下，家用电力被保护在公用设施箱中，而在此事件中灭火的消防员却不知道太阳能电池板系统仍然带电。因此，现在消防员和急救人员几乎普遍被训练：当在一个配有太阳能电池板系统的建筑物的火场作业时，必须假设太阳能电池板系统是一直带电的。换言之，即使建筑物的电力设施在所述电池板上被关闭，也必须假设公用设施箱的所有下游带电物仍然带电。同时，众所周知，环境因素例如云量、烟雾和温度，能影响太阳能电池板系统的性能，然而，总是假设它是带电的电气设备来训练消防员和急救人员。
在有人试图解决这个问题时，一些消防员尝试使用救助罩阻挡太阳光来使太阳能电池板系统停止运行。在这些情况下，所述系统产生的能量能被降低，但是该解决方案不能完全阻挡太阳，所述系统仍然能够产生足够的电能去电击潜在的受害人。这也意味着必须有一个消防员和急救人员爬上屋顶并安装此罩，这本身也有危险。此外，在强风条件下，罩被吹走的情况并不少见，或其消防设备的高功率的喷射水无意中移走或者部分移位。
另一种解决方案是，消防员尝试用标准的消防泡沫盖住太阳能电池板以便阻挡日光，却发现这样产生的结果相似，即，日光仍然能穿过泡沫使太阳能电池板系统继续产生电能。在该具体事例中，人们发现泡沫容易滑离所述太阳能电池板。
太阳能电池板还还存在其它与电有关的危险。例如，如果消防员和急救人员打破保护太阳能电池的玻璃，有可能释放系统中所有内在的能量，这可能是致命的。此外，消防员和急救人员进入屋顶上有太阳能电池系统的建筑物的阁楼或屋顶空腔时必须极为谨慎，因为裸露的电线能穿过所述屋顶进入所述空腔并且使救援人员遭到电击。
涉及太阳能电池本身的其它危险包括许多危险化学药品的使用。解释如下，在火灾或爆炸期间，太阳能电池能释放这些危险化学品并且使其周围工作的消防员和急救人员以及下风处的人们处于呼吸危害中。在一个小型住宅系统中，暴露的危害相对地小。然而，像那些在商业建筑发现的更大的阵列对消防员、急救人员及公众更可能存在暴露危害。
纵使火已被扑灭，太阳能电池板会继续对清理现场的人们造成实际的危险。即使建筑物已遭毁坏并且太阳能电池板被埋在废墟下面，其仍然有可能产生电流。洪灾期间还能产生其它问题。例如，如果输电干线的电力开关盘在水位线以下，屋顶结构保持在水位线以上，所述太阳能电池板仍然能够产生电能。
太阳能电池板存在的另一问题是“带电操作杆”只能探测交流电，许多消防部门在他们的机车和梯子上都运有带电操作杆，使用带电操作杆来确定太阳能电池板系统是否带电将会误导消防员产生假的安全感，因为太阳能电池和逆变器之间都为直流电。虽然可能没有电流，但是来自所述阵列的电线会有电压电位，其通过非接触方式无法检测到。
也应当理解的是消防员的安全是首要的，通常现代消防队从消防员离开消防站就开始进行“动态风险评估”。换言之，在消防员到达火场之前以及过程中，火灾本身信息、火中的建筑物的类型及其可能的包含物，甚至周围建筑物的信息都会反馈到消防员。以此方式，他们能在到达火场前充分了解信息，从而能够做出迅速和明智的决定。然而，消防员将不开始工作，直到危险被识别和最小化，在存在太阳能电池板的情况下，宝贵的时间都浪费在了用传统方法使所述太阳能电池板安全上。由于耽搁，生命和财产会处在危险之中。
本发明的目的是克服或改善现有技术的一个或多个缺点，或者至少提供有用的替代方案。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提供一种涂覆太阳能电池板的方法，所述方法用于降低太阳能电池板的光伏电池所接收的日光的量进而降低太阳能电池板的电力输出，该方法包括步骤：
使用足够厚度的涂层组合物涂覆所述太阳能电池板的光接收区，以使所述太阳能电池板的电力输出降低到低于预定水平，其中，所述涂层组合物适于降低到达光伏电池的日光的量。根据本发明的相关方面，本发明提供一种用于涂覆太阳能电池板的光接收区以降低被太阳能电池板的光伏电池接收的日光的量的组合物，所述组合物包括：
粘合剂；和
遮光剂：
其中，所含遮光剂数量充足，使得所述组合物的预定的膜的厚度会降低经由此的光透射率，从而使所述太阳能电池板的电力输出被降低到预定水平以下。
根据本发明的又一方面，本发明提供了一种将涂层组合物传送到太阳能电池板的光接收区的设备，所述设备包括：
用于容纳一定量所述涂层组合物的容器；
用于传送所述涂层组合物的喷雾或喷射流的输出喷嘴；和
用于从所述容器通过所述输出喷嘴泵送所述涂层组合物的泵，
其中，设置所述泵和所述输出喷嘴使所述涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾方式喷出并被可喷送到至少2米的距离。
所述容器、喷嘴和泵之前为流体连通。
根据本发明的相关方面，本发明提供了一种将涂层组合物传送到太阳能电池板的光接收区的系统，所述系统包括：
当被涂覆于所述光接收区时可降低所述太阳能电池板的光透射率的涂层组合物；
用于容纳一定量所述涂层组合物的容器；
用于传送所述涂层组合物的喷雾或喷射流的输出喷嘴；以及
用于从所述容器通过所述输出喷嘴泵送所述涂层组合物的泵，
其中，设置所述泵和所述输出喷嘴使所述涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾的方式喷出并可被喷送到至少2米的距离。
优选地，所述太阳能电池板的预定的电力输出水平低于能引起生理伤害的电力输出水平，以下将进一步讨论。
优选地，设置所述泵和输出喷嘴使所述涂层组合物以相对受限的喷雾或喷射流的方式喷出并可被喷送到大约2米、5米、10米、20米、30米、40米或50米的距离。
根据本发明的再一方面，本发明提供了一种涂层组合物的应用，所述涂层组合物用于涂覆太阳能电池板的光接收区，以使所述太阳能电池板的电力输出被降低到低于预定水平以下。优选地，所述涂层组合物具有充足的厚度以减少到达太阳能电池板的光伏电池的日光的量，从而使所述太阳能电池板的电力输出被降低到低于预定水平。
应当理解的是，本发明能快速、高效地使太阳能电池板系统呈电中性。其优点是可以在安全距离内对太阳能电池板进行电中和，避免了消防员和/或急救人员需要本人爬上放置太阳能电池板的结构的顶部去对其进行电中和。本发明的方法旨在提高已安装的太阳能电池板的使用安全性，尤其是在火灾和洪灾中。然而，还可以利用本发明在装运和送交之前对太阳能电池板进行预涂敷，从而使该太阳能电池板以电中性状态到达安装目的地，然后一旦被电连接，涂层可以被移除，从而使光伏电池具有能量进而开始产生电能。
本发明还可以被用于电中和有电气故障的太阳能电池板。以往，有电气连接错误的太阳能电池板也被销售从而构成火灾。那些屋顶上有这些危险的太阳能电池板的人们被建议以一种“安全的方式”断开它们，这要求专业的电工处理。在尝试断开带电的电线和最后再重新连接带电的电线之前，电工最好能够先电中和太阳能电池板。错误的电气连接还可能引起火花溅到屋顶并引发火灾。这些火花可以被应用本发明涂层的电中和的太阳能电池板消除。
优选地，太阳能电池板的电力输出被降低到零或至少降低到不能引起生理伤害。本发明也尤其适用于在火灾前、后或过程中电中和太阳能电池板以减少灭火人员或灾后清理人员触电的可能性。本发明还能快速、高效和成本有效地电中和太阳能电池板用于维修或检查目的。
应当进一步理解的是，本发明能在不破坏太阳能电池板的情况下使其呈电中性，从而以后可对其重复利用和回收利用。再者，本发明的组合物优选在强风条件或水/雨冲洗时不易被移除和相对容易地从使用涂层组合物的太阳能电池板和任意周围结构(例如：屋顶瓦片)上被移除。应该理解的是，本发明的涂层是牺牲的，因为它被设计使用之后，当需要时又被移除，其优选作为单独的粘结层而没有给太阳能电池板或周围的结构留下痕迹。还应该理解的是，本发明的涂层优选地配制为含有阻燃剂和/或UV稳定剂，从而在强日光下所述涂层不降解，因为在建筑物长期闲置时，某些涂层要数月甚至数年保持在原处。然而，在其它实施方式中，所述涂层可不包含UV稳定剂，从而涂层将会随时间而降解、褪去。优选地，所述涂层的膜不溶于水。
关于涂层组合物，应该理解的是，膜厚度和遮光剂浓度之间存在一定关系以完成决定性的或预定的光透射率的降低，从而使太阳能电池板的电力输出降低到预定水平以下。具体解释为，沉积的涂层膜的厚度越大则要求遮光剂的量相对减少从而得到光透射率的所述预定的减少，反之亦然。本发明并不局限于遮光剂的具体的量或具体的膜的厚度。可以预见的是，能够提供所需的光透射率减少的膜的厚度和遮光剂的所有组合都落入本发明的范围内。然而，涂层组合物应该优选地具有高含量的遮光剂，以最大化减少光透射率并且最小化减少涂层组合物的使用量。
该组合物可能的膜的厚度大约在1-2000微米之间。然而，优选的膜的厚度是约5微米、10微米、25微米、50微米、75微米、100微米、150微米、200微米、250微米或500微米。遮光剂浓度可以在5-50％之间，但是该遮光剂通常以约5-20wt％被包含。
正如本领域的技术人员所了解的，被加到涂层系统(在这种情况下为粘合剂)中的遮光剂一般为惰性物质，其使涂层系统不透光并降低入射光的透射率。通常，遮光剂具有实质上不同于粘合剂的折射率，二氧化钛(同时锐钛矿和金红石形式的)和/或碳酸钙通常被用作表面涂层中的遮光剂。然而，其它遮光剂对本领域的技术人员来说也是已知的，比如氧化锌、云母、碳黑、已膨胀或可膨胀的热塑性微球(见莫尔豪斯(Mmorehouse)的美国专利US3,615,972)，以及罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company)生产的“ROPAQUE OP-62”(见美国专利US4，427，836)及类似材料。
优选地，光透射率被降低到0％或降低到本发明的组合物不存在时所接收的日光(即入射光)的1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或75％以下。优选地，光接收区被100％涂覆。
应该理解的是，该组合物降低了光伏电池接收的日光的量，这转而降低了太阳能电池板的电力输出。在一个优选的实施方式中，应用单层的涂层来完成光透射率的预定的或决定性的降低。然而，多层涂层也可以被使用。
本发明提供了一种用途，即涂层材料及所述涂层材料涂覆到太阳能电池板的表面以阻挡传送到光伏电池的日光，从而有效地切断太阳能电池板。优选地，上述涂层将电流降低到零，或者至少降低到预定或阈值水平，例如降低到低于澳大利亚标准60479.1:2003第22页b行所描述的生理伤害水平，该部分内容通过引用被结合到本文中。优选地，太阳能电池板为电中性。应当理解的是，本发明旨在将太阳能电池板产生的直流电降低到低于上述澳大利亚标准确定的感知阈值和/或反应阈值以下。此外，本发明的优点之一是将心室纤颤的可能性降低到50％以下，优选地5％以下，更优选地1％以下。
应当理解的是，该涂层组合物优选为不导电。
适用于本发明的粘合剂为水基粘合剂，因为该涂层组合物可能进入火中或接近火。然而，应当理解，少量挥发性有机化合物(VOC)可被掺入上述组合物中。在本发明一种优选的涂层组合物中，水将占该组合物大约20-95重量％，为了便于刷子，滚子或喷雾器的使用，该组合物的最终组分通常包含大约50-90重量％的水，最优选约60-85重量％的水。本发明的水稀释性成膜涂层组合物中被结合的非挥发性部分通常只占大约5重量％。
本发明的涂层组合物的粘合剂包括至少一种水稀释性成膜聚合物。本文中使用的术语“成膜聚合物”指该聚合物在所有溶剂或载体蒸发和/或在该聚合物固化之后能形成连续膜。本文中使用的术语“水稀释性”指可以稳定分散在水中的所有聚合物并且意在包括水溶性聚合物、分散剂、乳剂和胶乳，其中的挥发性组分主要地或可以主要地是水。
在本领域中，水溶性聚合物通常被理解为那些聚合物中含有足够的亲水基团和/或离子基团(比如酸或胺基)以提供水溶性的材料。在许多应用中，优选使用数均分子量至少约2000的聚合物。
一种生产水溶性聚合物常用的方法为反应物发生缩合反应，该反应物具有化学计量过量的离子基团，比如随后能被中和以提供水溶性的酸基或胺基。以此方式可以制备水溶性聚酯、聚脲、聚氨酯以及其它聚合物。
例如，具有化学计量过量的酸基或酸酐基的反应物与具有羟基、胺基和/或环氧基官能团的反应物发生缩聚反应能生成酸官能团的聚合物，该聚合物能被碱中和提供水溶性，碱例如为胺。同样地，水溶性聚合物能通过化学计量过量的胺功能团反应物与共反应物例如多元羧酸，聚环氧化物，聚异氰酸酯和其它材料生成胺功能团聚合物，该胺功能团聚合物可以与酸中和提供水溶性。
另一种在本领域产生水溶性聚合物的公知方法为不饱和基团与其它不饱和单体发生自由基聚合反应，随后离子基团被中和以提供水溶性，其中，该不饱和基团具有酸官能团或氨官能团，例如为丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸二甲基胺基乙酯。
代表性实施例包括，比如美国专利US 4,735,995中教导的水稀释性丙烯酸改性聚酯；美国专利US 5,104,737中教导的酸官能团的空气干燥聚氨酯以及美国专利US5,310,780和US 5,912,299中教导的聚氨酯分散剂。
本领域中许多生产水溶性聚合物的其它方法也已公知。代表性的市售水溶性树脂包括雷可德化工(Reichhold Chemicals)的水稀释性醇酸树脂KelsolDV-5862和伊士曼化工(Eastman Chemical)的水稀释性环氧树脂Rezimac WR73-7331。
其它的水分散性成膜聚合物包括胶乳树脂。代表性的例子包括苯乙烯丁二烯胶乳、聚醋酸乙烯酯胶乳、丙烯酸胶乳及其它。这类型的聚合物经常通过乳液聚合反应制备，其中，在乳化剂的存在下，活性单体与合适的引发剂在水中被乳化形成聚合物颗粒在水中的稳定分散体。在本发明的一些应用中，利用更疏水的胶乳树脂尤其有用。这类型的胶乳的典型制备是通过利用更疏水的单体和使用水敏感性更低或能直接与胶乳聚合物本身结合的表面活性剂或乳化剂。
本发明的实践中使用的一些代表性胶乳实例包括PCT申请PCT/US99/23428(WO00/22016)教导的胶乳聚合物，名称为胶乳聚合物的组合物以及美国专利US5,739,196。本发明的实践中使用典型的市售乳胶树脂包括200(丙烯酸胶乳)，(丙烯酸的胶乳)，这两者都来自罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company)，以及Neocar(叔碳酸乙烯酯基胶乳)，(丙烯酸共聚物)，(丙烯酸胶乳)，(丙烯酸胶乳)以及和7658(疏水性丙烯酸胶乳)，都购自联合碳化物(Union Carbide)公司。
优选地，粘合剂具有低于室温的玻璃化温度(Tg)，因而具有弹性。
优选地，组合物被配制为表面张力低以便使其粘附和润湿其应用的表面。涂层组合物可包含表面张力改性剂以便提高涂敷性能。这些物质可以降低组合物的表面张力，因而该组合物将“润湿”基材，从而促进应用过程。有用的表面张力改性剂包括市场上那些购自气体化工产品有限(Air Products and Chemicals Inc)公司的商标名称为和这些表面张力改性剂的主要成分为：2,4,7,9,四甲基-5-癸炔-4,7-,二醇。也可使用其它表面张力改性剂以及改性剂的混合物。
优选地，所述组合物适于从一定距离喷射到太阳能电池板上。在优选的实施方式中，该组合物被配制为流变外形，从而当从适配的喷涂设备排出时，该组合物保持为“喷射流(jet)”或流注(stream)而非雾状。优选地，该组合物在距离为2、4、6、8、10甚至15米时，基本上保持喷射流形态。在其它实施方式中，该组合物可以通过刷子或滚子使用，甚至通过直接倾倒在太阳能电池板上使用。
优选地，该组合物配置为具有预定的流变外形，即该组合物在高剪切条件下，比如被喷涂到太阳能电池板上时，表现为低粘度，而在低剪切条件下，比如一旦沉积在太阳能电池板上后，表现为高粘度。应当理解的是，该组合物优选一旦沉积后就留在原处并且防流挂或流动，因为一旦沉积后任何显著的组合物的流动都将导致最终的膜的厚度减少，从而增加了传送到太阳能电池板的光接收区的光。
优选地，当等待用或长期备用时，该组合物也适于基本上保持悬浮。这是优选的，因为急救人员到达事故现场时将没有时间搅动该组分使其恢复成悬浮液。
优选地，该组合物适于干得快，例如在1-5分钟之内发粘并且在5-10分钟内基本干了。为了在预定时间内达到粘性，优选地，该粘合剂包括一种或多种交联剂。本领域的技术人员都知道这样的合适的交联剂。
优选地，所得到的干膜是连贯的，因为它能像单层片材般被相对容易地从无孔表面剥离。这种特性使所述膜在太阳能电池板被处理/涂覆达到电中和后相对容易被移除，进而使太阳能电池板可被再利用。优选地“脱模剂”被加入该组合物。对于本领域技术人员来说，这样的脱模剂是已知的，其包括材料如含硅化合物。优选地，该组合物包括用来增加涂层组合物的阻燃性的添加剂。对于本领域技术人员来说，这样的添加剂是已知的，其包括材料比如陶瓷微球或磷酸二氢铵。
在一些优选的实施方式中，该组合物不含紫外线抑制剂，或者包含增加或加速所形成的膜被UV破坏的添加剂。本实施方式尤其适用于靠近太阳能电池板困难并且目的是关闭太阳能电池板但允许短时间后恢复发电的情况。优选地，该组合物的使用使涂层组合物的膜在日光下约2到6周内基本上降解。在本实施方式中，一旦所形成的膜的使用寿命已满，不再被需要，太阳将降解该膜并且使该膜在风雨中变得易碎脱落。这是特别有益的，因为任何沉积在多孔基材比如混凝土瓦等上的过度喷涂都有可能被吸收在那并且具有抗剥离性。因此，没有UV抑制剂或存在分解促进剂时，过度喷涂区将会随着时间被“修复”。然而，一些实施方式中包括了相对大量的UV抑制剂，以便膜在日光下不降解，以便于在很长时间内太阳能电池板保持电不活泼性。
在一些优选的实施方式中，该组合物包括脱模剂，从而允许涂层膜相对容易地从其应用的表面剥离。对于本领域技术人员来说，这样的添加剂是公知的。
应该理解的是，在某些情况下本发明的涂层组合物可以被简单地倾倒在太阳能电池板上。然而，在许多情况下，涂覆太阳能电池板需要有安全距离，可以为5米、10米、15米、20米或更远距离，甚至可以在升高的高处，比如在2层楼的屋顶上。在这种情况下，需要专门的输送装置传送一定量的涂层组合物到太阳能电池板上。优选地，该输送设备可容纳大量本发明的涂层组合物并且能在高压下喷送该涂层组合物，并且以相对受限的流注或喷射流输送该数量的涂层组合物。以此方式，脉冲式涂层组合物可以以最少的过度喷涂和浪费被相对准确地喷到太阳能电池板上。也应该理解的是，该涂层组合物适于以连贯性的射流被输送。换言之，涂层组合物通过喷嘴传送时适于避免雾化。这可以通过控制涂层组合物的流变外形来完成。
一种合适的输送设备，包括用于容纳涂层组合物的容器或贮液器，高压泵和输出喷嘴。上述输出喷嘴能通过软管连接至泵以便于移动。对于本领域技术人员来说，合适的泵是已知的，例如：离心泵、活塞泵、螺旋泵和螺杆泵。在其它实施方式中，使用空气压缩机将涂层材料加压输送至所述容器/贮液器中。优选那些防火气体，比如氮气、氩气和二氧化碳气体。对于本领域技术人员来说，其它阻燃气体是已知的。
如前所述，组合物可通过刷子，滚子或桶被使用。
优选地，组合物被沉积在不在火中的太阳能电池板上。然而，在某些情况下，太阳能电池板也可能着火。在这些情况下，涂覆太阳能电池板是有利的，不但能尽量减少触电的风险，而且能扑灭火。可以预期的是，如果涂层组合物中水的量是足够的，那么太阳能电池板可以被熄灭，也可以被断电。
应该理解的是，如果晚上起火，则从太阳能电池板上触电的风险不大。然而，当白天到来，则太阳能电池板能再次变“活”，可能对清理现场的人们造成危险。因此，作为防止白天触电的方式，即使在夜间起火涂覆太阳能电池板也是有益的。
本领域中现有技术的许多种类和类型的表面涂层是已知的。一些装饰用的涂层不适合本发明，即本发明可最大程度地减少透射光的量以断开太阳能电池板的电。其它具有具体功能目的的涂层可被配制，例如，它们被配制以防止损坏表面，因此提供了坚韧的膜，其可相对容易地被从无孔表面剥离。本发明的涂层适于阻止光透过所述干的膜，本发明优选地也提供了一种能相对容易地从基材上剥离的坚韧的膜。因此，所述组合物要么配制为具有比较多量的遮光剂用于降低或阻止光穿过膜，要么选择为具有高度的光反射系数。
同时，该组合物可以是任何颜色，优选地，该组合物使用颜料着色，以提供与典型的屋顶的颜色不同的容易引人注目的颜色，如橙黄色。这使消防人员相对容易地看到哪些地方该组合物已经被使用，确保太阳能电池板被覆盖良好。这也给其他人提供了一个清楚的可视信号：该太阳能电池板已被涂覆，本住宅用电安全(至少来自太阳能电池板的用电是安全的)。然而，在一些实施例中，组合物可以被着色为白色、黑色或灰色。
本发明能给出太阳能电池电力输出的实时指示，这也是特别有利的。解释如下，一旦住宅的主电源被切断，当一位消防员涂覆面板时，另一消防员可测量住宅的输出功率(在电源/公用设施箱处)。因为太阳能电池的电气响应几乎是即时的，涂层组合物可以被连续使用直到监控电功率箱的人报告说电功率已经降低到零，或者降低到低于引起有害的生理效应水平。这给了消防员一些信心，即足够的涂料已经被使用了，电功率水平平确实降低了，否则这将仅是一种推测或者仍然是个未知数。
本领域技术人员会理解太阳能电池的电力输出可通过电压(伏特)、电流(安培)和输出功率(瓦特)来描述。优选地，太阳能电池板上100微米的涂层将电流降低到未涂覆太阳能电池板的0.05-0.15％，其中所述未涂覆的太阳能电池板接收了0.9-1千瓦/平方米(kW/m2)的太阳的日射量。优选地，太阳能电池板上100微米的涂层将电压降低到未涂覆的太阳能电池板的5-15％，其中所述未涂覆的太阳能电池板接收了0.9-1千瓦/平方米(kW/m2)的太阳日射量。优选地，太阳能电池板上100微米的涂层将输出功率降低到未涂覆的太阳能电池板的0.005-0.05％，其中所述未涂覆的太阳能电池板接收了0.9-1千瓦/平方米(kW/m2)的太阳的日射量。本领域技术人员应该理解，类似的输出功率的降低可以通过使用薄些或厚些的涂层来实现，取决于涂层组合物的精确的配方。
优选地，本发明的涂层组合物包括用作可移动灭火剂的均质混合物，该均质混合物由聚合物和含催化剂、阻燃剂和粘合调节剂的颜料构成。该涂层形成固体毯子以阻挡光导致了太阳能电池板电力输出的停止。该应用可通过压力容器，如灭火器或通过刷子、滚子或软扫帚人工形成固体毯子，该毯子随后可被移除。
在一些优选的实施方式中，可提供一种一次性预充满的容器，该容器包含一定量的涂层组合物。该涂层组合物被涂覆在太阳能电池板上时适于切断太阳能电池板的电，该容器被用足量的高压惰性气体预先充满使其能以喷射流的方式将上述涂层组合物输送到2米、5米、10米或更远距离。在本实施方式中，该容器有点类似灭火器，但是灭火剂被替换为本发明的涂层组合物。在其它实施方式中，该容器包括用于对容器手动加压的手动泵，以便添加新的涂层组合物并且该容器可被再加压及再利用。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种将涂层组合物传送到太阳能电池板的光接收区的设备，该设备包括：
用于容纳一定量所述涂层组合物的可施压的容器；以及
与该容器流体连通用于传输涂层组合物的喷雾或喷射流的输出喷嘴。
其中，所述容器可被加压使所述涂层组合物以相对受限的喷雾或喷射流的方式被喷送到至少2米的距离。
优选地，利用惰性气体对设备充分加压，从而涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾的方式被喷送到大约5米或更远的距离。优选地，该设备被送到太阳能电池板处备用，这意味着它已经包含一定量的涂层组合物并且已被充分加压。优选地，输出喷嘴包括手动触发器，有需要时用于配分所述涂层组合物。
根据本发明的再一方面，本发明提供了一种电中和太阳能电池板的方法，所述方法包括步骤：
使用涂层组合物涂覆所述太阳能电池板的光接收区，所述涂层组合物适于降低到达所述光伏电池的日光的量；和
a.)测量所述太阳能电池板的电力输出，
其中，如果得到的所述太阳能电池板的电力输出没有降低到预定水平
以下，则重复步骤a.)和b.)直到所述电力输出在所述预定水平以下。
本领域技术人员应该理解，本发明包含本文所公开的的这些实施方式和特征，也包含所公开的实施方式和特征的所有结合和/或衍生。
附图说明
本发明的具体实施例将只通过示例，参考附图进行描述，其中：
图1为在地面涂覆设置于建筑物屋顶上的太阳能电池板的图片；
图2为无涂层的太阳能电池板接收大约1kW/m2日光时的电流-电压输出曲线的截图。
图3为具有黑色颜料的表面涂层的太阳能电池板的电流-电压输出曲线图的截屏，此时涂层在该表面大约2分钟，接收了大约1kW/m2的日光；以及
图4为具有黑色颜料的表面涂层的太阳能电池板的电流-电压输出曲线的截图，此时涂层在该表面大约62分钟，接收到大约1kW/m2的日光；
定义
在描述和主张本发明时，以下术语将按照如下的定义使用。还应理解的是，本文中使用的术语只用于描述本发明的具体实施方式，并不意在限制本发明。除非另有定义，本文使用的涉及本发明的所有技术和科学术语与本领域的普通技术人员的通常理解含义相同。
除非上下文明确要求，否则，在整个说明书和权利要求中，词语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”等被解释为包容性含义，而非排他或穷举的含义；也就是说，是“包括，但不限于”的含义。
除了在操作实例中或另有说明，本文中使用的所有表达组分的量或反应条件的数字在各种情况下都应被理解为被术语“大约”修饰。这些实施方式并不旨在限制本发明的范围。在下文中或除非另有说明，“％”指的是“重量％”，“比率”指的是“重量比”以及“份”指的是“重量份”。
本文中使用的术语“主要地(predominantly)”和“基本上(substantially)”除非另有说明应指多于50％，按重量计。
有端点的数值范围的引用包括该范围内的所有数字(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等等)。
术语“优选的”和“优选地”指的是本发明的实施方式在某些情况下可以提供某些益处。然而，在相同或其它情况下其它实施例也可能是优选的。此外，一个或多个优选实施方式的表述并不意味着其它实施方式没有用，并非意在将其它实施方式排除在本发明范围外。
具体实施方式
以下将参考实施例对本发明进行描述，该实施例应在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。
图1显示人1将涂层组合物2喷涂到太阳能电池板阵列3上。该太阳能电池板阵列3位于建筑物5的屋顶结构4上，足够的涂料2正被用于基本上覆盖所述太阳能电池板排列3以便降低传送到太阳能电池板的光伏电池上的光，从而将太阳能电池板阵列3的电力输出降低到零，恢复用电安全。涂层组合物2正被从输送设备6中泵出并从地面被喷送。该输送设备包括：用于容纳一定量涂层组合物的容器7，从容器7通过输出喷嘴9泵送涂料组合物的泵8。泵8和输出喷嘴9被设置以使涂层组合物2以相对受限的喷射流或喷雾的方式被喷出。应该理解的是，太阳能电池板阵列3可位于地面，或者在建筑物的第二或第三层上。
太阳能电池板(来自ET太阳能(ET Solar)，ET-M53620，20瓦，299毫米x662毫米)被以通常的垂直状态放置，在约6秒的时间内被涂覆从而得到被喷涂的太阳能电池板。用于涂覆太阳能电池板的涂层材料是添加了黑漆颜料的斯普雷拉特(Spraylat Internatonal Protectapeel Multisurface)。加入的颜料的浓度大约为5wt％。输送系统是具有输出喷嘴和触发器的可施压的容器。容器被充分加压，从而当涂层材料被排出时可从约4米远处喷射到太阳能电池板上。在涂敷作业之前、期间及之后测量太阳能电池的电流和电压输出。使用Prova-200太阳能电池分析仪的I-V曲线和TES-1333R太阳能数据采集仪进行测量以估计太阳的日射量。太阳的日射量大约为0.9-1kW/m2。
现在参照图2，能看到未涂覆的太阳能电池板传送的最大电流为1.051安培，最大电压为17.02伏特，以及最大输出功率为17.9瓦特。现在参照图3，该太阳能电池板被涂覆后两分钟，电压下降到2.327伏，电流下降到0.9毫安，输出功率下降到2.09毫瓦。涂覆约1小时后，太阳能电池板被再次测量，所得到的结果与涂覆2分钟后的结果基本相同(参见图4)。由此可以看出，被涂覆的太阳能电池板的电力输出低于能引起有害的生理效应的水平，正如之前讨论的相关澳大利亚标准中描述的那样。
虽然本发明参照具体的实施例进行了描述，然而，本领域的技术人员应该理解的是，本发明可以体现为许多其它形式。尤其是，所描述的各种实施例中的任何一个技术特征都可以在任何其它实施例中进行结合。

Claims (42)

1.一种涂覆太阳能电池板以降低太阳能电池板的光伏电池所接收的日光的量的方法，所述方法包括步骤：
用足够厚度的涂层组合物涂覆所述太阳能电池板的光接收区，以使所述太阳能电池板的电力输出被降低到低于预定水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述太阳能电池板的电力输出的预定水平是指其会引起生理伤害。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电力输出的预定水平是处于感知阈值或反应阈值的直流电。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预定水平由澳大利亚标准60479.1或其等效值确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括降低所述太阳能电池板的电力输出以使心室纤颤的概率低于1％的步骤。
6.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：包括使用约50到150微米厚度的涂层以使光透射率降低到低于入射光的0.1％以下的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：被涂覆的太阳能电池板的电力输出被降低到低于无涂层的太阳能电池板的电力输出的1％以下。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：电力输出以电流衡量并且被降低到小于未涂覆的太阳能电池板的电流的0.20％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：电力输出以电压衡量并且被降低到小于未涂覆的太阳能电池板的电压的20％。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：电力输出以功率衡量并且被降低到小于未涂覆的太阳能电池板的功率的0.10％。
11.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：包括在装运前、送交前、安装前、安装期间、维修前或维修期间、洪水泛滥前或泛滥期间、电气故障前或电气故障期间或者火灾前或火灾期间涂覆所述太阳能电池板的步骤。
12.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：包括距离所述太阳能电池板至少2米涂覆所述太阳能电池板的步骤。
13.根据上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述组合物包括脱模剂以使固化的涂层相对容易地从使用所述涂层组合物的太阳能电池板和任何周围结构中脱离。
14.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物包括阻燃剂。
15.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物包括紫外线稳定剂以使所述涂层在日光下约6周不降解。
16.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物包括5-20wt％的遮光剂，用于降低通过涂层膜的光透射率。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述遮光剂选自二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、云母、碳黑、膨胀的热塑性微球及其组合。
18.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：涂层包括水基粘合剂，其选自水溶性聚合物、分散剂，乳剂和胶乳。
19.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物在1-5分钟之内基本上固化为干的膜。
20.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物不含紫外线抑制剂，或包括加速所得到的膜被紫外线破坏的添加剂，从而使所述组合物在日光下暴露2-6周就基本上被降解。
21.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于：所述组合物被黄色、绿色、橙色或红色的颜料着色，以提供与典型的屋顶的颜色不同的容易引人注目的颜色。
22.一种用于涂覆太阳能电池板的光接收区以降低所述太阳能电池板的光伏电池所接收的日光的量的组合物，所述组合物包括：
粘合剂；以及
遮光剂：
其特征在于：所含遮光剂数量充足使得所述组合物的预定的膜的厚度会降低经由此的光透射率，从而所述太阳能电池板的电力输出被降低到预定水平以下。
23.根据权利要求22所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括脱模剂，以使所述固化的涂层相对容易地从使用所述涂层组合物的太阳能电池板和任意周围结构中脱离。
24.根据权利要求22或23所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括阻燃剂。
25.根据权利要求22-24任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括紫外线稳定剂以使所述涂层在日光下约6周不降解。
26.根据权利要求22-25任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物包括5-20wt％的遮光剂，用于降低通过涂层膜的光透射率。
27.根据权利要求26所述的组合物，其特征在于：所述遮光剂选自二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、云母、碳黑、膨胀的热塑性微球及其组合。
28.根据权利要求22-27任一项所述的组合物，其特征在于：所述涂层包括水基粘合剂，其选自水溶性聚合物、分散剂，乳剂和胶乳。
29.根据权利要求22-28任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物在1-5分钟之内基本上固化为干的膜。
30.根据权利要求22-29任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物不含紫外线抑制剂，或包括加速所得到的膜被紫外线破坏的添加剂，从而使组合物在日光下暴露2-6周就基本上被降解。
31.根据权利要求22-30任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物被黄色、绿色、橙色或红色的颜料着色，以提供与典型的屋顶的颜色不同的容易引人注目的颜色。
32.根据权利要求22-31任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物不导电。
33.一种涂层组合物的应用，所述涂层组合物用于涂覆太阳能电池板的光接收区以降低传送到太阳能电池板的光伏电池的日光的量，从而使所述太阳能电池板的电力输出降低到预定水平以下。
34.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：所述太阳能电池板的电力输出的预定水平是指其会引起生理伤害。
35.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：电力输出的预定水平是处于感知阈值或反应阈值的直流电。
36.根据权利要求33的所述应用，其特征在于：所述预定水平由澳大利亚标准60479.1或其等效值确定。
37.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：所述太阳能电池板的电力输出被降低以使心室纤颤的概率低于1％。
38.根据权利要求33-37任一项所述的应用，其特征在于：所述太阳能电池板在装运前、送交前、安装前、安装期间、维修前或维修期间、洪水泛滥前或泛滥期间、电气故障前或电气故障期间或者火灾前或火灾期间被涂覆。
39.一种将涂层组合物运送到太阳能电池板的光接收区的设备，所述设备包括：
用于容纳一定量所述涂层组合物的容器；
用于传送所述涂层组合物的喷雾或喷射流的输出喷嘴；以及
用于从所述容器通过所述输出喷嘴泵送所述涂层组合物的泵，
其特征在于：设置所述泵和输出喷嘴使所述涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾的方式喷出并可被喷送到至少2米的距离。
40.一种将涂层组合物运送到太阳能电池板的光接收区的设备，所述设备包括：
用于容纳一定量所述涂层组合物的容器；以及
用于传送所述涂层组合物的喷雾或喷射流的与所述容器流体连通的输出喷嘴；
其特征在于：所述容器被加压使所述涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾的方式喷出并可被喷送到至少2米的距离。
41.一种将涂层组合物运送到太阳能电池板的光接收区的系统，所述系统包括：
当被涂覆于所述光接收区时可降低所述太阳能电池板的光透射率的涂层组合物；
用于容纳一定量所述涂层组合物的容器；
用于传送所述涂层组合物的喷雾或喷射流的输出喷嘴；以及
用于从所述容器通过所述输出喷嘴泵送所述涂层组合物的泵，
其特征在于：设置所述泵和所述输出喷嘴使所述涂层组合物以相对受限的喷射流或喷雾的方式喷出并可被喷送到至少2米的距离。
42.一种电中和太阳能电池板的方法，包括以下步骤：
a.)使用涂层组合物涂覆所述太阳能电池板的光接收区，所述涂层组合物适于降低到达所述光伏电池的日光的量；以及
b.)测量所述太阳能电池板的电力输出，
其特征在于：如果得到的太阳能电池板的电力输出没有降低到预定水平以下，则重复步骤a.)和b.)直到所述电力输出低于所述预定水平。
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