CN201084740Y - 具有散热模块的聚焦式太阳能板结构 - Google Patents

具有散热模块的聚焦式太阳能板结构 Download PDF

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CN201084740Y CNU2007200035237U CN200720003523U CN201084740Y CN 201084740 Y CN201084740 Y CN 201084740Y CN U2007200035237 U CNU2007200035237 U CN U2007200035237U CN 200720003523 U CN200720003523 U CN 200720003523U CN 201084740 Y CN201084740 Y CN 201084740Y
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Abstract

本实用新型涉及一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，包括座体、聚光镜、太阳能芯片组及散热模块，其中该聚光镜连接在座体一侧，而太阳能芯片组设在座体内部并对应于聚光镜配置，用以吸收经由聚光镜所折射出的光，并将其转换为电能来输出，该散热模块连接在太阳能芯片组的一侧，用以将太阳能芯片组所产生的热导散出。由此，可使单位面积的光照强度增加而提升其电力输出，另外，未被转换为电能的热则导引至散热模块上，以使各太阳能芯片在较为适当的温度下持续运作。

Description

具有散热模块的聚焦式太阳能板结构
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能板结构，特别涉及一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构。
背景技术
随着经济的发展，能源使用量急速增加，人类对石油依赖度也相对提高，尤其在石油价格不断向上攀升后，人们才开始意识到新能源的开发，在各种新能源中，利用太阳能来发电，由于其具有干净、无污染、无公害、应用范围广、取的不尽、用的不竭等诸多优点，显然已被视为未来最具有发展的替代性能源之一。另外，由于半导体产业的技术日益精进，在将太阳能芯片应用在太阳能发电方面，也已逐步被相关业者所陆续开发出来，但在光电转换效率与散热等问题仍有许多待克服的问题。因此，本实用新型人即以此作为研究课题进行改良。
现有技术的太阳能板结构，主要包括座体、平面镜及太阳能芯片组，其中平面镜连接在座体一侧，而太阳能芯片组设在座体内部并对应于聚光镜配置，用以吸收太阳光线穿过平面镜的光，并将其转换为电能来输出。如此，构成太阳能板结构。
然而，现有技术的太阳能板结构，在实际应用上仍存在有以下的问题点，由于其采用平面镜设置，并无法对光线进行聚焦作用，从而使单位面积的光照强度不佳，通常是以配置更大面积的太阳能芯片组来因应，从而使整体的造价成本相当高，由此大幅降低其实用性及经济效益。另外，由于其不具备散热模块用来导离未被转换为电能的热量，从而使太阳能芯片组经常在较高的温度下运作，极易造成其使用寿命的大幅缩短，从而亟待加以改善。
实用新型内容
本实用新型的主要目的，在于提供一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其利用聚光镜设在太阳能芯片的一侧，可使单位面积的光照强度增加从而提升其电力输出。另外，通过散热模块的设置，来被转换为电能的热量则导引至散热模块上，以使各太阳能芯片可在较为适当的温度下持续运作。
为了达到上述的目的，本实用新型提供一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，包括座体、聚光镜、太阳能芯片组及散热模块，其中该聚光镜连接在座体一侧，而太阳能芯片组设在座体内部并对应于聚光镜配置，用以吸收通过聚光镜所折射出的光，并将其转换为电能来输出。另外，该散热模块连接在太阳能芯片组的一侧，用以将太阳能芯片组所产生的热导散出。
按照本实用新型提供的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，通过将聚光镜设在太阳能芯片的一侧，可使单位面积的光照强度增加，从而提升其电力输出。另外，通过散热模块的设置，未被转换为电能的热量则导引至散热模块上，从而使得各太阳能芯片可在较为适当的温度下持续运作。
附图说明
图1为本实用新型的第一实施例的立体分解图；
图2为本实用新型的第一实施例的组合示意图；
图3为本实用新型的第一实施例的组合剖视图；
图4为本实用新型的太阳能芯片组的俯视图；
图5为图4的剖视图；
图6为本实用新型的使用状态的剖视图；
图7为本实用新型的第二实施例的组合剖视图；
图8为本实用新型的第三实施例的组合剖视图。
在附图中，各标号所代表的部件列表如下：
座体10
框板11    凸缘12
通风槽13
聚光镜20
框架21               镜片22
太阳能芯片组30
基板31               正电极311
负电极312            太阳能芯片32
散热模块40
均温板41             散热体42
热管43               水冷机构44
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的图仅用来提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。
图1至图5所示的是分别为本实用新型的第一实施例的立体分解图、组合示意图、组合剖视图、太阳能芯片组俯视图及图4的剖视图，本实用新型提供一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其主要包括座体10、聚光镜20、太阳能芯片组30及散热模块40。
其中，座体10由多个板片所围绕形成中空梯形体，并在其上方处向外水平延伸有矩形框板11，另外，在座体10内部向内延伸有矩形凸缘12，在凸缘12下方的围板上开设有多个通风槽13。
聚光镜20连接在座体10上，且其包含与座体10的框板11贴附连接的框架21及嵌入框架21内侧而结合的镜片22，该镜片22可为单凸透镜片，且其凸面朝向座体10内部配置。
太阳能芯片组30装设在座体10内部并对应于聚光镜20配置，且其包含有金属基板31及多个连接在基板31上方的太阳能芯片32，该金属基板31可为铜基板，而太阳能芯片32则可为三五族的砷化镓、磷化铟、磷化镓铟等P/N接面所构成，其光电转换效率可达28％以上，且各太阳能芯片32可采用串联或并联方式固接在金属基板31上，并在基板31的左、右两侧分别设有与各太阳能芯片32电连接的正、负电极311、312。各太阳能芯片32用以吸收通过聚光镜20所折射出的光，并将其转换为电能来输出。
散热模块40连接在太阳能芯片组30的一侧，用以将太阳能芯片组30所产生的热导散出。本实施例的散热模块40包含与太阳能芯片组30的基板31贴附接触的均温板41及与均温板41的另一平面贴接的散热体42，该均温板41内部设有毛细组织及工作流体，并形成有真空容腔，以利用汽液相的热传机制来导热。而该散热体42则可由多个散热单元连接而成，该散热单元可为铝挤型散热片或叠置型散热片组，其外周缘跨接在座体10的凸缘12上。
图6所示的是本实用新型的使用状态的剖视图。在使用时外界光线的光子将先穿过聚光镜20的镜片22，并通过镜片22对这些光子进行折射作用，从而投射在各太阳能芯片32上，并继续进入太阳能芯片32的P/N接面，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，将产生电子-电洞对，并在P/N接面内电场的作用下，电洞移向P区，电子移向N区，从而使P区带正电，N区带负电，于是在P区和N区之间产生电压或电流，从而完成光电转换的程序。在此过程中太阳能芯片32表面的最大热通量为49.4瓦/平方厘米，当此太阳能芯片32的光电转换效率为28％时，此热通量将降为35.6瓦/平方厘米，再经散热模块40的均温板41的导热及散热体42的散热作用，将可使其热通量降为7.51瓦/平方厘米。
图7所示的是本实用新型的第二实施例的组合剖视图。其中该聚光镜20可为双凸透镜片，而散热模块40还包含有热管43，该热管43的中段可呈扁平状，且其上、下端面分别与均温板41底面及散热体42顶面贴附接触，另外，热管43的左、右两端分别向外延伸，且其底部与散热体42贴接，由此长距离地快速导出这些热量，再由散热体42予以散逸。
图8所示的是本实用新型的第三实施例的组合剖视图。其中该散热模块40包含均温板41及水冷机构44，该水冷机构44主要包含水冷头、水箱、泵及水冷排，该水冷头的顶面与均温板41的底面贴接，而在水冷头与水箱以输水管连通，并在此输水管的外部套设由多个鳍片所构成的水冷排，另在水箱与泵及泵与水冷头之间分别再以输水管连通。如此，也具有前述散热模块的等同功效。
以上所述的实施方式是为较佳实施例，本实用新型实施范围并不限于此，根据本实用新型保护范围及说明书内容所作的等效变化或修饰，皆应属本实用新型的范围。

Claims (11)

1.一种具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，包括：
座体(10)；
聚光镜(20)，连接在所述座体(10)一侧；
太阳能芯片组(30)，设在所述座体(10)内部并对应于所述聚光镜(20)配置，用以吸收通过所述聚光镜(20)所折射出的光，并将其转换为电能来输出；以及
散热模块(40)，连接在所述太阳能芯片组(30)的一侧，用以将所述太阳能芯片组(30)所产生的热导散出。
2.如权利要求1所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述座体(10)呈中空梯形体，并在其上方延伸有框板(11)，所述聚光镜(20)包含有与所述框板(11)贴附连接的框架(21)及嵌入所述框架(21)内侧而结合的镜片(22)。
3.如权利要求2所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述镜片(22)为单凸透镜片或双凸透镜片。
4.如权利要求2所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，在所述座体(10)内部延伸有凸缘(12)，所述散热模块(40)包含有与所述太阳能芯片组(30)贴附接触的均温板(41)及与所述均温板(41)的另一平面贴接的散热体(42)，所述散热体(42)的外周缘跨接在所述凸缘(12)上。
5.如权利要求4所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，在所述凸缘(12)下方的所述座体(10)上开设有多个相互对应的通风槽(13)。
6.如权利要求4所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述散热模块(40)进一步包含有热管(43)，所述热管(43)的中段与所述均温板(41)底面贴附接触，其两端分别与所述散热体(42)贴接。
7.如权利要求1所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述太阳能芯片组(30)包含与所述散热模块(40)相互贴接的金属基板(31)及多个连接在所述基板(31)上方的太阳能芯片(32)。
8.如权利要求7所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，在所述基板(31)的两侧分别设有与各太阳能芯片(32)电连接的正、负电极(311、312)。
9.如权利要求7所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，各所述太阳能芯片(32)以串联或并联方式固接在所述基板(31)上。
10.如权利要求1所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述太阳能芯片(32)由砷化镓、磷化铟和磷化镓铟的任一种构成。
11.如权利要求1所述的具有散热模块的聚焦式太阳能板结构，其特征在于，所述散热模块(40)包含与所述太阳能芯片组(30)贴附接触的均温板(41)及与所述均温板(41)部分贴接的水冷机构(44)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102299193A (zh) * 2010-06-28 2011-12-28 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 太阳能装置及具有该太阳能装置的太阳能电池
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