CN202359967U

CN202359967U - 太阳能板和包括其的结构元件

Info

Publication number: CN202359967U
Application number: CN 201120047226
Authority: CN
Inventors: 奥伦·阿哈龙
Original assignee: SOLAROR Ltd
Current assignee: SOLAROR Ltd
Priority date: 2010-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-02-14

Abstract

本实用新型涉及太阳能板和包括其的结构元件。太阳能板包括：包括玻璃粘合剂材料和塑料材料的混合前窗；用于将太阳能转化成电能并被封装在前窗中的太阳能电池；以及用于保护和密封地封住太阳能电池的透明的后层材料。在一些实施方式中，板包括棱柱元件阵列，该阵列的每个棱柱元件具有显著地大于太阳能电池的输入孔且用于将太阳能反射到太阳能电池上。所述板适合于用作低集中的太阳能幕墙，且能够实现构建大的、低成本以及高效的太阳能收集器，同时有选择地允许正常日光穿过。

Description

太阳能板和包括其的结构元件

技术领域

本实用新型涉及太阳能，更具体的是垂直安装的建筑物集成光伏电池或垂直安装的具有改进重量和强度的太阳能收集器。

背景技术

太阳能在许多能量相关领域的多种应用中起重要作用：能量用于远程地点、农业、公用电网支持、电信、工业过程、以及其它绿色环保能源。示例性的应用是村庄电气化、沙漠施肥、远程度假旅馆、尤其在非洲和许多其它地方的改进的电信。

今天，结构和建筑物部分占了最高的能耗(欧盟中超过40％)和温室气体排放的主要原因。

本实用新型的目的是给予解决办法来通过增加这个部分的能量产生而部分帮助解决这个问题。

光伏装置是将太阳能转化成电的领先科技。科技上地，光伏电源系统能够为了任何目的提供能量，他们的主要缺点是成本、效率和安装问题，特别是现代城市中普遍存在的在垂直表面上的安装问题。

最近，当燃料价格急剧地增长而矿石能源的负面效果现在是清楚时，对于太阳能系统的市场急剧地增长。另外，如可靠性、简单、低维护以及无污染的其它特征甚至进一步地越来越流行。

装备有太阳能电池的集中器仍然是用来提高收集效率的发展的科技，但由于涉及到建筑物高效收集器和跟踪器的高成本的原因，这项科技还不成熟。

本实用新型的目的是就诸如成本、有限的收集能量、垂直安装时的不良性能，以及冲击保护方面，对现有技术给予改进的解决办法。

实用新型内容

具有跟踪器自由的太阳能集中和太阳能辐射操作技术的高潜力科技在此公开。本科技将部分地帮助满足对于基于太阳能的能量解决办法的加速需求。特别的注意致力于通过减少要求用于转换的太阳能电池材料量降低总的系统成本而不牺牲性能的解决办法；以及适合于垂直安装。此外，用于太阳能电池板的冲击保护科技将被公开，有希望产生低成本的低重量板。

本实用新型解决太阳能电池材料的高成本的问题，通过部分移除这种材料并用低成本的棱柱光学元件代替它。本技术是基于光学元件通过全内反射集中太阳能，并适合于优选用于建筑物幕墙系统的垂直安装。幕墙是建筑物的外部覆盖物，其中外墙是非结构的。

具体地，本实用新型涉及使用玻璃和塑料结合的方式来减少重量和改进太阳能板的硬度。此外，耦合到太阳能电池的光学元件的棱柱塑料阵列将被公开。棱柱阵列将改进太阳能板的太阳能收集。太阳能板能被建成塑料、玻璃以及太阳能电池之间的混合物，以提供轻重量和坚固结构的太阳能板。太阳能板适合于用作低聚光的太阳能幕墙，且实现构建大的、低成本以及高效的太阳能收集器，同时有选择地允许正常日光穿过。

本实用新型的焦点是使用上述板用于产生有成本效益的建筑物集成元件来将太阳能有效地转化成电。本实用新型利用显著较少的太阳能电池材料，使能够产生简单且可靠的系统用于高效的光转换，同时改进建筑物绝缘。

根据本实用新型的实施方式，提供有混合材料的太阳能板，包括：包括玻璃粘合剂材料和塑料材料的混合前窗，优选聚碳酸酯；用于将太阳能转化成电能并被封装在前窗中的太阳能电池；以及用于保护和密封地封住太阳能电池的透明的后层材料。

在一些实施方式中，混合材料的太阳能板的前窗包括由几层玻璃粘合剂材料和塑料材料建造的前窗。

在本实用新型的另一个实施方式中，提供有包括前述板(即板是结构元件的一部分)的屏帷墙结构元件，包括：太阳能电池，能够将太阳能转化成电或一些其它形式的有用能量；棱柱元件阵列，该阵列的每个棱柱元件具有显著地大于太阳能电池的输入孔且用于将太阳能反射到太阳能电池上，至少一个反射表面邻近太阳能电池(优选包括也相互正交地朝向太阳能电池的两个正交的反射表面)，从而形成类似于光学直角立方体(optical corner cube)的配置；光学匹配粘合剂，将太阳能电池耦合到正交表面；以及传导电极，其附接到太阳能电池用于电连接。

在一些实施方式中，输入孔关于直角立方体被布置倾斜，以根据太阳在地球上的仰角提高太阳能收获。

在一些实施方式中，棱柱元件被一起产生来形成装备有太阳能电池的幕墙并适合于垂直安装。

根据本实用新型的另一个实施方式，提供了双层混合材料的太阳能板，包括：由玻璃、粘合剂材料和塑料材料建造的混合前窗，优选聚碳酸酯；太阳能电池，能够将太阳能转化成电能并被封装在前窗中；透明的后层材料，保护和密封地封住太阳能电池；第二层透明材料，由空气间隙隔离且通过隔离粘着材料而与混合前窗结合；以及每层上的通风孔，根据太阳能电池的温度来导引气流。

本实用新型提供了一种太阳能板，包括：

混合前窗，其包括玻璃粘合剂材料和塑料材料；

太阳能电池，其用于将太阳能转化成另一种形式的能量并被封装在所述前窗中，以及

透明的后层材料，其用于保护和密封地封住所述太阳能电池。

本实用新型所提供的太阳能板中，塑料材料可以包括聚碳酸酯。

前窗可以包括多层玻璃粘合剂材料和塑料材料。

所述的太阳能板还可以包括：通过隔离粘着材料而与所述混合前窗结合的由空气间隙所隔离的第二层透明材料。

所述的太阳能板还可在每层上包括通风孔，用于根据太阳能电池的温度来导引气流。

本实用新型还提供了一种结构元件，其包括前述的太阳能板，所述结构元件包括：

至少一个太阳能电池，其能够将太阳能转化成另一种形式的能量；

棱柱元件阵列，所述阵列的每个棱柱元件具有显著地大于所述太阳能电池的输入孔且用于将太阳能反射到所述太阳能电池上；

至少一个反射表面，其邻近所述太阳能电池；

光学匹配粘合剂，其将所述太阳能电池耦合到所述至少一个反射表面；以及

至少一个传导电极，其附接到所述至少一个太阳能电池以用于电连接。

本实用新型所提供的结构元件中，至少一个反射表面可以包括两个正交的反射表面，所述两个正交的反射表面也相互正交地朝向太阳能电池，形成光学直角立方体的配置。

棱柱元件可被一起生产来形成装备有太阳能电池的幕墙并适合于垂直安装。

所述的结构元件还可以包括具有向上方向的棱柱阵列，其中所述阵列的输入孔可根据太阳的仰角而从垂直线倾斜以用于太阳能收集。

所述的结构元件还可以包括多个棱柱元件，该多个棱柱元件附接在一起来产生装备有太阳能电池的幕墙并适合于垂直安装。

所述的结构元件还可以包括混合前窗。所述的结构元件还可以包括通过隔离粘着材料而与所述混合前窗结合的由空气间隙所隔离的一层透明材料。

所述的结构元件还可在每层上包括通风孔，用于根据太阳能电池的温度来导引气流。

附图说明

图1和1a是混合材料太阳能板的示意性布局。

图2和2a是太阳能板面的实施例。

图3和3a是在光伏建筑一体化(BIPV)的应用中可用作幕墙的太阳能板的实施例。

具体实施方式

图1和1a显示安装在具有一层或多层交替的玻璃塑料层的加强混合窗上的光伏太阳能电池的示意性布局。玻璃层用具有匹配反射率的光学粘着材料来互连。第一层或前玻璃101朝向太阳并由薄玻璃片制成，且其主要目的是免受刮痕和这样的机械损害。第二层102由光学指数匹配粘着材料制成，连接在前窗101和下一层103之间，与类似的全玻璃层比较，会产生具有改进强度冲击抵抗和低重量的混合材料。由于其增加的硬度和轻重量，这种加强的玻璃-塑料组件适合于幕墙应用。此外，这种布置的另外的优点是，作为太阳能外部建筑物外壳，提高总的热绝缘。

太阳能电池104应用于加强窗且由后片层或附加的窗户105封装。前表面101能由几层玻璃塑料材料建造，优选聚碳酸酯，来进一步加固前窗。

图2和2a显示安装在棱柱塑料阵列上的光伏太阳能电池的示意性布局。混合窗由层压到棱柱塑料阵列的前玻璃层建造，从而产生轻重量的加强窗。在图2a中，单个棱柱元件的实施例被公开，其中太阳能电池应用于向上位置中的棱柱外表。前玻璃层用具有匹配反射率的光学粘着材料互连。第一表面201朝向太阳方向202且由薄玻璃制成。表面201的主要目的是免受刮痕和类似物。第二层203是光学指数匹配粘着材料，连接在前玻璃201和下一层204之间，与类似的全玻璃层比较，会形成具有改进强度冲击抵抗和低重量的混合材料。太阳能收集器材料由一玻璃层201和棱柱塑料阵列204制成，该棱柱塑料阵列加强玻璃层且将太阳能辐射从相对大的输入孔集中到相对小的太阳能电池。

图3和3a显示双上釉幕墙的又一个配置的示意性布局。图3显示包括混合前窗和后透明窗306的且由粘合剂密封材料305隔离的双层幕墙的实施例。第一混合窗由几层建造，第一-薄玻璃层301，第二-粘合剂材料302，第三-塑料材料303，而且紧跟着绝缘空气隔离309之间的太阳能电池304。系统装备有通风口308，308a和310a。气流307的方向根据外部温度和太阳能电池304的温度而被控制，使得在冬季时，当外部温度很冷时，没有空气从外部吸入而内部空气在太阳能电池后侧上循环来使太阳能电池冷却并加热内部。在夏季时，来自内部的冷空气在冷却太阳能电池304同时，被净化到环境中。这种布置除了提供电源之外，还改进幕墙的能量性能并使能够加热以及冷却建筑物内部。

Claims

1.一种太阳能板，包括：

混合前窗，其包括玻璃粘合剂材料和塑料材料；

2.如权利要求1所述的太阳能板，其中所述塑料材料包括聚碳酸酯。

3.如权利要求1所述的太阳能板，其中所述前窗包括多层玻璃粘合剂材料和塑料材料。

4.如权利要求1所述的太阳能板，还包括：通过隔离粘着材料而与所述混合前窗结合的由空气间隙所隔离的第二层透明材料。

5.如权利要求1所述的太阳能板，还在每层上包括通风孔，用于根据太阳能电池的温度来导引气流。

6.一种结构元件，其包括权利要求1-5中任一项所述的太阳能板，所述结构元件包括：

至少一个反射表面，其邻近所述太阳能电池；

7.如权利要求6所述的结构元件，其中所述至少一个反射表面包括两个正交的反射表面，所述两个正交的反射表面也相互正交地朝向所述太阳能电池，形成光学直角立方体的配置。

8.如权利要求6所述的结构元件，其中所述棱柱元件被一起生产来形成装备有太阳能电池的幕墙并适合于垂直安装。

9.如权利要求6所述的结构元件，还包括具有向上方向的棱柱阵列，其中所述阵列的输入孔根据太阳的仰角而从垂直线倾斜以用于太阳能收集。

10.如权利要求6所述的结构元件，还包括多个棱柱元件，该多个棱柱元件附接在一起来产生装备有太阳能电池的幕墙并适合于垂直安装。

11.如权利要求6所述的结构元件，还包括混合前窗。

12.如权利要求11所述的结构元件，还包括通过隔离粘着材料而与所述混合前窗结合的由空气间隙所隔离的一层透明材料。

13.如权利要求6所述的结构元件，还在每层上包括通风孔，用于根据太阳能电池的温度来导引气流。