CN207474482U - 一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，包括太阳能电池、粘接材料、透明保护膜、翼面材料，太阳能电池一面通过粘接材料连接透明保护膜，形成预压组件准备材料，预压组件准备材料进行真空压制，形成预压组件，预压组件中太阳能电池的另一面与机翼材料通过树脂胶复合固化连接。本实用新型预压组件背面不带粘接材料，为太阳能电池整列背面，故不吸附杂质，对预压组件的运输、储藏、二次固化生产环境要求较低，从而降低制作成本。

Description

一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面

技术领域

本实用新型属于无人机领域领域，具体涉及一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面。

背景技术

飞机受载重限制，续航能力成为其发展的技术瓶颈，随着太阳能技术的不断发展，其应用领域也不断扩展，太阳能作为可持续能源，与飞机相结合，能够大大提高飞机的续航能力；但飞机机体大多为曲面，虽然现在已有柔性太阳能封装技术，但依然在平面状态使用，柔性太阳能组件曲面化技术领域还是较大的空白。

在曲面太阳能组件制作领域，相似的技术流程如下：先将太阳能电池平面排版，在两面附上粘接材料进行预压，形成双面均为粘接材料的预压合组件，再在预压合组件两面分别设置曲面板材作为前后板，放入高压釜中形成曲面组件。

现有技术存在一下缺点：

1、预压合组件双面均为粘接材料，表面容易吸附各种杂质且不易清除，粘接材料无刚性极易发生变性，对运输存储要求极为苛刻，二次封装要求超净环境；

2、柔性组件若采用此技术，二次封装时柔性封装材料将出线褶皱现象；

3、现有技术方案的粘接材料只能使用可逆高温粘接材料；

4、现有技术应用在光伏机翼制作领域，实际操作较为困难，现有预压合组件的制作方法会导致机翼重量增加。

相关参考文献：CN 102856410 A。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，采用了先制作上层预压组件，翼面材料作为背板，直接复合成光伏翼面的技术，通过预压组件结构优化，使光伏组件与翼面复合更为简单合理，达到了飞机光伏翼面快速生产、减重的效果，具有制作简单、成本低、重量轻等优势，是太阳能在飞机应用领域的重大突破。

一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，包括太阳能电池、粘接材料、透明保护膜、翼面材料，太阳能电池一面通过粘接材料连接透明保护膜，形成预压组件准备材料，预压组件准备材料进行真空压制，形成预压组件，预压组件中太阳能电池的另一面与机翼材料通过树脂胶复合固化连接。

本实用新型的优点在于：

(1)本发明预压组件背面不带粘接材料，为太阳能电池整列背面，故不吸附杂质，对预压组件的运输、储藏、二次固化生产环境要求较低，从而降低制作成本；

(2)本实用新型整个预压组件仅使用一层粘接材料，厚度薄、重量轻，降低整个飞机的机体重量，从而提高其载荷能力和续航能力；

(3)本实用新型表面为透明保护膜，具有良好的抗老化防腐蚀作用，不为粘接表面，故不吸附杂质，直接作为飞机光伏翼面的最表面使用，无需二次加工，简化制作工艺，降低生产成本；

(4)本实用新型预压组件将表面透明保护膜一次固化成型，使预压组件呈现高柔性，且不会出线二次固化导致柔性透明保护膜与胶膜之间出线褶皱现象；

(5)本实用新型采用机翼材料作为预压组件的被膜，机翼成型使用的树脂胶作为被膜与预制组件的粘接胶，使得粘接胶的用量最小化，重量最小化，且此材料工艺更适用于飞机机翼的制作，操作简单。

附图说明

图1是本实用新型预压组件准备材料制作的示意图；

图2是本实用新型预压组件的示意图；

图3是本实用新型光伏翼面制作的示意图；

图4是本实用新型光伏翼面的示意图；

图中：

1-透明保护膜 2-粘接材料 3-太阳能电池

4-载板 5-预压组件 6-树脂胶

7-机翼材料 8-光伏翼面

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型是一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，包括太阳能电池3、粘接材料2、透明保护膜1、机翼材料7，太阳能电池3一面通过粘接材料2连接透明保护膜1，形成预压组件准备材料，预压组件准备材料进行真空压制，形成预压组件5，预压组件5中太阳能电池3的另一面与机翼材料7通过树脂胶6复合固化连接。

所述的太阳能电池3进行连接，固定在水平载板4上，引出正负汇流总线并固定，形成太阳能电池阵列模块，太阳能电池阵列模块通过粘接材料2连接透明保护膜1，粘接材料2、透明保护膜1的四边尺寸均大于太阳能电池阵列模块四边尺寸，形成预压组件准备材料。

所述的预压组件准备材料通过层压机进行高温真空压制，冷却后从载板4上取下，四周切割，形成预压组件5。

所述的预压组件5中的保护膜设为翼面表层，另一面与机翼材料7之间填充树脂胶，通过高压釜整体固化，形成光伏翼面8。

基于本实用新型的高空长航时太阳能无人机光伏翼面，还提出一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面制作方法，包括以下几个步骤：

步骤1：将太阳能电池水平排布在水平载板上，电池表面覆盖一层粘接材料，粘接材料表面再覆盖透明保护膜，形成预压组件准备材料；

水平载板为高温布(聚四氟乙烯)覆盖在平面铝板或钢化玻璃上，相互固定制成；太阳能电池按设计进行串并联连接，固定在水平载板的高温布上，引出正负汇流总线并固定，形成太阳能电池阵列模块；在太阳能电池阵列模块表面覆盖一层粘接材料，其四边尺寸均大于太阳能电池阵列模块四边尺寸；在粘接材料上面覆盖一层透明保护膜，其四边尺寸均大于粘接材料四边尺寸；形成预压组件准备材料；

步骤2：将预压组件准备材料放入层压机，高温真空压制，形成预压组件；

将预压组件准备材料水平放入层压机，进行高温真空压制，待冷却后取出，从载板上取下，四周切割，去除多余边料，形成预压组件；该预压组件特点：背面不带粘接材料，为太阳能电池整列背面；整个预压组件仅使用一层粘接材料，厚度薄重量轻；表面为透明保护膜，具有良好的抗老化防腐蚀作用，不为粘接表面，故不吸附杂质，直接作为飞机光伏翼面的最表面使用，无需二次加工。

步骤3：将预压组件作为翼面表层，背面覆盖机翼材料，并填充树脂胶复合固化，形成最终飞机使用的光伏翼面8；

预压组件作为翼面表层(设有透明保护膜的一面为表层)，背面覆盖机翼材料，填充树脂胶，放入高压釜中整体固化，制成最终飞机使用的光伏翼面8。

本实用新型采用了先制作上层预压组件，翼面材料作为背板，直接复合成光伏翼面的技术，通过预压组件结构优化，使光伏组件与翼面复合更为简单合理，达到了飞机光伏翼面快速生产、减重的效果，具有制作简单、成本低、重量轻等优势，是太阳能在飞机应用领域的重大突破。

实施例：

本实用新型的一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面制作方法，分以下步骤：

步骤1：如图1所示，将太阳能电池3水平排布在水平载板4上，电池3表面覆盖一层粘接材料2，粘接材料2表面再覆盖透明保护膜1，形成预压组件准备材料。

步骤2：将预压组件准备材料放入层压机，高温真空压制，形成预压组件5，如图2所示。

步骤3：如图3所示，将预压组件5作为翼面表层，背面覆盖机翼材料7，并填充树脂胶6复合固化，形成最终飞机使用的光伏翼面8，如图4所示。

所述的水平载板4结构为：在5mm铝板或钢化玻璃板上平铺一层高温布(聚四氟乙烯)，采用铝板或钢化玻璃，可以是层压机底板温度迅速传导制预压组件准备材料，是粘接材料受热融化；由于铝板和钢化玻璃具有刚性且热膨胀系数小，搬运过程中不会发生变形使电池片阵列发生偏移；铺设高温布是放置粘接材料与铝板或钢化玻璃粘接，导致预压组件无法取下。

预压组件将表面透明保护膜一次固化成型，使预压组件呈现高柔性，且不会出线二次固化导致柔性透明保护膜与胶膜之间出线褶皱现象。

预压组件背面不带粘接材料，为太阳能电池整列背面，故不吸附杂质，对预压组件的运输、储藏、二次固化生产环境要求较低，从而降低制作成本。

机翼材料在固化前也是柔性的，通常为玻璃纤维或碳纤维等，在填充树脂胶后放入模具中高温高压固化，形成一定刚性的机翼造型，步骤3将机翼表层材料用预压组件替换，背面依旧使用机翼材料(柔性)，填充树脂胶后放入模具中高温固化，得到带个太阳能电池的光伏翼面造型，此处区别于传统曲面组件制作方法(先将机翼材料固化成型和与预制组件复合)。背板采用机翼材料，可以使整个机翼保持原有的刚性，表面使用预压组件，使翼面能够通过光照产生电能，供飞机使用。采用此方法所用的树脂胶量最少，制得的机翼重量最轻。

本实用新型所述的一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面是太阳能与飞机结合的一种新的技术，通过此实用新型，可以得到质量轻，加工简单的光伏翼面。通过预压组件的结构优化，可以大大降低制作难度和加工成本。此实用新型更贴合飞机加工工艺，制作更简单，成品率更高。

Claims (4)

1.一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，包括太阳能电池、粘接材料、透明保护膜、翼面材料，太阳能电池一面通过粘接材料连接透明保护膜，形成预压组件准备材料，预压组件准备材料进行真空压制，形成预压组件，预压组件中太阳能电池的另一面与机翼材料通过树脂胶复合固化连接。

2.根据权利要求1所述的一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，所述的太阳能电池进行连接，固定在水平载板上，引出正负汇流总线并固定，形成太阳能电池阵列模块，太阳能电池阵列模块通过粘接材料连接透明保护膜，粘接材料、透明保护膜的四边尺寸均大于太阳能电池阵列模块四边尺寸，形成预压组件准备材料。

3.根据权利要求1所述的一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，所述的预压组件准备材料通过层压机进行高温真空压制，冷却后从载板上取下，四周切割，形成预压组件。

4.根据权利要求1所述的一种高空长航时太阳能无人机光伏翼面，所述的预压组件中的保护膜设为翼面表层，另一面与机翼材料之间填充树脂胶，通过高压釜整体固化，形成光伏翼面。