CZ2010738A3 - Solární fotovoltaický modul a zpusob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zvýšení úcinnosti fotovoltaického modulu snížením optických ztrát, zajištením zadaných geometrických parametru, tj. stejnomerné tlouštky, modulu, zvýšením odolnosti fotovoltaického modulu proti narušení tesnosti vnitrního prostoru modulu. V solárním fotovoltaickém modulu je vnitrní vakuovaný prostor modulu zpevnen pomocí rozperných dílcu rozmístených mezi tabulemi po ploše modulu a je vyplnen optickou látkou v podobe nízkomodulárního polysiloxanového gelu. Pri zpusobu výroby modulu je vnitrní vakuovaný prostor modulu zpevnen pomocí rozperných dílcu, které se rozmístují mezi tabulemi po ploše modulu, a pak se vnitrní prostor vyplnuje optickou látkou v podobe nízkomodulárního polysiloxanového gelu, pricemž rozperné dílce se zhotovují z pruzracného materiálu s indexem lomu blízkých indexu lomu tabulí i polysiloxanového gelu, a strukturování gelu se uskutecnuje v rozsahu teplot od pokojové do 150 .degree.C.

Description

Solární fotovoltaický modul a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na nezávislé zdroje napájení elektrickou energií, využívající solární energii.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy solární fotovoltaické moduly a způsoby jejich výroby obdobné způsobu výroby hermetických skleněných laminátů, předpokládající uložení fotovoltaických článků uvnitř uzavřené dutiny, vytvářené mezi dvěmi skleněnými tabulemi pomocí utěsňující výplně z anorganické látky, tvářené při teplotě 380 - 480°C v průběhu 30 minut, jak je uvedeno v dokumentech WO 03038911, CN 1809933. Výhodou takových konstrukcí je nepřítomnost organické polymerní náplně, omezující životnost efektivního provozu modulu následkem klesající propustnosti pro světlo v provozním rozsahu spektra. Za nedostatek uvedeného způsobuje možno považovat použití vysokých teplot tváření výplně, projevujících se záporně na parametrech fotovoltaických článků, chybějící optický kontakt mezi pracovním povrchem fotvoltaických článků a skleněným krytem a dále přítomnost vzdušné vlhkosti v uzavřené dutině, vedoucí ke korozi komutačních prvků a ke změně parametrů průsvitných vrstev.

Nej podobnějším k uváděnému vynálezu se jeví fotovoltaický modul a způsob jeho sestavení, podle něhož se pro vytvoření uzavřeného prostoru mezi skleněnými tabulemi používá utěsňující výplň z elastického polymerního materiálu na bází polyisobutylenu, a vnitřní prostor modulu se nejprve proplachuje inertním plynem a pak se vakuuje přes otvory, ponechávané pro tento účel v termoplastické výplni jak je uvedeno v patentu FR 2862427 8, zveřejněném 20.05.2005.

Za nedostatky této konstrukce a způsobu výroby j e možno považovat:

- snížení účinnosti přeměny v důsledku neexistujícího optického kontaktu skleněného ochranného pláště a povrchu fotovoltaických článků, což vede ke zvětšení optických ztrát; - náchylnost k narušení těsnosti konstrukce;

- nemožnost zajištění stejnoměrnosti tloušťky po ploše modulu v procesu vakuování a tím i stejnoměrnosti optických vlastností systému.

Úkolem uvedeného vynálezu je zvýšení účinnosti fotovoltaického modulu díky snížení optických ztrát, zaručené zajištění zadaných geometrických parametrů (stejnoměrné tloušťky) modulu, zvýšení odolnosti fotovoltaického modulu proti narušení těsnosti vnitřního prostoru modulu.

Díky využití vynálezem navrhovaného řešení se prodlužuje životnost modulu a stálost výchozích elektrických parametrů v průběhu celé provozní životnosti.

Podstata vynálezu

Výše uvedeného výsledku se dosahuje tím, že v navrhovaném solárním fotovoltaickém modulu, obsahujícím propojené fotovoltaické články, lícní a rubovou tabuli a vnitřní vakuovaný prostor modulu, vytvořený pomocí spojovací těsnící vložky z termoplastického materiálu vložené mezi tabulemi, je vnitřní vakuovaný prostor modulu zpevněn pomocí rozpěmých dílců rozmístěných mezi tabulemi po ploše modulu, a je vyplněn optickou látkou v podobě nízkomodulového polysiloxanového gelu.

Ve fotovoltaickém modulu jsou jako fotovoltaické články použity fotovoltaické články z monokrystalického křemíku, z polykrystalického křemíku, z mikrokrystalického křemíku.

Ve fotovoltaickém modulu mohou být jako fotovoltaické články použity libovolné tenkovrstvé fotovoltaické články, a jsou také používány libovolné kombinace výše uvedených druhů fotovoltaických článků.

Ve fotovoltaickém modulu jsou jako jedna z obou tabulí použity tabule povětrnostně odolného opticky průzračného polymemího materiálu.

Ve fotovoltaickém modulu jsou jako jedna z obou tabulí použity tabule z anorganického kaleného nebo zpevněného skla.

Technického výsledku se dosahuje rovněž tím, že v navrhovaném způsobu výroby solárního fotovoltaického modulu, zahrnujícím vytváření vnitřního prostoru modulu pomocí spojovací vložky z termoplastického matriálu, konkrétně polyisobutylenu, vložené mezi tabulemi, s použitím vakuování a stisknutí působením atmosférického tlaku, se vnitřní vakuovaný prostor modulu zpevňuje pomocí rozpěmých dílců, které se rozestavují mezi tabulemi po ploše modulu, a pak se vnitřní prostor vyplňuje optickou látkou v podobě nízkomodulámího polysiloxanového gelu, při tom jsou rozpěmé dílce vyrobeny z průzračného materiálu se součinitelem lomu blízkým součiniteli lomu tabulí a polysiloxanového gelu, a strukturace gelu se provádí v teplotním rozsahu od pokojové teploty do 150°C.

Při tomto způsobu výroby fotovoltaického modulu se rozpěmé dílce zhotovují v podobě koule, polokoule, dvojvypuklé čočky nebo válce.

Při daném způsobu výroby fotovoltaického modulu se rozpěmé dílce upevňují mezi tabulemi pomocí opticky průzračného lepidla se součinitelem lomu blízkým součiniteli lomu skla a polysiloxanového gelu.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata navrhovaného vynálezu je vysvětlována na obrázku, na němž je znázorněn celkový pohled na fotovoltaický modul.

Solární fotovoltaický modul obsahuje propojené fotovoltaické články 1, rubovou a lícovou tabuli 2 a 3, utěsňující vložku z termoplastického materiálu 4, vnitřní prostor modulu 5, vyplněný opticky průzračným nízkomodulámím gelem, a rozpěmé dílce 6.

Postup výroby fotovoltaického modulu se uskutečňuje následujícím způsobem:

Po obvodě jedné z opticky průzračných tabulí, například rubové tabule 2, se rozloží vložka z elastického termoplastického materiálu 4, zajistí se poloha fotovoltaických článků 1, rozestaví rozpěmé dílce 6 v mezerách, které nechávají mezi sebou fotovoltaické články. Spojí se lícová tabule 3 s rubovou tabulí 2. Vytvoří se podtlak ve vnitřním prostoru modulu 5. Vnitřní prostor modulu se vyplní kapalnou polysiloxanovou výplní. Modul se vystaví teplotě od pokojové teploty do 150°C s výdrží až do dokončení procesu strukturování kapaliny do nízkomodulámího gelu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Na jednu z tabulí kaleného skla o tloušťce 3 mm se rozloží vložka z polyisobutylenu o tloušťce 2,0 mm, zajistí se rozmístění potřebným způsobem spojených fotovoltaických článků. V mezerách mezi fotovoltaickými články se s použitím opticky průzračného lepidla k tabuli přilepí rozpěmé dílce z opticky průzračného skla válcového tvaru. Na první skleněnou tabuli se uloží druhá. Prostor mezi skleněnými tabulemi se vakuově odsaje a naplní se opticky průzračnou polysiloxanovou kapalinou, obsahující například dimetylmetylvinylsiloxanové a dietylsiloxanové skupiny, ve směsi s různými cyklickými i lineárními hydridsiloxany, platinovým katalyzátorem a inhibitorem vulkanizace. Naplněný modul se pak zahřeje a udržuje při teplotě 120°C po dobu 10 minut. Výplň pak po strukturaci představuje nízkomodulámí bezbarvý gel s indexem lomu 1,406.

Příklad 2

Na jednu z tabulí kaleného skla o tloušťce 2,5 mm se rozloží vložka z polyizobutylenu o tloušťce 1,5 mm, zajistí se rozestavení propojených fotovoltaických článků. V mezerách mezi fotovoltaickými články se pomocí opticky průzračného lepidla po tabuli rozestaví rozpěmé dílce půlkulového tvaru. Na povrch první skleněné tabule se přiloží druhá. Dutina mezi skleněnými tabulemi se odsaje a vyplní opticky průzračnou polysiloxanovou kapalinou, obsahující například dimetyl-metylvinylsiloxanové a dietylsiloxanové skupiny, ve směsi s různými cyklickými i lineárními hydridsiloxany, s platinovým katalyzátorem a inhibitorem vulkanizace. Takto naplněný modul se vystaví pokojové teplotě s výdrží 6 hodin. Náplň po strukturaci představuje nízkomodulámí gel s penetračním ukazatelem od 190 do 240 specifických jednotek a s hmotnostním podílem těkavých látek max. 2 %.

Claims (14)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Solární fotovoltaický modul, obsahující propojené fotovoltaické články, lícní a rubovou tabuli a vnitřní vakuovaný prostor modulu, vytvořený pomocí spojovací těsnící vložky z termoplastického materiálu, uložené mezi tabulemi, vyznačený tím, že vnitřní vakuovaný prostor modulu je zpevněn pomocí rozpěmých dílců, umístěných mezi tabulemi po ploše modulu a je vyplněn optickou látkou v podobě nízkomodulámího polysiloxanového gelu.

2. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako fotovoltaických článků je použito fotovoltaických článků z monokrystalického křemíku.

3. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako fotovoltaických článků je použito fotovoltaických článků z polykrystalického křemíku.

4. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako fotovoltaických článků je použito fotovoltaických článků z mikrokrystalického křemíku.

5. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako fotovoltaických článků je použito libovolných tenkovrstvých fotovoltaických článků.

6. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako fotovoltaických článků je použito libovolných kombinací fotovoltaických článků na bázi mono-, póly-, mikrokrystalického a amorfního křemíku a tenkovrstvých fotovoltaických článků libovolného typu.

7. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako jedné z obou tabulí je použito listů povětrnostně odolného opticky průzračného polymemího materiálu.

8. Solární fotovoltaický modul podle nároku 1, vyznačený tím, že jako jedné z obou tabulí je použito tabulí anorganického kaleného nebo zpevněného skla.

9. Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu, zahrnující vytvoření vnitřního prostoru modulu pomocí spojovací vložky z termoplastického materiálu, konkrétně polyisobutylenu, uložené mezi tabulemi, s použitím vakuování a stlačení působením atmosférického tlaku, vyznačený tím, že vnitřní vakuovaný prostor modulu se zpevňuje pomocí rozpěmých dílců, které se rozmísťují mezi tabulemi po ploše modulu, a potom se vnitřní prostor vyplní optickou látkou v podobě nízkomodulámího gelu, přičemž rozpěmé dílce se zhotovují z průzračného materiálu s indexem lomu blízkým indexu lomu tabulí a polysiloxanového gelu, a strukturace gelu se uskutečňuje v rozmezí teplot od pokojové do 150°C.

10. Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu podle nároku 9, vyznačený tím, že rozpěrné dílce se zhotovují v podobě koule.

11. Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu podle nároku 9 , vyznačený tím, že rozpěrné dílce se zhotovují v podobě polokoule.

12. Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu podle nároku 9 , vyznačený tím, že rozpěrné dílce se zhotovují v podobě dvoj vypuklé čočky.

13. Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu podle nároku 9 , vyznačený tím, že rozpěrné dílce se zhotovují v podobě válce.

14, Způsob výroby solárního fotovoltaického modulu podle nároku 9, vyznačený tím, že rozpěrné dílce se upevňují mezi tabulemi pomocí opticky průzračného lepidla s indexem lomu blízkým indexu lomu skla a polysiloxanového gelu.