JP3219112U - 自己発電加熱アセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】表面の結露および氷結を効果的に防止する自己発電加熱アセンブリを提供する。
【解決手段】透光前面板１と発電層２と背面電極層３と絶縁層４と底板５とを順に含む自己発電加熱アセンブリ１００であって、絶縁層４と底板５の間に導電加熱層６が設けられ、当該導電加熱層６は底板５と絶縁層４に堆積される。発電層２はフレキシブル薄膜太陽電池セルである。自己発電加熱アセンブリ１００は多層構造を設けることにより形成され、その内部に導電加熱層が設けられるため、表面の結露および氷結を効果的に防止することができる。
【選択図】図１
【解決手段】透光前面板１と発電層２と背面電極層３と絶縁層４と底板５とを順に含む自己発電加熱アセンブリ１００であって、絶縁層４と底板５の間に導電加熱層６が設けられ、当該導電加熱層６は底板５と絶縁層４に堆積される。発電層２はフレキシブル薄膜太陽電池セルである。自己発電加熱アセンブリ１００は多層構造を設けることにより形成され、その内部に導電加熱層が設けられるため、表面の結露および氷結を効果的に防止することができる。
【選択図】図１
Description
本考案は、２０１７年１１月１６日に中国国家知識産権局へ提出された、中国実用新案登録出願Ｎｏ．２０１７２１５３４１３３.２を優先権とすることを主張し、当該出願のすべての内容を参照により本考案に援用する。
本考案は太陽光発電技術に関わっており、具体的に自己発電加熱アセンブリに関するものである。
光起電力製品は、見栄えがする、省エネルギーである、という利点を有し、建物の戸や窓および屋根などの構造に広く用いられている。
従来技術における光起電力製品は、通常、露天で用いられ、表面が結露または氷結しやすく、発電効率に影響してしまう。
本考案は、従来技術に存在する技術課題を解決するためになされたものであり、光起電力製品の結露および氷結の発生を防止して発電効率を向上させることができる自己発電加熱アセンブリを提供する。
本考案の一つの形態では、順に積層配置される透光前面板と発電層と背面電極層と絶縁層と底板とを含み、前記絶縁層と前記底板の間に導電加熱層が設けられる自己発電加熱アセンブリを提供する。
前記導電加熱層は前記底板と前記絶縁層のうちの一方に堆積されてもよい。
前記導電加熱層は抵抗特性を有する酸化物であってもよい。
前記酸化物は、アルミニウム、亜鉛および／またはインジウムの酸化物であってもよい。
前記発電層は、透過率が１０％〜５０％の薄膜太陽電池セルであってもよい。
前記絶縁層は、前記底板に貼着された絶縁薄膜であってもよい。
前記絶縁層はバックプレートガラスであってもよい。
前記背面電極層は金属化合物層であってもよい。
前記自己発電加熱アセンブリは、その側部に設けられる接続箱をさらに含んでもよい。
前記接続箱には、温度コントローラと電圧調整回路と蓄電池とが設けられてもよく、
前記温度コントローラは、前記導電加熱層の温度に応じて前記電圧調整回路のオンオフを制御するように構成されてもよく、
前記電圧調整回路は、前記発電層が出力した電圧を基準電圧に調整した後、前記導電加熱層に電力を供給し、前記蓄電池を充電するように構成されてもよい。
前記温度コントローラは、前記導電加熱層の温度に応じて前記電圧調整回路のオンオフを制御するように構成されてもよく、
前記電圧調整回路は、前記発電層が出力した電圧を基準電圧に調整した後、前記導電加熱層に電力を供給し、前記蓄電池を充電するように構成されてもよい。
前記温度コントローラはリレーであってもよい。
前記接続箱にはシーラントが注ぎ込まれてもよい。
前記自己発電加熱アセンブリは、前記自己発電加熱アセンブリを建物に実装するように構成される実装構造をさらに含んでもよく、前記実装構造は、前記接続箱が内部に収容される空洞を備える。
前記実装構造の材質はアルミニウム合金であってもよい。
前記実装構造は断熱ブリッジ構造を有してもよい。
前記背面電極層と前記導電加熱層は光透過性を有してもよい。
本考案が提供する自己発電加熱アセンブリは多層構造を設けることにより形成され、その内部に導電加熱層が設けられるため、表面の結露および氷結を効果的に防止することができる。
以下では図面を組み合わせて本考案の実施形態について詳細に説明する。図面においては、同一又は類似の部品、或いは同一又は類似の機能を有する部品について同一又は類似の符号で示す。図面を参照して以下に説明する実施形態は例示的なものであり、本考案を説明するためのものに過ぎず、本考案を限定するものとして解釈することはできない。
本考案の一つの形態では、図１に示すように、透光前面板１と発電層２と背面電極層３と絶縁層４と底板５とを順に含む自己発電加熱アセンブリ１００を提供しており、絶縁層４と底板５の間に導電加熱層６が設けられ、当該導電加熱層６は底板５と絶縁層４に堆積される。発電層２はフレキシブル薄膜太陽電池セルであってもよく、好ましくはＣＩＧＳ電池セルである。
本考案の実施形態が提供する自己発電加熱アセンブリ１００は多層構造を設けることにより形成され、その内部に導電加熱層が設けられるため、表面の結露および氷結を効果的に防止することができる。
本考案の一つの実施形態では、底板５は、実装構造２００（図２と図３に示されている）を介して建物に固定されてもよい。絶縁層４は、絶縁薄膜であってもよく、底板５に貼着され、このときの自己発電加熱アセンブリ１００は二層構造となっている。本考案のもう一つの実施形態では、当該絶縁層４はバックプレートガラスにより形成されてもよく、当該バックプレートガラスと底板５と透光前面板１との周縁部が構造接着剤で固定接続されることにより、自己発電加熱アセンブリ１００は３層構造を備えることになり、その強度が向上する。
前記透光前面板１は、コーティングされた表面を発電層２に提供するとともに、発電層２を保護でき、発電層２は塗布物を介して透光前面板１に貼着することができる。本考案の実施形態では、透光前面板１は超白色の滑らかなガラスを用いてもよく、その厚さは３〜４ｍｍであってもよく、好ましくは３．２ｍｍである。
発電層の実施形態としての薄膜太陽電池セルはある程度の光透過性を有し、光透過性をさらに向上させるために、採光の需要に応じて帯状の刻印をなすことができる。典型的な透過率は１０％〜５０％であり、典型的な発電容量は８０Ｗ／ｍ２である。
背面電極層３は、ＰＶＤ物理蒸着技術により発電層２上にスパッタリングされた金属化合物層であって、光起電力材料が起こした電流を収集する役割を果たし、光透過性を有する。
導電加熱層６は、ＰＬＤ／ＰＶＤ（物理蒸着／パルスレーザ蒸着）技術により、アルミニウム、亜鉛、インジウムなどの元素の金属酸化物を底板５または絶縁層４に固定して形成される。金属酸化物膜層の厚さを変えることにより導電性加熱層６の透過率を変更することができる。金属酸化物は抵抗特性を有し（各ブロックは一つの抵抗に等しい）、すなわち、導電性加熱層６は抵抗特性を有する酸化物であり、当該酸化物はアルミニウム、亜鉛および／またはインジウムの酸化物であってもよい。当該金属酸化物は通電した後に熱を生じ、金属酸化物膜層の面積および隣接する膜層ブロック間の直列・並列関係を変えることにより全体の抵抗値を変更することができ、これにより最終的に通電した後に発熱値を変更することができる。典型的な動作電圧は３６Ｖであり、典型的な加熱電力は５０Ｗ／ｍ２である。
本考案の実施形態では、光が自己発電加熱アセンブリ１００を透過して照射されるように、背面電極層３と導電加熱層６は光透過性を有する。
本考案の実施形態では、図２と図３に示すように、当該自己発電加熱アセンブリ１００は、その側部に設けられる接続箱７をさらに含む。実装構造２００は空洞を備えることが好ましく、接続箱７は前記空洞に収容可能である。実装構造２００はアルミニウム合金により作られることが好ましく、断熱ブリッジ構造を有してもよい。
本考案の実施形態では、図４に示すように、接続箱７には、温度コントローラと電圧調整回路と蓄電池とが設けられており、温度コントローラは、導電加熱層６の温度に応じて電圧調整回路のオンオフを制御するように構成され、温度リレーを用いてもよい。電圧調整回路は、発電層２が出力した電圧を基準電圧に調整した後、導電加熱層６に電力を供給し、蓄電池を充電するように構成されている。
導電加熱層６と発電層２のリード線はいずれも接続箱７に収容することができ、接続箱７は構造接着剤で自己発電加熱アセンブリ１００の縁部に接着することができる。接続箱７の箱体はポッティング接着剤によって封止されるため、高い防塵防水性能を有する。温度コントローラは、温度が所定温度よりも低いときにオンオフ信号を生成して電圧調整回路を起動させて動作させ、温度が所定温度まで上昇したときに電圧調整回路の動作を停止させる。典型的な所定温度は０度（５度の差）である。電圧調整回路は、発電層２が出力した電圧を安定した直流電源（典型的な値は３６Ｖである）に調整して、導電加熱層６に電力を供給しながら蓄電池を充電するように構成され、典型的な出力電力は６０Ｗである。蓄電池はリチウム電池を用いてもよく、これにより優れた耐低温の作業性能を有する。典型的な設計は３６Ｖ２０Ａｈである。
本考案のもう一つの形態では、以下のステップを含む自己発電加熱アセンブリの製造方法を提供する。
ステップＳ１では、透光前面板１を配置する。
具体的には、透光前面板１を作業台に配置する。
ステップＳ２では、発電層２を透光前面板１の表面に配置する。
具体的には、発電層２はフレキシブル薄膜太陽電池セルであってもよく、好ましくはＣＩＧＳ電池セルである。透光前面板１は、コーティングされた表面を発電層２に提供することができ、これにより発電層２は塗布物を介して透光前面板１の表面に貼着することができる。
ステップＳ３では、背面電極層３を発電層２の透光前面板１と反対側の面に配置する。
具体的には、背面電極層３は、ＰＶＤ物理蒸着技術により発電層２の透光前面板１と反対側の面にスパッタリングされた金属化合物層であって、光起電力材料が起こした電流を収集する役割を果たし、光透過性を有する。
ステップＳ４では、絶縁層４を背面電極層３の発電層２と反対側の面に配置する。
ステップＳ５では、底板５を絶縁層４の背面電極層３と反対側の面に配置する。
具体的には、絶縁層４は、底板５に貼着された絶縁薄膜であってもよく、このときの自己発電加熱アセンブリ１００は二重構造となっている。或いは、当該絶縁層４はバックプレートガラスにより形成されてもよく、当該バックプレートガラスと底板５と透光前面板１との周縁部が構造接着剤で固定接続されることにより、自己発電加熱アセンブリ１００は３層構造を備えることになり、その強度が向上する。
本考案の実施形態では、絶縁層４と底板５の互いに対向する二つの面の一方に導電加熱層６が堆積される。導電加熱層６は、ＰＬＤ／ＰＶＤ（物理蒸着／レーザーパルス蒸着）技術により、アルミニウム、亜鉛、インジウムなどの元素の金属酸化物を底板５または絶縁層４に固定して形成される。金属酸化物膜層の厚さを変えることにより導電性加熱層６の透過率を変更することができる。金属酸化物は抵抗特性を有し（各ブロックは一つの抵抗に等しい）、通電した後に熱を生じ、金属酸化物膜層の面積および隣接する膜層ブロック間の直列・並列関係を変えることにより全体の抵抗値を変更することができ、これにより最終的に通電した後に発熱値を変更することができる。典型的な動作電圧は３６Ｖであり、典型的な加熱電力は５０Ｗ／ｍ２である。
本考案が提供する自己発電加熱アセンブリの製造方法は以下のステップをさらに含む。
ステップＳ６では、自己発電加熱アセンブリ１００の側部に接続箱７を設ける。
具体的には、接続箱７は自己発電加熱アセンブリ１００の側部の任意の一方に設けてもよく、当該接続箱７には温度コントローラと電圧調整回路と蓄電池とが設けられており、温度コントローラは、導電加熱層６の温度に応じて電圧調整回路のオンオフを制御するように構成され、温度リレーを用いてもよい。電圧調整回路は、発電層２が出力した電圧を基準電圧に調整した後、導電加熱層６に電力を供給し、蓄電池を充電するように構成される。
なお、本考案では、多層構造により積層されてなる自己発電加熱アセンブリを形成することさえできればよく、上記ステップＳ１〜Ｓ５の順序に限定されず、例えば、ステップＳ４はステップＳ５の後に行ってもよい。
上記製造方法により作られた自己発電加熱アセンブリは多層構造を有し、その内部に導電加熱層が設けられるため、表面の結露および氷結を効果的に防止することができる。
以上の実施形態は本考案の原理を説明するために用いた例示に過ぎず、本考案はこれに限定されない。当業者にとって、本考案の精神と実質的な状況を逸脱しない範囲で種々の変形と改良が可能であり、本考案の請求範囲には、それらの変形と改良も含まれる。
Claims (16)
- 順に積層配置される透光前面板と発電層と背面電極層と絶縁層と底板とを含み、前記絶縁層と前記底板の間に導電加熱層が設けられる、自己発電加熱アセンブリ。
- 前記導電加熱層は前記底板と前記絶縁層のうちの一方に堆積される、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記導電加熱層は抵抗特性を有する酸化物である、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記酸化物は、アルミニウム、亜鉛および／またはインジウムの酸化物である、請求項３に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記発電層は、透過率が１０％〜５０％の薄膜太陽電池セルである、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記絶縁層は、前記底板に貼着された絶縁薄膜である、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記絶縁層はバックプレートガラスである、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記背面電極層は金属化合物層である、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記自己発電加熱アセンブリの側部に設けられる接続箱をさらに含む、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記接続箱には、温度コントローラと電圧調整回路と蓄電池とが設けられており、
前記温度コントローラは、前記導電加熱層の温度に応じて前記電圧調整回路のオンオフを制御するように構成され、
前記電圧調整回路は、前記発電層が出力した電圧を基準電圧に調整した後、前記導電加熱層に電力を供給し、前記蓄電池を充電するように構成される、
請求項９に記載の自己発電加熱アセンブリ。 - 前記温度コントローラはリレーである、請求項１０に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記接続箱にはシーラントが注ぎ込まれる、請求項１０に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記自己発電加熱アセンブリを建物に実装するように構成される実装構造をさらに含み、前記実装構造は前記接続箱が内部に収容される空洞を備える、請求項９〜１２のいずれかに記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記実装構造の材質はアルミニウム合金である、請求項１３に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記実装構造は断熱ブリッジ構造を有する、請求項１３に記載の自己発電加熱アセンブリ。
- 前記背面電極層と前記導電加熱層は光透過性を有する、請求項１に記載の自己発電加熱アセンブリ。
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