RU204509U1 - Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды - Google Patents
Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды Download PDFInfo
- Publication number
- RU204509U1 RU204509U1 RU2020140740U RU2020140740U RU204509U1 RU 204509 U1 RU204509 U1 RU 204509U1 RU 2020140740 U RU2020140740 U RU 2020140740U RU 2020140740 U RU2020140740 U RU 2020140740U RU 204509 U1 RU204509 U1 RU 204509U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- solar photovoltaic
- solar
- photovoltaic module
- design
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 6
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 206010047289 Ventricular extrasystoles Diseases 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области солнечной энергетики. Солнечный фотоэлектрический модуль состоит из двух закаленных с антиотражающим покрытием листов стекла солнечного качества, между которыми размещены ламинирующие пленки, внутри которых находятся скоммутированные фотопреобразователи, с торцов и по периметру стекол вводится слой дополнительного герметика, например, на полиуретановой основе, используемого для крепления и герметизации автомобильных стекол, связывая в монолитную конструкцию весь модуль.Для сборки рамы модуля используются усиленные уголки из алюминия, чтобы через сквозные отверстия в них и профилях рамы одновременно жестко крепить их на опорные конструкции.Техническое решение обеспечивает увеличение стойкости солнечного фотоэлектрического модуля к нарушению герметичности внутренней полости модуля, улучшение эксплуатационных свойств ламинирующего материала пленок EVA или других подобных при повышении его уровня герметичности и соответственно стабильности характеристик, а также повышение надежности эксплуатации модуля при экстремальных холодах и ветровых нагрузках.
Description
Полезная модель относится к области солнечной энергетики, в частности к кремниевым фотоэлектрическим модулям, применяемым в наземных гелиоэнергетических установках, предназначенных для систем автономного энергоснабжения в условиях Арктики и Антарктиды. Предлагаемая конструкция повышает степень надежности при использовании солнечных фотоэлектрических модулей в экстремальных климатических условиях Арктики и Антарктиды и других географических областях Земли с подобным климатом.
Из существующего уровня техники известен солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления (см. патент RU 2284075 С1, МПК H01L 31/042, опубл. 20.09.2006), в предлагаемом способе скоммутированные фотопреобразователи с токовыводами размещают между двумя стеклами, склеенными между собой по трем сторонам с помощью любого клея, после чего собранный пакет заполняют оптически прозрачной жидкостью, представляющей собой смесь полисилоксана, содержащего диметил- или (и) диэтилвинилсилоксановые звенья, платинового катализатора и сшивающего агента, которую путем нагревания до плюс 50-150°C преобразуют в низкомодульный гель. Величина зазора между стеклами 5 мм.
Недостатками известного солнечного фотоэлектрического модуля является использование дорогостоящего геля, который увеличивает стоимость модуля.
Кроме того, использование геля увеличивает вес солнечного фотоэлектрического модуля примерно на 15 кг по сравнению с модулем с пленкой EVA, что требует усиления как рамы модуля, так и несущих конструкций, что в свою очередь увеличивает стоимость модуля, его установки и в конечном счете электроэнергии, вырабатываемой им.
Кроме того, рабочая температура солнечного фотоэлектрического модуля составляет от -60°C до +110°C, что не позволяет использовать его в климатических условиях Арктики и Антарктиды, где минимальные температуры опускаются ниже -80°C.
Также из уровня техники известен способ сборки монолитного солнечного фотоэлектрического модуля из ячеек фотоэлектрических преобразователей на клеевой слой (см. патент 2663543, МПК H01L/18, опубл. 07.08.2018)
Изобретение относится к фотоэлектрическим преобразователям, в частности к технологии сборки солнечных фотоэлектрических модулей и коммутации ячеек фотоэлектрических преобразователей. Данное изобретение может применяться для сборки монолитных солнечных фотоэлектрических модулей на основе ФЭП изготовленных из монокристаллического кремния, поликристаллического кремния, ФЭП изготовленных по гетероструктурной технологии.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности и прочности сборки монолитных стрингов, в повышении надежности полусборки, в снижении вероятности повреждения стрингов ФЭП во время сборки, а также в повышении выхода годных модулей по технологии монолитной сборки за счет снижения брака при сборке стрингов ФЭП.
Недостатками известного солнечного фотоэлектрического модуля является повышение трудоемкости его изготовления, что, в свою очередь, приведет к повышению стоимости модуля.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является конструкция солнечного фотоэлектрического модуля (Патент RU №2410796, опубл. 27.01.2011. Бюл. 3), который состоит из поочередно расположенных: верхнего защитного покрытия; промежуточной пленки; оптически активного слоя; кремниевых солнечных элементов; антиотражающего просветляющего покрытия; скрепляющей полимерной пленки; нижнего защитного покрытия. Верхнее защитное покрытие выполнено из оптически прозрачного закаленного стекла толщиной 3,2 мм. Нижнее защитное покрытие выполнено из оптически прозрачного полимера на основе полиэтилентерефтолата толщиной ~0,4 мм. Промежуточная и скрепляющая пленки выполнены из полимерного материала толщиной ~0,3 мм. Чувствительным элементом ФЭП являлись кремниевые монокристаллические солнечные элементы с антиотражающим просветляющим покрытием.
Недостатком известного солнечного фотоэлектрического модуля является использование в качестве нижнего защитного покрытия полиэтилентерефтолата, обладающего низкими барьерными свойствами.
Кроме того, при эксплуатации указанных солнечных фотоэлектрических модулей при низких температурах (до -80°C) происходит их деламинирование или растрескивание ламинирующей пленки в торцах.
Задачей заявленного технического решения является повышение устойчивости солнечного фотоэлектрического модуля к низким температурам и воздействию ветровых нагрузок за счет увеличения степени защиты ФЭП, повышения монолитности его конструкции и применения сквозного крепления болтами через силовые уголки рамы модуля с опорными конструкциями.
Поставленная задача решается тем, что конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды состоит из последовательно расположенных элементов конструкции: фронтального закаленного стекла солнечного качества с антиотражающим покрытием; переднего слоя ламинирующего покрытия; заданного количества одно- или двухсторонних, моно- или поликристаллических ФЭП, п-типа или p-типа, собранных в стринги, которые могут быть затем соединены последовательно или параллельно, или параллельно- последовательно; электрических контактных шин для соединения стрингов и выводов; тыльного слоя ламинирующего покрытия; тыльного закаленного стекла солнечного качества с антиотражающим покрытием для двухсторонних модулей или другого защитного материала для односторонних модулей; рамы модуля из алюминиевого профиля, где в зазоры между поверхностями переднего и заднего стекла и алюминиевого профиля, а также между торцевыми поверхностями пакета из стекол вместе с ламинирующими ФЭП пленками и алюминиевого профиля, вводится слой дополнительного герметика на полиуретановой основе, используемый для крепления и герметизации автомобильных стекол, связывая в монолитную конструкцию данные детали модуля; усиленных уголков, устанавливаемых в позы профиля; и алюминиевых винтов и гаек, позволяющих жестко фиксировать модуль на опорной конструкции.
Новым в конструкции солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды, по сравнению с прототипом, является использование слоя дополнительного герметика, например, на полиуретановой основе, в зазорах между поверхностями переднего и заднего стекла и алюминиевого профиля, а также между торцевыми поверхностями пакета из стекол вместе с ламинирующими ФЭП пленками и алюминиевого профиля,
В такой конструкции за счет использования дополнительного герметика повышается герметичность и монолитность модуля в целом.
Также сборка рама солнечного фотоэлектрического модуля с усиленных уголков из алюминия позволяет повысить надежность крепления рамы модуля и его устойчивость к ветровым нагрузкам, а крепление к опорной конструкции, происходящее посредством болтового соединения через сквозные отверстия, сделанные в раме модуля и уголках, повышает надежность монтажа солнечного фотоэлектрического модуля.
Также использование дополнительного герметика позволяет увеличить прочность сцепления алюминиевого профиля с поверхностями переднего и заднего стекол, а также способствует компенсации разности коэффициентов теплового расширения стекол и алюминиевого профиля.
Конструкция заявляемого солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 схематично изображена конструкция солнечного модуля для Арктики и Антарктиды;
на фиг. 2 представлена взрыв-схема солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды;
на фиг. 3 показан общий вид солнечного фотоэлектрического модуля.
Заявленная конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды (см. фиг. 1 - фиг. 3) содержит фронтальное закаленное стекло солнечного качества с антиотражающим покрытием (1), передний слой ламинирующего покрытия (2), заданное количество одно- или двухсторонних, моно- или поликристаллических ФЭП, n-типа или р-типа, собранные в стринги, которые могут быть затем соединены последовательно или параллельно, или параллельно- последовательно (3), электрические контактные шины для соединения стрингов и выводов (4), тыльный слой ламинирующего покрытия (5), тыльное закаленное стекло солнечного качества с антиотражающим покрытием для двухсторонних модулей или другого защитного материала для односторонних модулей (6), раму модуля из алюминиевого профиля (7), где в зазоры между поверхностями переднего и заднего стекла и алюминиевого профиля, а также между торцевыми поверхностями пакета из стекол вместе с ламинирующими ФЭП пленками и алюминиевого профиля, вводится слой дополнительного герметика (8), например, на полиуретановой основе, используемый для крепления и герметизации автомобильных стекол, связывая в монолитную конструкцию данные детали модуля; усиленных уголков (9), устанавливаемых в позы профиля; и алюминиевых винтов и гаек (10), позволяющих жестко фиксировать модуль на опорной конструкции.
При работе заявляемого солнечного фотоэлектрического модуля обеспечивается повышенная устойчивость модуля к низким температурам и воздействию ветровых нагрузок за счет увеличения степени защиты ФЭП, монолитности его конструкции и способа сквозного крепления через силовые уголки вместе с рамой модуля.
Claims (3)
1. Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля, состоящая из последовательно расположенных фронтального защитного покрытия из закаленного стекла, переднего слоя ламинирующего покрытия, монокристаллических фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), собранных в стринги, тыльного ламинирующего покрытия, тыльного защитного покрытия, отличающаяся тем, что конструкция содержит раму модуля из алюминия, тыльное защитное покрытие выполнено из закаленного стекла, в зазоры между поверхностями переднего и заднего стекол и алюминиевого профиля, а также между торцевыми поверхностями пакета из стекол вместе с ламинирующими ФЭП-покрытиями и алюминиевого профиля вводится слой дополнительного герметика на полиуретановой основе.
2. Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля по п. 1, отличающаяся тем, что рама модуля собирается на усиленных уголках из алюминия, которые в натяг заходят внутрь профилей рамы.
3. Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля по п. 1, отличающаяся тем, что крепление солнечного фотоэлектрического модуля к опорной конструкции происходит посредством болтового соединения через сквозные отверстия, сделанные в раме модуля и усиленных уголках.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140740U RU204509U1 (ru) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140740U RU204509U1 (ru) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU204509U1 true RU204509U1 (ru) | 2021-05-28 |
Family
ID=76313807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140740U RU204509U1 (ru) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU204509U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086046C1 (ru) * | 1993-04-05 | 1997-07-27 | Научно-производственное предприятие "Сатурн" | Модуль фотоэлектрический |
| RU2205472C2 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-05-27 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления |
| RU2410796C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-01-27 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Конструкция фотоэлектрического модуля |
| US20190074390A1 (en) * | 2014-06-26 | 2019-03-07 | Lg Electronics Inc. | Solar cell module |
-
2020
- 2020-12-09 RU RU2020140740U patent/RU204509U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086046C1 (ru) * | 1993-04-05 | 1997-07-27 | Научно-производственное предприятие "Сатурн" | Модуль фотоэлектрический |
| RU2205472C2 (ru) * | 2001-01-19 | 2003-05-27 | Заддэ Виталий Викторович | Солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления |
| RU2410796C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-01-27 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Конструкция фотоэлектрического модуля |
| US20190074390A1 (en) * | 2014-06-26 | 2019-03-07 | Lg Electronics Inc. | Solar cell module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5508205A (en) | Method of making and utilizing partially cured photovoltaic assemblies | |
| WO2017206394A1 (zh) | 一种轻型光伏组件 | |
| US20050224108A1 (en) | Enhanced photovoltaic module | |
| US20080210292A1 (en) | Stationary Photovoltaic Module With Low Concentration Ratio of Solar Radiation | |
| US20150326176A1 (en) | System and method of rooftop solar energy production | |
| JPH10294485A (ja) | 大型太陽電池モジュール | |
| US20100236608A1 (en) | Photovoltaic module with heater | |
| CN102254977A (zh) | 双面电池组件 | |
| US20110073163A1 (en) | Photovoltaic lamination and roof mounting systems | |
| WO2013042081A1 (en) | A flexible photovoltaic panel | |
| CN203800062U (zh) | 一种轻型太阳能光伏发电系统的组件 | |
| US20150207458A1 (en) | Fiber composite solar panel for electricity generation and heat collection | |
| CN103035768A (zh) | 一种太阳电池组件及其制备方法 | |
| RU204509U1 (ru) | Конструкция солнечного фотоэлектрического модуля для Арктики и Антарктиды | |
| CN103579390A (zh) | 树脂基板太阳能电池模块 | |
| Nussbaumer et al. | Small unit compound modules: A new approach for light weight PV modules | |
| CA3012909C (en) | Photovoltaic assembly | |
| CN209729926U (zh) | 一种用于辅助发电的轻薄晶硅太阳能光伏组件 | |
| RU188073U1 (ru) | Теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель | |
| Matuska et al. | Use of polysiloxane gel as laminate for solar PVT collectors | |
| Ritzen et al. | Real Life Lab BIPV field testing in the Netherlands | |
| CN213937817U (zh) | 一种太阳能用使用寿命长的太阳能板 | |
| CN111341868A (zh) | 光伏建筑一体化组件及其制备方法 | |
| CN219007313U (zh) | 一种光伏背板、光伏组件和光伏系统 | |
| US20180151767A1 (en) | Solar panel system |