RU2495513C1 - Гибкий фотоэлектрический модуль - Google Patents
Гибкий фотоэлектрический модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495513C1 RU2495513C1 RU2012125212/28A RU2012125212A RU2495513C1 RU 2495513 C1 RU2495513 C1 RU 2495513C1 RU 2012125212/28 A RU2012125212/28 A RU 2012125212/28A RU 2012125212 A RU2012125212 A RU 2012125212A RU 2495513 C1 RU2495513 C1 RU 2495513C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforcing
- film
- module
- transparent
- substance
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые могут быть использованы в качестве источников электричества в системах энергообеспечения различных объектов - автомобилей, катеров, яхт, пунктов метеонаблюдения, телекоммуникационных систем, информационных стендов. Гибкий фотоэлектрический модуль включает последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижнюю армирующую сетку, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы из монокристаллического кремния, верхнюю скрепляющую пленку, верхнюю армирующую сетку и верхнюю несущую пленку. Несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а армирующие сетки выполнены из полимерных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащих такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света. В качестве армирующих сеток используют терморелаксированные сетки из термоусадочного полимера. Изобретение обеспечивает возможность фиксации сложнопрофилированной поверхности гибкого фотоэлектрического модуля. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые могут быть использованы в качестве источников электричества в системах энергообеспечения различных объектов - автомобилей, катеров, яхт, пунктов метеонаблюдения, телекоммуникационных систем, информационных стендов.
Предназначенный для подобных целей гибкий фотоэлектрический модуль должен обладать достаточной жесткостью, чтобы обеспечить устойчивое сопротивление распределенным ветровым или сосредоточенным нагрузкам, приложенным к модулю, например, при попадании в него ледяных градин или случайном падении модуля на жесткую поверхность, с другой стороны - должен иметь фиксированный профиль поверхности, обеспечивающий монтаж модуля на заданной неплоской поверхности объекта.
Кроме того, фотоэлектрический модуль должен быть максимально легким.
Известен гибкий фотоэлектрический модуль, состоящий из эластичного полимерного основания, на котором сформирован слой аморфного кремния методом осаждения из газовой фазы [1].
Подобная конструкция при использовании в качестве основания тонкой полимерной пленки может иметь высокую гибкость, практически достигающую 100%.
Указанный модуль может быть смонтирован практически на любой сложнопрофилированной плоскости объекта.
К недостаткам модулей на основе аморфного кремния следует отнести их низкую эффективность - КПД модуля составляет 8÷11%, что существенно ниже, чем КПД для модулей на основе монокристаллического кремния, который может достигать 30%, и малый ресурс - модули из аморфного кремния менее долговечны из-за значительной деградации электрофизических свойств аморфного кремния при длительном воздействии солнечного света.
Известен гибкий фотоэлектрический модуль, представляющий собой массив закрепленных на гибких печатных платах и электрически соединенных между собой кремниевых солнечных элементов полусферической формы, которые в свою очередь закреплены на гибком основании из синтетического материала типа «Неопрен», а сверху покрыты прозрачной для видимого света защитной пленкой [2].
К недостаткам такой конструкции следует отнести:
- низкую надежность модуля, обусловленную большим количеством и разветвленностью сети коммутативных соединительных шин;
- сложность сборки модуля, обусловленную необходимостью коммутации на печатных платах нескольких десятков полусферических солнечных элементов и последующей сборкой коммутированных плат в единую конструкцию;
- большой вес и высокую стоимость модуля вследствие использования не плоских, а более дорогих и тяжелых полусферических солнечных элементов из кремния.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гибкий фотоэлектрический модуль, содержащий прозрачные для солнечного света верхнюю и нижнюю несущие пленки, расположенные между несущими пленками электрически соединенные между собой солнечные элементы, скрепленные с несущими пленками прозрачными для солнечного света верхней и нижней скрепляющей пленками, содержащими армирующие слои в виде сетки из высокопрочных искусственных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащих такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света [3].
В случаях, когда гибкий фотоэлектрический модуль предполагается эксплуатировать в виде изогнутой в продольном и поперечном направлении упругодеформированной конструкции при размещении его на сложнопрофилированных поверхностях, таких как бампер автомобиля, элементы такелажа катеров или яхт, оптимальным расположением высокопрочных искусственных нитей в таком случае является диагонально-перекрестное.
Для того чтобы дополнительно введенная в конструкцию гибкого фотоэлектрического модуля сетка из высокопрочных искусственных нитей не ухудшала его электрофизические параметры, высокопрочные искусственные нити пропитывают веществом с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света: например кремнийорганической жидкостью, представляющей собой смесь полисилоксана, содержащего диметил- или/и диэтилвинилсилоксановые звенья, платинового катализатора и сшивающего агента.
Толщина верхней и нижней несущей пленки ~0,4 мм. Толщина верхней и нижней скрепляющих пленок вместе с введенными в них сетками из высокопрочных искусственных нитей составляет ~0,3 мм. Толщина кремниевых монокристаллических солнечных элементов составляет 100÷250 мкм. Общая толщина фотоэлектрического гибкого модуля составляет ~1,4÷1,5 мм.
Указанный гибкий фотоэлектрический модуль изначально имеет плоскую поверхность и может быть подвергнут упругой деформации только в одном - продольном, поперечном либо диагональном - направлении, при этом возможный радиус кривизны модуля примерно равен соответственно длине или ширине фотоэлектрического гибкого модуля при изгибающих напряжениях, приложенных соответственно к противоположным краям по длине или по ширине модуля.
Недостатком такой конструкции является невозможность обеспечения фиксации сложнопрофилированной поверхности гибкого модуля.
Задачей изобретения является создание фиксированного профиля поверхности модуля.
Это достигается за счет того, что в гибком фотоэлектрическом модуле, представляющем собой последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижнюю армирующую сетку, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы из монокристаллического кремния, верхнюю скрепляющую пленку, верхнюю армирующую сетку и верхнюю несущую пленку, причем несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а армирующие сетки выполнены из полимерных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащих такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света, в качестве сеток используют терморелаксированные сетки из термоусадочного полимера.
Конструкция заявляемого гибкого фотоэлектрического модуля поясняется фиг.1, где:
1 и 7 - верхняя и нижняя несущая пленки соответственно;
2 и 6 - верхняя и нижняя скрепляющая пленки соответственно;
3 и 5 - нити верхней и нижней армирующих сеток соответственно;
4 - солнечные элементы;
R - радиус кривизны поверхности модуля, мм.
Виды А и Б - форма поверхности модуля соответственно до и после терморелаксирования армирующих сеток.
В качестве армирующих сеток используют сетки из переплетенных нитей, выполненных из так называемого «сшитого» полимера: термоусадочного пластика - полиэтилена или полиолефина, модифицированного гамма-излучением радиоактивного кобальта Co60.
Сеткам из «сшитого» полимера в высокоэластичном нагретом состоянии на заранее изготовленном шаблоне придают требуемую форму, которая сохраняется при последующем охлаждении сетки в специальном режиме.
Армирующие сетки перед укладкой разогревают до эластичного состояния с целью придания им плоской формы.
При осуществлении процесса последующего ламинирования при температуре T≈150°C происходит сцепление несущей и скрепляющей пленок друг с другом, а армирующие сетки оказываются зафиксированными на границе этих пленок.
Температура ламинирования оказывается достаточной для осуществления процесса терморелаксации, то есть восстановления первоначальной формы под действием температуры армирующих сеток. После охлаждения ламинированного модуля его поверхность повторяет форму шаблона, использованного при изготовлении сетки.
Поскольку варьированием режимов модификации полимеров можно обеспечить уровень их термоусадки в широких пределах (до 50%), минимальный радиус кривизны поверхности гибкого фотоэлектрического модуля R, содержащего терморелаксированные армирующие сетки, может достигать 150 мм. Во избежание механических повреждений солнечных элементов при малых радиусах кривизны поверхности модуля геометрические размеры солнечных элементов должны быть уменьшены. В основном это линейный размер L элементов в направлении градиента деформации плоскости поверхности модуля.
В известных науке и технике решениях аналогичной задачи не обнаружено использование в гибких фотоэлектрических модулях в качестве армирующих сеток терморелаксированных сеток, выполненных из нитей термоусадочного полимера.
Конкретная реализация предлагаемой конструкции гибкого фотоэлектрического модуля с использованием армирующих сеток из нитей модифицированного полиэтилена с целью получения «волнообразного» профиля плоскости модуля осуществляется следующим образом.
На монтажном столе раскладывается первая несущая пленка - прозрачная этилен-тетрафлюроэтиленовая пленка «TEFZEL» заданной площади. На нее сверху укладывается третья армирующая сетка из нитей модифицированного полиэтилена ⌀1 мм и размером ячейки (10×10) мм. Сверху этой сетки укладывается вторая скрепляющая пленка - этиленвинилацетатная пленка «ЭВА». Поверх сформированной стопки укладывается четвертый слой, представляющий собой распаянную цепочку псевдоквадратных солнечных элементов размером (125×125) мм из монокристаллического кремния. Толщина каждого солнечного элемента не превышает 200 мкм. Поверх солнечных элементов последовательно укладывают шестую скрепляющую пленку - пленку «ЭВА», пятую армирующую сетку, аналогичную третьей сетке, и седьмую несущую пленку.
Третью и пятую армирующие сетки перед укладкой разогревают до эластичного состояния с целью придания им плоской формы.
Приготовленная таким образом слоистая заготовка (фиг.1, вид А) помещается в ламинатор, где происходит формирование фотоэлектрического модуля при температуре ~150°C в течение 20 мин.
Сформированный фотоэлектрический гибкий модуль после охлаждения принимает форму шаблона, на котором формировали конфигурацию третьей и пятой сеток (фиг.1, вид Б).
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой конструкции, заключается в обеспечении фиксированного «волнообразного» профиля поверхности фотоэлектрического гибкого модуля.
Источники информации
1. Патент РФ №2190901 от 24 сентября 1997 г.
2. Заявка на патент США №20100101627 от 29 апреля 2010 г.
3. Патент РФ №2416056 от 17 декабря 2009 г. - прототип.
Claims (1)
- Гибкий фотоэлектрический модуль, включающий последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижнюю армирующую сетку, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы из монокристаллического кремния, верхнюю скрепляющую пленку, верхнюю армирующую сетку и верхнюю несущую пленку, причем несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а армирующие сетки выполнены из полимерных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащие такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света, отличающийся тем, что в качестве армирующих сеток используют терморелаксированные сетки из термоусадочного полимера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125212/28A RU2495513C1 (ru) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Гибкий фотоэлектрический модуль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125212/28A RU2495513C1 (ru) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Гибкий фотоэлектрический модуль |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2495513C1 true RU2495513C1 (ru) | 2013-10-10 |
Family
ID=49303125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125212/28A RU2495513C1 (ru) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | Гибкий фотоэлектрический модуль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495513C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629128C1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-08-24 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрическая гибкая панель |
RU178429U1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-04-04 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрический усиленный гибкий модуль |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU27740U1 (ru) * | 2002-09-04 | 2003-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр завода "Красное знамя" | Фотоэлектрический модуль |
RU2234166C1 (ru) * | 2003-04-21 | 2004-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант" | Гибкий модуль солнечной батареи |
WO2009095275A1 (en) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Renolit Belgium N.V. | Photovoltaic modules |
WO2010004599A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Enecom Italia S.R.L. | Flexible photovoltaic panel and process for manufacturing such panel |
US20100101627A1 (en) * | 2008-10-26 | 2010-04-29 | Patel Pradyumna V | Flexible solar panel module |
RU2416056C1 (ru) * | 2009-12-17 | 2011-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрический гибкий модуль |
CN102201534A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-09-28 | 北京精诚铂阳光电设备有限公司 | 大面积柔性光电器件 |
-
2012
- 2012-06-19 RU RU2012125212/28A patent/RU2495513C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU27740U1 (ru) * | 2002-09-04 | 2003-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр завода "Красное знамя" | Фотоэлектрический модуль |
RU2234166C1 (ru) * | 2003-04-21 | 2004-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант" | Гибкий модуль солнечной батареи |
WO2009095275A1 (en) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Renolit Belgium N.V. | Photovoltaic modules |
WO2010004599A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Enecom Italia S.R.L. | Flexible photovoltaic panel and process for manufacturing such panel |
US20100101627A1 (en) * | 2008-10-26 | 2010-04-29 | Patel Pradyumna V | Flexible solar panel module |
RU2416056C1 (ru) * | 2009-12-17 | 2011-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрический гибкий модуль |
CN102201534A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-09-28 | 北京精诚铂阳光电设备有限公司 | 大面积柔性光电器件 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629128C1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-08-24 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрическая гибкая панель |
RU178429U1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-04-04 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрический усиленный гибкий модуль |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2863443T3 (en) | Photovoltaic panel and method for making it | |
RU2416056C1 (ru) | Фотоэлектрический гибкий модуль | |
CN103606580B (zh) | 柔性太阳能板及其制备方法、飞艇 | |
US20110277809A1 (en) | Modular Tensile Structure with Integrated Photovoltaic Modules | |
EP2068375A1 (en) | Flexible solar cell laminate comprising a crystalline semiconductor layer | |
KR20100133962A (ko) | 태양 전지 시스템 | |
US20230006082A1 (en) | Hybrid photovoltaic device having rigid planar segments and flexible non-planar segments | |
EP2519594A2 (en) | Anti-reflective films with cross-linked silicone surfaces, methods of making and light absorbing devices using same | |
US20160336467A1 (en) | High-efficiency flexible photovoltaic film, manufacturing process and use | |
US11859922B2 (en) | Thermal management system | |
RU2495513C1 (ru) | Гибкий фотоэлектрический модуль | |
WO2022208498A1 (en) | Flexible and rollable self-floating and self-buoyant solar panels and photovoltaic devices | |
EP3956978A1 (en) | Solar panel product comprising a taper | |
RU2493633C1 (ru) | Гибкий фотоэлектрический модуль | |
RU2492553C1 (ru) | Конструкция фотоэлектрического гибкого модуля | |
RU178429U1 (ru) | Фотоэлектрический усиленный гибкий модуль | |
EP3627694A1 (en) | Photovoltaic array structure with independent modules | |
KR101057324B1 (ko) | 열가소성 수지를 이용한 건물일체형 경량 태양전지 모듈 및 그 제조방법 | |
RU2526219C1 (ru) | Фотоэлектрический гибкий модуль | |
JP2016025274A (ja) | 太陽電池モジュール一体型膜体 | |
JP2011222558A (ja) | 薄膜太陽電池付き遮光シートの敷設方法、薄膜太陽電池付き遮光シート及び薄膜太陽電池モジュール | |
Hurter et al. | Simplified encapsulation of solar cells using glass fibre reinforced polymers | |
Thomsen et al. | Flexible sliver modules | |
US20240266454A1 (en) | Flexible and Rollable Self-Floating and Self-Buoyant Solar Panels and Photovoltaic Devices | |
RU2682154C1 (ru) | Космический аппарат |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150620 |