RU2642487C1 - Солнечная батарея - Google Patents
Солнечная батарея Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642487C1 RU2642487C1 RU2016130575A RU2016130575A RU2642487C1 RU 2642487 C1 RU2642487 C1 RU 2642487C1 RU 2016130575 A RU2016130575 A RU 2016130575A RU 2016130575 A RU2016130575 A RU 2016130575A RU 2642487 C1 RU2642487 C1 RU 2642487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar cells
- solar
- glued
- carrier panel
- flat carrier
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 11
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004590 silicone sealant 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
-
- 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 устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию.
В солнечной батарее согласно изобретению несущая панель состоит из лицевой и тыльной обшивок, изготовленных из листов упругого материала, перфорированного для облегчения, и соединенных между собой ребрами жесткости, изготовленными из упругого материала; солнечные элементы с наклеенной на каждый из них тс лицевой стороны оптически прозрачной защитной пластиной и защитной пластиной с тыльной стороны, приклеены к лицевой обшивке панели, причем окна перфорации выполнены, а ребра жесткости расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов, с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов. В стенках ребер жесткости для облегчения и/или для прокладки кабельной сети выполнены отверстия. Изобретение обеспечивает улучшение удельных характеристик за счет снижения массы солнечной батареи, снижения деградации электрических характеристик в процессе эксплуатации, уменьшение габаритов панелей и пакетов панелей в сложенном состоянии. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию, и предназначено для использования в конструкциях солнечных батарей, содержащих несущие плоские панели.
Известна солнечная батарея (GuntherlaRoche.Solargeneratorenfur die Raumfahrt. Braunschweig, Wiesbaden Vieweg, Germany, 1997. ISBN 3-528-06945-7), предназначенная для обеспечения энергией космических аппаратов. Солнечная батарея состоит из солнечных элементов, соединенных друг с другом гибкими межэлементными соединителями, и из несущих панелей сотовой конструкции, поверхности которых образованы слоями углепластика, и изоляционного материала, между которыми расположен сотовый наполнитель из алюминиевой фольги.
Электрогенерирующая часть солнечной батареи, состоящая из солнечных элементов с защитными покрытиями, приклеивается к плоской поверхности несущей панели с помощью эластичных герметиков, при этом клеящий состав наносится сплошным слоем.
Недостатками данной конструкции являются: высокая масса сотовых панелей, большая масса клеящего состава, его наличие в межэлементных промежутках, что приводит к повышенной деградации характеристик солнечной батареи в процессе эксплуатации в результате воздействия факторов электризации, и технологическая сложность обеспечения межэлементных зазоров при наклейке.
Признаки, общие с предлагаемой солнечной батареей, следующие:
- солнечные элементы соединены друг с другом гибкими межэлементными соединителями;
- защитные покрытия расположены на солнечных элементах;
- солнечные элементы приклеиваются к плоской поверхности несущей панели.
Наиболее близкой и принятой за прототип является солнечная батарея (GLOBASTAR.Solar Generator Design And Layout For Low Earth Orbit Application in Consideration Of Commercial Aspects And Quantity Production. D-81663 Munich, Germany)для космического аппарата "GLOBALSTAR", состоящая из 8 плоских панелей сотовой конструкции размером 800×1778 мм. Сотовый наполнитель выполнен из алюминиевой фольги и вклеен между двумя листами из углепластика. Для обеспечения электроизоляции на углепластик наклеена полиимидная пленка Kapton. Солнечные элементы приклеиваются к полиимидной пленке Kapton с помощью силиконового клея RTV-S691.
В электрогенерирующей части солнечной батареи используются кремниевые элементы размером 65,0×40,0 мм и толщиной 200 мкм. Межэлементная коммутация выполняется шинками из серебряной фольги толщиной 12,5 мкм. На лицевую поверхность солнечных элементов наклеены пластины из стекла марки СМХ толщиной 100 мкм.
К недостаткам данной конструкции можно отнести следующее: большая масса сотовой панели, большая масса клея, используемого для крепления солнечных элементов, большие габариты выступающих элементов солнечной батареи из-за необходимости их монтажа на поверхности панели, а также связанные с ними габариты пакетов панелей в сложенном состоянии. Кроме того, в процессе приклеивания часть клея заполняет промежутки между солнечными элементами, а в процессе эксплуатации в результате воздействия факторов электризации продукты деструкции клея, оседая на поверхности стекол, приводят к ускоренной деградации их оптической прозрачности.
Признаки прототипа, общие с предлагаемой конструкцией батареи, следующие:
- солнечная батарея состоит из плоских несущих панелей;
- солнечные элементы с наклеенными на лицевую сторону оптически прозрачными пластинами;
- солнечные элементы объединены в последовательные и (или) параллельные цепи электропроводными шинами;
- кабельная сеть.
Техническим результатом, достигаемыми в предлагаемой конструкции солнечной батареи, является улучшение удельных характеристик солнечной батареи, обусловленное: снижением массы солнечной батареи за счет снижения массы панели и массы клеевого состава; более низкой деградацией электрических характеристик в процессе эксплуатации; уменьшением габаритов панелей и пакетов панелей в сложенном состоянии.
Достигается это тем, что в солнечной батарее плоская несущая панель состоит из лицевой и тыльной обшивок, изготовленных из листов упругого материала, перфорированного для облегчения, соединенных между собой ребрами жесткости, изготовленными из упругого материала. Солнечные элементы, с наклеенной на каждый из них с лицевой стороны оптически прозрачной защитной пластиной и защитной пластиной с тыльной стороны, приклеены к лицевой обшивке плоской несущей плоской панели, причем окна перфорации выполнены, а ребра жесткости расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов и с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов. В стенках ребер жесткости для облегчения и/или для прокладки кабельной сети выполнены отверстия, благодаря чему достигается дополнительное снижение массы и уменьшение габаритов солнечной батареи за счет прокладки кабельной сети внутри плоской несущей панели. Снижение массы также достигается за счет того, что уменьшена площадь приклейки солнечных элементов, которая ограничена площадью лицевой обшивки, попадающей в проекцию солнечных элементов, что дополнительно дает снижение деградации электрических характеристик солнечной батареи за счет уменьшения выделения продуктов деструкции клеевого слоя от факторов космического пространства.
Отличительные признаки, обуславливающие соответствие предлагаемой солнечной батареи критерию "новизна", следующие:
- плоская несущая панель состоит из лицевой и тыльной обшивок;
- лицевая и тыльная обшивки изготовлены из перфорированных листов упругого материала, соединенных межу собой ребрами жесткости;
- ребра жесткости изготовлены из упругого материала;
- в ребрах жесткости выполнены отверстия, сквозь которые внутри несущей плоской панели проложена кабельная сеть;
- окна перфорации лицевой и тыльной обшивок выполнены, а ребра жесткости расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов и с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов;
- на тыльную сторону солнечных элементов приклеены защитные пластины;
- солнечные элементы приклеены к плоской несущей панели по части поверхности тыльных защитных пластин, ограниченной площадью поверхности лицевой обшивки плоской несущей панели, попадающей в проекцию солнечных элементов.
Для доказательства соответствия предложенной солнечной батареи критерию "изобретательский уровень" была проанализирована вся совокупность признаков и отдельно отличительные признаки. Установлено, что применение вышеуказанных отличительных признаков, дающих в совокупности с известными признаками технический результат, заключающийся в улучшении удельных характеристик солнечной батареи (уменьшение массы габаритных размеров, снижение деградации электрических характеристик от воздействия факторов космического пространства), в литературных источниках не обнаружено.
Таким образом, по мнению авторов, предлагаемая солнечная батарея соответствует критерию "изобретательский уровень".
На Фиг. 1 показана конструкция предлагаемой солнечной батареи. Солнечная батарея состоит из плоской несущей панели 1 и фотоэлектрической части 2. Плоская несущая панель 1 состоит из лицевой и тыльной обшивок 3, изготовленных из листов упругого материала, перфорированного для облегчения, и соединенных между собой ребрами жесткости 4, изготовленных из упругого материала. В стенках ребер жесткости 4 для облегчения и/или для прокладки кабельной сети 5 выполнены отверстия 6. Окна перфорации 7 в лицевой и тыльной обшивках 3 выполнены, а ребра жесткости 4 расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов 8 и с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов 8. Солнечные элементы 8 с наклеенной на каждый из них с лицевой стороны оптически прозрачной защитной пластиной 9 и защитной пластиной с тыльной стороны 10 приклеены к лицевой обшивке 3 плоской несущей панели 1 клеевым составом 11. Зона приклейки 12 солнечных элементов 8 ограничена площадью лицевой обшивки 3, попадающей в проекцию солнечных элементов 8.
Пример конкретного выполнения предлагаемой конструкции солнечной батареи.
Образец предлагаемой солнечной батареи состоит из плоской несущей панели 1 размером 324×420 мм, лицевая и тыльная обшивки 3 и ребра жесткости 4 которой изготовлены из углепластика. В лицевой и тыльной обшивках 3 выполнена перфорация. Размер окон перфорации 7 - 35×22 мм и 35×47 мм. На плоскую несущую панель 1 установлены арсенид-галлиевые солнечные элементы 8 толщиной 80 мкм и размером 40×80 мм. Солнечные элементы 8 соединены в последовательные и параллельные цепочки. К лицевой поверхности каждого солнечного элемента 8 приклеено защитное стекло 9, а к тыльной - защитная стеклотекстолитовая пластина 10. Модуль приклеен к лицевой обшивке несущей плоской панели силиконовым герметиком 11. Образец солнечной батареи успешно прошел испытания, соответствующие эксплуатационным воздействиям. Плоская несущая панель 1 используется для обеспечения механической прочности батареи. Фотоэлектрическая часть 2 преобразует солнечное излучение в электроэнергию.
Claims (1)
- Солнечная батарея, состоящая из плоской несущей панели, кабельной сети и солнечных элементов с наклеенными на каждый из них с лицевой стороны оптически прозрачными защитными пластинами и защитными пластинами с тыльной стороны, причем солнечные элементы в составе солнечной батареи объединены в последовательные и/или параллельные цепи электропроводными шинами, отличающаяся тем, что плоская несущая панель состоит из лицевой и тыльной обшивок, изготовленных из перфорированных листов упругого материала, соединенных между собой ребрами жесткости, изготовленных из упругого материала, в которых выполнены отверстия, сквозь которые, внутри плоской несущей панели проложена кабельная сеть, причем окна перфорации обшивок выполнены, а ребра жесткости расставлены в соответствии с габаритами солнечных элементов и с шагом, соответствующим шагу расстановки солнечных элементов, кроме того, на тыльную сторону солнечных элементов приклеены защитные пластины, а солнечные элементы приклеены к плоской несущей панели по части поверхности тыльных защитных пластин, ограниченной площадью поверхности лицевой обшивки плоской несущей панели, попадающей в проекцию солнечных элементов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130575A RU2642487C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Солнечная батарея |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130575A RU2642487C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Солнечная батарея |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2642487C1 true RU2642487C1 (ru) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130575A RU2642487C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Солнечная батарея |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2642487C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200357C1 (ru) * | 2001-06-04 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Солнечная батарея |
| RU2250536C1 (ru) * | 2004-01-08 | 2005-04-20 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Солнечная батарея |
| RU2525633C1 (ru) * | 2013-02-20 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Солнечная батарея для малоразмерных космических аппаратов и способ ее изготовления |
| JP2015023103A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 三菱電機株式会社 | 接続金具付き太陽電池 |
| US9067695B1 (en) * | 2012-04-18 | 2015-06-30 | The Boeing Company | Solar array transfer orbit power maximizer |
| RU2575182C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Панель солнечной батареи |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130575A patent/RU2642487C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200357C1 (ru) * | 2001-06-04 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Солнечная батарея |
| RU2250536C1 (ru) * | 2004-01-08 | 2005-04-20 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Солнечная батарея |
| US9067695B1 (en) * | 2012-04-18 | 2015-06-30 | The Boeing Company | Solar array transfer orbit power maximizer |
| RU2525633C1 (ru) * | 2013-02-20 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Солнечная батарея для малоразмерных космических аппаратов и способ ее изготовления |
| JP2015023103A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 三菱電機株式会社 | 接続金具付き太陽電池 |
| RU2575182C1 (ru) * | 2014-07-07 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Панель солнечной батареи |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GLOBASTAR. SOLAR GENERATOR DISIGN AND LAYOUUT FOR LOW EARTH ORBIT APPLICAION IN CONSIDERATION OF COMMERCIAL ASPECTS AND QUANTITY PRODUCTION. D-81663 MUNICH, GERMANY. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5990413A (en) | Bifacial lightweight array for solar power | |
| CN101675528B (zh) | 用于屋顶的光生伏打模块 | |
| US7557291B2 (en) | Photovoltaic module for roofs | |
| US20140130848A1 (en) | Solar cell module | |
| EP1944811A3 (en) | Multilayered film-nanowire composite, bifacial, and tandem solar cells | |
| KR101509887B1 (ko) | 태양전지를 갖는 자동차 루프 패널 | |
| JP2017525153A (ja) | 剛体キャリアのための光電モジュール | |
| CN106663708B (zh) | 包括聚合物正面的光伏模块 | |
| Imaizumi et al. | Qualification test results of IMM triple-junction solar cells, space solar sheets, and lightweight&compact solar paddle | |
| RU2642487C1 (ru) | Солнечная батарея | |
| US20130298958A1 (en) | Portable rigid solar photovoltaic module and applications | |
| RU2250536C1 (ru) | Солнечная батарея | |
| CN103441169B (zh) | 一种柔性可弯曲晶体硅太阳能电池板 | |
| CN105374890A (zh) | 一种平流层飞艇应用的薄化晶体硅太阳电池组件结构 | |
| EP3447907A1 (en) | Solar power generation device, solar array wing, and space structure | |
| RU2200357C1 (ru) | Солнечная батарея | |
| JP2010050196A (ja) | 太陽電池パネル、太陽電池パネルの保持構造、並びに太陽電池パネルの形成方法 | |
| CN218274618U (zh) | 一种轻质太阳能板模组 | |
| NL2012560B1 (en) | Solar panel and method for manufacturing such a solar panel. | |
| WO2015041463A1 (ko) | 태양전지 모듈 | |
| RU2257643C1 (ru) | Солнечная батарея | |
| KR20140013147A (ko) | 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법 | |
| RU2187863C1 (ru) | Солнечная батарея | |
| WO2017145663A1 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| KR102581067B1 (ko) | 인공 위성용 태양 전지 패널의 제조 방법 |