TW201405852A - 聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其係透過可分離式的固定體以及套體相結合，而讓使用者在安裝均光器以架構聚光型太陽能接收器時，能夠確保均光器可在結構當中的倒錐形空間穩定地與黏合膠體完成黏合，並且可準確掌握安裝位置以及黏合高度，可大幅降低所需耗費的時間及人力，並且維持良好的貼合品質。

Description

聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具

    本發明係一種均光器之貼合治具，尤指一種用於聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具。

    太陽能電池（solar cell）藉著其發電過程中不會伴隨產生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等溫室效應氣體及污染性氣體，而是利用光電效應直接將太陽能轉換為電能之非消耗非再生資源的技術優勢，在資源逐漸耗竭、能源價格水漲船高的二十一世紀受到相當程度的重視。例如在現代生活中，只要是以太陽能發電為訴求的政策議題、上市公司或者是科技產品，都會強烈地吸引眾人的目光以及獲得龐大的資金挹注，人們對於全面利用此種取之不盡、用之不竭的豐沛資源的憧憬和渴望可見一斑。
    然而，如何穩定的讓太陽能成為真正可長期供人類運用的能源，仍然有相當艱困的一段路要走，因為現今所使用的太陽能發電的技術仍然存在諸多需要改進以提升其穩定性、壽命，或是降低成本的地方。
    太陽能發電的最基本運作方式係將陽光照射於太陽能電池的表面，而現已有一種為了提升發電效率，而利用透鏡聚集更大量光能的聚光型太陽能電池模組，其係在太陽能電池上設置菲聶爾透鏡（Fresnel lens），此種透鏡便宜且質輕，並具有焦距短的優點，因此大孔徑的菲聶爾透鏡便被用運用於太陽能電池的聚光。當太陽光能被菲聶爾透鏡聚焦後，會先集中進入一形狀近似倒金字塔型之透明導光柱，也就是均光器。均光器的下方為光滑的平面，其主要作用在於將菲聶爾透鏡聚焦之光點能量均勻化。若光點的能量沒有先透過均光器將之均勻化而直接照射於太陽能電池，其能量過於集中，致使光電轉換效率並不理想。再者，由於太陽光的入射角度並非一成不變，而是隨著時間有即時性的變動，因此聚光型太陽能電池模組需要搭配追日系統，此追日系統會以調整角度的方式，即時性地調整出最佳的日照角度。而均光器在此的作用就是提升聚光型太陽能電池模組的角度容忍度，以及組裝的尺寸容忍度，是一極具重要性和功能性的元件。
    然而，現有的均光器在組裝時皆係透過人力完成，而在此均光器組裝的過程當中，肇因於均光器先天上即為一上寬下窄的倒錐形元件，故其頭重腳輕，在黏合時的準確度不易掌控，請參考第一圖，雖然有支架10的輔助，但均光器5在黏合於絕緣基板61上的太陽能電池62時（兩者間的電極區省略於圖示中），因為係透過人力將均光器5放置於尚未硬化的黏合膠體9之上，因此很可能會過度施力而造成黏合膠體9被強力推擠而產生溢膠；也就是說，黏合膠體9會被推擠至均光器5側邊靠下方的表面處，而這些因推擠而攀附於均光器5側邊下方表面的黏合膠體將會導致光能的散失。當光線於均光器5內部反射時，原本不會散逸出的光能，此時將會在有黏合膠體9附著的地方散出，使得能抵達聚光型太陽能電池61的光能減少，降低了效率。
    除此之外，在黏合膠體9尚未硬化之前，均光器5仍然是處於不穩定的狀態，容易產生傾斜、位移甚至倒塌，讓黏合的品質大幅下降。再者，人力的黏合也不易於掌握均光器5黏合高度，若均光器5的黏合高度不均勻，最後建構而成的聚光型太陽能接收器也不會具有良好的接收品質。
    因此，基於均光器在黏合時可能會讓聚光型太陽能接收器產生缺陷，本發明提出一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，以克服此重要課題。

    本發明之主要目的，係提供一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其利用三件式可拆卸及組合之結構而形成一放置均光器的空間，使用者只要將均光器置入後即可讓均光器準確的貼合於聚光型太陽能電池模組上的正確位置。
    本發明之次要目的，係提供一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其可讓使用者快速的完成均光器的貼合，減少所需耗費的人力以及時間。
    本發明之另一目的，係提供一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其具有可一分為二的固定體，而此些固定體的缺口可在均光器黏合時做輔助支撐，讓均光器在黏合膠體硬化之前不會倒塌，以確保均光器能以完全垂直的方式固定於聚光型太陽能電池模組之上。
    本發明之再一目的，係提供一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其不需主動施力將均光器與黏合膠體進行黏合固定，而是透過重力的機制，讓均光器自然的下降而與黏合膠體產生黏合，如此便可減少因過度施力而產生溢膠的狀況。除此之外，由於均光器貼合治具的結構固定，因此每次貼合時在黏合膠體上的下降高度也會相同，故可以控制均光器與太陽能電池之間的距離。
    為了達到上述之目的，本發明揭示了一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其係包含：一第一固定體，其具有上寬下窄之一第一缺口；一第二固定體，設置於該第一固定體之一側，其具有上寬下窄之一第二缺口，該第一缺口係與該第一固定體之該第二缺口相連接；以及一套體，係環設於該第一固定體以及該第二固定體之周邊，以將該第一固定體以及該第二固定體維持固定；其中，該第一缺口與該第二缺口相連接而形成之一空間。如此架構之下，均光器的黏合便可免除人力黏合時可能會出現的諸多缺陷，在提升黏合效率之際亦提升產品的效能及壽命。

    為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
    由於過往的均光器在黏合過程中存在諸多會產生缺陷的可能，故本發明為了克服該些技術缺陷，提出本發明以改善及解決相關課題。
    首先，請參考第二圖，此圖是從本發明之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具的一較佳實施例之基本立體架構和相關元件的分解圖；如圖所示，其基本組成元件係包含了：一固定底座1；一第一凹槽11；一第一固定體2；一第一缺口21；一第二固定體3；一第二缺口31以及一套體4。
    其中，第一凹槽11是位於固定底座1；第一固定體2和第二固定體3都是位於固定底座1之上，並且分別具有第一缺口21和第二缺口32，而套體4則是以環繞方式套設於第一固定體2和第二固定體3的外圍，以將兩者固定、合二為一。
    在此結構的運作之下，再請參考第二圖，使用者可將未黏合上均光器5的聚光型太陽能接收器6先放置於固定底座的第一凹槽11之上。由於聚光型太陽能接收器6是以絕緣基板61、表面電極區（未見於圖中）以及太陽能電池62所架構成，而絕緣基板61的大小即與第一凹槽11相符合，因此可以穩定的固定於其上。
    放置聚光型太陽能接收器6之後，接著將第一固定體2以及第二固定體3設置於固定底座1的上方。由於第一固定體2和第二固定體3分別具有倒錐形的第一缺口21以及第二缺口31，且兩者經第一固定體2與第二固定體3相連接而合併之後，將形成一個完整的倒錐空間。此上寬下窄的空間正好與均光器3的體積大小與形狀相符合，換言之，此空間的深度與均光器3的高度相同或是略小於之，因此當均光器3被放置其中時，不會有空間讓其會產生異常性位移，能夠確保定位精準，同時也較不易有多餘的黏合膠體9攀附至均光器3的側面而產生溢膠。
    在完整的聚光型太陽能接收器當中，每一個聚光型太陽能接收器6的太陽能電池62之上都會有一個均光器5，因此在製做時為求準確定位，本發明當中所架構出的倒錐空間將不偏不倚地位於太陽能電池62的上方。當使用者應用本發明時，固定在固定底座1上的聚光型太陽能接收器6的太陽能電池62表面已塗佈有黏合膠體9，而當第一固定體2以及第二固定體3放置於固定底座1上以後，使用者只要將均光器5輕輕放入第一缺口21以及第二缺口31所架構出的倒錐空間，就完成了均光器5的安裝，非常的便利且確實。
    由於均光器5具有一定的重量，且每一均光器5的形狀也相同，因此當均光器5被放置後，其會自然的下降至與上寬下窄的倒錐空間密合，並且均光器5的底部也同時接觸到黏合膠體9。在均光器5的安裝過程中，不易掌控的部分為均光器5的黏合高度，也就是均光器5的窄底部插入黏合膠體9的深度，然而在本發明的作用之下，此一黏合高度將可以均一化，每一個均光器5的黏合結果具有一致性，因此可以提高聚光型太陽能接收器的運作品質。
    另外，由於此時均光器5不會因為過度向下擠壓，因而產生嚴重的溢膠結果，因為已不存在使用人力按壓均光器5的可能。
    於本發明中，第一固定體2和第二固定體3本身並沒有用以接合的構件，此設計係出於在黏合完成時，也就是透過加熱等手段將黏合膠體9硬化後，為了可以輕易的讓第一固定體2和第二固定體3分離而不會對均光器5產生衝擊，例如為了將兩者分離而用工具撬開或是拔開，本發明可一左一右直接將第一固定體2和第二固定體3取下，係為最佳的選擇。然而，為了顧及在黏合的過程中不會散開，第一固定體2和第二固定體3的周邊有使用一套體4將兩者固定住。套體4的內周長與第一固定體2以及第二固定體3結合後的外周長相符合，因此在黏合膠體9硬化之前，並不會有結構散開的疑慮。
    除了上述結構之外，為了讓本發明的結構更為穩固，請參考第三圖；如圖所示，當第一固定體2以及第二固定體3結合後，由其底面朝上的角度觀之，其具有一較大的第三凹槽8以及內部較小的第二凹槽7。第二凹槽7係與第一凹槽11相配合將聚光型太陽能接收器6夾於其中，因此第一凹槽11與第二凹槽7所架構出的空間深度將等於或大於聚光型太陽能接收器6的高度；而至於第三凹槽8，其則是本發明透過第一固定體2以及第二固定體3本身的結構而將固定底座1一併包覆。
    接下來，藉由第一固定體2和第二固定體3的側邊分別具有的第一凹邊22和第二凹邊32，套體4將可在固定第一固定體2和第二固定體3的時後，一併固定住固定底座1。除此之外，本發明將可在將套體4套上之後，形成一個邊緣平滑且完整的矩形體，有利於在安裝均光器5後，將所有的貼合治具同時並排送入加熱裝置做黏合膠體9的硬化處理。
    然後請參考第四A~四C圖，其係為本發明在使用時，均光器的黏合過程，當固定底座1、第一固定體2、第二固定體3、聚光型太陽能接收器6以及黏合膠體9佈置好後，使用者只要將均光器5插入即可，經過加熱硬化黏合膠體9後，再將固定底座1、第一固定體2以及第二固定體3移除即可；當然，黏合過程中有套體4將結構做固定，惟並未顯示於此圖中。
    除了上述實施方式以外，若要先行將聚光型太陽能接收器6固定於基板，以避免要安裝已黏有均光器5的聚光型太陽能接收器6時，可能在與基板黏合過程中，存在破壞、傷害到聚光型太陽能接收器6之結構的可能，故使用者也可使用本發明之另一較佳實施例來確保均光器5的穩固安置。
    請參考第五圖，如圖所示，第一固定體2和第二固定體3可設計為分別具有第一延伸處23和第二延伸處33，此些延伸結構是為了要和已固定有聚光型太陽能接收器6的基板做結合，並且藉由第一固定體2和第二固定體3下方的空間來容置此聚光型太陽能接收器6。第一延伸處23和第二延伸處33為了能準確地固定於此基板上，因此分別開設有第一固定孔24和第二固定孔34（未見於此圖中），可使用螺栓等固定元件將此第一固定體2和第二固定體3做螺接固定。
    最後，請參考第六A~六D圖，其係為本發明在使用時，均光器5的黏合過程，當第一固定體2、第二固定體3、已固定於基板等物件上的聚光型太陽能接收器6以及黏合膠體9佈置好後，使用者只要將均光器5插入即可，經過固化黏合膠體9後，接著將位於第一固定孔24、第二固定孔34的螺栓移除，再將第一固定體2以及第二固定體3移除即可。另外，黏合過程中有套體4將結構做固定，並未顯示於此圖中。
    藉由使用本發明之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，均光器將可以在組裝時有較佳的黏合結果，讓頭重腳輕的均光器可以穩定的在追日系統作用時不易坍倒，因而可以延長使用年限；甚至在非平面上進行黏合時，也可確保均光器在黏合膠體硬化前有獲得足夠的支撐；再者，組裝的效率也大幅的提高，省下了所需投入的人力與時間，故本發明實為一極具經濟價值的聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具。
    惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
    本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈　鈞局早日賜准專利，至感為禱。

1．．．固定底座

11．．．第一凹槽

2．．．第一固定體

21．．．第一缺口

22．．．第一凹邊

23．．．第一延伸處

24．．．第一固定孔

3．．．第二固定體

31．．．第二缺口

32．．．第二凹邊

33．．．第二延伸處

34．．．第二固定孔

4．．．套體

5．．．均光器

6．．．聚光型太陽能接收器

61．．．絕緣基板

62．．．太陽能電池

7．．．第二凹槽

8．．．第三凹槽

9．．．黏合膠體

10．．．支架

第一圖：其係為先前技術之黏合結果示意圖；
第二圖：其係為本發明之一較佳實施例之基本結構立體分解圖；
第三圖：其係為本發明之一較佳實施例之部分結構立體示意圖；
第四A圖：其係為本發明之一較佳實施例之黏合前的剖面示意圖；
第四B圖：其係為本發明之一較佳實施例之黏合時的剖面示意圖；
第四C圖：其係為本發明之一較佳實施例之黏合後的剖面示意圖；
第五圖：其係為本發明之另一較佳實施例之部分結構立體示意圖；
第六A圖：其係為本發明之另一較佳實施例之黏合前的剖面示意圖；
第六B圖：其係為本發明之另一較佳實施例之黏合時的剖面示意圖；
第六C圖：其係為本發明之另一較佳實施例之黏合後的移除固定螺栓剖面示意圖；以及
第六D圖：其係為本發明之另一較佳實施例之黏合後的剖面示意圖。

1．．．固定底座

11．．．第一凹槽

2．．．第一固定體

21．．．第一缺口

3．．．第二固定體

31．．．第二缺口

4．．．套體

5．．．均光器

6．．．聚光型太陽能接收器

61．．．絕緣基板

62．．．太陽能電池

9．．．黏合膠體

Claims (11)

1. 一種聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其係包含：
   一第一固定體，其具有上寬下窄之一第一缺口；
   一第二固定體，並設置於該第一固定體之一側，其具有上寬下窄之一第二缺口，該第一缺口係與該第一固定體之該第二缺口相連接；以及
   一套體，係環設於該第一固定體以及該第二固定體之周邊，以將該第一固定體以及該第二固定體維持固定；
   其中，該第一缺口與該第二缺口相連接而形成之一空間，以設置一均光器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該空間之深度等於或小於該均光器之高度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其進一步具有一固定底座，該固定底座具有一第一凹槽，該第一凹槽係用以固定一聚光型太陽能接收器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第一固定體與該第二固定體相連接後，其底部形成具有一第二凹槽及一第三凹槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第二凹槽係用以固定該聚光型太陽能接收器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第一凹槽與第二凹槽合計之深度大於或等於該聚光型太陽能接收器之高度。
7. 如申請專利範圍第4項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第三凹槽係用以固定該固定底座。
8. 如申請專利範圍第3項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第一固定體的側邊具有一第一凹邊。
9. 如申請專利範圍第3項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第二固定體的側邊具有一第二凹邊。
10. 如申請專利範圍第1項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第一固定體進一步具有一第一延伸處，該第一延伸處具有一第一固定孔。
11. 如申請專利範圍第1項所述之聚光型太陽能接收器之均光器之貼合治具，其中該第二固定體進一步具有一第二延伸處，該第二延伸處具有一第二固定孔。