TWI453934B - 具有散熱功能之太陽能模組及其邊框 - Google Patents

Description

具有散熱功能之太陽能模組及其邊框

本發明是有關於一種太陽能模組，且特別是有關於一種具有散熱功能的太陽能模組及其邊框。

近幾年來，由於世界各地的原油存量逐年的減少，能源問題已成為全球注目的焦點。為了解決能源耗竭的危機，各種替代能源的發展與利用實為當務之急。隨著環保意識抬頭，加上太陽能具有零污染、以及取之不盡用之不竭的優點，太陽能已成為相關領域中最受矚目的焦點。因此，在日照充足的位置，例如：建築物屋頂、廣場等等，愈來愈常見到太陽能面板的裝設。

常見的太陽能模組係將太陽能面板係裝設在一框架中，再將框架係固定於建築物屋頂上。一般而言，用來挾持太陽能面板的框架並無任何散熱的設計，使得太陽能模組在發電時，其溫度經常比環境溫度高出約攝氏30-50度。又由於太陽能模組的溫度每增加攝氏10度時，功率會降低約5%。因此，太陽能模組的散熱不良往往會會導致發電效率的降低。

有鑑於此，本發明之一技術態樣在於提供一種具有散熱功能的太陽能模組及其邊框。

本發明之一目的在於利用氣流的方式來帶走累積於太陽能面板周遭的熱能，從而達到散熱的功能。

依據本發明之一實施例，一種具有散熱功能的太陽能模組邊框係用以挾持一太陽能面板，此太陽能模組邊框包含一挾持部以及一延伸部。挾持部係用以挾持太陽能面板。延伸部連接著挾持部，且包含至少一第一風洞結構，此第一風洞結構的入風口大於其出風口的截面積。

依據本發明之另一實施例，一種具有散熱功能的太陽能模組包含一太陽能面板及一邊框。邊框係挾持太陽能面板之至少一側。此邊框包含一挾持部及一延伸部。挾持部係用以挾持一太陽能面板。延伸部連接著挾持部，且包含至少一第一風洞結構，此第一風洞結構的入風口大於其出風口的截面積。

藉由以上技術手段，本發明之實施例可利用風洞結構之入風口與出風口之間的截面積差異來加速氣流，使氣流更快速地吹向太陽能面板，進而提升本發明的散熱功能。

以上所述僅係用以闡明本發明之目的、達成此目的之技術手段、其所產生的功效以及其所產生的優點等等，本發明之具體細節將於下文中的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。換言之，在本發明部分實施方式中，這些細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依據本發明一實施例所示之具有散熱功能之太陽能模組邊框的剖面圖。如圖所示，此太陽能模組邊框可用以挾持一太陽能面板600，此太陽能模組邊框包含一挾持部100以及一延伸部200。挾持部100係用以挾持太陽能面板600。延伸部200連接挾持部100，且延伸部200包含至少一第一風洞結構300，此第一風洞結構300的入風口310之截面積大於其出風口320的截面積。此外，延伸部200可以例如用以作為太陽能模組邊框鎖固在其他物件上的鎖固位置。

藉由以上技術手段，本發明之實施例可在太陽能模組的邊框設置一第一風洞結構300來引導氣流通過太陽能面板600的下表面，從而帶走累積於太陽能面板600下方的熱能，達到散熱效果，因此，入風口310通常設置於太陽能模組邊框的外側，亦即太陽能模組邊框的內外兩側中，較遠離太陽能面板600的一側，而出風口320通常設置於太陽能模組邊框的內側，亦即太陽能模組邊框的內外兩側中，較接近太陽能面板600的一側。

於部分實施例中，太陽能模組邊框之延伸部200可包含一外側壁210及一內側壁220。外側壁具有至少一入風開口212，內側壁220具有至少一出風開口222。舉例而言，延伸部200可為一中空的雙層結構，外層為外側壁210，內層為內側壁220，而在外側壁210與內側壁220之間為中空。外側壁210上可挖設或切設出入風開口212，內側壁220上可挖設或切設出出風開口222。上述入風開口212之截面積係大於出風開口222之截面積，以利於加速氣流，提升散熱功能。舉例而言，入風開口212及出風開口222可包含，但不侷限於，圓形、橢圓形、矩形、多邊形或任意形狀的開口。此外，延伸部200也可為一實心結構。

於部分實施例中，第一風洞結構300的入風口310可為形成於延伸部200之外側壁210的入風開口212，而第一風洞結構300之出風口320可為形成於延伸部200之內側壁220的出風開口222，其中，入風開口212的截面積係大於出風開口222的截面積。藉此，第一風洞結構300之入風口310的截面積會大於出風口320的截面積。

如圖所示，由於第一風洞結構300的入風口310的截面積大於出風口320的截面積，出風口320的氣流速度必然大於入風口310的氣流速度。因此，這樣的截面積變化可提升氣流速度，進一步地增加散熱的效能。

於部分實施例中，延伸部200可被第一風洞結構300分隔成一上延伸部202及一下延伸部204。上延伸部202之外側壁210與下延伸部204之外側壁210之間距可定義為入風開口212之高度。相似地，上延伸部202之內側壁220與下延伸部204之內側壁220之間距可定義為出風開口222之高度。於本實施例中，入風開口212之高度係大於出風開口222之高度，以使得入風開口212的截面積大於出風開口222之截面積，並使第一風洞結構300的入風口310的截面積大於出風口320的截面積，從而利於加速氣流，提升散熱功能。

第2圖繪示第1圖之延伸部200沿著另一方向的剖面圖，其剖面方向與第1圖相垂直。如圖所示，延伸部200可被第一風洞結構300分隔成一左延伸部206與一右延伸部208。左延伸部206與右延伸部208分別具有一外側壁210及一內側壁220，外側壁210與內側壁220之間為中空。左延伸部206之外側壁210與右延伸部208之外側壁210之間距可定義為入風開口212之寬度。相似地，左延伸部206之內側壁220與右延伸部208之內側壁220之間距可定義為出風開口222之寬度。於本實施例中，入風開口212之寬度係大於出風開口222之寬度，以使得入風開口212的截面積大於出風開口222之截面積，並使第一風洞結構300的入風口310的截面積大於出風口320的截面積，從而利於加速氣流，提升散熱功能。

於以上實施例中應當瞭解，本發明之一主要技術特徵係在於入風開口212截面積大於出風開口222之截面積，至於上述之高度、寬度差異之態樣僅係用於闡釋，而非用以限制本發明。本發明亦可採用其他相似的概念來使入風開口212之截面積大於出風開口222之截面積。舉例而言，入風開口212與出風開口222可均呈圓形，而入風開口212之半徑係大於出風開口222之半徑，以使得入風開口212之截面積大於出風開口222之截面積，從而達到加速氣流、幫助散熱的目的。

第3圖繪示依據本發明另一實施例所示之具有散熱功能之太陽能模組邊框的剖面圖。如圖所示，太陽能模組邊框可進一步包含至少一導流結構400，其連通入風開口212與出風開口222。具體而言，導流結構400可跨越延伸部200之外側壁210與內側壁220之間的中空處，並連接外側壁210及內側壁220，以利引導氣流往太陽能面板600流動。

於部分實施例中，導流結構400係突出於外側壁210。具體而言，導流結構400可由內側壁220延伸至外側壁210，再進一步延伸至外側壁210之外部。導流結構400可呈流線狀，以利引導氣流朝太陽能面板600流動。

於部分實施例中，導流結構400之一迎風開口410的截面積大於入風開口212的截面積。舉例而言，導流結構400朝遠離外側壁210之方向係逐漸向外擴張，以使得迎風開口410之截面積大於入風開口212的截面積。如圖所示，設置於上延伸部202之導流結構400朝遠離外側壁210之方向係逐漸向上延伸；相對地，設置於下延伸部204之導流結構400朝遠離外側壁210之方向係逐漸向下延伸。

另可參閱第4圖，本圖繪示第3圖之延伸部沿著另一方向的剖面圖，其剖面方向與第3圖相垂直。設置於左延伸部206之導流結構400朝遠離外側壁210之方向係逐漸向左延伸；相對地，設置於右延伸部208之導流結構400朝遠離外側壁210之方向係逐漸向右延伸。藉此，導流結構400之截面積會朝遠離外側壁210的方向逐漸擴大，使得迎風開口410之截面積大於入風開口212的截面積。因此，通過入風開口212的氣體流速必然大於通過迎風開口410之氣體流速。因此，導流結構400可進一步提升氣流速度，以增加散熱功能。於部分實施例中，導流結構400之材料可為塑料，例如：1,1,2,2-四苯乙烯(Thermoplastic Elastomer,TPE)等熱塑性彈性材料或者是金屬材料，例如鋁、鐵、不鏽鋼或其混合物。

請回頭參閱至第3圖，太陽能模組邊框可進一步包含一第二風洞結構500，其係設置於挾持部100上，換言之，設置於挾持部100相對於延伸部200的另一側。第5圖繪示第3圖之太陽能模組邊框之局部側視圖。第6圖繪示第3圖之太陽能模組邊框之局部上視圖。請併參閱第3、5及6圖，第二風洞結構500具有複數個入風口550與複數個出風口560，藉以引導氣流至太陽能面板600的上表面，來帶走累積於太陽能面板上方之熱能。

舉例而言，第二風洞結構500可包含一導流片510與支撐導流片510的複數個凸塊520，導流片510與這些凸塊520可定義出複數入風口550與複數出風口560(可參閱第6圖)。具體而言，如第5圖所示，導流片510係由複數個凸塊520所支撐，這些凸塊520彼此相隔地設置於挾持部100上，每兩相鄰的凸塊520可定義出一空腔540。在兩凸塊520之間的空腔540中，迎風處可定義為入風口550(請併參閱第6圖)，而出風處可定義為複數出風口560(請併參閱第6圖)。

於部分實施例中，入風口550之截面積係大於出風口560之截面積。如第6圖所示，凸塊520包含一迎風側522及一背風側524，而迎風側522之截面積係小於背風側524之截面積。由於入風口550係形成於兩個相鄰凸塊520的迎風側522之間，而出風口560係形成於上述相鄰凸塊520的背風側524之間，因此入風口550之截面積會大於出風口560之截面積。藉此，通過出風口560之氣體流速必然大於入風口550之氣體流速，故第二風洞結構500可進一步提升氣流速度，以增加散熱功能。

請參閱第3圖，於部分實施例中，太陽能板600包含至少一太陽能電池620，第二風洞結構500與太陽能電池620之間相夾一夾角530，其可為凸塊520上表面之一側與太陽能電池620最靠近凸塊520之一側之連接線與太陽能面板600之間所夾的角度。夾角530小於一特定角度，藉以避免在太陽能電池620上造成陰影，而影響發電效率。於一實施例中，此夾角530需小於66.5度。

於部分實施例中，導流片510更選擇性地具有一反射面570，其面對太陽能面板600。此反射面570大致上呈弧形，可提供聚光效果，其係配置以將投射至反射面570上的光線反射至太陽能面板600上，從而提升太陽能面板600接收到的光線量。

第7圖繪示依據本發明一實施例之具有散熱功能的太陽能模組之立體圖以及其邊框的局部剖面圖。如圖所示，此太陽能模組包含一太陽能面板600及一邊框700。邊框700挾持太陽能面板600之至少一側。邊框700係如同前文所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其主要亦包含一挾持部100以及一延伸部200。挾持部100係用以挾持太陽能面板600。延伸部200連接著挾持部100，且延伸部200包含至少一第一風洞結構300，此第一風洞結構300的入風口310之截面積大於其出風口320的截面積。此外，第三圖與第七圖中，上延伸部202係連接下延伸部204，可參考第5圖中，由於第一風洞結構300係選擇性的設置一個以上的風洞結構，因此，上延伸部202係透過未形成風洞的部分連接下延伸部204，而風洞的數目可以依照邊框700強度的需求與散熱效率的需求來選擇設置。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．挾持部

200．．．延伸部

202．．．上延伸部

204．．．下延伸部

206．．．左延伸部

208．．．右延伸部

210．．．外側壁

212．．．入風開口

220．．．內側壁

222．．．出風開口

300．．．第一風洞結構

310．．．入風口

320．．．出風口

400．．．導流結構

410．．．迎風開口

500．．．第二風洞結構

510．．．導流片

520．．．凸塊

522．．．迎風側

524．．．背風側

530．．．夾角

540．．．空腔

550．．．入風口

560．．．出風口

570．．．反射面

600．．．太陽能面板

620．．．太陽能電池

700．．．邊框

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖繪示依據本發明一實施例所示之具有散熱功能之太陽能模組邊框的剖面圖。

第2圖繪示第1圖之延伸部沿著另一方向的剖面圖，其剖面方向與第1圖相垂直。

第3圖繪示依據本發明另一實施例所示之具有散熱功能之太陽能模組邊框的剖面圖。

第4圖繪示第3圖之延伸部沿著另一方向的剖面圖，其剖面方向與第3圖相垂直。

第5圖繪示第3圖之太陽能模組邊框之局部側視圖。

第6圖繪示第3圖之太陽能模組邊框之局部上視圖。

第7圖繪示依據本發明一實施例之具有散熱功能的太陽能模組之立體圖以及其邊框的局部剖面圖。

100．．．挾持部

200．．．延伸部

202．．．上延伸部

204．．．下延伸部

210．．．外側壁

212．．．入風開口

220．．．內側壁

222．．．出風開口

300．．．第一風洞結構

310．．．入風口

320．．．出風口

600．．．太陽能面板

620．．．太陽能電池

Claims (10)

1. 一種具有散熱功能的太陽能模組邊框，用以挾持一太陽能面板，該太陽能模組邊框，包含：一挾持部，用以挾持該太陽能面板，並暴露出該太陽能面板之一下表面；以及一延伸部，連接該挾持部，該延伸部包含至少一第一風洞結構，用以引導氣流至該太陽能面板之該下表面，其中該至少一第一風洞結構的入風口的截面積大於該至少一第一風洞結構的出風口的截面積。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其中：該至少一第一風洞結構的入風口係為形成於該延伸部之一外側壁的一入風開口；該至少一第一風洞結構的出風口係為形成於該延伸部之一內側壁的一出風開口，其中該入風開口的截面積大於該出風開口的截面積。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其中該至少一第一風洞結構係包含：形成於該延伸部之一外側壁的一入風開口；形成於該延伸部之一內側壁的一出風開口；以及至少一導流結構，連通該入風開口與該出風開口，其中該至少一導流結構之一迎風開口的截面積大於該外側壁 的入風開口的截面積。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其中該外側壁的入風開口的截面積大於該內側壁的出風開口的截面積。
5. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，更包含一第二風洞結構，設置於該挾持部上，該第二風洞結構具有複數個入風口與複數個出風口，該些入風口之截面積大於該些出風口之截面積。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其中該第二風洞結構包含一導流片與支撐該導流片的複數個凸塊，該導流片與該些凸塊定義出該些入風口與該些出風口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，更包含至少一太陽能電池，設置於該太陽能面板中，其中該凸塊與該太陽能電池之連接線與該太陽能面板之間的夾角小於66.5度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之具有散熱功能的太陽能模組邊框，其中該導流片具有面對該太陽能面板之一反射面。
9. 一種具有散熱功能的太陽能模組，包含：一太陽能面板；一邊框，挾持該太陽能面板至少一側，該邊框包含：一挾持部，用以挾持該太陽能面板，並暴露出該太陽能面板之一下表面；以及一延伸部，連接該挾持部，該延伸部包含至少一第一風洞結構，用以引導氣流至該太陽能面板之該下表面，其中該至少一第一風洞結構的入風口大於該至少一第一風洞結構的出風口的截面積。
10. 如申請專利範圍第9項所述之具有散熱功能的太陽能模組，其中該至少一第一風洞結構的入風口係為形成於該延伸部之一外側壁的一入風開口，該至少一第一風洞結構的出風口係為形成於該延伸部之一內側壁的一出風開口，其中該入風開口的截面積大於該出風開口的截面積；該至少一第一風洞結構更包含至少一導流結構，連通該外側壁的該入風開口與該內側壁的該出風開口，其中該至少一導流結構之一迎風開口的截面積大於該外側壁的入風開口的截面積；該太陽能模組更包含一第二風洞結構，設置於該挾持部上，該第二風洞結構具有複數個入風口與複數個出風口，該些入風口之截面積大於該些出風口之截面積，該第二風洞結構包含一導流片與支撐該導流片的複數個凸塊，該導流片與該些凸塊定義出該些入風口與該些出風口。