TWI546513B - Solar module and its manufacturing method - Google Patents

Description

太陽能模組及其製造方法

本發明有關於一種太陽能模組及其製造方法，尤指一種玻璃表面不易堆積灰塵以避免太陽能模組的發電量因受光面被遮蔽而下降，且在組裝上較方便的太陽能模組及其製造方法。

近年來全球環保意識逐漸提高，如何運用低汙染的綠色能源取代會產生溫室氣體的石化能源為重要的環保議題之一。在綠色能源技術中，又以太陽能發電因發電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體，不會影響環境，且其成本低廉、施作簡便而受到矚目。習用的太陽能發電模組常為多層壓板結構，主要由太陽能元件以及框架所組成，該太陽能元件通常由玻璃板、光電二極體及指狀電極構成之太陽電池、塑膠薄膜(如乙烯醋酸乙烯酯)以及底板組合而成，為保護太陽能元件，通常會在太陽能元件外部加設一框架，藉以防止太陽能元件因運送時碰撞而損壞等問題，並可透過該框架將太陽能元件與建築物上的結構體結合。

參照如第1圖及第2圖所示，習用的太陽能模組通常是將透光面朝向天空並呈45度傾斜設置於建築物屋頂等處，使其具有較佳的日照效率。習用太陽能模組的框架700設置有夾爪狀的連接部710，並透過該連接部710將太陽能板800夾持於該框架700中，此種連接方式在太陽能模組長時間使用後，由於該太陽能板800與該框架700之間有高度上的落差，因此容易在太陽能板的玻璃層810及連接部710之間堆積灰塵900而使太陽能模組受遮蔽，因而導致光照降低並使發電量下降的問題，使用者必須定期清理玻璃層810的表面方能維持應有的發電量，使用上並不理想，且在製造時必須先將太陽能板800夾持固定，並對準位置之後，再輪流將每一框架700自該太陽能板800的一側貼固，製造程序相當繁瑣，且有因對位不齊而產生不良品的風險。因此，先前技術實有改進之必要。

本發明之目的，在於解決上述先前技術中習用太陽能模組中，因框架與太陽能板之受光面具有高度落差，而在使用時容易堆積砂石淤泥遮蔽受光面進而影響太陽能模組發電量之問題。

為解決上述問題，本發明提供一種太陽能模組，包含有複數呈環繞設置之框架元件，以及一太陽能板。每一該框架元件包含有一支撐板，一連接於該支撐板末端之托持板，以及一設置於該托持板遠離該支撐板一側表面上之黏著件，每一該黏著件聯合構成一第一表面。該太陽能板包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面，其中該底面透過每一該黏著件連接於該框架元件，且該底面之外緣恰等同於該第一表面之外緣。

進一步地，該第一表面之平面面積至多為該底面面積之9%，且該底面及該第一表面之間的剝離強度至少為5400帕。

本發明之另一目的，在於提供一種太陽能模組，包含有複數呈環繞設置之框架元件，以及一太陽能板。每一該框架元件包含有一支撐板，一連接於該支撐板末端之托持板，一連接於該托持板遠離該支撐板一側之延伸板，以及一設置於該托持板面向該延伸板一側表面上之黏著件，每一該黏著件聯合構成一第一表面。該太陽能板包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面，其中該底面透過每一該黏著件連接於該框架元件，該底面之外緣恰等同於該第一表面之外緣。

進一步地，每一該延伸板面向該支撐板一側表面聯合構成一第二表面，該太陽能板包含有一介於該透光面與該底面之間的側面，且該側面迫緊接合於該第二表面。

進一步地，該太陽能板包含有一自該側面朝外側突伸之一突出部，每一該延伸板包含有一對應該突出部之凹陷部。

進一步地，所述之太陽能模組更包含有一設置於該太陽能板與每一該延伸板之間的填充物，且該填充物、該透光面以及該延伸板之頂端具有相同的水平高度。

本發明之又一目的，在於提供一種太陽能模組之製造方法，包含有以下步驟：步驟S1提供一太陽能板，包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面；步驟S2提供複數被環繞組接成一體的框架元件，每一該框架元件設置有一黏著件，且每一該黏著件聯合構成一第一表面，且該第一表面之外緣恰等同於該底面之外緣；步驟S3固定該太陽能板於一平台上，且該透光面係面向該平台；步驟S4接合該第一表面與該底面，使每一該黏著件黏固於該底面。

進一步地，該平台係為一吸引裝置，其與該透光面接合處設有複數開孔，且該吸引裝置透過每一該開孔提供吸力以固定該太陽能板。

進一步地，所述之太陽能模組之製造方法更包含有以下步驟S5：灌注一填充物於該太陽能板以及每一該框架元件的縫隙，並在灌注完畢後刮除該透光面以及每一該框架元件表面的多餘填充物。

是以，本發明較先前技術具有以下有益功效：

1.本發明之太陽能模組其透光面為整體水平高度最高的平面，灰塵不易堆積在該透光面上，因此本發明之太陽能模組不須要經常性地清潔，在相同的使用時間下較習用太陽能模組可減少清潔的次數，可克服太陽能模組的發電量受灰塵遮蔽而下降之問題。

2.本發明之太陽能板與框架元件透過黏著件接合，而可穩固地提升其結構穩定性，該第一表面之平面面積至多為該底面面積之9%，且該底面及該第一表面之間的剝離強度至少為5400帕，一方面可保持太陽能板與框架之間的結合穩定性，另一方面可最佳化太陽能模組的整體重量。

茲就本申請案的結構特徵暨操作方式列舉數個較佳實施態樣，並配合圖式說明，謹述於后，俾提供審查參閱。

關於本發明之技術內容，請參照第3圖及第4-1圖所示，本發明提供一種太陽能模組100，其包含有複數呈環繞設置之框架元件10，以及一太陽能板20。本發明之用語「太陽能板20」係指由玻璃層、乙烯酯共聚物(EVA)、指狀電極、PN半導體、及背板等元件，經壓製及熱熔接而組成的結構體，而具有可將光能轉換為電能之功用，且該太陽能板20可透過每一該框架元件10組接架設於屋頂上或其他結構體，由於該太陽能板20之結構組成已為本發明所屬領域之通常知識者相當熟習之技術，在此不加以贅述。

更詳言之，請一併參照第4-2圖及第5圖所示，於本發明之第一實施態樣中，每一該框架元件10包含有一支撐板11，一連接於該支撐板11末端之托持板12，以及一設置於該托持板12遠離該支撐板11一側表面上之黏著件14，每一該黏著件14聯合構成一第一表面15(參照第3圖)。於本實施態樣中，每一該框架元件10係環繞形成四方型之型態，實際上，每一該框架元件10可透過如角框720(參照第1圖)等構件組接為一體，而每一該支撐板11為增加其支撐力並減輕重量，係可形成如第4-2圖所示之中空型態。

該太陽能板20包含有一透光面21，以及一位於遠離該透光面21一側之底面22，其中該底面22透過每一該黏著件14連接於該框架元件10，且該底面22之外緣恰等同於該第一表面15之外緣，且該透光面21位於所述之太陽能模組100的最高水平高度。本發明之用語「透光面21」係指該太陽能板20供光線通過並照射於光電二極體，並藉由光電轉換產生電力之外表面，通常為玻璃表面。

另參照如第6圖所示，該第一表面15之平面面積至多為該底面22面積之9%，且該底面22與該第一表面15之間的剝離強度(peel strength)至少須要5400帕(Pa)，藉此，在提供適當的黏著力與減輕每一該框架元件10之間取得較佳的平衡，前述剝離強度係指本發明之太陽能模組100至少須要通過正負風壓強度5400帕(Pa)的風壓測試，方能確保其結構穩定性。

一併參照第7圖、第8-1圖至第8-2圖以及第9圖所示，由於太陽能板20為多層狀結構，為避免長期使用時雨水、粉塵自層板間的縫隙滲入，本發明第二實施態樣之太陽能模組100包含有複數呈環繞設置之框架元件10，以及一太陽能板20。每一該框架元件10包含有一支撐板11，一連接於該支撐板11末端之托持板12，一連接於該托持板12遠離該支撐板11一側之延伸板13，以及一設置於該托持板12面向該延伸板13一側表面上之黏著件14，每一該黏著件14聯合構成一第一表面15。

該太陽能板20包含有一透光面21，以及一位於遠離該透光面21一側之底面22，其中該底面22透過每一該黏著件14連接於該框架元件10，該底面22之外緣恰等同於該第一表面15之外緣，且該透光面21位於所述之太陽能模組100的最高水平高度。於本實施態樣中，該延伸板13包圍環繞該太陽能板20的周側，使該太陽能板20的多層結構不受水氣或粉塵進入，且由於該透光面21位於所述之太陽能模組100的最高水平高度，故每一該延伸板13頂端之水平高度至多僅能與該透光面21等高。又，每一該延伸板13面向該支撐板11一側表面聯合構成一第二表面16(如第7圖所示)，該太陽能板20包含有一環繞該太陽能板20周側並介於該透光面21與該底面22之間的側面23，且該側面23迫緊接合於該第二表面16。

進一步地，參照第10圖所示，該太陽能板20包含有一自該側面23朝外側突伸之一突出部24，每一該延伸板13包含有一對應該突出部24之凹陷部131，該突出部24可如第8-1圖為朝外延伸之弧面，藉此該太陽能板20係可嵌固於每一該延伸板13的該凹陷部131中，進而增加其結合穩固性。又，由於該太陽能板20與每一該延伸板13之間可能留有縫隙，故所述之太陽能模組100更包含有一設置於該太陽能板20與每一該延伸板13之間的填充物30，如矽氧樹脂(Silicon)等，並利用刮刀刮除多餘的填充物30，使該填充物30、該透光面21以及該延伸板13之頂端表面具有相同的水平高度。

以下進一步說明本發明太陽能模組100之製造方法，本方法係採第7圖、第8-1圖至第8-2圖之態樣作為說明，並請一併參照如第11圖及第12圖所示，本發明之製造方法包含有以下步驟：

首先進行步驟S1：提供一太陽能板20，包含有一透光面21，以及一位於遠離該透光面一側之底面22。

接續進行步驟S2：提供複數被環繞組接成一體的框架元件10，每一該框架元件10設置有一黏著件14，且每一該黏著件14聯合構成一第一表面15，且該第一表面15之外緣恰等同於該底面22之外緣。

接續進行步驟S3：固定該太陽能板20於一平台40上，且該透光面21係面向該平台40。於一實施態樣中，該平台40可為一吸引裝置，其與該透光面21接合處設有複數開孔41，且該平台40透過每一該開孔41提供吸力以固定該太陽能板20。

最後進行步驟S4：接合該第一表面15與該底面22，使每一該黏著件14黏固於該底面22。此外，所述之太陽能模組100之製造方法更包含有以下步驟S5：灌注一填充物30(參照第10圖)於該太陽能板20與每一該框架元件10之間的縫隙，並在灌注完畢後刮除該透光面22以及每一該框架元件10表面的多餘填充物30，提高其防水防塵之功效。

藉此，當本發明之太陽能模組100組裝完成後將其反置，該透光面21便位於該太陽能模組100的最高水平高度，且由於所有校準定位動作均可在組接每一該框架元件10時一併完成，而達到較習用技術更為簡便、高良率的功效。

綜上所述，本發明之太陽能模組係將該透光面設定為整體最高之水平高度，故當太陽能模組傾斜設置在屋頂等處時，可避免因透光面與框架元件之間的高低差而堆積灰塵，故在使用上可減少清潔頻率，更能防止透光面受遮蔽而無法達到原有發電量之問題。

100‧‧‧太陽能模組

10‧‧‧框架元件

11‧‧‧支撐板

12‧‧‧托持板

13‧‧‧延伸板

131‧‧‧凹陷部

14‧‧‧黏著件

15‧‧‧第一表面

16‧‧‧第二表面

20‧‧‧太陽能板

21‧‧‧透光面

22‧‧‧底面

23‧‧‧側面

24‧‧‧突出部

30‧‧‧填充物

40‧‧‧平台

41‧‧‧開孔

600‧‧‧吸盤

700‧‧‧框架

710‧‧‧連接部

720‧‧‧角框

800‧‧‧太陽能板

810‧‧‧玻璃層

900‧‧‧灰塵

第1圖：為習用太陽能模組之立體組合圖。 第2圖：為習用太陽能板與一側框架接合之立體組合圖。 第3圖：為本發明第一實施態樣之立體分解圖。 第4-1圖：為本發明第一實施態樣之立體組合圖。 第4-2圖：為第4-1圖在A-A位置之剖視圖。 第5圖：為本發明第一實施態樣太陽能板與其中一框架元件之立體分解圖。 第6圖：為本發明第一實施態樣之平面示意圖。 第7圖：為本發明第二實施態樣之立體分解圖。 第8-1圖：為本發明第二實施態樣之立體組合圖。 第8-2圖：為第8-1圖在B-B位置之剖視圖。 第9圖：為本發明第二實施態樣太陽能板與其中一框架元件之立體分解圖。 第10圖：為本發明第三實施態樣之局部剖視圖。 第11圖：為本發明製造方法之操作示意圖。 第12圖：為本發明太陽能模組吸附於平台之剖視圖。

100          太陽能模組 10            框架元件 11            支撐板 12            托持板 14            黏著件 20            太陽能板 21            透光面 22            底面

Claims (8)

1. 一種太陽能模組，包含有：複數呈環繞設置之框架元件，每一該框架元件包含有一支撐板，一連接於該支撐板末端之托持板，以及一設置於該托持板遠離該支撐板一側表面上之黏著件，每一該黏著件聯合構成一第一表面；以及一太陽能板，包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面，其中該底面透過每一該黏著件連接於該框架元件，且該底面之外緣恰等同於該第一表面之外緣，其中該第一表面之平面面積至多為該底面面積之9%，且該底面及該第一表面之間的剝離強度至少為5400帕。
2. 一種太陽能模組，包含有：複數呈環繞設置之框架元件，每一該框架元件包含有一支撐板，一連接於該支撐板末端之托持板，一連接於該托持板遠離該支撐板一側之延伸板，以及一設置於該托持板面向該延伸板一側表面上之黏著件，每一該黏著件聯合構成一第一表面；以及一太陽能板，包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面，其中該底面透過每一該黏著件連接於該框架元件，該底面之外緣恰等同於該第一表面之外緣，其中該第一表面之平面面積至多為該底面面積之9%，且該底面及該第一表面之間的剝離強度至少為5400帕。
3. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能模組，其中每一該延伸板面向該支撐板一側表面聯合構成一第二表面，該太陽能板包含有一介於該透光面與該底面之間的側面，且該側面迫緊接合於該第二表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之太陽能模組，其中該太陽能板包含有一自該側面朝外側突伸之一突出部，每一該延伸板包含有一對應該突出部之凹陷部。
5. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能模組，更包含有一設置於該太陽能板與每一該延伸板之間的填充物，且該填充物、該透光面以及該延伸板之頂端具有相同的水平高度。
6. 一種太陽能模組之製造方法，包含有以下步驟：步驟S1，提供一太陽能板，包含有一透光面，以及一位於遠離該透光面一側之底面；步驟S2，提供複數被環繞組接成一體的框架元件，每一該框架元件設置有一黏著件，且每一該黏著件聯合構成一第一表面，且該第一表面之外緣恰等同於該底面之外緣；步驟S3，固定該太陽能板於一平台上，且該透光面係面向該平台；以及步驟S4，接合該第一表面與該底面，使每一該黏著件黏固於該底面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能模組之製造方法，其中該平台係為一吸引裝置，其與該透光面接合處設有複數開孔，且該吸引裝置透過每一該開孔提供吸力以固定該太陽能板。
8. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能模組之製造方法，更包含有以下步驟S5：灌注一填充物於該太陽能板以及每一該框架元件的縫隙，並在灌注完畢後刮除該透光面以及每一該框架元件表面的多餘填充物。