TWI819503B - 太陽能吸音模組及太陽能吸音裝置 - Google Patents
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Abstract
一種太陽能吸音模組，包含太陽能電池單元、吸音單元，及可透光的微結構單元。該太陽能電池單元具有入光面及背面。太陽能電池單元能將自入光面入射的光能轉換為電能。吸音單元設置於背面。可透光的微結構單元包括多個設置於入光面的微結構，用以將進入微結構的光轉向而進入太陽能電池單元。利用吸音單元及微結構的設計，使太陽能吸音模組不僅能降低噪音，還能將光能導向進入太陽能電池單元，進而能將光能充份轉換為電能。本發明還提供一種太陽能吸音裝置。
Description
本發明是有關於一種太陽能模組，特別是指一種太陽能吸音模組，及太陽能吸音裝置。
低碳排放量的再生能源產電，例如：利用太陽能、風力、地熱能、……等再生能源轉換為電能，對於環境的影響相對較低，有助於環境保護及永續經營。其中，對於低緯度之高日照的地區，由於各季節的日照時間長短差異相對較小，適合利用太陽能板來照光發電，故目前太陽能發電為各國競相發展的發電方式之一。
除此之外，目前太陽能板多是照光面朝上地架設於大片面積的種電場，或傾斜一角度地架設於建築物外牆。然而，在利用公路等建設作為建築物外牆而架設太陽能板時，考量行車安全性與駕駛視線不被遮蔽，不適合傾斜大角度地架設太陽能板去佔用道路面積。因此，受到太陽東升西落的方向限制，目前太陽能板僅能在架設特定方向(例如：南北向)的公路，才能受到陽光照射並轉換產生電能。
因此，如何進一步充份利用太陽能，便成為本技術領域積極研究發展的目標。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種至少能夠克服先前技術至少一個缺點的太陽能吸音模組。
於是，本發明太陽能吸音模組，包含一太陽能電池單元、一吸音單元，及一可透光的微結構單元。
該太陽能電池單元具有一入光面，及一反向於該入光面的背面，該太陽能電池單元能將自該入光面入射的光能轉換為電能。
該吸音單元設置於該太陽能電池單元的該背面。
該可透光的微結構單元包括多個設置於該太陽能電池單元的該入光面的微結構，用以將進入該等微結構的光轉向而自該太陽能電池單元的入光面進入該太陽能電池單元。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種至少能夠克服先前技術至少一個缺點的太陽能吸音裝置。
該雙面型太陽能吸音裝置包含多個如前所述的太陽能吸音模組。該等太陽能吸音模組以串聯及並聯的至少其中一者的電連接方式互相電連接。
本發明之功效在於：利用該吸音單元及該等微結構的設計，使該太陽能吸音模組不僅能降低噪音，還能將光能導向該入光面而進入太陽能電池單元，用以將光能充份轉換為電能。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1至圖3，本發明太陽能吸音模組10之一實施例，包含一太陽能電池單元1、一吸音單元2、一可透光的微結構單元3，及一外框單元4。
該太陽能電池單元1包括一具有一背面111的背板11、一與該背板11間隔並具有一入光面121且能導電的透光電極層12，及一夾置於該背板11與該透光電極層12之間的光電轉換層13。該入光面121反向於該背面111，並定義一自該背面111延伸至該入光面121的疊置方向A，該背板11、該光電轉換層13，及該透光電極層12沿該疊置方向A依序疊置。該光電轉換層13能將自該入光面121進入的光能轉換為電能。
該吸音單元2能吸音降噪，並包括一以黏膠或熱壓貼附於該太陽能電池單元1的背面111的吸音材21。該吸音材21例如但不限於選自於能吸音之一多孔性的吸音玻璃纖維棉、一聚酯纖維隔音棉、一礦物隔音棉(又稱「岩棉」)、一紙基蜂巢夾層板、一發泡高分子隔音棉、一實心之整塊式的塑料製隔音板，及一界定出多個相間隔並呈陣列排列且貫穿的微孔的微孔板。
於本實施例的其他變化態樣中，該吸音單元2也能包括多個相疊合之所述吸音材21的吸音疊層結構(圖未示出)，且各層吸音材21能為不同材質。在使用到該微孔板時，將該微孔板設置於反向於該太陽能電池單元1的最外側。
需說明的是，由於能作為吸音單元2的吸音結構的眾多，且為吸音技術領域的習知技術，故在此不再多加贅述。
該微結構單元3包括一呈板狀且以可透光的一黏合劑(由於該黏合劑的厚度極薄，故在圖式中省略未繪示)貼附於該太陽能電池單元1的入光面121且可透光的透光基板31，及多個分別自該透光基板31之反向於該入光面121的一側一體突伸而出的微結構32。較佳地，該微結構單元3由一透光玻璃一體成型地製成，且該黏合劑由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate，下簡稱「EVA」)為主製成；更佳地，該微結構單元3為一太陽能超白玻璃。
所述微結構32沿一橫交於該疊置方向A的排列方向B上下排列，且每一微結構32沿一橫交於該疊置方向A與該排列方向B的延伸方向C左右橫向延伸。每一微結構32呈三角柱形，並具有一呈三角形的剖面。每一微結構32具有一入光修正面321，該入光修正面321的延長面相對於該太陽能電池單元1的入光面121夾一範圍為45゜~89゜的修正夾角α。每一微結構32還具有一在該排列方向B的寬度，及一在該疊置方向A的高度H，該寬度往遠離該入光面121的方向逐漸減小，且每一微結構32的最大寬度W的範圍為0.1 mm~20 mm，該高度H的範圍為0.1 mm~20 mm。於本實施例中，該微結構單元3在該疊置方向A的厚度為3.2 mm，每一微結構32的最大寬度W為20 μm。
利用該入光修正面321，將自該入光修正面321進入所述微結構32的光轉向並經該透光基板31之後，進而自該太陽能電池單元1的入光面121進入該太陽能電池單元1。
該外框單元4是四個互相連接且固定框圍該太陽能電池單元1、該吸音單元2及該微結構單元3的外周面且呈長條形的框架41，能保護並降低該太陽能電池單元1、該吸音單元2與該微結構單元3受到側向外力時損壞的機率。較佳地，該外框單元4的製成材質為金屬、合金或塑鋼。
使用時，該太陽能吸音模組10能以該微結構單元3朝外的方式垂直設置於建築物外牆的外側面。例如：公路二外側牆面及/或分隔島，或一般建築大樓的外牆面。利用該吸音單元2的設置，噪音能有效地被該吸音單元2所吸收，進而降低環境的噪音。除此之外，由於所述微結構32具有所述入光修正面321，能先接收上方之無法直接照射到該入光面121的太陽光，再利用所述微結構32將光轉向，進而順利導引自該入光面121，最後進入該太陽能電池單元1，並轉換為電能。
需說明的是，於本實施例的其他變化態樣中，該透光基板31也可省略，而將該等微結構32以該黏合劑直接設置於該太陽能電池單元1的入光面121，同樣能達到修正太陽光的入射方向，將太陽光導引至該太陽能電池單元1，能有效進行光電轉換。
參閱圖4，為本發明太陽能吸音裝置的一實施例，適用於架設於朝向任何方向的公路，特別地，該太陽能吸音裝置能垂直架設於東西向延伸的公路，例如：東西向快速道路。
該太陽能吸音裝置包括多個如前所述的太陽能吸音模組10。該等太陽能吸音模組10以串聯及並聯的至少其中一者的電連接方式互相電連接。於本實施例中，該等太陽能吸音模組10以串聯方式互相電連接。
該太陽能吸音裝置能依據高速公路的長度與地形起伏，而將該等太陽能吸音模組10架設於高速公路外側牆面或分隔島二相反側面。因此，利用該入光修正面321的延長面與該入光面121夾設修正夾角α，而使該入光修正面321的法線之其中一分量朝上的設計，即使該太陽能吸音裝置垂直架設於東西向公路的外牆或分隔島，仍能有效地接收上方的太陽光，並將光能導向至自該入光面121進入所述太陽能電池單元1，並進而將光能轉換為電能，同時能吸收噪音，降低環境雜音。
綜上所述，本發明太陽能吸音模組10，利用該微結構單元3的入光修正面321的設計，修正太陽光的進行方向，使非直接朝向該入光面121的光，也能經該微結構單元3導引轉向後，轉而朝向該入光面121並進入該太陽能電池單元1。此外，利用該吸音單元2的設計，還能吸音消噪。因此，該太陽能吸音裝置能架設於南北向或東西向的高速公路的二側外牆與分離島，也能不傾斜地架設於市區大樓之任一方向的外牆。由於所述入光修正面321將光能導向該入光面121，安裝於公路旁或大樓外牆時，能維持預定產電量而不降低發電效率。特別地，由於公路的總長度相對長，還能在不額外增闢種電場且不佔用公路行車面積的情況之下，幫助產電。因此，本發明太陽能吸音模組與裝置相當適合應用在日照時間長、日照量高，且土地相對狹窄而人口密度高的區域，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10：太陽能吸音模組
1：太陽能電池單元
11：背板
111：背面
12：透光電極層
121：入光面
13：光電轉換層
2：吸音單元
21：吸音材
3：微結構單元
31：透光基板
32：微結構
321：入光修正面
4：外框單元
41：框架
A：疊置方向
B：排列方向
C：延伸方向
α：修正夾角
W：最大寬度
H：高度
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一不完整的前視圖，說明本發明太陽能吸音模組的一實施例；
圖2是一不完整的立體分解圖，說明本發明該實施例，並省略一外框單元；
圖3是沿著圖1中的Ⅲ-Ⅲ線所截取之一不完整的剖視示意圖，；及
圖4是一不完整的前視示意圖，說明本發明太陽能吸音裝置的一實施例，該太陽能吸音裝置具有多個所述太陽能吸音模組。
1：太陽能電池單元
11：背板
111：背面
12：透光電極層
121：入光面
13：光電轉換層
2：吸音單元
21：吸音材
3：微結構單元
31：透光基板
32：微結構
321：入光修正面
A：疊置方向
B：排列方向
C：延伸方向
Claims (6)
- 一種太陽能吸音模組，包含：一太陽能電池單元，具有一入光面，及一反向於該入光面的背面，該太陽能電池單元能將自該入光面入射的光能轉換為電能；一吸音單元，設置於該太陽能電池單元的該背面；及一可透光的微結構單元，包括多個設置於該太陽能電池單元的該入光面的微結構，用以將進入該等微結構的光轉向而自該太陽能電池單元的入光面進入該太陽能電池單元，其中，該微結構單元包括一貼附於該太陽能電池單元的該入光面的透光基板，及分別自該透光基板往反向於入光面方向突伸而出的微結構，定義一自該背面延伸至該入光面的疊置方向，所述微結構沿一相交於該疊置方向的排列方向排列，且每一微結構沿一相交於該疊置方向與該排列方向的延伸方向延伸，每一微結構具有一在該排列方向的寬度，該寬度往遠離該入光面的方向逐漸減小。
- 如請求項1所述的太陽能吸音模組，每一微結構具有一入光修正面，該入光修正面的延長面相對於與該太陽能電池單元的入光面夾一範圍為45°~89°的修正夾角。
- 如請求項2所述的太陽能吸音模組，其中，每一微結構具有一呈三角形的剖面。
- 如請求項1所述的太陽能吸音模組，其中，該太陽能電 池單元包括一具有該背面的背板、一與該背板間隔並具有該入光面且能導電的透光電極層，及一夾置於該背板與該透光電極層之間並能將光能轉換為電能的光電轉換層。
- 如請求項1所述的太陽能吸音模組，還包含一框圍該太陽能電池單元、該吸音單元，及該微結構單元的外框單元。
- 一種雙面型太陽能吸音裝置，包含多個如請求項1所述的太陽能吸音模組，該等太陽能吸音模組以串聯及並聯的至少其中一者的電連接方式互相電連接。
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