專利名稱：太陽能光伏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于光伏電池形成的太陽能光伏裝置，特別是，涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動降溫的太陽能光伏裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對新型能源的重視，基于光伏電池形成的太陽能光伏裝置已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、軍事以及民用發(fā)電系統(tǒng)中。光伏建筑物一體化(BIPV)系統(tǒng)是一種將太陽能光伏裝置安裝在建筑物上的可再生能源利用系統(tǒng)。在這種太陽能光伏裝置中，許多光伏板組成的電池板陣列通過安裝框架安裝在建筑物的外實體墻壁上。許多光伏板電串聯(lián)在一起，由此形成一個總的電源系統(tǒng)。然而，在這種將光伏電板與建筑物結(jié)合的太陽能光伏裝置中，隨著光伏發(fā)電過程的進(jìn)行，太陽輻射能以熱量的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這就造成了光伏板的背板溫度不斷升高，導(dǎo)致光伏發(fā)電效率逐漸降低。另外，在傳統(tǒng)的太陽能光伏裝置中，如果要求光伏發(fā)電效率能有跨越式的提高相對困難，難以達(dá)到光伏發(fā)電效率的最大化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于光伏電池形成的太陽能光伏裝置，通過在電池板陣列的表面上設(shè)置流體冷卻通道，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，從而提高光伏發(fā)電效率。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的實施例，提供一種太陽能光伏裝置，包括支撐架，包括基座、以及設(shè)置在所述基座兩端的第一支撐架和第二支撐架；多個電池板陣列，每個電池板陣列被支撐在所述第一支撐架和第二支撐架上并包括至少一個光伏板，所述電池板陣列具有接受太陽光的正面和與所述正面相對的背面；以及第一流體冷卻通道，包括分別設(shè)置在所述第一支撐架和第二支撐架上的第一進(jìn)水口和第一出水口、以及位于所述第一進(jìn)水口和第一出水口之間的第一流動通道，所述第一流動通道的寬度對應(yīng)于所述電池板陣列的寬度并與所述電池板陣列的正面流體接觸，從而在電池板陣列的正面形成流體膜。在上述太陽能光伏裝置中，進(jìn)一步包括透明蓋板，所述透明蓋板被支撐在所述第一支撐架和第二支撐架上，并覆蓋所述第一流動通道。在上述太陽能光伏裝置中，在所述第一支撐架和第二支撐架的至少一個上位于所述第一流動通道的上方的部位設(shè)有至少一個排氣孔。在上述太陽能光伏裝置中，在所述第一流動通道的入口端設(shè)置具有濾網(wǎng)的流體膜形成裝置。在上述太陽能光伏裝置中，進(jìn)一步包括第二流體冷卻通道，所述第二流體冷卻通道包括分別設(shè)置在所述第一支撐架和第二支撐架上的第二進(jìn)水口和第二出水口、以及位于所述第二進(jìn)水口和第二出水口之間的第二流動通道，所述第二流動通道的寬度對應(yīng)于所述電池板陣列的寬度，并且所述第二流動通道的上壁與所述電池板陣列的背面接觸。在上述太陽能光伏裝置中，所述第二流動通道的上壁內(nèi)設(shè)有至少一個沿流體的流動方向延伸并向外突起的凹陷。在上述太陽能光伏裝置中，所述第一進(jìn)水口和第二進(jìn)水口共用一個總進(jìn)水口，所述第一出水口和第二出水口共用一個總出水口。在上述太陽能光伏裝置中，所述第二流動通道的下壁與所述基座之間形成抽吸空腔，在所述支撐架上形成與所述抽吸空腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，并且所述進(jìn)氣口與排氣口中的一個與氣體流動裝置連通。在上述太陽能光伏裝置中，所述抽吸空腔中氣體的流動方向與所述第二流動通道中流體的流動方向相反。在上述太陽能光伏裝置中，所述基座內(nèi)設(shè)有保溫材料。在上述太陽能光伏裝置中，所述基座上設(shè)有多個散熱片。在上述太陽能光伏裝置中，所述電池板陣列的背面與所述基座之間形成抽吸空腔，在所述支撐架上形成與所述抽吸空腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，并且所述進(jìn)氣口與排氣口中的一個與氣體流動裝置連通。根據(jù)本發(fā)明的實施例的太陽能光伏裝置，通過設(shè)置流體冷卻通道和空氣冷卻通道，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，提高了光伏板的發(fā)電效率。


為了使本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的內(nèi)部局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是顯示圖1所示太陽能光伏裝置的A-A向剖視示意圖；圖3是顯示圖3所示C部分的放大意圖；圖4是顯示圖1所示太陽能光伏裝置的B-B向剖視示意圖；圖5是顯示本發(fā)明的太陽能光伏裝置的流體供給系統(tǒng)的原理示意圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的第二流體冷卻通道的第一種實施例的截面示意圖；圖7是是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的第二流體冷卻通道的第二種實施例的截面示意圖；以及圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的第二流體冷卻通道的第三種實施例的截面示意圖。
具體實施例方式雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應(yīng)了解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時獲得本發(fā)明的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實施例。參照圖1-3，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的內(nèi)部局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的一個位置的橫向剖視示意圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能光伏裝置的另一個位置的橫向剖視示意圖。需要說明的是，為更清楚的理解本發(fā)明的太陽能光伏裝置100，附圖1示出了該太陽能光伏裝置倒置的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施例的太陽能光伏裝置100，例如可安裝在建筑物外壁或者樓頂上， 也可以安裝在地面上。太陽能光伏裝置100包括支撐架1，支撐架1包括形成為一體的基座11、以及設(shè)置在基座11兩端的第一支撐架12和第二支撐架13 (參見圖2、；多個電池板陣列2，每個電池板陣列2被支撐在第一支撐架12和第二支撐架13上并包括至少一個光伏板，電池板陣列2具有接受太陽光的正面和與正面相對的背面；以及第一流體冷卻通道，第一流體冷卻通道3包括分別設(shè)置在第一支撐架12和第二支撐架13上的第一進(jìn)水口 31和第一出水口 32、以及位于所述第一進(jìn)水口 31和第一出水口 32之間的第一流動通道33，第一流動通道33的寬度對應(yīng)于電池板陣列2的寬度(即基本上等于電池板陣列2的寬度) 并與電池板陣列2的正面流體接觸，從而在電池板陣列2的正面形成流體膜。在本發(fā)明的一種示例性實施例中，由基座11、第一支撐架12和第二支撐架13—體地注塑形成截面大致為“U”形的支撐架3，該支撐架3還可以起到密封殼體的作用。形成光伏板的材料可包括單晶硅、多晶硅及非晶硅材料。由于第一流動通道33直接形成在電池板陣列2的正面上， 使得例如水之類的冷卻流體直接在電池板陣列2的表面上流動，從而在電池板陣列2的表面上形成水膜之類的流體膜，由于水膜的流動和蒸發(fā)、以及對流換熱作用，對光伏板陣列正面進(jìn)行冷卻，將其熱量帶走，從而提高光伏板的發(fā)電效率。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，還包括透明蓋板4，所述透明蓋板4被支撐在第一支撐架12和第二支撐架13上，并覆蓋第一流動通道33。透明蓋板4例如可以是由透明玻璃制成的，在完全不影響太陽光輻射到電池板陣列2的正面的同時，還能夠防止灰塵、風(fēng)沙等形成在電池板陣列2上的水膜和電池板陣列2上，影響水質(zhì)和光伏發(fā)電的性能，起到保溫和清潔作用，還可以起到一定的美觀效果。進(jìn)一步地，在第一支撐架12和第二支撐架13的至少一個(例如第一支撐架12)上位于第一流動通道3的上方的部位設(shè)有至少一個排氣孔 14(參見圖1)或壓力安全閥。排氣孔14可將由于水膜蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣排出到支撐架3 之外，避免由于水蒸氣壓力過高導(dǎo)致的整個裝置的損壞和出現(xiàn)危險。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的示例性實施例，還包括第二流體冷卻通道5，所述第二流體冷卻通道5包括分別設(shè)置在第一支撐架11和第二支撐架12上的第二進(jìn)水口 51和第二出水口 52、以及位于第二進(jìn)水口 51和第二出水口 52之間的第二流動通道53，所述第二流動通道53的寬度對應(yīng)于電池板陣列2的寬度(即基本上等于電池板陣列2的寬度)，并且第二流動通道53的上壁與電池板陣列2的背面接觸。在本發(fā)明的示例性實施例中，如圖6-8所示，第二流動通道53為由例如鋁、銅、聚碳酸酯之類的材料制成的大致扁平形的殼體531限定成的空腔，用于吸收光伏板產(chǎn)生的熱量和太陽輻射能轉(zhuǎn)化的熱量，并通過導(dǎo)熱及對流的方式，傳遞給冷卻流體和空氣?？涨坏纳媳谂c電池板陣列2的背面接觸。截面為扁平形狀的第二流動通道53的上壁內(nèi)設(shè)有至少一個沿流體的流動方向延伸并向外突起的凹陷531、 531，和531”。在圖6所示的實施例中，凹陷531形成在第二流動通道53的兩側(cè)，并呈大致的三角形。在圖7所示的實施例中，凹陷531’形成在第二流動通道53的兩側(cè)，并呈大致的圓弧形。在圖8所示的實施例中，3個凹陷531”形成在第二流動通道53的兩側(cè)之間，并呈大致的三角形?？梢岳斫猓枷?31、531，和531”也可以形成為其它形狀，例如矩形、梯形等。形狀531”也可以設(shè)置成2個或者4個。由于設(shè)置了這種凹陷結(jié)構(gòu)，可存儲由于水膜蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣，從而不會在水膜中產(chǎn)生氣泡，確保水膜的穩(wěn)定流動。
在本發(fā)明進(jìn)一步的示例性實施例中，如圖2和5所示，第一進(jìn)水口 31和第二進(jìn)水口 51共用一個總進(jìn)水口 351，同樣地，第一出水口 32和第二出水口 52共用一個總出水口 352。詳細(xì)而言，冷卻水從總進(jìn)水口 351流入設(shè)置在第一支撐架12中并分別位于電池板陣列2上部和下部的第一進(jìn)水口 31和第二進(jìn)水口 51，之后再分別經(jīng)例如第一流動通道33和第二流動通道53，之后分別經(jīng)第一出水口 32和第二出水口 52從總出水孔流出。進(jìn)一步地， 可以在第一流動通道33的入口端設(shè)置具有濾網(wǎng)的流體膜形成裝置，用于將來自于第一進(jìn)水口 31的流體進(jìn)行過濾之后形成連續(xù)且穩(wěn)定的流體膜(例如水膜)。另外，第二流動通道 53的入口端設(shè)置也可設(shè)置過濾裝置，用于將來自于第二進(jìn)水口 51的流體進(jìn)行過濾。如果將本發(fā)明的太陽能光伏裝置垂直或者傾斜地安裝在建筑物外壁上或者屋頂上，第一流動通道 33和第二流動通道53在垂直方向上形成高度差，從而使得流體可以在第一流動通道33和第二流動通道53內(nèi)自由流動。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的示例性實施例，在第二流動通道53的下壁與基座11之間形成抽吸空腔6，在支撐架上形成與抽吸空腔6連通的進(jìn)氣口 61和排氣口 62，并且進(jìn)氣口 61 與排氣口 62中的一個(例如排氣口 6 與諸如電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)之類氣體流動裝置連通。這樣，空氣在氣體流動裝置的驅(qū)動下從進(jìn)氣口 61進(jìn)入抽吸空氣6，并從排氣孔62排出，從而在抽吸空腔6內(nèi)形成流動的空氣，增加了對電池板陣列2背面的冷卻效果。如果將本發(fā)明的太陽能光伏裝置垂直或者傾斜地安裝在建筑物外壁上或者屋頂上，抽吸空腔6、進(jìn)氣口 61 和排氣口 62在垂直方向上形成高度差，從而使得被電池板陣列2加熱的氣體在抽吸空腔6 內(nèi)產(chǎn)生煙囪響應(yīng)，促進(jìn)了氣體在抽吸空腔6內(nèi)的流動，增加冷卻效果。在本發(fā)明的一種實施例中，抽吸空腔6中氣體的流動方向與第二流動通道53中流體的流動方向相反，這樣有利于強(qiáng)化對流換熱效果。進(jìn)一步地，基座11內(nèi)設(shè)有保溫材料， 以儲存熱量，減少太陽輻射能中所產(chǎn)生的熱量通過太陽能光伏設(shè)備的兩側(cè)的第一支撐架12 和第二支撐架13、以及背面的基座11散失，以利于熱量能被水或空氣充分帶走并加以利用?；?1上設(shè)有多個散熱片111和/或?qū)⒒?1的內(nèi)表面設(shè)置成粗糙面112，以增加換熱面積，增加空氣流動過程中的擾動，起到強(qiáng)化換熱的目的。在一種可替換的示例性實施例中，省略了上面所述的第二流動通道結(jié)構(gòu)，并且在電池板陣列2的背面與基座11之間直接形成抽吸空腔，在并支撐架上形成與抽吸空腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，并且所述進(jìn)氣口與排氣口中的一個與例如電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)之類的氣體流動裝置連通。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上面所描述的實施例都是示例性的，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其進(jìn)行改進(jìn)，各種實施例中所描述的結(jié)構(gòu)在不發(fā)生結(jié)構(gòu)或者原理方面的沖突的情況下可以進(jìn)行自由組合，從而在解決本發(fā)明的技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)更多種太陽能光伏裝置。在詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實施例之后，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚的了解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護(hù)范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光伏裝置，包括支撐架，包括基座、以及設(shè)置在所述基座兩端的第一支撐架和第二支撐架； 多個電池板陣列，每個電池板陣列被支撐在所述第一支撐架和第二支撐架上并包括至少一個光伏板，所述電池板陣列具有接受太陽光的正面和與所述正面相對的背面；以及第一流體冷卻通道，包括分別設(shè)置在所述第一支撐架和第二支撐架上的第一進(jìn)水口和第一出水口、以及位于所述第一進(jìn)水口和第一出水口之間的第一流動通道，所述第一流動通道的寬度對應(yīng)于所述電池板陣列的寬度并與所述電池板陣列的正面流體接觸，從而在電池板陣列的正面形成流體膜。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏裝置，進(jìn)一步包括透明蓋板，所述透明蓋板被支撐在所述第一支撐架和第二支撐架上，并覆蓋所述第一流動通道。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏裝置，其中，在所述第一支撐架和第二支撐架的至少一個上位于所述第一流動通道的上方的部位設(shè)有至少一個排氣孔。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏裝置，其中，在所述第一流動通道的入口端設(shè)置具有濾網(wǎng)的流體膜形成裝置。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的太陽能光伏裝置，進(jìn)一步包括第二流體冷卻通道， 所述第二流體冷卻通道包括分別設(shè)置在所述第一支撐架和第二支撐架上的第二進(jìn)水口和第二出水口、以及位于所述第二進(jìn)水口和第二出水口之間的第二流動通道，所述第二流動通道的寬度對應(yīng)于所述電池板陣列的寬度，并且所述第二流動通道的上壁與所述電池板陣列的背面接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏裝置，其中，所述第二流動通道的上壁內(nèi)設(shè)有至少一個沿流體的流動方向延伸并向外突起的凹陷。
7.如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏裝置，其中，所述第一進(jìn)水口和第二進(jìn)水口共用一個總進(jìn)水口，所述第一出水口和第二出水口共用一個總出水口。
8.如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏裝置，其中，所述第二流動通道的下壁與所述基座之間形成抽吸空腔，在所述支撐架上形成與所述抽吸空腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，并且所述進(jìn)氣口與排氣口中的一個與氣體流動裝置連通。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能光伏裝置，其中，所述抽吸空腔中氣體的流動方向與所述第二流動通道中流體的流動方向相反。
10.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的太陽能光伏裝置，其中，所述基座內(nèi)設(shè)有保溫材料。
11.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的太陽能光伏裝置，其中，所述基座上設(shè)有多個散熱片。
12.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的太陽能光伏裝置，其中，所述電池板陣列的背面與所述基座之間形成抽吸空腔，在所述支撐架上形成與所述抽吸空腔連通的進(jìn)氣口和排氣口，并且所述進(jìn)氣口與排氣口中的一個與氣體流動裝置連通。
全文摘要
一種太陽能光伏裝置，包括支撐架，包括基座、以及設(shè)置在基座兩端的第一支撐架和第二支撐架；多個電池板陣列，每個電池板陣列被支撐在第一支撐架和第二支撐架上并包括至少一個光伏板，電池板陣列具有接受太陽光的正面和與所述正面相對的背面；以及第一流體冷卻通道，包括分別設(shè)置在所述第一支撐架和第二支撐架上的第一進(jìn)水口和第一出水口、以及位于第一進(jìn)水口和第一出水口之間的第一流動通道，第一流動通道的寬度對應(yīng)于電池板陣列的寬度并與電池板陣列的正面流體接觸，從而在電池板陣列的正面形成流體膜。本發(fā)明的太陽能光伏裝置將多孔膜和光伏板結(jié)合在一起，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，又可以對光伏板產(chǎn)生的熱能進(jìn)行再利用。
文檔編號H01L31/052GK102468359SQ20101054461
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者徐吉富, 方振雷, 馬佳貴 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司, 新奧能源服務(wù)有限公司