太阳能利用制造技术

太阳能联用面板，其由太阳能面板和热交换器构成，在太阳能面板（１０）的背面有一种管状的热交换器，使得太阳能面板能持续地在最佳温度范围被操作以改善电流产出。太阳能面板在其背面的覆盖膜上具有多个热分配片或热收集片（５），其被设置为热收集器并被粘结地设置。在热收集片（５）上同样粘结有被形成沟道的金属粘结板（６），在几何上在金属粘结板的沟道中粘结有金属管（２），使得由此能达到热交换器到太阳能面板的力传递最小化。描述了用于制造太阳能联用面板的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如权利要求1所述的太阳能联用面板的实施形式，该面板一方面被用来最大化电能的获得，同时使得大部分入射到模块上的能量在热学上得到利用，还涉及权利要求16所述的用于此的方法。
技术介绍
太阳能如今主要以两种方式在技术上被利用，亦即热和电方面。在最简单的情况下，热利用在于，入射到暗体上的太阳辐射将该暗体加热，该热能借助于热传递媒质被输送到热消耗器上。因此在辐射强度为lkW/m2的情况下，利用简单装置可以利用该能量的40%， 利用昂贵的太阳能收集器可以利用该能量高达80%。在电利用方面，目的在于把整个太阳能辐射的尽可能多的部分转化为电流。这通过使用太阳能电池来实现。当前由硅构成的整合在所谓的太阳能面板上的大面积太阳能电池，可以根据设计将整个辐射的约5%至20% 转换成直流，也即约50W/m2至200W/m2。整个辐射的其余95%至80%以不理想的方式对面板和包含在面板内的太阳能电池进行加热，由此将其效率降低高达约0. 5% /°C。没有被电利用的能量由周围环境吸收，因此没有被广泛利用。如果利用两种能量类型，电太阳能面板和热收集器还通常并排布置和分开使用。近些年来，各个企业尝试将面板组合到联用面板(也称PVT面板-光伏热面板)。 这里，在表面典型地约为Im2的共用的、通常被特殊隔离的外壳中，既有按照常规面板的太阳能电池装置，也有空气热交换器或水热交换器，由此节省构造面积和相应地还节省建造材料。为此，建造特殊的面板外壳，该外壳更重、庞大和昂贵，因此该技术还少为推广。
技术实现思路
本专利技术的任务在于建议一种新颖的构造形式，其基于标准模块并利用以下方面来实现-采用不同模块制造商的商用模块，其中具有基础设施的太阳能电池通常被建造到作为支撑体的玻璃板上，-减少模块的热部分的比重和体积，-由于给所需的热交换器使用标准材料而具有低的制造成本，-自由选择冷却剂，尤其是可以用工业水冷却(或加热)，-模块的冷运行，用于提高太阳能转换的效率，-加热模式下的运行，用于融化雪和冰覆盖层以便提高电流产出。该任务通过一种太阳能联用面板来实现，利用该太阳能面板，一方面最大化电能的获得，同时还使入射到模块上的能量的大部分得到利用。在此，并不主要注意热效率，譬如通过对面板表面去冰和由此实现更长久地曝晒于太阳辐射来改善电效率或电流产出是处在突出地位。由于面板的相对差的电效率，通常反正有非常大的面积用于热利用。附图说明 下面借助于附图来详细阐述本专利技术。图1示出了具有热交换器和隔离的无框架太阳能联用面板的背视图。图2示出了图1的侧视图。图3示出了具有热接触管的铝粘结板的截面图。图4示出了具有锯齿形布置的金属管的太阳能联用面板的背视图的一部分。图5示出了作为第二实施例的太阳能联用面板的背视图。具体实施例方式借助于图1所示的无框太阳能面板来展示结构原理，其中该附图同时还用作为第一实施例。具有约lm*l. 3m尺寸的无框太阳能面板10表现为按照标准实施为屋顶集成的大砖瓦。为搭在上面的砖瓦设置条形的重叠区1(=遮蔽区)。在太阳能面板的背面迂回地设有金属管2，优选为铝管，其流有冷却液体、优选为水，并构成热交换器。在重叠区，在管末端4、4’上设有端子3、3’，太阳能面板通过该端子与冷却回路相连接。在重叠区1中另外还有电连接箱7。在重叠区1的外部，太阳能面板具有大致正方形或矩形的铝制热分配片或热收集片5，它们几乎无缝地覆盖了整个剩余的、需要冷却的面板面积。在热收集片5上有铝粘结板6，在该铝粘结板内粘结了铝管2。铝粘结板6用于将铝管2与热收集片5进行热接触，并在稍后作详细说明。图2示出了图1的侧视图。可以看到无框太阳能面板10、位于重叠区的端子3、以及铝管2。在铝粘结板上方可以选择性地装设热学的背面绝缘8，利用它阻止过度的热损失。替代管子的铝，考虑其他良好导热的金属。可以想见，除了铝外还可以采用铜、铁、钢及其合金。除了导热性外，延性、固定性和可加工性具有重要的意义。图3用截面示出了具有热接触的管2的铝粘结板。铝粘结板6具有0. 5-2mm的厚度并且在中心具有沟道9。图4示出了具有锯齿形布置的金属管的太阳能联用面板的背视图的一部分。可以看到金属管2、端子3、3’、电连接箱7和铝粘结板6。在铝粘结板6上对角地布置金属管，其中利用约90度的管弯度产生金属管的锯齿形布置。下面讲述热交换器的制造。太阳能模块的标准结构通常由几毫米厚的玻璃板构成，其作为太阳能电池的机械支撑体。太阳能电池与处于电池之间的电连接一起被嵌入到熔膜中。模块的背面层(覆盖层)通常由可靠的塑料膜构成，该塑料膜同样固定地与模块夹层相连接。覆盖层首先被粘结到大量的薄铝板，该铝薄板被用作热收集片5并吸收入射到电池上的热量的大部分。为了将热膨胀压力保持为小的，所述的板以约为板侧面尺寸的的小侧面间隔被安装到覆盖层上。为此，在约0. 1-0. 3mm的微小层厚内使用一种有良好粘结能力和持久弹性的粘结剂。有利的是，将单个板大小与模块内使用的太阳能电池的尺寸大致匹配。所使用的粘结剂具有0. 7-2. 0、优选1. Off/mK的导热性。在热收集片5中收集的热现在必须被传递给冷却管或铝管2。为了保持低的温度降，采用0. 5-2mm厚的被形成沟道的铝粘结板6，其通过导热的粘结剂与冷却管相连接。铝粘结板6在它的那一方通过尽可能薄的粘结层同样半弹性地与热收集片5相连接。由此一方面产生了从模块到冷却水的足够好的热连接，另一方面可靠地固定了冷却管。在所述的情况下，水连接点4、4’位于电连接箱7旁边的左和右侧。为了避免通过背面层造成过度的热损失，该背面层可以连同冷却管装置利用隔热的构件或背面绝缘8进行封闭。在将铝管2和铝粘结板6与模块或其背面层连接时，必须考虑所涉材料的热膨胀。 这里，最紧要的措施是实现将热交换器结构与基本模块的某种机械去耦合。为了保持小的膨胀力，冷却管迂回形必须尽可能被划分为多个子线路，这些子线路从一个管弯部到下一个管弯部的长度通常小于模块的狭长面的一半。另外，所有粘结借助于持久弹性的粘结剂来实现，以便该结构允许十分之几毫米的延伸，而不会对太阳能模块施加不允许的弯力。试验表明，这种要求可以通过适当选择冷却管迂回形的几何形状、粘结材料弹性以及选择粘结缝厚度来满足。优选地，通过对角地引导冷却管可以实现机械应力的降低并提高在冷却水和太阳能模块的支撑体玻璃之间的允许温差，如图4所示。铝板的导热粘结在这里与上文所述相类似地进行。另外，替代于避免复杂的管引导，或作为避免复杂的管引导的补充，可以使粘结缝能在粘结板与冷却管之间移动，其方式是管在粘结前用一种非常薄的硅层(例如导热膏) 进行处理。由此避免了固定的粘结，使得产生一种滑动座位，从而在偶然出现热-机械极限应力时，所述的管可以在粘结板的沟道内进行稍许移动。由此保持热接触。在比上述示例性太阳能联用面板更大的情况下，冷却装置可以有益地被划分成多个面积部分，其中该面积部分之一至多对应于上述实施例的尺寸。太阳能联用面板的一种特别优选的实施方式采用被形成沟道的金属热收集片，由此可以放弃使用金属粘结板。模块的运行。规定通过循环水来冷却模块的热部分，所述循环水优选地具有约25-30度的更低的温度。由此，一方面(如上所述)将电转换效率保持在高的值，另一方面最小化了在热膨胀中的偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．太阳能联用面板，其由太阳能面板和热交换器构成，其特征在于，在太阳能面板（１０）的背面有一种管状的热交换器，使得太阳能面板能持续地在最佳温度范围被操作以改善电流产出，太阳能面板在其背面的覆盖膜上具有多个热分配片或热收集片（５），其被设置为热收集器并被粘结在背面的覆盖膜上，ａ）热收集片（５）具有至少一个沟道（９），或ｂ）在热收集片（５）上粘结有具有至少一个沟道（９）的金属粘结板（６），在金属粘结板的沟道中粘结有金属管（２），该金属管形成热交换器的冷却或加热回路，由此能达到热交换器到太阳能面板的力传递最小化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯托夫，
申请(专利权)人：IDS控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH