CN104113274A - 太阳能光电*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能光电***，包含一固定架、一太阳能模块及一缓冲垫。太阳能模块位于固定架上。缓冲垫位于固定架与太阳能模块之间。缓冲垫具有一凹凸曲面。凹凸曲面面向太阳能模块。

Description

太阳能光电***
技术领域
本发明涉及一种太阳能光电***，特别是涉及一种具有缓冲垫的太阳能光电***。
背景技术
近年来，绿色居住环境的营造是为各国所提倡的目标，而在高度文明的世界中，由于人类活动的影响，如借由燃烧石油产生动力的各种交通工具中皆会排放二氧化碳，使空气中二氧化碳的含量不断提高，并造成温室效应日趋于严重，以及全球气候暖化现象，因此现今各国不断地积极开发可替代石油的替代能源，而一般替代能源主要可分为生质能源、风力发电或太阳能发电，其中又以太阳能发电最受到瞩目，由于太阳能本身不会产生有公害、能源耗尽的问题且取得容易，因此太阳能相关产业也逐渐蓬勃发展。
然而，在高纬度地区或常发生强风的地区，太阳能模块容易因为大雪堆积或强风的影响产生弯曲变形的情况。太阳能模块弯曲变形会产生破坏太阳能模块内部的太阳能电池的内应力，进而降低太阳能电池的转换效率及缩短太阳能电池使用寿命。因此，当太阳能模块受到外力作用时，如何在太阳能模块受到外力作用时尽可能地降低太阳能模块的最大内应力强度，进而提高太阳能电池的转换效率及延长太阳能电池使用寿命。
发明内容
本发明在于提供一种太阳能光电***，借以在太阳能板受到外力作用时尽可能地降低太阳能板的最大内应力强度，进而提高太阳能电池的转换效率及延长太阳能电池使用寿命。
本发明所揭示的太阳能光电***，包含至少一固定架、一太阳能模块及一缓冲垫。太阳能模块位于至少一固定架上。缓冲垫位于固定架与太阳能模块之间。缓冲垫具有一凹凸曲面。凹凸曲面面向太阳能模块。
根据上述本发明所揭示的太阳能光电***，由于缓冲垫设置于固定架与太阳能模块之间，太阳能模块朝固定架的方向弯曲时，太阳能模块会和缓冲垫接触。当太阳能模块的背板和缓冲垫接触时，缓冲垫会分散外力，以令太阳能模块的内应力能够分散至内应力强度较小的部位。如此一来，缓冲垫可降低太阳能模块的最大内应力强度及平均内应力强度，进而提高太阳能光电***的转换效率及延长太阳能光电***的使用寿命。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的太阳能光电***的立体剖面示意图；
图2A为图1的剖面示意图；
图2B为图1的太阳能光电***的太阳能模块遭受外力而变形的剖面示意图；
图2C为图1的太阳能光电***无设置缓冲垫的模拟示意图；
图2D为图1的太阳能光电***有设置缓冲垫的模拟示意图；
图3A为根据本发明第二实施例的太阳能光电***的剖面示意图；
图3B为图3A的太阳能光电***的仿真示意图；
图4A为根据本发明第三实施例的太阳能光电***的剖面示意图；
图4B为图4A的太阳能光电***的仿真示意图；
图5A为根据本发明第四实施例的太阳能光电***的剖面示意图；
图5B为图5A的太阳能光电***的仿真示意图。
附图标记
10：太阳能光电***             100：固定架
200：太阳能模块                210：玻璃
220：太阳能电池                230：背板
300：夹持件                    400：结合件
500、500a、500b、500c：缓冲垫  510、510a、510b、510c：凹凸曲面
520、520a：凸出段              530：凹陷段
540：第一凸出段                550：第二凸出段
具体实施方式
请参照图1与图2A。图1为根据本发明第一实施例的太阳能光电***的立体剖面示意图。图2A为图1的剖面示意图。
本实施例的太阳能光电***10包含一固定架100、一太阳能模块200、两个夹持件300、两个结合件400及一缓冲垫500。
太阳能模块200包含一玻璃210、一太阳能电池220及一背板230。太阳能电池220叠设于玻璃210与背板230之间。背板230较玻璃210靠近固定架100。
两个夹持件300分别可活动地设于固定架100。太阳能模块200夹设于夹持件300之间。
两个结合件400分别穿设夹持件300及固定架100，以将太阳能模块200固定于固定架100上方。
缓冲垫500位于固定架100与太阳能模块200之间，并接触于固定架100。缓冲垫500具有一凹凸曲面510。凹凸曲面510面向太阳能模块200的背板230，且与背板230保持一间距H。其中，缓冲垫500的材质为胶带、硅胶或橡胶。
在本实施例中，缓冲垫500为双峰式，进一步来说，凹凸曲面510具有两个凸出段520，且两个凸出段520位于凹凸曲面510的相对两端。而凹凸曲面510的曲面方程式为：
y＝-Ε-15x6+4Ε-12x5-6Ε-9x4+6Ε-6x3-0.0025x2+0.439x-0.0593   (1)
在本实施例及其它实施例中，缓冲垫500具有相对两端缘。缓冲垫500的两端缘分别与两个夹持件300保持一距离D。距离D介于4.5mm与5mm。
请参照图2B。图2B为图1的太阳能光电***的太阳能模块遭受外力而变形的剖面示意图。
由于缓冲垫500设置于固定架100与太阳能模块200之间，故太阳能模块200在外力F作用下朝固定架100的方向弯曲时，太阳能模块200的背板230会和双峰式缓冲垫500接触。当太阳能模块200的背板230和双峰式缓冲垫500接触时，双峰式缓冲垫500会全面均匀分散外力，以令太阳能模块200的内应力能够分散至外力作用点周边内应力强度较小的部位。
分别将无设置缓冲垫500的太阳能光电***与本实施例设置有双峰式缓冲垫500的太阳能光电***10进行计算机仿真。其模拟结果请参照图2C与图2D。图2C为图1的太阳能光电***无设置缓冲垫的模拟示意图。图2D为图1的太阳能光电***有设置缓冲垫的模拟示意图。如图2C所示，无设置缓冲垫500的太阳能光电***10的背板230的最大内应力发生在靠近四个角落处，其最大内应力强度为55-60MPa，而背板的平均内应力强度为45-50MPa。反观，如图2D所示，设置有双峰式缓冲垫500的太阳能光电***10的背板230产生最大内应力的位置自背板230的四个角落略为内移，且其最大应力强度降为45MPa，以及背板230的平均内应力强度降为30-40MPa。
从计算机仿真数据可知，双峰式缓冲垫500的设置将可有效降低太阳能模块200的最大内应力强度以及平均内应力强度，进而提高太阳能光电***10的转换效率及延长太阳能光电***10的使用寿命。
本实施例的缓冲垫500设置于固定架100与太阳能模块200之间除了有上述优点之外，更有(1)结构简单，易制造；(2)成本低廉(胶带、硅胶或橡胶)；(3)藏于固定架100与太阳能模块200之间，故不会影响太阳能光电***10的外观及散热效果等优点。
上述缓冲垫500的形状并不限于双峰式，在其它实施例中，缓冲垫500的形状也可以是其它几何形状。请参照图3A。图3A为根据本发明第二实施例的太阳能光电***的剖面示意图。
本实施例与上述实施例的主要差异在于缓冲垫500a为单峰式。进一步来说，缓冲垫500a的凹凸曲面510a具有一凸出段520a，且凸出段520a位于凹凸曲面510a的中央位置。而凹凸曲面510a的曲面方程式为：
y＝6Ε-11x4-Ε-7x3-2Ε-5x2+0.0635x+10.048   (2)
将本实施例设置有单峰式缓冲垫500a的太阳能光电***10进行计算机仿真。其模拟结果请参照图3B。图3B为图3A的太阳能光电***的仿真示意图。如图3B所示，设置有单峰式缓冲垫500a的太阳能光电***10的背板230产生最大内应力的位置自背板230的四角落移至下玻璃的相对两端，且本实施例的太阳能光电***10的背板230的最大内应力强度为45MPa(小于55MPa)，而背板230的平均内应力强度为35-40MPa(小于45MPa)。
请参照图4A。图4A为根据本发明第三实施例的太阳能光电***的剖面示意图。
本实施例与上述实施例的主要差异在于缓冲垫500b为单凹式，也就是说，缓冲垫500b的凹凸曲面510b具有一凹陷段530，且凹陷段530位于凹凸曲面510b的中央位置。更进一步来说，凹凸曲面510b的曲面方程式为：
y＝3Ε-15x6-8Ε-12x5+7Ε-9x4-3Ε-6x3+0.0002x2-0.0174x+25.982   (3)
将本实施例设置有单凹式缓冲垫500b的太阳能光电***10进行计算机仿真。其模拟结果请参照图4B。图4B为图4A的太阳能光电***的仿真示意图。如图4B所示，设置有单凹式缓冲垫500b的太阳能光电***10的下玻璃产生最大内应力的位置自背板230的四角落略为内移，且本实施例的太阳能光电***10的下玻璃的最大内应力强度为45MPa(小于55MPa)，而背板230的平均内应力强度为35-40MPa(小于45MPa)。
请参照图5A。图5A为根据本发明第四实施例的太阳能光电***的剖面示意图。
本实施例与上述实施例的主要差异在于缓冲垫500c为三峰式。进一步来说，缓冲垫500c的凹凸曲面510c的凸出段520的数量为三个。详细来说，凹凸曲面510c具有两个第一凸出段540及一个第二凸出段550。两个第一凸出段540分别位于凹凸曲面510c的相对两端，第二凸出段550位于两个第一凸出段540之间。并且第一凸出段540凸出于固定架100的高度大于第二凸出段550凸出于固定架100的高度。而凹凸曲面510c的半边曲面方程式为：
y＝-6Ε-11x5+7Ε-8x4-3Ε-5x3+0.0029x2+0.1047x+2Ε-9   (4)
其中，上述曲面方程式(1)～(4)中的x为x轴坐标值，y为y轴坐标值，E为科学记号，代表10为底的指数。例如：0.0000001＝E-7＝10-7。
将本实施例设置有三峰式缓冲垫500的太阳能光电***10进行计算机仿真。其模拟结果请参照图5B。图5B为图5A的太阳能光电***的仿真示意图。如图5B所示，设置有三峰式缓冲垫500c的太阳能光电***10的背板230产生最大内应力的位置自背板230的四角落略为内移，且本实施例的太阳能光电***10的背板230的最大内应力强度为40MPa(小于55MPa)，而背板230的平均内应力强度为25-35MPa(小于45MPa)。
比较上述各实施例的仿真数据与无设置缓冲垫500c的太阳能光电***10，三峰式缓冲垫500c具有较佳的内应力分散能力(与无设置缓冲垫500c的太阳能光电***10相比，设置有三峰式缓冲垫500c的太阳能光电***10的平均内应力强度最大衰减比例达22％以及较佳的降低内应力强度的能力(与无设置缓冲垫500c的太阳能光电***相比，设置有三峰式缓冲垫500c的太阳能光电***10的最大内应力强度最大衰减比例达27％。
根据上述本发明所揭示的太阳能光电***，由于缓冲垫设置于固定架与太阳能模块之间，太阳能模块朝固定架的方向弯曲时，太阳能模块会和缓冲垫接触。当太阳能模块的背板和缓冲垫接触时，缓冲垫会分散外力，以令太阳能模块的内应力能够分散至外力作用点周边内应力强度较小的部位。如此一来，缓冲垫可降低太阳能模块的最大内应力强度及平均内应力强度，进而提高太阳能光电***的转换效率及延长太阳能光电***的使用寿命。
虽然本发明的实施例揭示如上所述，然而并非用以限定本发明，任何熟悉相关技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明权利要求书所述的形状、构造、特征及数量当可作些许的变更，因此本发明的专利保护范围应当以本说明书所附的权利要求书所界定为准。

Claims (14)

1.一种太阳能光电***，其特征在于，包含：
至少一固定架；
一太阳能模块，位于该至少一固定架上；以及
一缓冲垫，位于该固定架与该太阳能模块之间，该缓冲垫具有一凹凸曲面，面向该太阳能模块。
2.根据权利要求1所述的太阳能光电***，其特征在于，该凹凸曲面与该太阳能模块保持一间隙。
3.根据权利要求1所述的太阳能光电***，其特征在于，还包含两个夹持件，设于该固定架，该太阳能模块夹设于该两个夹持件之间。
4.根据权利要求3所述的太阳能光电***，其特征在于，该缓冲垫具有相对两端缘，该两端缘分别与该两个夹持件保持一距离，该距离介于4.5mm与5mm。
5.根据权利要求3所述的太阳能光电***，其特征在于，还包含两个结合件，穿设该两个夹持件及该固定架。
6.根据权利要求1所述的太阳能光电***，其特征在于，该缓冲垫接触于该固定架，该凹凸曲面具有至少一凸出段。
7.根据权利要求6所述的太阳能光电***，其特征在于，该至少一凸出段的数量为一个，该凸出段位于该凹凸曲面的中央位置。
8.根据权利要求7所述的太阳能光电***，其特征在于，该凹凸曲面的曲面方程式为：
y＝6Ε-11x4-Ε-7x3-2Ε-5x2+0.0635x+10.048。
9.根据权利要求6所述的太阳能光电***，其特征在于，该至少一凸出段的数量为两个，该两个凸出段位于该凹凸曲面的相对两端。
10.根据权利要求9所述的太阳能光电***，其特征在于，该凹凸曲面的曲面方程式为：
y＝-Ε-15x6+4Ε-12x5-6Ε-9x4+6Ε-6x3-0.0025x2+0.439x-0.0593。
11.根据权利要求6所述的太阳能光电***，其特征在于，该至少一凸出段的数量为三个，该三个凸出段分别位于该凹凸曲面的相对两端及中央位置。
12.根据权利要求11所述的太阳能光电***，其特征在于，该凹凸曲面的半边曲面方程式为：
y＝-6Ε-11x5+7Ε-8x4-3Ε-5x3+0.0029x2+0.1047x+2Ε-9。
13.根据权利要求1所述的太阳能光电***，其特征在于，该缓冲垫接触于该固定架，该凹凸曲面具有一凹陷段，位于该凹凸曲面的中央位置。
14.根据权利要求13所述的太阳能光电***，其特征在于，该凹凸曲面的曲面方程式为：
y＝3Ε-15x6-8Ε-12x5+7Ε-9x4-3Ε-6x3+0.0002x2-0.0174x+25.982。
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