CN202487593U - 太阳能发电装置及其温度调节模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种太阳能发电装置及其温度调节模块。根据本实用新型的太阳能发电装置包含至少一光电模块及温度调节模块。至少一光电模块可经配置以选择性地启动，而将光能转换为电能。此外，温度调节模块包含冷却器以及加热器。冷却器可经配置而在光电模块启动时耦接光电模块，以冷却光电模块；而加热器可经配置而在光电模块未启动时耦接光电模块，以加热光电模块。

Description

太阳能发电装置及其温度调节模块

技术领域

本实用新型是有关于一种太阳能发电装置，且特别是有关于一种具有温度调节模块的太阳能发电装置。 

背景技术

在太阳能发电领域中，光电模块在阳光照射及高温环境下，其操作温度可能高达70-80℃。在高温下操作会直接影响光电模块的光-电能转换效能，温度愈高则愈不利于光电模块的光-电能转换效率。在高温下，串行连接的微晶硅模块的功率损失会更严重。 

另外，非晶硅太阳能电池最令人诟病的便是其稳定度问题。由于其受紫外光照射时会产生严重的光劣化现象，即在强烈紫外光的长期照射下，转换效率会衰减，产生所谓的光辐射引致性能衰退效应(即Staebler-Wronski Effect；简称SWE效应)，故非晶硅太阳能电池的效率会随时间增加而降低，影响光-电能转换效率，并进而减少太阳能电池的使用寿命。 

由此可见，现有的太阳能发电装置显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何能避免因高温所致的光电模块的光-电能转换效率损失，及SWE效应所致的光电模块的使用寿命减少等问题，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。 

实用新型内容

本实用新型内容的一目的是在提供一种太阳能发电装置及其温度调节模块，借以提升光电模块的光-电能转换效率，同时延长光电模块的使用寿命。 

为达上述目的，本实用新型的一技术方案是关于一种太阳能发电装置。于一实施例中，本实用新型的太阳能发电装置包含至少一光电模块及一温度调节模块。所述至少一光电模块经配置以选择性启动，而将光能转换为电能。该温 度调节模块包含冷却器及加热器，冷却器可经配置而在光电模块启动时耦接光电模块，以冷却光电模块；而加热器则可经配置而在光电模块未启动时耦接光电模块，以加热光电模块。 

根据本实用新型一实施例，该温度调节模块还包含：一导管，分别耦接该冷却器及该加热器，其中一导热介质透过该导管于该冷却器及该加热器之间循环流动。 

根据本实用新型一实施例，该温度调节模块还包含：一加压器，连通该导管，用以对流往该加热器的该导热介质施加压力。 

根据本实用新型一实施例，该温度调节模块还包含：一遮蔽件，用以在所述至少一光电模块未启动时，包覆所述至少一光电模块，以升高所述至少一光电模块的温度。 

根据本实用新型一实施例，所述至少一光电模块同时包含已启动的一第一光电模块及未启动的一第二光电模块，且其中该冷却器耦接该第一光电模块，同时该加热器耦接该第二光电模块。 

根据本实用新型一实施例，所述至少一光电模块与该温度调节模块之间能相对地移动或转动。 

为达上述目的，本实用新型的另一技术方案是关于一种用于太阳能发电装置的温度调节模块，该太阳能发电装置包含至少一光电模块经配置以选择性地启动，而将光能转换为电能。此外，于一实施例中，本实用新型的温度调节模块包含冷却器及加热器。冷却器可经配置而在光电模块启动时耦接光电模块，以冷却光电模块；而加热器则可经配置而在光电模块未启动时耦接光电模块，以加热光电模块。 

根据本实用新型另一实施例，所述的温度调节模块还包含：一导管，分别耦接该冷却器及该加热器，其中一导热介质透过该导管于该冷却器及该加热器之间循环流动。 

根据本实用新型另一实施例，所述的温度调节模块还包含：一加压器，连通该导管，用以对流往该加热器的该导热介质施加压力。 

根据本实用新型另一实施例，所述的温度调节模块还包含：一遮蔽件，用以在所述至少一光电模块未启动时，包覆所述至少一光电模块，以升高所述至少一光电模块的温度。 

因此，根据本实用新型的技术内容，本实用新型实施例通过提供一种具有温度调节模块的太阳能发电装置，由温度调节模块冷却光电模块所散逸的热可循环以供后续加热光电模块之用，借以在耗能低的情况下，能够同时降低光电模块的操作温度并改善非晶硅太阳能电池的SWE效应所致的光电模块的光-电能转换效率的问题，进而延长光电模块的使用寿命。 

附图说明

为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下： 

图1是绘示依照本实用新型一实施例的一种太阳能发电装置的示意图； 

图2是绘示依照本实用新型一实施例的一种温度调节模块的示意图； 

图3是绘示依照本实用新型一实施例的光电模块与温度调节模块的耦接关系示意图。 

【主要组件符号说明】 

1     太阳能发电装置 

10    光电模块 

12    温度调节模块 

120   冷却器 

122   加热器 

124   加压器 

14    遮蔽物 

2     温度调节模块 

20    循环泵 

22    冷却器 

24    加热器 

240   加压槽 

242   入水口 

30    导热板 

32    导管 

具体实施方式

为了使本实用新型的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的组件。但所提供的实施例并非用以限制本实用新型所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由组件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本实用新型所涵盖的范围。 

其中附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本实用新型造成不必要的限制。 

由上述说明可知，若光电模块能够于较低温度下操作，则自然能降低因高温所致的功率损失。此外，非晶硅太阳能电池本身的光辐射引致性能衰退效应(SWE效应)是可热恢复的，即在黑暗无光的环境下对模块进行加热，非晶硅的悬空键(dangling bond)可因此而复原，进而恢复模块的光-电能转换效率。 

图1是依照本实用新型一实施例绘示一种太阳能发电装置1的示意图。 

如图1所示，太阳能发电装置1包含有多个光电模块10及温度调节模块12，其中温度调节模块包括冷却器120、加热器122及加压器124。请注意，于实际应用中，本实用新型的太阳能发电装置1所包含的光电模块10数量、尺寸等可视情况进行调整，而不受限于本实施例。 

于操作上，多个光电模块10中的一或多者启动，以将光能转换为电能。于本实施例中，各光电模块10分别包含非晶硅太阳能电池单元(未绘示)。然而，于实际应用中，光电模块10也可包含其它类型的太阳能电池单元。 

已启动的光电模块10一般是操作在温度约50-60℃以进行光-能转换，在高度光辐射下，光电模块的表面温度更可能高达70-80℃。此时，温度调节模块12的冷却器120耦接已启动的光电模块10，以降低光电模块10的操作温度，使其操作在理想温度约30-40℃下，甚至达25℃。 

另一方面，温度调节模块12的加热器122可耦接多个光电模块10中的一或多个未启动者，以对未启动的光电模块进行加热，借以热恢复光电模块中的非晶硅太阳能电池的导电性衰退，进而提升光电模块的光-电能转换效率。一般而言，加热温度愈高，光电模块的光-电能转换效率提升愈快。因此，一般希望将光电模块加热至80-100℃，例如85℃，以快速热恢复光电模块的光-电能转换效率。 

详细而言，为了处理因非晶硅太阳能电池的SWE效应所致的光-电能转换效率下降问题，当如前述般加热未启动的光电模块时，可使用遮敝件14包覆待加热的光电模块，使其避免受到光的照射。于实际应用中，遮敝件14可为黑色的纺织物，如布料，其具有吸热佳、热传导性差且可有效杜绝光的照射等特性，以辅助升高光电模块的温度，借以提升光电模块的光-电能转换效率。然而，本实用新型的太阳能发电装置1所包含的遮敝件14也可由其它合适的材质制成。一般而言，使用本实用新型的太阳能发电装置1的加热器122持续加热光电模块至80℃以上(例如85℃)达1至2天，即可将光电模块的光-电能转换效率恢复至96％。 

另外，当温度调节模块12的冷却器120将已启动的光电模块10由例如60℃的操作温度降至约30-40℃时，若仅是利用经由冷却器120降低该光电模块所散逸的热来对另一光电模块进行加热，较难将未启动的光电模块加热至所欲的80-100℃。因此，本实用新型的温度调节模块12还可包含有加压器124，以进一步升高光电模块10至理想的80-100℃，下文将进一步说明之。 

在此需先说明的是，本实用新型所提供的太阳能发电装置1可包括多个光电模块10及单一个温度调节模块12，温度调节模块12可在多个光电模块10之间相对地移动或转动，以将其冷却器120及加热器122分别耦接多个光电模块10中的一或多者。举例而言，多个光电模块10可环绕单一个温度调节模块12排列，而温度调节模块12可转动以使其冷却器120及加热器122分别耦接多个光电模块10中的一或多者。或者，多个光电模块10可排成矩阵，而温度调节模块12可从中以纵向或横向移动，以使其冷却器120及加热器122逐步扫描而分别通过各光电模块10。在温度调节模块12转动或移动的同时，各光电模块10可视情况(即，耦接冷却器120或加热器122)来启动或关闭。 

具体而言，温度调节模块12的冷却器120可耦接多个光电模块10中已启动的光电模块，而其加热器122可耦接多个光电模块10中未启动的光电模块，以分别对此二光电模块进行前述的冷却及加热的热循环操作。于实际应用中，本实用新型的太阳能发电装置1中的光电模块10及温度调节模块12的排列及作动方式可视情况进行调整，而不以上述的例子为限。 

请一并参见图2、3。图2是依照本实用新型另一实施例绘示一种温度调节模块2的示意图；图3则是依照本实用新型一实施例绘示光电模块10与温 度调节模块的耦接关系示意图。如图2所示，温度调节模块2包括循环泵20、冷却器22以及加热器24。冷却器22以及加热器24分别包含导热板30及导管32，且加热器24还包括加压槽240。 

冷却器22可透过导热板30耦接已启动的光电模块，而加热器24可透过导热板30耦接未启动的光电模块。此外，冷却器22及加热器24的导管32接触导热板30，以有效进行热传导。并且，导管32分别耦接冷却器22及加热器24，使导管32中的导热介质(例如，但不限于，水)透过导管32于冷却器22及加热器24之间循环流动。 

于实务中，导热板30可为铜板，而导管32可为铜管或铝管，但不以此为限。通过冷却器22的导管32与导热板30的接触，导管32中的导热介质可带走启动的光电模块10所生的热。如前所述，于高度光辐射照射下，光电模块的表面温度会高达70-80℃。在此实施例中，经由冷却器22的导热板30及导管32的热传导方式可使光电模块的操作温度降低至30-40℃，甚至达25℃。 

再如图2所示，位于入水口242处的循环泵20，用以使导管32内的传导液体能持续循环流动。来自冷却器22的温热水经由导管32而流进加热器24的加压槽240内。加压槽240可将其内的导热介质升压至约2大气压。接着，此高温水会流至加热器的导管32，再透过导热板30与光电模块10间的接触以传导热，进而加热未启动的光电模块。 

此外，如前所述，于光电模块加热期间，光电模块可以遮蔽件14包覆住，以期将光电模块的温度提升至80℃以上。最后，来自加热器24的低温冷水再流至入水口242，并透过循环泵20的运作及导管32的传递循环至冷却器22，如此完成一周期的热传导运动。 

由上述本实用新型实施方式可知，应用本实用新型具有下列优点。本实用新型实施例通过提供一种具有温度调节模块的太阳能发电装置，由温度调节模块冷却光电模块所散逸的热可循环以供加热光电模块之用，借以在耗能低的情况下，能够同时降低启动的光电模块的操作温度，以提升其光-电能转换效率，并升高未启动的光电模块的温度，以改善SWE效应所致的光电模块的光-电能转换效率的问题，延长光电模块的使用寿命。 

虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动 与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。 

Claims (10)

1.一种太阳能发电装置，其特征在于，包含：

至少一光电模块，经配置以选择性地启动，而将光能转换为电能；以及

一温度调节模块，包含：

一冷却器，经配置而在所述至少一光电模块启动时耦接所述至少一光电模块，以冷却所述至少一光电模块；以及

一加热器，经配置而在所述至少一光电模块未启动时耦接所述至少一光电模块，以加热所述至少一光电模块。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，该温度调节模块还包含：

一导管，分别耦接该冷却器及该加热器，其中一导热介质透过该导管于该冷却器及该加热器之间循环流动。

3.根据权利要求2所述的太阳能发电装置，其特征在于，该温度调节模块还包含：

一加压器，连通该导管，用以对流往该加热器的该导热介质施加压力。

4.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，该温度调节模块还包含：

一遮蔽件，用以在所述至少一光电模块未启动时，包覆所述至少一光电模块，以升高所述至少一光电模块的温度。

5.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述至少一光电模块同时包含已启动的一第一光电模块及未启动的一第二光电模块，且其中该冷却器耦接该第一光电模块，同时该加热器耦接该第二光电模块。

6.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述至少一光电模块与该温度调节模块之间能相对地移动或转动。

7.一种用于太阳能发电装置的温度调节模块，其特征在于，该太阳能发电装置包含至少一光电模块经配置以选择性地启动，而将光能转换为电能，其中该温度调节模块包含：

一冷却器，经配置而在所述至少一光电模块启动时耦接所述至少一光电模块，以冷却所述至少一光电模块；以及

一加热器，经配置而在该至少一光电模块未启动时耦接该至少一光电模块，以加热该至少一光电模块。

8.根据权利要求7所述的温度调节模块，其特征在于，还包含：

一导管，分别耦接该冷却器及该加热器，其中一导热介质透过该导管于该冷却器及该加热器之间循环流动。

9.根据权利要求8所述的温度调节模块，其特征在于，还包含：

一加压器，连通该导管，用以对流往该加热器的该导热介质施加压力。

10.根据权利要求7所述的温度调节模块，其特征在于，还包含：

一遮蔽件，用以在所述至少一光电模块未启动时，包覆所述至少一光电模块，以升高所述至少一光电模块的温度。

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