本實(shí)用新型涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種太陽(yáng)能電池組件、續(xù)航裝置和光伏建筑。
背景技術(shù):
浮空器對(duì)地勘探、科學(xué)探索等具有重要功能,其續(xù)航時(shí)間對(duì)其各功能具有重要意義,長(zhǎng)航時(shí)的臨近空間浮空器一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而長(zhǎng)航時(shí)的浮空器通常需要在囊皮表面掛載太陽(yáng)能電池,以產(chǎn)生能源供其運(yùn)轉(zhuǎn),由于浮空器的囊皮通常為曲面形狀,而太陽(yáng)能電池片通常為平面結(jié)構(gòu),這會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池與浮空器的不匹配,從而對(duì)連接的穩(wěn)定性、牢固性、抗風(fēng)性、太陽(yáng)能電池的內(nèi)應(yīng)力甚至其使用壽命產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響系統(tǒng)供電及穩(wěn)定性;另一方面,太陽(yáng)能電池發(fā)熱對(duì)囊體有不利影響,從而導(dǎo)致囊體內(nèi)氣壓增大,進(jìn)而損傷囊皮。
目前,為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池與曲面的穩(wěn)固連接,普遍采用的方法是在太陽(yáng)能電池背板和囊皮表面分別嵌入或縫制魔術(shù)貼并焊接加固,通過(guò)魔術(shù)貼粘接在一起。然而,上述方法會(huì)使太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生彎曲變形,從而產(chǎn)生太陽(yáng)能電池?cái)嗔咽У碾[患;同時(shí),太陽(yáng)能電池自身恢復(fù)的張力如果與魔術(shù)貼粘接力相當(dāng),則可能出現(xiàn)粘接不牢靠以及粘接縫隙,外界風(fēng)力如在平流層環(huán)境下可能將太陽(yáng)能電池板從曲面刮翻或刮落,對(duì)于球狀浮空器這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重,這是因?yàn)樘?yáng)能電池板在橫縱兩個(gè)方向均有彎曲現(xiàn)象,增強(qiáng)了太陽(yáng)能電池的內(nèi)應(yīng)力以及粘接縫隙的可能性,且單片太陽(yáng)能電池板尺寸越大,上述情況越明顯。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)“魚鱗化”的網(wǎng)狀設(shè)計(jì)方式,將單片的高效剛性電池進(jìn)行輕質(zhì)化硬式封裝形成單片太陽(yáng)能電池模塊,再將其安裝在利用柔性織物編織的貼合于浮空器表面的軟質(zhì)網(wǎng)上,并將剛性電池間的串并聯(lián)線纜及最終的主輸電線纜內(nèi)置于位于該軟質(zhì)網(wǎng)上的各管道中。上述方法是通過(guò)將太陽(yáng)能電池尺寸縮小,以降低曲面與太陽(yáng)能電池板的不匹配度,但是減小太陽(yáng)能電池尺寸不僅會(huì)增加封裝面積,還會(huì)降低太陽(yáng)能電池有效面積及鋪片率,從而降低發(fā)電效率及囊體表面利用率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種太陽(yáng)能電池組件、續(xù)航裝置和光伏建筑,以解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能電池與曲面不匹配的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面,提供了一種太陽(yáng)能電池組件,包括:平板太陽(yáng)能電池;過(guò)渡層,設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池上,過(guò)渡層具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池的一側(cè)。
進(jìn)一步地,過(guò)渡層為泡沫材料層。
進(jìn)一步地,過(guò)渡層為聚苯乙烯泡沫材料層、聚氨酯泡沫材料層、聚丙烯泡沫材料層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯泡沫材料層、聚氯乙烯泡沫材料層或聚乙烯泡沫材料層。
進(jìn)一步地,太陽(yáng)能電池組件還包括設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池與過(guò)渡層之間的第一粘結(jié)層。
進(jìn)一步地,第一粘結(jié)層為熱固化膠層。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,提供了一種續(xù)航裝置,續(xù)航裝置包括:主體,主體的第三表面為曲面;上述的太陽(yáng)能電池組件,太陽(yáng)能電池組件中的第二表面與第三表面連接,且第二表面的曲率與第三表面的曲率相匹配。
進(jìn)一步地,第三表面為浮空器囊體的至少部分表面。
進(jìn)一步地,續(xù)航裝置包括由多個(gè)太陽(yáng)能電池組件組成的太陽(yáng)能電池陣列。
進(jìn)一步地,續(xù)航裝置還包括連接件,連接件連接設(shè)置于第二表面與第三表面之間。
進(jìn)一步地,連接件包括可拆卸連接的第一貼合部和第二貼合部,第一貼合部設(shè)置于第二表面上,第二貼合部設(shè)置于第三表面上。
進(jìn)一步地,第一貼合部和第二貼合部組合形成粘扣帶。
進(jìn)一步地,連接件還包括:第二粘結(jié)層,設(shè)置于第一貼合部與第二表面之間;第三粘結(jié)層,設(shè)置于第二貼合部與第三表面之間。
進(jìn)一步地,續(xù)航裝置還包括:MPPT控制器,與太陽(yáng)能電池組件電連接;蓄電池組,與MPPT控制器電連接。
進(jìn)一步地,太陽(yáng)能電池陣列中的太陽(yáng)能電池組件依次串聯(lián),且串聯(lián)設(shè)置的太陽(yáng)能電池組件中的第一個(gè)太陽(yáng)能電池組件和最后一個(gè)太陽(yáng)能電池組件均與MPPT控制器電連接。
進(jìn)一步地,第三表面為飛機(jī)的至少部分表面或汽車的至少部分表面。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,還提供了一種光伏建筑,光伏建筑包括:建筑本體,建筑本體的第一側(cè)壁表面為曲面;上述的太陽(yáng)能電池組件,太陽(yáng)能電池組件中的第二表面與第一側(cè)壁表面連接,且第二表面的曲率與第一側(cè)壁表面的曲率相匹配。
應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案,提供了一種太陽(yáng)能電池組件,由于該太陽(yáng)能電池組件包括平板太陽(yáng)能電池和過(guò)渡層,過(guò)渡層設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池上,過(guò)渡層具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池的一側(cè),從而在將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于續(xù)航裝置或光伏建筑的曲面上時(shí),上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與曲面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離曲面的情況。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外,本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的一種太陽(yáng)能電池組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的一種續(xù)航裝置的與曲面對(duì)應(yīng)的部分結(jié)構(gòu)的分體示意圖;以及
圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的一種浮空器的分體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
10、太陽(yáng)能電池組件;110、平板太陽(yáng)能電池;120、過(guò)渡層;130、第一粘結(jié)層;20、主體;30、連接件;310、第一貼合部;320、第二貼合部;330、第二粘結(jié)層;340、第三粘結(jié)層;40、MPPT控制器;50、蓄電池組。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是,在不沖突的情況下,本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
需要說(shuō)明的是,本實(shí)用新型的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換,以便這里描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例。此外,術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
正如背景技術(shù)中所介紹的,現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能電池與曲面不匹配。本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究,提出了一種太陽(yáng)能電池組件,如圖1所示,包括平板太陽(yáng)能電池110和過(guò)渡層120;過(guò)渡層120設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池110上,過(guò)渡層120具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池110的一側(cè)。
本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池組件中由于包括平板太陽(yáng)能電池和過(guò)渡層,過(guò)渡層設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池上,過(guò)渡層具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池的一側(cè),從而在將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于續(xù)航裝置或光伏建筑的曲面上時(shí),上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與曲面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離曲面的情況。
在本實(shí)用新型上述的太陽(yáng)能電池組件中,平板太陽(yáng)能電池110即為市售的太陽(yáng)能電池,其作用是設(shè)置于續(xù)航裝置或光伏建筑等物體的部分表面(曲面)上,通過(guò)吸收光能轉(zhuǎn)換成電能為裝置或建筑的供電。上述平板太陽(yáng)能電池110可以為太陽(yáng)能電池陣列,太陽(yáng)能電池陣列中電池板個(gè)數(shù)及各電池之間電路連接方式根據(jù)不同要求而變化,主要取決于曲面面積、太陽(yáng)能電池效率、系統(tǒng)功耗和系統(tǒng)輸入電壓閾值等。
在本實(shí)用新型上述的太陽(yáng)能電池組件中,優(yōu)選地,過(guò)渡層120為泡沫材料層。采用泡沫材料層不僅能夠使過(guò)渡層120起到絕熱的作用,同時(shí)泡沫材料層相比普通高分子材料層質(zhì)量更輕,可以減輕曲面的受力情況;更為優(yōu)選地,上述過(guò)渡層120為聚苯乙烯泡沫材料層、聚氨酯泡沫材料層、聚丙烯泡沫材料層、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯泡沫材料層、聚氯乙烯泡沫材料層或聚乙烯泡沫材料層(包括開孔和閉孔)。上述過(guò)渡層120的制備工藝可以為注塑法、吹塑法、模壓法或澆鑄法;并且,上述過(guò)渡層120的制備可以通過(guò)分成幾個(gè)小塊加工成型再組裝成整體的方式,以降低加工難度。
在本實(shí)用新型上述的太陽(yáng)能電池組件中,為了實(shí)現(xiàn)平板太陽(yáng)能電池110與過(guò)渡層120的穩(wěn)固連接,優(yōu)選地,太陽(yáng)能電池組件還包括設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池110與過(guò)渡層120之間的第一粘結(jié)層130。采用上述第一粘結(jié)層130實(shí)現(xiàn)了平板太陽(yáng)能電池110與過(guò)渡層120之間的穩(wěn)固連接,上述第一粘結(jié)層130優(yōu)選為熱固化膠層,通過(guò)熱固化即實(shí)現(xiàn)了平板太陽(yáng)能電池110與過(guò)渡層120的連接;并且,上述第一粘結(jié)層130的制備工藝可以為涂膠法或熱壓法或壓合法,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)上述制備方法的工藝條件進(jìn)行合理設(shè)定。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,提供了一種續(xù)航裝置,如圖2至3所示,續(xù)航裝置包括:主體20,主體20的第三表面為曲面;上述的太陽(yáng)能電池組件10,太陽(yáng)能電池組件10中的第二表面與第三表面連接,且第二表面的曲率與第三表面的曲率相匹配。
由于上述續(xù)航裝置中的太陽(yáng)能電池組件包括平板太陽(yáng)能電池和過(guò)渡層,過(guò)渡層設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池上,過(guò)渡層具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池的一側(cè),從而在將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于續(xù)航裝置的曲面上時(shí),上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與曲面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離曲面的情況。
在本實(shí)用新型上述的續(xù)航裝置中,優(yōu)選地,上述主體20的第三表面為浮空器囊體的至少部分表面,即上述續(xù)航裝置為浮空器。通過(guò)將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于浮空器囊體的至少部分表面上,上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與浮空器的囊體表面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離囊體表面的情況。
在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中,為了提高浮空器中太陽(yáng)能電池組件的發(fā)光效率,優(yōu)選地,續(xù)航裝置包括由多個(gè)上述太陽(yáng)能電池組件10組成的太陽(yáng)能電池陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)浮空器的實(shí)際情況(如囊體面積和有效面積)對(duì)在囊體表面上太陽(yáng)能電池組件10的數(shù)量、排列方式以及相鄰太陽(yáng)能電池組件10的間距進(jìn)行合理設(shè)定。
在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中,為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池組件10與浮空器囊體之間的穩(wěn)固連接,優(yōu)選地,如圖2所示,續(xù)航裝置還包括連接件30,連接件30連接設(shè)置于太陽(yáng)能電池組件10的第二表面與主體20的第三表面(即浮空器囊體的至少部分表面)之間。
為了利用上述連接件30實(shí)現(xiàn)第二表面與第三表面之間的連接,如圖2所示,上述連接件30可以包括可拆卸連接的第一貼合部310和第二貼合部320,第一貼合部310設(shè)置于第二表面上,第二貼合部320設(shè)置于第三表面上。通過(guò)將第一貼合部310和第二貼合部320連接,實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池組件10與主體20之間的穩(wěn)固連接,上述連接方式簡(jiǎn)單且易于實(shí)施;更為優(yōu)選地,上述第一貼合部310和第二貼合部320組合形成粘扣帶。
為了使連接件30與上述第二表面和上述第三表面之間更為牢固地連接,如圖2所示,上述連接件30還可以包括第二粘結(jié)層330和第三粘結(jié)層340,第二粘結(jié)層330設(shè)置于第一貼合部310與第二表面之間;第三粘結(jié)層340設(shè)置于第二貼合部320與第三表面之間。上述第二粘結(jié)層330用于將第一貼合部310與第二表面之間連接,上述第三粘結(jié)層340用于將第二貼合部320與第三表面之間連接,上述第二粘結(jié)層330和上述第三粘結(jié)層340優(yōu)選為熱固化膠層,形成上述熱固化膠層的工藝可以為涂膠法、熱壓法或壓合法。
當(dāng)上述第三表面為浮空器囊體的至少部分表面時(shí),優(yōu)選地,續(xù)航裝置還包括:MPPT控制器40和蓄電池組50,MPPT控制器40與太陽(yáng)能電池組件10電連接;蓄電池組50與MPPT控制器40電連接,如圖3所示。由光照而產(chǎn)生的電能進(jìn)入上述MPPT控制器40(即最大功率點(diǎn)跟蹤裝置),最大限度地將光能轉(zhuǎn)換成電能,并輸出均一穩(wěn)定的電壓至用電設(shè)備或存儲(chǔ)在蓄電池組50;并且,當(dāng)光強(qiáng)降低到一定程度,蓄電池組50為裝置供電。
為了使上述太陽(yáng)能電池陣列中產(chǎn)生的電能更為便利地輸入MPPT控制器40中,優(yōu)選地,太陽(yáng)能電池陣列中的太陽(yáng)能電池組件10依次串聯(lián),且串聯(lián)設(shè)置的太陽(yáng)能電池組件10中的第一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10和最后一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10均與MPPT控制器40電連接。在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中,前一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10的正極與后一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10的負(fù)極連接,或前一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10的負(fù)極與后一個(gè)太陽(yáng)能電池組件10的正極連接,從而使位于首尾的太陽(yáng)能電池組件10分別具有未與其它太陽(yáng)能電池組件10連接的正極和負(fù)極,上述分別位于不同太陽(yáng)能電池組件10上的正極和負(fù)極與上述MPPT控制器40的正負(fù)極連接,從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池陣列與太陽(yáng)能電池陣列中每個(gè)太陽(yáng)能電池組件10的電連接。
在本實(shí)用新型上述的續(xù)航裝置中,主體20的第三表面除了可以為浮空器囊體的至少部分表面之外,還可以為飛機(jī)的至少部分表面或汽車的至少部分表面。再將上述太陽(yáng)能電池組件10設(shè)置于曲面上以形成飛機(jī)或汽車后,上述太陽(yáng)能電池組件10中的平板太陽(yáng)能電池110通過(guò)吸收光能轉(zhuǎn)換成電能,以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)或汽車的續(xù)航。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,還提供了一種光伏建筑,光伏建筑包括:建筑本體,建筑本體的第一側(cè)壁表面為曲面;上述的太陽(yáng)能電池組件,太陽(yáng)能電池組件中的第二表面與第一側(cè)壁表面連接,且第二表面的曲率與第一側(cè)壁表面的曲率相匹配。
由于上述光伏建筑中的太陽(yáng)能電池組件包括平板太陽(yáng)能電池和過(guò)渡層,過(guò)渡層設(shè)置于平板太陽(yáng)能電池上,過(guò)渡層具有相對(duì)的第一表面和第二表面,第一表面為平面,第二表面為曲面,且第二表面位于第一表面的遠(yuǎn)離平板太陽(yáng)能電池的一側(cè),從而在將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于建筑本體的曲面上時(shí),上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與曲面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離曲面的情況。
從以上的描述中,可以看出,本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
1、將上述太陽(yáng)能電池組件的第二表面設(shè)置于續(xù)航裝置或光伏建筑的曲面上時(shí),上述過(guò)渡層能夠使太陽(yáng)能電池與曲面更好地匹配,從而不僅消除了太陽(yáng)能電池由于彎折而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及其失效的風(fēng)險(xiǎn),還能夠有效地避免太陽(yáng)能電池受風(fēng)力作用而脫離曲面的情況;
2、太陽(yáng)能電池組件中由光照而產(chǎn)生的電能進(jìn)入上述MPPT控制器(即最大功率點(diǎn)跟蹤裝置),最大限度地將光能轉(zhuǎn)換成電能,并輸出均一穩(wěn)定的電壓至用電設(shè)備或存儲(chǔ)在蓄電池組,且當(dāng)光強(qiáng)降低到一定程度,蓄電池組為裝置供電。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。