自清洁的pv模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自清洁的光伏(PV)模块，所述光伏模块具有带有设有太阳能电池的有源面的至少一个载体板和至少一个固定结构，以及涉及一种用于利用振动、尤其通过风触发的振动清洁PV模块的方法。
【专利说明】
自清洁的PV模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种自清洁的光伏(PV)模块，所述光伏模块具有至少一个载体板和至少一个固定结构，所述至少一个载体板具有有源面，所述有源面具有太阳能电池，以及涉及一种用于利用振动、尤其通过风触发的振动清洁PV模块的方法。
【背景技术】
[0002]光伏模块通常由至少一个硬的、承载有源层太阳能电池作为底衬或顶衬的、通常为玻璃的板，主要用于封装的其他的层和其他的元件制成。通常，板通过环绕的框架或通过后侧施加的轨道来加固。当存在该加固的元件时，其用于将模块固定到基础结构上。固定点出于静力学原因距短的模块棱边一定距离。所述固定点将力(自重、风、雪)导入到基础结构中。从板到加固部的过渡部(通常粘贴的)和从加固部到基础结构的过渡部(通常旋紧的)构成为刚性的连接。
[0003]光伏(PV)模块在大量阳光充足的、但是少雨的地区暴露于强的污染、尤其通过沙、灰尘和海盐气溶胶的堆积产生的污染，(Renewable and Sustainable Energy Reviews 14(2010)3124-3131 ,Prog.Photovolt: Res.Appl.2011; 19: 211-217)。当缺少定期的清洁时，能够在几周之后出现50%和更多的收益损失。尤其关键的是堆积物和夜间结露的组合，因为由此形成的稳定的层，所述层不再能够通过风有效地剥离。
[0004]对于相关的区域，推荐对模块经常机械地或气动地清洁，直至每日清洁。为了降低堆积物在模块表面上的粘附，已经对玻璃表面提出不同的抗污染覆层。然而，所述覆层对于温度和露水问题不具有影响，而是其仅将表面能朝极其小的(疏水的)或极其大的(亲水的)值改变。
[0005]W0/2012/028712 A2、US 2004/0055632 Al和US 6,911,593 B2描述通过电场清洁模块表面。
【实用新型内容】
[0006]基于上述内容，本实用新型的目的是:提供一种光伏模块，所述光伏模块基本上避免来自周围环境空气中的杂质的堆积，使得能够避免昂贵的对光伏模块的机械清洁。
[0007]所述目的通过具有权利要求1的特征的光伏模块和具有权利要求11的特征的用于清洁光伏模块的方法来实现。其他的从属权利要求示出有利的改进形式。
[0008]根据本实用新型，提供一种自清洁的光伏(PV)模块，所述光伏模块具有至少一个载体板和至少一个固定结构，所述至少一个载体板具有有源面，所述有源面具有太阳能电池。在此，载体板经由连接元件固定在固定结构上。
[0009]在此，根据本实用新型的PV模块的主要特征是:有源面的通过PV模块展开的平面中的每个点沿垂直于平面的方向(z方向)运动。运动通过弹性的、减震的和/或用于限制的元件限制于有意义的程度上。
[0010]根据本实用新型的沿z方向的可移动性尤其实现有源面的振动，由此能够急剧地降低来自周围环境空气的杂质的堆积并且已经能够剥离堆积的杂质。
[0011]在Z方向上的可移动性在本实用新型的范围内应理解为:该可移动性限制于特定的距离，所述距离例如能够通过止挡件等来固定。
[0012]根据本实用新型的实施方式提出:用于实现固定安置的点不设置在有源面、SPPV模块的设有太阳能电池的面的平面中。通过有源面的根据本实用新型的自由的安置可行的是，通过例如因风作用引起的振动激发PV模块的低频的自振模式。
[0013]PV模块的根据本实用新型的实施方式提出:连接元件在PV模块的平面中设置在有源面之外。连接元件在此优选以距有源面至少20mm的间距设置。
[0014]根据本实用新型的另一实施方式提出:连接元件在载体板和固定结构之间允许转动运动，使得通过特别是风作用引起的振动在限定的范围中实现PV模块的偏转。对此尤其使用转动轴承或转动铰链。
[0015]根据本实用新型的另一实施方式提出:连接元件允许沿z方向或以与所述载体板成〈90°的角度的平移运动。在此，平移运动优选借助于止挡件限制于小于50mm、优选小于1mm0
[0016]优选地，固定结构具有至少一个设置在有源面之外的框架和/或至少一个轨道。轨道在此能够在PV模块的背离有源面的一侧上设置。还优选的是:载体板由玻璃制成。
[0017]根据本实用新型的另一实施方式提出:PV模块与屏蔽元件耦联，其中屏蔽元件在3-20μπι波长范围的热辐射范围中具有< 90%的透射率，这样降低了所述PV模块在PV模块的至少一个表面上的热辐射。
[0018]优选地，屏蔽元件具有<50%的透射率，优选< 15%的透射率。
[0019]此外重要的是，屏蔽元件(在设置在模块的接收面上的情况下)允许太阳辐射的高的透射。在此优选的是:屏蔽元件具有380nm至1200nm波长范围中的至少80%的、尤其优选至少90%的平均透射率。
[0020]屏蔽元件优选能够是板、薄膜和/或覆层。在覆层的情况下，优选使用溅射的、热解的或蒸镀的层。在此尤其优选的是:所谓的具有低发射率的低E层。屏蔽元件在此优选包含金属部分或包含金属化合物。尤其优选，屏蔽元件包含金属形式或化合物形式的银或锡。优选地，将覆层底衬在PV模块的后侧和/或前侧上。
[0021]当屏蔽元件是板时，在此优选使用具有最大500W/VK、尤其优选最大50W/VK的热透系数的板。
[0022]在一个优选的实施方式中，板与PV模块间隔，其中板和PV模块之间的间距优选最小为I Cm、尤其优选为3cm。最大的间距优选为50cm。
[0023 ]优选地，板连同PV模块一起可转动地支承。
[0024]另一优选的变型形式提出:板设有覆层，所述覆层具有3至20μπι波长范围中的热辐射的范围中的低的发射率。该覆层优选为低E层。
[0025]根据本实用新型，同样提供用于清洁PV模块的方法，其中将包括至少一个载体板的光伏(PV)模块与至少一个固定结构经由连接元件固定，使得有源面的平面中的每个点能够自由地沿垂直于所述平面的ζ方向运动，并且通过风作用将有源面置于运动和/或振动中，进而剥离在有源面上的堆积物，所述至少一个载体板具有有源面，所述有源面具有太阳能电池。
[0026]优选地，连接元件在PV模块的平面中设置在有源面之外，尤其以距有源面至少20mm的间距设置。
[0027]通过尤其因风引起的振动的影响，优选地能够激发PV模块的低频的自振模式，使得能够基本上防止杂质堆积在有源面上或者在有源面上存在的杂质堆积通过尤其因风引起的振动能够再次脱落并且剥离。
[0028]方法的一个优选的变型形式，通过连接元件的转动运动实现载体板的平移运动。
[0029]方法的根据本实用新型的另一变型形式提出:通过连接元件实现载体板沿z方向的或以与载体板成〈90°的角度的平移运动。PV模块能够通过风作用在基本上垂直于PV模块的平面中的z方向上运动至止挡件并且随后由于PV模块的自重或者由于弹簧元件返回到初始位置中。
[0030]根据本实用新型的方法的另一变型形式提出:PV模块与屏蔽元件耦联，其中屏蔽元件在3_20μπι波长范围的热辐射范围中具有< 90%的透射率，因此其组合成，使得PV模块相对于周围环境的热放射降低，以至于基本上不出现PV模块的结露。
【附图说明】
[0031]根据下面的附图，应详细阐述根据本实用新型的主题，而其不应当限制于在此示出的具体的实施方式。
[0032]图la、图lb、图1c示出如从现有技术中已知的PV模块。
[0033]图2a、图2b示出根据本实用新型的PV模块。
[0034]图3示出具有可平移运动性的根据本实用新型的PV模块。
[0035]图4示出根据本实用新型的PV模块，所述PV模块由于可转动地支承在固定点中允许平移运动。
【具体实施方式】
[0036]在图1a中示出具有硬的通常由玻璃制成的载体板I以及带有太阳能电池2作为底衬或顶衬的有源层的PV模块。图1b和图1c示出用于从现有技术中已知的该PV模块的固定可行性。在图1b中，PV模块具有围绕有源面的框架3，所述框架具有四个固定点4。所述固定点为了固定模块而固定在基础结构(在此未示出)上。固定点出于静力学理由距PV模块的短棱边一定距离。其将力、例如自重、风或雪引导到基础结构中。从载体板I到通常粘贴的加固部的过渡部，和从加固部到通常旋紧的基础结构的过渡部构成为刚性的连接。这引起:载体板不能够展开通过风激发的自振特性，并且所述自振特性在有源面的全部位置处实现运动。在图1c中，载体板I在后侧具有分别带有固定点6的轨道5。
[0037]在图2a和图2b中示出从根据图1b和图1c的现有技术中的系统的根据本实用新型的变型形式。在图2a中示出具有环绕的框架3的PV模块，其中在此四个固定点4以距有源面大约20mm的间距设置。在图2b中将具有轨道5的变型形式变型成，使得也在此将固定点6以距PV模块的上边缘或下边缘一定间距地设置。
[0038]在图3中示出根据本实用新型的PV模块的变型形式的横截面。在此，至少一个固定点允许受限制的平移活动裕度，例如在垂直于或倾斜于板面的Imm至1mm的大小中。如果全部固定部都具有该平移的活动裕度，那么风能够稍微提升模块，在上部止挡的情况下或在回落到初始位置中的情况下形成运动的冲击状的制动，所述制动促进堆积物的脱离。所描述类型的固定部也能够设置在模块的其他的棱边处，例如长棱边长中央附近。其在那里对负荷下引起的弯曲进行限制并且产生受控的止挡。
[0039]在图4中示出PV模块的根据本实用新型的变型形式的横截面，其中两个固定点4以距有源面2(至少)20mm的距离设置。当全部固定部都这样构成在基础结构上时，风能够激发板以振动，其中在第一自振模式中，模块的整个有源面都垂直于绘图平面运动，其在有源面的中央附近具有振动波腹。在该至少一个固定点处，能够附加地设有平移的活动裕度，所述活动裕度经由止挡件限制。此外，固定点配设有转动轴承，所述转动轴承使模块的振动变容易ο
【主权项】
1.一种自清洁的光伏PV模块，所述PV模块包括至少一个载体板(I)和至少一个固定结构(3，5)，所述至少一个载体板具有有源面(2)，所述有源面(2)具有太阳能电池，所述固定结构与所述载体板(I)经由连接元件连接， 其特征在于，所述有源面(2)的、通过所述PV模块展开的平面中的每个点沿垂直于所述平面的方向运动。2.根据权利要求1所述的PV模块，其特征在于，用于实现固定安置的点不设置在所述有源面(2)中。3.根据权利要求1所述的PV模块，其特征在于，所述连接元件在所述PV模块的平面中设置在所述有源面(2)之外。4.根据权利要求1所述的PV模块，其特征在于，所述连接元件以距所述有源面至少20mm的间距设置。5.根据权利要求1所述的PV模块，其特征在于，所述连接元件允许转动运动，和/或所述连接元件允许沿垂直于所述平面的方向或以与所述载体板成〈90°的角度的平移运动。6.根据权利要求1所述的PV模块，其特征在于，所述连接元件允许转动运动并且具有转动轴承或转动铰链，和/或所述连接元件允许沿垂直于所述平面的方向或以与所述载体板成〈90°的角度的平移运动。7.根据权利要求5或6所述的PV模块，其特征在于，所述平移运动通过至少一个止挡件来限制到小于50mm范围内。8.根据权利要求5或6所述的PV模块，其特征在于，所述平移运动通过至少一个止挡件来限制到小于1mm范围内。9.根据权利要求1至6中任一项所述的PV模块，其特征在于，所述固定结构具有至少一个框架(3)和/或至少一个轨道(5)。10.根据权利要求1至6中任一项所述的PV模块，其特征在于，所述载体板(I)由玻璃制成。11.根据权利要求1至6中任一项所述的PV模块，其特征在于，所述PV模块与屏蔽元件耦联，其中所述屏蔽元件在3_20μπι波长范围的热辐射范围中具有< 90%的透射率。12.根据权利要求11所述的PV模块，其特征在于，所述屏蔽元件是板、薄膜和/或覆层。13.根据权利要求11所述的PV模块，其特征在于，所述屏蔽元件是溅射的、热解的或蒸镀的层。14.根据权利要求11所述的PV模块，其特征在于，所述屏蔽元件是低E层。15.根据权利要求12所述的PV模块，其特征在于，所述板与所述PV模块隔开并且所述板能够与所述PV模块一起运动，其中所述板和所述PV模块之间的间距至少为lcm。16.根据权利要求12所述的PV模块，其特征在于，所述板与所述PV模块隔开并且所述板能够与所述PV模块一起运动，其中所述板和所述PV模块之间的间距至少为3cm。
【文档编号】H01L31/18GK205564772SQ201490000582
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年4月8日
【发明人】哈利·沃思
【申请人】弗劳恩霍弗应用研究促进协会