专利名称：用于太阳能电池组件的干燥设备和干燥方法
技术领域：
本发明涉及一种用于干燥太阳能电池组件的内部的设备和方法。该设备和方法特 别适用于聚光型太阳能电池(CPV)组件。
背景技术：
在聚光型太阳能电池组件中，由太阳照射的光通常通过透镜集中在表面相当小的 太阳能电池上。太阳能电池被布置于组件的底部面板上并且互连，而透镜布置在平行于底 部面板延伸的透镜板上。每个太阳能电池均与透镜相关联，所述透镜将入射在其上的光集 中在相应的太阳能电池上。在这一点上，至关重要的是尽可能精确地保持透镜板与底部面 板之间的距离，因为散焦将导致太阳能电池组件的效率变差。原则上，理想的是尽可能密封地保持太阳能电池组件，以防止组件中的太阳能电 池和电子构件受环境的影响而损坏。然而，实际情况是太阳能电池组件的温度在入射日光 辐射下比无入射日光辐射的情况下高得多。这样的效果是太阳能电池组件的内部压力根据 容纳在太阳能电池组件中的空气随温度变化的膨胀而强烈变化，并且如果组件被密封则将 导致透镜板弯曲。该弯曲将减弱组件的聚焦以及因此减弱组件的效率。为了避免这种减弱， 允许组件内部与周围环境之间的气体交换，从而，如果气体因温度升高而膨胀，则其可从组 件逸出。另一方面，当温度下降时，气体会流入组件中。在该情况下出现的问题在于在长期运行中，布置在太阳能电池组件中的太阳能电 池和电子构件会因由进入空气引入太阳能电池组件中的湿气和有害物质而损坏。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种可用于从太阳能电池组件去除有害物质和湿气 并用于干燥所述太阳能电池组件的设备和方法。该目的通过根据权利要求1所述的设备和根据权利要求13所述的方法来实现。在 相应的从属权利要求中详述了根据本发明的设备和根据本发明的方法的进一步改进的优 点。权利要求10描述了配备有根据本发明的设备的太阳能电池组件。本发明基于例如在日落后用干燥的和/或过滤的空气定期地冲洗太阳能电池组 件的思想。由于利用干燥空气冲洗，因此组件中的相对湿度水平保持得较低。布置在该组 件中的电子构件(诸如太阳能电池、二极管和连接配线)的寿命因此大大增加，并且这会导 致太阳能电池组件的有效期限大大增加。这导致产生每单位能量的成本降低，并且保证期 限可延长。根据本发明，通过根据本发明的干燥设备来实现利用干燥空气冲洗太阳能电池组 件。根据本发明的该干燥设备包括吸收器，通过该吸收器，流过吸收器的气体(优选为空 气)可被干燥，即，用于利用干燥空气冲洗组件，空气引导通过吸收器，并且被导入所述组 件中。该组件通过连接器被联接到根据本发明的干燥设备。为了保证所述干燥设备始终处于良好工作状态下，必须使吸收器被定期地再生和/或干燥。根据本发明的干燥设备因此设置有加热元件，通过该加热元件，流过所述加热元 件的气体可被加热。由此被加热的气体(例如空气)然后引导通过所述吸收器，该吸收器 借助所述加热气体被定期地再生或干燥。为了避免将用于再生所述吸收器的加热气体导入 所述太阳能电池组件中，所述干燥设备优选地被构想为包括具有排出口的分支，该分支在 吸收器与用于连接太阳能电池组件的连接器之间分叉，并且通向外部。该分支中优选地布 置有阀，该阀在加热空气为了再生的目的而流过所述吸收器时被打开，并且在未被加热的 空气(通过该未被加热的空气冲洗太阳能电池组件)流过所述吸收器时被关闭。优选地， 在所述分支与用于太阳能电池组件的所述连接器之间布置另外的阀，所述阀在加热空气为 了再生目的流过所述吸收器时被关闭，并且在将已由所述吸收器干燥的冷空气引入所述太 阳能电池组件中时被打开。在所述排出口的下游，可设置另外的过滤器。根据本发明，所述加热元件例如可以是太阳能集热器、真空集热管和/或电加热 装置。另外，还可以直接在吸收器上或吸收器中设置至少一个另外的加热装置，该加热装置 在再生期间自身加热所述吸收器。而且在该情况下，通过太阳能或电能实现加热。根据特别优选的实施方式，所述干燥设备设置有旁通管道，通过该旁通管道，通过 气体入口流入所述干燥设备中的空气可以绕过所述加热元件被引导到所述吸收器中。这尤 其在加热元件通过太阳能工作或者不容易冷却的情况下有意义。所述旁通管道中优选布置有阀，通过该阀可控制通过旁通管道的空气流。另外，可 以控制空气在加热元件中流动的阀可设置在旁通管道的分支与加热元件的进口之间。由此可见，根据本发明的干燥设备可在两种模式下操作。一方面是利用干燥空气 冲洗太阳能电池组件的干燥模式，另一方面是吸收器再生和/或干燥的再生模式。在干燥模式下，通过进口流入干燥设备中或抽入干燥设备中的气体(即，优选为 空气)首先被引导通过任选的过滤器，例如，灰尘过滤器。然后，空气流过未被加热的加热 元件，或者流过绕过所述加热元件的旁通管道，然后通过进口流入所述吸收器中。如果在所 述干燥设备中设置这样的旁通管道，则可被设置所述加热元件的入口的上游的所述阀在干 燥模式下优选地被关闭，并且所述旁通管道中的所述阀被打开。在流过所述吸收器之后，空气通过所述排出口离开所述吸收器，并且通过所述开 口、任选的第二阀和所述连接器进入待被干燥的太阳能电池组件。在再生模式下，空气通过进口和任选的过滤器被再次抽入所述设备中，所述空气 首先流过所述加热元件，随后流过所述吸收器。如果这里设置旁通管道，则优选布置在该 旁通管道中的所述阀被关闭，而优选布置在所述加热元件的所述入口的上游的所述阀被打 开。优选地，通过分支和阀在所述吸收器与用于连接太阳能电池组件的所述连接器之间设 置排出口。在再生模式下，该阀打开，使得流过所述吸收器的热空气可流过所述阀并且流出 所述排出口。布置在所述分支与用于太阳能电池组件的所述连接器之间的阀在该情况下将 被关闭，从而防止被加热的空气流入所述太阳能电池组件中。所述干燥和再生模式优选例如在白天和黑夜循环中交替地执行。为了保证流动，所述干燥设备优选地设置有鼓风机或风扇。该鼓风机或风扇可以 被布置在所述进口的正下游，或者布置在紧随进口的过滤器的正下游。硅胶特别适于被用作所述吸收器中的吸附剂。用于干燥和再生的气体优选为空 气。
本发明还公开了一种干燥太阳能电池组件的方法，该方法可通过根据本发明的干 燥设备来执行。该方法被构想成，在一个步骤中，具有第一温度的气体(优选为空气)通过 至少一个吸收器而被引入太阳能电池组件中。在该步骤中，太阳能电池组件可由已被吸收 器干燥的空气冲洗，即，该步骤对应于干燥模式。在另一步骤(即再生步骤)中，气体(优选为空气)首先在加热元件中被加热至 第二温度，该第二温度高于上述的第一温度。接着，将被加热的空气引导通过所述吸收器， 从而干燥和/或再生该吸收器。该步骤对应于再生模式。优选地，利用干燥空气冲洗和再生吸收器的上述两个步骤被交替地执行，从而当 空气已通过吸收器被干燥时，所述吸收器将被再生。然后该吸收器再次准备使用，使得干燥 另外的空气。正如上述设备那样，通过利用例如太阳能集热器、真空集热管和/或电加热装置 在根据本发明的方法下加热所述空气。还可以在再生步骤中直接加热所述吸收器自身。为 了提高所使用的构件的使用寿命，优选在空气分别进入加热元件与吸收器之前由过滤器 (例如灰尘过滤器)过滤。
下面，参照附图示例性地说明根据本发明的设备和根据本发明的方法，附图中图1示出了在利用干燥空气冲洗太阳能电池组件期间根据本发明的干燥设备；以 及；图2示出了在吸收器再生期间根据本发明的干燥设备。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的用于干燥太阳能电池组件1的干燥设备。太阳能电池组 件例如可以是由Concentrix Solar GmbH公司生产的Flatcon聚光组件。在该干燥设备的 情况下，利用泵2、鼓风机2或风扇2将空气通过灰尘过滤器3抽入设备中。当沿空气流动 方向看时，鼓风机2直接布置在灰尘过滤器3后面。在图1中示出了在太阳能电池组件1 通过干燥空气冲洗的情况下根据本发明的干燥设备。为此，空气通过布置在旁通管道4中 的阀5并通过旁通管道4被导入鼓风机2的下游的吸收器6中。在流过吸收器6之后，空 气通过阀7和连接器8而流入太阳能电池组件1中。通过关闭布置在加热元件9的入口的 上游的阀10防止加空气通过加热元件9流动。在用干燥空气冲洗期间被关闭的阀11还防 止流过吸收器6的空气通过出口 12逸出。在用干燥空气冲洗期间，空气在根据本发明的干 燥设备中首先流过进口 13，然后流过灰尘过滤器3，然后通过鼓风机2。随后，空气流过布置 在旁通管道4中的阀5并流过旁通阀管道4，由此空气流过吸收器6和阀7，并且流过排出 口 8而进入太阳能电池组件1中。图2在这里示出了在吸收器再生期间根据本发明的设备。相同的附图标记在这里 与图1中的相同元件对应。在再生期间，空气通过鼓风机2经由进口 13被抽入该设备中。 在该处理过程中，空气首先流过过滤器3，然后流过鼓风机2，并随后流过现在打开的阀10。 布置在旁通管道4中的阀5现在关闭。在阀10的下游，空气现在流过加热元件并在该加热 元件处被加热。被加热的空气然后流过吸收器6，当所述空气流过时该吸收器被再生和/或被干燥。在穿过吸收器6后，空气流过现在打开的阀12，并且通过另外的灰尘过滤器14并 通过出口 12而流到外部。布置在连接器8的上游的阀7关闭，并且防止加热空气流进太阳 能电池组件11中。 由此可见，通过打开并关闭阀5、7、10和11，根据本发明的干燥设备可在太阳能电 池组件被干燥空气冲洗的状态与吸收器再生的状态之间转换。
权利要求
1.一种用于太阳能电池组件(1)的干燥设备，该干燥设备包括至少一个吸收器(6)，流过该吸收器(6)的气体可被所述吸收器干燥，所述吸收器具有 用于供气体流过的入口和出口；至少一个加热元件(9)，流过所述加热元件(9)的气体可被所述加热元件加热，所述加 热元件具有用于供气体流过的入口和出口；以及连接器(8)，气体可通过该连接器被导入太阳能电池组件(1)中， 其中，所述吸收器(6)的所述出口以引导气体的方式与所述连接器(8)连通，并且其 中，所述加热元件(9)的所述出口以引导气体的方式与所述吸收器(6)的所述入口连通。
2.根据权利要求1所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有排出口(12)，该排出口借助位于所述吸收器(6)的所述 出口与所述连接器(8)之间的分支经由第一阀(11)以传导气体的方式与吸收器(6)的所 述出口连接。
3.根据权利要求2所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有第二阀(7)，该第二阀被布置于所述分支与所述连接器(8)之间，并且适用于控制气体从所述连接器(8)的流动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有旁通管道，气体通过该旁通管道可绕过所述加热元件(9)被导入所述吸收器(6)的所述入口中。
5.根据权利要求4所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有第三阀(5)，该第三阀被布置于所述旁通管道中，并 且适用于控制气体通过所述旁通管道(4)流动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有第四阀(10)，该第四阀被直接布置在所述加热元件(9) 的所述入口的上游，并且适用于控制气体在所述加热元件(9)中的流动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有第二泵O)、鼓风机( 和/或风扇O)，通过该第二泵、 鼓风机和/或风扇，气体可被抽入或移动到所述干燥设备中；和/或所述加热元件(9)的 所述入口中；和/或所述吸收器(6)的所述入口中；和/或所述旁通管道中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，该干燥设备具有灰尘过滤器C3)和/或灰尘过滤器(14)，所述灰尘过滤器 (3)沿所述气体流动方向被布置在所述泵( 和/或所述鼓风机( 和/或所述风扇(2) 的上游；和/或所述加热元件(9)的上游；和/或所述吸收器(6)的上游，所述灰尘过滤器 (14)布置在所述排出口 (12)处。
9.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，所述加热元件(9)为太阳能集热器；和/或真空集热管；和/或电加热直ο
10.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备，其特征在于，所述吸收器(6)可通过布置在该吸收器上的加热装置和/或通过入射在 该元件上的太阳能辐射被加热。
11.根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备， 其特征在于，所述吸收器(6)包含硅胶。
12.—种太阳能电池组件，其特征在于，该太阳能电池组件具有根据前述权利要求中任一项所述的干燥设备。
13.—种干燥太阳能电池组件(1)的方法，其中，在一个步骤中，将具有第一温度的气体通过至少一个吸收器(6)引入所述太阳 能电池组件⑴中；并且其中，在另一个步骤中，气体首先在加热元件(9)中被加热至高于所述第一温度的第 二温度，然后通过所述吸收器(6)被引导，以干燥和/或再生所述吸收器。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述加热元件为太阳能集热器；和/或真空集热管；和/或电加热装置。
15.根据权利要求13、14中任一个所述的方法， 其特征在于，所述吸收器在所述另一个步骤中被加热。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收器在所述另一步骤中通过布置在该吸收器上的电加热装置和/ 或通过入射在该吸收器上的太阳能辐射被加热。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于，在所述一个步骤和/或所述另一个步骤中，气体在流过所述吸收器和/或 所述加热元件之前和/或之后被引导通过灰尘过滤器。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法， 其特征在于，所述气体为空气。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其特征在于，利用根据权利要求1至11中任一项所述的干燥设备执行所述方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于干燥太阳能电池组件的内部的设备和方法。该设备和方法特别适用于聚光型太阳能电池(CPV)组件。所述干燥设备包括用于干燥穿过的气体的吸收器和用于加热穿过的气体的加热元件，并且通过连接器与太阳能电池相连接，从而将干燥气体供入太阳能电池中。
文档编号H01L31/024GK102047437SQ200980119308
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年5月30日
发明者亚历山大·哈肯乔斯, 亚历山大·摩根斯特恩, 卡尔·弗里德里希·哈尔伯格, 托马斯·努涅斯, 阿希姆·沃格特 申请人:康森特克斯太阳能公司