太阳能面板、导热突起和冷却剂护套的制作方法

本公开涉及用于将阳光转换为电力的太阳能面板。特别地，本发明涉及用于改善从太阳能面板的散热的方法和设备。

背景技术：

1、被其制造商评估为能够在最优性能下产生一定量电力的太阳能面板实际上可能由于高的工作温度而产生明显更少的功率。这是因为要求制造商在理想的标准测试条件(stc)下表征太阳能面板。标准测试条件(stc)的强制推行允许对太阳能面板的性能进行比较。然而，stc包括25℃测试温度的要求(为了完整性，可以注意到其它测试条件包括在1000w/m2下通过1.5个单位的大气质量的阳光照射)。当在现实生活应用中采用时，太阳能面板中的光伏电池被直射阳光快速加热到25℃以上。每增加10℃，估计有5％的产率下降。这意味着stc数据仅对于在标准温度下比较太阳能面板是好用的，但是对于表征它们的实际性能则并非如此。

2、在温带的欧洲地区，估计阳光在stc下在标准太阳能面板中产生大约1000w/m2的电力。标准太阳能面板具有大约2m2的工作表面积，并且由此应当产生大约2000w。典型地，照射到太阳能面板上的阳光仅有20％被转换为电力。到达太阳能面板的阳光中的25％只是被反射掉而已。然而，其余的55％则作为散到周围环境中的热量而损失了。这55％的释放掉的阳光原本能够在标准太阳能面板中产生另外的1100w。

3、由于热量所导致的产率损失问题会自恶化(self-aggravating)。热的光伏电池将阳光不充分地转换为能量。因此，太阳能面板的温度越高，该太阳能面板中的光伏电池将阳光转换为电力就越不充分，并且这进而导致更多阳光作为热量而损失，其更进一步地加热光伏电池。

4、光伏电池由于它们布置在封装于两层透明塑料之间的单个层中而易于被加热，上述各层全部由钢化玻璃层覆盖。这些透明层允许阳光通过以到达光伏电池。然而，光伏电池中产生的热量却无法通过辐射经透明层逸出。因此，太阳能面板中的热量仅通过传导散至周围空气中，这是一个相对慢的过程。

5、已经尝试提供了集成有不锈钢管材的自冷却太阳能面板。该管材在太阳能面板内被铺设于光伏电池之下。通过泵将水持续地送入金属管材之中。热量由此传递至管材之中并且被管材内的水带走。然而，由于不锈钢是昂贵的，所以该方法并不令人满意。因此，不锈钢管材横跨太阳能面板的平面是稀疏的而并不足够密集来有效地冷却太阳能面板。此外，内部具有不锈钢管材的太阳能面板变得更重，并且这增加了运输和安装的成本。另外，如果业主希望享有更好的产电率，现有的屋顶式太阳能面板就必须过早地被这样的自冷却太阳能面板所替换。

6、因此，期望提供一种或多种可能改善对现有的已安装太阳能面板进行冷却并且可能缓解现有技术中所发现问题的方法。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明提出了一种太阳能面板，包括：背板；该背板具有突起。特别地，该突起适于将热量从该背板传导走。

2、一方面，该突起装饰该背板的外表面并且打破该背板的平坦性。这在该背板上建立了异形表面，其增加了该背板的表面积。与平整的表面区域相比，表面积的增加允许热量更快地被辐射或传导走。这是因为与相同周长和二维尺寸的不均匀或异形或者甚至曲面的表面相比，平整表面具有最小的面积。

3、另一方面，该突起将热量从该背板传导至该突起所延伸的方向。在该突起从已安装太阳能面板向下伸出的情况下，来自太阳能面板的热量沿着该突起向下传导。虽然热量在固体内沿着每个方向中传导，但是环境对流通常促使热量向上移动。例如，困在太阳能面板中的气穴促使太阳能面板中的热量向上传递。此外，如果太阳能面板与地面以一定角度安装，则在该太阳能面板的较高端所收集的热量可能更容易通过环境空气的移动而散失。这导致了热量的向上移动。

4、对于应用任何冷却措施而言，处于已安装太阳能面板背面的面朝下方的背板都是最为便利的位置；该背板除了作为太阳能面板的支撑之外没有特别的用处，并且具有平整且宽阔的表面而没有任何装饰。然而，从背板去除热量却是低效的，因为不会促使热量移动从太阳能面板的其它部分向下进入到该背板之中。该突起缓解了这种低效。因为该突起从背板向下延伸，从而能够将热量从背板传导走，使得更多热量移动到背板之中。这还允许将冷却剂设置于背板之下以从该突起吸收热量。于是，从背板上的突起高效地去除热量鼓励热量从太阳能面板移动至该背板之中。

5、典型地，该突起由良好的热导体所制成，诸如金属材料。更优选地，该材料是铝，因为铝足够轻质以便固定至背板，铝是良好的热导体并且不易于氧化。

6、本领域技术人员应当清楚的是，该突起并不需要是背板自身的一体的延伸部，而是增加至背板表面的任何装饰物。

7、在一些实施例中，该突起呈条状，即，可以平整地铺设到背板上的纤薄平面层。即使是纤薄的，这样的平面层仅通过增加背板上的表面积以及通过将热量从背板引导走也会提供充分散热的可能性。

8、可选地，该突起是辐射鳍片，其同样通过提供显著增加的表面积而改善散热。

9、优选地，冷却剂护套安装到该背板上，使得该突起固定于该冷却剂护套和该背板之间。冷却剂护套是能够抵靠该背板设置并且从该背板吸收热量的任何设备。典型地，提供冷却剂流体在该冷却剂护套内流动，从该冷却剂护套吸收并带走热量。

10、与冷却剂护套和突起中的任一个单独工作相比，它们共同工作会更有效地改善热量去除；由于通过该突起改善了热量从异形背板的散发，该冷却剂护套能够更有效地从太阳能面板吸收热量。

11、典型地，该冷却剂护套包括该至少一个突起可以插入其中的至少一个凹陷部。因此，该突起将热量引导到该凹陷部之中。这改善了热量传递到水护套中的效率，其原因在于，其迫使热量与包围突起侧面的表面进行交互。

12、典型地，该冷却剂护套包括适于供冷却剂流体流动的通道。优选地，该冷却剂流体是水。水是环境条件下是良好的热导体并且在经常使用小型太阳能面板的居住区中是充足的。可选地，该冷却剂流体是空气或者任何压缩惰性气体。在水或其它冷却剂流体不易获取的地方，空气是良好的替代品。

13、在第二方面，本发明提出了一种用于设置到太阳能面板的背板上的导热突起。典型地，该突起适于将热量从该背板引导走。因此，该突起提供了向现有的已安装太阳能面板提供冷却系统的可能性，因为可以购买和将它设置到任何太阳能面板的背板上。这可以允许对现有太阳能面板进行扩增和改进，而不是被替换。

14、优选地，该导热突起具有装配到铺设到该背板上的吸热层中的对应的凹陷部之中的尺寸，其中将热量从该背板引导走包括将热量引导到该吸热层中。冷却剂护套是吸热层的一个示例。典型地。该凹陷部包裹该突起，其中在该凹陷部和该突起之间具有尽可能多的表面接触。

15、在进一步的方面，本发明提出了一种增强从太阳能面板散热的方法，包括步骤：设置与太阳能面板的背板相接触的突起，用于将热量从该背板传导走，尤其是以该突起延伸的方向将热量传导走。

16、优选地，该突起设置为成平面的金属件，诸如金属条的平整件。更优选地，该突起是铝条。典型地，该金属条适于装配到吸热层中对应的凹陷部之中，以便由该凹陷部包裹。该突起由该凹陷部包裹确保了从该突起散发的热量尽可能多地被引导到包裹的吸热层的表面之中。

17、在进一步的方面，本发明提出了一种用于太阳能面板的冷却剂护套，包括：至少一个用于冷却剂的管道；其中该冷却剂护套能够设置到太阳能面板的背板上，使得热量从该背板传递至该冷却剂中。该冷却剂护套提供了现有太阳能面板在它们被阳光加热时能够有效冷却的可能性，从而这些现有太阳能面板的性能和寿命可以有所改善。该冷却剂护套可以由适于附接成从太阳能面板的背板垂下的轻质塑料所制成。

18、可选地，可以生产已经集成有冷却剂护套的新型太阳能面板。因此，可以生产不需要向其固定单独的冷却剂护套的新一代太阳能面板。

19、优选地，该冷却剂护套要铺设到背板上的表面进一步包括凹陷部，用于容纳从太阳能面板的背板延伸的突起。该突起将热量从背板传递至该冷却剂护套之中。

20、可选地，该凹陷部预嵌入有该突起，使得该突起能够与背板相接触地设置，从而当该冷却剂护套铺设到背板上时成为从该背板延伸的突起。这使得用户免于必须布置诸如铝条的突起来装饰太阳能面板。

21、在又进一步的方面，本发明提出了一种热水器，包括上文提到的用于从太阳能面板吸收热量的水护套，其中来自该水护套的热量供至水源。典型地，该热水器能够用于加热日用水。

22、优选地，该水护套容纳用于从太阳能面板吸收热量的冷却剂，该冷却剂可用于将热量提供给热交换器以加热日用水的供水。

23、可选地，该冷却剂护套具有大体矩形的形状；并且该导管具有入口和出口；该入口位于该矩形冷却剂护套的第一角附近；并且该出口位于与该第一角沿对角线相对的角附近。与入口和出口未定位在沿对角线相对的角处的冷却剂护套相比，此构造允许许多矩形冷却剂护套连接在一起，其中一个冷却剂护套的出口可以使用相对较短长度的冷却剂管材连接至下一个冷却剂护套的入口。