专利名称：太阳能应用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助于太阳能电池应用太阳能的装置，由此涉及到太阳能电池在一个支承结构上的配置。
本发明的任务是提供一种对于太阳能电池在支承结构上的配置特别合适的符合目的的配置结构，这种配置结构应是高强度的而其重量极轻，最好能与水上运输工具的甲板组成一体。应该以尽可能简单的方式配置获取能量的太阳能电池，以便使配置太阳能电池的费用保持在可以承受得了的范围内，这种配置应该在采用很少的且不易出故障的工具或手段下完成。另一个主要目的是这种太阳能电池的配置结构的重量应尽可能的轻，以便这种结构除了特殊的应用情况外还可以通用。
为了尽可能在最大限度上实现上述任务，在本发明中采用了无框架地封装的太阳能电池，即所谓太阳电池板(Solarlaminaten)和一个安装和固定这些太阳能电池的支承结构。最好是在支承结构上安装数个这种太阳电池板，并且特别地借助于一种平滑地张紧在支承结构上的并且沿支承结构的边缘固定的透明薄膜将这些太阳电池板固定在支承结构的上表面上。
下面对照附图对本发明进行较详细的说明。
图1 一个按照本发明装备了太阳能应用装置的船型侧面图;
图2 一块按照本发明应用的太阳电池板;
图3 一种按照本发明的太阳能电池配置结构的横截面图，它通过图1所示的装有太阳电池板的船的两个顶板(盖)中的一个。
一个相应结构的船3的前甲板1和顶板2的上表面上装有封装的太阳能电池。这些太阳能电池做成没有周围框架的太阳电池板，即太阳电池模块。数个太阳能电池4按照一定的方式，最好是沿一列或者也可以沿相互交叉的数列前后左右排列地封装在一个透光的薄膜带5中或者封装在一个相应的薄板中，也就是说，薄膜带5或薄板将这些电池4的全部表面都包封住，其中包封着电池4的薄膜带5或薄板可以由两个上下叠在一起相互间平面相连的单个薄膜带或薄板组成，太阳能电池4保持在它们之间。其中的一个在已装入的状态向着太阳照射方向的薄膜带或薄板由透光材料组成的，另一个薄膜带或薄板可以由同样的材料或者必要时由另一种材料组成，还可能采用不透光的材料制做。这种“太阳电池板”4、5的太阳能电池是相互电连接的，它们有一个公共的电流输出接头6。通常情况下，这种太阳电池板的周边上要装上一个板条(或框架)，而在本发明中采用的是无框架的太阳电池板，也就是说没有设置板条。在顶板和前甲板上都安装了一组组排列的许多这种太阳电池板，并且它们相互间是电连接的。
为了容纳或安装已封装的太阳能电池，前甲板1和/或顶板2本身可以作为支承结构来使用。顶板及前甲板设计成所谓的夹层结构，在这种夹层结构中，一个上甲板和一个下甲板之间设置了固体泡沫，使之相互保持一定的间距，并且通过使用固体泡沫在整个平面上与上下甲板相连而加强了其结构强度。按照本发明，预制的且最好是通过合理布局而设计制造的固体泡沫7设置在两个垫子8、9(例如用稳定纤维材料制做的垫子)之间。固体泡沫7中设有一些通孔10，通孔10在泡沫7的两个表面之间与垫子平面相垂直的延伸。在其中的一个垫子的外侧上涂上处于流动状态的的合成树脂，而在另一个垫子的外侧上加上一个真空(或低压)，使得合成树脂通过第一个垫子，通孔10和第二个垫子而吸入，这样当合成树脂凝固后就形成了一个由两个垫子8、9和固体泡沫7组成的具有极平滑的坚固表面的连接体。这样制做的夹层结构本身足已知的，因此，在此不必作更详细的说明。在本发明中应用的夹层结构中，上甲板不是平的，而是制做成波状的，以便保证，一方面支撑太阳能电池，另一方面对其冷却，其中，由其形状形成的周壁通道(波凹)同时或交替地用于容纳电气部件和电缆。按照目的要求，这些波凹向内朝底部方向锥形地逐渐变窄。这些波形基本是直角的。其各角可以是倒圆角的。
通过上甲板或上垫子的形状在纵向上达到了一个极高的强度，而在横向上强度是通过上、下甲板或垫子8、9与位于其间的固体泡沫7相连接而达到的。用于安装已封装的太阳能电池4、5的支座体的结构是自身支承的，不需要任何其它支座结构。
支承结构及支座体的制做是与下甲板9和成型上甲板8以及位于其间的固体泡沫7在同一步骤中完成的，因此可以实现成本低的成批生产。
每块太阳电池板都放置在支承结构的凹陷边缘12上，该凹陷的深度对应于太阳电池板的厚度，因此太阳电池板和包围着太阳电池板的支承结构位于一个最多是浅平拱形的水平面中。
然后由一个薄膜13将已封装的太阳能电池固定住。薄膜13是无气孔(或气泡)无皱折地且按照目的要求张紧地铺在太阳电池板和支承结构的各边缘上，并且用一种溶水粘胶剂将其粘固。一张相应尺寸的薄膜(在一些情况，它可以由多个单独的薄膜带组成)可以将前甲板或顶板上的太阳电池板固定在各个相应的支承结构上，或者，这些太阳电池板也可以组成一些组，每组的太阳电池板由一张薄膜固定。一块太阳电池板4、5中所装的太阳能电池数目视具体情况而定，在某些情况下也可以只封装一个太阳能电池。
所用的薄膜本身上是商业上通用的。薄膜应该是高强度的高透光性的，对紫外线有极高的耐光性以及耐刮性(或耐划痕性)。在铺设之前其一面上涂上一层水溶性粘胶剂。
如果薄膜是无气孔的，并且用粘胶剂粘贴在相配的太阳电池板上，那么不会因光的反射产生任何损失。而总的损失是极小的，以致于薄膜不会(或者在极小的程度上)影响太阳电池板的效率。
在铺装薄膜之前，与薄膜相接触的部件或部分被润湿，以使粘胶剂起作用。
总体上来说本发明提供了一种配置结构或装置，它由很少的，工作可靠的价格低的部件组成，其组装费用极低。该配置结构或装置的工作寿命较长，但如果某个太阳电池板被损坏，可以暂时地取下薄膜，在一定情况下也可以只取下一部分薄膜，对电池板进行修理或更换。这样，配置结构又可以同样简单地重新工作，虽然薄膜用来防止电池板向上脱离支承结构是一种理想的手段，但这样并不是唯一的手段。
为了避免张力过大以及弥补可能存在的尺寸偏差，太阳电池板经一种弹性垫片如橡胶条14(MOOSgummistreifen)或类似物而支撑在支承结构上。尤其是在太阳电池板和支承结构的缘边之间的这种橡胶条此外还防止了在太阳电池板和支承结构之间渗入水分。此外，用弹性持久的密封材料15(例如硅橡胶)充填间隙也起到防潮的目的。
泡沫材料支座体7可以是整体的，也可以由多块构成。
总体上来说，本发明的特征在于由数个太阳能电池组成无框架的太阳电池板，这些太阳能电池相互并排地交替地封装在一个薄膜或板形支座中，支座的至少朝向阳光的一侧是透光的，并且是平的。上述太阳能电池板被置于一个支承结构中，它是一个夹层结构，例如可由两个甲板层和一个支座泡沫层组成，形成一个环形凹陷缘边，太阳电池板与支承结构的上表面齐平地安置在该凹缘上，该凹缘在两个平行的缘边部分之间是波形的，以便在较高位置的部分上支撑太阳电池板，而使其较深位置处的部分用于引导冷却介质和安放输能部件的通道。
权利要求
1.借助于太阳能电池应用太阳能的装置，其中，这些太阳能电池配置在一个支承结构中，它们相互电连接在一起并有一个输出电能的外部接头，其特征在于，无框架的太阳电池板的部件是数个太阳能电池，这些太阳能电池相互并排地封装在一个薄膜形或板形支座中，该支座的至少朝向太阳光线的一侧是平的和透光的，该太阳电池板位于支承结构中，该支承结构由两个甲板层和一个支座泡沫层组成，形成一个环形凹陷缘边，太阳电池板与支承结构的上表面齐平地安置在该凹陷缘边上，该凹陷缘边在两个平行的缘边部分之间是波形的，以便在较高位置的部分上支撑太阳电池板，而使其较深位置处的部分用作引导冷却介质和安放输能部件的通道。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，太阳电池板(4、5)与支承结构(7、8、9)固定相连。
3.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，数个太阳电池板(4、5)相互并排地配置在一个公共的支承结构中。
4.按照权利要求2或3的装置，其特征在于，太阳电池板和支承结构(7、8、9)之间的连接通过一种透光的，抗扩张，有抵抗力的薄膜(13)来实现，该薄膜无气孔无皱折地且张紧地固装在太阳电池板旁的支承结构(7、8、9)的上表面上和太阳电池板(4、5)本身上。
5.按照权利要求3或4的装置，其特征在于，薄膜(13)粘贴在太阳电池板(4、5)和支承结构(7、8、9)上。
6.按照权利要求5的装置，其特征在于，薄膜(13)用一种水溶性粘胶剂粘则。
7.按照权利要求1至6中之一的装置，其特征在于，太阳电池板(4、5)经一个弹性垫片(14)支撑在支承结构(7、8、9)上。
8.按照权利要求7的装置，其特征在于，垫片由一个或相应的多个(苔)橡胶带(14)制成。
9.按照权利要求1至8中之一的装置，其特征在于，太阳电池板(4、5)和支承结构(7、8、9)之间的间隙由一种弹性持久的材料(15)，例如硅橡胶或合成橡胶进行密封。
10.按照权利要求1至9中之一的装置，其特征在于，所述波形基本上是直角的。
11.按照权利要求10的装置，其特征在于，波形的角是倒圆了的，波凹朝底部方向是锥形地逐渐变窄的。
12.按照权利要求1至11中之一的装置，其特征在于，太阳电池板组件和支承结构是船(3)的一个位于阳光照射下的水平的表面或必要时是一个浅平拱形的表面(1、2)。
13.按照权利要求12的装置，其特征在于，所述表面是一个可让人走的甲板面(1)。
14.按照权利要求1至13中之一的装置，其特征在于，支承结构由两个稳定纤维垫子组成，两个垫子之间设置预制好的泡沫材料成型件，这些成型件包围住上下表面之间的朝着垫子平面垂直延伸的连接通道并且通过合成树脂与垫子相连，该合成树脂在可流动的状态下涂到一个垫子的外表面上，经真空方法抽吸而流过该垫子，连接通道以及另一个垫子，然后被凝固起来，这样，支承结构的两个上表面是由树脂浸渍的特别光滑的稳定纤维垫子组成。
全文摘要
一种借助于太阳能电池的太阳能应用装置。5、1之间数个太阳能电池组成一个无框架的太阳电池板，这些电池并排地封装在一个薄膜状或板状支座中。电池板位于一个由两个甲板层和一个泡沫层组成的支承结构中，在支承电池板的两个平行缘边部分之间是波形的，以便在较高处的部分上支撑太阳电池板，而在较深的部分中用作引导冷却介质和安放输能部件的通道。
文档编号H01L31/042GK1057898SQ91104480
公开日1992年1月15日 申请日期1991年7月3日 优先权日1990年7月4日
发明者鲁杰克·安里斯, 施奈德·斯特番 申请人:约瑟夫·比克有限公司施奥泰尔船厂