专利名称：太阳能发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电装置，特别是涉及一种具有可分离式散热板的太
阳能发电装置。
背景技术：
如图1A及1B所示，已知太阳能发电装置1由框架12及多个以串联方式互相电连 接的太阳能芯片模块14所组成。太阳能芯片模块14由太阳能芯片141、二极管142及绝缘 板143组成。太阳能芯片141与二极管142互相连接，且放置于绝缘板143上。框架12包 含金属底板121。太阳能芯片模块14则放置于框架12的金属底板121上。 然已知太阳能发电装置1运作时，由于光线聚集于太阳能芯片141，故太阳能芯片 141周围热量相当高。热量会由太阳能芯片141传导至金属底板121，再由金属底板121以 放射状扩散出去。金属底板121上愈接近太阳能芯片141的位置则愈热，愈远离太阳能芯 片141的位置则温度愈低。 —般而言金属底板121以铝制成。为提升热扩散效率，可以热扩散效率优选材料 如铜来取代。但铜相对于铝来说，价格较为昂贵，此会造成成本大幅增加。此外，当太阳能 发电装置1中任一太阳能芯片141损坏或故障，或欲维修检查任一太阳能芯片141时，因为 太阳能芯片141间彼此串联，故需整个太阳能发电装置l停机，才可拆卸其中一个太阳能芯 片141更换或检查。如此，太阳能发电装置1则无法继续运作，甚为不便。
实用新型内容鉴于以上的问题，本实用新型目的在于提供一种具有可分离式散热板的太阳能发
电装置，可提升散热速率，有效排除太阳能芯片周围的热量；且太阳能芯片在维修、检查时，
太阳能发电装置不需停机，仍可继续发电，以解决已知技术所存在的问题或缺点。 为达到上述目的，本实用新型太阳能发电装置包含基板；多个串联的发电单元。每
个发电单元包含散热板，可分离式地连接该基板；太阳能芯片，设置于散热板上；及整流元
件与太阳能芯片并联。当发电单元的散热板其中之一与基板分离时，其它发电单元将可继
续运作。
利用上述技术特征，可以达到下列功效 1.针对局部热源的散热做加强改善，以符合散热需求，且因为为局部改善，不需整 个基板皆更换，可节省成本。 2.太阳能芯片与整流元件分别模块化，可达到热插拔功能；装置维修检测时，亦 不需停机，可提升装置操作效率。 以下详细叙述本实用新型的特征以及优点，其内容足以使任何本领域一般技术人 员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所披露的内容、权利要求及附
图，任何本领域一般技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以上关于本实 用新型内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本实用新型的原理，并非用以限定本实用新型的范畴。
[0011]图1A为已知太阳能发电装置结构图。图IB为已知太阳能芯片模块结构图。图2为本实用新型太阳能发电装置的结构图。图3为本实用新型发电单元的结构俯视图。图4为本实用新型发电单元的电路图。图5A为本实用新型第二实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构俯视图。图5B为本实用新型第二实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构侧视图。图6A为本实用新型第三实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构俯视图。图6B为本实用新型第三实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构侧视图。图7A为本实用新型第四实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构俯视图。图7B为本实用新型第四实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构侧视图。图8A为本实用新型第五实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构俯视图。图8B为本实用新型第五实施例散热板、基板及太阳能芯片连接的结构侧视图。图9A为本实用新型第六实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构俯视图。图9B为本实用新型第六实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构侧视图。图10A为本实用新型第七实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构俯视图图10B为本实用新型第七实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构侧视图图11A为本实用新型第八实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构俯视图图11B为本实用新型第八实施例散热板、基板及太阳能元件连接的结构侧视图附图标记说明l:太阳能发电装置12:框架121 :金属底板14 :太阳能芯片模块141 :太阳能芯片142 :二极管143:绝缘板 2:太阳能发电装置22 :框架 221 :基板2211 :第一突出部 2212 :孔洞222a :第一开口223a :第二开口225 :顶板 24A、24B、24C、24D :发电单元241a、241b、241c、241d :太阳能芯片242a、242、242c、242d :整流二极管243a :绝缘板 244a :散热板244al :第二突出部245a :载板246 :聚光构件 247 :第二导线25 :第一导线31 :基板32 :散热板33 :太阳能芯片34 :螺栓41 :基板[0047]42 ::散热板43 :太阳能芯片44 ::螺栓51 :基板52 ::散热板53 :太阳能芯片61 ::基板62 :散热板63 ::太阳能芯片71 :基板72 ::散热板73 :太阳能元件731:太阳能芯片732 :散热基座733:母螺纹734 :第一部分735:第二部分736 :连接垫81 ::基板82 :散热板83 ::太阳能元件831 :太阳能芯片832:散热基座833 :母螺纹91 ::基板92 :散热板93 ::太阳能元件931 :太阳能芯片932:散热基座
具体实施方式为使对本实用新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，现配合实施例 详细说明如下。 图2为本实用新型太阳能发电装置2的结构图。本实用新型太阳能发电装置包 含框架22 ;设置于框架22内部的多个发电单元24A，24B、24C及24D ;串联多个发电单元 24A-24D且设于框架22的基板221上的第一导线25 ;及聚光构件246嵌设于框架22顶板 225中，聚光构件246对应发电单元24A-24D。 参考图2，框架22为矩形框体形状，内部具有容置空间。框架22包含基板221及 顶板225分别设于框架22的底部及顶部。基板221为金属材料，一般为铝板。基板221形 成多个开口 ，如第一开口 222a及第二开口 223a，分别用以收纳发电单元24A的散热板244a 与载板245a。太阳能发电装置2于操作时，基板221可与外界接触，排散太阳能发电装置2 的热量。 图3为发电单元24A的结构俯视图，发电单元24B-24D的结构与发电单元24A相 同。参考图3，发电单元24A包含太阳能芯片241a设置于绝缘板243a上；散热板244a供承 载绝缘板243a，散热板244a可分离式地连接基板221 ;整流二极管242a，设置于载板245a 上，载板245a可分离式地连接基板221 ;及第二导线247，用以使太阳能芯片241a与整流二 极管242a电连接。本实施例示范四组发电单元24A-24D，然不以此为限。太阳能芯片241a 可为已知吸收光线而将光能转换为电能的元件。绝缘板243a供太阳能芯片241a放置于其 上，绝缘板243a可由任何合适的绝缘材料制成。散热板244a设置于基板221的第一开口 222a中并可分离式连接于基板221。散热板244a与基板221可以嵌卡、卡合、锁固或其它 合适方式形成可分离式的连结。举例而言，在本实用新型第一实施例中(见图3)，基板221 于第一开口 222a处形成朝向第一开口 222a的第一突出部2211，第一突出部2211内形成 孔洞2212 ;散热板244a的边缘具有垂直向上的第二突出部244al，第二突出部244al可与孔洞2212卡合，由此使基板221与散热板244a形成可分离式的连结。散热板244a可为相 较于基板221更高传热效率的材料所构成，如铜。整流二极管242a可为已知的PN结二极 管，其具有整流效应可使特定方向(由P流向n型区)电流较易通过，而其相反方向则不易 通过。载板245a设置于基板221的第二开口 223a中并可分离式连接基板221。载板245a 与基板221的连接可以嵌卡、卡合、锁固或其它方式，可参考基板221与散热板244a的连接 方式。载板245a的材料可以相较于基板221更高传热效率的材料所构成，如铜，此外亦可 采用陶瓷板或是铝基板。应注意载板245a为选择性设置，在另一实施例中，整流二极管242 也可放置于基板221上。 如图2及3所示，组装太阳能发电装置2是先将散热板244a及载板245a以嵌卡 的方式设置于框架22的基板221的第一开口 222a及第二开口 223a中，以使散热板244a 及载板245a可分离式地连接于基板221。太阳能芯片241放置于绝缘板243a上，绝缘板 243a放置于散热板244a上，整流二极管242a放置于载板245上。接着，将整流二极管242a 与绝缘板243a上的太阳能芯片241a以第二导线247电相接，以完成发电单元24A的组装。 依同样方式完成发电单元24B-D的组装。然后，将相邻的发电单元24A以第一导线25电相 接。此外，在框架22顶面装设聚光构件246。聚光构件246嵌设于顶板225中。聚光构件 246为类似凸透镜的镜头，可将光线聚焦于各太阳能芯片上。如此完成整个太阳能发电装置 2的组装。 请一并参阅图2及图3，集中于太阳能芯片241a的热量经由绝缘板243a传递至散 热板244a。优选而言，散热板244a由于承载太阳能芯片241a，其所承受的热度较高，可采 用热传导性较高的材料如铜来制作；而基板221则离太阳能芯片241a较远，故对高热传导 性的需求性较低，可使用一般的铝材，其材料密度较铜为低，价格也较低廉。所以，相较于已 知的整体皆以铜板设置的基板121(如图1)，本实用新型的以铝材为基板221及以铜材为散 热板244a的可分离式相连设计将可大幅减少成本且增加散热效果。 请参阅图4，其为多个发电单元24A-24D的电路图。由图中可知，每组发电单元中 太阳能芯片241与整流二极管242并联设置，且多个发电单元24A-24D彼此串联设置。当 所有发电单元24A-24D皆正常运作时，每组发电单元中的整流二极管242a-242d皆呈逆向 偏压，此时流经整流二极管242a-242d的电流为0，电流皆流经太阳能芯片241a-241d。若 发电单元24A的太阳能芯片241a损坏或被云遮住时，发电单元24A的整流二极管242a会 改为顺向偏压故形成通路，但是发电单元24B-24D的整流二极管242b-242d还是维持逆向 偏压，电流还是会流经发电单元24B-24D的太阳能芯片241b-241d。故当太阳能芯片241a 损坏、或需维修时，可任意拔除设置于散热板244a及其上的太阳能芯片241a更换，发电单 元24B-24D的太阳能芯片241b-241d还是可以正常运作不受影响。如此太阳能发电装置2 并不需停机即可更换维修。 图5A及5B为本实用新型第二实施例散热板32、基板31及太阳能芯片33连接的 结构图，图5A为散热板32、基板31及太阳能芯片33连接的结构俯视图；图5B为散热板32、 基板31及太阳能芯片33连接的结构侧视图。参阅图5A及5B，本实用新型第二实施例中， 散热板32可位于基板31下方以螺栓34相互固定。太阳能芯片33亦透过螺栓34固定于 散热板32上。于本实施例中，仅揭示太阳能芯片33、基板31及散热板32间的连接关系，太 阳能芯片33与整流二极管间的连接，仍与第一实施例相同，透过第二导线247(见图3)相连接，在此不再说明。此外，在本实施例中，散热板32可实施为陶瓷板。 图6A及6B为本实用新型第三实施例散热板42、基板41及太阳能芯片43连接的 结构图，图6A为散热板42、基板41及太阳能芯片43连接的结构俯视图；图6B为散热板42、 基板41及太阳能芯片43连接的结构侧视图。本实用新型第三实施例与第二实施例相似， 不同处在于散热板42位于基板41上方，且亦以螺栓44相互固定。 图7A及7B为本实用新型第四实施例散热板52、基板51及太阳能芯片53连接的 结构图，图7A为散热板52、基板51及太阳能芯片53连接的结构俯视图；图7B为散热板52、 基板51及太阳能芯片53连接的结构侧视图。本实用新型第四实施例与第二实施例相似， 不同处在于散热板52下方可制作成鳍片式散热结构，以提升散热效率。 图8A及8B为本实用新型第五实施例散热板62、基板61及太阳能芯片63连接的 结构图，图8A为散热板62、基板61及太阳能芯片63连接的结构俯视图；图8B为散热板62、 基板61及太阳能芯片63连接的结构侧视图。本实用新型第五实施例与第三实施例相似， 不同处在于散热板62下方制作成鳍片式散热结构，以提升散热效率。 图9A及9B为本实用新型第六实施例散热板72、基板71及太阳能元件73连接的 结构图，图9A为散热板72、基板71及太阳能元件73连接的结构俯视图；图9B为散热板72、 基板71及太阳能元件73连接的结构侧视图。参阅图9A及9B，本实用新型第六实施例与第 三实施例相似，不同处在于本实施例中，包含太阳能元件73，其由太阳能芯片731及承载太 阳能芯片731的散热基座732构成。散热基座732包含第一部分734、第二部分735 (参阅 图9A)。第一部分734与第二部分735透过连接垫736连接而相互绝缘，且太阳能芯片731 设置于散热基座732的第二部分735上。连接垫736可为任何合适的绝缘材料，例如陶瓷 或铁氟龙或一般印刷电路板所用的FR4基板，即由树脂、玻纤及无机填充料复合而成的材 料。于本实施例中，散热基座732设置成圆柱状，外表面设置母螺纹733，且散热基座732下 方制作成鳍片式散热结构，散热基座732透过螺固的方式与散热板72连接。应注意散热基 座732的数目与外型可依需求变化，本实用新型并未限制其数目及形状。有关此实施例的 太阳能元件73结构说明可详见于中国台湾专利申请号97135344及97136808。 图10A及10B为本实用新型第七实施例散热板82、基板81及太阳能元件83连接 的结构图，图10A为散热板82、基板81及太阳能元件83连接的结构俯视图；图IOB为散热 板82、基板81及太阳能元件83连接的结构侧视图。参阅图10A及IOB，本实用新型第七实 施例与第六实施例相似，不同处在于本实施例中，散热基座832具有更长的鳍片式散热结 构，且于鳍片式散热结构之外表面亦设置母螺纹833，透过螺固的方式与散热板82连接。 图11A及11B为本实用新型第八实施例散热板92、基板91及太阳能元件93连接 的结构图，图11A为散热板92、基板91及太阳能元件93连接的结构俯视图；图IIB为散热 板92、基板91及太阳能元件93连接的结构侧视图。参阅图11A及IIB，本实用新型第八实 施例与第七实施例相似，不同处在于太阳能元件93的散热基座932的结构。于本实施例中， 太阳能元件93包含太阳能芯片931与承载太阳能芯片931的散热基座932。散热基座932 架设于散热板92上，且以螺固方式与散热板92连接，且散热基座932下方制作成鳍片式散 热结构，以提升散热效率。 已知太阳能发电装置散热效果不好。若采用热传导能力较好的材料，又需大幅提 高成本。如果用铜取代铝重量也会增加。已知太阳能发电装置维修检查太阳能芯片时需停机，且拆卸甚为不便。本实用新型利用可分离式的散热板，而将太阳能芯片设置于其上，仅 针对此散热板以传热性优选的材料制成，可有效散热，且太阳能芯片损坏或故障时，不需停 机即可更换，有效改善已知技术的缺点。 虽然本实用新型以前述的实施例披露如上，然其并非用以限定本实用新型。在不
脱离本实用新型的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。关 于本实用新型所界定的保护范围请参考权利要求。
权利要求一种太阳能发电装置，其特征在于，该太阳能发电装置包含基板；以及多个串联的发电单元，每个发电单元包含散热板，可分离式地连接该基板；太阳能芯片，设置于该散热板上；及整流元件，与该太阳能芯片并联，其中当这些发电单元的该散热板其中之一与该基板分离时，其它发电单元将可继续运作。
2. 如权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板还包含多个第一开口，用 以收纳这些散热板。
3. 如权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，各该发电单元还包含聚光构件， 连接该基板，该聚光构件使太阳光聚焦于该太阳能芯片上。
4. 如权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，各该发电单元还包含载板，可分 离式地连接该基板，该整流元件设置于该载板上。
5. 如权利要求4所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板还包含多个第二开口 ，用 以收纳这些载板。
6. 如权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板材料密度较该散热板低。
7. 如权利要求6所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板为铝制成，该散热板为铜 制成。
8. 如权利要求2所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板具有孔洞邻近该第一开 口 ，该散热板的边缘具有垂直向上的第二突出部，该第二突出部与该孔洞卡合。
9. 如权利要求8所述的太阳能发电装置，其特征在于，该基板具有朝向该第一开口的 第一突出部，该第一突出部内形成该孔洞。
专利摘要本实用新型提供一种太阳能发电装置，包含基板及多个串联的发电单元。每个发电单元具有散热板可分离式地连接此基板；太阳能芯片，设置于散热板上；及整流元件与太阳能芯片并联。当发电单元的散热板其中之一与基板分离时，其它发电单元将可继续运作。
文档编号H02N6/00GK201438682SQ20092015112
公开日2010年4月14日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者刘台徽 申请人:太聚能源股份有限公司