СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ КАК ЭЛЕМЕНТ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ КАК ЭЛЕМЕНТ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ


RU (11) 2313642 (13) C1

(51) МПК
E04D 13/18 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006109537/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.03.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.03.27 
(45) Опубликовано: 2007.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Системные профили для окон и дверей. Каталог-справочник. Выпуск 1. - М.: ССК-Информ, 2001, с.336. SU 1385681 А, 30.01.1992. RU 2265162 C2, 20.06.2005. DE 4431909 A, 16.03.1995. 
(72) Автор(ы): Добашин Алексей Алексеевич (RU); Адамович Андрей Борисович (RU); Карабанов Евгений Владимирович (RU); Черняков Владимир Владимирович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ООО "ПСФ "КРОСТ" (RU) 
Адрес для переписки: 125212, Москва, ул. Адмирала Макарова, 6, ООО "ПСФ "КРОСТ" 

(54) СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ КАК ЭЛЕМЕНТ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Изобретение относится к строительству, в частности к солнечным батареям для строительной конструкции. Технический результат изобретения заключается в повышении технологичности изготовления, сборки и монтажа солнечной батареи как элемента строительной конструкции. Сущность изобретения: солнечная батарея включает корпус в виде металлической оболочки из профилированного материала, лицевое прозрачное остекление с приклеенными солнечными элементами и резиновые уплотнители, соединяющие внешнее прозрачное остекление с тыльной металлической пластиной. В конструкции батареи используются элементы оконной системы алюминиевых профилей, совместимые с элементами фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций. 6 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к устройству наземных фотоэлектрических генераторов на основе полупроводниковых солнечных элементов, и может быть использовано как для индивидуального, так и для корпоративного автономного электроснабжения.

Известны конструкции солнечных батарей, содержащие корпус в виде рамы из алюминиевого сплава и прозрачное остекление с размещенными на нем через прослойку из кремнийорганического каучука солнечными элементами, связанными последовательно-параллельно друг с другом и с выходными шинами с блокирующими и байпасными диодами, при этом тыльная сторона батарей для защиты от влаги и пыли покрыта слоем этиленвинилового ацетата /1, 2/.

Известные устройства могут устанавливаться как на земле /3, 4/, так и на различных частях жилых домов, общественных зданий и промышленных сооружений, но только на специальных, устойчивых опорно-крепежных конструкциях, наличие которых в целом отрицательно сказывается на стоимостных показателях и в ряде случаев не всегда удовлетворяет существующим архитектурно-эстетическим требованиям.

Интеграция солнечной батареи в строительную конструкцию дает возможность комплексно решать указанные проблемы в рамках единой строительно-энергетической концепции.

К недостаткам аналогов можно также отнести существенное снижение эффективности работы солнечной батареи при повышении температуры солнечных элементов вследствие неудовлетворительного теплообмена последних с окружающей средой при наличии пылевлагозащитного покрытия.

Наиболее близким техническим решением является известная конструкция наземной солнечной батареи, включающей корпус в виде металлической оболочки из профилированного материала, лицевое прозрачное остекление с приклеенными солнечными элементами и резиновые уплотнители, соединяющие внешнее прозрачное остекление с тыльной металлической пластиной /5/.

Недостатком прототипа является недостаточная экранированность солнечных элементов и межэлементных контактов от неблагоприятного воздействия различных климатических факторов и отсутствие единой цепи унифицированных звеньев для его сопряжения с несущими элементами опорно-крепежных конструкций, основанной на отработанных общих технологиях изготовления, сборки и монтажа.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение экранированности солнечных элементов и межэлементных контактов от неблагоприятного воздействия климатических факторов при достаточно эффективном теплообмене с окружающей средой, а также унификация свойств, повышение технологичности изготовления, сборки и монтажа солнечной батареи как элемента строительной конструкции.

Поставленная задача решается следующим образом. В конструкции известной солнечной батареи, включающей корпус в виде металлической оболочки из профилированного материала, лицевое прозрачное остекление с приклеенными солнечными элементами и резиновые уплотнители, соединяющие внешнее прозрачное остекление с тыльной металлической пластиной, используются элементы оконной системы алюминиевых профилей, совместимые с элементами фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций.

Указанные системы алюминиевых профилей находят в настоящее время широкое применение при строительстве гражданских объектов жилого и хозяйственного назначения /6/.

Корпус солнечной батареи выполнен из фрагментов рамного алюминиевого профиля фасадного окна с внешним уплотнителем и пристыкованным профилем штапика с внутренним уплотнителем, между которыми расположен стеклометаллический пакет, который вместе с корпусом крепится через внешний и внутренний уплотнители между ригельно-стоечными профилями и прижимными планками фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций, включающей также заполнение световых проемов, защитные крышки и терморазъемные проставки.

Сам стеклометаллический пакет состоит из листа лицевого прозрачного остекления с приклеенными кремнийорганическим каучуком солнечными элементами, соединенными последовательно-параллельно друг с другом и с выходными шинами с блокирующими диодами и гермоконтактами (герконами), установленными на тыльной металлической пластине.

Для повышения эффективности теплообмена металлическая пластина снабжена теплосбрасывающим оребрением.

Лист и пластина изнутри скреплены по контуру клейкой лентой с распорной рамкой, имеющей дегидратационные отверстия для доступа воздуха из межлистового промежутка во внутренний объем последней, заполненный влагопоглощающим молекулярным ситом, с образованием между листом и пластиной герметичной камеры с прослойкой осушенного воздуха.

Торцы стеклометаллического пакета обработаны влагонепроницаемым, вулканизирующимся герметиком.

На фиг.1 представлен общий вид солнечной батареи с возможной схемой электрокоммутации; на фиг.2 схематично показана пространственная строительная алюминиевая конструкция с интегрированной в нее солнечной батареей; на фиг.3 представлено сечение А-А солнечной батареи как элемента строительной конструкции; на фиг.4 - сечение Б-Б; на фиг.5 показан фрагмент (узел I) стеклометаллического пакета; фиг.6 иллюстрирует схему работы солнечной батареи.

Солнечная батарея включает корпус 1 в виде металлической оболочки из профилированного материала, лицевое прозрачное остекление 2 с приклеенными солнечными элементами 3 и резиновые уплотнители 4 и 5, соединяющие внешнее прозрачное остекление 2 с тыльной металлической пластиной 6.

В конструкции батареи используются элементы оконной системы алюминиевых профилей, совместимые с элементами фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций.

Корпус 1 солнечной батареи выполнен из фрагментов рамного алюминиевого профиля фасадного окна с внешним уплотнителем 4 и пристыкованным профилем штапика 7 с внутренним уплотнителем 5, между которыми расположен стеклометаллический пакет 8, который вместе с корпусом 1 крепится через внешний 9 и внутренний 10 уплотнители между ригельно-стоечными профилями 11, 12 и прижимными планками 13 фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций, включающей также заполнение световых проемов 14, защитные крышки 15 и терморазъемные проставки 16.

Сам стеклометаллический пакет 8 состоит из листа лицевого прозрачного остекления 2 с приклеенными кремнийорганическим каучуком 17 солнечными элементами 3, соединенными последовательно-параллельно друг с другом и с выходными шинами 18, 19, 20, 21 с блокирующими диодами 22 и герконами 23, установленными на тыльной металлической пластине 6, снабженной теплосбрасывающим оребрением 24.

Лист 2 и пластина 6 изнутри скреплены по контуру клейкой лентой 25 с распорной рамкой 26, имеющей дегидратационные отверстия для доступа воздуха из межлистового промежутка во внутренний объем последней, заполненный влагопоглощающим молекулярным ситом 27, с образованием между листом и пластиной герметичной камеры с прослойкой осушенного воздуха.

Торцы стеклометаллического пакета обработаны влагонепроницаемым, вулканизирующимся герметиком 28.

Устройство работает следующим образом.

Поток солнечного излучения 29 падает на батарею, интегрированную в пространственную строительную алюминиевую конструкцию 30 (фиг.2).

Процесс сопровождается образованием электронно-дырочных пар в полупроводниковой структуре солнечных элементов 3 (фиг.6), в которых благодаря наличию контактной разности потенциалов происходит разделение неравновесных носителей заряда с одновременной генерацией фото-ЭДС и фототоков неосновных носителей заряда - фотоэлектронов и фотодырок.

При подключенной нагрузке (на схеме не показана) в цепи батареи будет протекать электрический ток, равный разности суммарного фототока и тока утечки, обусловленного снижением потенциального барьера в освещаемых солнечных элементах и возрастанием диффузионных потоков основных носителей заряда.

Блокирующие (изолирующие) диоды 22, установленные на выходных шинах 18 и 20, пропускают электрический ток от освещаемых солнечных элементов 3 через герконы 23 к нагрузке и блокируют токи, идущие в обратном направлении, во всех случаях, когда выходное напряжение солнечной батареи оказывается меньше напряжения в цепи нагрузки.

Источники информации:

1. High efficiency photovoltaic modules. Manufactured under license from SIMENS SOLAR INDUSTRIES. Warranted by SOLARTEC S.A. (Проспект фирмы), Аргентина.

2. Module "SATURN BS-50". 564.186.003 Certificate. НПО "Сатурн", Россия.

3. Electricidad solar. SOLARTEC S.A. (Проспект фирмы), Аргентина.

4. Modulo fotovoltaico. SOLARTEC S.A. (Проспект фирмы), Аргентина.

5. Колтун М.М. Солнечные элементы. - М.: Наука, 1987, с.165. - (Сер. "Планета Земля и Вселенная").

6. Системные профили для окон и дверей: каталог-справочник. Вып.1. - М.: ССК-Информ, 2001, 336 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Солнечная батарея как элемент строительной конструкции, включающая корпус в виде металлической оболочки из профилированного материала, лицевое прозрачное остекление с приклеенными солнечными элементами и резиновые уплотнители, соединяющие внешнее прозрачное остекление с тыльной металлической пластиной, отличающаяся тем, что в ее конструкции используются элементы оконной системы алюминиевых профилей, совместимые с элементами фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций, при этом корпус солнечной батареи выполнен из фрагментов рамного алюминиевого профиля фасадного окна с внешним уплотнителем и пристыкованным профилем штапика с внутренним уплотнителем, между которыми расположен стеклометаллический пакет, который вместе с корпусом крепится через внешний и внутренний уплотнители между ригельно-стоечными профилями и прижимными планками фасадной системы профилей пространственных строительных алюминиевых конструкций, включающей также заполнение световых проемов, защитные крышки и терморазъемные проставки, а сам стеклометаллический пакет состоит из листа лицевого прозрачного остекления с приклеенными кремнийорганическим каучуком солнечными элементами, соединенными последовательно-параллельно друг с другом и с выходными шинами с блокирующими диодами герконами, установленными на тыльной металлической пластине, снабженной теплосбрасывающим оребрением, причем лист и пластина изнутри скреплены по контуру клейкой лентой с распорной рамкой, имеющей дегидратационные отверстия для доступа воздуха из межлистового промежутка во внутренний объем последней, заполненный влагопоглощающим молекулярным ситом, с образованием между листом и пластиной герметичной камеры с прослойкой осушенного воздуха, при этом торцы стеклометаллического пакета обработаны влагонепроницаемым, вулканизирующимся герметиком.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru