Сонячний фотоелектричний модуль “діамант”

Реферат: Сонячний фотоелектричний модуль складається з двох герметично склеєних пластин скла, між якими розміщені електрично з'єднані між собою фотоперетворювачі. Між склом та фотоперетворювачами розташований прозорий герметизуючий матеріал. З тильного боку герметизуючий матеріал має наповнювач - алмазний синтетичний мікропорошкок. UA 73835 U (54) СОНЯЧНИЙ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ МОДУЛЬ "ДІАМАНТ" UA 73835 U UA 73835 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до автономних джерел електроживлення, які використовують енергію Сонця і може бути використана в машино- та приладобудуванні при їх виробництві та для альтернативного живлення промислових, службових, житлових та приміщень медичних, освітніх закладів, інш. Відомий спосіб виготовлення та конструкція сонячних фотоелектричних модулів, що підвищують технологічність та надійність роботи цих модулів [1, 2]. Недоліки відомих конструкцій пов'язані з тим, що різні елементи фотоперетворювачів, розташовані на панелі і відрізняються умовами тепловідводу, а саме - на краях відвід тепла кращий, ніж всередині панелі. Різні температурні умови призводять до деградації напівпровідникових елементів фотоелектричних перетворювачів, що зменшує ефективність роботи всієї батареї. Найбільш близьким технічним рішенням є патент Російської Федерації на винахід [3], відповідно до якого сонячний модуль складається з двох герметично склеєних пластин скла, між якими розміщені електрично з'єднані між собою фотоперетворювачі. Між склом та фотоперетворювачами з обох країв розташований прозорий герметизуючий матеріал. Конструкція та спосіб виготовлення сонячного модуля за найближчим аналогом підвищує технологічність, надійність та довговічність конструкції та її стійкість до зовнішніх атмосферних та кліматичних чинників. Недоліком найближчого аналога є те, що ця герметична конструкція погіршує температурні умови роботи фотоперетворювачів, тому що в центрі панелі температура вища (тобто гірші умови роботи, ніж на краях, де тепловідвід кращий). Задачею запропонованої корисної моделі є розробка конструкції сонячного фотоелектричного модуля з кращими та більш рівномірними, ніж у найближчого аналога, умовами тепловідводу фотоелектричних перетворювачів. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується сонячний фотоелектричний модуль, який складається з двох герметично склеєних пластин скла, між якими розміщені електрично з'єднані між собою фотоперетворювачі, а між склом та фотоперетворювачами розташований прозорий герметизуючий матеріал, згідно з корисною моделлю, з тильного боку герметизуючий матеріал має наповнювач - алмазний синтетичний мікропорошок в кількості від 10 до 50 об'ємних відсотків. Запропонована конструкція фотоелектричного модуля (креслення) має передню скляну пластину (1), прозорий шар клею-герметику (2), напівпровідникові фотоперетворюючі елементи, електрично з'єднані між собою (3), шар клею-герметику з порошком синтетичного алмазу як наповнювачем (4) та тильну скляну пластину (5). Сонячне випромінювання проходить через скляну пластину (1) та прозорий шар клею-герметику (2) і в фотоперетворюючих елементах (3) утворює електричний потенціал і який через з'єднання складається в загальний зовнішній потенціал модуля. Частина сонячного випромінювання перетворюється в теплову енергію і нагріває ці елементи. Завдяки теплопровідному шару (4) теплова енергія рівномірно розподіляється по модулю та відводиться через тильну пластину в зовнішнє середовище (5). Позитивний ефект запропонованої корисної моделі полягає в тому, що сонячний фотоелектричний модуль має покращені умови тепловідводу завдяки використанню в конструкції мікропорошку синтетичного алмазу з високими теплопровідними властивостями [4, 5]. Новизна запропонованої корисної моделі обумовлена сукупністю відомих та вперше запропонованих складових та ознак цього технічного рішення. Приклад реалізації. Для реалізації запропонованої конструкції на скляну тильну пластину нанесли шар клейової композиції на основі силіконового герметику та алмазних синтетичних мікропорошків з зернистістю 10/7 в кількості від 10 до 50 об'ємних відсотків. Потім розміщували фотоперетворювачі та фотоелектрично з'єднували їх між собою, потім на них наносили прозору герметизуючу композицію на основі клею, що полімеризується під дією ультрафіолетового випромінювання, зверху встановлювали скляну пластину. Пластина під власною вагою розподіляла рівномірно клей, а його надлишки виходили за межі країв модулів. Після цього зібраний модуль опромінювали ультрафіолетовим випромінюванням протягом 10 хвилин. Після полімеризації модуль очищували розчинниками (ацетон, спирт) від надлишків клею та іншого технологічного забруднення. Виготовлений модуль розміщувався під сонячне випромінювання і визначали температуру фотоелементів в центрі та на краю і порівнювали з аналогічними показниками найближчого аналога. Результати випробування показали, що в запропонованій конструкції розподіл температури рівномірний і не перевищує 2-3 °С, а абсолютні значення температур в аналогічних точках найближчого аналога менші на 5-10 °С. 1 UA 73835 U 5 10 15 20 Крім того було визначено, що при введенні менше 10 об. % алмазів позитивний ефект суттєво зменшується, а при більших ніж 50 об'ємних відсотках, композиція стає нетехнологічною та втрачає клейові та герметизуючі властивості. Одним з варіантів запропонованого технічного рішення є конструкція, в якій концентрація порошку синтетичного алмазу змінюється від центру до периферії - зменшується відповідно від 50 до 10 об'ємних відсотків. Матеріалом тильної пластини може бути кераміка або анодований алюмінієвий сплав для більш високої ефективності передачі накопиченої теплової енергії у зовнішнє середовище. Джерела інформації: 1. Грибелюк И.И., Черкасский А.Х., Петросян Ф.М., Гибадулин Н.Н., Колтун М.М., Кузнецов В.М., Дельцов А.П., Баимов Ю.А. Способ изготовления солнечной батареи, патент Российской Федерации на изобретение, № 688054 от 27.03.2003 г. 2. Долгов В.М., Кузнецов В.М., Колтун М.М., Матвеев В.П. Солнечная батарея, патент Российской Федерации на изобретение, № 316380 от 27.03.2003 г. 3. Персиц И.С, Потапов В.Н., Огребков Д.С, Чехунина Г.С. Солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления, патент Российской Федерации на изобретение, № 2284075 от 03.06.2005 г. 4. Оситинская Т.Д., Подоба А.П. Теплопроводность моно- и поликристаллов синтетических алмазов // Поверхностные и теплофизические свойства алмазов. Киев: ИСМ АН УССР. - 1985. С. 9-14. 5. Оситинская Т.Д. Теплопроводность монокристаллов природных и синтетических алмазов // Сверхтвердые материалы. - 1980. - № 4. - С. 13-16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Сонячний фотоелектричний модуль, що складається з двох герметично склеєних пластин скла, між якими розміщені електрично з'єднані між собою фотоперетворювачі, а між склом та фотоперетворювачами розташований прозорий герметизуючий матеріал, який відрізняється тим, що з тильного боку герметизуючий матеріал має наповнювач - алмазний синтетичний мікропорошок в кількості від 10 до 50 об'ємних відсотків. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2