Патент на изобретение №2297077

(54) ПАНЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования светового излучения в электрическую энергию и предназначено для использования в конструкциях солнечных батарей (СБ), содержащих плоские рамные каркасы. Технический результат изобретения: повышение стойкости панели к воздействию механических и термомеханических нагрузок за счет более надежной привязки подложки к струнам через шайбы, установленные на подложке, снижение удельной массы панели, обеспечение ремонтопригодности и упрощение крепления подложки с наклеенными на нее фотопреобразователями к сетеполотну, установленному на каркас в упругонатянутом состоянии. Сущность: панели СБ, содержащей каркас с натянутым на него сетеполотном, выполненным из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в местах их пересечения прикреплена при помощи застежек пленочная подложка с наклеенными на нее фотопреобразователями, каждая застежка выполнена в виде двух попарно соосно совмещенных между собой шайб. Шайбы имеют продольные выступы и снабжены двумя отверстиями, через которые пропущен отрезок эластичного материала, охватывающий обе шайбы и струны в местах их пересечения и закрепляющий их там. Одна из шайб установлена с лицевой стороны пленочной подложки, а вторая – с тыльной стороны пленочной подложки. Причем ее продольный выступ опирается на струну. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования светового излучения в электрическую энергию, и предназначено для использования в конструкциях солнечных батарей (СБ), содержащих плоские рамные каркасы.

Известна СБ (А.с. СССР №206734, опубл. 19.06.95), в соответствии с которой панель СБ содержит каркас и сетеполотно для размещения и крепления фотопреобразователей, которое в упругонатянутом состоянии закреплено на каркасе.

Признаки панели в данной конструкции СБ, общие с признаками предлагаемой панели СБ, следующие:

– упругонатянутое сетеполотно на каркасе;

– крепление фотопреобразователей и их модулей на сетеполотно, осуществляемое при помощи ниток (пришивкой).

Недостатки данной конструкции панели следующие:

– значительная масса сетеполотна, ухудшающая удельные весовые характеристики панели;

– технологические трудности при закреплении сетеполотна на каркасы.

Наиболее близкой и принятой за прототип является панель СБ (Патент РФ №2220477, опубл. 07.12.03), содержащая каркас и сетеполотно для размещения и закрепления фотопреобразователей, которое в упругонатянутом состоянии закреплено на каркасе. Сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в местах их пересечения прикреплена подложка с наклеенными на нее фотопребразователями прямоугольной формы и имеющих по четыре угловых среза, образующих свободные зоны в местах схождения фотопреобразователей. Шаг струн равен шагу расположения фотопреобразователей. Подложка прикреплена к струнам через перфорационные отверстия с помощью застежек из двух частей, входящих одна в другую, обеспечивающих контакт струн и подложки. Одна из частей застежки выполнена в виде шайбы, а другая, входящая внутрь отверстия шайбы, выполнена в виде кнопки, имеющей в ножке ортогонально пересекающиеся прорези, равные ширине струны и в которых располагаются струны.

Признаки прототипа, общие с признаками предлагаемой панели, следующие:

– каркас с упругонатянутым сетеполотном, выполненным из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях с шагом, равным шагу расположения фотопреобразователей прямоугольной формы, имеющих по четыре угловых среза, образующих свободные зоны в местах схождения фотопреобразователей;

– подложка с наклеенными на нее фотопреобразователями, закрепленная к струнам в местах пересечения струн с помощью застежек, причем одна из частей застежки выполнена в виде шайбы, имеющей центральное отверстие.

Недостатки прототипа следующие:

– большие трудности совмещения отверстий, выполненных в подложке, с пересечением струн при установке застежек;

– малое сечение ножек кнопки, не обеспечивающее прочное соединение подложки со струнами при установке шайбы;

– при соединении шайб и кнопок невозможно обеспечить прочное механическое соединение подложки со струнами из-за неточностей изготовления деталей;

– технологические сложности изготовления кнопки.

Технический результат, достигаемый в предлагаемой панели, обусловлен следующим:

– повышением стойкости панели к воздействию механических и термомеханических нагрузок за счет более надежной привязки подложки к струнам через шайбы, установленные на подложке;

– снижением удельной массы панели;

– обеспечением ремонтопригодности;

– упрощением крепления подложки с наклеенными на нее фотопреобразователями к сетеполотну, установленному на каркас в упругонатянутом состоянии.

Достигается вышеуказанный технический результат следующим образом: в панели СБ, содержащей каркас с натянутым на него сетеполотном, выполненным из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в местах их пересечения прикреплена при помощи застежек пленочная подложка с наклеенными на нее фотопреобразователями, при этом каждая застежка выполнена в виде попарно соосно совмещенных между собой шайб с двумя отверстиями и снабженных продольными выступами. Через отверстия шайб пропущен отрезок эластичного материала, охватывающий обе шайбы и струны в местах их пересечения и закрепляющий их там. Одна из шайб застежки установлена с лицевой стороны пленочной подложки, а вторая – с тыльной, причем продольный выступ ее опирается на струну, деформируя ее и ограничивая тем самым перемещение подложки вдоль струны, одновременно дистанцируя подложку от струны.

Отличительные признаки, обеспечивающие предлагаемой панели соответствие критерию “новизна”, следующие: выполнение каждой застежки в виде двух шайб, имеющих продольные выступы и снабженных двумя отверстиями; расположение шайб попарно соосно совмещенными между собой; наличие отрезка эластичного материала, пропущенного через отверстия шайб, охватывающего их и струны в местах их пересечения, и закрепляющего их там; расположение одной из шайб с лицевой, а другой – с тыльной стороны пленочной подложки; выполнение продольного выступа шайбы (тыльной) опирающимся на струну.

Для доказательства соответствия предлагаемой панели СБ критерию “изобретательский уровень” была проанализирована вся совокупность признаков и отдельно отличительные признаки. Установлено, что применение отличительных признаков, дающих в совокупности с известными признаками вышеуказанный технический результат, в литературных источниках не обнаружено.

Таким образом, по мнению авторов, предлагаемая панель СБ соответствует критерию “изобретательский уровень”.

На фиг.1, 2, 3 изображена предлагаемая панель СБ, которая состоит из каркаса 1 с натянутым на него сетеполотном 2, выполненным из струн 3, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в местах их пересечения прикреплена при помощи застежек 4 пленочная подложка 5. Застежки 4 состоят из двух шайб 6 попарно соосно совмещенных между собой и имеющих продольные выступы 7. Кроме того, шайбы 6 имеют по два отверстия 8, через которые пропущен отрезок эластичного материала 9, охватывающий обе шайбы 6 и струны 3 в местах их пересечения и закрепляющий их там. Выступ 7 одной из шайб (тыльной) опирается на струну 3. На пленочной подложке 5 установлены фотопреобразователи 10, соединенные между собой коммутационными шинами 11 и образующие модули, установленные в каждую ячейку 12 панели СБ. Фотопреобразователи 10 крепятся к пленочной подложке 5 путем склеивания их с тыльной стеклянной пластиной 13 через перфорационные отверстия 14 в пленочной подложке 5.

Пример конкретного выполнения предлагаемой панели СБ.

Предлагаемая панель входит в состав СБ, которая включает восемь панелей. Каркас 1 каждой панели выполнен из углепластиковых труб и разделен на шестнадцать ячеек 12. Габаритные размеры панели составляют 1600×3200 мм, наружный диаметр внешних труб каркаса 1 равен 25 мм, а внутренних, образующих ячейки – 12-22 мм. На каркас 1 установлено сетеполотно 2, состоящее из струн 3, пересекающихся в ортогональных направлениях. В каждую ячейку 12 панели установлены модули, состоящие из подложки 5 и фотопреобразователей 10, размером 35×64 мм, последовательно соединенных между собой с помощью серебряных коммутационных шин 11. В качестве подложки используется однослойная полиимидная пленка толщиной 40 мкм. Фотопреобразователи 10 сделаны прямоугольной формы, имеют четыре угловых среза для образования свободных зон, в которых расположены застежки 4 в виде двух неметаллических шайб 6, попарно соосно совмещенных между собой. Шайбы 6 снабжены продольными выступами 7 и имеют по два отверстия 8 каждая, через которые пропущен отрезок эластичного материала 9, охватывающий обе шайбы 6 и струны 3 в местах их пересечения и закрепляющий их там. В данном примере закрепление осуществляется путем пришивки модулей нитью, которая завязывается узлом, в местах пересечения струн 3, а крайние ряды модулей крепятся эластичной никелевой проволокой диаметром 0,2 мм.

Продольный выступ 7 одной из шайб 6 (тыльной) опирается на струну 3, деформируя ее и ограничивая тем самым перемещение подложки 5 вдоль струны 3, одновременно дистанцируя подложку 5 от струны 3.

Крепление фотопреобразователей 10 к подложке 5 осуществляется путем склеивания их с тыльной стеклянной защитной пластиной 13 через перфорационные отверстия 14 в пленочной подложке 5 с помощью кремнийорганического каучука СКТНФ, обеспечивающего “легкое” крепление фотопреобразователей 10 к пленочной подложке 5.

Формула изобретения

Панель солнечной батареи содержащая каркас с натянутым на него сетеполотном, выполненным из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в местах их пересечения прикреплена при помощи застежек, в конструкцию которых входят шайбы, пленочная подложка с наклеенными на нее фотопреобразователями, отличающаяся тем, что каждая застежка выполнена в виде двух попарно соосно совмещенных между собой шайб, имеющих продольные выступы и снабженных двумя отверстиями, через которые пропущен отрезок эластичного материала, охватывающий обе шайбы и струны в местах их пересечения, и закрепляющий их там, при этом одна из шайб установлена с лицевой стороны пленочной подложки, а вторая шайба установлена с тыльной стороны пленочной подложки, причем ее продольный выступ опирается на струну.

РИСУНКИ