190473. lajstromszámú szabadalom • Napelem panel
1 190 473 2 A napelemeket egyre szélesebb körben alkalmazzák. Az alkalmazás során az elemeket általában nem önmagában, hanem nagyobb darabszámú elem soros és/vagy párhuzamos kapcsolásával, panelekbe építve használják. A napelem panelek felépítésének olyannak kell lenni, hogy biztosítsa a napelemek hermetikus elzárását a környezettől, a napsugárzás napelemek működése szempontjából hasznos része minél nagyobb hányadának eljutását a napelemek aktív felületéhez, a napelemek és a panel mechanikai stabilitását, megfelelő villamos szigetelést a külső szerkezeti elemektől valamint a napelemek egymás közti nem kívánt átvezetése ellen és a napelemek hőmérsékletének működési tartományon belüli minél alacsonyabb értéken tartását. A napelemek hermetikus zárását különböző anyagok mint műanyag és/vagy üveg és/vagy fém megfelelő alkalmazásával érik el. A napsugárzás eljutását a napelem aktív részéhez általában elég a napelemek homlokfelületénél biztosítani. Ezt üveglap vagy átlátszó műanyag alkalmazásával érik el. A műanyagok klímaállósága nem kielégítő, ezért többnyire üveget alkalmaznak. Az üveg alkalmazása mellett szól, hogy olcsó, időálló, szilárd, hermetikus lezárást eredményez. A hátoldalon és az oldalsó felületeken a hermetikus zárást üveg, műanyag fémanyagok alkalmazásával, illetve ezek kombinációival oldják meg. A hátoldal fémlemezből való kialakítása kedvező a mechanikai tartás szempontjából. A napelemekből kivehető teljesítmény a hőmérséklet növekedésével csökken, ezért célszerű a lehető legalacsonyabb üzemi hőmérsékletet biztosítani. A fém hátoldal ebből a szempontból is kedvező. A bezárt napelemek általában gázzal (levegő, nitrogén, nemesgáz) vagy valamilyen rugalmas beágyazó anyaggal érintkeznek. A gázokkal történő közvetlen érintkezés a front oldalon elsősorban optikai szempontból, egyébként mechanikai, hőtechnikai és nem utolsó sorban klíma stabilitás szempontjából sem kívánatos, így ezeket ritkábban alkalmazzák. Általánosan elterjedt a rugalmas, transzparens műanyagokba történő beágyazás. Ilyen beágyazó anyagok pl. polivinilbutirál (PVB), etilvinilacetát (ÉVA) és különböző szilikon termékek. Ezek az anyagok transzparensek, jól tapadnak az üveg előlaphoz, a napelemekhez és a hátoldali lezáró lemezhez és villamosán szigetelők. A napelemeket többnyire köralakú formában készítik. Ilyenkor a napelem panel kitöltése, elrendezéstől függően 70-80%. Á napelemekkel nem fedett felületek fényreflektáló kialakítása 2-8% kimenő teljesítmény növekedést eredményezhet. Az ismert megoldások általában a hátoldali lezárást alakítják ki fényreflektáló felületnek. A napelem paneleknél a gyártás és üzemeltetés során a beépített napelemek számától függően nő a meghibásodás valószínűsége. Ezért célszerű a javíthatóság érdekében a panelek szétszerelhetőségét biztosítani. A legkedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező, üveg előlappal, hátoldali tartó lappal és (rugalmas, transzparens) jó adhéziós tulajdonságokkal bíró beágyazó anyagból felépített napelem panelek nagyobb rongálódás veszélye nélkül nem szerelhetők szét. Ilyenkor a meghibásodáskor javíthatatlan selejt keletkezik. A találmány elé célul tűztük ki olyan napelem panel létrehozását, amely a működés szempontjából előnyös konstrukciós felépítés mellett biztosítja a napelemek szétszerelhetőségét és javíthatóságát. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt napelem panellel a találmány szerint úgy értük el, hogy a reflektáló felület és a hátoldali tartólap közé hőre lágyuló, a beágyazó anyagánál alacsonyabb lágyuláspontú műanyagokból kialakított leválasztó réteg van beépítve. Ezzel a kialakítással lehetővé válik a meghibásodott napelem kivágása, újjal való kicserélése, vagy villamos összekötések javítása és ezután a napelem mögötti rész újbóli kialakítása. A javíthatóság és reflexió szempontjából előnyös ha a reflektáló felület a beágyazó anyagba terített fémfólia. A javíthatóság és reflexió szempontjain túlmenően egyszerűbb felépítést biztosít, ha a reflektáló felület a leválasztó rétegen van kiképezve. Előnyös, ha reflektáló felületet ez esetben a leválasztó rétegre felvitt fémezés alkotja. Reflexió szempontjából különösen előnyös, ha a fémezés aluminium fóliából van. A leválasztó réteg, célszerűen PVC fólia, miután a napelem panel üzemi és tárolási hőfoktartományában, - 50 °C-+80 °C között, kielégítő szilárdsággal rendelkezik. Magasabb hőmérsékleten, 100 °C felett képlékeny lesz és ez lehetővé teszi a leválasztó réteg megolvasztását és a hátoldali tartólap eltávolítását, úgy, hogy a napelem panelt a hátoldali tartólapjával egy hőfokszabályozott, kb. 100-200 °C hőmérsékletre beállított fütőlapra helyezzük. Á hátoldali tartólap eltávolítása után a szükséges beágyazó anyagrészek mechanikai úton eltávolíthatók és a napelemek javítás céljából hozzáférhetővé válnak. A leválasztó rétegnek a hátoldali tartólap előtti elhelyezése biztosítja, hogy szétszedéskor a fűtőlapra helyezésnél a fólia megolvad mielőtt a napelemek, illetve azok forrasztási helyei a hő hatására károsodnának. A leválasztó réteg fényreflektáló felület mögötti elhelyezése biztosítja, hogy a leválasztó réteg a fény hatására nem öregszik. A javíthatóság, a kedvező reflexión túlmenően technológiai előnyöket biztosít, ha a reflektáló felületet fehér fémoxid port tartalmazó beágyazó anyag alkotja. Ugyanezeket az előnyöket nyújtja, ha a reflektáló felületét fémoxid tartalmú fehér festék alkotja. A fehér fémoxid porok általában villamosán szigetelő vagy félvezető tulajdonságúak. Villamosán szigetelő porok alkalmazása esetén a réteg vastagságok csökkenthetők, így kevesebb anyagfelhasználás illetve laposabb felépítés érhető el. Félvezető tulajdonságú porok alkalmazása lehetőséget teremthet fotolumineszcens reflektáló felület kialakítására, mely a napelem panel további hatásfok növekedését eredményezheti. A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti napelem panel kiviteli változatait pédaként tüntetjük fel. Nevezetesen: Az 1., 2., 3., ábrák a napelem panel metszetét tüntetik fel különböző kiviteli változatok esetén. Az 1. ábrán látható 1 üveg előlap és a 2 hátoldali 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
