TW201338176A - 散熱結構 - Google Patents

Abstract

一種散熱結構包含複數個導熱基座與至少一個可彎折的鰭片。導熱基座分別具有第一表面與第二表面，其中每一第一表面形成有定位槽，且每一第二表面接合至一太陽能模組的背光面上。鰭片耦合於定位槽中且連接於導熱基座之間。

Description

散熱結構

本發明是有關一種散熱結構，且特別有關一種太陽能模組的散熱結構。

太陽能模組可將光能轉換為電能，其中光能又以太陽光為主要來源。由於太陽能模組在轉換過程中不會產生溫室氣體與噪音，因此可以實現綠色能源的環境。近年來，隨著太陽能科技的進歩與發展，太陽能模組的價格已大幅下滑，且能量轉換效率也越來越高，因此太陽能模組越來越被廣泛地使用，例如住宅的屋頂與大樓的外牆，以及各種電子產品中。

然而，一般來說，太陽能模組的發電效率會隨溫度升高而下降，且太陽能模組的溫度每升高1℃則太陽能模組的功率會降低1W。另一方面，當太陽能模組的工作溫度過高時，整體太陽能模組之發電效率會非常差，並且導致材料老化，影響產品可靠度。

習知過去對於太陽能模組散熱的裝置，一般採用連續性具有多個太陽能電池，且通常設置有金屬製的鰭片，同時接觸於太陽能模組之多個太陽能電池。然而，由於位於太陽能電池與鰭片的收縮率並不相同。當溫度變化時，由於鰭片係直接貼附於太陽能模組背面，因此熱脹冷縮的因素，過度地收縮變形容易使鰭片造成太陽能電池破損損壞。此外，當太陽能模組架設於戶外時，較大的風力易使太陽能模組彎曲，造成鰭片可能因太陽能模組變形而無法完全貼附於太陽能背板，嚴重的話還可能會從太陽能背板表面脫落。如此一來，將造成鰭片功能降低，使太陽能模組的使用壽命與效率都會大幅降低。

本發明之一技術態樣為一種散熱結構。

根據本發明一實施方式，一種散熱結構包含複數個導熱基座與至少一可彎折的鰭片。導熱基座分別具有第一表面與第二表面，其中每一第一表面形成有定位槽，且每一第二表面接合至一太陽能模組的背光面上。鰭片耦合於定位槽中且連接於導熱基座之間。

在本發明上述實施方式中，由於導熱基座的第二表面接合於太陽能模組的背光面上，且鰭片耦合於導熱基座的定位槽中並連接於導熱基座之間，因此鰭片與太陽能模組並不會接觸。此外，由於鰭片為可彎折的元件，因此鰭片的走向可依實際需求作調整。

再者，每一導熱基座可設置於每一太陽能電池上，當太陽能電池的溫度升高時，高溫會先傳至導熱基座後才傳至鰭片。也就是說，即使太陽能電池與鰭片的收縮率不同，鰭片也不會因熱脹冷縮的因素造成太陽能電池損壞。當太陽能模組架設於戶外時，較大的氣流(例如強風)雖能使太陽能模組彎曲，但每一導熱基座可設置於每一太陽能電池上且鰭片係耦合於導熱基座的定位槽中，因此可避免習知因太陽能模組變形而造成鰭片脫離的情形。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構100應用於一太陽能發電設備300的示意圖。太陽能發電設備300包含散熱結構100、太陽能模組200與支撐架310。太陽能模組200設置於支撐架310上，且具有面對光線(例如太陽光)的迎光面220與背對光線的背光面210。在使用時，太陽能模組200藉由迎光面220吸收光能，且散熱結構100位於背光面210上。當氣流F經過散熱結構100時，可藉由散熱結構100帶走太陽能模組200產生的熱。

第2圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構100與太陽能模組200的俯視圖。第3圖繪示第2圖之散熱結構100與太陽能模組200沿線段3-3’的剖面圖。同時參閱第2圖與第3圖，散熱結構100包含導熱基座110與可彎折的鰭片120。導熱基座110分別具有第一表面112與第二表面114。其中，第一表面112形成有定位槽116，且第二表面114接合至太陽能模組200的背光面210上。鰭片120耦合於定位槽116中且連接於導熱基座110之間。其中，鰭片120可以為具有導熱效果的薄片而具有可撓性。舉例來說，鰭片120與導熱基座110的材質可以為鐵、鋁或散熱塑膠，且導熱基座110的材質還可包含陶瓷。

在本實施方式中，散熱結構100還可選擇性地包含黏著層140設置於導熱基座110之第二表面114與太陽能模組200的背光面210之間。其中，黏著層140的材質可以包含雙面膠、矽膠或封裝材。太陽能模組200具有複數個太陽能電池230，且太陽能電池230的數量與導熱基座110的數量相同，因此每一導熱基座110的第二表面114可藉由黏著層140固定於每一太陽能電池230上。導熱基座110可以為圓柱體，且導熱基座110的直徑D1小於或等於太陽能電池230的寬度W。

由於鰭片120具有可彎折的特性，因此鰭片120連接於導熱基座110的走向可以為直線或曲線，且定位槽116的走向也可設計成直線或曲線來耦合鰭片120。此外，太陽能電池230、導熱基座110與鰭片120的數量、鰭片120的高度H、導熱基座110的形狀可依實際需求(例如氣流的流動方向與太陽能電池230的溫度)而變動，並不以限制本發明。

第4圖繪示第3圖之鰭片120連接於二導熱基座110之間的示意圖。同時參閱第3圖與第4圖，鰭片120的高度H大於定位槽116的深度D2，使鰭片120至少部分可凸出於導熱基座110之第一表面112。此外，定位槽116具有槽底117，且槽底117與導熱基座110的第二表面114之間具有一距離D3，使位於每二導熱基座110之間的部分鰭片120與太陽能模組200的間隙D4至少相距此距離D3。

具體而言，由於導熱基座110的第二表面114接合於太陽能模組200的背光面210上，且鰭片120耦合於導熱基座110的定位槽116中並連接於導熱基座110之間，因此鰭片120與太陽能模組200之間具有間隙D4而不會接觸。此外，由於鰭片120為可彎折的元件，因此鰭片120的走向可依實際需求作調整。舉例來說，在太陽能模組200溫度較高的區域可採用呈曲線走向的鰭片120來增加鰭片120接觸氣流(例如風)的表面積。再者，間隙D4可讓氣流通過，使鰭片120不易阻擋氣流。

參閱第2圖，每一導熱基座110可設置於每一太陽能電池230上，當太陽能電池230的溫度升高時，高溫會先傳至導熱基座110後才傳至鰭片120。也就是說，即使太陽能電池230與鰭片120的收縮率不同，鰭片120也不會因熱脹冷縮的因素造成太陽能電池230損壞。此外，當太陽能模組200架設於戶外時，較大的氣流(例如強風)雖能使太陽能模組200彎曲，但每一導熱基座110係設置於每一太陽能電池230上且鰭片120係耦合於導熱基座110的定位槽116中，因此可避免習知因太陽能模組變形而造成鰭片脫離的情形。

由於此散熱結構100不易因熱脹冷縮損壞太陽能電池230且不易因太陽能模組200彎曲而脫離太陽能電池230，因此可提升太陽能模組200的使用壽命與效率。

應瞭解到，已經在上述實施方式中敘述過的元件連接關係將不再重複贅述。在以下敘述中，僅詳細說明鰭片120固定於導熱基座110的方式，合先敘明。

第5圖繪示第3圖之散熱結構100的另一實施方式。散熱結構100包含導熱基座110與可彎折的鰭片120。與上述實施方式不同的地方在於鰭片120還可包含卡合部122。其中，卡合部122與定位槽116分別具有L形的剖面，且卡合部122位於鰭片120的位置大致對應於導熱基座110的位置。如此一來，鰭片120可藉由卡合部122固定於定位槽116中。

第6圖繪示第5圖之散熱結構100的另一實施方式。散熱結構100包含導熱基座110與可彎折的鰭片120。與上述實施方式不同的地方在於鰭片120的卡合部122具有彈片123。其中，彈片123具有彈性可抵靠於定位槽116，使鰭片120可藉由卡合部122的彈片123固定於定位槽116中。其中，彈片123的數量與位置可依實際需求而定。

第7圖繪示第5圖之散熱結構100的另一實施方式。散熱結構100包含導熱基座110與可彎折的鰭片120。與上述實施方式不同的地方在於第一表面112形成有穿孔113連通定位槽116，且散熱結構100更包含固定元件130耦合於穿孔113並壓迫卡合部122，使卡合部122固定於定位槽116中。

第8圖繪示第3圖之散熱結構100的另一實施方式。與上述實施方式不同的地方在於卡合部122與定位槽116分別具有T形的剖面。這樣的設計，鰭片120仍可藉由卡合部122固定於定位槽116中。

第9圖繪示第8圖之散熱結構100的另一實施方式。與上述實施方式不同的地方在於鰭片120的卡合部122具有二彈片123。其中，彈片123具有彈性可抵靠於定位槽116，使鰭片120可藉由卡合部122的彈片123固定於定位槽116中。其中，彈片123的數量與位置可依實際需求而定。

第10圖繪示第8圖之散熱結構100的另一實施方式。與上述實施方式不同的地方在於第一表面112形成有二穿孔113連通定位槽116，且散熱結構100更包含二固定元件130分別耦合於穿孔113並壓迫卡合部122，使卡合部122固定於定位槽116中。

第11圖繪示第8圖之散熱結構100的另一實施方式。與上述實施方式不同的地方在於鰭片120具有二延伸翼124。其中，延伸翼124分別位於導熱基座110上，且散熱結構100更包含二固定元件130分別貫穿延伸翼124且固定於導熱基座110上。

第12圖繪示根據本發明另一實施方式之散熱結構100與太陽能模組200的俯視圖。在本實施方式中，鰭片120連接於導熱基座110的走向皆為直線。其中，部分鰭片120位於二導熱基座110上，且部分鰭片120位於四導熱基座110上。

第13圖繪示根據本發明另一實施方式之散熱結構100與太陽能模組200的俯視圖。第14圖繪示第13圖之散熱結構100與太陽能模組200沿線段12-12’的剖面圖。同時參閱第13圖與第14圖，鰭片120連接於導熱基座110的走向部分為直線且部分為曲線。其中，呈直線走向的鰭片120分別位於單一導熱基座110上，且呈曲線走向的鰭片120分別位於四導熱基座110上。

在本實施方式中，鰭片120之高度H由太陽能模組200的中心R1區域逐漸往太陽能模組200的邊緣R2區域降低，使垂直鰭片120的氣流可從靠近邊緣R2區域的鰭片120吹至靠近中心R1區域的鰭片120，使散熱結構100具有較佳的散熱效率。

第15圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構100的俯視圖。散熱結構100包含導熱基座110與可彎折的鰭片120。在本實施方式中，導熱基座110具有六邊形的剖面。然而在其他實施方式中，導熱基座110可以具有圓形、橢圓形、矩形或N邊形的剖面，其中N為大於或等於3的自然數。

第16圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構100與太陽能模組200的俯視圖。在本實施方式中，一導熱基座110位於一太陽能電池230上，二導熱基座110位於同一太陽能電池230上，且一導熱基座110位於二太陽能電池230上，鰭片120仍可連接於這些導熱基座110之間。

本發明上述實施方式與先前技術相較，具有以下優點：

(1)　鰭片耦合於導熱基座的定位槽中並連接於導熱基座之間，因此鰭片與太陽能模組並不會接觸。此外，由於鰭片為可彎折的元件，因此鰭片的走向可依實際需求作調整。

(2)　每一導熱基座可設置於每一太陽能電池上，當太陽能電池的溫度升高時，高溫會先傳至導熱基座後才傳至鰭片。也就是說，即使太陽能電池與鰭片的收縮率不同，鰭片也不會因熱脹冷縮的因素造成太陽能電池損壞。

(3)　當太陽能模組架設於戶外時，較大的氣流(例如強風)雖能使太陽能模組彎曲，但每一導熱基座可設置於每一太陽能電池上且鰭片係耦合於導熱基座的定位槽中，因此可避免習知因太陽能模組變形而造成鰭片脫離的情形。

(4)　由於此散熱結構不易因熱脹冷縮損壞太陽能電池，且不易因太陽能模組彎曲而脫離太陽能背板，因此可提升太陽能模組鰭片的使用壽命與模組發電效率。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．散熱結構

110．．．導熱基座

112．．．第一表面

113．．．穿孔

114．．．第二表面

116．．．定位槽

117．．．槽底

120．．．鰭片

122．．．卡合部

123．．．彈片

124．．．延伸翼

130．．．固定元件

140．．．黏著層

200．．．太陽能模組

210．．．背光面

220．．．迎光面

230．．．太陽能電池

300．．．太陽能發電設備

310．．．支撐架

3-3’．．．線段

12-12’．．．線段

D1．．．直徑

D2．．．深度

D3．．．距離

D4．．．間隙

F．．．氣流

H．．．高度

R1．．．中心

R2．．．邊緣

W．．．寬度

第1圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構應用於一太陽能發電設備的示意圖。

第2圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構與太陽能模組的俯視圖。

第3圖繪示第2圖之散熱結構與太陽能模組沿線段3-3’的剖面圖。

第4圖繪示第3圖之鰭片連接於二導熱基座之間的示意圖。

第5圖繪示第3圖之散熱結構的另一實施方式。

第6圖繪示第5圖之散熱結構的另一實施方式。

第7圖繪示第5圖之散熱結構的另一實施方式。

第8圖繪示第3圖之散熱結構的另一實施方式。

第9圖繪示第8圖之散熱結構的另一實施方式。

第10圖繪示第8圖之散熱結構的另一實施方式。

第11圖繪示第8圖之散熱結構的另一實施方式。

第12圖繪示根據本發明另一實施方式之散熱結構與太陽能模組的俯視圖。

第13圖繪示根據本發明另一實施方式之散熱結構與太陽能模組的俯視圖。

第14圖繪示第13圖之散熱結構與太陽能模組沿線段12-12’的剖面圖。

第15圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構的俯視圖。

第16圖繪示根據本發明一實施方式之散熱結構與太陽能模組的俯視圖。

100．．．散熱結構

110．．．導熱基座

112．．．第一表面

120．．．鰭片

200．．．太陽能模組

210．．．背光面

230．．．太陽能電池

3-3’．．．線段

D1．．．直徑

W．．．寬度

Claims (15)

1. 一種散熱結構，包含：複數個導熱基座，分別具有一第一表面與一第二表面，其中每一該第一表面形成有一定位槽，且每一該第二表面接合至一太陽能模組的背光面上；以及至少一可彎折的鰭片，耦合於該些定位槽中且連接於該些導熱基座之間。
2. 如請求項1所述之散熱結構，其中該鰭片的高度大於每一該定位槽的深度，使該鰭片至少部分凸出於每一該導熱基座之該第一表面。
3. 如請求項1所述之散熱結構，其中該太陽能模組具有複數個太陽能電池，該些太陽能電池的數量與該些導熱基座的數量相同，且每一該導熱基座的該第二表面固定於每一該太陽能電池上。
4. 如請求項3所述之散熱結構，其中每一該導熱基座為一圓柱體，且每一該導熱基座的直徑小於或等於每一該太陽能電池的寬度。
5. 如請求項1所述之散熱結構，其中該些定位槽的走向包含直線或曲線。
6. 如請求項1所述之散熱結構，其中該鰭片連接於該些導熱基座的走向包含直線或曲線。
7. 如請求項1所述之散熱結構，其中該鰭片的數量為複數個，且該些鰭片之高度由該太陽能模組的中心逐漸往該太陽能模組的邊緣降低。
8. 如請求項1所述之散熱結構，其中每一該定位槽具有一槽底，且該槽底與每一該導熱基座的該第二表面之間具有一距離，使位於每二該些導熱基座之間的部分該鰭片與該太陽能模組的間隙至少相距該距離。
9. 如請求項1所述之散熱結構，其中該鰭片更包含複數個卡合部，每一該卡合部與每一該定位槽分別具有L形的剖面，或每一該卡合部與每一該定位槽分別具有T形的剖面。
10. 如請求項9所述之散熱結構，其中每一該第一表面形成有一穿孔連通每一該定位槽，且該散熱結構更包含：複數個固定元件，分別耦合於該些穿孔並壓迫該些卡合部，使每一該卡合部固定於每一該定位槽中。
11. 如請求項9所述之散熱結構，其中每一該卡合部具有一彈片抵靠於每一該定位槽，使該鰭片固定於該些定位槽中。
12. 如請求項1所述之散熱結構，其中該鰭片具有複數個延伸翼分別位於該些導熱基座上，且該散熱結構更包含：複數個固定元件，分別貫穿該些延伸翼且固定於該些導熱基座上。
13. 如請求項1所述之散熱結構，更包含：複數個黏著層，分別設置於每一該導熱基座之該第二表面與該太陽能模組的背光面之間。
14. 如請求項13所述之散熱結構，其中每一該黏著層的材質包含雙面膠、矽膠或封裝材。
15. 如請求項1所述之散熱結構，其中每一該導熱基座具有圓形、橢圓形、矩形或N邊形的剖面，其中N為大於或等於3的自然數。