專利名稱：智能和自清潔式太陽能面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能面板領(lǐng)域，并且更具體地，涉及智能和自清潔式面板領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已經(jīng)確定使用太陽能面板(尤其是用于沙漠和太陽光照特別強(qiáng)烈的地區(qū)中的太陽能面板)的一個(gè)主要問題是需要頻繁地去除太陽能面板和玻璃立面的灰塵和沙土。的確，為了使效率保持在可能的最高百分比，不得不對太陽能面板進(jìn)行定期清潔。由于污物和灰塵或者甚至更由于面板上的積雪，太陽能面板的效率會降低差不多 30%。太陽能面板制造商建議至少一個(gè)月清潔一次。在一些情況下，為了清潔面板，要辛苦地爬到屋頂。傳統(tǒng)的清潔會刮壞表面，這使面板的效率降低。在大部分情況下，清潔需要溶劑、 水、個(gè)人時(shí)間、技能和機(jī)器。另外，這種太陽能面板通常在大的面積上延展，以構(gòu)建大的表面，那么清潔這樣大的面積是耗時(shí)的?，F(xiàn)有技術(shù)包括(均通過引用方式并入本申請中)-)US6, 076，216公開了一種通過使用低功率消耗的交變電場清潔塵土表面的方法和設(shè)備。電場的幅度在1000和30，000V/cm之間，并且其頻率從10到1000Hz。-)US2002/0134399公開了一種用于收集月塵顆粒的方法，其包括以下步驟提供用于吸引月塵顆粒的磁場源，在月塵顆粒和磁場源之間提供磁接近性，以及利用磁場源收集月塵顆粒。一種用于收集月塵顆粒的設(shè)備包括磁場源、用于在月塵顆粒和磁場源之間提供磁接近性的結(jié)構(gòu)以及利用磁場源收集月塵顆粒的結(jié)構(gòu)。該設(shè)備可以用于月球生活設(shè)施， 例如宇宙飛船或者月球基地。自清潔式太陽能電池包括至少一個(gè)太陽能面板和具有磁場源的可移動結(jié)構(gòu)，該磁場源在太陽能面板上平移以收集積累的顆粒。-)US 2007/0017567公開了一種通過在光伏電池上和在與光伏電池組件有關(guān)的反照率表面上實(shí)現(xiàn)自清潔功能而提高光伏電池效率的系統(tǒng)和材料。_)US2007/0256732公開了一種包括至少一個(gè)光伏電池和透明層的光伏模塊。透明層定位在光伏電池上方，其中透明層具有多個(gè)突出部分，該多個(gè)突出部分布置在透明層的至少一個(gè)表面上，透明層面朝光伏模塊的外部、內(nèi)部或者既面朝內(nèi)部也面朝外部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種比現(xiàn)有太陽能面板改進(jìn)的太陽能面板。更具體地，本發(fā)明的目的在于提出一種易于以有效方式清潔的太陽能面板，從而使得太陽能面板隨著時(shí)間的推移仍能保持其性質(zhì)和效率。因此，本發(fā)明開發(fā)了一種智能的自清潔式多層涂層，以處理表面的清潔，例如，太陽能面板、玻璃窗或者需要清潔的任何類似的表面。
面板的表面設(shè)置有各種檢測器，例如，發(fā)光度、溫度、濕度和用于自動操作或者可以手動操作的其他。在透明表面的情況下，定期監(jiān)測光透射效率并且與初始的出廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。智能型電子裝置根據(jù)時(shí)區(qū)、發(fā)光度、溫度和該區(qū)域的天氣情況，聯(lián)系到效率降低而決定激活自清潔系統(tǒng)。當(dāng)檢測到面板上的灰塵或者沙土?xí)r，電子裝置將激活四個(gè)獨(dú)立的DC供電的脈動靜電場，或者使用表面上的相同的元件來使雪融化。電子裝置(參見圖17)典型地包括板、微控制器、監(jiān)測電子裝置、靜電場供電的電子裝置和通信電子裝置的功率輸入和調(diào)節(jié)。這種新技術(shù)利用很短時(shí)間周期內(nèi)太陽能面板產(chǎn)生的少量百分比的功率。在其他表面的情況下，電子電路必需由其他外部來源供電。


根據(jù)詳細(xì)描述和所附的附圖，將更好地理解本發(fā)明，其給出圖1圖示了本發(fā)明的原理；圖2至8圖示了傳導(dǎo)性涂層的不同實(shí)施例；圖9至11圖示了光伏和熱太陽能面板的不同實(shí)施例；圖12和13圖示了用于集中太陽能的鏡子和反射器的不同實(shí)施例；圖14和15圖示了立面、窗戶和擋風(fēng)玻璃的實(shí)施例；圖16圖示了基于真空的光伏太陽能面板的實(shí)施例；圖17圖示了主要的電子板；圖18圖示了超聲清潔系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種用于使沙土、灰塵或融化的積雪漂離和運(yùn)離物體表面的方法和設(shè)備，所述物體具體為太陽能面板、鏡子、玻璃物體等。根據(jù)本發(fā)明的面板的原理在圖1中示出，其包括面板或任何表面，在該面板或表面上，涂覆帶有不同幾何形狀的傳導(dǎo)性涂層，接著優(yōu)選地，在頂部添加透明的隔離涂層。因此，這樣的設(shè)備使用了各種幾何形狀的傳導(dǎo)性軌跡(透明的或者不透明的)，這些傳導(dǎo)性軌跡嵌入在物體表面上的薄層內(nèi)。本發(fā)明使用了多個(gè)傳感器和檢測器，用于監(jiān)測周圍的事物、環(huán)境、溫度、濕度和物體的性能并激活清潔或融雪程序。檢測系統(tǒng)、嵌入在表面上的軌跡以及物體的功率輸出端(在太陽能面板的情況下)都被連接到智能型電子板或電路，這個(gè)智能型電子板或電路啟動清潔或者融化程序中的任何一個(gè)。很多物體可以連接在一起，相互通信并連接到用于遠(yuǎn)程監(jiān)測和激活的中心站。四個(gè)獨(dú)立的由DC電源產(chǎn)生(所有其他現(xiàn)有的器件利用需要更多電子裝置和功率的AC電源)的脈動靜電場利用物體表面上的軌跡的幾何形狀來對抗污物、灰塵和沙土，而無需刮破或者毀壞物體的表面。電場與可變的周相移動交錯(cuò)以確?？焖俚膱?zhí)行時(shí)間。
由放置在表面上的壓電器件產(chǎn)生的附加的超聲波可以用來提供干燥的潮濕沙土、 灰塵等的附加清潔手段。當(dāng)未被使用時(shí)，電子裝置處于備用或者睡眠模式。軌跡和電子裝置還用來檢測積雪并使積雪融化離開物體表面。本發(fā)明節(jié)省了對移動機(jī)械部件、水、洗滌劑或任何其他清潔方法的使用。表面上的軌跡和電子裝置所需的功率非常小。其可以從各種來源獲取，例如在光伏太陽能面板的情況下，一天至少一次小于一分鐘需要不到其功率的10%。 要不然可以從電池、電網(wǎng)或者如圖1所述的任何其他的外部來源獲取功率。在真空或者熱太陽能面板的情況下，可以從它們自己產(chǎn)生的功率或者任何其他的外部來源獲取功率。本發(fā)明的應(yīng)用有多個(gè)-)光伏太陽能面板-)熱太陽能面板-)真空太陽能面板-)鏡子-)玻璃-)擋風(fēng)玻璃-)光學(xué)表面-)立面等圖2至8示出了根據(jù)本發(fā)明的傳導(dǎo)性軌跡的不同形狀。正如從這些附圖中輕松理解到的那樣，這些形狀可以是不同的并且具有適當(dāng)?shù)男Ч?。圖9至15示出了作為本發(fā)明的具體應(yīng)用的不同實(shí)施例，和所附附圖中示出的各種幾何形狀以及其他相似和有關(guān)的幾何形狀，以用來覆蓋不同形狀的面板和表面。例如，圖9、10和11示出了兩個(gè)光伏和熱太陽能面板的實(shí)施例。在圖9中，具有玻璃1或者聚合物6、高度透明的非傳導(dǎo)性樹脂2、光伏或薄膜太陽能電池3以及由復(fù)合材料制成的背板4，其中玻璃1或者聚合物6在任一表面上沉積有圖案化的傳導(dǎo)性層。在圖10中，附加有更高度透明的非傳導(dǎo)性樹脂2層以及薄的高度透明的板5，該薄的高度透明的板由諸如Teflon 或者任何等效材料的聚合物制成。在圖11中，附加有蜂窩狀背襯7，其由用于散熱的金屬或者用于高度剛性和輕量背襯的其他材料制成。圖12和13示出了用于集中太陽光線的鏡子和反射鏡的實(shí)施例。除了參照以上實(shí)施例討論過的元件之外，例如，透明的非傳導(dǎo)性樹脂2和在任一表面上沉積有圖案化的傳導(dǎo)性層的玻璃或聚合物6，在圖12中，還有高度反射的拋物線形或者半圓柱形鏡子或者集中器8，在圖13中，還有帶著玻璃表面9的熱太陽能面板。在圖14和15中，示出了立面、窗戶和擋風(fēng)玻璃的實(shí)施例，其中標(biāo)號10表示玻璃板，標(biāo)號11表示通過極其高度真空的層被密封隔離而絕熱的雙層玻璃。在圖16中，示出了基于真空的光伏太陽能面板的實(shí)施例。該實(shí)施例包括太陽能面板12，所述太陽能面板12由帶有上玻璃表面的腔室構(gòu)成，該腔室在極其高度真空下密封隔離以絕熱。太陽能電池3位于底層上。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于光伏電池(或者多晶硅)產(chǎn)生大量的熱，尤其在外界溫度達(dá)到超過50°C的炎熱地區(qū)中。電池的效率呈數(shù)量級降低。真空是最好的隔熱手段之一，它將使多晶硅保持在非常低的溫度，因而處于較高的效率。在圖17中，用在器件中的電子裝置與微控制器、高壓電源、監(jiān)測裝置和通信裝置一起示出，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理。在圖18中，太陽能面板、鏡子、反射器、玻璃表面或相似物的實(shí)施例設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)壓電器件13，以產(chǎn)生超聲清潔波。在這些結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)除了包括已經(jīng)參照以上實(shí)施例討論的元件(例如，透明的非傳導(dǎo)性樹脂2和其上任一表面沉積有圖案化的傳導(dǎo)性層的玻璃或者聚合物6)之外，還有用于擋風(fēng)玻璃、窗戶或立面的玻璃板11。本申請給出的實(shí)施例和例子自然只是例子，不應(yīng)該以限制性方式來解釋這些例子，不同實(shí)施例的組合可能在本發(fā)明的框架中。此外，還可以使用等效的手段。參考標(biāo)號1.在任一表面上沉積有圖案化的傳導(dǎo)性層的玻璃2.高度透明的非傳導(dǎo)性樹脂3.光伏或薄膜太陽能電池4.由復(fù)合材料制成的背板5.由諸如Teflon的聚合物制成的薄的高度透明的板6.在任一表面上沉積有圖案化的傳導(dǎo)性層的聚合物7.由用于散熱的金屬或者用于高度剛性和輕量背襯的其他材料制成的蜂窩狀背襯8.高度反射的拋物線形或者半圓柱形鏡子或者集中器9.具有玻璃表面的熱太陽能面板10.用于擋風(fēng)玻璃、窗戶或立面的玻璃板11.通過極其高度真空的層被密封隔離而絕熱的雙層玻璃12.由帶有上玻璃表面的腔室構(gòu)成的太陽能面板，該腔室在極其高度真空下密封隔離以絕熱。太陽能電池位于底層上。13.用于產(chǎn)生超聲波的放置在面板上的一個(gè)或多個(gè)壓電換能器
權(quán)利要求
1.一種面板，例如太陽能面板，其至少包括用于清潔面板表面的自清潔器件，所述自清潔器件至少包括帶有不同幾何形狀的傳導(dǎo)性涂層(1，6)，所述傳導(dǎo)性涂層(1，6)用于應(yīng)用合適的電子裝置產(chǎn)生的脈動靜電DC場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述面板至少包括高度透明的非傳導(dǎo)性樹脂層O)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括由復(fù)合材料制成的背板G)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括由用于散熱的金屬或者用于高度剛性和輕量背襯的其他材料制成的蜂窩狀背襯(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面板，其中所述面板包括高度反射的拋物線形或者半圓柱形鏡子或者集中器(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括具有玻璃表面的熱太陽能面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括用于擋風(fēng)玻璃、窗戶或立面的玻璃板(11)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括用于監(jiān)測和操作清潔器件的檢測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的面板，其中所述檢測器包括發(fā)光度、溫度、濕度和用于自動操作的其他。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述面板包括帶有上玻璃表面的腔室(12)，該腔室(12)在極其高度真空下密封隔離以絕熱，并且其中太陽能電池(3)位于底層上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的面板，其中所述面板包括用于產(chǎn)生附加超聲波的附加的壓電器件(13)。
12.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的至少一個(gè)面板的設(shè)備。
13.一種利用清潔器件清潔權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的面板或者權(quán)利要求12中所述的設(shè)備的方法，所述清潔器件利用脈動靜電DC場。
14.一種利用壓電器件附加地清潔權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的面板或者權(quán)利要求 12中所述的設(shè)備的方法，所述壓電器件在表面上產(chǎn)生超聲波以去除混合有濕氣的沙土和灰土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使沙土、灰塵或者融化的積雪漂離和運(yùn)離物體表面的方法和設(shè)備，所述物體特別是太陽能面板、鏡子、玻璃物體和類似物。
文檔編號B08B6/00GK102483269SQ201180003752
公開日2012年5月30日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者喬治·麥卡瑞斯 申請人:沃羅緹有限公司