一種預設安裝傾角的光伏組件面板及光伏組件和製作方法
2024-03-23 10:08:05 1
專利名稱：一種預設安裝傾角的光伏組件面板及光伏組件和製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能光伏技術領域，特別涉及一種預設安裝傾角的光伏組件面板，還涉及使用該面板的光伏組件，另涉及該光伏組件的製作方法。
背景技術：
光伏組件是太陽能電池在實際應用中的主要形式，它是太陽能光伏市場的主流產品，光伏組件不僅可以安裝在電站、地面上，而且已逐漸被安裝在屋頂、幕牆等建築物表面上。現有光伏組件一般包括高通透的面板、封裝材料、由單體太陽能電池組成的電池串及背板，面板往往採用玻璃板，玻璃板與背板分別通過封裝材料粘接在電池串的兩表面上形成一個結實板狀體，其中，玻璃板的下表面是平面，上表面是由數個微結構體緊密並列排布並以其外表面整體構成的受光面，微結構體的形狀一般有菱形、圓形、四角形及正六角形等，單個微結構體是於玻璃板的下表面向上豎立呈軸對稱的實心體(近似於圓錐體)，該微結構體的外表面為弧形面，而且微結構體的中心縱剖面是呈軸對稱的弧形面，即受光面是凹凸不平表面。如圖1、2所示是四角形微結構體1，而圖3、4是圓形微結構體2。光伏組件的安裝傾角對發電效果及佔地面積、立體空間佔用均具有較大影響，安裝傾角是指光伏組件的板面與水平面之間的夾角，為了保障最佳的發電效果，基於光伏組件的本身組成結構和玻璃板受光面的結構，在地球的不同地點，由於地理位置安裝傾角通常是以一年內為了保障最佳發電效果及考慮其它特定地理因素等計算得出的，因此光伏組件的地理位置安裝傾角是一定的，所以，當用於安裝光伏組件的安裝面確定以後，光伏組件與安裝面之間的位置關係也基本固定，光伏組件安裝在建築物表面上時，光伏組件與建築物安裝面的關係也就無法改變。所以，現有光伏組件在實際安裝過程中存在以下缺陷:⑴對於一些安裝場合受限的建築物來說，為了實現光伏組件的最佳發電效果，會造成光伏組件安裝十分不便；⑵若為了達到光伏組件的最佳發電效果而以光伏組件的地理位置安裝傾角進行安裝，那麼在通常情況下，光伏組件與安裝面之間會存在夾角，不僅會佔用安裝面上方的立體空間，而且使得建築物的美觀性大大降低；(3)若為了保證建築物的整體美觀性，現有做法是將光伏組件貼合於安裝面進行安裝，在地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角(安裝面與水平面的夾角)不相同的情況下，光伏組件當然不能達到最佳的發電效果。綜上所述，現有光伏組件的安裝不能同時滿足建築物的美觀性、空間佔用大小和光伏組件最佳發電效果二者的要求。
發明內容
本發明的第一個目的在於提供一種結構簡單、成本較低、可使光伏組件貼附於安裝面上進行安裝以減少佔用空間、能夠同時兼顧建築物整體美觀性和光伏組件最佳發電效果的預設安裝傾角的光伏組件面板。
本發明的上述目的通過以下的技術措施來實現:一種預設安裝傾角的光伏組件面板，所述面板的上表面為受光面，面板的下表面為平面用於通過封裝材料與光伏組件的電池串粘接，其特徵在於:所述面板由透光軟性塑料材料製成，所述面板的上表面是由數個受光體緊密並列排布並以受光體外表面整體構成的受光面，所述受光體由原始受光體在三維空間的至少一個基準面內以朝向安裝面的相反方向扭轉而成，以使原始受光面在該基準面內轉動後成為所述受光面，轉動角度是該基準面內光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差。原始受光體的形狀與現有的光伏組件玻璃板上的微結構體形狀相同，但是不同點是:原始受光體的材質採用透光軟性塑料材料，因此其可以發生形變，即能夠進行二次塑形，形變後成為受光體。原始受光面是由原始受光體外表面整體構成的表面。本發明的受光面是由原始受光面(即指按照地理位置安裝傾角安裝的光伏組件的受光面)旋轉而成，轉動的角度是光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差，因此受光體扭轉以使受光面發生轉動的實質是對該差值進行補償，所以可以預先設定光伏組件的安裝傾角以使本發明光伏組件能夠貼附於安裝面上安裝，從而兼顧建築物整體美觀性和光伏組件最佳發電效果；另外，本發明的結構簡單、成本較低，光伏組件貼附於安裝面上進行安裝時，也減少了佔用空間。作為本發明一種優選方式，所述面板採用EFTE膜。所述EFTE膜在未壓印受光體時的厚度範圍是疒5mi 1。本發明的第 二個目的在於提供一種使用上述預設安裝傾角的光伏組件面板的太陽能光伏組件。本發明的上述目的通過以下的技術措施來實現:一種使用上述預設安裝傾角的光伏組件面板的太陽能光伏組件，其特徵在於:它主要由所述預設安裝傾角的光伏組件面板、單體太陽能電池組成的電池串和背板組成，所述面板與背板通過封裝材料分別粘接在電池串的上下兩表面上。作為本發明的一種實施方式，所述封裝材料採用EVA或PVB或CVF材料。本發明位於所述面板與電池串之間的封裝材料的厚度範圍是0.5^1毫米。本發明所述的背板採用玻璃板或者是由EFTE膜通過EVA或PVB或CVF材料粘接在鋁板上構成的板體。本發明的第三個目的在於提供一種上述太陽能光伏組件的製作方法。本發明的上述目的通過以下的技術措施來實現:一種上述太陽能光伏組件的製作方法，其特徵在於包括以下步驟:步驟1、製作壓印模板⑴根據需要安裝光伏組件的地點，確定光伏組件在三維空間內至少一個基準面內的地理位置安裝傾角；⑵確定安裝面傾斜角，計算光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差，得出轉動角度；⑶將原始受光體在該基準面內按照轉動角度以朝向安裝面的相反方向扭轉，以使原始受光面在該基準面內以轉動角度轉動成為受光面，確定此時受光體的體型；⑷根據受光體的體型與排列方式製作一個分布有中空受光體的壓印模板；
步驟2、在疊層工藝中，將上下表面均為平面的初始面板、封裝材料、電池串、封裝材料及背板從上至下依次疊層；步驟3、將壓印模板以中空受光體為正立狀態平放在初始面板的上表面上，進行層壓工藝，初始面板上形成受光體成為面板；步驟4、冷卻經層壓工藝後的光伏組件。本發明所述的壓印模板採用金屬材料或者硬質塑料材料製成。具體可以採用鋼、玻璃或者硬質玻璃鋼。壓印模板材質的選擇還要滿足它易於在面板上加工出受光體的要求。本發明在所述步驟3、中，在層壓工藝中，最大壓力值範圍為0.8^1.5個大氣壓。與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果:⑴本發明的受光面是由原始受光面旋轉而成，轉動的角度是光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差，因此受光體扭轉以使受光面發生轉動的實質是對該差值進行補償，所以可以預先設定光伏組件的安裝傾角以使本發明光伏組件能夠貼附於安裝面上安裝，從而兼顧建築物整體美觀性和光伏組件最佳發電效果。⑵本發明面板上的受光體與現有玻璃板上的微結構體相比，僅是按照安裝傾角與安裝面傾斜角之差扭轉了一定的角度，因此本發明的結構簡單、成本較低，由於使用本發明的面板的光伏組件可以貼附於安裝面上進行安裝，所以減少了光伏組件的佔用空間。⑶本發明光伏組件的製作過程除了增加壓印模板製作之外，在層壓工藝中也與現有光伏組件的層壓工藝有少許不同之處，但是在能夠實現發明目的前提下，本發明製作工藝流程比較簡單，容易實現。
⑷本發明的受光體可以實現在不同基準面內的扭轉，能夠使得本發明的光伏組件完全貼附於安裝面上，因此本發明可廣泛適用於不同的安裝場合，實用性強。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。圖1是現有玻璃板的俯視示意圖(顯示四角形微結構體);圖2是沿相鄰兩個四角形微結構體中心縱剖面示意圖；圖3是現有玻璃板的俯視示意圖(顯示圓形微結構體);圖4是沿單個圓形微結構體中心縱剖面示意圖；圖5是本發明原始受光面的側視示意圖；圖6是本發明面板的側視示意圖；圖7是本發明的原理示意圖。
具體實施例方式如圖6、7所示，是本發明一種預設安裝傾角的光伏組件面板，面板採用EFTE膜1，EFTE膜I在未壓印受光體時的厚度是3mil，EFTE膜I的上表面為受光面12，EFTE膜I的下表面為平面13用於通過封裝材料與光伏組件的電池串粘接，EFTE膜I的上表面是由數個受光體11緊密並列排布並以受光體11外表面整體構成的受光面12，受光體11由原始受光體2 (參見圖5)在X-Z軸構成的豎直平面內以朝向安裝面N的相反方向T扭轉而成，以使原始受光面3 (參見圖5)在該豎直平面內轉動後成為受光面12，轉動角度是該豎直平面內光伏組件M的地理位置安裝傾角α與安裝面傾斜角β之差，即轉動角度是α-β。一種使用上述預設安裝傾角的光伏組件面板的太陽能光伏組件，它主要由預設安裝傾角的光伏組件面板、單體太陽能電池組成的電池串和背板組成，面板與背板通過封裝材料分別粘接在電池串的上下兩表面上。面板採用EFTE膜，封裝材料採用CVF材料，位於EFTE膜與電池串之間的CVF的厚度是0.8毫米。背板是由EFTE膜通過CVF材料粘接在鋁板上所構成的板體。一種上述太陽能光伏組件的製作方法，包括以下步驟:步驟1、製作壓印模板⑴根據需要安裝光伏組件的地點，確定光伏組件在豎直平面內的地理位置安裝傾角；⑵根據安裝地物理環境確定安裝面傾斜角，計算光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差，得出轉動角度；⑶將原始受光體在該豎直平面內按照轉動角度以朝向安裝面的相反方向扭轉，以使原始受光面在該豎直平面內以轉動角度轉動成為受光面，確定此時受光體的體型；⑷根據受光體的體型與排列方式製作一個分布有中空受光體的壓印模板，壓印模板採用硬質玻璃鋼製成；步驟2、在疊層工藝中，將上下表面均為平面的初始面板、封裝材料、電池串、封裝材料及背板從上至下依次疊層；
步驟3、將壓印模板以空心受光體為正立狀態平放在初始面板的上表面上，進行層壓工藝，層壓設備的壓力最大值選擇1.5個大氣壓，初始面板上形成受光體成為面板；初始面板是未壓印受光體的EFTE膜，而面板是壓印受光體後的EFTE膜。步驟4、冷卻經層壓工藝後的光伏組件。本發明光伏組件的製作過程中，還要滿足以下工藝要求:1、在層壓工藝中，壓印模板會對面板及封裝材料產生一定壓力，因此，面板的材質及封裝材料厚度，需要根據受光體的具體情況來定。2、在層壓工藝中，根據封裝材料特性、封裝材料與面板之間剝離強度要求，以及真空要求及外觀要求，以及工藝便利和可靠性來確定工藝參數。3、當確定受光體的體型後，需要確定壓印模板的材質和壓印模板上的中空受光體體型；確定面板的材質和厚度、封裝材料材質和厚度，再確定層壓工藝的參數。在其它實施例中，所述受光體由原始受光體在三維空間的至少一個基準面內以朝向安裝面的相反方向扭轉而成，參見圖7，基準面包括X-Z軸組成的豎直面、Y-Z軸組成的豎直面及X-Y軸組成的水平面，以使原始受光面在該基準面內轉動後成為受光面，轉動角度是該基準面內光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差。因此，本發明的面板可以根據實際情況對受光面進行多方位的角度調整。本發明的實施方式不限於此，根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明的EFTE膜在未壓印受光體時的厚度範圍是疒5mil ;位於面板與電池串之間的封裝材料的厚度範圍是0.5^1毫米；封裝材料採用EVA或PVB或CVF材料製成；背板還可以採用玻璃板；壓印模板可以採用金屬材料或者硬質塑料材料或者矽膠材料製成；在層壓工藝中，最大壓力值範圍為0.8^1.5個大氣壓。 因此本發明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發明權利保護範圍之內。
權利要求
1.一種預設安裝傾角的光伏組件面板，所述面板的上表面為受光面，面板的下表面為平面用於通過封裝材料與光伏組件的電池串粘接，其特徵在於:所述面板由透光軟性塑料材料製成，所述面板的上表面是由數個受光體緊密並列排布並以受光體外表面整體構成的受光面，所述受光體由原始受光體在三維空間的至少一個基準面內以朝向安裝面的相反方向扭轉而成，以使原始受光面在該基準面內轉動後成為所述受光面，轉動角度是該基準面內光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差。
2.根據權利要求1所述的預設安裝傾角的光伏組件面板，其特徵在於:所述面板採用EFTE 膜。
3.根據權利要求2所述的預設安裝傾角的光伏組件面板，其特徵在於:所述EFTE膜在未壓印受光體時的厚度範圍是2 5mil。
4.一種使用權利要求1或2或3所述預設安裝傾角的光伏組件面板的太陽能光伏組件，其特徵在於:它主要由所述預設安裝傾角的光伏組件面板、單體太陽能電池組成的電池串和背板組成，所述面板與背板通過封裝材料分別粘接在電池串的上下兩表面上。
5.根據權利要求4所述的太陽能光伏組件，其特徵在於:位於所述面板與電池串之間的封裝材料的厚度範圍是0.5^1毫米。
6.根據權利要求5所述的太陽能光伏組件，其特徵在於:所述封裝材料採用EVA或PVB或CVF材料。
7.根據權利要求6所述的太陽能光伏組件，其特徵在於:所述背板採用玻璃板或者是由EFTE膜通過EVA或PVB或CVF材料粘接在鋁板上構成的板體。
8.一種權利要求4所述的太陽能光伏組件的製作方法，其特徵在於包括以下步驟: 步驟1、製作壓印模板 ⑴根據需要安裝光伏組件的地點，確定光伏組件在三維空間內至少一個基準面內的地理位置安裝傾角； ⑵確定安裝面傾斜角，計算光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差，得出轉動角度； ⑶將原始受光體在該基準面內按照轉動角度以朝向安裝面的相反方向扭轉，以使原始受光面在該基準面內以轉動角度轉動成為受光面，確定此時受光體的體型； ⑷根據受光體的體型與排列方式製作一個分布有中空受光體的壓印模板； 步驟2、在疊層工藝中，將上下表面均為平面的初始面板、封裝材料、電池串、封裝材料及背板從上至下依次疊層； 步驟3、將壓印模板以中空受光體為正立狀態平放在初始面板的上表面上，進行層壓工藝，初始面板上形成受光體成為面板； 步驟4、冷卻經層壓工藝後的光伏組件。
9.根據權利要求8所述的太陽能光伏組件的製作方法，其特徵在於:所述壓印模板採用金屬材料或者硬質塑料材料製成。
10.根據權利要求9所述的太陽能光伏組件的製作方法，其特徵在於:在所述步驟3、中，在層壓工藝中，最大壓力值範圍為0.8^1.5個大氣壓。
全文摘要
本發明公開了一種預設安裝傾角的光伏組件面板，面板的上表面為受光面，面板的下表面為平面用於通過封裝材料與光伏組件的電池串粘接，面板由透光軟性塑料材料製成，面板的上表面是由數個受光體緊密並列排布並以受光體外表面整體構成的受光面，受光體由原始受光體在三維空間的至少一個基準面內以朝向安裝面的相反方向扭轉而成，以使原始受光面在該基準面內轉動後成為受光面，轉動角度是該基準面內光伏組件的地理位置安裝傾角與安裝面傾斜角之差；還公開了使用上述面板的光伏組件及其製作方法。本發明可以預先設定光伏組件的安裝傾角以使本發明光伏組件能夠貼附於安裝面上安裝，從而兼顧建築物整體美觀性和光伏組件最佳發電效果，減少了佔用空間。
文檔編號H01L31/048GK103094382SQ20131003957
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者柳國偉, 寇翠青 申請人:上海晶澳太陽能科技有限公司