新型建築用光伏構件的製作方法
2023-06-02 01:50:11
新型建築用光伏構件的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型建築用光伏構件，包括光伏組件、連接器、接線盒、邊框、填充材料和構件背板；所述填充材料將接線盒、伸入邊框內部的連接器部分、光伏組件的金屬背板、邊框及構件背板黏合成整體模塊。本發明實現了建築的保溫性能，還解決了光伏組件的接線盒內發熱器件的散熱等問題，降低了熱斑效應帶來的影響，同時解決了使用金屬背板帶來的絕緣問題，另外，採用標準的模塊結構設計，便於安裝和維護，實現了光伏建築一體化。本發明結構中省去了蜂窩芯層和蜂窩孔板，在保證結構強度的前提下，降低了材料成本，且工藝相對簡單。L型連接器和U型連接器配套使用，使得新型建築用光伏構件可以獨立拆裝，便於維護。
【專利說明】新型建築用光伏構件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有光伏發電功能的建築外圍護工業化構件，用於太陽能發電，又可直接替代建築屋頂或牆體材料。
[0002]
【背景技術】
[0003]中國專利201848478U公開了一種建築光伏構件模塊，包括光伏組件、連接器、接線盒和邊框，所述光伏組件由玻璃、膠層、太陽能電池及金屬背板構成，所述光伏組件的背面依次為填充發泡材料的蜂窩芯層、蜂窩孔狀板、保溫層和構件背板；所述蜂窩芯層整體分布在蜂窩孔狀板上；所述蜂窩芯層、蜂窩孔狀板和保溫層中填充發泡材料黏合併固化成整體結構，其中蜂窩芯層還與其上方的金屬背板黏合，保溫層還與其下方的構件背板黏合；所述蜂窩芯層與金屬背板和蜂窩孔狀板黏合構成蜂窩板結構層；所述蜂窩板結構層的周邊和底部包裹在所述保溫層內形成主傳熱斷橋層；所述光伏組件與其背面的蜂窩板結構層、保溫層和主傳熱斷橋層組合成主體構件，所述主體構件周邊設邊框構成模塊結構。上述專利的模塊結構，在實際應用中，存在如下問題:其一，在模塊中增加了蜂窩芯層和蜂窩孔板後不僅加大了材料成本和加工成本，還加大了加工工藝的複雜性；其二，由於連接器結構不合理，電氣連接與結構安裝必須同時完成，增加了施工難度且施工耗時，如模塊需要更換，若該模塊不是位於系統的邊緣，就必須將其一側的其它模塊全部拆除後才可拆卸，不便維護；其三，在實際的建築光伏構件模塊的安裝過程中，建築光伏構件模塊之間的距離不可能控制一致，這就要求模塊上的密封槽設計允許在不一致的模塊間距的條件下，能夠正常安裝密封條。即在不影響密封條阻擋陽光功能與符合美學的前提下，密封條可以順利安裝，將安裝過程中的公差釋放，而現有技術中的結構是做不到這點的。
[0004]
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種新型建築用光伏構件，其整體性強，在保證結構強度的前提下，降低了材料成本，且工藝相對簡單，連接器的設計使得新型建築用光伏構件便於拆裝，易於維護，方便安裝。
[0006]本發明為實現其目的所採取的技術方案:新型建築用光伏構件，包括光伏組件和構件背板，兩者周邊嵌入邊框內側相對應的槽中，光伏組件和構件背板兩者之間為填充材料；連接器設於邊框兩側，一端伸出邊框，另一端伸入邊框內的填充材料中並與接線盒的金屬片連接；所述光伏組件自上至下依次為玻璃面板，太陽能電池、絕緣膜和金屬背板，各層間通過膠劑黏合成組件，其中，所述金屬背板與邊框接觸構成散熱結構；所述接線盒置於邊框內側的接線盒限位凸臺和接線盒防滑凸臺之間，接線盒上開設窗口，接線盒內的發熱器件焊接在PCB上或固定在金屬支架上，發熱器件散熱面透過接線盒的窗口與外部的所述邊框或光伏組件的金屬背板貼裝傳導散熱；太陽能電池的匯流條從金屬背板鑲嵌了絕緣嵌片的開孔處引出，與接線盒的金屬片連接；所述的邊框外側設有密封膠填充區和安裝弧形密封條的弧形安裝槽，所述弧形密封條與弧形安裝槽兩者構成相鄰兩個光伏構件的結構變形部位；所述連接器分為正極L形連接器、負極L形連接器、正極直形連接器、負極直形連接器和U形連接器；所述正極L形連接器和負極L形連接器分別與接線盒的金屬片連接；所述U形連接器分別與兩個相鄰光伏構件上的的正極L形連接器和負極L形連接器連接，安裝在相鄰的兩個構件邊框對接後形成的凹槽中；外部電纜通過正極直形連接器和負極直形連接器與光伏構件的串聯陣列兩側的正極L形連接器和負極L形連接器連接並置於所述凹槽中；所述填充材料將接線盒、伸入邊框內部的連接器部分、光伏組件的金屬背板、邊框及構件背板黏合成整體模塊。
[0007]所述接線盒內部的旁路二極體並聯有保護太陽能電池和接線盒內部的器件不因過電壓被擊穿的過電壓放電保護器件。
[0008]所述邊框採用金屬材料或工程塑料。
所述填充材料採用泡沫塑料、水泥、石棉、珍珠巖、蜂窩結構材料、或基於以上材料混合的複合材料。
所述構件背板採用水泥板材、石材、金屬板材、金屬塑料複合板材、木製品板材、石膏板材、玻璃或塑料板材。
[0009]由上述技術方案可知:本發明結構中省去了蜂窩芯層和蜂窩孔板，在保證結構強度的前提下，降低了材料成本，且工藝相對簡單。L型連接器和U型連接器配套使用，使得新型建築用光伏構件可以獨立拆裝，便於維護。解決了光伏建築一體化產品作為外圍護系統時既要散熱又要保溫的矛盾，其結構強度高、保溫、阻燃、耐候、構件與建築同壽命、水密和氣密性能好，既可用於太陽能發電，又可直接替代建築屋頂或牆體材料。
[0010]此外，光伏組件使用金屬背板，金屬背板直接與邊框接觸，以此將太陽能電池產生的熱量通過邊框散去，大大降低了熱斑效應帶來的影響。將絕緣膜裝配於太陽能電池與金屬背板之間，解決了使用金屬背板帶來的組件絕緣問題。接線盒內的旁路二極體直接與邊框接觸，通過邊框散熱，避免了旁路二極體由於溫度過高導致燒毀。填充材料將新型建築用光伏構件的接線盒和連接線包裹起來並固化成一個強度高和保溫性能好的模塊。新型建築用光伏構件解決了光伏建築一體化產品作為外圍護系統時既要散熱又要保溫的矛盾。另外，構件的有機材料全部密封在無機材料中，產品沒有火災隱患。
[0011]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步詳細說明。
[0013]圖1為本發明的構件結構截面圖；
圖2為本發明的構件正面示意圖；
圖3為本發明的構件側面示意圖；
圖4為本發明的邊框截面圖；
圖5為本發明的構件安裝正面示意圖；
圖6為本發明的構件安裝側面截面圖；
圖7為本發明的構件接線盒安裝側面剖視圖； 圖8為本發明的構件接線盒側面示意圖；
圖9為本發明的構件接線盒背面示意圖；
圖10為本發明的構件接線盒去蓋主視示意圖；
圖11為本發明的構件接線盒安裝示意圖；
圖12為本發明的構件接線盒的上殼示意圖；
圖13為本發明的構件接線盒下殼示意圖；
圖14為本發明的光伏組件的匯流條引出方式示意圖；
圖15為圖14中A的放大示意圖。
[0014]圖16為圖5的局部放大圖。
[0015]附圖中:1、邊框，2、玻璃面板，3、膠層，4、太陽能電池，5、絕緣膜，6、金屬背板，7、填充材料，8、構件背板，9、光伏組件安裝槽，91、組件安裝下槽板，92、組件安裝上槽板，10、密封條安裝槽，11、接線盒，12、連接框，13、接線盒限位凸臺，14、接線盒防滑凸臺，15、負極連接器，16、正極連接器，17、邊框安裝板，18、組件安裝區，19、邊框安裝孔，20,U型連接器，21、邊框密封條，22、龍骨，221、隔熱條，222、龍骨型材，23、密封膠，24、泡沫棒，25、固定螺栓，26、下殼，27、發熱器件，28、PCB電路板，29、組件匯流條窗口，30、匯流條連接口，31、卡扣，32、金屬連接片，33、線纜，34、上殼，35、接線盒定位卡槽，36、線纜卡扣，37、上下殼卡扣，38、構件背板安裝槽，39、構件背板安裝上槽板，40、構件背板安裝下槽板，41、絕緣嵌片，42、光伏組件的匯流條
【具體實施方式】
[0016]參見圖1-3，本發明包括光伏組件、負極連接器15、正極連接器16，接線盒11和邊框1，光伏組件由玻璃面板2、太陽能電池4、絕緣膜5及金屬背板6構成，金屬背板6採用金屬薄板，其上表面有絕緣膜5，背面設有拉毛構造。玻璃面板2、太陽能電池4、絕緣膜5及金屬背板6通過膠層3經過加熱壓合後粘接形成為一個整體。光伏組件的背面依次為填充材料7和構件背板8。構件背板8採用水泥薄板。填充材料9主要採用聚氨酯。填充材料9形成主傳熱斷橋層。光伏組件與其背面的填充材料9組合成主體構件，填充材料9作為傳熱斷橋層，阻隔熱傳導。在主體構件的周邊設邊框I構成模塊結構。
[0017]如圖4-7所示，邊框I採用鋁合金、銅或不鏽鋼等材料製作，其主體為連接框12。連接框12上部沿其長度方向同側設組件安裝上槽板92、組件安裝下槽板91，兩者構成光伏組件安裝槽9 ;組件安裝下槽板91與位於其下方的連接框側面的區域構成填充材料的填充區。連接框的上端部與光伏組件安裝槽反向位置設密封條安裝槽10 ;連接框12的下端沿其長方向設密封膠注膠槽11和邊框安裝板17，其中密封膠注膠槽11位於保溫層裝配區同側，邊框安裝板17位於密封膠注膠槽11反向位置。密封膠注膠槽11用於灌注密封膠，密封填充材料。邊框安裝板15上方為邊框密封膠填充區。連接框的內側邊設接線盒限位凸臺13，組件安裝下槽板背面設接線盒防滑凸臺14。邊框安裝板17設有邊框安裝孔19，用於相鄰模塊的邊框連接。連接框12內的方孔為角碼安裝孔，用於邊框端頭安裝角碼使之連接成四邊形框，四邊形框內的整個區域為組件安裝區18。相鄰兩個邊框拼接時，密封條安裝槽10中壓入邊框密封條21。邊框密封條21兩側設有縱向弧形槽，密封條端面居中沿其長度方向設縱向弧形槽；兩個縱向弧形槽分別與相鄰的構件邊框之間的邊框密封條咬合構成結構變形部位。邊框用固定螺栓25固定在龍骨22上。
[0018]接線盒被填充材料包裹，接線盒內的發熱器件緊貼在鋁合金邊框或構件背板，利於散熱。正極L形連接器和負極L形連接器與接線盒的金屬片連接，分別固定在構件兩側的邊框上，連接器的一端伸出框面，另一端置於填充材料中；U形連接器分別與正極L形連接器和負極L形連接器連接，安裝在相鄰的兩個構件邊框對接後形成的凹槽中，如圖5、圖16所示；外部電纜通過正極直形連接器和負極直形連接器分別與構件的串聯陣列兩側的正極L形連接器和負極L形連接器連接並置於所述凹槽中。
[0019]如圖14、15所示，光伏組件的匯流條42從鑲嵌了絕緣嵌片41的金屬背板6的開孔處引出。
[0020]如圖8-13所示，接線盒由上殼34和下殼26構成，其間通過上下殼卡扣37卡合。接線盒內的發熱器件27包括旁路保護二極體和過電壓及過電流保護器件，兩者焊接在PCB電路板28上；發熱器件散熱面透過接線盒的散熱窗窗口與其外部的邊框或構件背板貼裝散熱；光伏組件匯流條和連接器線纜通過PCB電路板28實現電氣連接；接線盒內置逆變器或通信控制電路時，其散熱器或發熱器件透過接線盒的散熱窗與外部散熱材料一邊框或金屬背板貼裝散熱。經多次試驗證明，即使不在模塊中加入蜂窩芯和蜂窩孔板，只填充填充材料固化成整體結構，模塊依然可以滿足建築標準的要求。去除蜂窩芯層和蜂窩孔板能減少模塊的材料成本和加工成本。
[0021 ] 上述僅為本發明的實施例而已，對本領域的技術人員來說,本發明有多種更改和變化。凡在本發明的發明思想和原則之內，作出任何修改，等同替換，改進等，均應包括在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.新型建築用光伏構件，其特徵在於:包括光伏組件和構件背板，兩者周邊嵌入邊框內側相對應的槽中，光伏組件和構件背板兩者之間為填充材料；連接器設於邊框兩側，一端伸出邊框，另一端伸入邊框內的填充材料中並與接線盒的金屬片連接；所述光伏組件自上至下依次為玻璃面板，太陽能電池、絕緣膜和金屬背板，各層通過膠劑黏合成組件，其中，所述金屬背板與邊框接觸構成散熱結構；所述接線盒置於邊框內側的接線盒限位凸臺和接線盒防滑凸臺之間，接線盒上開設窗口，接線盒內的發熱器件焊接在PCB上或固定在金屬支架上，發熱器件散熱面透過接線盒的窗口與外部的所述邊框或光伏構件的金屬背板貼裝傳導散熱；太陽能電池的匯流條從金屬背板鑲嵌了絕緣嵌片的開孔處引出，與接線盒的金屬片連接；所述的邊框外側設有密封膠填充區和安裝弧形密封條的弧形安裝槽，所述弧形密封條與弧形安裝槽兩者構成相鄰兩個光伏構件的結構變形部位；所述連接器分為正極L形連接器、負極L形連接器、正極直形連接器、負極直形連接器和U形連接器；所述正極L形連接器和負極L形連接器分別與接線盒的金屬片連接；所述U形連接器分別與兩個相鄰光伏構件上的的正極L形連接器和負極L形連接器連接，安裝在相鄰的兩個構件邊框對接後形成的凹槽中；外部電纜通過正極直形連接器和負極直形連接器與光伏構件的串聯陣列兩側的正極L形連接器和負極L形連接器連接並置於所述凹槽中；所述填充材料將接線盒、伸入邊框內部的連接器部分、光伏組件的金屬背板、邊框及構件背板黏合成整體模塊。
2.根據權利要求1所述的新型建築用光伏構件，其特徵在於:所述接線盒內部的旁路二極體並聯有保護太陽能電池和接線盒內部的器件不因過電壓被擊穿的過電壓放電保護器件。
3.根據權利要求1所述的新型建築用光伏構件，其特徵在於:所述邊框採用金屬材料或工程塑料。
4.根據權利要求1所述的新型建築用光伏構件，其特徵在於:所述填充材料採用泡沫塑料、水泥、石棉、珍珠巖、蜂窩結構材料、或基於以上材料混合的複合材料。
5.根據權利要求1所述的新型建築用光伏構件，其特徵在於:所述構件背板採用水泥板材、石材、金屬板材、金屬塑料複合板材、木製品板材、石膏板材、玻璃或塑料板材。
【文檔編號】H01L31/048GK103715286SQ201310734069
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】餘曉東 申請人:安徽長遠綠色能源有限公司