一種光伏屋瓦的製作方法
2023-05-06 23:23:31
專利名稱：一種光伏屋瓦的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種屋頂瓦片，尤其涉及一種整合光伏電池或太陽能電池的屋頂瓦 片。
背景技術：
太陽能作為一種可再生能源具有清潔、環保等優點，在環境日益惡化的今天，太陽 能越來越多地被應用，光電技術作為太陽能利用的一種較好的方式正逐漸成為重要的發電 手段。建築屋頂是最適於安置光伏電池的地方，而光伏電池作為建築屋頂，首先必須滿足常 規屋頂材料的所有要求，如耐老化性強、不透風雨等，還必須提供用於連接光伏電池至最終 用電器進入建築內的手段；傳統的光伏電池壽命較短，且防水性較差，無法阻風雨，因此傳 統的光伏電池安裝方式為在建築原有屋頂上加裝支架，然後在支架上架設光伏電池，安裝 成本較高，步驟較多，難度較大。專利號CN200710196157. 6的專利公開了一種能直接作為屋頂材料使用的光伏瓦 片，但這種光伏瓦片光電轉換率低，結構複雜。
發明內容
本發明為解決現有技術問題，提供一種結構簡單、壽命較長、轉換效率高的光伏屋 瓦。本發明的技術方案是一種光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外設有封裝材料， 其特徵在於所述封裝材料包括貼於光伏晶片正面的面材和貼於光伏晶片背面的瓦片式背 材，所述瓦片式背材邊緣設置有搭接結構。相同面積的光伏電池的光電轉換率取決於光伏晶片的光電轉換率、正面的封裝 材料的透光率和光伏晶片採光面積佔光伏電池受光面面積的比例，在相同的光伏晶片和面 材的情況下，將光伏晶片封裝於瓦片式背材的正面，可使光伏晶片的採光面積接近瓦片式 背材正面的面積，大大提高了光伏晶片採光面積佔光伏電池受光面面積的比例，盡最大限 度提高了光電轉換率；且瓦片式背材安裝於建築屋頂的安裝方法與傳統瓦片完全相同，通 過簡單的相鄰搭接結構相互搭接即可完成，不需要支架，安裝相當方便，且瓦片式背材的搭 接結構能使風雨無法從搭接縫中流至建築物內，具有不透風雨的優點。作為優選，所述光伏晶片與封裝材料之間還填充有囊封材料，瓦片式背材的正面 設置有空腔。囊封材料將光伏晶片粘結、固定於瓦片式背材內，並將光伏晶片與空氣完全隔 離，大大減小光伏晶片受損的機率，有效增加光伏晶片的壽命，同時提高光伏屋瓦的壽命。作為優選，所述面材為平板玻璃，所述背材為陶瓷瓦片或高分子瓦片，所述光伏晶 片封裝於所述空腔內。光伏電池的壽命很大程度上取決於光伏電池的外部封裝材料的壽命，普通的光伏 電池大多採用金屬或有機材料作為封裝材料，金屬易在空氣中氧化，有機材料易在陽光下 老化，壽命均較短；玻璃、陶瓷或高分子材料化學性質穩定，壽命極長，耐老化性極好，成本
3低廉；傳統瓦片大多採用陶土材料，吸水率較高，吸水後瓦片尺寸會有較大變形，玻璃、陶瓷 或高分子材料完全不親水，能大大延長光伏電池的壽命。光伏晶片和面材完全封裝於瓦片 式背材內，與外部惡劣的自然環境完全隔離，保證了光伏晶片的壽命。作為優選，所述搭接結構包括位於瓦片式背材一側邊緣並向瓦片式背材的背面凸 起的背稜和位於瓦片式背材另一側邊緣並向瓦片式背材的正面凸起的正稜；所述背稜和正 稜可相互接合。正稜與相鄰光伏屋瓦的背稜相互接合的安裝方式與傳統瓦片相同，因此同 樣具有安裝方便的優點，且不需要加設支架，有效減少了安裝成本，降低了安裝難度；正稜 與背稜的相互接合，當雨水流入接合縫時，被凸起的正稜擋住，使得雨水無法透過接合的縫 隙流入屋內，保證屋頂不透風雨。作為優選，所述背稜與正稜設置有互鎖稜，可相互鎖定。正稜與背稜相互鎖定後， 相鄰光伏屋瓦相互固定，不易脫落。作為優選，所述瓦片式背材設置有電源孔，電源孔中穿設有電源線。作為優選，所述光伏晶片包括數片矽電池片和互聯條，互聯條電氣連接於矽電池 片的正極和相鄰矽電池片的負極之間，首塊矽電池片的正極和尾塊矽電池片的負極電氣連 接有匯流條，匯流條與所述電源線電氣連接。作為優選，所述光伏晶片包括一片矽電池片，所述矽電池片的正極和負極電氣連 接有匯流條，匯流條與所述電源線電氣連接。矽電池片產生的電能通過互聯條、匯流條和電源線輸送出光伏屋瓦。應用上述光伏屋瓦的光伏屋頂系統，包括多片光伏屋瓦，所有光伏屋瓦通過電源 線以串聯或並聯的方式電氣連接，相鄰光伏屋瓦之間通過搭接結構相互搭接；所述光伏屋 頂系統的邊緣設置有裝飾屋瓦，所述裝飾屋瓦至少有一側邊設置有搭接結構；所述光伏屋 頂系統還包括控制裝置和儲電裝置，所述控制裝置分別與儲電裝置和光伏屋瓦電氣連接， 控制裝置控制和檢測光伏屋瓦的電能輸出以及儲電裝置的充電和放電。安裝時，只需將光伏屋瓦放置於屋頂上，並將相鄰光伏屋瓦之間的搭接口相互搭 接，不需要支架，安裝方便；相鄰光伏屋瓦之間的瓦片式結構的搭接口相互搭接後，雨水完 全無法通過相鄰光伏屋瓦之間的縫隙滲透至建築物內，且相鄰搭接口相互搭接後具有較高 的機械強度，無法被吹動，安裝後的光伏屋瓦風雨密閉性極強；當天氣晴好，控制裝置檢測 到光伏屋瓦大量產生電能時，控制裝置將一部分電能輸送至用電器，另一部分電能輸送至 儲電裝置存儲，當天氣轉陰或下雨，控制裝置檢測到光伏屋瓦無法產生電能時，控制裝置從 儲電裝置處取出存儲的電能，輸送至用電器。綜上所述，本發明具有以下優點1、本發明安裝方式與傳統瓦片安裝方式完全相同，不需要採用支架，安裝相當方 便；2、本發明具有傳統瓦片的所有優點，不透風雨，壽命較長；3、本發明具有較高的光電轉換效率，電能輸出功率高；4、光伏屋頂系統具有較高的光電轉換效率，較高的電能輸出功率，電能輸出可控， 供電穩定，電能利用率高。
圖1為本發明實施例一的立體示意圖；圖2為本發明實施例一的側視圖及搭接示意圖；圖3為本發明實施例二的側視圖及搭接示意圖；圖4為本發明實施例三的側視圖及搭接示意圖； 圖5為本發明安裝示意圖。圖中，1、光伏晶片，2、互聯條，3、矽電池片，4、匯流條，5、電源孔，10、光伏屋瓦，11、 正稜，12、背稜，13、瓦片式背材，14、電源線，15、鎖定稜，16、裝飾屋瓦，21、控制裝置，22、儲 電裝置，23、用電設備。
具體實施例方式下面結合附圖以實施例對本發明作進一步說明。實施例一一種光伏屋瓦，如圖1、2所示，包括光伏晶片1，光伏晶片1包括24片矽電池片3， 矽電池片3的正極和相鄰矽電池片3的負極之間焊接有互聯條2，首塊矽電池片3的正極和 尾塊矽電池片3的負極焊接有匯流條4 ；光伏晶片1外設有封裝材料，封裝材料包括平板玻 璃和瓦片式背材13，平板玻璃貼於光伏晶片1的正面，瓦片式背材13正面呈矩形，且設有空 腔，由陶瓷製成，光伏晶片1和平板玻璃封裝於瓦片式背材13的空腔內，瓦片式背材13的 一側邊緣設置有向瓦片式背材的正面凸起的正稜11，另一側邊緣設置有向瓦片式背材的背 面凸起的背稜12，正稜11和背稜12凸起的橫截面的頂端均為圓弧形，且正稜11和背稜12 可相互接合；瓦片式背材3的背面設置有電源孔5，電源孔穿有電源線14，電源線14的外側 端頭設置有接插口，內側端頭與匯流條4焊接。安裝時，如圖2所示，將光伏屋瓦10的背稜12與相鄰光伏屋瓦10的正稜11相互 搭接，電源線14的正極與負極分別與相鄰光伏屋瓦10電源線14的正極與負極通過接插口 相互連接。應用上述光伏屋瓦10的光伏屋頂系統，包括9塊光伏屋瓦10，光伏屋頂的邊緣安 裝有裝飾屋瓦16，所有光伏屋瓦10的電源線14均並聯後接入控制裝置21，控制裝置21與 儲電裝置22電氣連接。天晴時，光伏屋瓦10產生大量電能，通過電源線14輸送入控制裝置21，控制裝置 21將一部分電能供應用電設備23，另一部分電能輸送入儲電裝置22 ；當天陰時，光伏屋瓦 10產生的電能小於用電設備23需要時，控制裝置21從儲電裝置22中取出電能，匯同光伏 屋瓦10產生的電能，同時供應用電設備23.實施例二 與實施例一的不同之處在於，正稜11和背稜12凸起的橫截面的頂端均為方形。安裝時，電源線14的正極與相鄰光伏屋瓦電源線14的負極通過接插口相互連接。實施例三與實施例一的不同之處在於，正稜11和背稜12凸起的頂端設置有鎖定稜15。安裝時，光伏屋瓦的背稜12與相鄰光伏屋瓦的正稜11相互搭接，背稜12上的鎖 定稜15與相鄰光伏屋瓦正稜11上的鎖定稜15相互扣接鎖定。
權利要求
一種光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外設有封裝材料，其特徵在於所述封裝材料包括貼於光伏晶片正面的面材和貼於光伏晶片背面的瓦片式背材，所述瓦片式背材邊緣設置有搭接結構。
2.根據權利要求1所述光伏屋瓦，其特徵在於所述光伏晶片與封裝材料之間還填充 有囊封材料，瓦片式背材正面設置有空腔。
3.根據權利要求2所述光伏屋瓦，其特徵在於所述面材為平板玻璃，所述背材為陶瓷 瓦片或高分子瓦片，所述光伏晶片封裝於所述空腔內。
4.根據權利要求2或3所述光伏屋瓦，其特徵在於所述搭接結構包括位於瓦片式背 材一側邊緣並向瓦片式背材的背面凸起的背稜和位於瓦片式背材另一側邊緣並向瓦片式 背材的正面凸起的正稜；所述背稜和正稜可相互接合。
5.根據權利要求4所述光伏屋瓦，其特徵在於所述背稜與正稜設置有鎖定稜，可相互 鎖定。
6.根據權利要求1或2所述光伏屋瓦，其特徵在於所述瓦片式背材設置有電源孔，電 源孔中穿設有電源線。
7.根據權利要求6所述光伏屋瓦，其特徵在於所述光伏晶片包括數片矽電池片和互 聯條，互聯條電氣連接於矽電池片的正極和相鄰矽電池片的負極之間，首塊矽電池片的正 極和尾塊矽電池片的負極電氣連接有匯流條，匯流條與所述電源線電氣連接。
8.根據權利要求6所述光伏屋瓦，其特徵在於所述光伏晶片包括一片矽電池片，所述 矽電池片的正極和負極電氣連接有匯流條，匯流條與所述電源線電氣連接。
9.應用上述光伏屋瓦的光伏屋頂系統，其特徵在於包括多片光伏屋瓦，所有光伏屋 瓦通過電源線以串聯或並聯的方式電氣連接，相鄰光伏屋瓦之間通過搭接結構相互搭接； 所述光伏屋頂系統的邊緣設置有裝飾屋瓦，所述裝飾屋瓦至少有一側邊設置有搭接結構； 所述光伏屋頂系統還包括控制裝置和儲電裝置，所述控制裝置分別與儲電裝置和光伏屋瓦 電氣連接，控制裝置控制和檢測光伏屋瓦的電能輸出以及儲電裝置的充電和放電。
全文摘要
一種光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外設有封裝材料，其特徵在於所述封裝材料包括貼於光伏晶片正面的面材和貼於光伏晶片背面的瓦片式背材，所述瓦片式背材邊緣設置有搭接結構。本發明安裝方式與傳統瓦片安裝方式完全相同，不需要採用支架，安裝相當方便；具有傳統瓦片的所有優點，不透風雨，壽命較長；本發明具有較高的光電轉換效率，電能輸出功率高。
文檔編號E04D13/18GK101922211SQ20101019262
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者嗡曄, 王琰琨 申請人:浙江創盛光能源有限公司