CN102184988A - L型陶瓷边框光伏建筑组件及l型陶瓷边框烧结工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L型陶瓷边框光伏建筑组件及L型陶瓷边框烧结工艺，具有封装太阳能电池组件，在封装太阳能电池组件的四周连接固定有陶瓷平板瓦的边框；所述边框由顺倒二个L形组合而成,形成左上边框与右下边框；所述的边框的上、下边设有垂直方向布置的多条肋经，水平方向分别布置有可以形成第一搭接面的上下边阴阳槽；所述边框的左右边的轴向方向分别设有可以形成第二搭接面的左右边阴阳槽。本发明具有普通建筑瓦片的功能，使光伏发电设备与建筑屋面之间实现一体化集成。

Description

L型陶瓷边框光伏建筑组件及L型陶瓷边框烧结工艺
技术领域
本发明涉及一种光伏电池，尤其涉及一种用陶瓷边框封装的太阳能电池组件。
背景技术
太阳能光伏产业发展非常迅速，近年来每年以超过50%的速度增长，其中安装在陶瓷瓦屋顶的光伏发电系统占很大的比例。光伏发电的核心部件是太阳能电池组件，由于普通太阳能电池组件都是采用铝材作为边框材料，安装在建筑物上需要支架加以固定，这样安装的缺点主要包括以下几个方面：
1、很难将太阳能电池组件与建筑实现一体化安装；
2、由于需使用钢铁支架和基础，增加了安装成本，使发电系统的综合成本很高。
3、影响建筑的美观度：由于使用了基础和支架，将在建筑屋顶上形成一个明显不同与其它部分的突起部分，使建筑美学效果受到影响。
形成上述缺点的主要原因是铝材边框的太阳能电池组件与屋顶的其它瓦片无法实现一体化连接。
发明内容
本发明的目的是：开发一种L型陶瓷边框光伏建筑组件，以取代普通太
阳能电池组件铝材边框，形成可以用作建筑材料的陶瓷边框光伏建筑组件。
本发明的另一个目的是：提高L型陶瓷边框强度，保证L型陶瓷边框轴向开槽在烧结过程不变形的L型陶瓷边框烧结工艺。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
L型陶瓷边框光伏建筑组件
其特征在于：具有封装太阳能电池组件，在封装太阳能电池组件的四周连接固定有陶瓷平板瓦的边框；所述边框由顺倒二个L形组合而成,形成左上边框与右下边框；所述的边框的上、下边框设有垂直方向布置的多条肋经，用于支撑在屋面上，使光伏建筑组件与屋面保持一定的距离，可以保证空气在空隙中的流动，起到降低由于太阳照射产生的高温度；肋经之间的空隙，用来给模组上的电缆自由穿过，保证不同光伏建筑组件的电路能够连接起来；水平（轴向）方向分别设置有可以形成第一搭接面的上下边阴阳槽；使相邻两光伏建筑组件的上下边阴阳槽保持紧密连接，起到固定和防水作用；所述边框的左右边的轴向方向分别设有可以形成第二搭接面的左右边阴阳槽；使相邻两光伏建筑组件的左右边的阴阳槽保持紧密连接，起到固定和防水作用。
本发明的技术方案还可以进一步完善:
作为优选，所述边框四周内侧开有与封装太阳能电池组件四周配合连接的轴向槽。所述的轴向，是指沿每条边的轴向方向设置。
作为优选，所述封装太阳能电池组件四周与边框之间采用插接与粘结相结合的连接结构，也就是槽配合与粘结相结合的连接方式，以增强强度与提高密封性。
作为优选，所述上边框的正面，沿水平方向设有上凸的上边阳槽，下边框沿水平方向设有内凹的下边阴槽，相邻光伏建筑组件的上边阳槽与下边阴槽结合组成第一搭接面。
作为优选，所述左侧边框背面沿轴向开有L形左边阳槽，右侧边框正面沿轴向开有圆弧形右边阴槽，相邻光伏建筑组件的左边阳槽与右边阴槽结合组成第二搭接面。
作为优选，所述L型边的两个端面向内倾斜45°角。
作为优选，所述边框内侧轴向槽的槽深为5-9 mm；开槽的深度，主要考虑到模组的重量和陶瓷边框的强度，模组面积小则深度取较小值，模组面积大，则取较大值。
L型陶瓷边框烧结工艺
采用符合烧结陶瓷瓦配方的粘土，其特征在于：
（1）配料
在上述粘土中加入1.5%-3.0%的碳化硅和碳纤维混合体，所述混合体中碳化硅占90%-97%，其余为碳纤维；碳化硅和碳纤维混合体与粘土充分混合；
（2）烧结定型板制作
采用耐温1700℃以上的材料制作烧结定型板，所述烧结定型板的大小及四周厚度与封装太阳能电池组件相同；烧结定型板的下面设有若干支撑筋，所述支撑筋的设置与L型陶瓷上下边框上的肋经一致，所述支撑筋的厚度与L型陶瓷边框肋经的底面在同一水平面上；
（3）烧结前的安装
将加工成型后的L型陶瓷边框坯，采用倒顺两个一组，将烧结定型板插入边框坯内侧的轴向槽，从而使L型陶瓷边框坯与烧结定型板形成一个长方形的整体（长方体），保证在烧结时，轴向槽不会产生变形。
烧结温度控制在1450℃-1600℃之间，时间2-3小时。
使单边陶瓷边框的抗弯曲破坏荷重可以达到2500N以上。
本发明的有益效果是:
1）与普通太阳能电池组件相比具有较低的生产成本。
2）光伏建筑组件具有普通建筑瓦片的功能，使光伏发电设备与建筑屋面之间实现一体化集成，增加了建筑的美观度。
3）边框内侧凹槽设计，使太阳能电池模组的封装方便。
4）肋经与肋经之间有形成专门的电缆连接通道。
5）封装好光伏建筑组件安装在建筑屋面时，与建筑屋面保持足够的空隙，不同建筑组件之间的空隙互相连通，便于空气的流动，可以使光伏建筑模组由于太阳照射产生的热量及时得到疏散。
6）由于光伏建筑组件与屋面保持一定的空隙，起到一定的保温作用，具有冬暖夏凉的隔热效果。
7）节约安装成本，使太阳能屋顶的市场接受程度大幅增强。
8）“L”型与倒“L”型的造型增加了左边、下边拐角的强度，可以使用该型陶瓷边框封装的组件面积更大，增加单位面积的发电功率。
9）使用“L”型陶瓷边框，使组件封装更简单，提高了工作效率。
附图说明
附图1是本发明的一种结构主视图；
附图2是图1的俯视图；
附图3是图1的左视图；
附图4是左右边相搭示意图；
附图5是上下边相搭示意图；
附图6是L形边框结构主视图；
附图7是图6的俯视图；
附图8是图6的左视图；
附图9是烧结定型板与L型边框（坯）组合主视图；
附图10是图10的俯视图；
附图11是烧结定型板结构主视图；
附图12图11的俯视图；
附图13图11的左视图。
附图标记说明：1、左边阳槽，2、肋经，3、轴向槽，8、右边阳槽，9、上边阳槽，10、下边阴槽，11、烧结定型板支撑筋，12、烧结定型板，A、封装太阳能电池组件，a、上边框，b、下边框， c、左边框，d、右边框。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例：
为了实现发明目的，参照普通烧结平板瓦的四边造型和封装太阳能电池组件A的工艺要求，将瓦片功能和封装太阳能电池组件边框功能结合起来。为此，对陶瓷边框进行专门设计，将四条边中的左边、下边做成一体化的L型边框，将右边、上边做成倒“L型”边框。L”型与倒“L”型边框的末端呈向内倾斜45°角，采用硅胶粘结剂，使两条边的角与角之间能够紧密相连。在“L”型与倒“L”型边框的内侧，设置了可以插入封装光伏组件A的轴向槽3, 通过插接与硅胶粘结剂的共同作用，使光伏组件与陶瓷边框紧密相连，并起到密封作用。由于封装太阳能电池组件的厚度一般在5-8 mm，因此，将开槽的宽度设计为比模组的厚度宽1 mm，为6-9 mm，开槽的深度，主要考虑到模组的重量和陶瓷边框的强度，一般设计为5-9 mm，模组面积小，则深度取较小值，模组面积大，则取较大值。
上边a与下边b设有垂直方向布置的五条肋经2，用于支撑在屋面上，使光伏建筑组件与屋面保持一定的距离，可以保证空气在空隙中的流动，起到降低由于太阳照射产生的高温度；肋经之间的空隙，用来给模组上的电缆自由穿过，保证不同光伏建筑组件的电路能够连接起来。
上边a的正面，沿水平方向设有上凸的上边阳槽9，下边b沿水平方向设有内凹的下边阴槽10；安装时，组合好的相邻两陶瓷边框光伏建筑组件的上下阴阳槽相结合组成第一搭接面；在左边c背面沿轴向开有L形左边阳槽1，右边d正面沿轴向开有圆弧形右边阴槽8；安装时，组合好的相邻两陶瓷边框光伏建筑组件的左右阴阳槽相结合组成第二搭接面，从而起到瓦的连接与防止漏水的功能。
边框的烧结工艺
为了增加陶瓷边框的强度和韧度，在符合烧结瓦配方的粘土材料中加入2%的碳化硅、碳纤维混合体，混合体中碳化硅占95%，碳纤维占5%，将碳化硅、碳纤维混合体与粘土充分混合；将加工好的两条L型边框坯与烧结定型板12组合在一起，形成一个长方形的整体。
烧结温度控制在1500℃之间，烧结时间2.5小时。
经测试，单边陶瓷边框的抗弯曲破坏荷重达到2500N以上。
以一个550mm×420mm,厚度为5mm的封装太阳能电池组件A，边框的设计厚度为50mm，宽度为60mm。轴向槽3的宽度为6mm，深度为6mm，轴向槽的上边与边框表面的距离为6mm，轴向槽的下边与边框的底面距离为38mm。肋经2的空隙到边框底面的距离为18mm，左边阳槽1的长度为56mm，上边阳槽9的高度为10mm。用这样烧结好的陶瓷边框，封装好的光伏建筑组件可以达到30W/块，每平方米面积的发电功率可以达到100W。
本发明的陶瓷边框可以替代普通太阳能电池组件封装工艺上所使用铝材
制作的边框，通过右边阴槽8与左边阳槽1，上边阴槽10与下边阳槽9紧密相连，代替建筑屋面使用的陶瓷瓦片，通过镶嵌在轴向槽3中的层压好的太阳能电池模组，形成可以利用太阳能产生有效电力的陶瓷边框光伏建筑组件。通过在上下边底面设置的肋经2之间的空隙，实现模组之间电路的连接，从而达到将太阳能发电核心部件陶瓷边框光伏组件与建筑屋面的一体化集成，使建筑的外观保持与正常的建筑屋面一样，增加美观效果。

Claims (8)

1. 一种L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：具有封装太阳能电池组件，在封装太阳能电池组件的四周连接固定有陶瓷平板瓦的边框；所述边框由顺倒二个L形组合而成；所述边框的上、下边的垂直方向设置的多条肋经，水平方向分别设置有可以形成第一搭接面的上下边阴阳槽；所述边框的左右侧边的轴向方向分别设有可以形成第二搭接面的左右边阴阳槽。
2.根据权利要求1所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述边框四周内侧开有与封装太阳能电池组件四周配合连接的轴向槽。
3.根据权利要求1或2所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述封装太阳能电池组件四周与边框之间采用插接与粘结相结合的连接结构。
4.根据权利要求1所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述上边的正面，沿水平方向设有上凸的上边阳槽，下边沿水平方向设有内凹的下边阴槽。
5.根据权利要求1所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述左边背面沿轴向开有L形左边阳槽，右边正面沿轴向开有圆弧形右边阴槽。
6.根据权利要求1或2所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述L型边的两个端面向内倾斜45°角。
7.根据权利要求1或2所述的L型陶瓷边框光伏建筑组件，其特征在于：所述边框内侧轴向槽深为5-9 mm。
8.一种如权利要求1所述光伏建筑组件的L型陶瓷边框烧结工艺，采用符合烧结陶瓷瓦配方的粘土，其特征在于： 
（1）配料
在上述粘土中加入1.5%-3.0%的碳化硅和碳纤维混合体，所述混合体
中碳化硅占90%-97%，其余为碳纤维；
碳化硅和碳纤维混合体与粘土充分混合；
（2）烧结定型板制作
采用耐温1700℃以上的材料制作烧结定型板，
所述烧结定型板的大小及四周厚度与封装太阳能电池组件相同；
烧结定型板的下面设有若干支撑筋，所述支撑筋的厚度与L型陶瓷边框肋经的底面在同一水平面上；
（3）烧结前的安装
将加工成型后的L型陶瓷边框坯，采用倒顺两个一组，边框坯内侧的轴向槽插入烧结定型板，从而使L型陶瓷边框坯与烧结定型板形成一个长方形的整体；
烧结温度控制在1450℃-1600℃之间，时间2-3小时。
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