CN102214713A - 一体化太阳能光伏组件 - Google Patents

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CN102214713A CN2011101486329A CN201110148632A CN102214713A CN 102214713 A CN102214713 A CN 102214713A CN 2011101486329 A CN2011101486329 A CN 2011101486329A CN 201110148632 A CN201110148632 A CN 201110148632A CN 102214713 A CN102214713 A CN 102214713A
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Abstract

本发明提供一体化太阳能光伏组件，包括层压件、第一长边框、第一短边框、第二短边框，其特征在于，所述第一短边框包括上扣合部、所述第二短边框包括下扣合部。所述上扣合部与下扣合部相匹配。本发明整体结构设计适用于坡顶建筑或住宅外墙的多组件系统安装，该结构组件在安装时呈钩挂式结构，此种安装结构具有节约安装空间、便于安装操作、降低安装成本的优点。组件在安装时，只有第1块组件需要与安装基座固定，其余的组件按横向和纵向依次钩挂在第一块组件上即可。

Description

一体化太阳能光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能系统，尤其是太阳能光伏组件，具体地，涉及一体化太阳能光伏组件。
背景技术
随着全球经济的高速发展以及工业化生产程度越来越高，人类对能源依赖程度越来越高。但矿物能源的储藏量是有限的，能源问题已经严重制约了全球和区域经济的发展。同时矿物能源的燃烧带来了严重的环境问题。太阳能作为清洁绿色的可再生能源，引起了多国的重视，并投入了大量的人力和物力进行研发。
单个太阳能电池片只能产生大约0.5V电压，其电压远低于实际应用所需求的。为了满足实际应用的需要，利用锡条将太阳能电池片串联形成一个组件。因此通过导线连接若干片太阳能电池后将其密封的物理单元被称为太阳能电池组件，其具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等能力。
光伏组件主要由组件边框、太阳能电池板、接线盒以及密封胶组成。组件边框起到封装太阳能电池板的功能，增强太阳能电池板的耐候性和强度，一般选用铝合金边框。核心的部件是太阳能电池板，其由若干片太阳电池单元、钢化玻璃、EvA胶膜、TPT背膜层压形成。在真空和高温加热条件下用层压机将上述部分层压成一个整体形成组件成品。
现有光伏组件在安装时大多需要安装配套支架，增加了成本，且需要螺栓固定，安装费时费力，安装人工费用也相对增加。而且在恶劣气候环境下，现有光伏组件的自清洁能力较弱。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一体化太阳能光伏组件。
根据本发明的一个方面，提供一体化太阳能光伏组件，包括层压件、第一长边框、第一短边框、第二短边框，其特征在于，所述第一短边框包括上扣合部、所述第二短边框包括下扣合部。
优选地，所述上扣合部与下扣合部相匹配。
优选地，所述上扣合部包括横檐部，其中，所述横檐部在其远端延伸出竖檐部，所述下扣合部包括槽底部，其中，所述槽底部在其近端延伸出内槽壁部，所述槽底部在其远端延伸出外槽壁部，所述外槽壁部向下延伸出底脚部。
优选地，所述竖檐部包括竖檐基部以及竖檐凸部，其中，所述竖檐基部的外侧面与所述竖檐凸部的外侧面连接形成第一阶梯状外壁，所述内槽壁部的槽壁面与所述第二短边框的外侧面连接形成第二阶梯状外壁，其中，所述第一阶梯状外壁与所述第二阶梯状外壁相匹配。
优选地，所述第一阶梯状外壁包括第一凹肩部，所述第二阶梯状外壁包括第二凸肩部，其中，所述第一凹肩部与所述第二凸肩部相匹配。
优选地，所述第一凹肩部的第一凹肩接触面为凹弧面，所述第二凸肩部的第二凸肩接触面为凸弧面，其中，所述第一凹肩接触面与第二凸肩接触面相匹配。
优选地，所述横檐部在其近端延伸出凸壁部，其中，所述凸壁部的凸壁面与所述第一短边框的外侧面连接形成第三阶梯状外壁。
优选地，所述外槽壁部的外侧面与所述底角部的外侧面连接形成第四阶梯状外壁，其中，所述第四阶梯状外壁与所述第三阶梯状外壁相匹配。
优选地，所述第三阶梯状外壁包括第三凹肩部，所述第四阶梯状外壁包括第四凸肩部，其中，所述第三凹肩部与所述第四凸肩部相匹配。
优选地，所述第三凹肩部的第三凹肩接触面为凸弧面，所述第四凸肩部的第四凸肩接触面为凹弧面，其中，所述第三凹肩接触面与第四凸肩接触面相匹配。
优选地，所述竖檐基部的厚度大于所述竖檐凸部的厚度。
优选地，所述横檐部的上侧设置有若干突纹条，所述突纹条的延伸方向为纵向。
优选地，所述突纹条的顶端与所述第一短边框的顶端平齐。
优选地，所述横檐部的下侧设置有限位凹槽，其中，所述限位凹槽与所述外槽壁部的自由端相匹配。
优选地，所述横檐部的下侧延伸出上竖檐条部，其中，所述上竖檐条部位于所述竖檐部的内侧，所述槽底部的上侧延伸出下竖檐条部，其中，所述下竖檐条部位于所述外槽壁部与所述层压件之间，所述上竖檐部的外侧面与所述竖檐凸部外侧面之间的距离等于或略小于所述下竖檐条部的外侧面与所述内槽壁部的槽壁面之间的距离。
优选地，在所述槽底部的下侧、所述下竖檐条部下方的位置上设置有辅助凹槽。
优选地，所述辅助凹槽的横截面呈正向放置的三角形。
优选地，如下部件中的任一个或任多个部件的自由端呈圆角：所述竖檐部；所述外槽壁部；所述底角部；所述上竖檐条部；所述下竖檐条部。
优选地，所述横檐部的底面与如下部件中的任一个或任多个部件之间平滑连接：所述竖檐部的内侧面；所述上竖檐条部的外侧面；所述上竖檐条部的内侧面；所述凸壁部的凸壁面。
优选地，所述第一短边框包括第一角码槽，所述第二短边框包括第二角码槽。
优选地，所述第一角码槽的槽底面和所述第二角码槽的槽底面均呈阶梯状。
优选地，在所述第一角码槽以及第二角码槽的外侧均延伸出凸出部，其中，所述凸出部的横截面呈L形。
优选地，所述凸出部包括横向延伸部以及纵向延伸部，其中，所述横向延伸部在其远端向上延伸出所述纵向延伸部。
优选地，所述第一短边框的上边沿部的上表面包括第一斜面，其中，所述第一斜面平滑连接所述第一短边框的上边沿部的下表面，所述第二短边框的上边沿部的上表面包括第二斜面，其中，所述第二斜面平滑连接所述第二短边框的上边沿部的下表面。
优选地，所述第一长边框包括长边框凹槽部，其中，所述长边框凹槽部包括第一凹槽以及第二凹槽，其中，所述第一凹槽的槽壁呈阶梯状。
优选地，在所述第一凹槽内安装有L形橡胶条，所述L形橡胶条的开口朝向所述第一长边框的内侧。
优选地，所述第一长边框包括第三角码槽，其中，所述第三角码槽的槽底面呈阶梯状。
优选地，所述第三角码槽的外侧均延伸出凸出部，其中，所述凸出部的横截面呈L形。
优选地，还包括加强筋，其中，所述加强筋连接在所述第一短边框非连接所述第一长边框的一端与所述第二短边框非连接所述第一长边框的一端之间。
优选地，所述加强筋位于所述第一短边框以及第二短边框的下方。
本发明提供了一种新型的建筑一体化太阳能光伏组件。该光伏组件属于单晶硅光伏组件，接受阳光照射可产生直流电压和电流。组件结构和材料可保证组件经过使用和衰减，在10年内输出的峰值功率不低于标称功率的90%，25年内峰值功率不低于标称功率的80%。该组件整体结构设计适用于坡顶建筑或住宅外墙的多组件系统安装，该结构组件在安装时呈钩挂式结构，此种安装结构具有节约安装空间、便于安装操作、降低安装成本的优点。组件在安装时，只有第1块组件需要与安装基座固定，其余的组件按横向和纵向依次钩挂在第一块组件上即可。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的正面结构视图；
图2示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的背面结构视图；
图3示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一短边框的横截面结构视图；
图4示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的第二短边框的横截面结构视图；
图5示出根据本发明的第二实施例的，两块一体化太阳能光伏组件的安装原理图；
图6示出根据本发明的第二实施例的，两块一体化太阳能光伏组件安装的扣合方式原理图；
图7示出根据本发明的第三实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一长边框的结构视图；
图8示出根据本发明的第四实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一长边框以及加强筋的横截面结构视图；
图9示出根据本发明的第五实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一短边框以及第二短边框的横截面结构视图；
图10示出根据本发明的第六实施例的，一体化太阳能光伏组件的安装的扣合方式原理图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的正面结构视图。具体地，在本实施例中，所述一体化太阳能光伏组件包括层压件5、第一长边框3、第一短边框1、第二短边框2，其中，所述第一短边框1包括上扣合部，所述第二短边框2包括下扣合部。优选地，所述上扣合部与下扣合部相匹配。如图1所示，所述层压件的三边连接有边框，其余一边没有连接边框，本领域技术人员结合现有技术可以通过胶体对该边进行保护，在此不予赘述。
图2示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的背面结构视图。具体地，在本实施例中，所述第一长边框3、第一短边框1、以及第二短边框2之间通过角码进行连接。更为具体地，所述一体化太阳能光伏组件优选地还包括加强筋4，其中，所述加强筋4连接在所述第一短边框1非连接所述第一长边框3的一端与所述第二短边框2非连接所述第一长边框3的一端之间。进一步优选地，所述加强筋4位于所述第一短边框1以及第二短边框2的下方，因此在图1中所述加强筋4不可见，所述加强筋4可以使所述一体化太阳能光伏组件的连接更为牢固。
图3示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一短边框的横截面结构视图。具体地，在本实施例中，所述第一短边框1包括上扣合部，其中，所述上扣合部包括横檐部11，其中，所述横檐部11在其远端延伸出竖檐部，所述竖檐部包括竖檐基部121以及竖檐凸部122，其中，所述竖檐基部121的外侧面1211与所述竖檐凸部122的外侧面1221连接形成第一阶梯状外壁，所述第一阶梯状外壁包括第一凹肩部123，所述第一凹肩部123的第一凹肩接触面1231为凹弧面。
更为具体地，所述横檐部11在其近端延伸出凸壁部16，其中，所述凸壁部16的凸壁面162与所述第一短边框1的外侧面102连接形成第三阶梯状外壁。本领域技术人员理解，所述横檐部11的近端指其靠近所述层压件的一端，所述横檐部11的远端指其远离所述层压件的一端。优选地，所述第三阶梯状外壁包括第三凹肩部161，所述第三凹肩部161的第三凹肩接触面1611为凸弧面。
更进一步优选地，所述竖檐基部121的厚度大于所述竖檐凸部122的厚度。所述横檐部11的上侧设置有若干突纹条13，所述突纹条13的延伸方向为纵向。所述突纹条13的顶端131与所述第一短边框1的顶端1011平齐。
优选地，所述横檐部11的下侧延伸出上竖檐条部17，其中，所述上竖檐条部17位于所述竖檐部的内侧。所述竖檐部的自由端1223、所述上竖檐条部17的自由端173呈圆角。优选地，所述横檐部11的底面110与所述竖檐部的内侧面1222、所述上竖檐条部17的外侧面171、所述上竖檐条部17的内侧面172、以及所述凸壁部16的凸壁面162之间平滑连接。
优选地，所述第一短边框1包括第一角码槽14，其中，所述第一角码槽14的槽底面呈阶梯状。在所述第一角码槽14的外侧延伸出凸出部15，其中，所述凸出部15的横截面呈L形。所述凸出部15包括横向延伸部151以及纵向延伸部152，其中，所述横向延伸部151在其远端向上延伸出所述纵向延伸部152。本领域技术人员理解，所述横向延伸部151的远端指其远离所述第一角码槽14的一端。所述第一短边框1的上边沿部101的上表面包括第一斜面1012，其中，所述第一斜面1012平滑连接所述第一短边框1的上边沿部101的下表面1013。
图4示出根据本发明的第一实施例的，一体化太阳能光伏组件的第二短边框的横截面结构视图。具体地，在本实施例中，所述第二短边框2包括下扣合部，其中，所述下扣合部包括槽底部21，其中，所述槽底部21在其近端延伸出内槽壁部26，所述槽底部21在其远端延伸出外槽壁部22，所述外槽壁部22向下延伸出底脚部23。本领域技术人员理解，所述槽底部21的远端指其远离所述层压件的一端，所述槽底部21的近端指其靠近所述层压件的一端。
更为具体地，所述内槽壁部26的槽壁面262与所述第二短边框2的外侧面202连接形成第二阶梯状外壁，其中，所述第一阶梯状外壁与所述第二阶梯状外壁相匹配。优选地，所述第二阶梯状外壁包括第二凸肩部261，其中，所述第一凹肩部与所述第二凸肩部261相匹配。优选地，所述第二凸肩部261的第二凸肩接触面2611为凸弧面，其中，所述第一凹肩接触面与第二凸肩接触面2611相匹配。
在本实施例的一个优选例中，所述外槽壁部22的外侧面221与所述底角部23的外侧面232连接形成第四阶梯状外壁，其中，所述第四阶梯状外壁与所述第三阶梯状外壁相匹配。优选地，所述第四阶梯状外壁包括第四凸肩部，其中，所述第三凹肩部与所述第四凸肩部相匹配。所述第四凸肩部的第四凸肩接触面为凹弧面，其中，所述第三凹肩接触面与第四凸肩接触面相匹配。
更进一步具体地，所述槽底部21的上侧延伸出下竖檐条部25，其中，所述下竖檐条部25位于所述外槽壁部22与所述层压件之间。优选地，在所述槽底部21的下侧、所述下竖檐条部25下方的位置上设置有辅助凹槽24。优选地，所述辅助凹槽24的横截面呈正向放置的三角形。
优选地，所述外槽壁部22的自由端222、所述底角部23的自由端231、以及所述下竖檐条部25的自由端251呈圆角。所述第二短边框2包括第二角码槽24。所述第二角码槽24的槽底面呈阶梯状。所述第二角码槽24的外侧延伸出凸出部25，其中，所述凸出部25的横截面呈L形。优选地，所述凸出部25包括横向延伸部251以及纵向延伸部252，其中，所述横向延伸部251在其远端向上延伸出所述纵向延伸部252。其中，所述横向延伸部251的远端指其远离所述第二角码槽24的一端。优选地，所述第二短边框2的上边沿部201的上表面包括第二斜面2012，其中，所述第二斜面2012平滑连接所述第二短边框2的上边沿部201的下表面2013。
图5示出根据本发明的第二实施例的，两块一体化太阳能光伏组件的安装原理图。具体地，在本实施例中，两块一体化太阳能光伏组件相连接安装，其中，所述光伏组件91包括第一短边框1以及第二短边框2，所述光伏组件92包括第一短边框1’以及第二短边框2’，其中，所述第一短边框1、第二短边框2、第一短边框1’、以及第二短边框2’的结构可以参见图1至4中所示实施例的结构。
更为具体地，在安装后，所述光伏组件91的第一短边框1叠在所述光伏组件92的第二短边框2’上，从而使得所述第一短边框1的上扣合部与所述第二短边框2’的下扣合部相互扣合。具体如何扣合将在凸6中更为详细地说明。
图6示出根据本发明的第二实施例的，两块一体化太阳能光伏组件安装的扣合方式原理图。具体地，在本实施例中，所述光伏组件91的第一短边框1叠在所述光伏组件92的第二短边框2’上。为了清楚起见，所述第一短边框1与第二短边框2’并没有完全扣合，而是两者之间留有一定的间隙以便于显示两者是如何扣合的；令所述第一短边框1与第二短边框2’在水平方向上紧密靠拢后便可以实现完全扣合。其中，所述上竖檐部的外侧面171与所述竖檐凸部外侧面1221之间的距离等于或略小于所述下竖檐条部的外侧面252与所述内槽壁部的槽壁面262之间的距离。
在本实施例的一个变化例中，所述横檐部的下侧设置有限位凹槽，其中，所述限位凹槽与所述外槽壁部的自由端相匹配。具体地，在本实施例中，当所述第一短边框1与第二短边框2’相扣合时，所述外槽壁部的自由端嵌入到所述限位凹槽内。
图7示出根据本发明的第三实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一长边框的结构视图。本领域技术人员可以将本实施例理解为所述第一实施例以及第二实施例中的所述第一长边框的一个具体实施方式。具体地，在本实施例中，所述第一长边框3包括长边框凹槽部31，其中，所述长边框凹槽部31包括第一凹槽311以及第二凹槽312，其中，所述第一凹槽312的槽壁呈阶梯状。优选地，在所述第一凹槽312内安装有L形橡胶条34，所述L形橡胶条的开口朝向所述第一长边框3的内侧。优选地，所述第一长边框3包括第三角码槽32，其中，所述第三角码槽32的槽底面呈阶梯状。优选地，所述第三角码槽32的外侧延伸出凸出部33，其中，所述凸出部33的横截面呈L形。
图8示出根据本发明的第四实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一长边框以及加强筋的横截面结构视图。图9示出根据本发明的第五实施例的，一体化太阳能光伏组件的第一短边框以及第二短边框的横截面结构视图。本领域技术人员可以将图8以及图9示出实施例中的第一短边框1、第二短边框2、第一长边框3、加强筋4、以及层压件5理解为上述第一实施例、第二实施例、以及第三实施例中相应部件的一个具体实施方式。
图10示出根据本发明的第六实施例的，一体化太阳能光伏组件的安装的扣合方式原理图。本领域技术人员可以将本实施例理解为图6所示实施例的一个变化例。在图10示出的实施例中，一个所述光伏组件的第一短边框1与和其相邻的另一个所述光伏组件的第二短边框2’相扣合，在本实施例中，省略了所述上竖檐条部、以及下竖檐条部。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种一体化太阳能光伏组件，包括层压件、第一长边框、第一短边框、第二短边框，其特征在于，所述第一短边框包括上扣合部、所述第二短边框包括下扣合部，所述上扣合部包括横檐部，其中，所述横檐部在其远端延伸出竖檐部，所述下扣合部包括槽底部，其中，所述槽底部在其近端延伸出内槽壁部，所述槽底部在其远端延伸出外槽壁部，所述外槽壁部向下延伸出底脚部。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述竖檐部包括竖檐基部以及竖檐凸部，其中，所述竖檐基部的外侧面与所述竖檐凸部的外侧面连接形成第一阶梯状外壁，所述内槽壁部的槽壁面与所述第二短边框的外侧面连接形成第二阶梯状外壁，所述第一阶梯状外壁包括第一凹肩部，所述第二阶梯状外壁包括第二凸肩部，其中，所述第一凹肩部与所述第二凸肩部相匹配，所述第一凹肩部的第一凹肩接触面为凹弧面，所述第二凸肩部的第二凸肩接触面为凸弧面，所述横檐部在其近端延伸出凸壁部，其中，所述凸壁部的凸壁面与所述第一短边框的外侧面连接形成第三阶梯状外壁，所述横檐部的上侧设置有若干突纹条，所述突纹条的延伸方向为纵向。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述外槽壁部的外侧面与所述底角部的外侧面连接形成第四阶梯状外壁，所述第三阶梯状外壁包括第三凹肩部，所述第四阶梯状外壁包括第四凸肩部，其中，所述第三凹肩部与所述第四凸肩部相匹配，所述第三凹肩部的第三凹肩接触面为凸弧面，所述第四凸肩部的第四凸肩接触面为凹弧面，所述竖檐基部的厚度大于所述竖檐凸部的厚度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述横檐部的下侧延伸出上竖檐条部，其中，所述上竖檐条部位于所述竖檐部的内侧，所述槽底部的上侧延伸出下竖檐条部，其中，所述下竖檐条部位于所述外槽壁部与所述层压件之间，所述上竖檐部的外侧面与所述竖檐凸部外侧面之间的距离等于或略小于所述下竖檐条部的外侧面与所述内槽壁部的槽壁面之间的距离，在所述槽底部的下侧、所述下竖檐条部下方的位置上设置有辅助凹槽，所述辅助凹槽的横截面呈正向放置的三角形，所述突纹条的顶端与所述第一短边框的顶端平齐。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，如下部件中的任一个或任多个部件的自由端呈圆角：
所述竖檐部；
所述外槽壁部；
所述底角部；
所述上竖檐条部；
所述下竖檐条部，
其中，所述横檐部的底面与如下部件中的任一个或任多个部件之间平滑连接：
所述竖檐部的内侧面；
所述上竖檐条部的外侧面；
所述上竖檐条部的内侧面；
所述凸壁部的凸壁面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一短边框包括第一角码槽，所述第二短边框包括第二角码槽，所述第一角码槽的槽底面和所述第二角码槽的槽底面均呈阶梯状，在所述第一角码槽以及第二角码槽的外侧均延伸出凸出部，其中，所述凸出部的横截面呈L形，所述凸出部包括横向延伸部以及纵向延伸部，其中，所述横向延伸部在其远端向上延伸出所述纵向延伸部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一短边框的上边沿部的上表面包括第一斜面，其中，所述第一斜面平滑连接所述第一短边框的上边沿部的下表面，所述第二短边框的上边沿部的上表面包括第二斜面，其中，所述第二斜面平滑连接所述第二短边框的上边沿部的下表面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一长边框包括长边框凹槽部，其中，所述长边框凹槽部包括第一凹槽以及第二凹槽，其中，所述第一凹槽的槽壁呈阶梯状，所述第一长边框包括第三角码槽，其中，所述第三角码槽的槽底面呈阶梯状，所述第三角码槽的外侧延伸出凸出部，其中，所述凸出部的横截面呈L形。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏组件，其特征在于，在所述第一凹槽内安装有L形橡胶条，所述L形橡胶条的开口朝向所述第一长边框的内侧。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的太阳能光伏组件，其特征在于，还包括加强筋，其中，所述加强筋连接在所述第一短边框非连接所述第一长边框的一端与所述第二短边框非连接所述第一长边框的一端之间，所述加强筋位于所述第一短边框以及第二短边框的下方。
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