CN102760782A - 一种光伏组件边框用型材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏组件边框用型材，该型材使用钢板或者钢带，经过冷弯成型制成，或由冷弯成型的部件组装制成。该型材在冷弯成型之前或之后进行表面防腐处理。所述型材背阳面设有一支撑部，所述支撑部设有一型腔；所述支撑部上方设有一夹持槽，容纳光伏电池板边缘。本发明所述型材较现有光伏组件用铝合金型材，生产能耗小，强度高，成本低。

Description

一种光伏组件边框用型材

技术领域

本发明涉及太阳能材料制造领域，特别涉及太阳能光伏组件边框用型材。

背景技术

通过光生伏特效应将太阳能直接转换为电能的光伏发电技术在最近几年获得高速发展。一般来说，多片光伏电池封装在一起，形成一件光伏组件。多件光伏组件连接在一起，安装在野外，组成一座太阳能电站。或者一件或多件光伏组件连接在一起，安装在屋顶，组成一个户用发电系统。为了方便野外或屋顶支架安装，一般会在封装有多片光伏电池的电池板周边安装上边框，形成光伏组件。这些边框也起到加强组件机械强度的作用，使得组件在大风或大雪的条件下不会损坏。

现有光伏组件的边框用铝合金型材制成。铝合金型材的一个重要的原料是铝，主要采用电解铝得到。现代铝工业生产一般采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。现代铝工业生产每吨铝锭大约需要2吨左右氧化铝。另外电解铝的耗电大约为每吨14000Kwh到16000Kwh。电解得到的铝液经净化澄清后，浇铸成铝锭。

由于纯铝的机械强度比较差，为了提升型材的机械强度，需加入一些添加剂，形成铝合金。一般根据需要添加一定量的镁和硅。铝合金型材生产制造的过程简要如下。首先，电解得到的高纯度的铝锭，加入铝硅合金锭、镁锭在730℃-750℃下加热熔炼以及铸造，得到铝合金棒。铝合金棒加热到450℃左右，采用规定的模具，用挤压机挤压出各种规格的型材。为了提升铝合金型材的抗腐蚀性能，会通过阳极氧化的方式，在铝合金基材表面生成一层致密的氧化铝保护层。为了进一步加强防腐作用，在氧化铝保护层外可通过电泳涂漆的方式涂上一层防腐漆，例如丙烯酸树脂。

由上可见，铝合金型材的制造过程中，电解铝的生产，铝合金棒的熔炼和铸造，以及型材的挤出等工序能耗比较大。使用铝合金型材制作光伏组件边框，不符合光伏组件绿色能源产品的特点。光伏组件发出的电，会有相当一部分用于补偿铝合金型材生产过程中消耗的能量。为了使组件的生产过程中能耗更低，本发明采用钢为基材制作光伏组件边框用型材。钢是是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.04%之间的铁合金的统称。从生铁冶炼加工成为钢材，需要降低生铁中的碳含量，除去硫、磷等杂质，并加入适当的合金元素。基本的反应为，利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（一般用纯氧气）把生铁中过多的碳和其他杂质氧化除去。钢材的生产能耗小，强度高，更适合制作光伏组件用型材。

但是一般钢材耐大气环境腐蚀性差。钢材的密度大，是铝合金的3倍左右，制作出来的型材一般比较重。另外，钢材很难使用挤出成型工艺得到尺寸精密的型材。以上缺陷制约了钢制型材用于光伏组件。

发明内容

本发明以钢为基材制作光伏组件边框用型材，该型材耐大气环境腐蚀，25-30年户外使用不会产生影响组件使用的腐蚀问题。该型材重量轻，与现有光伏组件用铝型材相当。该型材可以大规模高精度低成本生产，满足太阳能产业的需求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

型材的基材为钢材，型材的背阳面设有一支撑部，支撑部设有一封闭型腔；支撑部上方设有一夹持槽，容纳光伏电池板边缘。

进一步特征，所述钢基材表面镀有金属防腐材料，金属防腐材料可以为锌、铬、铝、铝锌合金或锌镁铝合金等。

进一步特征，在所述的金属防腐材料上涂敷有非金属防腐层，所述非金属防腐层材料选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯、聚氯乙烯塑溶胶、聚氨酯、聚酰胺中的一种或两种以上的混合物。

进一步特征，所述型材为变形的G型型材。

进一步特征，所述型材由钢板或钢带冷弯成型制成，或由冷弯成型的钢制部件组装而成。

进一步特征，所述型材由冷弯成型的钢制部件铆接或使用螺丝或螺钉连接制成。

进一步特征，所述冷弯成型是指通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。

进一步特征，所述型材可由螺丝或者角码、角件连接组成光伏组件边框，安装在光伏电池板周边，形成光伏组件。安装时，所述型材夹持槽内涂有粘接胶或粘有胶带，裹住光伏电池板的边缘。所述边框提高了光伏组件的整体机械强度、保护了光伏电池板的边缘、结合粘接胶或胶带增强了光伏电池板的边缘密封度，并方便了光伏组件的安装和运输。

本发明使用钢为基材来制作光伏组件边框用型材，强度高，采用该型材的光伏组件可用于有大风或大雪的地区。使用钢为基材，钢材冶炼过程中能耗较电解铝生产过程小。冷弯成型是一种节材、节能、高效的工艺，可为太阳能产品大量快速提供高质量的型材。使用薄壁钢材，可以保证型材截面积小，型材线密度（单位长度的质量）低，所组成的边框重量轻。所用钢材经过表面防腐处理，可以在户外长期使用，保证组件长期使用可靠性。

附图说明

图1是本发明的型材的实施例1截面示意图。

图2是本发明的型材的实施例2截面示意图。

图3是本发明的型材的实施例3截面示意图。

图4是本发明的型材的实施例4截面示意图。

图5是光伏组件背面示意图。

图中：11支撑部；12夹持槽；13光伏电池板；14封闭型腔；15粘接胶或胶带；16型材连接咬口；17支脚；21内向折弯；41 “L”型部件；42铆钉；51组件边框。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1所示，一种光伏组件边框用型材。图5是光伏组件背面示意图，图1是图5中组件边框51截面1-1的示意图。该型材特征在于：

（1）使用钢板或钢带冷弯成型制成。

（2）所述钢板或钢带，表面镀有金属防腐层，为锌层、铬层、铝层、铝锌合金层或锌镁铝合金层；在金属防腐层外涂敷有非金属防腐层，非金属防腐层材料选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯、聚氯乙烯塑溶胶、聚氨酯、聚氨酯、聚酰胺中的一种或两种以上的混合物。

（3）所述型材截面为变形的“G”字型。背阳面设有一支撑部11，用于支撑光伏电池板。所述支撑部上方设有一夹持槽12，用于夹持光伏电池板13，光伏电池板的边缘嵌设在夹持槽内。支撑部设有一封闭型腔14，用于加强型材的抗扭曲强度。

（4）夹持槽内涂有粘接胶或粘有胶带15，裹住光伏电池板的边缘，起固定、密封和缓冲减振的作用。

（5）构成型材的钢板或钢带两端在夹持槽上方咬合连接，16为型材连接咬口。

（6）型材支撑部下端设有一水平向内延伸出的支脚17，该内向延伸支脚上可冲孔，作为安装孔和接地孔。

实施例2

如图2所示，一种光伏组件边框用型材。图5是光伏组件背面示意图，图2是图5中组件边框51截面1-1的示意图。该型材与实施例1不同在于：

型材无连接咬口。钢板或钢带一端在夹持槽下侧靠近支撑部外侧竖梁处向下折弯；钢板或钢带另一端在夹持槽上侧靠近光伏电池板正表面处有一内向折弯21。该内向折弯将钢板或钢带的断口埋入粘接胶或胶带中。

实施例3

如图3所示，一种光伏组件边框用型材。图5是光伏组件背面示意图，图3是图5中组件边框51截面1-1的示意图。该型材与实例2不同在于：

型材支撑部下端无水平向内延伸支脚。

实施例4

如图4所示，一种光伏组件边框用型材。图5是光伏组件背面示意图，图4是图5中组件边框51截面1-1的示意图。该型材与实例1不同在于：

（1）型材由一“G”型部件和一“L”型部件41组装而成，两者由铆钉42铆接在一起。两部件都由钢板或钢带冷弯成型。两部件表面镀有金属防腐层，金属防腐层上涂敷有非金属防腐层。

（2）构成型材的“G”形部件的钢板或钢带两端通过咬口16连接，形成封闭型腔，咬口位于型腔的内侧竖梁处。

Claims (8)

1.一种光伏组件边框用型材，其特征在于，型材的基材为钢材，型材的背阳面设有一支撑部，支撑部设有一封闭型腔；支撑部上方设有一夹持槽，容纳光伏电池板边缘。

2.根据权利要求1所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述钢材基材表面镀有金属防腐材料。

3.根据权利要求2所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，金属防腐材料为锌、铬、铝、铝锌合金或锌镁铝合金。

4.根据权利要求2或3所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述的金属防腐材料上涂敷有非金属防腐层。

5.根据权利要求4所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述的非金属防腐层材料选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯、聚氯乙烯塑溶胶、聚氨酯、聚酰胺中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述型材为变形的G型型材。

7.根据权利要求1所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述型材由钢板或钢带冷弯成型制成，或由冷弯成型的钢制部件组装而成。

8.根据权利要求1所述的光伏组件边框用型材，其特征在于，所述型材由冷弯成型的钢制部件铆接或使用螺丝或螺钉连接制成。

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