CN103243872B - 一种太阳能屋瓦结构及其太阳能屋瓦 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型太阳能屋瓦结构及其采用这种结构的太阳能屋瓦，该新型太阳能屋瓦结构由一个框架结构、一个内嵌太阳能电池板结构组成，其中，框架内部在对应位置设有太阳能电池板支撑座和引水槽，框架左右两边分别设有辅收边的凸条、凹沟，上下两端分别设有主收边的凸条、凹沟以及用于定位的凸、凹块阻挡，从而形成可以相互左右延伸上下搭接的太阳能屋瓦模块结构，同时，框架结构的前端和后端设有通风孔，底部设有走线孔。与现有技术相比，这种新型太阳能屋瓦结构简单，采用这种结构的太阳能屋瓦占地空间小，应用范围广，能直接或与传统屋瓦混合铺设成建筑屋顶的外观主体。

Description

一种太阳能屋瓦结构及其太阳能屋瓦

技术领域

本发明涉及一种屋瓦结构及其屋瓦，尤其是涉及一种太阳能屋瓦结构及其太阳能屋瓦。

背景技术

太阳能是地球上稳定、绿色、廉价且容易获取的可再生能源，同时，随着石油和煤等不可再生能源的不断开采和消耗，以及太阳能发电技术的运用和普及，太阳能被认为是目前最具有开发利用价值的应用能源之一，但如何在有限的地理面积上高效的利用太阳能是我们面临的一个重大科技难题。

将太阳能电池板加装在建筑特别是建筑屋领上是太阳能发电技术的一个重要运用领域，也有效的缓解了地面安装太阳能电池板面积不够的现状。传统的在建筑屋领上安装太阳能电池板的方式是一种加装方式，如将带有外边框的太阳能电池板用螺栓连接或活动夹子固定在太阳能模块安装支架上，该支架又接入建筑屋顶中。这种安装方式也能达到有效接收太阳能以转换成电能的目的，但却是在已有的建筑屋顶基础上添加太阳能模块，造成了材料的浪费和安装成本的叠加。

随着太阳能发电技术在建筑中的使用日益增加，为降低材料和安装成本的浪费，将太阳能电池板与建筑特别是建筑屋顶材料有机的结合起来，形成一体的建筑屋顶外观主体材料，以获取源源不断的太阳能，俨然是一种新的建筑趋势。太阳能屋瓦就是巧妙的将太阳能电池板与传统屋瓦的功能有机的融合在一起，实现了太阳能电池发电技术与建筑屋顶的完美结合，在现代建筑中必将具有广阔的运用空间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能屋瓦结构及其太阳能屋瓦，从而实现太阳能电池板和传统屋瓦双重功能的完美融合。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种太阳能屋瓦结构，包括一个框架结构和一个内嵌太阳能电池板结构，太阳能电池板可以通过胶带或胶水与框架结构中预设的支撑座密封粘接，达到固定、密封太阳能电池板和安装使用后防水的效果，粘接后的太阳能电池板与框架结构内部平面的高度保持一致，达到建筑美观的技术要求，该框架结构的前端设有第一主收边凸条、前置定位凹块安装空隙槽、第二主收边凸条以及定位的凸块阻挡，框架结构后端则在相应错开铺设位置设有第一主收边的凹沟和第二主收边的凹沟以及定位的凹块阻挡，框架结构左边设有第一辅收边凸条、第二辅收边凸条和第三辅收边凸条，框架结构右边的对应平行位置设有第一辅收边凹沟、第二辅收边凹沟和第三辅收边凹沟，该框架结构上表面设有太阳能电池板托架网板，用于固定和支撑太阳能电池板，该框架结构前端和左端同时设置有隐形过水槽，该框架结构底部的前端和后端设有数个通风孔。

所述的太阳能屋瓦框架结构的长度为传统屋瓦有效长度的数倍，框架结构的宽度与传统屋瓦的宽度一致，上下两排太阳能屋瓦的搭接宽度也与配套的传统屋瓦搭接宽度一致。

所述的前置定位凹块安装空隙槽设置在第一主收边凸条上，设有数个。

所述的凸块阻挡设置在第二主收边凸条上，凸块阻挡上设有第一级台阶和第二级台阶，第一级台阶主要用于与凹块阻挡对接搭合，第二级台阶上设有螺丝孔，通过金属螺丝钉将太阳能屋瓦固定在建筑屋顶上。

所述的凸条与凹沟、凸块阻挡与凹块阻挡在太阳能屋瓦上下两排错开铺设时相互对接搭合，用于固定太阳能屋瓦的上下两排的铺设位置。

所述的框架结构前端的第一主收边凸条、第二主收边凸条之间设有隐形过水槽，并与左边的第一辅收边凸条、第二辅收边凸条之间以及第二辅收边凸条、第三辅收边凸条之间的两个隐形过水槽连通。其中，前端的隐形过水槽比左边的高，在遇到倒风雨或雨大的情况下，通过通风孔进入太阳能屋瓦内的雨水也可以通过预设的隐形排水槽将其排出。

所述的框架结构左端的隐形过水槽设有斜坡。

所述的通风孔有利于铺设好的太阳能屋瓦在正常工作时通风散热，提高太阳能屋瓦的工作效率，通风孔的位置有效的利用了太阳能屋瓦错位铺设后对应下一排太阳能屋瓦框架结构前端的第二主收边凸条，同时避开了下一排太阳能屋瓦框架结构前端的凸块阻挡，在保证良好的通风散热条件下又不影响太阳能屋瓦总整的防水效果。

所述的框架结构底部在长度和宽度两个方向都设有走线孔，用于太阳能电池板不同的布线和走线方式，将单个太阳能电池板连接成相应的太阳能电池阵列，即形成可以发电的太阳能屋瓦阵列。

这种新型的太阳能屋瓦结构能够左右延伸、上下搭接，从而形成一体的太阳能屋瓦模块结构，这种太阳能屋瓦能单独或与传统屋瓦混合铺设直接用于建筑屋顶的外观主体，外观和安装效果都完全不同于传统加装式安装的太阳能电池板模块。

与现有技术相比，本发明提供的太阳能屋瓦结构能通过自身各个位置的特殊设计达到左右延伸、上下搭接，从而形成一体的太阳能屋瓦模块结构，采用这种结构的太阳能屋瓦能单独或与传统屋瓦混合铺设直接用于建筑屋顶的外观主体，外观和安装效果都完全不同于传统加装式安装的太阳能电池板模块。

附图说明

图1为本发明的建筑屋顶太阳能屋瓦主体外观示意图；

图2为本发明的配套用传统屋瓦正面示意图；

图3为本发明的配套用传统屋瓦背面示意图；

图4为本发明的太阳能屋瓦示意图；

图5为本发明的太阳能屋瓦外框正面示意图；

图6为本发明的太阳能屋瓦外框背面示意图；

图7为本发明的太阳能屋瓦电池板示意图；

图8为本发明的太阳能屋瓦与建筑屋顶缘条钉接示意图；

图9为本发明的左右两块太阳能屋瓦搭接示意图；

图10为本发明的上下两排太阳能屋瓦搭接及过水示意图；

图11为本发明的太阳能屋瓦外框左边两道隐形过水槽过水示意图；

图12为本发明的上下两排太阳能屋瓦错位安装通风孔位置示意图；

图13为本发明的太阳能屋瓦外框内部引水槽示意图；

图14为本发明的上下两排太阳能屋瓦搭接定位示意图；

图15为本发明的太阳能屋瓦外框前端定位凸块阻挡示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，本发明的太阳能屋瓦2可以单独或者与配套的传统屋瓦1混合直接铺设在建筑屋顶上，无需再加装额外的太阳能电池板安装支架，通过自身设计的主、辅收边载板的凸条、凹沟和凸、凹定位阻挡达到左右延伸、上下搭接，从而形成一体的建筑屋顶主体外观。

图2为本发明的配套用传统屋瓦正面示意图，太阳能屋瓦的宽度和有效宽度与配套用的传统屋瓦保持一致，才能保证太阳能屋瓦与传统屋瓦混合安装时一排一排的平行对齐。太阳能屋瓦的长度为传统屋瓦有效长度的数倍，才能保证上下两排太阳能屋瓦错位铺设或者上排搭按传统屋瓦时上下排的对齐。图3为本发明的配套用传统屋瓦背面示意图。

如图4所示，本发明的太阳能屋瓦结构由太阳能屋瓦外框架3和太阳能电池板4组成。

如图7所示，太阳能电池板由太阳能电池板中的玻璃26和太阳能电池板中的电池片27组成，太阳能电池板可采用晶硅和非晶硅电池两种形式，其中，晶硅电池的封装方式又可为玻璃+背板、玻璃+玻璃两种。太阳能电池板用密封胶或胶带粘接在外框架内置太阳能支撑面14上，同时粘接在太阳能电池板托架网板9上，要保证粘接好后的太阳能电池板与外框架平面13处于同一个平面。电池板的引出线和接线盒放在太阳能电池板托架网板9和外框架内置太阳能支撑面14所组成的三角形中，以承受铺设成建筑屋顶的外加压力，如风、雪和安装时的外在压力。同时，在托架左边设有一个加强三角形，承受安装连接太阳能屋瓦时人为给接线盒的拉力，如图5所示。

如图5、6所示，太阳能屋瓦外框架背面右边设有第一辅收边凹沟25、第二辅收边凹沟24和第三辅收边凹沟23；太阳能屋瓦外框架正面左边设有第一辅收边凸条10、第二辅收边凸条11和第三辅收边凸条12；太阳能屋瓦外框架正面前端设有第一主收边凸条5、第二主收边凸条7、前置定位凹块安装空隙槽6以及定位凸块阻挡8，其中第二辅收边凸条11是独立的且后端用斜坡过渡，主要起分流外框架左边隐水槽中过水的作用；太阳能屋瓦外框架背面前端设有外框架底背部前端通风孔18和外框架底背部前端前置安装定位条19，外框架底部平面16略低于外框架底背部与屋顶结构接触面17；太阳能屋瓦外框架背面后端设有外框架底背部后端凸条20、外框架底背部后端通风孔21和外框架背部后端定位凹块阻挡22。

如图15所示，定位凸块阻挡8与定位凸块阻挡第一级台阶41接合，定位凸块阻挡第二级台阶42低于定位凸块阻挡第一级台阶41，外框架前端螺丝孔40设置在定位凸块阻挡第二级台阶42上。

将左边太阳能屋瓦外框架右边第一辅收边凹沟25、第二辅收边凹沟24和第三辅收边凹沟23分别压住右边太阳能屋瓦外框架左边的第一辅收边凸条10、第二辅收边凸条11和第三辅收边凸条12，完成左右两块太阳能屋瓦的搭接延伸，左右两块太阳能屋瓦搭接处的连缝30如图9所示。

如图8所示，安装单排太阳能屋瓦时，用金属螺丝钉29穿过单个太阳能屋瓦和配套用的传统屋瓦外框架前端螺丝孔40，将其固定在建筑屋顶缘条28上。其中，螺丝钉需用方便拆卸的螺纹螺丝钉，缘条用木质材料。太阳能屋瓦从建筑屋顶的下边缘向顶部一排搭接一排依次安装，即先安装好下面一排然后错位铺设上一排。

如图14所示，用上一排的太阳能屋瓦后端外框底部后端第一主收边凹沟37、外框底部后端第二主收边凹沟38以及外框架底背部后端定位凹块阻挡22分别压住下一排对应两块太阳能屋瓦的第一主收边凸条5、第二主收边凸条7以及定位凸块阻挡8，完成上下两排太阳能屋瓦的搭接延伸，同时做到用上一排的太阳能屋瓦外框架底背部后端定位凹块阻挡22盖住下一排的太阳能屋瓦前端的定位凸块阻挡8中所设的外框架前端螺丝孔40，前置定位凹块安装空隙槽6设置在第一主收边凸条5上。当下一排为传统屋瓦时，外框架底部后端凸条左边缺口39正好压住传统屋瓦的第三辅收边凸条12。

如图10所示，因倒风雨或雨大而有小量雨水通过外框架底背部后端通风孔21进入太阳能屋瓦内时，水先流到外框架前端隐形过水槽33中，由于建筑屋顶有外框架前端与左边隐形过水槽的连接斜坡31，同时外框前端隐形过水槽的高度也高于左端，水会顺势流到左边的隐形过水槽中，然后流过外框架左边隐形过水槽斜坡32后又流到下一排太阳能屋瓦的外框架前端隐形过水槽33中，最后依次流出太阳能屋瓦模块。

如图11所示，太阳能屋瓦外框架左边第二条辅收边凸条11的前端超过外框前端第二主收边凸条7，当流入太阳能屋瓦的水量少时，水只会从外框架左边二道隐形过水槽35中过，当水量大时，才会同时从外框架左边二道隐形过水槽35和外框架左边一道隐形过水槽34中过。

如图12所示，上下两排太阳能屋瓦错位铺设好后，下一排中的左右两块太阳能屋瓦搭按延伸的第三辅收边凹沟对应上表面的凸条15正好位于其对应上一排的太阳能屋瓦的外框架底背部后端通风孔21中，有效利用通风孔的空隙高度，使上下两排太阳能屋瓦能平稳压实搭按。同时，上一排太阳能屋瓦外框架底背部后端通风孔21位置要避开下一排太阳能屋瓦外框架前端的定位凸块阻挡8，以防止雨水直接通过孔风通进入太阳屋瓦内。

如图13所示，外框架内置太阳能支撑面14的四周设有外框架内部引水槽36，引水槽低于支撑面，保证太阳能电池板四周的水有效排除。

一排一排太阳能屋瓦的左右走线和连线通过外框底部左右两边的走线孔实现，上下排太阳能屋瓦走线和连线通过外框底部前后端的走线孔实现。配套用的传统屋瓦底部在左右两边、前后两端也分别设有走线孔，以便于当太阳能屋瓦与传统屋瓦混合铺设时走线和连线能从传统屋瓦底部通过。

本发明的保护范畴不限于具体实施方式所揭示者，还应包括各种不离本专利核心技术的替换和修饰。

Claims (9)

1.一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，该太阳能屋瓦结构包括一个框架结构和一个内嵌太阳能电池板结构，该框架结构的前端设有第一主收边凸条、前置定位凹块安装空隙槽、第二主收边凸条以及定位的凸块阻挡，框架结构后端则在相应错开铺设位置设有第一主收边的凹沟和第二主收边的凹沟以及定位的凹块阻挡，框架结构左边设有第一辅收边凸条、第二辅收边凸条和第三辅收边凸条，框架结构右边的对应平行位置设有第一辅收边凹沟、第二辅收边凹沟和第三辅收边凹沟，该框架结构上表面设有太阳能电池板托架网板，用于固定和支撑太阳能电池板，该框架结构前端和左端同时设置有隐形过水槽，该框架结构底部的前端和后端设有通风孔。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的太阳能屋瓦框架结构的长度为传统屋瓦有效长度的数倍，框架结构的宽度与传统屋瓦的宽度一致，上下两排太阳能屋瓦的搭接宽度也与配套的传统屋瓦搭接宽度一致。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的前置定位凹块安装空隙槽设置在第一主收边凸条上。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的凸块阻挡设置在第二主收边凸条上，凸块阻挡上设有第一级台阶和第二级台阶，第一级台阶主要用于与凹块阻挡对接搭合，第二级台阶上设有螺丝孔。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的凸条与凹沟、凸块阻挡与凹块阻挡在太阳能屋瓦上下两排错开铺设时相互对接搭合，用于固定太阳能屋瓦的上下两排的铺设位置。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的框架结构前端的第一主收边凸条、第二主收边凸条之间设有隐形过水槽，并与左边的第一辅收边凸条、第二辅收边凸条之间以及第二辅收边凸条、第三辅收边凸条之间的两个隐形过水槽连通，前端的隐形过水槽比左边的高。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的框架结构左端的隐形过水槽设有斜坡。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能屋瓦结构，其特征在于，所述的框架结构底部在长度和宽度两个方向都设有走线孔，用于太阳能电池板不同的布线和走线方式。

9.一种太阳能屋瓦，其特征在于，采用如权利要求1所述的太阳能屋瓦结构，能单独或与传统屋瓦混合铺设直接用于建筑屋顶。