CN103441172A - 屋顶黑色太阳能发电建筑材料及屋顶太阳能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能量转换装置，提供了屋顶黑色太阳能发电建筑材料及屋顶太阳能发电装置，屋顶黑色太阳能发电建筑材料包括钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，多个太阳能光伏电池片与钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，TPT膜与多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，矩形搭载边框与TPT膜连接，接线盒设置于矩形搭载边框上，且接线盒通过正负电极线与多个太阳能光伏电池片连接，矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，矩形搭载沟槽的开口方向垂直于矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置。

Description

屋顶黑色太阳能发电建筑材料及屋顶太阳能发电装置
技术领域
本发明涉及能量转换装置，尤其涉及屋顶黑色太阳能发电建筑材料及屋顶太阳能发电装置。
背景技术
太阳能是一种巨大的无污染的新型清洁能源，地球每年从太阳所获得的能源有6×1017KWH之多，我国陆地表面每年从太阳接收的太阳能量有700亿吨标准煤。所以太阳能作为替代能源得到了国际国内大力的发展，我国光伏业在最近10年间也得到了空前的发展。光伏转换效率由原来的14.5%提升到18.6%以上,其制造成本也只有原来的50%以下。
太阳能光伏的利用方式有四种主要形式：大型光伏电站、家用离网系统、光伏建筑一体化及其他应用。现有利用方式主要具有以下缺点：1、需独立建立光伏发电站，占用土地；2、需要大量的光伏支架，成本较高；3、安装复杂，工作量大；4、并网需要较长的传输线路；5、不具备建筑方面功能；6、无法进行分散式使用，推广比较困难。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供屋顶黑色太阳能发电建筑材料及屋顶太阳能发电装置，其集太阳能光伏发电技术与建筑材料制造技术于一体，可直接铺设于屋顶，不需要安装支架，节约成本，且安装方便。
为了实现上述目的，本发明提供一种屋顶黑色太阳能发电建筑材料，其特征在于，包括一作为前基板的钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、一作为背面基板的TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，所述多个太阳能光伏电池片与所述钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，所述TPT膜与所述多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，所述矩形搭载边框与所述TPT膜连接，所述接线盒设置于所述矩形搭载边框上，且所述接线盒通过正负电极线与所述多个太阳能光伏电池片连接，所述矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，所述矩形搭载沟槽的开口方向垂直于所述矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置。
根据本发明的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，所述矩形搭载边框的左上角和右下角设有矩形缺口，所述矩形缺口的长度和宽度与所述矩形搭载沟槽的宽度相同。
根据本发明的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，所述TPT膜的厚度为0.37mm。
根据本发明的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，所述矩形搭载沟槽内设有多个安装孔，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽上的安装孔对称设置。
根据本发明的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，所述钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片以及所述TPT膜收纳于所述矩形搭载边框内。
本发明相应提供一种屋顶太阳能发电装置，包括多个太阳能瓦片，所述太阳能瓦片包括一作为前基板的钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、一作为背面基板的TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，所述多个太阳能光伏电池片与所述钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，所述TPT膜与所述多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，所述矩形搭载边框与所述TPT膜连接，所述接线盒设置于所述矩形搭载边框上，且所述接线盒通过正负电极线与所述多个太阳能光伏电池片连接，所述矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，所述矩形搭载沟槽的开口方向垂直于所述矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置，相邻两个太阳能瓦片通过所述矩形搭载沟槽连接。
根据本发明的屋顶太阳能发电装置，所述矩形搭载边框的左上角和右下角设有矩形缺口，所述矩形缺口的长度和宽度与所述矩形搭载沟槽的宽度相同。
根据本发明的屋顶太阳能发电装置，所述TPT膜的厚度为0.37mm。
根据本发明的屋顶太阳能发电装置，所述矩形搭载沟槽内设有多个安装孔，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽上的安装孔对称设置。
根据本发明的屋顶太阳能发电装置，所述钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片以及所述TPT膜收纳于所述矩形搭载边框内。
本发明的太阳能发电建筑材料包括钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、TPT膜，矩形搭载边框以及接线盒，矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，矩形搭载沟槽的开口方向垂直于矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置。房屋修建时，先将单片太阳能瓦片定位在屋顶支撑材料上，再将其他太阳能瓦片通过搭载边框的搭载沟槽与先定位的太阳能相互嵌入紧密连接，再连接接线盒、控制器、蓄电池、逆变器等设备，最终组成整个屋顶太阳能发电装置，其集太阳能光伏发电技术与建筑材料制造技术于一体，可直接铺设于屋顶，不需要安装支架，节约成本，且安装方便。并且采用钢化玻璃作为前基板，起到防撞击、防老化的作用；太阳能瓦片上的搭载沟槽具备防水的作用。
附图说明
图1是本发明一种屋顶黑色太阳能发电建筑材料的正视图；
图2是本发明一种屋顶黑色太阳能发电建筑材料的侧剖面视图；
图3是图2中部分结构的放大视图；
图4是4块太阳能发电建筑材料相结合的配合结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～图3所示，本发明一种屋顶黑色太阳能发电建筑材料100，包括一作为前基板的钢化玻璃10、多个太阳能光伏电池片20、一作为背面基板的TPT（聚氟乙烯复合膜）膜30，一矩形搭载边框40以及至少一接线盒50。矩形搭载边框40优选为铝合金材料，当然也可为其他材料；太阳能光伏电池片20为晶硅电池或薄膜光伏电池。屋顶黑色太阳能发电建筑材料100的尺寸可根据实际需要进行设定。
多个太阳能光伏电池片20与钢化玻璃10通过第一EVA（ethylene-vinyl acetate copo，乙烯-醋酸乙烯共聚物）薄膜60连接，TPT膜30与多个太阳能光伏电池片20通过第二EVA薄膜70连接，矩形搭载边框40与TPT膜30连接，接线盒50设置于矩形搭载边框40上，且接线盒50通过正负电极线与多个太阳能光伏电池片20连接。
矩形搭载边框40包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽41，矩形搭载沟槽41的开口方向垂直于矩形搭载边框40所在的平面朝上或朝下设置，且矩形搭载边框40的相对两个边沿的矩形搭载沟槽41的开口方向相向设置。从而，在相邻两块太阳能发电建筑材料100搭载时，可以通过矩形搭载沟槽41进行扣合，并且该矩形搭载沟槽41可以起到防水的作用。
优选的是，矩形搭载边框40上设有引出端子43，引出端子43与接线盒50连接，且引出端子43采用为防水结构设计。图2所示的实施例中，引出端子43的方式为下部引出，嵌入接线，也可以采用旁路引出的方式代替。接线盒50里设有二极管，起到功率输出与防止热班效应的作用。
TPT膜30的厚度优选为0.37mm。TPT膜30能对阳光起反射作用，提高太阳能板100的能量转换效率，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率，能使光吸收率提高3%以上。另外， TPT膜30具有耐老化、耐腐蚀、不透气的特点，对光伏组件有保护作用。
优选的是，钢化玻璃10、多个太阳能光伏电池片20、第一EVA薄膜60、第二EVA薄膜70、TPT膜30以及接线盒50收纳于矩形搭载边框40内。具体的，矩形搭载边框40的正面设有一容纳空间，钢化玻璃10、多个太阳能光伏电池片20、第一EVA薄膜60、第二EVA薄膜70以及TPT膜30叠置于该容纳空间内，接线盒50容纳与矩形搭载边框40背面的容纳空间内。
房屋修建时，先将一块太阳能发电建筑材料100定位在屋顶支撑材料上，再将其他太阳能发电建筑材料100通过搭载边框40的搭载沟槽41与先定位的太阳能发电建筑材料100相互嵌入紧密连接，再连接接线盒50、控制器、蓄电池、逆变器等设备，最终组成整个屋顶太阳能发电装置，其集太阳能光伏发电技术与建筑材料制造技术于一体，可直接铺设于屋顶，不需要安装支架，节约成本，且安装方便。并且采用钢化玻璃作为前基板，起到防撞击、防老化的作用。
如图1所示，矩形搭载边框40的左上角和右下角设有矩形缺口42，矩形缺口42的长度和宽度与矩形搭载沟槽41的宽度相同。从而，避免相邻两块太阳能发电建筑材料100的矩形搭载沟槽41在矩形搭载边框40的边角处相互抵住，不能安装。显而易见，该矩形缺口也可设置在矩形搭载边框40的右上角和左下角。
优选的是，矩形搭载沟槽41内设有多个安装孔42，且矩形搭载边框40的相对两个边沿的矩形搭载沟槽41上的安装孔42对称设置。从而在安装时，可通过安装孔42与螺钉的配合将太阳能发电建筑材料100定位在屋顶支撑材料上。对两个边沿的矩形搭载沟槽41上的安装孔42对称设置能够使得相邻两块太阳能发电建筑材料100的安装孔42重合，保证两块太阳能发电建筑材料100的连接和定位。
图4示意出了4块太阳能发电建筑材料100相结合的配合结构，相邻两块太阳能发电建筑材料100通过矩形搭载边框40的矩形搭载沟槽41相互搭载扣合，而且横向2块太阳能发电建筑材料100或纵向2块太阳能发电建筑材料100的矩形搭载沟槽41分别形成一条整体的沟槽，达到防水的目的。安装时，先将单片太阳能发电建筑材料100通过四个安装孔42定位在屋顶支撑材料上，再将其他太阳能发电建筑材料100通过搭载边框40的搭载沟槽41相互嵌入紧密连接。前后两块太阳能发电建筑材料100以及左右两块太阳能发电建筑材料100均通过搭载沟槽41相互嵌入连接完成。通过这样的定位和搭载便使太阳能发电建筑材料100形成一个完整的覆盖层，再将太阳能发电建筑材料100的接线盒50通过引出端子43相互串并联，并与控制器、蓄电池、逆变器相连接之后便形成完整的光伏瓦片式太阳能建筑发电系统对负载供电。其发电过程是：当阳光照射到太阳能发电建筑材料100上，太阳能发电建筑材料100的核心部件太阳能光伏电池根据光生伏特效应将光子转换为光生载流子形成光生电流和光生电压，光生电流和光生电压在导线的引导下相负极移动形成电流，在控制器的控制下光生电流对蓄电池充电和对负载供电。
本发明还提供一种屋顶太阳能发电装置，包括多个太阳能瓦片，所述太阳能瓦片包括一作为前基板的钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、一作为背面基板的TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，多个太阳能光伏电池片与所述钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，所述TPT膜与所述多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，所述矩形搭载边框与所述TPT膜连接，所述接线盒设置于所述矩形搭载边框上，且所述接线盒通过正负电极线与所述多个太阳能光伏电池片连接，矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，所述矩形搭载沟槽的开口方向垂直于所述矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置，相邻两个太阳能瓦片通过所述矩形搭载沟槽连接。该太阳能瓦片即为前文所述的太阳能发电建筑材料100，故在此不再对该太阳能瓦片进行详细描述。
矩形搭载边框的左上角和右下角设有矩形缺口，所述矩形缺口的长度和宽度与所述矩形搭载沟槽的宽度相同。
TPT膜的厚度为0.37mm。
矩形搭载沟槽内设有多个安装孔，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽上的安装孔对称设置。
钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、所述TPT膜以及所述接线盒收纳于所述矩形搭载边框内。
综上所述，本发明的太阳能发电建筑材料包括钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、TPT膜，矩形搭载边框以及接线盒，矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，矩形搭载沟槽的开口方向垂直于矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置。房屋修建时，先将单片太阳能瓦片定位在屋顶支撑材料上，再将其他太阳能瓦片通过搭载边框的搭载沟槽与先定位的太阳能相互嵌入紧密连接，再连接接线盒、控制器、蓄电池、逆变器等设备，最终组成整个屋顶太阳能发电装置，其集太阳能光伏发电技术与建筑材料制造技术于一体，可直接铺设于屋顶，不需要安装支架，节约成本，且安装方便。并且采用钢化玻璃作为前基板，起到防撞击、防老化的作用；太阳能瓦片上的搭载沟槽具备防水的作用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种屋顶黑色太阳能发电建筑材料，包括一作为前基板的钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、一作为背面基板的TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，其特征在于多个太阳能光伏电池片与钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，TPT膜与多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，矩形搭载边框与TPT膜连接，接线盒设置于矩形搭载边框上，且接线盒通过正负电极线与多个太阳能光伏电池片连接，矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，矩形搭载沟槽的开口方向垂直于矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置；矩形搭载边框的左上角和右下角设有矩形缺口，矩形缺口的长度和宽度与矩形搭载沟槽的宽度相同。
2.根据权利要求1所述的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，其特征在于，所述TPT膜的厚度为0.37mm。
3.根据权利要求1所述的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，其特征在于，所述矩形搭载沟槽内设有多个安装孔，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽上的安装孔对称设置。
4.根据权利要求1所述的屋顶黑色太阳能发电建筑材料，其特征在于，所述钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片以及所述TPT膜收纳于所述矩形搭载边框内。
5.一种屋顶太阳能发电装置，其特征在于，包括多个太阳能瓦片，所述太阳能瓦片包括一作为前基板的钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片、一作为背面基板的TPT膜，一矩形搭载边框以及至少一接线盒，所述多个太阳能光伏电池片与所述钢化玻璃通过第一EVA薄膜连接，所述TPT膜与所述多个太阳能光伏电池片通过第二EVA薄膜连接，所述矩形搭载边框与所述TPT膜连接，所述接线盒设置于所述矩形搭载边框上，且所述接线盒通过正负电极线与所述多个太阳能光伏电池片连接，所述矩形搭载边框包括设置于其四个边沿的矩形搭载沟槽，所述矩形搭载沟槽的开口方向垂直于所述矩形搭载边框所在的平面朝上或朝下设置，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽的开口方向相向设置，相邻两个太阳能瓦片通过所述矩形搭载沟槽连接；所述矩形搭载边框的左上角和右下角设有矩形缺口，所述矩形缺口的长度和宽度与所述矩形搭载沟槽的宽度相同。
6.根据权利要求5所述的屋顶太阳能发电装置，其特征在于，所述TPT膜的厚度为0.37mm。
7.根据权利要求5所述的屋顶太阳能发电装置，其特征在于，所述矩形搭载沟槽内设有多个安装孔，且所述矩形搭载边框的相对两个边沿的矩形搭载沟槽上的安装孔对称设置。
8.根据权利要求5所述的屋顶太阳能发电装置，其特征在于，所述钢化玻璃、多个太阳能光伏电池片以及所述TPT膜收纳于所述矩形搭载边框内。
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