CN103715286A - 新型建筑用光伏构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型建筑用光伏构件，包括光伏组件、连接器、接线盒、边框、填充材料和构件背板；所述填充材料将接线盒、伸入边框内部的连接器部分、光伏组件的金属背板、边框及构件背板黏合成整体模块。本发明实现了建筑的保温性能，还解决了光伏组件的接线盒内发热器件的散热等问题，降低了热斑效应带来的影响，同时解决了使用金属背板带来的绝缘问题，另外，采用标准的模块结构设计，便于安装和维护，实现了光伏建筑一体化。本发明结构中省去了蜂窝芯层和蜂窝孔板，在保证结构强度的前提下，降低了材料成本，且工艺相对简单。L型连接器和U型连接器配套使用，使得新型建筑用光伏构件可以独立拆装，便于维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有光伏发电功能的建筑外围护工业化构件，用于太阳能发电，又可直接替代建筑屋顶或墙体材料。
背景技术
中国专利201848478U公开了一种建筑光伏构件模块，包括光伏组件、连接器、接线盒和边框，所述光伏组件由玻璃、胶层、太阳能电池及金属背板构成，所述光伏组件的背面依次为填充发泡材料的蜂窝芯层、蜂窝孔状板、保温层和构件背板；所述蜂窝芯层整体分布在蜂窝孔状板上；所述蜂窝芯层、蜂窝孔状板和保温层中填充发泡材料黏合并固化成整体结构，其中蜂窝芯层还与其上方的金属背板黏合，保温层还与其下方的构件背板黏合；所述蜂窝芯层与金属背板和蜂窝孔状板黏合构成蜂窝板结构层；所述蜂窝板结构层的周边和底部包裹在所述保温层内形成主传热断桥层；所述光伏组件与其背面的蜂窝板结构层、保温层和主传热断桥层组合成主体构件，所述主体构件周边设边框构成模块结构。上述专利的模块结构，在实际应用中，存在如下问题：其一，在模块中增加了蜂窝芯层和蜂窝孔板后不仅加大了材料成本和加工成本，还加大了加工工艺的复杂性；其二，由于连接器结构不合理，电气连接与结构安装必须同时完成，增加了施工难度且施工耗时，如模块需要更换，若该模块不是位于系统的边缘，就必须将其一侧的其它模块全部拆除后才可拆卸，不便维护；其三，在实际的建筑光伏构件模块的安装过程中，建筑光伏构件模块之间的距离不可能控制一致，这就要求模块上的密封槽设计允许在不一致的模块间距的条件下，能够正常安装密封条。即在不影响密封条阻挡阳光功能与符合美学的前提下，密封条可以顺利安装，将安装过程中的公差释放，而现有技术中的结构是做不到这点的。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型建筑用光伏构件，其整体性强，在保证结构强度的前提下，降低了材料成本，且工艺相对简单，连接器的设计使得新型建筑用光伏构件便于拆装，易于维护，方便安装。
本发明为实现其目的所采取的技术方案：新型建筑用光伏构件，包括光伏组件和构件背板,两者周边嵌入边框内侧相对应的槽中，光伏组件和构件背板两者之间为填充材料；连接器设于边框两侧，一端伸出边框，另一端伸入边框内的填充材料中并与接线盒的金属片连接；所述光伏组件自上至下依次为玻璃面板，太阳能电池、绝缘膜和金属背板，各层间通过胶剂黏合成组件，其中，所述金属背板与边框接触构成散热结构；所述接线盒置于边框内侧的接线盒限位凸台和接线盒防滑凸台之间，接线盒上开设窗口，接线盒内的发热器件焊接在PCB上或固定在金属支架上，发热器件散热面透过接线盒的窗口与外部的所述边框或光伏组件的金属背板贴装传导散热；太阳能电池的汇流条从金属背板镶嵌了绝缘嵌片的开孔处引出，与接线盒的金属片连接；所述的边框外侧设有密封胶填充区和安装弧形密封条的弧形安装槽，所述弧形密封条与弧形安装槽两者构成相邻两个光伏构件的结构变形部位；所述连接器分为正极L形连接器、负极L形连接器、正极直形连接器、负极直形连接器和U形连接器；所述正极L形连接器和负极L形连接器分别与接线盒的金属片连接；所述U形连接器分别与两个相邻光伏构件上的的正极L形连接器和负极L形连接器连接，安装在相邻的两个构件边框对接后形成的凹槽中；外部电缆通过正极直形连接器和负极直形连接器与光伏构件的串联阵列两侧的正极L形连接器和负极L形连接器连接并置于所述凹槽中；所述填充材料将接线盒、伸入边框内部的连接器部分、光伏组件的金属背板、边框及构件背板黏合成整体模块。
所述接线盒内部的旁路二极管并联有保护太阳能电池和接线盒内部的器件不因过电压被击穿的过电压放电保护器件。
所述边框采用金属材料或工程塑料。 所述填充材料采用泡沫塑料、水泥、石棉、珍珠岩、蜂窝结构材料、或基于以上材料混合的复合材料。 所述构件背板采用水泥板材、石材、金属板材、金属塑料复合板材、木制品板材、石膏板材、玻璃或塑料板材。
由上述技术方案可知：本发明结构中省去了蜂窝芯层和蜂窝孔板，在保证结构强度的前提下，降低了材料成本，且工艺相对简单。L型连接器和U型连接器配套使用，使得新型建筑用光伏构件可以独立拆装，便于维护。解决了光伏建筑一体化产品作为外围护系统时既要散热又要保温的矛盾，其结构强度高、保温、阻燃、耐候、构件与建筑同寿命、水密和气密性能好，既可用于太阳能发电，又可直接替代建筑屋顶或墙体材料。
此外，光伏组件使用金属背板，金属背板直接与边框接触，以此将太阳能电池产生的热量通过边框散去，大大降低了热斑效应带来的影响。将绝缘膜装配于太阳能电池与金属背板之间，解决了使用金属背板带来的组件绝缘问题。接线盒内的旁路二极管直接与边框接触，通过边框散热，避免了旁路二极管由于温度过高导致烧毁。填充材料将新型建筑用光伏构件的接线盒和连接线包裹起来并固化成一个强度高和保温性能好的模块。新型建筑用光伏构件解决了光伏建筑一体化产品作为外围护系统时既要散热又要保温的矛盾。另外，构件的有机材料全部密封在无机材料中，产品没有火灾隐患。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的构件结构截面图；
图2为本发明的构件正面示意图；
图3为本发明的构件侧面示意图；
图4为本发明的边框截面图；
图5为本发明的构件安装正面示意图；
图6为本发明的构件安装侧面截面图；
图7为本发明的构件接线盒安装侧面剖视图；
图8为本发明的构件接线盒侧面示意图；
图9为本发明的构件接线盒背面示意图；
图10为本发明的构件接线盒去盖主视示意图；
图11为本发明的构件接线盒安装示意图；
图12为本发明的构件接线盒的上壳示意图；
图13为本发明的构件接线盒下壳示意图；
图14为本发明的光伏组件的汇流条引出方式示意图；
图15为图14中A的放大示意图。
图16为图5的局部放大图。
附图中：1、边框，2、玻璃面板，3、胶层，4、太阳能电池，5、绝缘膜，6、金属背板，7、填充材料，8、构件背板，9、光伏组件安装槽，91、组件安装下槽板，92、组件安装上槽板，10、密封条安装槽，11、接线盒，12、连接框，13、接线盒限位凸台，14、接线盒防滑凸台，15、负极连接器，16、正极连接器，17、边框安装板，18、组件安装区，19、边框安装孔，20、U型连接器，21、边框密封条，22、龙骨，221、隔热条，222、龙骨型材，23、密封胶，24、泡沫棒，25、固定螺栓， 26、下壳，27、发热器件，28、PCB电路板，29、组件汇流条窗口，30、汇流条连接口，31、卡扣，32、金属连接片，33、线缆，34、上壳，35、接线盒定位卡槽，36、线缆卡扣，37、上下壳卡扣，38、构件背板安装槽，39、构件背板安装上槽板，40、构件背板安装下槽板，41、绝缘嵌片，42、光伏组件的汇流条
具体实施方式
参见图1-3，本发明包括光伏组件、负极连接器15、正极连接器16，接线盒11和边框1，光伏组件由玻璃面板2、太阳能电池4、绝缘膜5及金属背板6构成，金属背板6采用金属薄板，其上表面有绝缘膜5，背面设有拉毛构造。玻璃面板2、太阳能电池4、绝缘膜5及金属背板6通过胶层3经过加热压合后粘接形成为一个整体。光伏组件的背面依次为填充材料7和构件背板8。构件背板8采用水泥薄板。填充材料9主要采用聚氨酯。填充材料9形成主传热断桥层。光伏组件与其背面的填充材料9组合成主体构件，填充材料9作为传热断桥层，阻隔热传导。在主体构件的周边设边框1构成模块结构。
如图4-7所示，边框1采用铝合金、铜或不锈钢等材料制作，其主体为连接框12。连接框12上部沿其长度方向同侧设组件安装上槽板92、组件安装下槽板91，两者构成光伏组件安装槽9；组件安装下槽板91与位于其下方的连接框侧面的区域构成填充材料的填充区。连接框的上端部与光伏组件安装槽反向位置设密封条安装槽10；连接框12的下端沿其长方向设密封胶注胶槽11和边框安装板17，其中密封胶注胶槽11位于保温层装配区同侧，边框安装板17位于密封胶注胶槽11反向位置。密封胶注胶槽11用于灌注密封胶，密封填充材料。边框安装板15上方为边框密封胶填充区。连接框的内侧边设接线盒限位凸台13，组件安装下槽板背面设接线盒防滑凸台14。边框安装板17设有边框安装孔19，用于相邻模块的边框连接。连接框12内的方孔为角码安装孔，用于边框端头安装角码使之连接成四边形框，四边形框内的整个区域为组件安装区18。相邻两个边框拼接时，密封条安装槽10中压入边框密封条21。边框密封条21两侧设有纵向弧形槽，密封条端面居中沿其长度方向设纵向弧形槽；两个纵向弧形槽分别与相邻的构件边框之间的边框密封条咬合构成结构变形部位。边框用固定螺栓25固定在龙骨22上。
接线盒被填充材料包裹，接线盒内的发热器件紧贴在铝合金边框或构件背板，利于散热。正极L形连接器和负极L形连接器与接线盒的金属片连接，分别固定在构件两侧的边框上，连接器的一端伸出框面，另一端置于填充材料中； U形连接器分别与正极L形连接器和负极L形连接器连接，安装在相邻的两个构件边框对接后形成的凹槽中，如图5、图16所示；外部电缆通过正极直形连接器和负极直形连接器分别与构件的串联阵列两侧的正极L形连接器和负极L形连接器连接并置于所述凹槽中。
如图14、15所示，光伏组件的汇流条42从镶嵌了绝缘嵌片41的金属背板6的开孔处引出。
如图8-13所示，接线盒由上壳34和下壳26构成，其间通过上下壳卡扣37卡合。接线盒内的发热器件27包括旁路保护二极管和过电压及过电流保护器件，两者焊接在PCB电路板28上；发热器件散热面透过接线盒的散热窗窗口与其外部的边框或构件背板贴装散热；光伏组件汇流条和连接器线缆通过PCB电路板28实现电气连接；接线盒内置逆变器或通信控制电路时，其散热器或发热器件透过接线盒的散热窗与外部散热材料—边框或金属背板贴装散热。经多次试验证明，即使不在模块中加入蜂窝芯和蜂窝孔板，只填充填充材料固化成整体结构，模块依然可以满足建筑标准的要求。去除蜂窝芯层和蜂窝孔板能减少模块的材料成本和加工成本。
上述仅为本发明的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本发明有多种更改和变化。凡在本发明的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.新型建筑用光伏构件，其特征在于：包括光伏组件和构件背板,两者周边嵌入边框内侧相对应的槽中，光伏组件和构件背板两者之间为填充材料；连接器设于边框两侧，一端伸出边框，另一端伸入边框内的填充材料中并与接线盒的金属片连接；所述光伏组件自上至下依次为玻璃面板，太阳能电池、绝缘膜和金属背板，各层通过胶剂黏合成组件，其中，所述金属背板与边框接触构成散热结构；所述接线盒置于边框内侧的接线盒限位凸台和接线盒防滑凸台之间，接线盒上开设窗口，接线盒内的发热器件焊接在PCB上或固定在金属支架上，发热器件散热面透过接线盒的窗口与外部的所述边框或光伏构件的金属背板贴装传导散热；太阳能电池的汇流条从金属背板镶嵌了绝缘嵌片的开孔处引出，与接线盒的金属片连接；所述的边框外侧设有密封胶填充区和安装弧形密封条的弧形安装槽，所述弧形密封条与弧形安装槽两者构成相邻两个光伏构件的结构变形部位；所述连接器分为正极L形连接器、负极L形连接器、正极直形连接器、负极直形连接器和U形连接器；所述正极L形连接器和负极L形连接器分别与接线盒的金属片连接；所述U形连接器分别与两个相邻光伏构件上的的正极L形连接器和负极L形连接器连接，安装在相邻的两个构件边框对接后形成的凹槽中；外部电缆通过正极直形连接器和负极直形连接器与光伏构件的串联阵列两侧的正极L形连接器和负极L形连接器连接并置于所述凹槽中；所述填充材料将接线盒、伸入边框内部的连接器部分、光伏组件的金属背板、边框及构件背板黏合成整体模块。
2.根据权利要求1所述的新型建筑用光伏构件，其特征在于：所述接线盒内部的旁路二极管并联有保护太阳能电池和接线盒内部的器件不因过电压被击穿的过电压放电保护器件。
3.根据权利要求1所述的新型建筑用光伏构件，其特征在于：所述边框采用金属材料或工程塑料。
4.根据权利要求1所述的新型建筑用光伏构件，其特征在于：所述填充材料采用泡沫塑料、水泥、石棉、珍珠岩、蜂窝结构材料、或基于以上材料混合的复合材料。
5.根据权利要求1所述的新型建筑用光伏构件，其特征在于：所述构件背板采用水泥板材、石材、金属板材、金属塑料复合板材、木制品板材、石膏板材、玻璃或塑料板材。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140409 |