CN105846763A - 嵌入式光伏系统及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及嵌入式光伏系统，包括固定于混凝土墙体的表面缓冲结构、固定于缓冲结构内的光伏板、设于光伏板及缓冲结构之间的密封层、设于光伏板的下端的防水结构及固定于混凝土墙体内的连接件；光伏板的两侧分别设有三个第一连接端，连接件的两侧端分别朝外设有可移动的凸块，凸块显露在混凝土墙体的两侧的外端，凸块上设有三个与第二连接端连接的第二连接端。采用固定在混凝土墙体表面上的缓冲结构将光伏板固定在混凝土墙体表面，实现光伏板与墙体的嵌入式连接，节约了屋面空间，并且减少了受到自然现象的影响，提高了安全性；相邻的光伏板之间分别与凸块的第二连接端实现连接，解决相邻的光伏板连接走线的问题，美观整齐。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电装置，更具体地说是指嵌入式光伏系统以及该嵌入式光伏系统的安装方法。
背景技术
随着全球经济的发展，新能源发电技术也迅速发展，太阳能以其资源量最丰富分布广泛清洁成为最有发展潜力的可再生能源之一。进入21世纪以来，世界太阳能光伏发电产业发展迅速，市场应用规模不断扩大，在后续能源的发展中的作用越来越重要。开发利用太阳能光伏技术是我国实行资源节约型社会节能减排、可持续发展、改善生存环境等的重要举措之一。
现有的光伏发电系统，尤其在民用领域中，在光伏设备的安装结构上，普遍采用了金属支架式的架构方式。在这种方式中，由于光伏设备会被固定在由金属组成的支架上，而支架和屋面采用各种方式进行固定，支架式的固定结构，其本身与屋面是相互独立的，因此稳定性会受到诸多条件的影响。譬如中国南部沿海地区的台风等气候，都会极大的危害基于支架式结构光伏发电系统的安全性，造成经济和生命危害。另外支架式结构也会占用大量的屋面空间，致使屋面无法再被用于其他功能，减少了建筑物的使用价值。因此，有必要设计一种新的光伏系统，使其能与墙体固定连接，并且减少占用屋面的空间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供嵌入式光伏系统及其安装方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：嵌入式光伏系统，包括固定于混凝土墙体的表面且位于屋面上的缓冲结构、光伏板、密封层、防水结构以及固定于混凝土墙体内的连接件；所述光伏板固定于所述缓冲结构内，所述密封胶层设于所述光伏板以及所述缓冲结构之间，所述防水结构设于所述光伏板的下端，所述光伏板的两侧分别设有三个第一连接端，所述连接件的两侧端分别朝外设有可移动的凸块，所述凸块显露在所述混凝土墙体的两侧的外端，所述凸块上设有三个第二连接端，且三个所述第一连接端分别与三个所述第二连接端对应连接。
其进一步技术方案为：三个所述第一连接端位于光伏板的下部。
其进一步技术方案为：所述凸块的上端部沿上而下的方向朝外倾斜，形成当所述光伏板与所述凸块连接时所述光伏板的下部抵压着的导向斜面。
其进一步技术方案为：所述凸块与所述连接件的侧端之间设有驱动所述凸块朝外移动的复位弹簧。
其进一步技术方案为：所述光伏板上设有拨动更改所述光伏板内部电路接线以切换所述光伏板之间的串联或并联模式的拨动键。
本发明还提供了嵌入式光伏系统的安装方法，包括以下具体步骤：
步骤1：由专业放线员根据施工图纸和统一结构轴线、基准标高线放出光伏板坑槽定位线、每块挂板的定位线并标出相应板的编号后，制作光伏板坑槽；
步骤2：安装软胶垫；
步骤3：安装光伏板组件；
步骤4：安装集线盒组件；
步骤5：线槽铺设；
步骤6：导线安装；
步骤7：光伏系统的试运行，检测其线路是否接通完成，光伏板组件是否正常运作；
步骤8：粘接和密封光伏板；
步骤9：将变电箱、电表等其余所需设备装于预留位置，并与光伏发电系统相连。
其进一步技术方案为：所述步骤1中，需要先制作两块面积比所述光伏板的面积大且格局布置与所述光伏板一致的模板，模板设有所述连接件的两端固定的卡槽，并且，根据专业人士测量放线弹出的基准线进行模板架设，坑槽高度根据所述光伏板厚度决定，坑槽厚度一般为50mm，混凝土采用C15细石混凝土，待混凝强度到设计强度的75％，方可拆模。
其进一步技术方案为：所述步骤2中，在所述光伏板坑槽的四周粘接软胶垫，所述软胶垫宽度要大于所述光伏板的厚度，最少应大于所述光伏板的厚度2mm。
其进一步技术方案为：所述步骤3中，将预留坑内积水及杂物清除干净，并在坑槽底部涂抹一层沥青防水涂料，其厚度不应超过2mm；将光伏板组件置入预留坑内，并检测其表面高度是否与坑槽上表面平齐，误差不得超过±1mm；若表面高度与屋面无法平齐，可用打磨机打磨预留坑底部，或在预留坑底部抹水泥砂浆找齐；将光伏板组件面板导线连出，另一端暂时空置；按照设计要求如需将若干块光伏板组件进行串联成组，则将同组光伏板组件通过插头相连；光伏板组内导线应预留一定长度，预留长度不得超过直线距离的20％；进行光伏板组件电路检测；检测对象为光伏板组，需注意各光伏板组是否通路，同时还应使用万用表等电气设备检测各光伏板组的发电质量及发电效率。
其进一步技术方案为：所述步骤8，将光伏板组件外沿密封胶条撕除，并用干净抹布将周边框架清理干净；将结构胶涂抹于光伏板背光面；将光伏板组件置于预留坑内并找正，保证光伏板镶嵌于四周塑胶软胶垫内，有空隙的地方需要采用胶垫镶嵌密实；在光伏板上面加压，保证其粘接强度满足设计要求；扣紧集线盒组件的PVE线盒盒盖，在集线盒组件导线穿出PVC线盒处，用结构胶进行密封处理；扣紧线槽槽盖，在线槽与其他部件连接处，用结构胶进行密封处理；在集线盒预留坑与预留槽内，用水泥砂浆填满余下空隙，并与屋面表层对平。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的嵌入式光伏系统，通过采用固定在混凝土墙体表面上的缓冲结构将光伏板固定在混凝土墙体表面，实现光伏板与墙体的嵌入式连接，节约了屋面空间，并且减少了受到自然现象的影响，提高了安全性；另外，光伏板的下端设有用于防水的防水结构，光伏板与缓冲结构之间通过密封胶层密封，光伏板的下端与墙体表面设有防水结构，以保护光伏板内部电子元器件的正常运行，相邻的光伏板分别与凸块的第二连接端实现连接，解决相邻的光伏板连接走线的问题，美观整齐。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明具体实施例提供的嵌入式光伏系统的剖切结构示意图(左边部分是安装好的光伏板，右边部分是施工过程中的模板)；
图2为本发明具体实施例提供的连接件具体结构的剖视放大示意图；
图3为本发明具体实施例提供的连接件的侧视结构放大示意图；
图4为本发明具体实施例提供的光伏板的电气连接示意图(实线的触点为串联连接状态，虚线的触点为并联连接状态)；
图5为本发明嵌入式光伏系统安装方法具体实施例的流程框图。
附图标记
10 屋面 11 光伏板
20 混凝土墙体 30 软胶垫
40 密封胶层 50 防水砂浆
70 连接件 80 凸块
90 复位弹簧 81 第二连接端
811 导向斜面 801 弹簧座部
802 限位凸肩 111 光伏电池
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1～5所示的具体实施例，本实施例提供的嵌入式光伏系统，可以运用在太阳能光伏发电的过程中，实现光伏板11与墙体结合为一体，提高光伏系统的稳定性以及与墙体连接的稳固性。
嵌入式光伏系统，包括固定于混凝土墙体20表面且位于屋面10上的缓冲结构、光伏板11、密封胶层40、防水结构以及固定于混凝土墙体20内的连接件70；其中，光伏板11固定于缓冲结构内，密封胶层40设于光伏板11及缓冲结构之间，防水结构设于光伏板11下端，此时的光伏板11通过缓冲结构嵌入在混凝土墙体20表面内，因此称之为“嵌入式”。
另外，光伏板11的两侧下端分别设有三个第一连接端，连接件70的两侧端(也叫两端)分别朝外设有可移动的凸块80，凸块80显露在混凝土墙体20的两侧的外端，该凸块80上设有三个第二连接端81(一种凸出的电连接端脚，上端部设有导向斜面811)，且三个第一连接端与三个第二连接端81分别对应连接，这样，若干个光伏板11之间通过连接件70实现电性连接。
上述的嵌入式光伏系统，通过采用固定在混凝土墙体20表面上的缓冲结构将光伏板11固定在混凝土墙体20表面，实现光伏板11与墙体的嵌入式连接，节约了屋面10空间，并且减少了受到自然现象的影响，提高了安全性；另外，光伏板11的下端设有用于防水的防水结构，光伏板11与缓冲结构之间通过密封胶层40密封，光伏板11的下端与墙体表面设有防水结构，以保护光伏板11内部电子元器件的正常运行，相邻的光伏板11之间分别与凸块80的第二连接端实现连接，解决相邻的光伏板11连接走线的问题，美观整齐。
具体的，上述的三个第一连接端位于光伏板11的下部，上述的凸块80的上端部沿上而下的方向朝外倾斜，形成导向斜面811，当光伏板11与凸块80连接时，光伏板11的下部抵压着斜面。这样，将光伏板11嵌入到混凝土墙体20表面时，光伏板11的两侧下部抵压着导向斜面811朝外移动，直至凸块80无法再移动时，光伏板11安装到位，凸块80的设置为光伏板11的安装起到定位的作用。
另外，上述的凸块80与连接件70的侧端之间设有驱动凸块80朝外移动的复位弹簧90(也即凸块80与连接件70的本体部分采用的是滑动联接结构)，当光伏板11嵌入到混凝土墙体20表面时，光伏板11抵压斜面使得凸块80朝外移动，复位弹簧90被压缩，处于压缩状态的复位弹簧90会驱动凸块80朝内移动，反向抵压光伏板11，使得第一连接端与第二连接端81紧密的连接；在拆出光伏板11时，即导向斜面811所受的外力解除后，复位弹簧90驱动凸块80朝外移动复位。本实施例中，二个凸块80的位置处于同一直线，可以采用同一个复位弹簧90。
另外，上述的凸块80的内端设有用于套设复位弹簧90的弹簧座部801，弹簧部上设有限位凸肩802，连接件70内设有通槽，上述的复位弹簧90位于连接件70的通槽内，两个限位凸肩802分别连接在连接件70的通槽的端部，这样，凸块80在移动的过程中，限位凸肩802对凸块80的移动起到限位的作用，防止凸块80滑出通槽。
上述的连接件70可以由两个中部具有凹槽的连接板(分别是前连接板以及后连接板)连接而成，两个凹槽对接形成上述连接件70的通槽，另外，其中一个连接板的外端面上设有卡扣，另外一个连接板的外端面上设有卡槽，两个连接板通过卡扣和卡槽卡接的方式连接。
于其他实施例，上述的连接件70可以由左右两块连接块通过卡扣方式连接构成。
在本实施例中，防水结构为20mm厚的防水砂浆50，其用于防止墙体的雨水进入到光伏板11内。
缓冲结构为20mm厚的软胶垫30，其用于缓冲热胀冷缩带来的变形。
密封层为5mm的密封胶层40，其与防水砂浆50共同形成一个密封结构，以防止雨水浸入到光伏板11，保证光伏板11内部电子元器件的正常工作。
在本实施例中，上述的光伏板11上设有拨动更改光伏板11内部电路接线的拨动键19(如图4所示，采用旋转式结构)，通过拨动键切换光伏板11内部电路接线，从而实现相互连接的光伏板11的光伏电池111之间的串联或者并联连接模式的切换，未操控拨动键时，光伏板11内部电路连接的模式为串联连接模式，当操控拨动键，光伏板11内部电路连接的模式切换成并联连接模式。
具体的，上述的光伏板11上设有通槽，拨动键19包括设在上端的拨动杆以及位于光伏板11内部且与拨动杆连接的旋转件，该拨动杆穿过光伏板11的通槽，显露在光伏板11外，上述的旋转件与光伏板11内部的电路接线连接；当拨动上述的拨动杆时，拨动杆带动旋转件旋转，通过旋转件的旋转，切换光伏板11内部的电路接线，进而改变光伏板11内部的电路连接模式。考虑到防水的问题，还可以采用带有二个极性位置的按压式开关代替拨动键，然后在按压式开关的表面设有防水软面板。
于其它实施例中，还可以在拨动键上设有拉手孔，可以将拨动键变成一个拉手结构，便于安装或拆除时，对光伏板的操作。
于其它实施例中，其中的拨动键还可以进一步采用凸起结构(即除了二个电连接的工位，还有一个用于撬动光伏板的凸起工位)，扳动到凸起工位(又叫做非工作位)时，可以将光伏板撬起来。
如图5所示，本发明还提供了嵌入式光伏系统的安装方法，包括以下具体步骤：
步骤1：由专业放线员根据施工图纸和统一结构轴线、基准标高线放出光伏板11坑槽定位线、每块挂板的定位线并标出相应板的编号后，制作光伏板11坑槽；
步骤2：安装软胶垫；
步骤3：安装光伏板11组件；
步骤4：安装集线盒组件；
步骤5：线槽铺设；
步骤6：导线安装；
步骤7：光伏系统的试运行，检测其线路是否接通完成，光伏板11组件是否正常运作；
步骤8：粘接和密封光伏板11；
步骤9：将变电箱、电表等其余所需设备装于预留位置，并与光伏发电系统相连。
更进一步的，在步骤1中，需要先制作两块面积比光伏板11的面积大且格局布置与光伏板11一致的模板，模板设有与连接件70两端固定的卡槽，并且，根据专业人士测量放线弹出的基准线进行模板架设，坑槽高度根据光伏板11厚度决定；坑槽厚度一般为50mm，混凝土采用C15细石混凝土。待混凝强度到设计强度的75％，方可拆模。也即先通过模板固定连接件，混凝土的固化，对连接件进行完全的固定作用，由于连接件采用了凸块式结构，在安装光伏板时，可以采用插入式安装，一步到位，十分地节省时间，而且维护方便，需要切换连接模式时，仅需要对安装在光伏板表面的切换键进行操作就可以；切换键可以是滑动式结构，也可以是旋钮式结构。
在步骤2中，在光伏板11坑槽的四周粘接软胶垫30，软胶垫30宽度要大于光伏板11的厚度，最少应大于光伏板11的厚度2mm；目的是为了将光伏板11于混凝土隔离避免破坏光伏板11，橡胶软胶垫30采用结构胶粘接，保证其粘接强度。
在步骤3中，将预留坑内积水及杂物清除干净，并在坑槽底部涂抹一层沥青防水涂料，其厚度不应超过2mm。将光伏板11组件置入预留坑内，并检测其表面高度是否与坑槽上表面平齐，误差不得超过±1mm。若表面高度与屋面10无法平齐，可用打磨机打磨预留坑底部，或在预留坑底部抹水泥砂浆找齐。将光伏板11组件面板导线连出，另一端暂时空置。按照设计要求如需将若干块光伏板11组件进行串联成组，则将同组光伏板11组件通过插头相连。光伏板11组内导线应预留一定长度，预留长度不得超过直线距离的20％。进行光伏板11组件电路检测。检测对象为光伏板11组，需注意各光伏板11组是否通路，同时还应使用万用表等电气设备检测各光伏板11组的发电质量及发电效率。
在步骤4中，将预留槽内积水及杂物清除干净，并将线槽置于预留槽内，根据施工情况采用相应方式将线槽固定于预留槽内。线槽接口应平直、严密，槽盖应齐全、平整、无翘角。
在步骤5中，在安装前，应将线槽内的积水及杂物清除干净。线路在线槽内，不应有接头或扭结。进行电路检测，检测对象为整个光伏板11发电系统，在与逆变器连接的端头处使用专业电气检测设备，检测光伏发电系统的可运行性所需各项参数。
在步骤6中，线路接通完毕后，需要对整个光伏发电系统进行试运行验收。检测其线路是否接通完成，光伏板11组件是否正常运作。
在步骤8中，将光伏板11组件外沿密封胶40条撕除，并用干净抹布将周边框架清理干净。将结构胶涂抹于光伏板11背光面；将光伏板11组件置于预留坑内并找正，保证光伏板11镶嵌于四周塑胶软胶垫30内，有空隙的地方需要采用胶垫镶嵌密实。在光伏板11上面加压，保证其粘接强度满足设计要求；扣紧集线盒组件的PVE线盒盒盖，在集线盒组件导线穿出PVC线盒处，用结构胶进行密封处理；扣紧线槽槽盖，在线槽与其他部件连接处，用结构胶进行密封处理；在集线盒预留坑与预留槽内，用水泥砂浆填满余下空隙，并与屋面10表层对平。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.嵌入式光伏系统，其特征在于，包括固定于混凝土墙体的表面且位于屋面上的缓冲结构、光伏板、密封层、防水结构以及固定于混凝土墙体内的连接件；所述光伏板固定于所述缓冲结构内，所述密封胶层设于所述光伏板以及所述缓冲结构之间，所述防水结构设于所述光伏板的下端，所述光伏板的两侧分别设有三个第一连接端，所述连接件的两侧端分别朝外设有可移动的凸块，所述凸块显露在所述混凝土墙体的两侧的外端，所述凸块上设有三个第二连接端，且三个所述第一连接端分别与三个所述第二连接端对应连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式光伏系统，其特征在于，三个所述第一连接端位于光伏板的下部。
3.根据权利要求2所述的嵌入式光伏系统，其特征在于，所述凸块的上端部沿上而下的方向朝外倾斜，形成当所述光伏板与所述凸块连接时所述光伏板的下部抵压着的导向斜面。
4.根据权利要求3所述的嵌入式光伏系统，其特征在于，所述凸块与所述连接件的侧端之间设有驱动所述凸块朝外移动的复位弹簧。
5.根据权利要求1至4任一项所述的嵌入式光伏系统，其特征在于，所述光伏板上设有拨动更改所述光伏板内部电路接线以切换所述光伏板之间的串联或并联模式的拨动键。
6.嵌入式光伏系统的安装方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤1：由专业放线员根据施工图纸和统一结构轴线、基准标高线放出光伏板坑槽定位线、每块挂板的定位线并标出相应板的编号后，制作光伏板坑槽；
步骤2：安装软胶垫；
步骤3：安装光伏板组件；
步骤4：安装集线盒组件；
步骤5：线槽铺设；
步骤6：导线安装；
步骤7：光伏系统的试运行，检测其线路是否接通完成，光伏板组件是否正常运作；
步骤8：粘接和密封光伏板；
步骤9：将变电箱、电表等其余所需设备装于预留位置，并与光伏发电系统相连。
7.根据权利要求6所述的嵌入式光伏系统的安装方法，其特征在于，所述步骤1中，需要先制作两块面积比所述光伏板的面积大且格局布置与所述光伏板一致的模板，模板设有所述连接件的两端固定的卡槽，并且，根据专业人士测量放线弹出的基准线进行模板架设，坑槽高度根据所述光伏板厚度决定；坑槽厚度一般为50mm，混凝土采用C15细石混凝土，待混凝强度到设计强度的75％，方可拆模。
8.根据权利要求6所述的嵌入式光伏系统的安装方法，其特征在于，所述步骤2中，在所述光伏板坑槽的四周粘接软胶垫，所述软胶垫宽度要大于所述光伏板的厚度，最少应大于所述光伏板的厚度2mm。
9.根据权利要求6所述的嵌入式光伏系统的安装方法，其特征在于，所述步骤3中，将预留坑内积水及杂物清除干净，并在坑槽底部涂抹一层沥青防水涂料，其厚度不应超过2mm，将光伏板组件置入预留坑内，并检测其表面高度是否与坑槽上表面平齐，误差不得超过±1mm；若表面高度与屋面无法平齐，可用打磨机打磨预留坑底部，或在预留坑底部抹水泥砂浆找齐。将光伏板组件面板导线连出，另一端暂时空置；按照设计要求如需将若干块光伏板组件进行串联成组，则将同组光伏板组件通过插头相连，光伏板组内导线应预留一定长度，预留长度不得超过直线距离的20％；进行光伏板组件电路检测；检测对象为光伏板组，需注意各光伏板组是否通路，同时还应使用万用表等电气设备检测各光伏板组的发电质量及发电效率。
10.根据权利要求6所述的嵌入式光伏系统的安装方法，其特征在于，所述步骤8，将光伏板组件外沿密封胶条撕除，并用干净抹布将周边框架清理干净；将结构胶涂抹于光伏板背光面；将光伏板组件置于预留坑内并找正，保证光伏板镶嵌于四周塑胶软胶垫内，有空隙的地方需要采用胶垫镶嵌密实。在光伏板上面加压，保证其粘接强度满足设计要求；扣紧集线盒组件的PVE线盒盒盖，在集线盒组件导线穿出PVC线盒处，用结构胶进行密封处理；扣紧线槽槽盖，在线槽与其他部件连接处，用结构胶进行密封处理；在集线盒预留坑与预留槽内，用水泥砂浆填满余下空隙，并与屋面表层对平。
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