CN107195715B - 太阳能光伏组件及建筑幕墙 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能光伏组件及建筑幕墙，太阳能光伏组件包括第一玻璃基板、太阳能电池片层、第二玻璃基板、第三玻璃基板、隔离条以及接线盒。该太阳能光伏组件融合了光伏组件和中空玻璃优点，共用第一玻璃基板作为采光面，第二玻璃基板和第三玻璃基板还能够在中空腔中对从电池片之间的间隙漏过的光线进行二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板的光线充足，提高了光线利用率。采用该太阳能光伏组件组成的建筑幕墙，通过透过第三玻璃基板的光线保证室内具有一定的光照强度，从而减少照明设施。另外在光线较强的时候，由于电池片的遮挡，能有效缓解入射到室内的光线，从而可以减少降温设备的使用量。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能领域，尤其是涉及一种太阳能光伏组件及建筑幕墙。
背景技术
随着全球传统能源的日益减少，逐渐枯竭，新能源逐渐登上了历史舞台，光伏行业因此进入了世人的视线。目前太阳能光伏组件已广泛推广，但是光伏电站的安装占地量大，而我国本身土地资源紧张，因此，光伏电站的修建与土地稀缺成为一种矛盾共同体。现在大量的高层建筑常用玻璃作为建筑幕墙，若能将光伏组件运用到建筑幕墙中既能有效的缓解土地紧张，又能产生清洁能源。
然而，传统的将光伏组件与建筑玻璃结合的方式，一种是将光伏组件贴附在建筑玻璃的外侧，由于光伏组件暴露在外部环境中，容易损坏，安全性能较差。或者另一种将光伏组件夹设在内层和外层两层建筑玻璃之间从而形成的光伏玻璃，两层建筑玻璃增加厚度，影响采光，且夹设在建筑玻璃之间光伏组件会阻挡光的穿透，采光性较差。
综上，传统的光伏组件安全性能和采光性均较差。
发明内容
基于此，有必要提供一种安全性能和采光性均较好的太阳能光伏组件及建筑幕墙。
一种太阳能光伏组件，包括第一玻璃基板、太阳能电池片层、第二玻璃基板、第三玻璃基板、隔离条以及接线盒；
所述第一玻璃基板、所述太阳能电池片层、所述第二玻璃基板依次层叠，所述太阳能电池片层包括多个阵列排布的电池片，每一个所述电池片的一个表面贴附于所述第一玻璃基板上，每一个所述电池片的另一个表面贴附于所述第二玻璃基板上，且相邻两片所述电池片之间存在间隙；
所述第三玻璃基板位于所述第二玻璃基板远离所述第一玻璃基板的一侧，所述第三玻璃基板、所述第一玻璃基板及所述隔离条配合形成中空腔，所述接线盒置于所述中空腔内并与所述太阳能电池片层电连接，所述接线盒还包括输出引线，所述输出引线部分露在所述中空腔外。
在一个实施方式中，多片所述电池片排列形成多条相互平行的电池片串，每条所述电池片串内的所述电池片通过串联电连接，多条所述电池片串之间通过串联或并联形成电连接。
在一个实施方式中，所述第一玻璃基板的面积大于所述第二玻璃基板的面积，所述第二玻璃基板在所述第一玻璃基板的正投影落入所述第一玻璃基板且与所述第一玻璃基板的边缘之间具有间隙。
在一个实施方式中，所述隔离条夹设于所述第一玻璃基板与所述第三玻璃基板之间，所述隔离条内部填充有干燥剂。
在一个实施方式中，所述接线盒贴附于所述第二玻璃基板上，所述输出引线的一端设置在所述接线盒上，所述输出引线的另一端穿出所述隔离条与所述第三玻璃基板之间的夹缝并露在所述中空腔外。
在一个实施方式中，相邻两片所述电池片之间的间隙为10mm～100mm。
在一个实施方式中，所述第一玻璃基板的材料为高铝低铁玻璃，所述高铝低铁玻璃中Al2O3的含量为0.9％～15％，Fe2O3的含量为0.01％～0.02％。
在一个实施方式中，还包括第一粘附层和第二粘附层，所述第一粘附层设置在所述第一玻璃基板与所述太阳能电池片层之间，所述第二粘附层设置在所述第二玻璃基板与所述太阳能电池片层之间，每一个所述电池片的一个表面通过所述第一粘附层贴附于所述第一玻璃基板上，每一个所述电池片的另一个表面通过所述第二粘附层贴附于所述第二玻璃基板上。
一种建筑幕墙，包括上述的太阳能光伏组件。
在一个实施方式中，所述第一玻璃基板设置在所述建筑幕墙的外侧，所述第三玻璃基板设置在所述建筑幕墙的内侧。
上述结构的太阳能光伏组件，第一玻璃基板、太阳能电池片层、第二玻璃基板依次层叠形成双玻光伏组件，第三玻璃基板位于第二玻璃基板远离第一玻璃基板的一侧，第三玻璃基板、第一玻璃基板及隔离条配合形成中空腔，从而得到具有中空腔结构的太阳能光伏组件。该太阳能光伏组件融合了光伏组件和中空玻璃优点，共用第一玻璃基板作为采光面，减少玻璃基板的数量，提高透光性。中空腔又能为太阳能电池片层以及接线盒提供密封的环境，有效避免外界环境对光伏组件的影响，改善了光伏组件的安装环境，有效延长光伏组件的使用寿命，提高安全性能。太阳能电池片层包括多片电池片，相邻两片电池片之间存在间隙，第二玻璃基板与第三玻璃基板还能够在中空腔中对从电池片之间的间隙漏过的光线进行二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板的光线充足，提高了光线利用率。综上，这种结构的太阳能光伏组件安全性能好，采光性较好。
附图说明
图1为一实施方式的太阳能光伏组件的结构示意图；
图2为图1中的太阳能光伏组件一个方向的侧视图；
图3为图1中的太阳能光伏组件的爆炸图；
图4为一实施方式的太阳能电池片层的结构示意图；
图5为一实施方式的电池片的电连接的示意图；
图6为另一实施方式的电池片的电连接的示意图；
图7为一实施方式的第三玻璃基板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1和图2，一实施方式的太阳能光伏组件10，包括第一玻璃基板110、太阳能电池片层130、第二玻璃基板150、第三玻璃基板170、隔离条190以及接线盒200。第一玻璃基板110、太阳能电池片层130、第二玻璃基板150依次层叠，太阳能电池片层130包括多个阵列排布的电池片131，每一个电池片131的一个表面贴附于第一玻璃基板110上，每一个电池片131的另一个表面贴附于第二玻璃基板150上，且相邻两片电池片131之间存在间隙101。第三玻璃基板170位于第二玻璃基板150远离第一玻璃基板110的一侧，第三玻璃基板170、第一玻璃基板110及隔离条190配合形成中空腔201，接线盒200置于中空腔201内并与太阳能电池片层130电连接，接线盒200还包括输出引线211，输出引线211部分露在中空腔201外。
具体地，当第一玻璃基板110为采光面时，电池片131的正面贴附于第一玻璃基板110上，电池片131的背面贴附于第二玻璃基板150上。
上述结构的太阳能光伏组件10，第一玻璃基板110、太阳能电池片层130、第二玻璃基板150依次层叠形成双玻光伏组件，第三玻璃基板170、第一玻璃基板110及隔离条190配合形成中空腔201，从而得到具有中空腔201结构的太阳能光伏组件10。该太阳能光伏组件10融合了光伏组件和中空玻璃优点，共用第一玻璃基板110作为采光面，减少玻璃基板的数量，提高透光性。中空腔201又能为太阳能电池片层130以及接线盒200提供密封的环境，有效避免外界环境对光伏组件的的影响，改善了光伏组件的安装环境，延长使用寿命，提高安全性能。同时，太阳能电池片层130包括多片电池片131，相邻两片电池片131之间存在间隙101，第二玻璃基板150与第三玻璃基板170还能够在中空腔201中对从电池片131之间的间隙101漏过的光线进行二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板170的光线充足，提高了光线利用率。
在一个实施方式中，请参阅图3，该太阳能光伏组件10还包括第一粘附层120和第二粘附层140，第一粘附层120设置在第一玻璃基板110与太阳能电池片层130之间，第二粘附层140设置在第二玻璃基板150与太阳能电池片层130之间，每一个电池片131的一个表面通过第一粘附层120贴附于第一玻璃基板110上，每一个电池片131的另一个表面通过第二粘附层140贴附于第二玻璃基板150上。通过第一粘附层120和第二粘附层140可以提高太阳能电池片131的牢固性。
在其他实施方式中，也可以是第一玻璃基板110、太阳能电池片层130以及第二玻璃基板150压封形成稳固的结构。
具体地，第一粘附层120和第二粘附层140仅在电池片131相应的位置上涂布，也可以是相对于整层太阳能电池片层130涂布。
本实施方式中，第一粘附层120和第二粘附层140相对于整层太阳能电池片层130涂布，从而将第一玻璃基板110和第二玻璃基板150粘附压制形成双玻光伏组件，增强太阳能光伏组件10的强度。当用于建筑幕墙时，可进一步提高建筑安全系数。
在其中一个实施方式中，第一玻璃基板110的材料可以为高铝低铁玻璃，高铝低铁玻璃中Al2O3的含量为0.9％～15％，例如0.9％～1.5％，1％～10％或10％～15％等等。Fe2O3的含量为0.01％～0.02％。高铝低铁玻璃透光性好，利于电池片131采光。
本实施方式中，第一玻璃基板110中Al2O3的含量为0.9％～1.5％，Fe2O3的含量为0.01％～0.02％可以为高铝低铁玻璃通过物理或化学钢化的后获得较高强度的钢化玻璃，使得第一玻璃基板110兼具高透光率及高强度的性能。一般地，钢化后第一玻璃基板110表面应力不小于90MPa，透光率在90％以上。可以理解，其他具有较高透光率以及较高强度的玻璃也可以作为第一玻璃基板110的材料。
在其中一个实施方式中，第一玻璃基板110的厚度为5mm～10mm，例如6mm、7mm或8mm等。
在其中一个实施方式中，第一粘附层120的材料可以为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，也可以为聚乙烯缩丁醛(PVB)或乙烯-辛烯共聚物(POE)等。进一步的，第二粘附层140的材料为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，也可以为聚乙烯缩丁醛(PVB)或乙烯-辛烯共聚物(POE)等。第一粘附层120及第二粘附层140具有较高的黏度，从而将电池片131牢固的粘附在第一玻璃基板110以及第二玻璃基板150上，提高安全性能。具体地，在逐层铺设好后，通过层压在高温下发生交联反应，从而使第一玻璃基板110和第二玻璃基板150粘接在一起，从而完成太阳能电池片层130的封装。
在其中一个实施方式中，请参阅图4，太阳能电池片层130包括多片电池片131，电池片131例如可以为晶硅电池片。多片电池片131排列形成多条相互平行的电池片串135。平行设置有利于合理利用电池片131之间的缝隙101。
进一步地，请参阅图5，每条电池片串135内的电池片131通过串联电连接，多条电池片串135之间通过串联形成电连接。具体地，可用引线103将电池片131连接从而电导通。或者如图6，多条电池片串135之间通过并联电连接。最后引线103汇集到接线盒200中，通过接线盒200将太阳能电池片层130产生的电能与外部线路连接。
具体地，接线盒200的数量可以为一个，也可以为多个。在一个实施方式中，可以是一条电池片串135对应一个接线盒200。在其他实施方式中，也可以是多条电池片串135对应一个接线盒200。
在其中一个实施方式中，相邻两片电池片131之间的间隙101为10mm～100mm，例如35mm、40mm、45mm等。本实施方式的太阳能光伏组件10通过间隔设置电池片131，并使得相邻两片电池片131之间的间隙101为10mm～100mm。相比传统整块设置电池片的光伏组件，这种结构一方面能够保证电池片131采光面积较充足，另一方面又能避免电池片131对光线完全遮挡，光线可通过间隙101进入中空腔201中，并通过第二玻璃基板150的二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板170的光线充足，提高了光线利用率。同时，电池片131本身的透光率较低或不透光的特点，安装在建筑幕墙窗户上，能够阻挡了一部分光线进入室内，从而有效防止了室内温度升高，降低建筑综合能耗。
在其中一个实施方式中，第二玻璃基板150的材料为浮法玻璃，使得第二玻璃基板150具有较高的透光性，且具有较好的反射性能。具体地，第二玻璃基板150的厚度在3.2mm以下，例如2.0mm～3.2mm。第二玻璃基板150可以为浮法玻璃通过物理或化学钢化的后获得较高强度的钢化玻璃，使得第二玻璃基板110兼具高透光率、较好反射性能及高强度的性能。
在其中一个实施方式中，第一玻璃基板110的面积大于第二玻璃基板150的面积。第二玻璃基板150在第一玻璃基板110的正投影落入第一玻璃基板110且与第一玻璃基板110的边缘之间具有间隙，即第二玻璃基板150在第一玻璃基板110上正投影后，第二玻璃基板150的边缘与第一玻璃基板110的边缘具有一定距离。这种设计使得第一玻璃基板110在各个方向的周缘均在第二玻璃基板150外，便于第三玻璃基板170与第一玻璃基板110封装形成密封的中空腔201。第二玻璃基板150以及太阳能电池片层130和接线盒200均处在密封的中空腔201内，减少外围恶劣环境的影响。
当然，可以理解，在其他实施方式中，第一玻璃基板110的面积也可以是与第二玻璃基板150的面积相等，第一玻璃基板110与第二玻璃基板150重合。
在其中一个实施方式中，隔离条190夹设于第一玻璃基板110与第三玻璃基板170的之间，隔离条190内部填充有干燥剂191。通过隔离条190的隔离，第三玻璃基板170与第一玻璃基板110之间形成密封的中空腔201，得到中空结构的阳能光伏玻璃10，具有良好的隔音、隔热效果，满足建筑幕墙的需求。干燥剂191保证中空腔201内的空气干燥，保护光伏组件。
本实施方式中，隔离条190夹设于第一玻璃基板110与第三玻璃基板170的之间，且隔离条190的边界与第一玻璃基板110及第三玻璃基板170齐平。便于组装，并配合形成整面的建筑幕墙。
在其他实施方式中，也可以是第一玻璃基板110与第三玻璃基板170间隔设置，隔离条190围绕第一玻璃基板110与第三玻璃基板170的周缘，从而将第一玻璃基板110与第三玻璃基板170封装形成密封的中空腔201。
具体地，隔离条190可以为空心铝条，空心铝条内部设置干燥剂，保持中空腔201内部干燥。隔离条190的外围通过丁基胶密封，增强中空腔201的密封性。隔离条190的两侧通过丁基胶分别粘接第一玻璃基板110和第三玻璃基板170，确保组件长期处于一种干燥环境中。
在一个实施方式中，请再次参阅图1～图3，接线盒200贴附于第二玻璃基板150上，接线盒200通过引线与太阳能电池片层130内的电池片131连接，输出引线211的一端设置在接线盒200上，输出引线211的另一端穿出隔离条190与第三玻璃基板170之间的夹缝并露在中空腔201外。具体地，输出引线211与接线盒内接触点以焊接形式连接。这种设计保证中空腔201的密封性能，有能方便的通过输出引线211将太阳能电池片层130产生的电能导出。当然，在另一个实施方式中，也可以是在第三玻璃基板170的边缘部上形成开孔或开口，输出引线211通过设在第三玻璃基板170的边缘部上形成开孔或开口引出。
具体的，请参阅图7，第三玻璃基板170的周缘还设有引线槽171，引线槽171的开口朝外。输出引线211伸出中空腔201后，可以设置在引线槽171内，从而在将多块太阳能光伏组件10连接组成建筑幕墙时，避免输出引线211被磨损压断。
上述结构的太阳能光伏组件10，光伏组件和中空玻璃组件融合设计，共用第一玻璃基板110作为采光面，减少玻璃基板的数量，提高透光性。既能满足建筑中空的要求还能为建筑供电，两者相互依存，而第三玻璃基板170、第一玻璃基板110、隔离条190配合形成的中空腔201又能为太阳能电池片层130以及接线盒200提供密封的环境，具有良好的隔音、隔热效果，有效避免外界环境的影响，延长使用寿命，提高安全性能，增强了建筑安全系数。这种设计的太阳能光伏组件10将双玻的光伏组件集成到建筑中空玻璃上，完全符合BIPV(建筑光伏发电一体化)的特点，既缓解了土地的紧张，又能产生清洁能源。
同时，太阳能电池片层130包括多片电池片131，相邻两片电池片131之间存在间隙，第二玻璃基板150与第三玻璃基板170还能够在中空腔201中对从电池片131之间的间隙101漏过的光线进行二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板170的光线充足，提高了光线利用率。
此外，本申请还提供一实施方式的建筑幕墙，该建筑幕墙包括上述的太阳能光伏组件10。具体的，可以根据建筑设计的需要，采用多块太阳能光伏玻璃10连接组成建筑幕墙。
具体地，第一玻璃基板110设置在建筑幕墙的外侧，第三玻璃基板170设置在建筑幕墙的内侧。一般地，外侧是指建筑接受太阳光照的一侧，内侧是指建筑朝向室内的一侧。这种设计使得光线射到电池片131上只需穿透一层第一玻璃基板110即可，与常规双玻组件类似，有利于太阳能电池片层130充分采光，提高了光线利用率。同时，透过第三玻璃基板170的光线能保证室内具有一定的光照强度，而减少照明设施，另外在光线较强的时候，由于电池片131的遮挡，能有效缓解入射到室内的光线，从而可以减少降温设备的使用量。因此，通过太阳能光伏组件10形成的建筑幕墙能合理利用太阳光，不仅能产生电能，还能有效减少室内能耗，并且安装此太阳能光伏组件10无需额外申请土地的使用，节约用地。
上述建筑幕墙通过采用融合了光伏组件和中空玻璃优点的太阳能光伏组件10，共用第一玻璃基板110作为采光面。同时，太阳能光伏组件10的第二玻璃基板150和第三玻璃基板170还能够在中空腔201中对从电池片131之间的间隙101漏过的光线进行二次或多次反射，使最终通过第三玻璃基板170的光线充足，提高了光线利用率。这种建筑幕墙在保证建筑采光、隔音、隔热的要求外，还能够通过光伏组件为其建筑照明等用电系统提供电能，达到降低建筑的综合能耗的目的。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种太阳能光伏组件，其特征在于，包括第一玻璃基板、太阳能电池片层、第二玻璃基板、第三玻璃基板、隔离条以及接线盒；
所述第一玻璃基板、所述太阳能电池片层、所述第二玻璃基板依次层叠，所述太阳能电池片层包括多个阵列排布的电池片，每一个所述电池片的一个表面贴附于所述第一玻璃基板上，每一个所述电池片的另一个表面贴附于所述第二玻璃基板上，且相邻两片所述电池片之间存在间隙；
所述第三玻璃基板位于所述第二玻璃基板远离所述第一玻璃基板的一侧，所述第三玻璃基板、所述第一玻璃基板及所述隔离条配合形成中空腔，所述隔离条夹设于所述第一玻璃基板与所述第三玻璃基板之间，所述隔离条内部填充有干燥剂，所述接线盒置于所述中空腔内并与所述太阳能电池片层电连接，所述接线盒还包括输出引线，所述输出引线部分露在所述中空腔外；
所述第二玻璃基板与所述第三玻璃基板还能够在所述中空腔中对从所述电池片之间的所述间隙漏过的光线进行多次反射，使最终通过所述第三玻璃基板的光线充足，提高光线利用率。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，多片所述电池片排列形成多条相互平行的电池片串，每条所述电池片串内的所述电池片通过串联电连接，多条所述电池片串之间通过串联或并联形成电连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一玻璃基板的面积大于所述第二玻璃基板的面积，所述第二玻璃基板在所述第一玻璃基板的正投影落入所述第一玻璃基板且与所述第一玻璃基板的边缘之间具有间隙。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述接线盒贴附于所述第二玻璃基板上，所述输出引线的一端设置在所述接线盒上，所述输出引线的另一端穿出所述隔离条与所述第三玻璃基板之间的夹缝并露在所述中空腔外。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，相邻两片所述电池片之间的间隙为10mm～100mm。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一玻璃基板的材料为高铝低铁玻璃，所述高铝低铁玻璃中Al2O3的含量为0.9％～15％，Fe2O3的含量为0.01％～0.02％。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于，还包括第一粘附层和第二粘附层，所述第一粘附层设置在所述第一玻璃基板与所述太阳能电池片层之间，所述第二粘附层设置在所述第二玻璃基板与所述太阳能电池片层之间，每一个所述电池片的一个表面通过所述第一粘附层贴附于所述第一玻璃基板上，每一个所述电池片的另一个表面通过所述第二粘附层贴附于所述第二玻璃基板上。
8.一种建筑幕墙，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的太阳能光伏组件。
9.根据权利要求8所述的建筑幕墙，其特征在于，所述第一玻璃基板设置在所述建筑幕墙的外侧，所述第三玻璃基板设置在所述建筑幕墙的内侧。
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