CN108149969A - 光伏车棚 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光伏车棚，由顶棚，顶棚支架，檩条，支撑立柱，底座，光伏发电系统和供电桩组成，其特征是：所述的顶棚是一种由光伏发电组件构成的光伏建筑一体化的构建物，所述的供电充电桩具有至少一个连接到直流或者交流电源的电源插座，所述的光伏电力系统包含了但不限制于光伏组件，组件压块，电缆，电连接器，直流汇流箱，能量变换器或者太阳能充电器，储能电池，蓄电池管理系统(BMS),逆变器和交流配电柜组成。这种车棚即有光伏发电的功能，还有供电功能，可以给停放在车棚里的电动交通工具提供充电电源的便利，这种车棚特别适合给有很多工人的大工厂使用。

Description

光伏车棚

技术领域

本发明涉及一种光伏车棚。

背景技术

为了实现节能、减排和替代石化能源，新能源特别是光伏能源崛起了，并在全球范围蓬勃发展和普及。在交通工具方面，电动自行车、电动摩多车、电动三轮车乃至电动汽车也逐步的在扩大同类交通工具的市场占比，尤其是中国的电动自行车和电动摩多车，已经成为工人的最重要的上班代步工具。电动代步工具所遇到的最大困扰或者需求就是给蓄电池进行充电便利，而且是能够满足最低代步行程所需要的充电量。

现在车棚已经成为了一种必须有的公共设施，特别是供停放自行车和摩多车的车棚，但现有车棚一般是利用市电对电动车进行充电，消耗能源，并且使用成本交高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、节能环保的光伏车棚。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏车棚；

包括顶棚、光伏发电充电机构、两个顶棚支架和若干供电充电桩；

所述顶棚包括若干檩条，若干檩条依次间隔平行布置，并且所述檩条两端分别通过两个顶棚支架支撑，顶棚和两侧的顶棚支架之间构成充电区域；

所述光伏发电机构包括直流汇流箱、储能式离并网逆变器、储能电池组和若干无边框太阳能电池板，若干无边框太阳能电池板组成了光伏阵列，光伏阵列、直流汇流箱、储能式离并网逆变器连接构成光伏发电电路，储能式离并网逆变器向储能电池组、市电电网或所述供电充电桩输送电能；

所述无边框太阳能电池板通过加固连接组件铺设在顶棚的若干檩条上侧，若干供电充电桩设置在顶棚下侧的充电区域内。

采用这样的结构后，本光伏车棚利用光伏发电，并且利用光伏发电所产生的电能对充电桩进行供电，在电能剩余的情况下还可以输送至储能电池组或市电电网，降低了过剩电能的浪费，提升了能源使用的效率，本光伏车棚作为公共设施有很好的发展前景。

本光伏车棚的加固连接组件包括至少一个背托竖框架、至少一个横框架、若干压块和若干固定螺栓，所述背托竖框架与对应的无边框太阳能电池板之间固定连接，所述背托竖框架的长度方向与顶棚的檩条长度方向一致，背托竖框架延伸有固定卡板，所述压块通过固定螺栓固定在对应的横框架两端，所述横框架两端的压板分别与背托竖框架固定卡板的固定卡板配合，使背托竖框架与横框架之间固定。

本光伏车棚的固定螺栓包括螺杆和T型螺母,所述横框架开有与T型螺母配合的滑槽，滑槽的走向与横框架的长度方向一致，T型螺母处于横框架的滑槽内，固定螺栓的螺杆贯穿压块且与滑槽内的T型螺母配合，使固定螺栓带动压块可沿横框架的滑槽内移动。

采用这样的结构后，背托竖框架和横框架之间通过压块和固定螺栓机械锁定形成一个具有横向抗弯和纵向抗弯能力的刚性体；

通过加固连接组件，若干无边框太阳能电池板按照一定的或者多种不同组合的相对角度安装和固定而形成的异形阵列，此异形阵列可以是大面积、弧面形、平面形、锯齿形或者波浪形(如图12所示)构建物形状。

本光伏车棚的顶棚支架包括底座、环形立柱、顶部主梁和若干支撑斜杆，环形立柱固定连接在底座上，环形立柱通过若干支撑斜杆与顶部主梁固定；

顶棚的若干檩条两端分别与两个顶棚支架顶部主梁固定。

采用这样的结构后，使顶棚支架的结构更为具体，体现本光伏车棚的建筑美感。

本光伏车棚的檩条为工字钢、槽钢、C-型钢或Z-型钢，檩条两端与顶棚支架的顶部主梁还固定连接有加强筋；采用这样的结构后，檩条具有足够的抗弯和抗扭强度，可以承载无边框太阳能电池板这种带玻璃的部件，加强筋将檩条和顶部主梁通过机械方式固定成一个刚性体，增强檩条的稳定性。

本光伏车棚的任意相邻两个无边框太阳能电池板之间的缝隙充填有密封材料；采用这样的结构后，利用密封材料填充将两个相邻的无边框太阳能电池板的边缘粘接成一个不漏水的连续体。

本光伏车棚的密封材料包括结构胶，结构胶涂覆在任意相邻两个无边框太阳能电池板之间；采用这样的结构后，在相邻两个无边框太阳能电池板之间的间隙较小时，可以直接利用结构胶充填或涂覆在间隙上，使相邻两个无边框太阳能电池板连接密封。

本光伏车棚的密封材料还包括橡胶条，橡胶条处于任意相邻两个无边框太阳能电池板之间，结构胶涂抹在橡胶条与无边框太阳能电池板连接处；采用这样的结构后，在相邻两个无边框太阳能电池板之间的间隙较大时，无法直接涂覆结构胶使二者之间密封，需要先安装橡胶条在两个无边框太阳能电池板之间，再利用结构胶涂抹在橡胶条与无边框太阳能电池板连接处，达到相邻两个无边框太阳能电池板之间密封的效果。

本光伏车棚的橡胶条为聚碳酸酯材料。

本光伏车棚的无边框太阳能电池板为铜铟镓硒薄膜光伏组件、碲化镉薄膜光伏组件、非晶硅薄膜光伏组件或者双玻晶硅光伏组件；采用这样的结构后，以上几种光伏组件可以满足本光伏车棚对无边框太阳能电池板的设计要求。

附图说明

图1是本光伏车棚实施例的主视图。

图2是图1的右视图。

图3是图2的A部放大图。

图4是图3的B部放大图。

图5是本光伏车棚实施例的立体图。

图6是图5的C部放大图。

图7是本光伏车棚实施例顶棚、顶棚支架、光伏阵列的立体图。

图8是本光伏车棚实施例无边框太阳能电池板和加固连接组件的立体图之一。

图9是图8是D部放大图。

图10是本光伏车棚实施例无边框太阳能电池板和加固连接组件的立体图之二。

图11是本光伏车棚实施例光伏发电充电机构的原理图。

图12是本光伏车棚实施例波浪形结构的光伏整列示意图。

具体实施方式

如图1至11所示(为了更为清楚的显示本光伏车棚的结构特点，图1、2、5中的顶棚只安装了一半的无边框太阳能电池板)。

本光伏车棚包括顶棚2、光伏发电充电机构、两个顶棚支架1和多个供电充电桩5。

顶棚支架1包括底座11、环形立柱12、顶部主梁13和七根支撑斜杆14，底座11固定在地面上，环形立柱12焊接在底座11上，环形立柱12通过七根支撑斜杆14与顶部主梁13焊接固定，两个顶棚支架1左右平行布置。

顶棚2包括多根檩条21，檩条21需要充当安装光伏阵列的安装界面，光伏阵列含有带玻璃的部件，从上述方面考虑檩条21须有足够的抗弯和抗扭强度，一般檩条21可以由合适的可承载的建筑型材组成，比如工字钢，槽钢，C-型钢和Z-型钢，本实施案例采用Z-型钢组合檩条21,多根檩条21依次间隔平行布置，并且所述檩条21两端分别与两个顶棚支架1的顶部主梁13焊接固定，檩条21两端与顶棚支架1的顶部主梁13还通过螺栓固定有加强筋22，螺栓将檩条21和加强筋22通过机械方式固定成一个刚性体，顶棚2和两侧的顶棚支架1之间构成充电区域。

光伏发电机构包括直流汇流箱38、储能式离并网逆变器36、储能电池组37和多个无边框太阳能电池板31，多个无边框太阳能电池板31通过串联和并联方式组成了光伏阵列，光伏阵列的形状可以是由多个的光伏组件单元模块按照一定的或者多种不同组合的相对安装角度安装和固定而形成的异形阵列，异形阵列可以是弧面形、平面形、锯齿形或波浪形构建物形状；

无边框太阳能电池板31是指是无铝边框的、由双面玻璃组成的太阳能电池板，可以选用铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件、碲化镉(CdTe)薄膜光伏组件、非晶硅薄膜光伏组件或者双玻晶硅光伏组件都可以算作无边框太阳能电池板31，本实施例中使用的为AVANCIS公司的PowerMax系列铜铟镓硒薄膜光伏组件。

无边框太阳能电池板31通过加固连接组件铺设在顶棚2的多根檩条21上侧，加固连接组件包括两个背托竖框架41、两个横框架44、四个压块42和四个固定螺栓43，两个背托竖框架41与对应的无边框太阳能电池板31之间固定，背托竖框架41是通过弹性粘接材料粘接在无边框太阳能电池板31的背面，两个背托竖框架41分别平行分布，背托竖框架41的长度方向与顶棚2的檩条21长度方向一致,背托竖框架41延伸有固定卡板41a，四个压块42和四个固定螺栓43两两为一组分别与一个横框架44配合，横框架44可以选用镀锌C型钢或者铝合金轨道型材，横框架44内设有滑槽44a，滑槽44a的走向与横框架44的长度方向一致，压块42通过固定螺栓43设置在对应的横框架44两端，固定螺栓43包括螺杆43a和T型螺母43b,T型螺母43b处于横框架44的滑槽44a内，滑槽44a的开口宽度略大于固定螺栓43的螺杆43a的直径，固定螺栓43的螺杆43a贯穿压块且与滑槽44a内的T型螺母43b配合，使固定螺栓43带动压块42可沿横框架44的滑槽44a内移动；

所述横框架44两端的压板分别与背托竖框架41固定卡板41a的固定卡板41a配合，即背托竖框架41与横框架44之间通过压块42和压块42固定螺栓43机械锁定形成一个具有横向抗弯和纵向抗弯能力的刚性体，横框架44与顶棚2的檩条21之间通过螺栓锁紧固定。

无边框太阳能电池板31固定顶棚2时，两个相邻的无边框太阳能电池板31的边缘之间留出合适的工艺缝隙，比如15mm,这缝隙由密封材料32填满并将两个相邻的无边框太阳能电池板31的边缘粘接成一个不漏水的连续体，密封材料32具有粘接性、弹性、防水性和耐候性的优点，密封材料32在固化后将缝隙变换成一个无缝隙的弹性结构结合体，达到无边框太阳能电池板31之间的无缝连接的效果。

本实施例中的密封材料32包括结构胶和橡胶条，橡胶条为聚碳酸酯材料，橡胶条处于任意相邻两个无边框太阳能电池板31之间，结构胶涂抹在橡胶条与无边框太阳能电池板31连接处达到相邻两个无边框太阳能电池板31之间密封的效果(在相邻两个无边框太阳能电池板31之间的间隙较小时，可以直接利用结构胶充填或涂覆在间隙上，使相邻两个无边框太阳能电池板31连接密封)。

光伏发电机构的光伏阵列、直流汇流箱38、储能式离并网逆变器36连接构成光伏发电电路，光伏发电机构具有发电、变换、逆变、储能、配电功能，每一串无边框太阳能电池板31产生的直流电首先通过直流电缆33汇总到直流汇流箱38，直流汇流箱38内设有光伏汇流防雷箱34和直流断路器35,直流汇流箱38输出连接到储能式离并网逆变器36,供电充电桩5设置在顶棚2下侧的充电区域内。

储能式离并网逆变器36可以向储能电池组37、市电电网6或所述供电充电桩5输送电能，具体为：储能式离并网逆变器36将直流电逆变成交流电并通过交流电缆穿过电缆桥架51连接到多个供电充电桩5供电动车充电用；同时，储能式离并网逆变器36将负载用不了的富余电能通过能量转换(dc-dc)转成适合充电的电压和电流并输送到储能电池组37,如果储能电池组37已经被充满了，储能式离并网逆变器36将所有的电能逆变成交流电，通过交流断路器61输送到市电电网6，储能电池组37通过蓄电池组管理系统(BMS)控制。

储能式离并网逆变器为市售产品，并且储能式离并网逆变器自身并不带有储能电池，而是带有具有像储能电池充电的功能。

如图12所示，本光伏车棚利用与加固连接组件与顶棚连接固定，可以形成波浪形结构的光伏整列。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏车棚，其特征是：

包括顶棚、光伏发电充电机构、两个顶棚支架和若干供电充电桩；

所述顶棚包括若干檩条，若干檩条依次间隔平行布置，并且所述檩条两端分别通过两个顶棚支架支撑，顶棚和两侧的顶棚支架构成充电区域；

所述光伏发电机构包括直流汇流箱、储能式离并网逆变器、储能电池组和若干无边框太阳能电池板，若干无边框太阳能电池板组成了光伏阵列，光伏阵列、直流汇流箱、储能式离并网逆变器连接构成光伏发电电路，储能式离并网逆变器向储能电池组、市电电网或所述供电充电桩输送电能；

所述无边框太阳能电池板通过加固连接组件铺设在顶棚的若干檩条上侧，若干供电充电桩设置在顶棚下侧的充电区域内。

2.根据权利要求1所述的光伏车棚，其特征是：

所述加固连接组件包括至少一个背托竖框架、至少一个横框架、若干压块和若干固定螺栓，所述背托竖框架与对应的无边框太阳能电池板之间固定连接，所述背托竖框架的长度方向与顶棚的檩条长度方向一致，背托竖框架延伸有固定卡板，所述压块通过固定螺栓设置在对应的横框架两端，所述横框架两端的压板分别与背托竖框架固定卡板的固定卡板配合，使背托竖框架与横框架之间固定。

3.根据权利要求2所述的光伏车棚，其特征是：

所述固定螺栓包括螺杆和T型螺母,所述横框架开有与T型螺母配合的滑槽，滑槽的走向与横框架的长度方向一致，T型螺母处于横框架的滑槽内，固定螺栓的螺杆贯穿压块且与滑槽内的T型螺母配合，使固定螺栓带动压块可沿横框架的滑槽内移动。

4.根据权利要求1所述的光伏车棚，其特征是：

所述顶棚支架包括底座、环形立柱、顶部主梁和若干支撑斜杆，环形立柱固定连接在底座上，环形立柱通过若干支撑斜杆与顶部主梁固定；

顶棚的若干檩条两端分别与两个顶棚支架顶部主梁固定。

5.根据权利要求4所述的光伏车棚，其特征是：

所述檩条为工字钢、槽钢、C-型钢或Z-型钢，檩条两端与顶棚支架的顶部主梁还固定连接有加强筋。

6.根据权利要求1所述的光伏车棚，其特征是：

任意相邻两个无边框太阳能电池板之间的缝隙设置有密封材料。

7.根据权利要求6所述的光伏车棚，其特征是：

密封材料包括结构胶，结构胶涂覆在任意相邻两个无边框太阳能电池板之间。

8.根据权利要求7所述的光伏车棚，其特征是：

密封材料还包括橡胶条，橡胶条处于任意相邻两个无边框太阳能电池板之间，结构胶涂抹在橡胶条与无边框太阳能电池板连接处。

9.根据权利要求8所述的光伏车棚，其特征是：

所述橡胶条为聚碳酸酯材料。

10.根据权利要求1所述的光伏车棚，其特征是：

所述无边框太阳能电池板为铜铟镓硒薄膜光伏组件、碲化镉薄膜光伏组件、非晶硅薄膜光伏组件或者双玻晶硅光伏组件。