CN108442643A - 一种防滑防遮蔽的光伏地板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防滑防遮蔽的光伏地板，包括位于顶部的若干光伏组件、位于相邻光伏组件之间的间隔件、位于底部的支撑架、位于两侧的堵头和固定辅件；所述支撑架设置有与光伏组件尺寸相匹配的凸形卡槽，凸形卡槽的侧面内凹形成贯通支撑架的第一容纳槽，凸形卡槽的底面内凹形成贯通支撑架的第二容纳槽；所述光伏组件包括透光上面板和支撑下面板，光伏电池组安装在支撑下面板上；所述光伏电池组包括两个以上并联连接的光伏电池片，还并联有与光伏电池电池片反向连接的旁路二极管；所述支撑架顶部与光伏组件齐平且设有防滑纹。在提供摩擦力、保障行人行走安全的同时，充分利用地面太阳能进行发电，并解决部分遮蔽导致系统发电性能受影响的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电设备领域，具体涉及一种防滑防遮蔽的光伏地板。
背景技术
随着光伏电站的推广，除组件以及原材料资源等因素外，考虑并网和光伏利用的便捷性，安装光伏电站的场地已经成为光伏技术推广的重要瓶颈和资源。分布式光伏电站由于规模灵活、并网方便、就近用电等特点，成为今年发展和关注的重点。考虑阳光利用以及现有组件发电技术，分布式光伏电站通常集中在屋顶、水面、山林等非活动及通行区域，并通过支架、配件进行固定安装。而鲜有直接应用于地面的光伏发电技术。
这一方面是考虑太阳能的利用率，另一方面也受限于光伏组件技术。目前的光伏发电技术，采用的半导体光电转换器件、产生直流低压电，组件内通过光伏电池片的串、并联进行电压抬升、电流汇集，多个组件之间也需要进行串并联才能最后通过逆变器并入交流电网。在组件表面存在遮挡(如周围物体的阴影、落叶、鸟粪、抛洒物等)时，被遮蔽区域的光伏电池呈现不工作的开路状态，其光生电流几乎为零。而串联器件的最大电流受限于串联元件的最小电流值，因此，这种遮蔽会导致被遮蔽组件所涉及的串联回路无法工作并影响组件整体工作电流，进而影响串联的多个组件工作电流，从而降低发电效率。同时，被遮蔽的电池还会呈现电阻特性、消耗周围电池电能并升温，进一步影响电池及组件寿命，这种现象在光伏技术中称为“热斑效应”。
传统光伏应用中，多会通过选择安装位置(如无遮挡的屋顶)，可以减少遮蔽物产生几率，再结合监控和定期清洁，清除落叶、鸟粪、抛洒物等因素，减少热斑效应发生几率、确保组件正常发电。
相比于屋顶而言，地面包括道路、广场、人行道、公园小径等具有更多的面积，光伏应用潜力巨大。但首先要克服遮蔽问题，同时对于通行的地面还需要考虑承重、排水、防滑等因素，以保障光伏组件正常工作。
目前地面利用太阳能发电主要为太阳能地砖灯、或小型离网式试验；大规模道路发电的太阳能技术尚处于探索阶段。
(1)公开号为CN106400637A的发明专利提出了一种层状结构太阳能地板，包括分为阳板、阴板、阴阳板、接线盒和控制装置等，利用9块拼接在一起的太阳能阴板、阳板、阴阳板和其他部件构成一个整体。并可以设置LED部件进行信息显示。该发明提及了信息显示、电气连接、雨水渗透处理、与底部钢架/多孔水泥板衔接安装等内容。
(2)公开号为CN104652767A的发明专利，提出了一种智能发光地板，采用多层结构设计了压电与太阳能互补的自动充电功能，并可提供LED点亮模块及单片机控制单元等功能。
(3)公告号为CN202881800U的实用新型专利，设计了一种基于塑木拼装地板的太阳能灯，通过在拼装塑木地板顶面安装太阳能电池板及发光光源。
上述专利均不涉及产品结构间的串并联设计和并网发电，因此只能作为为离网应用，且未作防滑处理方案，也不涉及防遮蔽技术。
发明内容
本发明克服玻璃表面摩擦力不足的难题，在提供摩擦力、保障行人行走安全的同时，充分利用地面太阳能进行发电，并解决传统光伏组件和电站存在的部分遮蔽导致系统发电性能受影响的技术难题。本发明提供了一种防滑防遮蔽光伏地板，是一种可应用于道路、广场、小径等地面场合的光伏发电产品，突破光伏发电依赖于建筑物顶的现状，也降低水面电站对水资源环境的影响。同时实现可增加发光、显示、储能等附加功能的结构方案、安装方案以及设计原理。
本发明采用的技术方案如下：
一种防滑防遮蔽的光伏地板，包括位于顶部的若干光伏组件、位于相邻光伏组件之间的间隔件、位于底部的支撑架、位于两侧的堵头和固定辅件；
所述支撑架设置有与光伏组件尺寸相匹配的凸形卡槽，凸形卡槽的侧面内凹形成贯通支撑架的第一容纳槽，凸形卡槽的底面内凹形成贯通支撑架的第二容纳槽；
所述光伏组件包括透光上面板和支撑下面板，光伏电池组安装在支撑下面板上；所述光伏电池组包括两个以上并联连接的光伏电池片，还并联有与光伏电池电池片反向连接的旁路二极管；
所述支撑架顶部与光伏组件齐平且设有防滑纹。
本发明光伏地板通过在并联光伏电池片组中加上旁路二极管，有效避免因遮挡等原因造成光伏组件的整体电流通过能力下降以及热斑效应。当遮蔽物覆盖部分光伏电池片时，旁路二极管提供额外电流通道，从而不影响组件整体电流通过能力；未遮蔽时，光伏电池与其他组件电流通行能力相当，旁路二极管处于反向连接状态，内部无电流。
所述光伏组件至少为一个。
作为优选，所述光伏组件还包括位于支撑下面板下部的缓冲层，用于降低冲击。
所述间隔件的横截面与堵头相同，均与凸形卡槽和第一容纳槽相匹配，用于封堵凸形卡槽及第一容纳槽。间隔件和堵头通过挤压成型制备，便于生产及尺寸裁切，使用的材料包括但不限于木塑板(Wood plastic composite board)、木板、铝合金板等。
所述支撑架通过挤压成型制备，便于生产及尺寸裁切，支撑架的材料包括但不限于木塑板(Wood plastic composite board)、木板、铝合金板等。
作为优选，所述第一容纳槽用于容纳防水条状发光LED灯带，由于光伏组件封装面都可以采用光伏玻璃作为透光上面板，具有高透光能力，可以用于夜晚点亮装饰。
所述第二容纳槽至少为两个，用于收纳电气元件或引线，同时兼顾用作排水槽。当所述光伏地板用于并网发电时，第二容纳槽用于安装光伏组件的接线盒和电气连接线，当所述光伏地板用于离网应用时，第二容纳槽用于安装防水蓄电池、防水控制器等元器件。
所述支撑架侧面设有安装卡槽。
所述固定辅件安装在所述安装卡槽中，并设有用于螺丝固定的安装孔。
所述防滑纹为防滑浅槽或防滑花纹。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)光伏电池组件采用了防遮蔽设计，可以最大限度利用地面进行光伏发电；可以实现并网发电应用，克服了现有技术中仅能提供离网应用的缺陷；
(2)地板支撑架采用挤压成型技术，防遮蔽光伏组件插入安装在地板支撑架上，安装便捷；
(3)地板支撑架中具有第二容纳槽，由于地板通常安装在一定的地龙骨或支架上，离真正的地面具有一定距离，因此第二容纳槽可以兼顾排水功能；
(4)设计了具有一次成型的拼接堵头，并可以用于多个光伏组件中间的拼接，产品长度灵活、组装便捷。
附图说明
图1为本发明第一个实施例的防滑防遮蔽的光伏电池的结构示意图；
图2为本发明第一个实施例的防滑防遮蔽的光伏电池的横截面图；
图3为本发明光伏组件内部电气连接示意图；
图4为本发明光伏组件防遮蔽工作示意图；
图5为本发明第二个实施例的防滑防遮蔽的光伏电池的结构示意图；
图6为本发明第二个实施例的防滑防遮蔽的光伏电池的横截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1～3所示，为本发明防滑防遮蔽的光伏地板第一实施例的结构示意图，该光伏地板包括位于顶部的若干光伏组件2、位于相邻光伏组件2之间的间隔件3、位于底部的支撑架1、位于两侧的堵头4和固定辅件5。
支撑架1设置有与光伏组件2尺寸相匹配的凸形卡槽，凸形卡槽的两个侧面内凹形成贯通支撑架1的第一容纳槽1.2，凸形卡槽的底面内凹形成贯通支撑架1的第二容纳槽1.1。
支撑架1通过挤压成型制备，便于生产及尺寸裁切，支撑架1的材料为木塑板(Woodplastic composite board)，根据实际中的应用需求，支撑架1的材料还可以为木板、铝合金板等。
在本实施例中，第一容纳槽1.2用于容纳防水条状发光LED灯带，由于光伏组件封装面都可以采用光伏玻璃作为透光上面板，具有高透光能力，可以用于夜晚点亮装饰。
有两个第二容纳槽1.1，用于收纳电气元件或引线，同时兼顾用作排水槽。当光伏地板用于并网发电时，第二容纳槽1.1用于安装光伏组件的接线盒和电气连接线，当光伏地板用于离网应用时，第二容纳槽1.1用于安装防水蓄电池、防水控制器等元器件。
支撑架1侧面设有安装卡槽1.3，固定辅件5安装在安装卡槽1.3中，并设有用于螺丝固定的安装孔5.1。
支撑架1顶部与光伏组件2齐平且设有防滑纹1.4。
光伏组件2至少为一个。
光伏组件2包括透光上面板2.1和支撑下面板2.2，光伏电池组安装在支撑下面板2.2上；光伏电池组包括两个以上并联连接的光伏电池片2.3.1、并联上表面电极2.3.2和并联背面电极2.3.3，还并联有与光伏电池电池片2.3.1反向连接的旁路二极管2.3.4；
光伏组件2的防遮蔽原理如图4所示，当遮蔽物2.4覆盖部分光伏电池片时，旁路二极管2.3.4提供额外电流通道，从而不影响组件整体电流通过能力；未遮蔽时，该光伏组件与其他组件电流通行能力相当，旁路二极管2.3.4处于反向连接状态，内部无电流。
可选地，光伏组件2还包括位于支撑下面板2.2下部的缓冲层2.3，用于降低冲击。
间隔件3的横截面与堵头4相同，均与凸形卡槽和第一容纳槽1.2相匹配，用于封堵凸形卡槽及第一容纳槽1.2。间隔件3和堵头4通过挤压成型制备，便于生产及尺寸裁切，在本实施例中，间隔件3和堵头4的材料为木塑板(Wood plastic composite board)，根据实际中的应用需求，间隔件3和堵头4的材料还可以为木板、铝合金板等。
由于光伏组件2表面采用了光伏玻璃作为进光面，在有雨水或积水情况下，玻璃表面存在打滑可能，容易造成实际使用中行人跌倒等危险情况。本发明设计中防滑设计考虑以下因素：地板安装通常与道路方向及行人通行有一定夹角；作为支撑架1的材料如塑木、防水木材等，相比于玻璃具有很好的防滑功能；人们行走的防滑能力主要由鞋子提供。因此，可通过合理设置光伏地板的尺寸来确保行人通行中可以同时踩住支撑架与玻璃，如光伏地板的总宽度可设计为15cm、光伏组件的透光上面板2.1的宽度可设计为<＝10cm。依赖挤压成型的支撑架1提供摩擦力，更设计了增加摩擦力的防滑纹1.4，防滑纹可为防滑浅槽或防滑花纹。
如图5～6所示，为本发明防滑防遮蔽的光伏地板第二实施例的结构示意图，与第一实施例的区别在于，在该实施例中，第二容纳槽1.1有三个，根据实际中的应用需求，该三个第二容纳槽1.1的大小可以相同也可以不相同，中央第二容纳槽1.1用于收纳电气元件同时兼顾用作排水槽，两侧第二容纳槽1.1用于收纳引线同时兼顾用作排水槽。
Claims (9)
1.一种防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，包括位于顶部的若干光伏组件、位于相邻光伏组件之间的间隔件、位于底部的支撑架、位于两侧的堵头和固定辅件；
所述支撑架设置有与光伏组件尺寸相匹配的凸形卡槽，凸形卡槽的侧面内凹形成贯通支撑架的第一容纳槽，凸形卡槽的底面内凹形成贯通支撑架的第二容纳槽；
所述光伏组件包括透光上面板和支撑下面板，光伏电池组安装在支撑下面板上；所述光伏电池组包括两个以上并联连接的光伏电池片，还并联有与光伏电池电池片反向连接的旁路二极管；
所述支撑架顶部与光伏组件齐平且设有防滑纹。
2.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述光伏组件至少为一个。
3.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述光伏组件还包括位于支撑下面板下部的缓冲层，用于降低冲击。
4.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述间隔件的横截面与堵头相同，均与凸形卡槽和第一容纳槽相匹配，用于封堵凸形卡槽及第一容纳槽。
5.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述第一容纳槽用于容纳防水条状发光LED灯带。
6.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述第二容纳槽至少为两个，用于收纳电气元件或引线，同时兼顾用作排水槽。
7.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述支撑架侧面设有安装卡槽。
8.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述固定辅件安装在所述安装卡槽中，并设有用于螺丝固定的安装孔。
9.根据权利要求1所述的防滑防遮蔽的光伏地板，其特征在于，所述防滑纹为防滑浅槽或防滑花纹。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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