CN108661253A - 一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其设于具有坡度的建筑屋顶，屋顶光伏系统包括沿纵向和横向均匀排列的数块光伏沥青瓦，每块光伏沥青瓦由沥青层、电路层和太阳能电池层从下往上依次拼接组成，且当相邻光伏沥青瓦横向连接时，相邻光伏沥青瓦电路层上的电路相互连通。本屋顶光伏系统由左侧边缘沥青瓦、中间沥青瓦、右侧边缘沥青瓦和顶部沥青瓦先后铺设而成，当所有沥青瓦铺设好后，就形成了一整个光伏发电系统。这样，省去了电池板的单独安装工序以及线路的铺设过程，有效节省了安装时间和安装成本，也减轻了屋顶的重量，也使屋顶更加整洁、美观。另外，结合沥青瓦的使用，使其应用市场更加广阔，材料成本更具优势。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统。
背景技术
20世纪90年代以来，随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视，一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划，光伏发电与建筑物集成化不断得到探索和应用。传统的建筑与光伏系统相结合的方式是将太阳能电池组件通过安装支架安装在住房或建筑物的屋顶，每个太阳能电池组件要通过安装支架牢固固定在屋顶上，需要耗费大量的时间来安装，不利于节约安装成本。
沥青瓦具有美观、耐腐蚀、安装方便、隔热效果好等优点，现在小区高楼的最顶层基本都会铺设，甚至些高档别墅也选择铺设沥青瓦作为装饰，其具有非常广阔的市场。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其将太阳能光伏发电技术应用到屋顶沥青瓦上，解决了建筑与光伏系统相结合的传统方式所存在的弊端。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其设于具有坡度的建筑屋顶，所述屋顶光伏系统包括沿纵向和横向均匀排列的数块光伏沥青瓦，每块光伏沥青瓦由沥青层、电路层和太阳能电池层从下往上依次拼接组成，且当相邻光伏沥青瓦横向连接时，所述相邻光伏沥青瓦电路层上的电路相互连通。
进一步改进在于，所述光伏沥青瓦包括左侧边缘沥青瓦、中间沥青瓦、右侧边缘沥青瓦和顶部沥青瓦，所述左侧边缘沥青瓦沿屋顶左侧排成一纵排，所述右侧边缘沥青瓦沿屋顶右侧排成一纵排，所述中间沥青瓦位于左侧边缘沥青瓦和右侧边缘沥青瓦之间，所述顶部沥青瓦沿屋顶顶端排成一横排。
进一步改进在于，所述左侧边缘沥青瓦的沥青层、电路层和太阳能电池层均由左侧的弧形部和右侧的平面部组成，其中太阳能电池层的弧形部和平面部分别与电路层的弧形部和平面部平齐对应，沥青层的弧形部相对于电路层的弧形部向上错开自身长度1/3的距离，沥青层的平面部相对于电路层的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且向右延伸自身宽度1/3的距离；
所述左侧边缘沥青瓦的沥青层上表面设有电插口。
进一步改进在于，所述左侧边缘沥青瓦电路层的上侧边和右侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽，所述左侧边缘沥青瓦电路层的下侧边向外延伸形成固定宽度的卡条，位于所述卡槽上端太阳能电池层的相应位置设有若干个钉孔。
进一步改进在于，所述中间沥青瓦的沥青层、电路层和太阳能电池层均为平面结构层，且所述中间沥青瓦的太阳能电池层与电路层平齐对应，所述中间沥青瓦的沥青层相对于电路层向右错开自身宽度 1/3的距离、向上错开自身长度1/3的距离；
所述中间沥青瓦的沥青层上表面设有电插口，所述电路层的下表面设有电插头。
进一步改进在于，所述中间沥青瓦电路层的右侧边和上侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽，所述中间沥青瓦电路层的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条，位于所述卡槽上端太阳能电池层的相应位置设有若干个钉孔。
进一步改进在于，所述右侧边缘沥青瓦的沥青层、电路层和太阳能电池层均由左侧的平面部和右侧的弧形部组成，其中太阳能电池层的弧形部和平面部分别与电路层的弧形部和平面部平齐对应，沥青层的弧形部相对于电路层的弧形部向上错开自身长度1/3的距离，沥青层的平面部相对于电路层的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且电路层和太阳能电池层的平面部相对于沥青层的平面部均向左延伸自身宽度1/3的距离；
所述右侧边缘沥青瓦的电路层的下表面设有电插头。
进一步改进在于，所述右侧边缘沥青瓦电路层的上侧边向内收缩形成固定深度的卡槽，所述右侧边缘沥青瓦电路层的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条，位于所述卡槽上端太阳能电池层的相应位置设有若干个钉孔。
进一步改进在于，所述顶部沥青瓦的沥青层、电路层和太阳能电池层均呈弧形结构层，其中电路层和太阳能电池层平齐对应，沥青层相对于电路层和太阳能电池层向左错开自身长度1/3的距离；
所述顶部沥青瓦的沥青层上表面设有电插口，所述电路层的下表面设有电插头。
进一步改进在于，所述顶部沥青瓦电路层的左侧边向内收缩形成固定深度的卡槽，所述顶部沥青瓦电路层的右侧边向外延伸形成固定宽度的卡条，位于所述卡槽上端太阳能电池层的相应位置设有若干个钉孔。
本发明的有益效果是：屋顶光伏系统由左侧边缘沥青瓦、中间沥青瓦、右侧边缘沥青瓦和顶部沥青瓦先后铺设而成，当所有沥青瓦铺设好后，就形成了一整个光伏发电系统。这样，省去了电池板的单独安装工序以及线路的铺设过程，有效节省了安装时间和安装成本，也减轻了屋顶的重量，也使屋顶更加整洁、美观。另外，结合沥青瓦的使用，使其应用市场更加广阔，材料成本更具优势。
附图说明
图1为屋顶光伏系统中各类型沥青瓦的安装示意图；
图2为左侧边缘沥青瓦的结构示意图；
图3为左侧边缘沥青瓦的剖面图；
图4为中间沥青瓦的结构示意图；
图5为中间沥青瓦的剖面图；
图6为右侧边缘沥青瓦的结构示意图；
图7为右侧边缘沥青瓦的剖面图；
图8为顶部沥青瓦的结构示意图；
图9为顶部沥青瓦的剖面图；
图10为部分左侧边缘沥青瓦、中间沥青瓦、右侧边缘沥青瓦以及顶部沥青瓦的连接示意图；
其中，1-左侧边缘沥青瓦，11-沥青层，12-电路层，13-太阳能电池层，14-电插口，15-卡槽，16-卡条，17-钉孔；
2-中间沥青瓦，21-沥青层，22-电路层，23-太阳能电池层，24- 电插口，25-电插头，26-卡槽，27-卡条，28-钉孔；
3-右侧边缘沥青瓦，31-沥青层，32-电路层，33-太阳能电池层， 34-电插头，35-卡槽，36-卡条，37-钉孔；
4-顶部沥青瓦，41-沥青层，42-电路层，43-太阳能电池层，44- 电插口，45-电插头，46-卡槽，47-卡条，48-钉孔。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其设于具有坡度的建筑屋顶，屋顶光伏系统包括沿纵向和横向均匀排列的数块光伏沥青瓦，每块光伏沥青瓦由沥青层、电路层和太阳能电池层从下往上依次拼接组成，且当相邻光伏沥青瓦横向连接时，相邻光伏沥青瓦电路层上的电路相互连通。
光伏沥青瓦包括左侧边缘沥青瓦1、中间沥青瓦2、右侧边缘沥青瓦3和顶部沥青瓦4，左侧边缘沥青瓦1沿屋顶左侧排成一纵排，右侧边缘沥青瓦3沿屋顶右侧排成一纵排，中间沥青瓦2位于左侧边缘沥青瓦1和右侧边缘沥青瓦3之间，顶部沥青瓦4沿屋顶顶端排成一横排。其中，太阳能电池层采用非晶硅电池或者单晶硅电池等，每一横排上的光伏沥青瓦电路层相互连通，例如一块左侧边缘沥青瓦1、若干块中间沥青瓦2、一块右侧边缘沥青瓦3构成一横排，例如若干块顶部沥青瓦4构成一横排，将太阳能电池层转换的电能集中传输至供家电使用或者通过蓄电池储存起来。
结合图2和图3所示，左侧边缘沥青瓦1的沥青层11、电路层12和太阳能电池层13均由左侧的弧形部和右侧的平面部组成，弧形部和平面部一体成型，其中太阳能电池层13的弧形部和平面部分别与电路层 12的弧形部和平面部平齐对应，沥青层11的弧形部相对于电路层12 的弧形部向上错开自身长度1/3的距离，沥青层11的平面部相对于电路层12的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且向右延伸自身宽度1/3的距离；左侧边缘沥青瓦1的沥青层11上表面设有电插口14，电插口14与电路层12接通。
另外，左侧边缘沥青瓦1电路层12的上侧边和右侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽15，左侧边缘沥青瓦1电路层12的下侧边向外延伸形成固定宽度的卡条16，位于卡槽15上端太阳能电池层13的相应位置设有若干个钉孔17。
结合图4和图5所示，中间沥青瓦2的沥青层21、电路层22和太阳能电池层23均为平面结构层，且中间沥青瓦2的太阳能电池层23与电路层22平齐对应，中间沥青瓦2的沥青层21相对于电路层22向右错开自身宽度1/3的距离、向上错开自身长度1/3的距离；中间沥青瓦2的沥青层21上表面设有电插口24，电路层22的下表面设有电插头25。
另外，中间沥青瓦2电路层22的右侧边和上侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽26，中间沥青瓦2电路层22的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条27，位于卡槽26上端太阳能电池层23的相应位置设有若干个钉孔28。
结合图6和图7所示，右侧边缘沥青瓦3的沥青层31、电路层32和太阳能电池层33均由左侧的平面部和右侧的弧形部组成，其中太阳能电池层33的弧形部和平面部分别与电路层32的弧形部和平面部平齐对应，沥青层31的弧形部相对于电路层32的弧形部向上错开自身长度 1/3的距离，沥青层31的平面部相对于电路层32的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且电路层32和太阳能电池层33的平面部相对于沥青层31的平面部均向左延伸自身宽度1/3的距离；右侧边缘沥青瓦3 的电路层32的下表面设有电插头34。
另外，右侧边缘沥青瓦3电路层32的上侧边向内收缩形成固定深度的卡槽35，右侧边缘沥青瓦3电路层32的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条36，位于卡槽35上端太阳能电池层33的相应位置设有若干个钉孔37。
结合图8和图9所示，顶部沥青瓦4的沥青层41、电路层42和太阳能电池层43均呈弧形结构层，其中电路层42和太阳能电池层43平齐对应，沥青层41相对于电路层42和太阳能电池层43向左错开自身长度 1/3的距离；顶部沥青瓦4的沥青层41上表面设有电插口44，电路层42 的下表面设有电插头45。
另外，顶部沥青瓦4电路层42的左侧边向内收缩形成固定深度的卡槽46，顶部沥青瓦4电路层42的右侧边向外延伸形成固定宽度的卡条47，位于卡槽46上端太阳能电池层43的相应位置设有若干个钉孔 48。
需要说明的是，上述左侧边缘沥青瓦1、中间沥青瓦2和右侧边缘沥青瓦3中的太阳能电池层、电路层和沥青层的基础长度和基础宽度均相等(左侧边缘沥青瓦1和右侧边缘沥青瓦3的平面部)，只是其中，左侧边缘沥青瓦1的沥青层宽度延伸1/3，右侧边缘沥青瓦3的太阳能电池层和电路层的宽度延伸1/3。加上左侧边缘沥青瓦1、中间沥青瓦 2和右侧边缘沥青瓦3各自的太阳能电池层、电路层与沥青层均有相应的1/3距离的错开，这样在拼接时，恰好上中下三层都能对应严密连接。
另外，左侧边缘沥青瓦1、中间沥青瓦2、右侧边缘沥青瓦3和顶部沥青瓦4中的卡槽和卡条在结构上采取统一固定深度和宽度，这样在左侧边缘沥青瓦1与左侧边缘沥青瓦1纵向连接、左侧边缘沥青瓦1 与中间沥青瓦2横向连接、中间沥青瓦2与中间沥青瓦2横向连接、中间沥青瓦2与中间沥青瓦2纵向连接、中间沥青瓦2与右侧边缘沥青瓦3 横向连接、右侧边缘沥青瓦3与右侧边缘沥青瓦3纵向连接时，以及顶部沥青瓦4与顶部沥青瓦4横向连接时，卡条均能嵌在相邻沥青瓦的卡槽内，并通过钉孔上螺丝钉，实现固定连接。并且，当相邻沥青瓦横向连接后，每个电插头均能插到相邻沥青瓦的电插口内，因为电插头和电插口均与电路层电性连接，从而能实现整个横排的电路串接。电插头采用弹性电插头，可收缩和弹出，便于连接。电路层采用导电板材料，其一端与太阳能电池层连接，将太阳能电池层收集的电能传输进来，另一端与电插头和电插口电性连接，实现电能的横向传输。
另外，上述钉孔设置在每块沥青瓦的卡槽上方太阳能电池层的相应位置处，具体为每条卡槽上方对应位置(位于太阳能电池层的右边缘或上边缘)设置三个钉孔，且在卡槽交互处的上方再设置一个钉孔。钉孔的设置即要满足相邻沥青瓦的长期稳定连接要求，也要避免对电路层内部的电子线路造成影响。
在屋顶光伏系统铺设时，只需选择屋顶朝南的斜面铺设，另一斜面选择普通沥青瓦铺设。
再结合图1和图10所示，首先用左侧边缘沥青瓦1纵向铺设屋顶的左侧边缘，并由下往上依次铺设，将位于上方左侧边缘沥青瓦1中的卡条卡在下方左侧边缘沥青瓦1中的卡槽中，并用螺钉固定；铺好左侧边缘沥青瓦1后铺设中间沥青瓦2，顺序为从左往右、从下往上，同样的将上方中间沥青瓦2中的卡条卡在下方中间沥青瓦2中的卡槽中，将右侧中间沥青瓦2中的卡条卡在左侧中间沥青瓦2(或左侧边缘沥青瓦1)中的卡槽中，并使右侧的电插头与左侧的电插口；铺好所有的中间沥青瓦2后铺设右侧边缘沥青瓦3，线将最右下侧的一块右侧边缘沥青瓦3连接在中间沥青瓦2上，再往上依次铺设，直到最顶端。最后铺设顶端沥青瓦4，顺序从右往左或者从左往右均可以，顶端沥青瓦4 盖在两侧中间沥青瓦2的上方，保证屋顶顶端不漏水，同时也能完成太阳能的吸收转换。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其设于具有坡度的建筑屋顶，其特征在于：所述屋顶光伏系统包括沿纵向和横向均匀排列的数块光伏沥青瓦，每块光伏沥青瓦由沥青层、电路层和太阳能电池层从下往上依次拼接组成，且当相邻光伏沥青瓦横向连接时，相邻光伏沥青瓦的电路层上的电路相互连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述光伏沥青瓦包括左侧边缘沥青瓦(1)、中间沥青瓦(2)、右侧边缘沥青瓦(3)和顶部沥青瓦(4)，所述左侧边缘沥青瓦(1)沿屋顶左侧排成一纵排，所述右侧边缘沥青瓦(3)沿屋顶右侧排成一纵排，所述中间沥青瓦(2)位于左侧边缘沥青瓦(1)和右侧边缘沥青瓦(3)之间，所述顶部沥青瓦(4)沿屋顶顶端排成一横排。
3.根据权利要求2所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述左侧边缘沥青瓦(1)的沥青层(11)、电路层(12)和太阳能电池层(13)均由左侧的弧形部和右侧的平面部组成，其中太阳能电池层(13)的弧形部和平面部分别与电路层(12)的弧形部和平面部平齐对应，沥青层(11)的弧形部相对于电路层(12)的弧形部向上错开自身长度1/3的距离，沥青层(11)的平面部相对于电路层(12)的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且向右延伸自身宽度1/3的距离；
所述左侧边缘沥青瓦(1)的沥青层(11)上表面设有电插口(14)。
4.根据权利要求3所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述左侧边缘沥青瓦(1)电路层(12)的上侧边和右侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽(15)，所述左侧边缘沥青瓦(1)电路层(12)的下侧边向外延伸形成固定宽度的卡条(16)，位于所述卡槽(15)上端太阳能电池层(13)的相应位置设有若干个钉孔(17)。
5.根据权利要求2所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述中间沥青瓦(2)的沥青层(21)、电路层(22)和太阳能电池层(23)均为平面结构层，且所述中间沥青瓦(2)的太阳能电池层(23)与电路层(22)平齐对应，所述中间沥青瓦(2)的沥青层(21)相对于电路层(22)向右错开自身宽度1/3的距离、向上错开自身长度1/3的距离；
所述中间沥青瓦(2)的沥青层(21)上表面设有电插口(24)，所述电路层(22)的下表面设有电插头(25)。
6.根据权利要求5所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述中间沥青瓦(2)电路层(22)的右侧边和上侧边均向内收缩形成固定深度的卡槽(26)，所述中间沥青瓦(2)电路层(22)的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条(27)，位于所述卡槽(26)上端太阳能电池层(23)的相应位置设有若干个钉孔(28)。
7.根据权利要求2所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述右侧边缘沥青瓦(3)的沥青层(31)、电路层(32)和太阳能电池层(33)均由左侧的平面部和右侧的弧形部组成，其中太阳能电池层(33)的弧形部和平面部分别与电路层(32)的弧形部和平面部平齐对应，沥青层(31)的弧形部相对于电路层(32)的弧形部向上错开自身长度1/3的距离，沥青层(31)的平面部相对于电路层(32)的平面部向上错开自身长度1/3的距离，且电路层(32)和太阳能电池层(33)的平面部相对于沥青层(31)的平面部均向左延伸自身宽度1/3的距离；
所述右侧边缘沥青瓦(3)的电路层(32)的下表面设有电插头(34)。
8.根据权利要求7所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述右侧边缘沥青瓦(3)电路层(32)的上侧边向内收缩形成固定深度的卡槽(35)，所述右侧边缘沥青瓦(3)电路层(32)的左侧边和下侧边均向外延伸形成固定宽度的卡条(36)，位于所述卡槽(35)上端太阳能电池层(33)的相应位置设有若干个钉孔(37)。
9.根据权利要求2所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述顶部沥青瓦(4)的沥青层(41)、电路层(42)和太阳能电池层(43)均呈弧形结构层，其中电路层(42)和太阳能电池层(43)平齐对应，沥青层(41)相对于电路层(42)和太阳能电池层(43)向左错开自身长度1/3的距离；
所述顶部沥青瓦(4)的沥青层(41)上表面设有电插口(44)，所述电路层(42)的下表面设有电插头(45)。
10.根据权利要求9所述的一种基于沥青瓦的屋顶光伏系统，其特征在于：所述顶部沥青瓦(4)电路层(42)的左侧边向内收缩形成固定深度的卡槽(46)，所述顶部沥青瓦(4)电路层(42)的右侧边向外延伸形成固定宽度的卡条(47)，位于所述卡槽(46)上端太阳能电池层(43)的相应位置设有若干个钉孔(48)。
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2018
- 2018-05-29 CN CN201810533485.9A patent/CN108661253A/zh active Pending
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