CN113675288B - 光伏组件背板样件及其性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及光伏组件背板样件及其性能测试装置。具体技术方案为：包括由上至下依次设置的背板样件、EVA膜、电池片、EVA膜和光伏玻璃，共同形成电池组件，所述电池组件四周包覆有呈“[”状或“]”状的密封边框，所述密封边框包括相互配合的上边框和下边框，所述上边框、下边框的横部分别与背板样件上表面、光伏玻璃下表面接触，且其接触面均设置有密封凸起，背板样件上表面、光伏玻璃下表面设置有与所述密封凸起相对应的密封凹坑。本发明不仅能够保证光伏组件密封边框在恶劣环境下不会脱落，同时避免外界的水汽和灰尘进入电池组件，延长了光伏组件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及光伏组件背板样件及其性能测试装置。
背景技术
光伏组件又名太阳能电池板，将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来或推动负载工作，是太阳能发电系统中的核心部分及重要组成。光伏组件包括背板、EVA膜、电池片、EVA膜、光伏玻璃共计五层结构，共同组成电池组件。其中背板位于太阳能电池板的背面，在户外环境下保护电池组件不受水汽侵蚀，阻碍氧气进入组件内部，具有绝缘性、阻水性、耐老化性、耐高低温、耐腐蚀性能。
电池组件四周设置密封边框增加组件的强度，并进一步密封电池组件。一般地，在密封边框与电池组件的连接缝隙处填充树脂保证密封性能，若光伏组件长时间暴露在潮湿环境条件下，长期使用后空气中的水汽会影响树脂的密封性能，甚至导致树脂从从缝隙中脱落，空气中的水汽和灰尘沿着缝隙进入电池组件中，影响电池组件的使用寿命，更有甚者在外力作用下导致密封边框从电池组件上脱落，增加了光伏组件使用过程中的安全隐患。因此，寻求一种能够长时间保证密封性能的光伏组件非常重要。
光伏组件通常暴露在恶劣的户外环境中，面临强风、暴雪、暴雨等恶劣天气，故光伏组件在使用前必须经过严格的产品性能测试才能投入使用。需要进行的性能测试主要有机械载荷测试、电性能测试、湿热环境测试、抗紫外辐射测试等，其中抗紫外辐射测试主要是测试光伏组件中的聚合物、保护层等材料抗紫外线辐射的性能，试验中再现太阳光对材料的损害。现有的光伏组件抗紫外辐射测试装置中，紫外线灯管与光伏组件间的距离一定；且仅能够测试光伏组件在水平放置或者是竖直放置的条件下的抗紫外性能，而光伏组件实际使用过程中通常呈一定倾斜角度放置，对光伏组件的评价结果较片面。同时，由于光伏组件的长度、厚度不同，往往需要准备多种型号的支撑架，需要多次在抗紫外箱体内安装、拆卸支撑架，使用不便。因此，亟需一种抗紫外辐射测试装置，能够调整光伏组件与紫外线灯管间距离，调整光伏组件放置角度，适应不同版型的光伏组件。
发明内容
为解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的是提供光伏组件背板样件及其性能测试装置。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：光伏背板样件，所述背板样件包括耐候层、中间层和粘结层三层机构，所述中间层内间隔设置有多层纵截面为波浪状的支撑层。
相应的：一种光伏组件，包括由上至下依次设置的背板样件、EVA 膜、电池片、EVA膜和光伏玻璃，共同形成电池组件，所述电池组件四周包覆有呈“[”状或“]”状的密封边框，所述密封边框包括相互配合的上边框和下边框，所述上边框、下边框的横部分别与背板样件上表面、光伏玻璃下表面接触，且其接触面均设置有密封凸起，背板样件上表面、光伏玻璃下表面设置有与所述密封凸起相对应的密封凹坑。
优选的：所述上边框下表面设置有开口朝下的阶梯槽，所述下边框上表面设置有与阶梯槽相对应的阶梯凸起，所述阶梯槽容纳阶梯凸起。
优选的：所述阶梯槽内侧设置有第一限位槽，所述第一限位槽内固接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端固接有限位块，所述阶梯凸起侧壁上设置有与第一限位槽相对应的第二限位槽；所述阶梯凸起的顶端为棱锥。
优选的：所述上边框与所述下边框和所述背板样件之间，以及所述下边框与所述光伏玻璃之间的空隙处填充有机硅密封胶。
相应的：光伏组件性能测试装置，包括测试的箱体，其特征在于：所述箱体内顶部设置有太阳光模拟机构，所述箱体内侧壁上设置有恒温控制机构；所述箱体内设置有两组相对应且高度可调的“门”状支撑架，所述支撑架包括相互配合的第一竖杆和第二竖杆，两所述竖杆上端通过横杆连接，所述横杆上设置有“凵”状夹紧机构，两支撑架上的夹紧机构开口相对；所述箱体内底部对称设置有第一滑轨，单个支撑架的两竖杆的下端分别滑动设置在两个不同的第一滑轨上。
优选的：所述第一竖杆、第二竖杆均包括固定杆以及分别与固定杆滑动连接的第一滑杆、第二滑杆，所述第一滑杆内开设有第一空腔，所述第一空腔一侧设置有齿条，所述固定杆内部中空且其内腔内设置有与齿条啮合的齿轮，所述齿轮通过转动轴设置在固定杆上，所述转动轴的一端贯穿固定杆侧壁固接有手柄；所述转动轴上固定设置有钢绳，所述钢绳贯穿横杆与第二竖杆固定连接。
优选的：所述第一空腔上部固定设置有第一引导轮，所述横杆内沿轴线方向设置有引线通道，所述第二滑杆内开设有第二空腔，所述第二空腔上部固定设置有第二引导轮，所述第二滑杆内沿轴线方向开设有与第二空腔连通的引线槽，所述钢绳依次经过第一引导轮、引线通道、第二引导轮和引线槽与引线槽底端固定连接。
优选的：所述夹紧机构包括与横杆连接的固定座，所述固定座与横杆轴线平行的侧面上设置有垂直横杆轴线方向的第二滑轨，第二滑轨上滑动设置有一组相对应的夹块，第二滑轨中部固定设置有间隔块，间隔块沿第二滑轨长度方向的侧面上对称设置有第二弹簧，两第二弹簧另一端分别与两夹块固定连接，两夹块相对面上还设置有相互吸引的磁铁。
优选的：所述横杆两端分别与第一滑杆、第二滑杆转动连接且分别伸入第一空腔、第二空腔内，所述第一滑杆、第二滑杆设置有垂直于横杆轴线方向的固定槽，所述固定槽内设置有固定柱，所述固定柱一端与横杆圆周面相抵，另一端伸出滑杆设置有旋钮。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明光伏组件的密封边框采用相互配合的上边框和下边框，上边框、下边框的横部分别与背板样件上表面、光伏玻璃下表面接触，且其接触面均设置有密封凸起，背板样件上表面、光伏玻璃下表面设置有密封凹坑，这些部件的缝隙处填充有树脂，不仅能够保证光伏组件密封边框在恶劣环境下不会脱落，同时避免外界的水汽和灰尘进入电池组件，延长了光伏组件的使用寿命。
2、本发明在上边框下表面设置有开口朝下的阶梯槽，下边框上表面设置有与阶梯槽相对应的阶梯凸起，阶梯槽内侧设置有第一限位槽，第一限位槽内固接有第一弹簧，第一弹簧另一端固接有限位块，阶梯凸起侧壁上设置有第二限位槽，上边框与下边框之间采用阶梯槽与阶梯凸起相配合的插接方式，方便安装，保证连接端的密封性能；限位槽与限位块的配合使用，保证外力作用下上边框与下边框连接的稳定性。
3、本发明在测试的箱体内设置两组高度可调的支撑架且滑动设置在第一滑轨上，支撑架包括固定杆及与固定杆滑动连接的第一滑杆和第二滑杆，支撑架上端设置有“凵”状夹紧机构，夹紧机构上设置有固定座，固定座上设置有滑动设置有一组夹块，滑轨中部设置有间隔块，间隔块与夹块之间设置有第二弹簧，支撑架能够调节高度及间距，夹紧机构能够调节开口大小，能够适应不同长度、不同厚度的光伏组件，同时还能够调节光伏组件的设置角度。
附图说明
图1为本发明的背板样件整体结构示意图；
图2为本发明的光伏组件整体结构示意图；
图3为图2中A局部结构示意图；
图4为图2中B局部结构示意图；
图5为本发明的光伏组件性能测试装置整体结构示意图；
图6为图5中D局部结构示意图；
图7为图5中F-F截面结构示意图；
图8为本发明的支撑架整体结构示意图；
图9为图8中E局部结构示意图。
附图中标记：背板样件1、EVA膜2、电池片3、光伏玻璃4、上边框5、下边框6、密封凹坑10、密封凸起12、阶梯槽14、阶梯凸起15、第一限位槽16、限位块17、第一弹簧18、太阳光模拟机构19、恒温控制机构20、箱体21、滑动通孔22、第一固定螺栓23、横杆24、第一滑轨25、固定杆26、第一滑杆27、第二滑杆28、第一空腔29、齿条30、齿轮31、转动轴32、钢绳33、第一引导轮34、引线通道35、第二空腔 36、第二引导轮37、引线槽38、固定座39、夹块40、第二弹簧41、固定槽42、固定柱43、旋钮44、第二限位槽45、棱锥46、第二滑轨47、间隔块48、耐候层49、中间层50、粘结层51、支撑层52。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，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。
本发明公开了一种背板样件，如图1所示，所述背板样件1包括耐候层49、中间层51和粘结层50三层机构，所述中间层51内间隔设置有多层纵截面为波浪状的支撑层52。采用波浪状的支撑层52，可以增强中间层51的强度、尺寸稳定性等机械性能。需要说明的是，耐候层 49、中间层51和粘结层50均可采用现有的材料制作，其中支撑层52 与中间层51的材料种类可以相同。
本发明公开了一种光伏组件，如图1-4所示，包括由上至下依次设置的背板样件1、EVA膜2、电池片3、EVA膜2和光伏玻璃4，这五层结构共同形成电池组件。所述电池组件四周包覆有“[”状或“]”状的密封边框，密封边框采用铝材制作用于保护电池组件的内部结构，所述密封边框包括相互配合的上边框5和下边框6，需要说明的是，当密封边框为“[”状时，上边框5为状边框，下边框6为/>状边框；当密封边框为“]”状时，上边框5为/>状边框，下边框6为/>状边框。
为了保证密封边框的密封性能，所述上边框5、下边框6的横部分别与背板样件1上表面、光伏玻璃4下表面接触，且上边框5、下边框 6的接触面均设置有密封凸起12，背板样件1上表面、光伏玻璃4下表面设置有与所述密封凸起12相对应的密封凹坑11。不难理解的是，相对应的上边框5与下边框6共同组成一组密封边框，一组电池组件需要四组密封边框，相邻密封边框间可以采用角键或者是焊接的形式连接。
需要说明的是，上边框5与下边框6、上边框5与背板样件1、下边框6与光伏玻璃4的接触面(空隙处)填充有有机硅密封胶，进一步连接密封边框和背板样件1和光伏玻璃4，避免外界的水汽、灰尘等杂质进入电池组件影响其使用寿命。由于光伏玻璃4具有一定硬度和厚度，光伏玻璃4上相对应的密封凹坑11可以具有较深的深度，相应的密封凸起12具有较高的高度，使下边框6卡接在光伏玻璃4上，防止脱落。
为了保证上边框5与下边框6之间的密封性能，且为了让上边框5 与下边框6之间连接牢固，所述上边框5下表面与下边框6的连接端设置有开口朝下的阶梯槽14，所述下边框6上表面与上边框5的连接端设置有与阶梯槽14相对应的阶梯凸起15，所述阶梯槽14容纳阶梯凸起 15。使用时，将下边框6的阶梯凸起15插入上边框5的阶梯槽14内，避免外界的水汽、灰尘等进入电池组件内从而影响电池组件的寿命和使用性能，且采用插接的方式安装过程简单易操作。
进一步的，为了保证使用过程中下边框6与上边框5的连接不会松动，从而导致水汽进入电池组件内，所述阶梯槽14内侧对称设置有水平的第一限位槽16，所述第一限位槽16内固接有第一弹簧18，所述第一弹簧18另一端固接有限位块17，所述阶梯凸起15侧壁上设置有与所述第一限位槽16相对应的第二限位槽45。阶梯槽14、阶梯凸起15沿该密封边框长度方向的长度应尽可能地长，这样才能保证上边框5与下边框6之间的气密性，阶梯凸起15的顶面为多变形时，阶梯凸起的顶端为棱锥46，阶梯槽14的顶面设置有与棱锥46相对应的棱锥槽。需要说明的是，阶梯凸起15未插入阶梯槽14时，第一弹簧18处于自然状态，限位块17一部分位于第一限位槽16内，另一部分伸入阶梯槽14 内；阶梯凸起15插入阶梯槽14的过程中，阶梯凸起15顶端棱锥46的侧面先与限位块17接触，并将限位块17挤入第一限位槽16内，阶梯凸起15继续推入阶梯槽14，直至第一限位槽16与第二限位槽45位于同一水平面时，限位块17在第一弹簧18的反弹力下挤入第二限位槽45，从而固定上边框5和下边框6。
本发明还公开了一种光伏组件性能测试装置，如图5-9所示，包括测试的箱体21，所述箱体21内顶部设置有太阳光模拟机构19，所述太阳光模拟机构19可以采用荧光紫外灯管，其紫外线波长为280～400nm，其中UVA波段波长为280～320nm，UVB波段波长为320～400nm。所述箱体21内侧壁上设置有恒温控制机构20，所述恒温控制机构20可以采用泰康AVA5535型全封闭活塞压缩机。所述恒温控制机构20下方设置有加热机构，所述加热机构采用镍络合金管装翅片式加热。需要说明的是，太阳光模拟机构19、恒温控制机构20、加热机构均可采用现有光伏组件性能测试装置中的这些结构，此处不再赘述，特此声明。
所述箱体21内设置有两组相对应且高度可调的“冂”状支撑架，两所述支撑架用于固定夹紧光伏组件，所述支撑架包括相互配合的第一竖杆和第二竖杆，需要说明的是，第一竖杆和第二竖杆相互配合指的是两者的高度必须保持一致，同时升高或同时降低至同一高度。两所述竖杆上端通过横杆24连接，所述横杆24上固定设置有“凵”状夹紧机构，“凵”状夹紧机构的开口方向角度可调，两支撑架上的夹紧机构开口相对且位于同一平面上。所述箱体21内底部对称设置有第一滑轨25，单个支撑架的两竖杆的下端分别滑动设置在两个不同的第一滑轨25上，不难理解的是，当第一竖杆在其中一个第一滑轨25上滑动时，第二竖杆就必然在另一个第一滑轨25上滑动。
需要说明的是，第一滑轨25沿滑动方向的侧面上开设有滑动通孔 22，第一滑杆和第二滑杆的下侧面上固定设置有与滑动通孔22相对应的第一固定螺栓23，第一固定螺栓23穿过滑动通孔22伸出第一滑轨 25通过螺母固定。使用时，取下螺母，调整两支撑架在第一滑轨25上的位置，从而调整两支撑架间距离适应不同尺寸大小的光伏组件，确定两支撑架的位置后，将螺母套入第一固定螺栓23上，从而将支撑架固定在第一滑轨25上。
进一步的，所述第一竖杆、第二竖杆均包括固定杆26以及分别与固定杆26滑动连接的第一滑杆27、第二滑杆28，所述第一滑杆27内开设有第一空腔29，所述固定杆26内部中空用于容纳第一滑杆27、第二滑杆28，所述第一空腔29一侧设置有齿条30，所述固定杆26的内腔内设置有与齿条30啮合的齿轮31，也就是说，当滑杆在固定杆26内滑动时，齿轮31位于第一空腔29内才能保证与齿条30相接触。所述齿轮31通过转动轴32设置在固定杆26上，所述转动轴32的一端贯穿固定杆26固接有手柄。所述转动轴32伸出固定杆26的外壁上螺纹连接有第二固定螺栓，当竖杆调节至想要高度时，将第二固定螺栓拧紧与固定杆26侧壁相抵，以固定第一滑杆27、第二滑杆28在固定杆26中的位置。第一滑杆27的侧壁上设置有容纳转动轴32穿过的开口，第一滑杆27下部还设置有限制第一滑杆27从固定杆26内滑出的限位凸起。
为减小转动轴32与固定杆26之间的磨损，转动轴32与固定杆26 之间通过轴承连接。所述转动轴32上固定设置有钢绳33，所述钢绳33 贯穿横杆24与第二竖杆固定连接。需要说明的是，旋转手柄转动转动轴32，转动轴32带动齿轮31旋转，齿轮31与齿条30啮合，从而带动第一滑杆27在固定杆26内上下滑动。通过设置钢绳33，转动轴32转动的过程中，收紧或张开钢绳33，钢绳33牵引第二滑杆28向上或向下移动，从而实现第二滑杆28在固定杆26内上下滑动。通过设置啮合的齿条30和齿轮31、转动轴32以及钢绳33，采用简单结构实现了同时调节第一竖杆、第二竖杆高度的目的。通过调整两组支撑架的高度，可以测试光伏组件任意放置角度下的工作性能，能够更加全面地评价光伏组件的性能。
进一步的，为了让第一竖杆和第二竖杆调节高度时能够稳定地工作，所述第一空腔29上部固定设置有第一引导轮34，所述横杆24内沿轴线方向设置有引线通道35，所述第二滑杆28内开设有第二空腔36，所述第二空腔36上部固定设置有第二引导轮37，所述第二滑杆28内沿轴线方向开设有与第二空腔36连通的引线槽38，所述钢绳33依次经过第一引导轮34、引线通道35、第二引导轮37和引线槽38，与引线槽 38底端固定连接。通过设置第一引导轮34、引线通道35、第二引导轮 37，能够限制钢绳33收紧或张开方向的运动路线，使支撑架工作稳定。
进一步的，所述夹紧机构包括与横杆24固定连接的固定座39，所述固定座39与横杆24轴线平行的侧面上设置有第二滑轨47，第二滑轨 47垂直横杆24轴线方向设置，第二滑轨47上滑动设置有一组相对应的夹块40，第二滑轨47中部固定设置有间隔块48，间隔块48将第二滑轨47分成长度对等的两段，间隔块48沿第二滑轨47长度方向的侧面对称设置有第二弹簧41，两第二弹簧41另一端分别与两夹块40固定连接，第二弹簧41位于第二滑轨47内，两夹块40相对的侧面上还设置有相互吸引的磁铁，两夹块40之间依靠第二弹簧41的拉力、磁铁的吸引力夹紧光伏组件。
进一步的，所述横杆24两端分别与第一滑杆27、第二滑杆28转动连接且分别伸入第一空腔29、第二空腔36内，所述第一滑杆27、第二滑杆28设置有垂直于横杆24轴线方向的固定槽42，所述固定槽42内设置有固定柱43，所述固定柱43一端与横杆24圆周面相抵，另一端伸出滑杆设置有旋钮44。所述固定槽42内设置有内螺纹，固定柱43外侧设置有与内螺纹相对应的外螺纹。使用时，先将固定柱43从固定槽42 内取出，旋转横杆24至想要的角度，即夹紧机构的角度，通过旋转旋钮44，将固定柱43旋入固定槽42内直至固定柱43底端与横杆24圆周面相抵固定横杆24，从而将夹紧机构调节至想要的角度。
本发明的光伏组件性能测试装置的工作过程：使用时，取下螺母，调整两支撑架在第一滑轨25上的位置，适应不同尺寸大小的光伏组件，确定两支撑架的位置后，将螺母套入第一固定螺栓23上，将支撑架固定在第一滑轨25上；然后旋转手柄使转动轴32转动，转动轴32带动齿轮31旋转，齿轮31与齿条30啮合，从而带动第一滑杆27在固定杆 26内上下滑动，同时在钢绳33的牵引作用下，钢绳33收紧或张开，钢绳33牵引第二滑杆28向上或向下移动，实现第一滑杆27、第二滑杆 28同时在其对应的固定杆26内上下滑动；再将固定柱43从固定槽42 内取出，旋转夹紧机构至想要的角度后旋转旋钮44，将固定柱43旋入固定槽42内直至固定柱43底端与横杆24圆周面相抵固定横杆24，从而将夹紧机构调节至想要的角度。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种光伏组件，其特征在于：包括由上至下依次设置的的背板样件(1)、EVA膜(2)、电池片(3)、EVA膜(2)和光伏玻璃(4)，共同形成电池组件，所述背板样件(1)包括耐候层(49)、中间层(51)和粘结层(50)三层机构，所述中间层(51)内间隔设置有多层纵截面为波浪状的支撑层(52)，所述电池组件四周包覆有呈“[”状或“]”状的密封边框，所述密封边框包括相互配合的上边框(5)和下边框(6)，所述上边框(5)、下边框(6)的横部分别与背板样件(1)上表面、光伏玻璃(4)下表面接触，且其接触面均设置有密封凸起(12)，背板样件(1)上表面、光伏玻璃(4)下表面设置有与所述密封凸起(12)相对应的密封凹坑(10)；
所述上边框(5)下表面设置有开口朝下的阶梯槽(14)，所述下边框(5)上表面设置有与阶梯槽(14)相对应的阶梯凸起(15)，所述阶梯槽(14)容纳阶梯凸起(15)。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件，其特征在于：所述阶梯槽(14)内侧设置有第一限位槽(16)，所述第一限位槽(16)内固接有第一弹簧(18)，所述第一弹簧(18)另一端固接有限位块(17)，所述阶梯凸起(15)侧壁上设置有与第一限位槽(16)相对应的第二限位槽(45)；所述阶梯凸起(15)的顶端为棱锥。
3.根据权利要求1或2所述的一种光伏组件，其特征在于：所述上边框(5)与所述下边框(6)和所述背板样件(1)之间，以及所述下边框(6)与所述光伏玻璃(4)之间的空隙处填充有机硅密封胶。
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