CN113746420B - Bipv屋顶结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种BIPV屋顶结构，包括第一主梁、第二主梁、横梁和至少一个光伏发电模块，横梁的一端与第一主梁连接，横梁的另一端与第二主梁连接，至少一个光伏发电模块与横梁连接，光伏发电模块包括第一双面光伏组件、第二双面光伏组件、透光板和反光机构，透光板分别与第一双面光伏组件、第二双面光伏组件连接，且透光板位于第一双面光伏组件与第二双面光伏组件之间，反光机构位于透光板的下方，透光板用于供光线射入，且射向反光机构，反光机构用于将光线反射，且射向第一双面光伏组件的背面和第二双面光伏组件的背面。增加背面发电量，以增加单位面积发电效率，解决现有技术中的单面的光伏组件的发电效率低的问题。

Description

BIPV屋顶结构
技术领域
本发明涉及光伏太阳能技术领域，尤其涉及一种BIPV屋顶结构。
背景技术
根据现在的屋顶光伏BIPV有两种类型，一种是用带边框的组件和排水结构檩条组合拼接而成的一体式集成屋顶，还有一种是用不带边框的组件通过用结构胶沾到彩钢瓦或者压型钢板上进行组合。但是，组件玻璃自重较大，所以原本的彩钢版或者压型钢板的强度需要增强，这也是大多数BAPV(Building Attached Photovoltaic)安装型光伏建筑的安装方式，这种类型会增加很多原来的结构成本，而且现场安装的条件也比较苛刻，因为要做屋面清洗以保证结构胶的功能性。所以目前在对于新建的BIPV屋顶来说，用带边框的组件进行直接拼接成为一体式屋顶有这结构经济性的优势，也有着安装便利的优势。
因为BIPV屋顶常用为封闭式厂房的屋顶，所以屋顶下方的光线基本上不足以让双面组件的背面发电，所以目前大部分的BIPV屋顶都是使用单面组件。单面的光伏组件相对于双面的光伏组件的发电效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种BIPV屋顶结构，用于解决现有技术中的单面的光伏组件的发电效率低的问题。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提出一种BIPV屋顶结构，包括第一主梁、第二主梁、横梁和至少一个光伏发电模块，所述横梁的一端与所述第一主梁连接，所述横梁的另一端与所述第二主梁连接，所述各光伏发电模块与所述横梁连接，所述光伏发电模块包括第一双面光伏组件、第二双面光伏组件、透光板和反光机构，所述透光板分别与所述第一双面光伏组件、所述第二双面光伏组件连接，且所述透光板位于所述第一双面光伏组件与所述第二双面光伏组件之间，所述反光机构位于所述透光板的下方，所述透光板用于供光线射入，且射向所述反光机构，所述反光机构用于将光线反射，且射向所述第一双面光伏组件的背面和所述第二双面光伏组件的背面。
优选地，所述光伏发电模块还包括第一连接件和第二连接件，所述透光板通过所述第一连接件的上端分别与所述第一双面光伏组件、所述透光板连接，所述第一连接件的下端与所述横梁连接，所述第二连接件的上端分别与所述第二双面光伏组件、所述透光板连接，所述第二连接件的下端与所述横梁连接。
优选地，所述光伏发电模块还包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的上端与所述第一连接件连接，所述第一支撑杆的下端与所述反光机构连接，所述第二支撑杆的上端与所述第二连接件连接，所述第一支撑杆的下端与所述反光机构连接。
优选地，所述反光机构包括第一一阶反光镜、第二一阶反光镜、第一二阶反光板和第二二阶反光板，所述第一一阶反光镜的一端与所述第二一阶反光镜的一端连接，所述第一一阶反光镜的另一端与所述第一二阶反光板的一端连接，所述第二一阶反光镜的另一端与所述第二二阶反光板的一端连接，所述第一支撑杆的下端与所述第一一阶反光镜连接，所述第二支撑杆的下端与所述第二一阶反光镜连接。
优选地，所述第一一阶反光镜与水平面形成第一夹角，所述第一二阶反光板与水平面形成第二夹角，所述第一夹角大于所述第二夹角。
优选地，所述反光机构包括第一支架、第二支架、多个第一一阶反光镜、多个第二一阶反光镜、第一二阶反光板、第二二阶反光板、第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一支架包括第一端和第二端，所述第二支架包括第一端和第二端，所述第一支架的第一端与所述第二支架的第一端连接，所述第一支架的第二端与所述第一二阶反光板连接，所述第二支架的第二端与所述第二二阶反光板连接，所述多个第一一阶反光镜转运设于所述第一支架，所述第一驱动模块设于所述第一支架，且与所述多个第一一阶反光镜连接，所述多个第二一阶反光镜转运设于所述第二支架，所述第二驱动模块设于所述第二支架，且与所述多个第二一阶反光镜连接。
优选地，所述BIPV屋顶结构包括灯罩，所述灯罩分别与所述第一支架的第一端、所述第二支架的第一端连接。
优选地，所述BIPV屋顶结构包括第一连接支架和第二连接支架，所述第一连接支架的一端与第一主梁连接，所述第一连接支架的另一端与所述反光机构连接，所述第二连接支架的一端与第二主梁连接，所述第二连接支架的另一端与所述反光机构连接。
优选地，所述第一连接支架的底部设有第一隔热板，所述第二连接支架的底部设有第二隔热板。
优选地，所述第一隔热板的底部设有第一防火板，所述第二隔热板的底部设有第二防火板。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
采用了上述BIPV屋顶结构之后，第一双面光伏组件和第二双面光伏组件的正面能够发电，通过透光板和反光机构对太阳光的引进和反射，使第一双面光伏组件和第二双面光伏组件的背面也能够发电，从而增加背面发电量，以增加单位面积发电效率，解决现有技术中的单面的光伏组件的发电效率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中BIPV屋顶结构的结构示意图；
图2为一个实施例中BIPV屋顶结构中一个光伏发电模块的示意图；
图3为另一个实施例中BIPV屋顶结构中一个光伏发电模块的示意图；
图4是图3中A处的局部放大图。
附图标记说明：
实施例1
BIPV屋顶结构1、第一主梁11、第二主梁12、横梁13、第一连接支架14、第一隔热板141、第一防火板142、第二连接支架15、第二隔热板151、第二防火板152、光伏发电模块2、第一双面光伏组件21、第二双面光伏组件23、透光板22、反光机构24、第一一阶反光镜241a、第二一阶反光镜242a、第一二阶反光板243a、第二二阶反光板244a、第一连接件25、第二连接件26、第一支撑杆27、第二支撑杆28。
实施例2
反光机构24、第一支架245b、第二支架246b、第一一阶反光镜241b、第二一阶反光镜242b、第一二阶反光板243b、第二二阶反光板244b、灯罩247b。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
实施例1
如图1至图2所示，本发明的实施例公开了一种BIPV屋顶结构1，包括第一主梁11、第二主梁12、横梁13和至少一个光伏发电模块2，横梁13的一端与第一主梁11连接，横梁13的另一端与第二主梁12连接，各光伏发电模块2与横梁13连接，光伏发电模块2包括第一双面光伏组件21、第二双面光伏组件23、透光板22和反光机构24，透光板22分别与第一双面光伏组件21、第二双面光伏组件连接，且透光板22位于第一双面光伏组件21与第二双面光伏组件23之间，反光机构24位于透光板22的下方，透光板22用于供光线射入，且射向反光机构24，反光机构24用于将光线反射，且射向第一双面光伏组件21的背面和第二双面光伏组件23的背面。
BIPV是Building Integrated Photovoltaic的缩写，中文为光伏建筑一体化，是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。
光伏发电模块2的数量可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，通过一个光伏发电模块2进行举例说明。
第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23均是两侧面发电的模块，第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23均具有正面和背面，太阳光直接照射到第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的正面，第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的正面进行发电。另外，太阳光照射到透光板22，透光板22的透光作用，使太阳光透过透光板22，太阳光照射到反光机构24，反光机构24将太阳光反射到第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的背面，以使第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的背面进行发电。
第一双面光伏组件21的背面和正面、第二双面光伏组件23的背面和正面均为设有玻璃层，玻璃层的玻璃结构更耐磨损和腐蚀，透水性几乎为零，防火等级也从普通晶体硅的C级提高到A级组件。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：采用了上述BIPV屋顶结构1之后，第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的正面能够发电，通过透光板22和反光机构24对太阳光的引进和反射，使第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23的背面也能够发电，从而增加背面发电量，以增加单位面积发电效率，解决现有技术中的单面的光伏组件的发电效率低的问题。
在本实施例中，光伏发电模块2还包括第一连接件25和第二连接件26，透光板22通过第一连接件25的上端分别与第一双面光伏组件21、透光板22连接，第一连接件25的下端与横梁13连接，第二连接件26的上端分别与第二双面光伏组件23、透光板22连接，第二连接件26的下端与横梁13连接。
第一连接件25既连接第一双面光伏组件21，又连接透光板22，以及还与横梁13连接，也就是说，通过第一连接件25将第一双面光伏组件21、透光板22安装在横梁13上。
在一些实施例中，第一连接件25的上端还设有第一导水槽，在第一双面光伏组件21和透光板22上的水通过第一导水槽向外排水。
同理，第二连接件26既连接第二双面光伏组件23，又连接透光板22，以及还与横梁13连接，也就是说，通过第二连接件26将第二双面光伏组件23、透光板22安装在横梁13上。
在一些实施例中，第二连接件26的上端还设有第二导水槽，在第二双面光伏组件23和透光板22上的水通过第二导水槽向外排水。
在一些实施例中，第一连接件25和第二连接件26是檩条。
在本实施例中，光伏发电模块2还包括第一支撑杆27和第二支撑杆28，第一支撑杆27的上端与第一连接件25连接，第一支撑杆27的下端与反光机构24连接，第二支撑杆28的上端与第二连接件26连接，第一支撑杆27的下端与反光机构24连接。通过第一支撑杆27和第二支撑杆28连接反光机构24，使反光机构24位于透光板22的下方，这样的连接方式比较简单。
在本实施例中，反光机构24包括第一一阶反光镜241a、第二一阶反光镜242a、第一二阶反光板243a和第二二阶反光板244a，第一一阶反光镜241a的一端与第二一阶反光镜242a的一端连接，第一一阶反光镜241a的另一端与第一二阶反光板243a的一端连接，第二一阶反光镜242a的另一端与第二二阶反光板244a的一端连接，第一支撑杆27的下端与第一一阶反光镜241a连接，第二支撑杆28的下端与第二一阶反光镜242a连接。
第一一阶反光镜241a位于透光板22的下方，第一一阶反光镜241a对照射进来的阳光进行第一次反射，让光线反射进入第一二阶反光板243a，在第一二阶反光板243a上进行一次或者多次反射，照射到第一双面光伏组件21的背面，以使第一双面光伏组件21的背面进行发电。
同理，第二一阶反光镜242a位于透光板22的下方，第二一阶反光镜242a对照射进来的阳光进行第一次反射，让光线反射进入第二二阶反光板244a，在第二二阶反光板244a上进行一次或者多次反射，照射到第二双面光伏组件23的背面，以使第二双面光伏组件23的背面进行发电。
在本实施例中，第一一阶反光镜241a与第二一阶反光镜242a连接形成呈三角形的结构。
在一些实施例中，第一二阶反光板243a的另一端与第一主梁11连接，第二二阶反光板244a的另一端与第二主梁12连接。这样可使第一二阶反光板243a和第二二阶反光板244a更加稳固。
第一二阶反光板243a、第二二阶反光板244a均可以是平面状，也可以是弧形状，当其为弧形状时，第一二阶反光板243a越靠近第一主梁11的弧度越大，第二二阶反光板244a越靠近第二主梁12的弧度越大，这样能有效增加反射效果。
在本实施例，第一一阶反光镜241a与水平面形成第一夹角，第一二阶反光板243a与水平面形成第二夹角，第一夹角大于第二夹角。第一一阶反光镜241a与第一二阶反光板243a连接形成呈V形的结构。
在本实施例中，反光机构24是不透光的，根据太阳光的入射角不同，反射的集中部位也不一样，这样也可以避免光照过于集中而引起局部过热的情况。
在一些实施例中，第一一阶反光镜241a与第二一阶反光镜242a连接形成呈弧形的结构。
在一些实施例中，BIPV屋顶结构1包括第一连接支架14和第二连接支架15，第一连接支架14的一端与第一主梁11连接，第一连接支架14的另一端与反光机构24连接，第二连接支架15的一端与第二主梁12连接，第二连接支架15的另一端与反光机构24连接。这样使反光机构24更稳固。
具体地，第一连接支架14与第一一阶反光镜241a连接，第二连接支架15与第二一阶反光镜242a连接。
在本实施例中，第一连接支架14的底部设有第一隔热板141，第二连接支架15的底部设有第二隔热板151。第一隔热板141和第二隔热板151隔绝了BIPV屋顶结构1被光照发热而带来的气温增加，避免屋顶的气温增加导致对下部厂房的影响。进一步地，第一隔热板141设有第一排风散热机构，第二隔热板151设有第二排风散热机构，这样热空气就只会在屋顶内流动，从而将热空气带出屋顶，同时还可以对第一双面光伏组件21和第二双面光伏组件23进行主动散热。
在本实施例中，第一隔热板141的底部设有第一防火板142，第二隔热板151的底部设有第二防火板152。这样可以对屋顶具有防火作用。
在一些实施例中，第一二阶反光板243a的底部设有第一隔热层和第一防火层，和第二二阶反光板244a的底部设有第二隔热层和第二防火层。这样增加第一二阶反光板243a和第二二阶反光板244a的强度和功能性。
在一些实施例中，透光板22还用作人工行走的检修通道。组件的价格相对其他建筑屋顶材料来说相当昂贵，而且电压线路等问题，还需要按照一定数量的组件进行组窜连接从而进入汇流箱和逆变器进行对电能的使用，为此，还需要增设检修通道，透光板22用作人工行走的检修通道，这样对于后期维护来说十分方便。
在此需要进行说明，所有视图都没有包含厂房的围墙和其他结构。
实施例2
如图3和图4所示，在一些实施例中，反光机构24包括第一支架245b、第二支架246b、多个第一一阶反光镜241b、多个第二一阶反光镜242b、第一二阶反光板243b、第二二阶反光板244b、第一驱动模块和第二驱动模块，第一支架245b包括第一端和第二端，第二支架246b包括第一端和第二端，第一支架245b的第一端与第二支架246b的第一端连接，第一支架245b的第二端与第一二阶反光板243b连接，第二支架246b的第二端与第二二阶反光板244b连接，多个第一一阶反光镜241b转运设于第一支架245b，第一驱动模块设于第一支架245b，且与多个第一一阶反光镜241b连接，多个第二一阶反光镜242b转运设于第二支架246b，第二驱动模块设于第二支架246b，且与多个第二一阶反光镜242b连接。
第一驱动模块驱动多个第一一阶反光镜241b同步转动，以控制多个第一一阶反光镜241b的反射角度，这样可以根据太阳光的入射光线不同，控制多个第一一阶反光镜241b转到相应的角度，以便更多的太阳光反射到第一双面光伏组件的背面，以提高第一双面光伏组件的背面的发电效率。
同理，第二驱动模块驱动多个第二一阶反光镜242b同步转动，以控制多个第二一阶反光镜242b的反射角度，这样可以根据太阳光的入射光线不同，控制多个第二一阶反光镜242b转到相应的角度，以便更多的太阳光反射到第一双面光伏组件的背面，以提高第一双面光伏组件的背面的发电效率。
反光机构24是根据太阳光的入射角不同，反射的集中部位也不一样，这样也可以避免光照过于集中而引起局部过热的情况。另外，在第一一阶反光镜241b转动之后，每两个第一一阶反光镜241b之间会有空隙，太阳光通过空隙照射出来，进入到厂房内。同理，在第二一阶反光镜242b转动之后，每两个第一一阶反光镜241b之间会有空隙，太阳光通过空隙照射出来，进入到厂房内。为此，反光机构24是可调节透光的，从不透光的方式变成对厂房内部进行调整采光的可调节透光的方式。具体地，第一一阶反光镜241b和第二一阶反光镜242b的角度会根据每天不同时段和每个季节对采光的要求和用电的要求进行调整，从而达到采光和发电的最佳比例。
在一些实施例中，第一一阶反光镜241b、第二一阶反光镜242b均呈平板状，或者呈三棱体状。
具体地，第一连接支架与第一支架245b的第二端连接，第二连接支架与第二支架246b的第二端连接。
在一些实施例中，BIPV屋顶结构包括灯罩247b，灯罩247b分别与第一支架245b的第一端、第二支架246b的第一端连接。灯罩247b可以对反光机构24漏出来的细密光线进行散射和进行更广的照明和采光。具体地，灯罩247b为弧形的散光灯罩，灯罩247b的内侧壁设有磨砂处理的磨砂层。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种BIPV屋顶结构，其特征在于：包括第一主梁、第二主梁、横梁和至少一个光伏发电模块，所述横梁的一端与所述第一主梁连接，所述横梁的另一端与所述第二主梁连接，各光伏发电模块与所述横梁连接，所述光伏发电模块包括第一双面光伏组件、第二双面光伏组件、透光板和反光机构，所述透光板分别与所述第一双面光伏组件、所述第二双面光伏组件连接，且所述透光板位于所述第一双面光伏组件与所述第二双面光伏组件之间，所述反光机构位于所述透光板的下方，所述透光板用于供光线射入，且射向所述反光机构，所述反光机构用于将光线反射，且射向所述第一双面光伏组件的背面和所述第二双面光伏组件的背面；
所述反光机构包括多个第一一阶反光镜、多个第二一阶反光镜、第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块与所述多个第一一阶反光镜连接，所述第二驱动模块与所述多个第二一阶反光镜连接，所述第一驱动模块驱动多个第一一阶反光镜同步转动，所述第二驱动模块驱动所述多个第二一阶反光镜同步转动。
2.如权利要求1所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述光伏发电模块还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的上端分别与所述第一双面光伏组件、所述透光板连接，所述第一连接件的下端与所述横梁连接，所述第二连接件的上端分别与所述第二双面光伏组件、所述透光板连接，所述第二连接件的下端与所述横梁连接。
3.如权利要求2所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述光伏发电模块还包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的上端与所述第一连接件连接，所述第一支撑杆的下端与所述反光机构连接，所述第二支撑杆的上端与所述第二连接件连接，所述第二支撑杆的下端与所述反光机构连接。
4.如权利要求3所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述反光机构包括第一支架、第二支架、第一二阶反光板、第二二阶反光板、第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一支架包括第一端和第二端，所述第二支架包括第一端和第二端，所述第一支架的第一端与所述第二支架的第一端连接，所述第一支架的第二端与所述第一二阶反光板连接，所述第二支架的第二端与所述第二二阶反光板连接，所述多个第一一阶反光镜转运设于所述第一支架，所述第一驱动模块设于所述第一支架，所述多个第二一阶反光镜转运设于所述第二支架，所述第二驱动模块设于所述第二支架。
5.如权利要求4所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述BIPV屋顶结构包括灯罩，所述灯罩分别与所述第一支架的第一端、所述第二支架的第一端连接。
6.如权利要求1所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述BIPV屋顶结构包括第一连接支架和第二连接支架，所述第一连接支架的一端与第一主梁连接，所述第一连接支架的另一端与所述反光机构连接，所述第二连接支架的一端与第二主梁连接，所述第二连接支架的另一端与所述反光机构连接。
7.如权利要求6所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述第一连接支架的底部设有第一隔热板，所述第二连接支架的底部设有第二隔热板。
8.如权利要求7所述的BIPV屋顶结构，其特征在于：所述第一隔热板的底部设有第一防火板，所述第二隔热板的底部设有第二防火板。
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