CN114070195B - 一种u型电路光伏百叶窗 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种U型电路光伏百叶窗，包括N片光伏百叶片，从第1片至第N‑1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧，第N片光伏百叶片上设有Z串电池片，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片串联连接，所有晶硅电池片的总数为M片，相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元，第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。不占用提拉绳位置和导轨槽位置，保证导线的使用寿命。

Description

一种U型电路光伏百叶窗
技术领域
本申请涉及光伏建筑技术领域，特别是涉及一种U型电路光伏百叶窗。
背景技术
在多国宣布降低建筑能耗目标的大背景下，绿色建筑发展成为能源转型的一大重点，近几年，光伏在屋顶、建筑立面等区域的应用已得到迅猛发展，随着建筑与光伏结合的“想象空间”持续不断的发掘，窗帘遮阳行业经过近年来的发展，已不再单纯追求遮阳的功能，而是向如何充分利用其所遮挡的太阳光来产生电能转变—即光伏百叶窗产品。
遮阳装置一般分为外遮阳、内遮阳和位于两层玻璃之间的中置遮阳。外遮阳应用最广泛，它适用于朝南、朝东、朝西的大面积窗户及天窗处，既防止阳光直射、也阻挡室内温度上升。内遮阳主要以防眩为主、遮阳为辅，适合于冬季采暖地区，在防止阳光直射的同时，可以让阳光进入室内提高温度。中置遮阳，兼有内外遮阳的特点，一体性较强，不易损坏，但造价较高。通过不同遮阳装置的组合使用，在夏季可以大大降低空调负荷，在冬季可以节省取暖能源。
光伏百叶窗是在遮阳装置的基础上将太阳能电池片设置在百叶表面进行发电，形成数片光伏百叶片，数片光伏百叶片之间在原有提拉绳连接的基础上，要进行太阳能电池串的电气连接，且此连接不影响其原有的展开和合起功能。
目前的光伏百叶片之间的电气连接一般采用S型连接方式，即从第一片的正极作为整个光伏百叶窗的正极输出端，其负极连接第二片的正极，第二片的负极连接第三片的正极，依次向下，最后一片的负极自然变成了整个百叶窗的负极，为了连接的需要，相邻片之间正负极在同侧，这样便形成了S型串联电路，请参考图1，图1为现有技术中一种典型的光伏百叶窗示意图。由于百叶窗具有展开和合起两种形态，所以整个百叶窗正负极的出线位置需要设置在百叶窗顶部的左右两侧，即需要将最后一片的电极端子上引至第一片百叶上方，由于百叶窗具有展开和合起的两种形态，解决此“底部电极上引”问题便成了光伏百叶窗设计的重点和难题。
目前的技术方案一般是将底部的一根导线端子通过延长导线长度从提拉绳所在的位置穿引到百叶窗顶部或者是从旁边导轨框内延长穿引至百叶窗顶部，同时设置有相应的收线和放线装置(例如图1中导线轮)，保证百叶窗在展开和合起时，导线不会蜷缩在外面，保证外观以及不被遮挡。
但是，底部导线端子的上引路径无论是提拉绳位置还是导轨框内，都需要解决当百叶窗收起时导线收线和以及百叶窗展开式放线的问题，这就额外增加了百叶窗的设计和材料成本，还会增大百叶窗的体积，增大电极的负荷；另外由于导线在收线和放线时，会和诸如导线轮之类的机构产生摩擦，会大大降低导线的使用寿命，同时增加了导线破损带来的安全隐患；对于建筑外遮阳光伏百叶窗，放在两处位置均会让导线全部暴露在室外空气中，受到长期的日晒、风吹、雨雪等各种因素的破坏和腐蚀，会加剧导线的损坏，增大维修成本；除此以外，无论放在提拉绳位置还是导轨内，在百叶窗展开和收起动作时，难免会增加对提拉绳亦或是导轨机构的干扰，从而增加发生故障的概率。
综上所述，如何有效地解决当百叶窗收起时导线收线和以及百叶窗展开式放线的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种U型电路光伏百叶窗，该U型电路光伏百叶窗不仅可以不占用提拉绳位置和导轨槽位置，不增加百叶窗的体积和成本，还可以保证导线的使用寿命。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种U型电路光伏百叶窗，包括上下依次连接的N片光伏百叶片、安装于光伏百叶片上的M片晶硅电池片，
从第1片至第N-1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧，包含X串电池片和Y串电池片的同一片光伏百叶片构成光伏百叶片组件A，第N片光伏百叶片上设有Z串电池片且构成光伏百叶片组件B，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片串联连接，所有X串电池片、Y串电池片和Z串电池片中晶硅电池片的总数为M片，
相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元，所述第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。
优选地，所述X串电池片和Y串电池片中具有多片晶硅电池片，多片晶硅电池片的正负极通过内部导线引至光伏百叶片的最外侧。
优选地，在不同片光伏百叶片中，X串电池片中的晶硅电池片数量相等，Y串电池片中的晶硅电池片数量相等。
优选地，在同一片光伏百叶片中，X串电池片和Y串电池片中的晶硅电池片数量相等。
优选地，所述晶硅电池片之间通过焊带连接或者叠瓦连接。
优选地，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极分别安装有接线盒，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片之间的正负极通过公母插头连接。
优选地，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极均通过引线孔引至光伏百叶片的背面。
优选地，第1片光伏百叶片位于第N片光伏百叶片的上方。
优选地，所述X串电池片设置在光伏百叶片的左边，Y串电池片设置在光伏百叶片的右边。
优选地，所述X串电池片的电极上边为负极，下边为正极，所述Y串电池片的电极上边为正极，下边为负极，所述Z串电池片的电极左边为正极，右边为负极。
本申请所提供的U型电路光伏百叶窗，U型电路光伏百叶窗包括N片光伏百叶片、M片晶硅电池片，N片光伏百叶片上下依次通过梯绳连接，N片光伏百叶片的两端连接于导轨中，通过上方的电机组驱动N片光伏百叶片展开和合起。M片晶硅电池片安装于光伏百叶片上，制作N片光伏百叶片时，从第1片至第N-1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧。其中，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片串联连接，每片光伏百叶片中的X串电池片是由xi片P串联而成，Y串电池片是由yi片P串联而成，Z串电池片由zi片P串联而成。所有X串电池片、Y串电池片和Z串电池片中晶硅电池片的总数为M片。
此N片光伏百叶片由双串式光伏百叶片片和单串式光伏百叶片片两种类型组成，包含X串电池片和Y串电池片的同一片光伏百叶片构成光伏百叶片组件A，即为双串式光伏百叶片片，光伏百叶片组件A的数量为N-1片。第N片光伏百叶片上设有Z串电池片且构成光伏百叶片组件B，即为单串式光伏百叶片片，光伏百叶片组件B的数量有且只有一片。
相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元，第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，这样的多片双串式光伏百叶片和一片单串式光伏百叶片的排布和连接方式便形成了一个“U”型电流通路。第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元的首尾电极相对应连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。
本申请所提供的U型电路光伏百叶窗，在电池片数量不变的情况下，通过电池串本身的通路代替外导线，只需要将相邻两片电极进行连接，电极端子引至U型电路光伏百叶窗的上端或者下端，解决了底部电极端子上引的问题，不仅节省了外导线的材料成本、而且省去了“收放线装置”带来的设计成本、百叶窗体积增加、电机负荷加大等诸多成本因素；通过电池串本身的通路代替外导线，其电气连接更安全、可靠，寿命更长；
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
图1为现有技术中一种典型的光伏百叶窗示意图；
图2为本申请中一种具体实施方式所提供的U型电路光伏百叶窗的结构示意图；
图3为光伏百叶片组件细节图；
图4为U型电路光伏百叶窗的电路图；
图5为U型电路光伏百叶窗的电流走向图；
图6为另一种实施例中U型电路光伏百叶窗的电气连接原理图；
图7为U型电路光伏百叶窗在展开形态的正面图；
图8为U型电路光伏百叶窗在展开形态的背面图；
图9为晶硅电池片的一种分布图；
图10为晶硅电池片的另一种分布图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种U型电路光伏百叶窗，该U型电路光伏百叶窗不仅可以不占用提拉绳2位置和导轨1槽位置，不增加百叶窗的体积和成本，还可以保证导线的使用寿命。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图2至图10，图2为本申请中一种具体实施方式所提供的U型电路光伏百叶窗的结构示意图；图3为光伏百叶片组件细节图；图4为U型电路光伏百叶窗的电路图；图5为U型电路光伏百叶窗的电流走向图；图6为另一种实施例中U型电路光伏百叶窗的电气连接原理图；图7为U型电路光伏百叶窗在展开形态的正面图；图8为U型电路光伏百叶窗在展开形态的背面图；图9为晶硅电池片4的一种分布图；图10为晶硅电池片4的另一种分布图。
在一种具体实施方式中，本申请所提供的U型电路光伏百叶窗，包括上下依次连接的N片光伏百叶片、安装于光伏百叶片上的M片晶硅电池片4，
从第1片至第N-1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧，包含X串电池片和Y串电池片的同一片光伏百叶片构成光伏百叶片组件A，第N片光伏百叶片上设有Z串电池片且构成光伏百叶片组件B，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片串联连接，所有X串电池片、Y串电池片和Z串电池片中晶硅电池片的总数为M片，
相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元，所述第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。
上述结构中，U型电路光伏百叶窗包括N片光伏百叶片、M片晶硅电池片4，光伏百叶片的数量设为N片，N≤此U型电路光伏百叶窗中整体百叶数量，即U型电路光伏百叶窗的百叶片不一定全部由光伏百叶组成。N片光伏百叶片上下依次通过梯绳2连接，N片光伏百叶片的两端连接于导轨1中，通过上方的电机组3驱动N片光伏百叶片展开和合起。
M片晶硅电池片4安装于光伏百叶片上，根据U型电路光伏百叶窗整体的电压要求可以确定出晶硅电池片4的总数量，晶硅电池片4总数量等于总电压/单个晶硅电池片4电压，晶硅电池片4的总数量设为M。
结合U型电路光伏百叶窗整体的电流参数以及光伏百叶片的数量和尺寸可以确定出单个晶硅电池片4的尺寸。需要说明的是，晶硅电池片4的尺寸可以相等，也可以不相等，为了便于设计，将晶硅电池片4尺寸做成相同，相同的晶硅电池片4名称设为P。
制作N片光伏百叶片时，从第1片至第N-1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧，相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元。
此N片光伏百叶片由双串式光伏百叶片片和单串式光伏百叶片片两种类型组成，包含X串电池片和Y串电池片的同一片光伏百叶片构成光伏百叶片组件A，即为双串式光伏百叶片片，如图2中的光伏百叶片组件A所示，光伏百叶片组件A的数量为N-1片。第N片光伏百叶片上设有Z串电池片且构成光伏百叶片组件B，即为单串式光伏百叶片片，如图2中的光伏百叶片组件B所示，光伏百叶片组件B的数量有且只有一片。
其中，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片4串联连接，每片光伏百叶片中的X串电池片是由xi片P串联而成，Y串电池片是由yi片P串联而成，Z串电池片由zi片P串联而成。所有光伏百叶片中的X串电池片总数为x1+x2+……xn-1，Y串电池片总数为y1+y2+……yn-1，Z串电池片总数为z1+z2+……zn-1，xi、yi和zi均≥1，同时满足x1+x2+……xn-1+y1+y2+……yn-1+z1+z2+……zn-1＝M，也就是所有X串电池片、Y串电池片和Z串电池片中晶硅电池片4的总数为M片。
第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，这样的多片双串式光伏百叶片和一片单串式光伏百叶片的排布和连接方式便形成了一个“U”型电流通路。需要说明的是，第一侧电气单元和第二侧电气单元为独立的两串电池串，之间没有电气连接。
并且，第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元的首尾电极相对应连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。
由于X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均是由P串联而成的发电单元，保证了其电流值的相等，不会引起电流不匹配导致的发电损失和电性能不良等电学问题的发生。
本申请所提供的U型电路光伏百叶窗，在电池片数量不变的情况下，通过电池串本身的通路代替外导线，只需要将相邻两片电极进行连接，电极端子引至U型电路光伏百叶窗的上端或者下端，解决了底部电极端子上引的问题，不仅节省了外导线的材料成本、而且省去了“收放线装置”带来的设计成本、百叶窗体积增加、电机负荷加大等诸多成本因素；通过电池串本身的通路代替外导线，其电气连接更安全、可靠，寿命更长；
在上述具体实施例的基础上，X串电池片和Y串电池片中具有多片晶硅电池片4，xi、yi和zi均＞1，同时满足x1+x2+……xn-1+y1+y2+……yn-1+z1+z2+……zn-1＝M，在此两种条件限制下，会出现多种xi、yi和zi的组合，再加上除第N片光伏百叶片上Z串电池片之外，其他N-1片光伏百叶片排放顺序没有要求，会使光伏百叶片的排列方式更加丰富。
多片晶硅电池片4的正负极通过内部导线引至光伏百叶片的最外侧，短导线和连接器设置在光伏百叶片的外侧边部，避开中部位置，不易中部坠下，易于保持U型电路光伏百叶窗平展；光伏百叶片展开和合起时易于操作，对光伏百叶片展开和合起影响较小。
在上述各个具体实施例的基础上，在不同片光伏百叶片中，X串电池片中的晶硅电池片4数量相等，Y串电池片中的晶硅电池片4数量相等，也就是x1＝x2＝……＝xn-1，y1＝y2＝……＝yn-1，第一侧电气单元和第二侧电气单元排列整齐，上下晶硅电池片4分布均匀，晶硅电池片4在竖直面上均匀发电。
当然，在不同片光伏百叶片中，X串电池片中的晶硅电池片4数量相等，Y串电池片中的晶硅电池片4数量相等只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，也可以在不同片光伏百叶片中，X串电池片中的晶硅电池片4数量不相等，Y串电池片中的晶硅电池片4数量不相等，在竖直面上，根据使用便捷情况以及光照情况设置晶硅电池片4的数量和排布形式，使发电效率更高，使用便捷性更好。
在上述各个具体实施例的基础上，在同一片光伏百叶片中，X串电池片和Y串电池片中的晶硅电池片4数量相等，也就是xi＝yi，X串电池片和Y串电池片对称分布，排列整齐，较为美观。
在同一片光伏百叶片中，X串电池片和Y串电池片中的晶硅电池片4数量也可以不相等，xi、yi不一样时，在保证总片数不变的情况下，可通过改变每串太阳能电池片的数量，加上百叶片排列顺序的改变，可呈现出多种外观图案，更具有个性化设计，美感和实用性较好。
在上述各个具体实施例的基础上，晶硅电池片4之间可以通过焊带连接，易于连接；还可以通过叠瓦连接，连接可靠性较好。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极分别安装有接线盒，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片之间的正负极通过公母插头连接。没有了长导线在空气中的裸露，只需要较短的导线和连接器将相邻两片电极进行连接，其电气连接更安全、可靠，寿命更长。
在上述各个具体实施例的基础上，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极均通过引线孔引至光伏百叶片的背面，较短的导线和连接器将相邻两片电极进行连接，且其连接处均处在百叶片背面，避免了外界的直接照射和雨雪外力冲击等、具有更长的使用寿命；并且由于采用背面连接的方式，两侧接线清晰简易，加之背面充足的空间，没有其他装置和结构的干扰，大大降低了升降故障和安全隐患。
在上述各个具体实施例的基础上，第1片光伏百叶片位于第N片光伏百叶片的上方，此时整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子设置于U型电路光伏百叶窗上端，与光伏百叶片的运动方向相同，光伏百叶片展开和合起以及电路连接更加方便。
在上述各个具体实施例的基础上，X串电池片设置在光伏百叶片的左边，Y串电池片设置在光伏百叶片的右边。
进一步地，X串电池片的电极上边为负极，下边为正极，Y串电池片的电极上边为正极，下边为负极，Z串电池片的电极左边为正极，右边为负极。
下面举例对光伏百叶片分布及接线方式进行说明：
将N-1片光伏百叶片组件A按照X串电池片在左、Y串电池片在右的方向进行逐片上下排布，1片光伏百叶片组件B的Z串电池片排在第N片的位置；
第1片X串电池片的正极连接第2片X串电池片的负极、第2片X串电池片的正极连接第4片X串电池片的负极、第3片X串电池片的正极连接第4片X串电池片的负极、按照此顺序由上至下连接至第N-1片，然后第N-1片X串电池片的正极连接第N片光伏百叶片组件B的负极；第N片Z串电池片的正极连接第N-1片Y串电池片的负极、第N-1片Y串电池片的正极连接第N-2片Y串电池片的负极、依次由下至上连接至第1片Y串电池片的负极，这样第1片光伏百叶片Y串电池片的正极为整个U型电路光伏百叶窗的正极端子，第1片光伏百叶片X串电池片的负极为整个U型电路光伏百叶窗的负极端子。其正负极之间的连接可通过公母插头的方式进行连接。
另外，以上接线方式和实施例中，都是以负极在左侧，正极在右侧的方式进行阐述和讲解的，其正极在左、负极在右依然在本发明保护范畴内，连接形式较多。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本申请所提供的U型电路光伏百叶窗进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种U型电路光伏百叶窗，其特征在于，包括上下依次连接的N片光伏百叶片、安装于光伏百叶片上的M片晶硅电池片，
从第1片至第N-1片光伏百叶片上均设置有X串电池片和Y串电池片，X串电池片位于每片光伏百叶片的第一侧，Y串电池片位于每片光伏百叶片的第二侧，包含X串电池片和Y串电池片的同一片光伏百叶片构成光伏百叶片组件A，第N片光伏百叶片上设有Z串电池片且构成光伏百叶片组件B，X串电池片、Y串电池片和Z串电池片均由若干片晶硅电池片串联连接，所有X串电池片、Y串电池片和Z串电池片中晶硅电池片的总数为M片，
相邻X串电池片串联连接构成第一侧电气单元，相邻Y串电池片串联连接构成第二侧电气单元，所述第一侧电气单元、Z串电池片和第二侧电气单元依次串联连接，第一片光伏百叶的X串电池片和Y串电池片的上边正负极为整个U型电路光伏百叶窗的正负极端子。
2.根据权利要求1所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述X串电池片和Y串电池片中具有多片晶硅电池片，多片晶硅电池片的正负极通过内部导线引至光伏百叶片的最外侧。
3.根据权利要求2所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，在不同片光伏百叶片中，X串电池片中的晶硅电池片数量相等，Y串电池片中的晶硅电池片数量相等。
4.根据权利要求3所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，在同一片光伏百叶片中，X串电池片和Y串电池片中的晶硅电池片数量相等。
5.根据权利要求2所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述晶硅电池片之间通过焊带连接或者叠瓦连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极分别安装有接线盒，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片之间的正负极通过公母插头连接。
7.根据权利要求6所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述X串电池片、Y串电池片和Z串电池片的正负极均通过引线孔引至光伏百叶片的背面。
8.根据权利要求1-5任一项所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，第1片光伏百叶片位于第N片光伏百叶片的上方。
9.根据权利要求8所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述X串电池片设置在光伏百叶片的左边，Y串电池片设置在光伏百叶片的右边。
10.根据权利要求9所述的U型电路光伏百叶窗，其特征在于，所述X串电池片的电极上边为负极，下边为正极，所述Y串电池片的电极上边为正极，下边为负极，所述Z串电池片的电极左边为正极，右边为负极。
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