CN201311934Y - 一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池的支撑构件，属于太阳能光伏建筑一体化领域。公开了一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，由太阳能电池(8)间隔有序排列的光伏构件，密封在中空玻璃的内、外层玻璃(2、1)之间，其特征在于光伏构件包括至少一个太阳能电池(8)和至少一个支撑件(9)，且支撑件(9)的一个面或点与太阳能电池(8)接触，支撑件(9)的另一个面贴合在内层玻璃(2)上，太阳能电池(8)的汇流线通过正负电极引出。解决了太阳能电池受到扰度而下垂的问题，有效避免了震动造成电池的损伤，降低了电池碎裂的风险，该构件结构简单、成本低、不易变形、加工方便。

Description

一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，属于太阳能光伏建筑一体化领域，尤其适合内置于非晶硅太阳能光伏中空玻璃中。

背景技术

节能环保的太阳能光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics，BIPV)领域代表了建筑科技的发展方向，它集发电、隔音、隔热、安全、装饰等特征于一身，体现了智能化与人性化的先进的建筑理念与发展潮流，集成光伏发电的结构设计使建筑更加洁净、完美，使人赏心悦目，容易被专业建筑师、用户和公众接受。而光电玻璃幕墙正是组成太阳能建筑的有效单元，它将太阳能光伏发电与建筑结构有机的结合成一体，利用玻璃幕墙内部的空间，使用专门的支撑件将光电玻璃幕墙的发电引出，既不影响美观，还可以达到节能降耗的目的。目前，有许多类型的产品，例如太阳能光伏夹层玻璃、太阳能光伏中空玻璃、太阳能光伏夹层-中空玻璃等等。

在太阳能光伏中空玻璃领域已经应用上了很多新技术。例如，专利号为200410028002.8的中国专利“一种太阳能光伏中空玻璃及其制造方法”公开了一种框架式结构，特别适合非晶硅太阳能电池作为薄膜电池器件在光伏中空玻璃中应用，在光电池两头装具有两边开口非金属护套，在垂直于太阳能电池背光面上加一根带齿的加强筋卡住太阳能电池，两头顶住无槽空心边框条，快接头把许多条汇流线快速并联/串联起来，解决了在运输过程中碰撞容易造成电池的损害，在安装非晶硅太阳能电池时导电薄膜和电极容易划伤，电池变长易断的问题；专利号为200510034904.7的中国专利“一种用于幕墙玻璃的组合式光电模板”将光电单元做成标准件，像搭积木一样完成光电模板主体内电极并联，电极插接件是金属冲压或铸件，有插入口将电池片夹紧，实现了支撑电池和连接电极的目的；还有专利号为200720119927.2的中国专利“一种非晶硅太阳能幕墙光伏中空玻璃”内置于中空玻璃中构成太阳能光伏中空玻璃，用两侧边有对称N形折边的“U”形或“W”字型的导电弹片把太阳能电池紧压在中空玻璃框内，“古”字型绝缘的堵头将内框无缝连接，并与外部电源或负载连接。

如果太阳能电池的分割尺寸较大，而光伏中空玻璃内的电池宽度受到框架尺寸的限制又不能太大，太阳能电池会出现跨度大而下垂的情况，现有技术采用框架或插接件支撑，辅助使用加强筋的方法解决了这一问题，但随着市场的需求，支撑太阳能电池的支撑件有待更进一步的优化和革新。

实用新型内容

针对上述分析，虽然现有技术提出了多种解决方案，本实用新型还要对现有的光伏中空玻璃支撑结构做进一步改善，寻求一种制造简单、价格低廉、支撑效果好、适合大面积中空玻璃幕墙使用的产品。本实用新型的目的在于，设计一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，带有支撑件的非晶硅太阳能电池条间隔有序地装配在中空玻璃内封装，可以与外部电源或负载连接。

本实用新型的另一个目的在于，设计一种带一定厚度的块状支撑件，在非晶硅太阳能电池的不同位置加装支撑件，形成支撑阵列，起到支撑非晶硅太阳能电池的目的，解决了跨度引起太阳能电池下垂的问题，同时也不会破坏幕墙的整体外观效果。

为了实现以上任务，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型公开了一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，由太阳能电池间隔有序排列的光伏构件，密封在中空玻璃的内、外层玻璃之间，其特征在于光伏构件包括至少一个太阳能电池和至少一个支撑件，且支撑件的一个面或点与太阳能电池接触，支撑件的另一个面贴合在内层玻璃上，太阳能电池的汇流线通过正负电极引出。

构成光伏构件的支撑件的一个斜面与太阳能电池背光面接触，支撑件的另一个面贴合在中空玻璃的内层玻璃的内表面上，所说的太阳能电池可以是非晶硅太阳能电池条。支撑件是一个多角形块状或柱形的透明绝缘体。支撑件的截面呈直角梯形，其中梯形的斜面与太阳能电池背光面接触，对应斜面的一个垂直面贴合在中空玻璃内层玻璃的内表面上。支撑件，在其上至少开有孔或“凹”形槽。支撑件是一个圆柱体，其中有一个面是斜面，其对应面是垂直面。支撑件，在其柱体的两头的横截面分别呈由两条平行线和两个弧面所构成的平面。构成光伏构件的支撑件与太阳能电池背光面接触的斜面的倾斜范围为8度至60度。

本实用新型的有益效果：

该支撑件结构简单、重量较轻、制造简单、价格低廉、支撑效果好，较齿状加强筋更易加工、保证其使用精度，不会由于幕墙分割尺寸的加大而产生变形，失去支撑的作用，适合大面积中空玻璃幕墙使用；在背光部位安装不会对入射的阳光造成遮挡，不影响幕墙的整体外观；支撑件有效地防止颠簸导致非晶硅太阳能电池的震动，降低了碎裂的风险；支撑件与太阳能电池之间采用粘接胶粘贴具有一定的抗震作用。

附图说明

以下结合附图进一步说明本实用新型的原理。

图1是带有支撑件9的光伏中空玻璃立体图。

图2是图1的A-A面剖面图。

图3是图2中I部分的放大示意图。

图4是图1中支撑件9的结构示意图。

图5是一种支撑件9-1的结构示意图。

图6是带有支撑件9-1的光伏中空玻璃立体图。

图7是另一种支撑件9-2的结构示意图。

图8是带有支撑件9-2的光伏中空玻璃立体图。

图9是支撑件9-3的结构示意图。

图10是带有支撑件9-3的光伏中空玻璃立体图。

图11是一种支撑件9-4的结构示意图。

图12是支撑结构件四种实施例的B-B面剖面图。

见图1至4，太阳能光伏中空玻璃包括外层玻璃1、内层玻璃2、内嵌在外层玻璃1与内层玻璃2之间的框架3、以及太阳能电池8，太阳能电池8可以是非晶硅太阳能电池板或电池条，多角形的支撑件9的一个斜面与太阳能电池8接触，支撑件9的垂直面贴合于内层玻璃2的内表面上，带有支撑件9的太阳能电池8组成光伏构件。框架3的宽度与内外玻璃2、1之间的距离相等，框架3上有安装太阳能电池8的安装槽，太阳能电池8卡在两框架3的安装槽之间，太阳能电池8汇流线通过正负电极引出，汇流线通过位于内、外层玻璃2、1之间的框架3引出，在框架3外围四周是内装有分子筛4的铝隔条5，铝隔条5通过两侧面的丁基胶6固定在内、外层玻璃2、1的内表面，形成第一道密封，在铝隔条5外围涂上密封胶7进行第二道密封。图5、7、9、11是支撑件9的四种实施例：支撑件9-1、支撑件9-2、支撑件9-3、支撑件9-4。图12是支撑结构件的B-B面剖面图，图12(1)是类似梯形的多角形底面，梯形的一条腰类似“凹”形槽；图12(2)是不规则的四角形abcd，两直线边ab和cd用于固定太阳能电池8和内层玻璃2；图12(3)和(4)是两种中间有空腔的多角形底面，空腔可以是圆形、椭圆、任意图形以及其组合。

具体实施方式

实施例1：

见图1至3，应用于大幅面中空玻璃，细长的非晶硅太阳能电池条8如果受到挠度的影响，在背光面的不同位置粘接有支撑件9，组成非晶硅光伏构件，支撑件9是一个多角形绝缘体，例如由四个矩形面以及两个直角梯形面组合而成的块状直角梯形体结构，支撑件9固定在内层玻璃2内表面上，根据当地太阳高度角的不同，非晶硅太阳能电池条8与内层玻璃2呈大于等于0度、小于90度的角度，间隔有序地排列在中空玻璃内，形成百叶窗式结构，至少一个支撑件9形成支撑阵列，间隔排列于太阳能电池条8背光面上，起到支撑太阳能电池8的目的。见图4，支撑件9是块状的由四个矩形面以及两个直角梯形面组合而成的直角梯形体，其中梯形的斜面与太阳能电池8背光面接触，对应斜面的一个垂直面贴合在中空玻璃内层玻璃2的内表面上，若干个支撑件9组成支撑阵列，支撑太阳能电池组。支撑件9的材质可选用透明(或不透明)的玻璃或者塑胶，也可以选用玻璃、塑胶与其他材料的组合，轻便且便于与玻璃等粘接，例如采用两头是塑胶材料的金属杆。粘接胶可选用透明(或不透明)的玻璃胶粘接剂，采用上述粘接胶还具备抗震缓冲的效果。

见图1、3、6、8，太阳能电池8两端可以卡在框架3的安装槽中，再结合支撑件9组成的支撑阵列固定，太阳能电池8汇流线通过两端的正负电极输出供电，汇流线通过位于内、外层玻璃2、1之间的框架3引出，在框架3外围四周是内装有分子筛4的铝隔条5，铝隔条5通过两侧面的丁基胶6固定在内、外层玻璃2、1的内表面，铝隔条5外围涂上密封胶7，框架3仅作为汇流线的引出通道。也可以省略两端的框架3，仅采用支撑阵列固定；或采用电极接插件10作为汇流线的引出，例如图10所示的光伏中空玻璃内部带有电极接插件10和支撑件9-3。

实施例2：

在本实用新型中，支撑件9由多角形块状或柱形的透明绝缘体。支撑件9有两个相对的面是平面，其他面可以是弧面。多角形块状支撑件9包括两个相对边为直线，其余边为任意线形的底面，其中任意线形包括：曲线、折线、弧线等，即在梯形的基础上，将两平行边由任意线代替形成类似梯形的底面，如图12所示。

图12(1)是一个变形的梯形，其中一条腰中间凹进去一个“凹”形槽，两条腰用于固定太阳能电池8和内层玻璃2，哪条腰固定太阳能电池8均可，两条腰的夹角按照太阳能电池8和内层玻璃2之间应呈的夹角设计，该夹角确保阳光能够垂直照射在间隔有序排列的太阳能电池8受光面上，另外支撑构件9的形状最好是能保证所产生的阴影刚好在太阳能电池8的阴影内，减少不必要遮挡，使阳光充分入射到室内。若直角梯形为底面，令直角腰固定太阳能电池8，另一腰固定内层玻璃2，阳光垂直照射在太阳能电池8受光面时，支撑构件9产生的阴影刚好在电池8阴影内。同理，见图12(2)的四角形abcd，其中ab、cd是直线，bc、ad是曲线，如果a、d两点所在的直线垂直于ab边，并垂直于太阳光，那么太阳能电池8的背光面固定在ab边，阳光直射太阳能电池8时，支撑结构abcd也不会产生多余阴影。可以将支撑结构件9制作成带有孔洞的结构，类似奶酪状，或者带有空腔结构，如图12(3)和(4)，起到减轻重量的目的。

支撑件9一个面的中间凹进去一个孔或“凹”形槽，斜面和垂直面用于固定太阳能电池8和内层玻璃2，哪一面固定太阳能电池8均可，斜面与垂直面的夹角按照太阳能电池8和内层玻璃2之间应呈的夹角设计，该夹角确保阳光能够垂直照射在间隔有序排列的太阳能电池8受光面上，另外支撑件9的形状最好是能保证所产生的阴影刚好在太阳能电池8的阴影内，减少不必要遮挡，使阳光充分入射到室内。即令垂直面固定太阳能电池8，斜面固定内层玻璃2，阳光垂直照射在太阳能电池8受光面时，支撑件9产生的阴影刚好在太阳能电池8阴影内。

可以将支撑件9制作成带有孔洞的结构，类似奶酪状，或者带有空腔结构，起到减轻重量的目的。空腔可以是圆形、椭圆、任意图形以及其组合。

实施例3

见图5，支撑件9-1由底面呈类似梯形的柱体构成，其中类似梯形的底面是在直角梯形的基础上，将一条边设计呈“凹”形折线边，该边最好是平行的上下底边，也可以是梯形的腰，其余各边不变，这样做的目的之一是节省材料、减轻支撑件9-1的重量。在非晶硅电池8背光面的不同位置粘接支撑件9-1，非晶硅太阳能电池条8与水平面呈60度角或45度角，如图6。支撑件9-1不必等间距放置。

实施例4：

在本实用新型中，支撑件由至少一个多角形柱体构成，支撑件的一个面或点与太阳能电池8接触。如图7、8，一种支撑件9-2的结构包括立方体和至少两个形状相同的直角梯形柱体，直角梯形柱体一个面固定在立方体上，与立方体连为一体，相当于直角梯形柱体的斜面上有孔或“凹”形槽的直角梯形体结构。立方体另一个面固定于内层玻璃2内表面，直角梯形体斜面固定在太阳能电池8背光面上。

本实施例的支撑件9-2制作较为方便，选用横断面为口字型的型材，横断切割呈若干小长方体单元，再将一块小长方体单元竖向斜切，平分呈两块，即可得到图7所示的支撑件9-2。支撑件9-2与太阳能电池8接触的方式很多，例如点接触、面接触。

作为一个实施例，支撑件9-2的结构可以包括多个直角梯形柱体以及一个立方体，多个直角梯形柱体固定在一立方体上，相当于直角梯形体的斜面上有多个孔或“凹”形槽，稳定性好。实施例中的立方体也可以采用多角柱体代替，即多角柱体的侧面做成凹面，以减少材料、重量。

实施例5

非晶硅太阳能电池条可以竖直放置与水平面呈0度角，或者呈15度夹角放置，北京地区选择和水平面呈35度左右放置，深圳地区选择22度左右放置，海口地区选择8度左右。如图10是一种带有电极接插件10的光伏中空玻璃，太阳能电池8正负极通过电极接插件10实现串、并联并引出，太阳能电池8与内层玻璃2的夹角为0度，支撑件9-3是立方体，如图9。支撑件9-3有效地防止了运输和安装时电池条摆动带来的损伤。见图10，光伏中空玻璃内部带有电极接插件10和支撑件9-3。

实施例6

支撑件呈长方体、圆柱体或者腰鼓的形状，其底面可以是圆形、椭圆形等形状，柱体的高与底面垂直或不垂直均可。如图11所示支撑件9-4是圆柱体，在其柱体的两头的横截面分别呈由两条平行线和两个弧面所构成的平面。该支撑件9-4的两个底面用于粘接太阳能电池8和内层玻璃2，也可以用两个垂直的侧面粘接太阳能电池8和内层玻璃2。该支撑件9-4的一个面可以斜切成斜面，其对应面是垂直面，斜面与太阳能电池8接触，垂直面与内层玻璃2贴合。

Claims (8)

1、一种太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，由太阳能电池(8)间隔有序排列的光伏构件，密封在中空玻璃的内、外层玻璃(2、1)之间，其特征在于光伏构件包括至少一个太阳能电池(8)和至少一个支撑件(9)，且支撑件(9)的一个面或点与太阳能电池(8)接触，支撑件(9)的另一个面贴合在内层玻璃(2)上，太阳能电池(8)的汇流线通过正负电极引出。

2、根据权利要求1所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于构成光伏构件的支撑件(9)的一个斜面与太阳能电池(8)背光面接触，支撑件(9)的另一个面贴合在中空玻璃的内层玻璃(2)的内表面上，所说的太阳能电池(8)是非晶硅太阳能电池条。

3、根据权利要求1所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于所说的支撑构件(9)是一个多角形块状或柱形的透明绝缘体。

4、根据权利要求3所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于所说的支撑构件(9)的截面呈直角梯形，其中梯形的斜面与太阳能电池(8)背光面接触，对应斜面的一个垂直面贴合在中空玻璃内层玻璃(2)的内表面上。

5、根据权利要求3所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于所说的支撑件(9)，在其上至少开有孔或“凹”形槽。

6、根据权利要求3所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于所说的支撑构件(9)是一个圆柱体，其中有一个面是斜面，其对应面是垂直面。

7、根据权利要求3所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于所说的支撑件(9)，在其柱体的两头的横截面分别呈由两条平行线和两个弧面所构成的平面。

8、根据权利要求1所述的太阳能光伏中空玻璃的光伏构件，其特征在于构成光伏构件的支撑件(9)与太阳能电池(8)背光面接触的斜面的倾斜范围为8度至60度。

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