CN209145178U - 一种太阳能光伏板屋顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光伏板屋顶，解决了光伏板直接代替屋顶时存在缝隙和隔热效果差的问题。本实用新型包括光伏板框架和光伏板，光伏板框架固定设在电缆槽上，电缆槽架设在房屋立柱上，光伏板框架上设有至少一排冷却液管道，冷却液管道沿屋脊到屋檐方向设置，设从屋脊到屋檐方向为纵向；冷却液管道两侧均设有光伏板插槽，光伏板插设在光伏板插槽内；冷却液管道与冷却循环系统连接。本实用新型采用光伏板框架和光伏板配合具有集热功能，光伏板发电并产生的热水可用于洗浴、清洗等方面，实现电热联产；同时，采用的光伏板框架的成本虽然高于普通框架，但无须再投资建设传统形式的屋顶，省去了安装普通框架所需的大量的构件，节省成本。

Description

一种太阳能光伏板屋顶

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电及与之结合的建筑结构技术领域，特别是指一种太阳能光伏板屋顶。

背景技术

随着太阳能发电项目的蓬勃发展，太阳能光伏板已经被普遍推广使用。光伏板除了有良好的发电功能外，其强度、刚度和对环境的耐受性也大大提高，能够经受风雨雪雹等自然侵蚀而长期工作。如果直接作为屋顶使用，可以节省屋顶的建筑费用，更好地推进建筑一体化进程。

但是，目前的太阳能发电项目大都在已有屋顶上实施，而本可能用做屋顶的光伏板不能发挥其屋顶功能，其原因为：（1）光伏板之间的衔接有缝隙，不能严密遮拦风雨雪雹；（2）光伏板隔热效果差，用做屋顶会透过大量热量，从而使室温过高，无法居住或者必须增加降温投资。

实用新型内容

为了解决光伏板直接代替屋顶时存在缝隙和隔热效果差的问题，本实用新型提出了一种太阳能光伏板屋顶。

本实用新型的技术方案是：一种太阳能光伏板屋顶，包括光伏板框架和光伏板，光伏板框架固定设在电缆槽上，电缆槽架设在房屋立柱上，光伏板框架上设有至少一排冷却液管道，冷却液管道沿屋脊到屋檐方向设置，设从屋脊到屋檐方向为纵向；冷却液管道两侧均设有光伏板插槽，光伏板插设在光伏板插槽内；冷却液管道与冷却循环系统连接。

所述冷却循环系统包括冷却池，冷却循环系统中的冷却液采用常温水，冷却池配备有液体泵，屋脊处的冷却液管道通过输送管路与液体泵连接，屋檐处的冷却液管道通过输送管路与冷却池连通。

所述冷却循环系统包括自来水管，冷却循环系统重的冷却液采用自来水，自来水管通过输送管路与屋脊处的冷却液管道连接，屋檐处的冷却液管道通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接；或自来水管通过输送管路与屋檐处的冷却液管道连接，屋脊处的冷却液管道通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接。

所述屋脊处的冷却液管道连接的输送管路上设有缓冲容器I，屋檐处的冷却液管道连接的输送管路上设有缓冲容器II。

所述冷却液管道的数量至少为两个，同一排的冷却液管道通过冷却液管道接头相互连接。

所述冷却液管道通口处均设有与输送管路连接的冷却液管道封头。

所述纵向安装的光伏板的数量至少为两个，纵向安装的光伏板之间通过密封件密封连接，密封件为T型垫片或工型垫片。

所述光伏板框架下部设有螺母卡槽，螺母卡槽内设有螺母，螺母与螺栓配合，电缆槽与螺母卡槽通过螺栓固定连接；电缆槽的底部设有与螺栓配合的扳手孔，扳手孔处于螺母卡槽的正下方。

所述电缆槽下部设有支撑板，支撑板上设有隔热板。

本实用新型具有以下优点：

（1）建筑物无须再做屋顶，直接以光伏板做为屋顶，拓宽了光伏板的功能；

（2）光伏板框架和光伏板配合具有集热功能，在光伏发电的同时产生热水，可根据需要用于洗浴、锅炉、清洗、养殖等方面，实现电热联产；

（3）主要构件框架和缓冲容器采用型材，工艺简单，制造方便；光伏板框架和冷却液管道可以任意接长，能够适应大面积布局光伏板；

（4）安装光伏板时嵌入光伏板框架即可，无须每块都要用板卡和螺栓固定，更加简捷便利；

（5）光伏板工作后温度升高，会影响其发电效率，冷却液管道能够对光伏板降温，可减轻因温升而降低发电效率的因素。

（6）可以提高太阳能发电的屋顶利用率。安装和维护光伏板从板的上面和下面都有工作量，通常需要将光伏板呈条带形布局，其间留置工作通道以方便操作，使得屋顶面积不能被完全利用；而采用本实用新型的光伏板框架则可以在屋面之上和屋面之下分别无障碍地操作，将整个屋顶铺满光伏板。

（7）冷却液管道中的水流在夏季可以将光伏板产生的热量带走，使屋内的热量减少；而冬季时，冷却液管道中的热水可以向屋内散发热量，有利于减少空调系统的工作量，起到节省能源的作用。

（8）在安装、维护光伏板时，可直接在光伏板框架上铺垫木板，方便施工。

（9）本实用新型采用的光伏板框架的成本虽然高于普通框架，但由于无须再投资建设传统形式的屋顶，而且省去了安装普通框架所需的大量的构件，整体有利于节省投资；而对于已有屋顶的房屋，则相当于加高了一层可利用的空间。

（10）根据所在地区、房屋用途，可以在满足使用的前提下确定是否配置下层隔热板，有利于降低建筑成本，灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的主体结构示意图；

图2为图1的俯视角度结构示意图；

图3为图1的I处结构放大图；

图4为图1的II处的结构立体示意图；

图5为图4的横向结构剖视图；

图6为图4的纵向结构剖视图；

图7为图1的III处结构放大图；

图8为内凹式光伏板插槽的光伏板框架结构示意图；

图9为冷却液管道封头结构示意图；

图10为冷却液管道接头结构示意图；

图11为缓冲容器型材立体结构示意图；

图12为缓冲容器的横截面示意图。

图中，1、房屋立柱， 2、光伏板框架，201、冷却液管道封头，202、光伏板插槽，203、冷却液管道，204、螺母卡槽，3、光伏板，4、缓冲容器I，5、缓冲容器II，501、冷却液出口，502、冷却液入口，6、螺栓，601、螺母，602、螺栓垫片，7、隔热垫片，8、电缆槽，801、扳手孔，9、隔热板，10、T型垫片，11、冷却液管道接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：如图1和图2所示，一种太阳能光伏板屋顶，包括光伏板框架2和光伏板3，光伏板框架2固定设在电缆槽8上，电缆槽8架设在房屋立柱1上，光伏板3连接的电缆安装在电缆槽8内并集中引出与控制器和逆变器连接，控制器和逆变器将来自光伏板3的直流电变为交流电后输入国家电网。光伏板框架2上设有至少一排冷却液管道203，冷却液管道203采用热传导性好的金属材质，便于冷却液管道203中的冷却液对光伏板3降温。冷却液管道203沿屋脊到屋檐方向设置，设从屋脊到屋檐方向为纵向，，便于冷却液管道203中的冷却液利用重力势能流动，形成系统的循环效应；冷却液管道203两侧均设有光伏板插槽202，光伏板3插设在光伏板插槽202内；冷却液管道203与冷却循环系统连接。

进一步，所述冷却循环系统包括冷却池，冷却循环系统中的冷却液采用常温水，冷却池配备有液体泵，屋脊处的冷却液管道203通过输送管路与液体泵连接，屋檐处的冷却液管道203通过输送管路与冷却池连通。如图1和图3所示，屋脊处的冷却液管道203连接的输送管路上设有缓冲容器I4，缓冲容器I4用以供水时向各冷却液管道203分水；屋檐处的冷却液管道203连接的输送管路上设有缓冲容器II5，缓冲容器II5用于将冷却液管道203中冷却后的水进行集中收集后输出。冷却池中的常温水采用自然风冷降温，节省能源，节省成本。

进一步，所述冷却液管道203通口处均设有与输送管路连接的冷却液管道封头201，冷却液管道封头201与输送管路采用螺纹连接或插接。

工作原理：光伏板工作时，在产生电流的同时，还散发出大量的热量，若光伏板直接当屋顶使用，产生的热量将通过空气传入室内，使室温升高。若将光伏板装在冷却液管道上，由于金属框架材料有较高的导热系数，如铝合金材料的导热系数为200左右，水的导热系数为0.5—0.7，用作光伏板的玻璃导热系数为0.8左右，均比空气的导热系数0.01—0.04大得很多，因而光伏板接收太阳产生的热量，在光伏板框架及冷却液管道的水流中的传导速度远大于在空气中传播的速度，因此金属框架和冷却液管道内的水流带走的热量远多于由空气传入屋内的热量，从而能够很好地降低屋内的温升效果。金属框架和冷却液管道接收热量使水流升温，产生热水可供用户使用，或进入冷却池降温后再循环。

实施例2：一种太阳能光伏板屋顶，所述冷却循环系统包括自来水管，冷却循环系统重的冷却液采用自来水，自来水管通过输送管路与屋脊处的冷却液管道203连接，屋檐处的冷却液管道203通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接；如图1和3所示，屋脊处的冷却液管道203之间设有缓冲容器I4，缓冲容器I4用以供水时向各冷却液管道203分水；屋檐处的冷却液管道203连接的输送管路上设有缓冲容器II5，缓冲容器II5用于将冷却液管道203中冷却后的水进行集中收集后输出。其它结构、工作原理均与实施例1相同。

实施例3：一种太阳能光伏板屋顶，所述冷却循环系统包括自来水管，冷却循环系统重的冷却液采用自来水，自来水管通过输送管路与屋檐处的冷却液管道203连接，屋脊处的冷却液管道203通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接。经冷却液管道203加热后的热水用于沐浴或清洗，节省加热能量所消耗的能源。如图1和3所示，屋脊处的冷却液管道203之间设有缓冲容器I4，缓冲容器I4用于将冷却液管道203中冷却后的水进行集中收集后输出；屋檐处的冷却液管道203连接的输送管路上设有缓冲容器II5，缓冲容器II5用以供水时向各冷却液管道203分水。其它结构、工作原理均与实施例1相同。

实施例4：一种太阳能光伏板屋顶，所述冷却液管道203的数量至少为两个，同一排的冷却液管道203通过冷却液管道接头11相互连接。如图10所示，冷却液管道接头11为水管接头，水管接头的连接方式为外螺纹端接式、卡套式或自固式。其它结构、工作原理均与实施例1相同。

实施例5：一种太阳能光伏板屋顶，所述纵向安装的光伏板3的数量至少为两个，如图2和8所示，纵向安装的光伏板3的数量为三个，纵向安装的光伏板3之间通过密封件密封连接，密封件为T型垫片10或工型垫片。如图7所示，采用内凹式的光伏板插槽202与光伏板3配合，减小冷却液管道203的空间占用体积，增大光伏板3的利用率。其它结构、工作原理均与实施例1相同。

实施例6：一种太阳能光伏板屋顶，如图4-6所示，所述光伏板框架2下部设有螺母卡槽204，螺母卡槽204内设有螺母601，螺母601与螺栓6配合，电缆槽8与螺母卡槽204通过螺栓6固定连接；电缆槽8的底部设有与螺栓6配合的扳手孔801，扳手孔801处于螺母卡槽204的正下方。其它结构、工作原理均与实施例1相同。

实施例7：一种太阳能光伏板屋顶，为进一步降低屋内温升，如图4所示，在电缆槽8下部设有支撑板，支撑板上设有隔热板9，隔热板9处于光伏板3的下方，以减少热量向屋内传递，隔热板9与光伏板3形成的空气层导热率低且不易流动，也能起到隔热效能。其它结构、工作原理均与实施例5相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏板屋顶，包括光伏板框架（2）和光伏板（3），其特征在于：光伏板框架（2）固定设在电缆槽（8）上，电缆槽（8）架设在房屋立柱（1）上，光伏板框架（2）上设有至少一排冷却液管道（203），冷却液管道（203）沿屋脊到屋檐方向设置，设从屋脊到屋檐方向为纵向；冷却液管道（203）两侧均设有光伏板插槽（202），光伏板（3）插设在光伏板插槽（202）内；冷却液管道（203）与冷却循环系统连接。

2.如权利要求1所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：冷却循环系统包括冷却池，冷却循环系统中的冷却液采用常温水，冷却池配备有液体泵，屋脊处的冷却液管道（203）通过输送管路与液体泵连接，屋檐处的冷却液管道（203）通过输送管路与冷却池连通。

3.如权利要求1所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：冷却循环系统包括自来水管，冷却循环系统重的冷却液采用自来水，自来水管通过输送管路与屋脊处的冷却液管道（203）连接，屋檐处的冷却液管道（203）通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接；或自来水管通过输送管路与屋檐处的冷却液管道（203）连接，屋脊处的冷却液管道（203）通过输送管路与热水输出管道或淋浴系统连接。

4.如权利要求2或3所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：屋脊处的冷却液管道（203）连接的输送管路上设有缓冲容器I（4），屋檐处的冷却液管道（203）连接的输送管路上设有缓冲容器II（5）。

5.如权利要求1所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：冷却液管道（203）的数量至少为两个，同一排的冷却液管道（203）通过冷却液管道接头（11）相互连接。

6.如权利要求1-3任一项所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：冷却液管道（203）通口处均设有与输送管路连接的冷却液管道封头（201）。

7.如权利要求1所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：纵向安装的光伏板（3）的数量至少为两个，纵向安装的光伏板（3）之间通过密封件密封连接，密封件为T型垫片（10）或工型垫片。

8.如权利要求1-3任一项所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：光伏板框架（2）下部设有螺母卡槽（204），螺母卡槽（204）内设有螺母（601），螺母（601）与螺栓（6）配合，电缆槽（8）与螺母卡槽（204）通过螺栓（6）固定连接；电缆槽（8）的底部设有与螺栓（6）配合的扳手孔（801），扳手孔（801）处于螺母卡槽（204）的正下方。

9.如权利要求8所述的太阳能光伏板屋顶，其特征在于：电缆槽（8）下部设有支撑板，支撑板上设有隔热板（9）。