CN211088287U - 一种光伏组件及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种光伏组件及光伏发电系统，所述光伏组件包括：依次压合连接的盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板；其中，所述散热复合背板包括：靠近所述第二封装胶膜层的防水板、隔水围框以及背板；所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液。本实用新型实施例的光伏组件不但成本较低，厚度较小，散热性能还可以显著提升。

Description

一种光伏组件及光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种光伏组件及光伏发电系统。

背景技术

太阳能作为一种环保可再生能源，近些年受到了越来越广泛的应用。电池片的发电效率在高温下会变差，进而会使光伏组件的发电量降低。

现有技术中，通常通过在光伏组件背面另行配设散热片、风机等散热设备实现散热；然而，上述散热方式，一方面会导致整个光伏组件系统的结构复杂，成本增加；另一方面，还会导致整个光伏组件系统的体积厚度增加，进而会影响其使用范围。此外，上述散热方式由于散热设备与光伏组件的接触面积较小，散热性能也较差。

实用新型内容

为了解决或部分的解决上述问题，本实用新型公开了一种光伏组件及光伏发电系统。

第一方面，本实用新型公开了一种光伏组件，所述光伏组件包括：依次压合连接的盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板；其中，

所述散热复合背板包括：靠近所述第二封装胶膜层的防水板、隔水围框以及背板；

所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液。

第二方面，本实用新型还公开了一种光伏发电系统，包括：上述光伏组件。

与现有技术相比，本实用新型实施例包括以下优点：

本实用新型实施例中，由于盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板依次压合，通过压合将盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层做成一体化结构，可以有效降低光伏组件的成本和厚度，又由于所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液，电池片层与冷却液的接触面积有效增加，还可以使光伏组件的散热性能显著提高，进而使所述光伏组件的光电转换效率有效提升。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种光伏组件的示意图；

图2是本实用新型实施例图1所示的光伏组件的剖面示意图；

图3是本实用新型实施例的一种隔水围框的结构示意图。

附图标记说明：

10-盖板，20-第一封装胶膜层，30-电池片层，40-第二封装胶膜层，50-散热复合背板，60-密封框，70-第一接头，80-第二接头，301-受光面，302-背光面，隔板-51，501-防水板，502-隔水围框，503-背板，504-密封腔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型实施例作进一步详细的说明。

本实用新型实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括：依次压合连接的盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板；其中，所述散热复合背板包括：靠近所述第二封装胶膜层的防水板、隔水围框以及背板；也就是说，散热复合背板中防水板的一侧与第二封装胶膜压合连接；隔水围框位于防水板与背板之间。也即整个光伏组件，从向光面到背光面方向，依次为盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层、防水板、隔水围框以及背板。所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液。

本实用新型实施例中，由于盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层依次压合，通过压合将盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层做成一体化结构，可以有效降低光伏组件的成本和厚度，又由于第二封装胶膜层贴附于所述电池片层的背光面上，所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液，电池片层与冷却液的接触面积有效增加，还可以使光伏组件的散热性能显著提高，进而使所述光伏组件的光电转换效率有效提升。

本实用新型实施例中，光伏组件包括但不限于BIPV(光伏建筑一体化，BuildingIntegrated PV)光伏组件，本实用新型实施例以BIPV光伏组件为例对其原理进行阐述和说明，其他类型光伏组件参照执行即可。

参照图1，示出了本实用新型实施例的一种光伏组件的示意图。参照图2，示出了本实用新型实施例图1所示的光伏组件的剖面示意图。如图1、图2所示，光伏组件包括：依次压合连接的盖板10、第一封装胶膜层20、电池片层30、第二封装胶膜层40以及散热复合背板50；其中，散热复合背板50包括：防水板501、隔水围框502以及背板503；隔水围框502与防水板501、背板503之间形成密封腔504，密封腔504内设有冷却液。

在实际应用中，冷却液可以为水、水+防冻液组成的混合液、制冷剂(如R22、R410A、R134A等)等任意一种。由于水资源获取更为便利、无污染以及成本更低，且利于水作为冷却液还可以将高温水再回收利用，因此，更为绿色环保，可大面积推广及应用。本实用新型实施例以冷却液为水为例进行说明，其他可参照执行。

在实际应用中，电池片层30可以有多片太阳能电池片通过光伏焊带连接，这样，可以有效提升BIPV光伏组件的发电量。

本申请实施例中，盖板10、防水板501和背板503均可以为厚度均匀的钢化玻璃，例如低铁钢化绒面玻璃(白玻璃)、镀膜钢化玻璃等。在实际应用中，由于玻璃的防水性能更好，因此，由隔水围框502与防水板501、背板503之间形成的密封腔5044的密封性能较好，可以有效避免密封腔5044内冷却液外漏，提高了BIPV光伏组件的防漏性能。

在实际应用中，盖板10可以为厚度均匀的钢化玻璃，例如低铁钢化绒面玻璃(白玻璃)、镀膜钢化玻璃等。由于镀膜钢化玻璃的透光率更高，因此，可以使BIPV光伏组件的光电转换率更高。

在实际应用中，隔水围框502可以为玻璃围框、塑料围框或橡胶围框。例如，隔水围框502是金属围框(例如，铝合金、镁合金或铝镁合金等)，由于金属围框耐腐蚀、耐磨性能较好，并且可以有效提升产品的外观效果，因此，使用金属围框的BIPV光伏组件也具有相应的优点；或者为了降低隔水围框502的成本，隔水围框502也可以为塑料围框，再或者，为了达到外观一致性，隔水围框502还可以使用玻璃。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况选择隔水围框502材质，本申请实施例对此不作限定。

本实用新型实施例中，防水板501、隔水围框502以及背板503形成的散热复合背板50可以为一体成型，也可以为可拆卸的。例如，当防水板501、隔水围框502以及背板503的材质均为玻璃时，可以将散热复合背板50设置为一体成型，这样既可以提升散热复合背板50的防水性能，又可以减少加工工序，降低成本。

本申请实施例中，隔水围框502的高度范围可以为3mm～10mm，这样既可以保证密封腔504内具有足够量的冷却液，可以满足BIPV光伏组件的冷却需求，又可以使加工工艺更为简便，不会由于隔水围框502的高度太高影响BIPV光伏组件的层压加工生产便利性。此外，隔水围框502的高度范围在3mm～10mm内，可以使BIPV光伏组件的重量在安装维护过程中也较为便利，不会由于BIPV光伏组件的重量太大增加安装维护的难度。

在实际应用中，隔水围框502与防水板501、背板503之间还设有防水胶，防水围框502与防水板501、背板503之间通过防水胶粘接后，放入层压机进行层压，可以使防水围框502与防水板501、背板503粘合成为一个整体，这样可以进一步提高BIPV光伏组件的防水性能，避免密封腔504内冷却液外漏。

可选的，所述防水胶可以为丁基胶、乙烯-辛稀共聚物(POE胶膜)、聚烯烃胶、聚氨酯胶或橡胶胶水。

在实际应用中，由于POE胶膜良好的耐候性、耐紫外老化性能，优异的耐热、耐低温性能以及与玻璃、背板等具有优良的粘接性能，因此，使用POE胶膜进行压接形成的密封腔504的防漏水、耐候性、耐紫外老化等性能更好。

在实际应用中，隔水围框502和防水板501以及背板503之间间依靠丁基胶粘接，由于丁基胶本身具有优异的阻水性能起到第一道阻水作用，经层压加热加压后，与防水板501以及背板503之间的粘接强度更高，防水性能更好。

如图2所示，光伏组件还可以包括密封框60，密封框60夹设于防水板501、背板503之间，且密封框60套接于隔水围框502外侧。

在实际应用中，为了进一步提高密封腔504的密封性能，避免密封腔504内的冷却液外漏，还可以在隔水围框502外侧套接密封框60，通过密封框60夹设于防水板501、背板503之间，形成又一道防护网，进而提高BIPV光伏组件的防漏性能及使用寿命。

当然，可以理解的是，为了降低密封框60的成本，密封框60还可以包括第一密封框和第二密封框，第一密封框分别与防水板501、隔水围框502相连，第一密封框用于防止冷却液由防水板501和隔水围框502之间的缝隙外漏，第二密封框分别与背板503、隔水围框502相连，第二密封框60用于防止冷却液由背板503和隔水围框502之间的缝隙外漏。

在实际应用中，密封框60可以由防水胶形成，具体的，防水胶可以为丁基胶、乙烯-辛稀共聚物(POE胶膜)、聚烯烃胶、聚氨酯胶、橡胶胶水中的至少一种。由于上述防水胶的防水性能与上述防水胶相同，此处不再赘述。

可选的，密封框60还可以为硅胶粘结剂，由于硅胶粘结剂具有透明度好、强度高、硬化时间短的特点，因此，由硅胶粘结剂制成的密封框60也具有透明度好、硬度高、硬化时间短的优点。

可以理解的是，密封腔504可以是封闭的腔体，也可以为并非完全封闭的腔体，例如，隔水围框502上可以设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口设置于隔水围框502相对的两侧壁上。或者，背板503上设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口在背板503上间隔设置。

在实际应用中，通过在隔水围框502相对的两侧壁上分别设置进液口和出液口，这样，就可以使密封腔504内的冷却液流通起来，使BIPV光伏组件的散热性能更好。可以理解的是，当进液口和出液口设置在背板503上的时候，进液口和出液口在背板503上尽量按照最远距离设置，这样可以避免密封腔504内冷却液有死角无法循环，并且还可以提高冷却液的换热效果。

如图2所示，所述光伏组件还可以包括：第一接头70和第二接头80；第一接头70穿过所述进液口伸出隔水围框502，第二接头80穿过所述出液口伸出隔水围框502。

在实际应用中，第一接头70和第二接头80可以为普通螺纹接头以降低接头成本，或者第一接头70和第二接头80均为快接头，由于快接头应用范围广，具有可快速连接和拆卸的优点，因此，使用快接头可以有效提升BIPV光伏组件的安装和维护便利性以及效率。

参照图3，示出了本实用新型实施例的一种隔水围框502的结构示意图。如图3所示，隔水围框502内还设有多个隔板51，多个隔板51与隔水围框502形成多条连通的冷却液流通通道。

在实际应用中，为了进一步提升冷却液的冷却效果，可以通过延长冷却液在密封腔504内的流通通道的方式实现。本实用新型实施例中，通过在隔水围框502内增加多个隔板51，通过隔板51与隔水围框502形成多条连通的冷却液流通通道，这样可以使冷却液的冷却效果更好，进而使BIPV光伏组件的散热效果更好，提高电池片层30的光电转换效率。

例如，可以设置冷却液的流通通道为“S”形，或不闭合的“回”字形等。可以理解的是，本领域的技术人员还可以根据实际需求设置冷却液的流通通道，本实用新型实施例在此不再赘述。

可选的，电池片层30分别通过第一封装胶膜层20、第二封装胶膜层40与盖板10以及散热复合背板50粘接。在实际应用中，第一封装胶膜层20和第二封装胶膜层40均可以为EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯与醋酸-乙烯脂的共聚物)胶膜，或者为乙烯-辛稀共聚物(POE胶膜)，本实用新型实施例对此不作具体限定。

本实用新型实施例中，BIPV光伏组件可以设置在建筑物的屋顶或者外墙上。在实际应用中，密封腔504内冷却液为水时，还可以将进液口、出液口与用户的生活用水水管路相连，由于换热原理，由出液口流出的水温可以比进液口流入的水温高，这样，就可以既可以达到BIPV光伏组件散热需求，提升BIPV光伏组件的光电转换效率，还可以充分利用出液口流出的热水，节省用户安装太阳能热水器的成本。

本实用新型实施例中，盖板10、电池片层30、防水板501、隔水围框502和背板503可以依次层叠设置，经过层压机进行层压，由于层压机内的层压工艺与现有太阳能电池的层压工艺相同，因此，光伏组件的层压工艺较为成熟，易于掌握，层压成本也可以降低。经过层压机压合后的光伏组件一体成型，经过层压机加热后，盖板10与电池片层30、电池片层30与防水板501、防水板501与隔水围框502、隔水围框502与背板503之间的防水胶会发生固化反应，隔水围框502与防水板501、背板503之间的粘结强度大大提高，防水效果更好，同时，由于降低了防水胶的固化时间，可以提升BIPV光伏组件的制备效率，进而降低BIPV光伏组件的生产成本。此外，经过层压后的BIPV光伏组件厚度更薄，外观一致性更好，因此，上述BIPV光伏组件还具有厚度更薄、外观性能更好的有益效果。

综上，本实用新型实施例所述的光伏组件具有以下优点：

本实用新型实施例中，由于盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层依次压合，通过压合将盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层做成一体化结构，可以有效降低光伏组件的成本和厚度，又由于所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液，电池片层与冷却液的接触面积有效增加，还可以使光伏组件的散热性能显著提高，进而使所述光伏组件的光电转换效率有效提升。

本实用新型实施例还提供一种光伏发电系统，具体可以包括上述光伏组件。

在实际应用中，光伏发电系统可以包括多组上述光伏组件，多组光伏组件进液口和出液口通过快接头依次连通，这样，就可以使多组光伏组件内部的冷却液形成一个回路，可以进一步提升冷却液的换热效果。

可选的，光伏发电系统还可以包括：水泵，通过水泵与上述光伏组件的出液口或者进液口相连，从而提升密封腔内冷却液的流通速度，这样，还可以进一步提高冷却液的换热效率，提升光伏组件的散热效果。

本申请的光伏发电系统特别为光伏发电屋顶。

本实用新型实施例所述的光伏发电系统，由于盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层依次压合，通过压合将盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板电池片层做成一体化结构，可以有效降低光伏组件的成本和厚度，又由于所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液，电池片层与冷却液的接触面积有效增加，还可以使光伏组件的散热性能显著提高，进而使所述光伏组件的光电转换效率有效提升。

对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

以上对本实用新型实施例所提供的一种光伏组件及光伏发电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例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实用新型实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型实施例的限制。

Claims (10)

1.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括：依次压合连接的盖板、第一封装胶膜层、电池片层、第二封装胶膜层以及散热复合背板；其中，

所述散热复合背板依次包括：靠近所述第二封装胶膜层的防水板、隔水围框以及背板；

所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间形成密封腔，所述密封腔内设有冷却液。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括密封框，所述密封框夹设于所述防水板、所述背板之间，且所述密封框套接于所述隔水围框的外侧。

3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述隔水围框上设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口设置于所述隔水围框相对的两侧壁上。

4.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述背板上设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口在所述背板上间隔设置。

5.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：第一接头和第二接头；

所述第一接头穿过所述进液口伸出所述隔水围框，所述第二接头穿过所述出液口伸出所述隔水围框。

6.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述隔水围框内还设有多个隔板，所述多个隔板与所述隔水围框形成多条连通的冷却液流通通道。

7.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述隔水围框与所述防水板、所述背板之间还设有防水胶；

所述防水胶为丁基胶、乙烯-辛稀共聚物、聚烯烃胶、聚氨酯胶或橡胶胶水。

8.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述隔水围框的高度为3～10mm；所述隔水围框为玻璃围框、塑料围框或橡胶围框。

9.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述盖板、所述防水板、所述背板均为玻璃。

10.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的光伏组件。

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