CN211548406U - 一种光伏保温建材以及建筑屋顶和建筑墙体 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种光伏保温建材，包括晶硅光伏封装组件和保温板，晶硅光伏封装组件包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于晶硅电池片封装的受光面封装层和背面封装层，晶硅电池串层通过接线盒与外部电连接，背面封装层直接贴合在保温板的表面，接线盒位于受光面封装层，或，接线盒位于背面封装层且接线盒嵌装在保温板内；本实用新型还涉及了一种建筑屋顶和建筑墙体；本实用新型实现了对晶硅类光伏组件与保温板直接一体集成，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，极大程度地简化了晶硅类光伏组件的安装工序，可以直接作为适于批量生产的绿色环保节能建材，有力推进了BIPV的应用进程。

Description

一种光伏保温建材以及建筑屋顶和建筑墙体
技术领域
本实用新型属于光伏建材一体化技术，具体涉及一种光伏保温建材，本实用新型还涉及了一种建筑屋顶和建筑墙体。
背景技术
Building Integrated Photovoltaic,简称为BIPV，意指光伏建筑一体化，具体是将太阳能光伏产品集成到建筑上的技术，具体应用安装产品包括：光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等安装集成工程。BIPV技术由于不需要单独占用光伏安装空间，同时又可实现对城市建筑建材的节能减排、绿色环保需求，因此，BIPV已经成为光伏产品应用的重要发展趋势之一。
然而，当前技术中，由于BIPV技术存在安装结构、安装强度以及安装成本的限制，导致未能实现大规模批量应用。具体来说，典型的光伏组件均需要通过设置繁重的安装支撑结构(如组件合金边框、彩钢板)来实现在建筑上的安装，不仅结构复杂，成本高，而且也对建筑本身的承重重量具有较高要求，由于受限于安装结构、安装重量和安装成本，极大地限制了BIPV的应用发展。
目前已有将柔性薄膜电池组件与保温板直接集成的方案，具体如公开号为CN109403503A的发明专利提出将保温板和光伏层通过阻燃胶黏剂连接，光伏层具体包括：由内到外依次为柔性薄膜电池组件、膜层和涂料层，涂料层包括防水涂料层和防污自洁涂料层，在实施时在膜层上涂布成型。由于柔性薄膜电池组件与晶硅类电池组件在自身电池结构、封装结构及其工艺，发电效率上都存在明显区别，因此，该柔性薄膜电池组件与保温板直接集成的方案无法应用于晶硅类电池组件。
本领域技术人员对于晶硅类电池组件的封装结构，由于考虑到安装强度原因，均需要设置安装在建筑上的彩钢板来实现安装，申请人认为该技术方案极大地限制了BIPV的应用发展，因此希望根据晶硅电池组件的特性以及建筑安装结构特点进行积极探索研究，进一步推进BIPV的应用。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光伏保温建材以及建筑屋顶和建筑墙体，实现了对晶硅类光伏组件与保温板直接一体集成，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，极大程度地简化了晶硅类光伏组件的安装工序，可以直接作为适于批量生产的绿色环保节能建材，有力推进了BIPV的应用进程。
本实用新型的另一目的在于提供一种光伏保温建筑发电系统，将由晶硅类光伏组件与保温板直接一体集成的光伏保温板作为建筑屋顶或建筑墙体的表层结构，同时实现建筑保温以及光伏发电的功能，安装结构简单，成本低，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，属于真正意义上的 BIPV产品。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种光伏保温建材，包括晶硅光伏封装组件和保温板，所述晶硅光伏封装组件包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于所述晶硅电池片封装的受光面封装层和背面封装层，所述晶硅电池串层通过接线盒与外部电连接，其中，所述背面封装层直接贴合在所述保温板的表面，所述接线盒位于所述受光面封装层，或，所述接线盒位于所述背面封装层且所述接线盒嵌装在所述保温板内。
优选地，所述背面封装层通过胶带或胶黏剂或热塑胶膜直接贴合在所述保温板的表面。
需要说明的是，当采用热塑胶膜直接贴合实施应用时，可以直接采用热压复合机进行批量板材加工贴合，具体贴合过程可以直接参见复合膜类的制备工艺，这些都是本领域技术人员基于本申请技术内容记载结合公知常识可做出的常规技术选择，本申请不再具体展开说明。
热塑胶膜可以为EVA膜、POE膜或PVB膜，当然本领域的技术人员也可以实际情况采用其他合适的封装胶膜材料；本申请人建议优选的热塑胶膜材料为EVA膜。
优选地，所述保温板的表面设有凹槽，用于提高所述背面封装层与所述保温板的贴合稳固性和整体结构的刚性。
优选地，所述保温板设有用于接线盒嵌装配合的嵌装槽，且所述嵌装槽与出线口连通，所述接线盒通过出线口与外部线缆电连接。
优选地，所述晶硅光伏封装组件的重量不超过2kg/cm2，且其厚度不超过 30mm。
优选地，所述受光面封装层和/或背面封装层采用柔性复合膜层材料。
优选地，所述保温板采用岩棉或玻璃棉或泡棉或泡沫板或聚苯板或聚氨酯板或发泡PVC板或发泡PET板。
优选地，所述保温板呈长方型形状或正方型形状，其表面面积范围为 0.1-10m2。
优选地，一种建筑屋顶，包括屋顶基面，所述屋顶基面上设有如上所述的光伏保温建材，所述保温板设置在所述屋顶基面上，所述晶硅光伏封装组件作为建筑屋顶的外表面层。
优选地，一种建筑墙体，包括墙体基面，所述墙体基面上设有如上所述的光伏保温建材，所述保温板设置在所述墙体基面上，所述晶硅光伏封装组件作为建筑墙体的外表面层。
本实用新型还提出了一种光伏保温建筑发电系统，包括安装位于建筑屋顶或建筑墙体的若干光伏保温板，各光伏保温板包括保温板和直接贴合在所述保温板表面的晶硅光伏封装组件；其中，所述保温板固定设置在所述建筑屋顶或建筑墙体的基面上，所述晶硅光伏封装组件作为建筑屋顶或建筑墙体的外表面层，且与其相邻的晶硅光伏封装组件电连接。
优选地，所述保温板与其相邻的保温板采用卡合拼接结构。
优选地，所述保温板两侧分别设有卡槽或凸条，与其相邻的保温板设有与所述卡槽或凸条卡合拼接的凸条或卡槽。
优选地，所述保温板与其相邻的保温板通过连接插件实现卡合拼接。
优选地，所述连接插件采用具有导热效果的金属材质制成。
优选地，所述晶硅光伏封装组件包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于所述晶硅电池片封装的受光面封装层和背面封装层，所述晶硅电池串层通过接线盒与其相邻的晶硅光伏封装组件电连接，所述背面封装层直接贴合在所述保温板的表面。
优选地，所述接线盒位于所述受光面封装层，且与其相邻的晶硅光伏封装组件的接线盒电连接。
优选地，所述接线盒位于所述背面封装层，所述保温板设有嵌装槽，所述接线盒嵌装在所述嵌装槽内，且所述嵌装槽与出线口连通，所述接线盒通过出线口与外部线缆电连接。
优选地，所述晶硅光伏封装组件的重量不超过2kg/cm2，且其厚度不超过 30mm。
优选地，所述保温板的表面设有凹槽，用于提高所述背面封装层与所述保温板的贴合稳固性和整体结构的刚性。
需要说明的是，本实用新型涉及的晶硅光伏封装组件主要是指多晶硅或单晶硅类光伏封装组件或与晶体硅具有类似发电效果以及封装结构的光伏封装组件，进一步来说，晶硅电池串层在具体排列结构以及电引流形式(例如栅线)上可以采用现有技术中的任意一种，这些都属于本领域技术人员的公知常识或常规技术手段，本申请对此没有特别限定。
本实用新型涉及的保温板可以直接采用在建筑领域所应用的现有保温板，保温板也可以为复合层结构，本申请对此没有必要特征限定之处；进一步地，保温板与建筑屋顶或建筑墙体的基面之间的安装技术可以直接采用现有技术，具体可以采用典型的粘胶贴合技术，也可以采用其他固定安装技术，本申请对此也没有必要特征限定之处。
本实用新型涉及的建筑屋顶的基面可以为混凝土硬质基面或现有技术中其他建筑屋顶基面，建筑墙体的基面可以为砖墙硬质基面或混凝土硬质基面或现有技术中其他建筑墙体基面，这些不是本申请的创新内容，因此不再做具体展开说明。
本实用新型打破了现有技术思维定势，避免彩钢板的耗用，将晶硅光伏封装组件的背面封装层直接贴合在保温板的表面，实现了对晶硅类光伏组件与保温板直接一体集成，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，极大程度地简化了晶硅类光伏组件的安装工序，本申请人经过检测，本实用新型提出的光伏保温建材可以同时满足光伏产品的标准要求以及建筑保温板的性能要求，可以直接作为适于批量生产的绿色环保节能建材，有力推进了BIPV的应用进程。
本实用新型还提出了一种光伏保温建筑发电系统，将由晶硅类光伏组件与保温板直接一体集成的光伏保温板作为建筑屋顶或建筑墙体的表层结构，同时实现建筑保温以及光伏发电的功能，安装结构简单，成本低，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，属于真正意义上的BIPV产品。
本实用新型还进一步优选地将接线盒嵌装在保温板内部，同时设置出线口结构，利于相邻晶硅光伏封装组件的接线盒之间的走线连接，不仅利于整体光伏保温建筑发电系统的外观，不会影响受光面积，而且可以对接线盒进行有效防护，确保接线盒的使用寿命。
附图说明
附图1是本实用新型实施例1中光伏保温建材10的结构示意图；
附图2是图1的爆炸结构示意图；
附图3是图1的截面示意图；
附图4是本实用新型实施例1中光伏保温建筑发电系统100的结构示意图；
附图5是本实用新型实施例1中另一种实施方式下的光伏保温建筑发电系统100的结构示意图；
附图6是图5的爆炸结构示意图；
附图7是本实用新型实施例2中光伏保温建筑发电系统200的结构示意图；
附图8是本实用新型实施例2中光伏保温板20的爆炸结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种光伏保温建材，包括晶硅光伏封装组件和保温板，其中，晶硅光伏封装组件包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于晶硅电池片封装的受光面封装层和背面封装层，晶硅电池串层通过接线盒与外部电连接，其中，背面封装层直接贴合在保温板的表面，其中，接线盒位于受光面封装层，或，接线盒位于背面封装层且接线盒嵌装在保温板内。
本实用新型实施例还公开了一种光伏保温建筑发电系统，包括安装位于建筑屋顶或建筑墙体的若干光伏保温板，各光伏保温板包括保温板和直接贴合在保温板表面的晶硅光伏封装组件；其中，保温板固定设置在建筑屋顶或建筑墙体的基面上，晶硅光伏封装组件作为建筑屋顶或建筑墙体的外表面层，且与其相邻的晶硅光伏封装组件电连接。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例1：请参见图1、图2和图3所示，一种光伏保温建材10，包括晶硅光伏封装组件11和保温板12，其中，晶硅光伏封装组件11(图未示出) 包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于晶硅电池串层封装的受光面封装层和背面封装层；
优选地，晶硅光伏封装组件11的重量不超过2kg/cm2，且其厚度不超过 30mm；具体优选地，在本实施方式中，晶硅光伏封装组件11的重量不超过1kg/cm2，且其厚度不超过15mm，受光面封装层和背面封装层均采用柔性复合膜层材料，具体可以采用本申请人的在先封装材料技术：CN201610685536.0、 CN201610685240.9以及CN201610927464.6，厚度薄且重量轻，可以完全满足光伏产品的标准要求；
优选地，保温板12呈长方型形状或正方型形状，其表面面积范围为 0.1-10m2；保温板12采用岩棉或玻璃棉或泡棉或泡沫板或聚苯板或聚氨酯板或发泡PVC板或发泡PET板，还可以采用现有建筑领域用的其他保温材料；具体优选地，在本实施方式中，保温板12呈长方型形状，其表面面积为1.7m2，晶硅光伏封装组件11的面积根据保温板的表面面积对应设置，利于两者之间的完整贴合度；在实施时，申请人建议根据晶硅光伏封装组件11的面积来切割确定保温板12的面积；
在本实施方式中，晶硅电池串层11通过接线盒13与外部电连接，其中，晶硅电池串层11的背面封装层直接贴合在保温板12的表面，接线盒13位于晶硅电池串层11的受光面封装层；优选地，在本实施方式中，背面封装层通过胶带或胶黏剂(图未示出)直接贴合在保温板12的表面，具体在实施时，可以采用丁基胶带或阻燃胶黏剂或具有导热效果的胶黏剂等，本实施例对具体贴合胶材料没有特别限定，只要确保晶硅电池串层11的背面封装层与保温板12能够实现良好的贴合效果即可；进一步优选地，在本实施方式中，保温板12的表面设有凹槽12a，在保温板12与晶硅电池串层11贴合时，可以有效提高贴合表面面积，增加填胶量，因此用于提高晶硅电池串层11的背面封装层与保温板12的贴合稳固性和整体结构的刚性，而且凹槽12a结构还可以有利于对晶硅电池串层11的导热效果；
在本申请其他实施方式中，也可以直接采用热塑胶膜将本实施例的背面封装层直接贴合在保温板12的表面，具体贴合设备可以采用热压复合机，实现更高效率的贴合工艺；热塑胶膜的材料可以为EVA膜、POE膜或PVB膜，也可以选用其他合适的热塑胶膜材料，这些均不作为对本实施例权利范围的限定；
本实施例如上所述的光伏保温建材10可以应用于建筑屋顶或建筑墙体中，具体可以得到一种建筑屋顶，包括屋顶基面，屋顶基面上设有如本实施例以上所述的光伏保温建材，保温板设置在屋顶基面上，晶硅光伏封装组件作为建筑屋顶的外表面层；也可以得到一种建筑墙体，包括墙体基面，墙体基面上设有如本实施例以上所述的光伏保温建材，保温板设置在墙体基面上，晶硅光伏封装组件作为建筑墙体的外表面层。
具体优选地，请进一步参见图4所示，本实用新型还提出了一种光伏保温建筑发电系统100，包括安装位于建筑屋顶或建筑墙体的若干光伏保温板 10(图示出两排并行排列光伏保温板10，每排光伏保温板10采用串接)，光伏保温板10具体采用本实施例如上所述的光伏保温建材，具体在实施时，光伏保温板10的排列分布可以根据所应用的建筑屋顶或建筑墙体的基面形状以及晶硅光伏封装组件的串并联电输出的实际需要来具体设定，针对不同应用建筑工程所作出的光伏保温板的排列分布形式是多样的，这些都是本领域技术人员基于本申请的记载方案可作出的常规技术手段，本实施例不再一一例举说明；
各光伏保温板10包括保温板12和直接贴合在保温板12表面的晶硅光伏封装组件11；其中，保温板12固定设置在建筑屋顶或建筑墙体的基面(图未示出)上，晶硅光伏封装组件11作为建筑屋顶或建筑墙体的外表面层，且与其相邻的晶硅光伏封装组件11电连接；具体地，在本实施方式中，位于受光面封装层的接线盒13与其相邻的接线盒13通过线缆13a正负电连接；
优选地，在本实施方式中，保温板12与其相邻的保温板12采用卡合拼接结构；保温板12两侧分别设有卡槽12b和凸条12c，与其相邻的保温板12 设有与卡槽12b、凸条12c对应卡合拼接的凸条12c和卡槽12b。
请进一步参见图5和图6所示，在本申请另一实施方式中，保温板12与其相邻的保温板12通过连接插件14实现卡合拼接；更优选地，连接插件14 采用具有导热效果的铝型材连接插件，铝型材连接插件不仅作为两个相邻保温板12之间的卡合拼接，同时还可以实现对晶硅光伏封装组件11的导热；为了进一步利于对晶硅光伏封装组件11的导热，还可以在保温板12内部设置导热路径(图未示出)，具体可以采用与外部连通的导热槽或导热孔，在确保对建筑屋顶或建筑墙体的保温性能的同时，可以实现对晶硅光伏封装组件 11的导热，当然地，这些导热结构属于本申请的优选结构，不属于必要结构，这是由于保温板本身具有对晶硅光伏封装组件11的保温功能，不会对晶硅光伏封装组件的发电效率造成明显负面影响。
实施例2:本实施例2的技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例2 中，请参见图7和图8所示，本实施例2提出了一种光伏保温建筑发电系统 200，包括安装位于建筑屋顶或建筑墙体的若干光伏保温板20，其接线盒23 位于晶硅光伏封装组件21的背面封装层，保温板22设有嵌装槽25，接线盒 23嵌装在嵌装槽25内，且嵌装槽25与出线口26连通，接线盒23通过出线口26与其相邻的接线盒23正负电连接连接；本实施例2提出将接线盒23嵌装在保温板22内部，同时设置出线口26结构，利于相邻晶硅光伏封装组件 21的接线盒23之间的走线连接，不仅利于整体光伏保温建筑发电系统200的外观，不会影响受光面积，而且可以对接线盒23进行有效防护，确保接线盒 23的使用寿命，属于本实用新型的更优选方案。
本申请人对实施例1和实施例2分别进行安装实施应用，发现其在安装结构强度(包括抗风阻能力)具有良好表现，同时满足光伏标准要求以及建筑保温要求，避免采用现有技术中彩钢板、紧固件等安装结构的耗用，极大程度地简化了晶硅类光伏组件的安装工序，可以直接作为适于批量生产的绿色环保节能建材，有力推进了BIPV的应用进程。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种光伏保温建材，其特征在于，包括晶硅光伏封装组件和保温板，所述晶硅光伏封装组件包括位于中间的晶硅电池串层，以及分别用于所述晶硅电池片封装的受光面封装层和背面封装层，所述晶硅电池串层通过接线盒与外部电连接，其中，所述背面封装层直接贴合在所述保温板的表面，所述接线盒位于所述受光面封装层，或，所述接线盒位于所述背面封装层且所述接线盒嵌装在所述保温板内。
2.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述背面封装层通过胶带或胶黏剂或热塑胶膜直接贴合在所述保温板的表面。
3.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述保温板的表面设有凹槽，用于提高所述背面封装层与所述保温板的贴合稳固性和整体结构的刚性。
4.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述保温板设有用于接线盒嵌装配合的嵌装槽，且所述嵌装槽与出线口连通，所述接线盒通过出线口与外部线缆电连接。
5.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述晶硅光伏封装组件的重量不超过2kg/cm2，且其厚度不超过30mm。
6.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述受光面封装层和/或背面封装层采用柔性复合膜层材料。
7.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述保温板采用岩棉或玻璃棉或泡棉或泡沫板或聚苯板或聚氨酯板或发泡PVC板或发泡PET板。
8.根据权利要求1所述的光伏保温建材，其特征在于，所述保温板呈长方型形状或正方型形状，其表面面积范围为0.1-10m2。
9.一种建筑屋顶，包括屋顶基面，其特征在于，所述屋顶基面上设有如权利要求1-8之一所述的光伏保温建材，所述保温板设置在所述屋顶基面上，所述晶硅光伏封装组件作为建筑屋顶的外表面层。
10.一种建筑墙体，包括墙体基面，其特征在于，所述墙体基面上设有如权利要求1-8之一所述的光伏保温建材，所述保温板设置在所述墙体基面上，所述晶硅光伏封装组件作为建筑墙体的外表面层。
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