CN213817643U - 一种新型平铺式发电建筑单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型平铺式发电建筑单元，属于光伏发电领域，包括外框、设置在外框内的保温层和方管以及固定在外框外的光伏组件，方管用于与建筑构架连接，光伏组件和保温层之间设有用于散热的通风通道。利用本实用新型的发电建筑单元能够将光伏组件与建筑构架深度结合，起到防护、隔声、保温、隔热的作用，解决了光伏组件内部发热部件的散热问题，光伏组件既是建筑的外饰面层，为建筑提供安全保护和艺术外观，也是分布式电站，为建筑提供光伏电能，而且从室内看是平整的墙体，更加美观，本实用新型有效地实现了一体化制造和一体化安装，施工过程简单快捷。

Description

一种新型平铺式发电建筑单元

技术领域

本实用新型属于光伏发电领域，具体是一种能与建筑构架结合为一体的新型平铺式发电建筑单元。

背景技术

薄膜太阳能电池具有良好的弱光（散射）效应、较低的温度系数和长期不衰减、颜色可调、柔性化、抗局部灰尘遮挡以及几乎免维护等特性，因而发电性能好、发电稳定。同时，它还具有生产工艺简单、无污染等优势。因此，薄膜太阳能电池非常符合“光伏建筑一体化”的应用实施，尤其适合光伏方阵与建筑的结合，特别是与建筑屋面的结合。

而现有的应用于建筑的光伏组件，大多存在散热慢、发电效率不高等问题，一般是通过建筑本身的隔热层，或者光伏组件盖板玻璃采用低辐射玻璃来使建筑物达到保温、隔热等作用，间接增加了光伏建筑的成本。而且，现有技术中的光伏建筑，其施工安装过程也较为繁琐。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种新型平铺式发电建筑单元，能够将光伏组件与建筑构架深度结合，起到防护、隔声、保温、隔热的作用，解决了光伏组件内部发热部件的散热问题，光伏组件既是建筑的外饰面层，为建筑提供安全保护和艺术外观，也是分布式电站，为建筑提供光伏电能，而且从室内看是平整的墙体，更加美观，本实用新型有效地实现了一体化制造和一体化安装，施工过程简单快捷。

本实用新型采用如下技术方案：一种新型平铺式发电建筑单元，包括外框、保温层、纵方管、横方管和光伏组件，其中纵方管用于与建筑构架连接，横方管用于保持安装的平整性，纵方管和保温层都固定在外框内，外框远离保温层的一侧的外壁上还固定有横方管，横方管与纵方管相垂直，光伏组件通过背轨和压块固定在横方管上，光伏组件与外框之间形成用于散热的通风通道。

本实用新型的构件单元能够将光伏组件与建筑构架深度结合，并起到防护、隔声、保温、隔热的作用，解决了光伏组件内部发热部件的散热问题，避免光伏组件发热导致的安全问题，降低光伏组件发热对发电效率产生的影响。光伏组件既是建筑的外饰面层，为建筑提供安全保护和艺术外观，也是分布式发电站，为建筑提供光伏电能。同时满足相应BIPV技术标准和工程技术规范，实现一体化设计、一体化制造和一体化安装的目的，从而实现技术、工艺、结构等方面完全意义上的一体化。而且从室内看是平整的墙体，更加美观。

优选地，所述的光伏组件为铜铟镓硒或碲化镉薄膜太阳能电池组件。

优选地，所述的背轨为不锈钢材质，呈“W”型，背轨通过结构胶与光伏组件连接，通过W形压块和螺栓与横方管固定。背轨的位置根据需求可以微调，适合压块和滑入式轨道安装，改变W型压块的尺寸，可以调整光伏组件与相邻光伏组件之间的距离，范围在1～2 cm，以满足通风散热的需要。而且由于相邻光伏组件之间也能够散热，就可以适当缩小光伏组件与外框之间的距离，将整个构件单元的厚度压缩到合适的尺寸，还有利于减少材料使用和空间占用，适用于不同纬度的地区。大面积构件通过型材控制和背轨安装精度控制，可以实现<3 mm的平整度。

优选地，外框的下端还固定有用于承受光伏组件重量的L型托架，L型托架与光伏组件之间有软质材料隔离，避免坚硬的金属直接与光伏组件接触，同时L型托架暴露在外表面，又与铝合金框架连接，具有更好的避雷效果。

优选地，外框的上下两端都安装有穿孔铝板，穿孔铝板的边缘与光伏组件端头之间留有通气间隙，穿孔铝板的凹陷区的空间与光伏组件与外框间的间距相通，穿孔铝板的穿孔率为60%～85%。

优选地，所述的保温层由金属板和保温材料组成，其中保温材料包裹在两层金属板之间。外框的接缝处填充密封胶作防水和气密性密封。

优选地，所述的构件背面设有避雷点，构件与构件之间的避雷点用铜导线连接。

优选地，所述的外框、横方管、纵方管、金属板、铜导线及光伏线缆表面都涂覆有防火材料，使整个构件单元具有良好的防火特性。

本实用新型的新型平铺式发电建筑单元制作方便、造价低廉、外表美观，兼具BIPV及BAPV的优势，不仅可以作为建筑围护结构的一部分，节约建筑材料，节能环保，降低建筑成本；而且从室内看是平整的墙体，可以像BAPV建筑一样，对室内墙面进行装饰装修，提高室内美观度。同时，采用弱光性能优异的薄膜太阳能电池作为光伏组件层材料，可降低墙面弱光照强度对转换效率的影响，构件中通风通道的设计可以带走光伏组件光电转换过程中产生的热量，防止降低光伏组件发热对发电效率的影响。

附图说明

图1是本实用新型的新型平铺式发电建筑单元的正向结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”“左”、“右”是基于图面方向定义的，使用的术语“第一”、“第二”等是为了区分一个要素与另一个要素，不具有顺序性和重要性。

一种新型平铺式发电建筑单元，如图1—3所示，包括外框100、横方管101、纵方管105、保温层300和光伏组件200，外框100是由铝合金型材围成的密闭空间，外框100的接缝处用密封胶104密封。保温层300由金属板和保温材料组成，其中保温材料包裹在两层金属板之间，保温层300的厚度可根据需要灵活调节，保温层300安装在外框100内。横方管101用于与建筑构架连接，横方管101通过螺钉固定在外框100内。外框100远离保温层300的一侧的外壁上固定有纵方管105，纵方管105与横方管101相垂直，纵方管105用于保持整个构件单元安装时的平整度，所述的光伏组件200为铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池组件，具体实施过程中，也可以根据需要选择碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池组件，光伏组件200通过结构胶203固定在“W”型背轨201上，背轨201通过W形压块202和螺栓204固定在纵方管105上，背轨201的位置根据需求可以微调，适合W形压块202和滑入式轨道安装，改变W型压块202的尺寸，可以调整光伏组件200与相邻光伏组件200之间的距离，范围在1～2 cm，以满足通风散热的需要。大面积构件通过型材控制和背轨安装精度控制，可以实现<3 mm的平整度。

光伏组件200与外框100之间形成用于散热的通风通道400，光伏组件200与外框100的边缘之间留有空隙，外框100的上下两端都安装有穿孔铝板102，穿孔铝板102的边缘与光伏组件200端头之间留有通气间隙，穿孔铝板102凹陷区的空间与光伏组件200与外框100间的间距相通，穿孔铝板的穿孔率为60%～85%。空气可以通过下端的空隙和穿孔进入通风通道400中，再经上端的空隙和穿孔流出，形成空气流通路径401。而且由于光伏组件200与相邻的光伏组件200之间也能够通风散热，就可以适当缩小光伏组件200与外框300之间的距离，即缩小通风通道400的尺寸，将整个构件的厚度压缩到合适的尺寸，有利于减少材料使用和空间占用，适用于不同纬度的地区。

为了更好地支撑光伏组件200，在外框100的下端还固定有用于承受光伏组件200重量的L型托架103，L型托架103与光伏组件200之间有软质材料隔离，避免坚硬的金属与光伏组件200直接接触，同时L型托架103暴露在外表面，又与外框100直接连接，具有更好的避雷效果。

构件单元所含的外框100、横方管101、纵方管105、金属板及用于光伏组件接线的线缆表面都涂覆有防火材料，整体具有良好的防火特性。

本实用新型的发电建筑单元在安装施工时只需要将横方管101与建筑构架固定起来即可，安装方便、快捷。

本实用新型的新型平铺式发电建筑单元，每个光伏组件都有一套空气进出通道，能够带走该光伏组件产生的热量，从而避免热量聚集，而且不需要在构件内部设置专门的通风管道，既降低了构件成本，又减轻了构件整体重量。而且安装时只需将横方管与建筑构架直接固定即可，方便、快捷，降低施工难度，缩短施工期限。由于横方管位于保温层外侧，从室内看是平整的墙体，更加美观，还可以像BAPV建筑一样，对室内墙面进行装饰装修，提高室内美观度。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (7)

1.一种新型平铺式发电建筑单元，包括外框、保温层、纵方管、横方管和光伏组件，其中纵方管用于与建筑构架连接，其特征在于：纵方管和保温层都固定在外框内，外框远离保温层的一侧的外壁上还固定有横方管，横方管与纵方管相垂直，光伏组件通过背轨和压块固定在横方管上，光伏组件与外框之间形成用于散热的通风通道。

2.根据权利要求1所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：所述的光伏组件为铜铟镓硒或碲化镉薄膜太阳能电池组件。

3.根据权利要求1或2所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：所述的背轨为不锈钢材质，呈“W”型，背轨通过结构胶与光伏组件连接，并通过W形压块和螺栓与横方管固定。

4.根据权利要求1或2所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：外框的下端还固定有用于承受光伏组件重量的L型托架，L型托架与光伏组件之间有软质材料隔离。

5.根据权利要求1或2所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：外框的上下两端都安装有穿孔铝板，穿孔铝板的边缘与光伏组件端头之间留有通气间隙，穿孔铝板的凹陷区的空间与光伏组件与外框间的间距相通，穿孔铝板的穿孔率为60%～85%。

6.根据权利要求1或2所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：所述的保温层由金属板和保温材料组成，其中保温材料包裹在两层金属板之间。

7.根据权利要求1或2所述的新型平铺式发电建筑单元，其特征在于：所述的外框的接缝处填充密封胶。

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