CN215167266U - 一种一体装配式光伏复合屋面 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体装配式光伏复合屋面，其中，所述一体装配式光伏复合屋面包括屋面底板瓦和光伏部件，所述屋面底板瓦铺设于屋顶上；所述光伏部件设于所述屋面底板瓦上背离所述屋顶的一侧。本申请的一体装配式光伏复合屋面安装时，将屋面底板瓦连接到屋顶表面上，通过光伏组件和屋面底板瓦有机结合，使一体装配式光伏复合屋面在增加屋面发电功能的前提下，还具备屋面本来的维护功能，这样可以使传统屋面的使用寿命大大延长，保持与光伏组件同寿命，减少更换频率，缩减屋面的综合使用成本。

Description

一种一体装配式光伏复合屋面

技术领域

本实用新型涉及光伏建筑技术领域，特别是涉及一种一体装配式光伏复合屋面。

背景技术

光伏屋面就是在房屋顶部装设光伏发电装置，利用光伏技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排的目标。目前光伏屋面的商业化产品是太阳能光伏电池板，将多个单晶硅或多晶硅发电模块集成在一板架中，整体通过支架支撑在瓦面上。

但是，由于没有进行建筑光伏一体化设计，增加光伏发电装置同样要增加屋面荷载，从而会影响到屋顶的正常使用年限，甚至增加屋顶的更换或者维修频率，导致屋顶的综合使用成本增加。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种一体装配式光伏复合屋面，旨在解决一体装配式光伏复合屋面安装到传统屋顶上时导致屋顶的综合使用成本增加的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种一体装配式光伏复合屋面，其中，所述一体装配式光伏复合屋面包括屋面底板瓦和光伏部件，所述屋面底板瓦铺设于屋顶上；所述光伏部件设于所述屋面底板瓦上背离所述屋顶的一侧。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述屋面底板瓦包括平板部，以及在所述平板部上形成的多个第一凸起部和多个连接部，所述第一凸起部和所述连接部均设于所述平板部朝向所述光伏部件的一侧，所述第一凸起部用于支撑所述光伏部件；所述连接部与所述光伏部件连接，用于固定所述光伏部件。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述一体装配式光伏复合屋面还包括保温层和底板层，所述保温层设置于所述平板部上背离所述光伏部件的一侧，所述底板层设于所述保温层上背离所述平板部的一侧。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述屋面底板瓦还包括在所述平板部上形成的第二凸起部，所述第二凸起部设于所述平板部朝向所述光伏部件的一侧，且所述第一凸起部的高度大于所述第二凸起部的高度；所述第二凸起部上设有连接结构，所述连接结构与所述保温层和所述底板层连接，用于将所述保温层和所述底板层固定在所述平板部上。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述保温层包括岩棉保温层、泡沫保温层、聚氨酯保温层中的一种或多种。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述一体装配式光伏复合屋面还包括缓冲垫，所述缓冲垫设于所述第一凸起部的顶面上。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述光伏部件包括光伏组件、电器件和连接组件，所述连接组件设于所述连接部的顶面上；所述连接组件的内部形成有中空腔室，所述电器件设置在所述中空腔室内；并且所述连接组件设有多组，所述光伏组件设置在相邻的两组所述连接组件之间。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述连接组件包括防水件、两个第一连接件和两个第二连接件，两个所述第一连接件相互背离地设置于所述连接部的顶面上；所述第二连接件设于所述第一连接件背离所述连接部的一端，且所述第二连接件的侧壁上设有安装轨道，所述光伏组件插接在所述安装轨道上；所述防水件固定在两个所述第二连接件之间。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述第一连接件和第二连接件均为铝制连接件。

所述的一体装配式光伏复合屋面，其中，所述光伏组件包括单玻光伏组件与双玻光伏组件中的一种或多种。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：

本申请公开的一体装配式光伏复合屋面不仅包括光伏部件，还在光伏部件上设置了屋面底板瓦，屋面底板瓦具有的刚度和硬度可以增加屋顶的荷载，提高屋顶的结构强度，使传统屋面的使用寿命延长，从而可以更长久地承载光伏部件，增加屋顶的发电效益的同时减少更换屋顶的次数，缩减屋面的综合使用成本；另外，本申请的一体装配式光伏复合屋面增加了屋顶整体的强度后可以上人，不用单独在屋顶上留出检修通道，可以全屋面铺设，提高屋面的利用率。

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中记载的一些实施例，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为本实用新型中一体装配式光伏复合屋面的结构示意图；

图2为本实用新型中一体装配式光伏复合屋面的侧视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图。

其中，10、屋面底板瓦；11、平板部；12、第一凸起部；13、连接部；14、第二凸起部；141、连接结构；20、光伏部件；21、光伏组件；22、电器件；23、连接组件；231、中空腔室；232、防水件；233、第一连接件；234、第二连接件；30、保温层；40、底板层；50、缓冲垫。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。

在人们的日常生活中，电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、人民经济飞跃的主要动力。电能在我们的生活中起到重大的作用。电能，是指使用电以各种形式做功的能力，是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能(水力发电)、热能(火力发电)、原子能(核电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池等)等；随着历史的发展，地球上的化石燃料逐渐被消耗，日渐枯竭，人类已渐渐较多的使用可再生能源来发电，其中光能发电是较为环保的一种方式。

光伏发电也称作太阳能发电，光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电由于具有无环境污染、无枯竭危险、不受资源分布地域的限制以及能源质量高等优点，越来越引起人们的重视。利用太阳能代替常规能源满足建筑物对电力的要求即为太阳能建筑，太阳能建筑将成为住宅产业现代化的发展趋势之一。

但是，在屋面光伏项目中，通常光伏组件是通过一系列连接件连接到屋面体系上，光伏除了增加屋面的发电功能外，没有兼顾屋面本身的功能，屋面的维护功能仍然依靠原来的屋面体系承担，这种传统做法，存在一些弊端：第一，光伏组件不能全屋面铺设，需要留出供检修用的通道，降低了屋面的利用率；第二，在原屋面上直接增加光伏组件的同时，也增加了屋面的恒荷载，一些老厂房改造项目如原设计未留有足够的荷载余量，屋面将无法进行光伏的安装，或者需要投入一定成本进行主体结构的加固，而对于新建项目，由于没有进行建筑光伏一体化设计，增加光伏同样要增加屋面荷载，增加主体结构的荷载及成本；第三，通常金属屋面板的使用寿命仅为10年左右，而光伏组件的寿命为25年，在金属屋面达到使用年限更换的时候，将直接影响光伏的正常使用，需要先拆除光伏板更换屋面板后再重新安装光伏板，来回拆装将大大增加屋面的综合使用成本。

参阅图1，本实用新型申请的一实施例中，公开了一种一体装配式光伏复合屋面，其中，所述一体装配式光伏复合屋面包括屋面底板瓦10和光伏部件20，所述屋面底板瓦10铺设于屋顶上；所述光伏部件20设于所述屋面底板瓦10上背离所述屋顶的一侧。

本申请公开的一体装配式光伏复合屋面不仅包括光伏部件20，还在光伏部件20上设置了屋面底板瓦10，屋面底板瓦10具有的刚度和硬度可以增加屋顶的荷载，提高屋顶的结构强度，使传统屋面的使用寿命延长，从而可以更长久地承载光伏部件20，所以本申请通过将光伏部件20与屋面底板瓦10有机结合，增加屋顶的发电效益的同时减少维修和更换屋顶的次数，具备屋顶本来的维护功能，缩减了屋面的综合使用成本；另外，本申请的一体装配式光伏复合屋面增加了屋顶整体的强度后可以上人，不用单独在屋顶上留出检修通道，可以全屋面铺设，提高屋面的利用率，而且利于屋面的清扫，确保光伏发电效益。

如图2、图3和图4所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述屋面底板瓦10包括平板部11，以及在所述平板部11上形成的多个第一凸起部12和多个连接部13，所述第一凸起部12和所述连接部13均设于所述平板部11朝向所述光伏部件20的一侧，所述第一凸起部12用于支撑所述光伏部件20；所述连接部13与所述光伏部件20连接，用于固定所述光伏部件20。因为地球的经度和纬度的问题，所以太阳光很少垂直于地球表面传播，所以光伏屋顶为了能够尽可能多地吸收和转化太阳能，往往倾斜设置，倾斜设置的一体装配式光伏复合屋面仅靠摩擦力难以固定在屋顶上，所以在平板部上通过钣金加工，设置连接部13将光伏部件20与屋面底板瓦10固定连接起来，只要将屋面底板瓦10稳定设置在屋顶上，光伏部件20就可以稳定长久地被固定在屋顶上，避免滑落；设置连接部13连接光伏部件20，并设置多个第一凸起部12对光伏部件20多处区域起到支撑作用，是为了将光伏部件20与平板部11间隔开，这样方便散热；另外，如果遇到下雨天气，平板部11与光伏部之间的雨水可以迅速流走，减少残留。

如图4所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述第一凸起部12的形状为梯形，所述光伏部件20与所述第一凸起部12上较窄的顶面接触，光伏部件20的重力作用在第一凸起部12上的时候，第一凸起部12的梯形结构可以承受较大的压力，不容易变形，能够维持有效的支撑。

参阅图2，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述一体装配式光伏复合屋面还包括保温层30和底板层40，所述保温层30设置于所述平板部11上背离所述光伏部件20的一侧，所述底板层40设于所述保温层30上背离所述平板部11的一侧。在纬度较高的一些地区，四季温度变化较大，特别是冬天时室外温度非常低，设置保温层30可以隔绝室内环境与室外环境，减少发生在一体装配式光伏复合屋面上的热传递，使得建筑内部温度稳定，适宜人们生活；而底板层40设置在保温层30背离平板部11的一侧，也就是靠近屋顶的一侧，是避免保温层30直接接触屋顶，一是因为屋顶表面往往受到雨打风吹很粗糙，容易刮伤或者损坏保温层30，所以用底板层40将两者隔开；二是将保温层30包裹在底板层40和平板部11之间，减少外界环境的空气或者杂物接触保温层30，防止影响保温层30的保温效果。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述保温层30包括岩棉保温层30、泡沫保温层30、聚氨酯保温层30中的一种或多种。岩棉保温层30、泡沫保温层30和聚氨酯保温层30都是导热系数小的轻质保温材料，不仅可以绝热，减少屋顶的热量散失，同时质量轻，不会对屋顶造成太大负担，有利于延长屋顶的使用寿命。

如图4所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述屋面底板瓦10还包括在所述平板部11上形成的第二凸起部14，所述第二凸起部14设于所述平板部11朝向所述光伏部件20的一侧，且所述第一凸起部12的高度大于所述第二凸起部14的高度；所述第二凸起部14上设有连接结构141，所述连接结构141与所述保温层30和所述底板层40连接，用于将所述保温层30和所述底板层40固定在所述平板部11上。为了让保温层30和底板层40与屋面底板瓦10保持更加稳固的连接，设置连接结构141可以使一体装配式光伏复合屋面的结构整体性更强，不易解体，便于减少安装一体装配式光伏复合屋面的步骤，可以快速完成组装。本实施例中的连接结构141具体可以是螺钉与螺母的配合方式，通过在平板部11上设置一个通孔，在通孔中安装螺钉，贯穿保温层30和底板层40，然后在底板层40背离保温层30的一侧设置螺母与穿出的螺钉螺接，拧紧螺钉后完成连接；当然了，根据一体装配式光伏复合屋面的面积和形状可以选择设置多个通孔、多个螺钉和多个螺母，在一体装配式光伏复合屋面的各个区域均匀设置连接结构141，提高一体装配式光伏复合屋面的整体稳定性。当然了，在本实施例的其他实施方式中，使用卡接、磁接、粘接等等其他类型的连接结构141也可以产生同样的效果。

具体的，设置第二凸起部14承载连接结构141，连接结构141的安装位置与平板部11处于不同平面上，如果本实施例中，连接结构141安装在平板部11上，那么平板部11上的通孔容易产生渗水现象，导致雨水进入保温层30，雨水长期存留在保温层30内可能会产生腐蚀，对一体装配式光伏复合屋面产生催毁，影响一体装配式光伏复合屋面的正常使用；而连接结构141的安装位置更高，这样当雨水天平板部11上有雨水流过的时候就不会漫到连接结构141上；另外，所述第一凸起部12的高度大于所述第二凸起部14的高度，则第二凸起部14上设置的连接结构141因为高度原因减少接触光伏部件20的可能，避免光伏部件20与连接结构141之间的摩擦碰撞，保护一体装配式光伏复合屋面结构的完整性。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述一体装配式光伏复合屋面还包括缓冲垫50，所述缓冲垫50设于所述第一凸起部12的顶面上。因为一体装配式光伏复合屋面设置在建筑的屋顶上，所以天气变化的时候经常会受到大风吹袭，会使光伏部件20不可避免地产生震动，所以为了减少第一凸起部12与光伏部件20的碰撞，设置缓冲垫50，缓冲垫50可以是海绵、泡沫、棉花、橡胶等等种类的垫片，光伏部件20产生震动时接触缓冲垫50，缓冲垫50通过自身的缓冲性能缓解光伏部件20的震动冲击力，降低一体装配式光伏复合屋面被大风吹坏的风险。

如图2和图3所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述光伏部件20包括光伏组件21、电器件22和连接组件23，所述连接组件23设于所述连接部13的顶面上；所述连接组件23的内部形成有中空腔室231，所述电器件22设置在所述中空腔室231内；并且所述连接组件23设有多组，所述光伏组件21设置在相邻的两组所述连接组件23之间。建筑的屋顶往往面积较大，少则几十平方，多则几百平方，而光伏组件21为薄板形状，所以很难一次性做出覆盖整个建筑屋顶的光伏组件21，只能使用组装多块光伏组件21的方式；光伏组件21一般制造切割为四边形，光伏组件21阵列排布在屋顶上时，在光伏组件21的四周设置连接组件23，相邻两组连接组件23对光伏组件21上相对的两条侧边进行固定，在多个光伏组件21的拼接缝中设置连接组件23，既固定了光伏组件21，又尽可能地避免了对光伏组件21的遮挡，在光伏组件21上留出尽可能多的有效吸光面积进行光能转换，提高一体装配式光伏复合屋面的发电效益；另外，光伏组件21将光能转换成电能后需要输出，所以设置电器件22(比如电缆)是必不可少的，本实施例中在连接组件23内部设置中空腔室231用于安装电器件22，一是保护电器件22，防止电器件22暴露在屋顶上，减少漏电、断线等故障发生的几率；二是限制电器件22的走线，防止电器件22遮挡光伏组件21。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述连接组件23包括防水件232、两个第一连接件233和两个第二连接件234，两个所述第一连接件233相互背离地设置于所述连接部13的顶面上；所述第二连接件234设于所述第一连接件233背离所述连接部13的一端，且所述第二连接件234的侧壁上设有安装轨道，所述光伏组件21插接在所述安装轨道上；所述防水件232固定在两个所述第二连接件234之间。平板部11上的连接部13为底面，两个第一连接件233为两个侧面，然后用防水件232连接两个第二连接件234形成顶面，这样就构成了中空腔室231的四个面，将电器件22完全包裹，与外界隔绝，起到良好的保护作用；第一连接件233与连接部13之间的连接方式可以使用焊接、螺接、卡接、插接等等方式中的一种或多种；第二连接件234的两侧与光伏组件21的侧边抵接，为了防止光伏组件21的起伏，设置安装轨道，轨道的上下壁卡住光伏组件21，使光伏组件21稳定在连接组件23上，为了更加稳定，可以在插接的同时使用密封胶粘接；当然了，在本实施例的其他实现方式中，第二连接件234的侧壁也可以与光伏组件21的侧壁选择磁吸连接，或者卡接，或者粘接等等连接方式，都可以提高对光伏组件21的固定效果。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述第一连接件233和第二连接件234均为铝制连接件。铝制连接件首先成本较低，便于获得；其次铝金属的延展性较好，方便加工成各种形状，有利于制成本实施例中的异型连接件。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述光伏组件21包括单玻光伏组件21与双玻光伏组件21中的一种或多种。

本实用新型公开的一体装配式光伏复合屋面集屋面瓦功能和光伏发电功能于一体，同时，屋面底板瓦10的第一凸起部12给光伏部件20提供了密勒支撑，提高了一体装配式光伏复合屋面的刚度，满足一体装配式光伏复合屋面的上人要求，同时在屋面底板瓦10和光伏部件20之间形成了通风散热空间，空气可以实现从平板部11的低点吸入高点排出的主动循环，可以很好的保证一体装配式光伏复合屋面的散热，降低光伏发电的温度，确保发电效率，延长使用寿命，大大提高了一体装配式光伏复合屋面的综合性能。另外，本实用新型中的一体装配式光伏复合屋面重量轻，不增加传统屋面的荷载；一体装配式光伏复合屋面整体采用双层防排水、保温设计，防水、排水、隔热保温性能更好，降低了屋面系统的造价。最后，此屋面体系整体结构受力明确合理，减少了传统复合屋面的层间副檩条支架结构，减少了屋面重量、节省了成本、降低了结构高度，增强了屋面整体的强度和刚度。

对于新建屋面，直接在屋顶上先铺设屋面底板瓦10，屋面底板瓦10通过自攻钉连接到屋顶上，然后先将连接第一连接件233与光伏组件21通过结构对接组合，再通过连接第一连接件233与屋面底板瓦10连接，最后进行防水件232安装，形成整个屋面系统。

对于老厂房改造屋面，需首先拆除原屋面瓦，只保留屋面檩条部分，然后进行一体装配式光伏复合屋面的安装。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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)

1.一种一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，包括屋面底板瓦和光伏部件，所述屋面底板瓦铺设于屋顶上；所述光伏部件设于所述屋面底板瓦上背离所述屋顶的一侧；

所述屋面底板瓦包括平板部，以及在所述平板部上形成的多个第一凸起部和多个连接部，所述第一凸起部和所述连接部均设于所述平板部朝向所述光伏部件的一侧，所述第一凸起部用于支撑所述光伏部件；所述连接部与所述光伏部件连接，用于固定所述光伏部件。

2.根据权利要求1所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述一体装配式光伏复合屋面还包括保温层和底板层，所述保温层设置于所述平板部上背离所述光伏部件的一侧，所述底板层设于所述保温层上背离所述平板部的一侧。

3.根据权利要求2所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述屋面底板瓦还包括在所述平板部上形成的第二凸起部，所述第二凸起部设于所述平板部朝向所述光伏部件的一侧，且所述第一凸起部的高度大于所述第二凸起部的高度；

其中，所述第二凸起部上设有连接结构，所述连接结构与所述保温层和所述底板层连接，用于将所述保温层和所述底板层固定在所述平板部上。

4.根据权利要求2所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述保温层包括岩棉保温层、泡沫保温层、聚氨酯保温层中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述一体装配式光伏复合屋面还包括缓冲垫，所述缓冲垫设于所述第一凸起部的顶面上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述光伏部件包括光伏组件、电器件和连接组件，所述连接组件设于所述连接部的顶面上；所述连接组件的内部形成有中空腔室，所述电器件设置在所述中空腔室内；并且所述连接组件设有多组，所述光伏组件设置在相邻的两组所述连接组件之间。

7.根据权利要求6所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述连接组件包括防水件、两个第一连接件和两个第二连接件，两个所述第一连接件相互背离地设置于所述连接部的顶面上；所述第二连接件设于所述第一连接件背离所述连接部的一端，且所述第二连接件的侧壁上设有安装轨道，所述光伏组件插接在所述安装轨道上；所述防水件固定在两个所述第二连接件之间。

8.根据权利要求7所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件均为铝制连接件。

9.根据权利要求6所述的一体装配式光伏复合屋面，其特征在于，所述光伏组件包括单玻光伏组件与双玻光伏组件中的一种或多种。

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