TWI764285B - 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材 - Google Patents

一種具有太陽能安全發電功能的光電建材

Info

Publication number
TWI764285B
TWI764285B TW109132612A TW109132612A TWI764285B TW I764285 B TWI764285 B TW I764285B TW 109132612 A TW109132612 A TW 109132612A TW 109132612 A TW109132612 A TW 109132612A TW I764285 B TWI764285 B TW I764285B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
building material
roof
optoelectronic
photovoltaic
building
Prior art date
Application number
TW109132612A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202203577A (zh
Inventor
陳宗欣
小林永芳
劉克濤
李章裕
Original Assignee
新加坡商新加坡尚榀新能源科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新加坡商新加坡尚榀新能源科技有限公司 filed Critical 新加坡商新加坡尚榀新能源科技有限公司
Publication of TW202203577A publication Critical patent/TW202203577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI764285B publication Critical patent/TWI764285B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/049—Protective back sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本發明係一種具有太陽能安全發電功能的光電建材(簡稱光電建材)，該光電建材本身即可作為建材使用，且可直接安裝於建築的固定部，如屋頂、牆面、構築物表面裝飾材料，並符合防水、防火、可承重、耐用及隔熱等建築性能要求。本發明若被安裝於屋頂時，可在屋脊高處設置自動噴淋裝置，實現自動灑水冷卻和屋面清潔之功能，且經由輔助裝置係可強化屋頂的抗強風能力，在強風颱風地區可確保安全。

Description

一種具有太陽能安全發電功能的光電建材
本發明係關於一種具有發電建材的技術領域，尤指一種防水、防火、可承重、耐用及隔熱，符合建材性能要求，且可配合自動噴淋裝置同時實現自動灑水冷卻和屋面清潔之功能的太陽能安全發電功能的光電建材。
習知技術之太陽光電模組的構成由前板玻璃、前乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)膠膜、晶矽太陽能電池、後 EVA膠膜、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)背板，經組裝層壓後，加上鋁合金型材邊框，構成了傳統的太陽光電模組產品。而雙面玻璃模組則是將PET背板更換為玻璃背板。
目前市場上各類所謂建材一體型太陽光電(BIPV，Building Integrated Photovoltaic)的模組產品，在設計時仍然是以太陽光電發電為主要目的，其次才思考如何與現有建築安裝結合。其中，透過調整傳統模組產品的短邊框的形式，便於模組產品可以上下搭接的邊框元件，搭配在模組的下方安裝導水槽，將現有模組技術安裝在導水槽上方，形成所謂的建材一體型太陽光電系統。實質上，這是屬於建築附加型太陽光電(Building Attached Photovoltaic，BAPV)的產品，無法真正取代屋頂。此類目前主要的應用模式，卻被人們稱呼為是BIPV產品。但實際上這些修改型產品沒有屋頂建築材料需要具備的基本功能：防水、防火、可承重、耐用及隔熱等基本要求。
另外，以陶土或複合材料成型的小型瓦片，每塊瓦片大約裝配2至6片太陽能電池，形成小尺寸的太陽光電瓦片，以代替傳統的琉璃瓦或陶土瓦片，但仍是傳統太陽能的高壓直流系統，且每片串連，使用許多電源接頭，易因風吹日曬雨淋而鬆脫甚至短路造成火災。小型的太陽光電瓦片無法應用於大型低坡度屋頂，缺乏通用性，只能用於代替傳統的琉璃瓦或陶土瓦片的屋頂，此類屋頂坡度較大(20至30%以上)，與一般低坡度的工業或商業屋頂(坡度約5至10%)無法搭配，難以應用在此類屋頂，且成本較高，每平方米安裝容量小，約30至40瓦特/每平方公尺(W/m2 )，難以保證投資效益。
然而在實際使用中發現，這些傳統的建材一體型太陽光電產品或系統，均存在以下幾個問題：
1、防水效果不佳。傳統模組搭配導水槽的安裝方式，無法形成封閉的屋頂結構，在大風大雨時，模組與導水槽間的縫隙仍然會漏水，無法從根本上阻止雨水的進入，從屋面結構體系上未形成封閉體系，無法防潮，難以阻止室外水氣進入屋頂內部。
2、材料及結構不符合消防認證要求。傳統模組的背板為有機材料，加上EVA和電池，均為可燃材料，安裝於屋頂內側，存在著消防安全的隱憂，這樣的產品和屋頂系統目前均無法通過消防驗收標準。同樣的雙面玻璃模組因其背板為玻璃，依然無法滿足防火材料要求。
3、不能承重。屋頂一般要求活荷載應不小於30公斤/平方公尺(kg/m2 )，即人可以在屋頂上行走，便於屋頂檢修。如彩鋼瓦要求的活荷載標準為35kg/m2 。但傳統模組不能承受人的重量，均布荷載只有考慮20kg/m2 的風壓力荷載。模組內部的結構也無法承受人在上行走的壓力。因此，需要另外在屋頂安裝或保留檢修通道，造成屋頂面積利用率低，每平方米實際安裝容量大約在100至120W/m2 。
隨著太陽光電分散式應用和屋頂太陽光電系統的高速發展，一般的模組產品改良技術無法達到屋頂防水、防火、可承重、耐用及隔熱等方面的功能要求，難以符合屋頂建築材料的需求。
習知技術之傳統太陽光電模組電池均採用串聯方式，當模組有陰影遮擋時，串聯線路中被遮蔽的電池會由發電單元變為耗電單元，消耗其它電池產生的電力並發熱，即所謂的熱斑效應(Hot Spot effect)，嚴重時會達到高溫引發火災。
習知技術之傳統太陽能發電直流引出線路均採用模組下方出線方式，即在太陽光電模組下方引出直流線路並進行連結，所有的連結頭均暴露在太陽光電模組與屋面之間的空間內，容易形成高壓直流電弧，易引發火災。
習知技術之太陽能發電直流引出線路透過數十片太陽光電模組疊加成高壓直流，直流電壓可達到1,000伏特(V)或1,500V二個等級，從而導致屋頂鋪裝的太陽光電模組均處於一個高電壓狀態。高電壓接頭一旦鬆動或脫落，極容易形成高壓直流電弧，直流電弧溫度高達3000℃左右，極易引發屋頂火災。
舉例而言，習知技術之雙面玻璃BIPV太陽光電模組，其包括從上至下依次疊加的玻璃面板、高透光EVA膜、多個太陽能電池片、隔紫外EVA膜和背板玻璃；所述太陽能電池片呈多排多列均勻分佈，太陽能電池片之間設有透光間隔；該技術採用EVA膜來封裝，防水及耐用性沒有聚烯烴彈性體(Polyolefin elastomers ，POE)膜好，並且側面的連接不便。EVA形成的膠膜不能長期暴露於空氣中，遇水後在數月內形成吸水分解和變黃，失去對太陽能電池的保護功能以及透光性能，黏結力也將大大降低。
又舉例而言，習知技術之一種BIPV模組，其包括正面玻璃、電池片和背面玻璃，整體一起層壓成模組，電池片之間透過焊帶連接，在BIPV模組的每一片電池片背面增加一片和電池片大小和形狀一致的彩色或黑白塑膠板或塑膠膜後，背面電池片原先的灰色和焊帶、焊接面都被遮擋，不再直接裸露，該技術同樣是連接不便，防水及耐用性不好。
再舉例而言，習知技術之一種太陽光電瓦，其包括強化玻璃板和太陽能電池片，在強化玻璃板的兩側均設有凸起的折邊，所述強化玻璃板和兩側的凸起的折邊為一體結構，在強化玻璃板的上面間隔均勻的設有多排多行的太陽能電池片，每排每行太陽能電池片均間隔設有多個；該方案雖然兩側有連接端，但是該連接端是透過壓塊安裝固定，安裝不夠牢固並且不易做好防水，同時此技術兩邊的電池沒有透過殼體或是膠體封邊，使用壽命短，容易被破壞。
習知技術之太陽光電模組系統安裝在屋頂上極易受到鳥糞等及空氣汙濁造成累積灰塵污染，嚴重影響太陽光電模組發電效率。一般來說是待下雨或是派人清洗，但由於雨量經常不足以清潔屋頂，嚴重影響系統發電量，加上清潔人員不能踩踏，使清潔難度高且昂貴。
另外，由於傳統模組有邊框，在接近水平的屋面上(坡度約5至10%)沿屋面安裝時，下側邊框會阻擋太陽光電模組表面雨水的順暢流動，造成積水，雨水蒸發後，留下灰塵和結垢，形成對電池的遮擋，最終導致熱斑效應和太陽光電模組故障。模組與模組之間採用對縫壓鑄件扣壓安裝，縫隙很大，一般模組間的縫隙在25至30公釐(mm)，不能形成連貫的坡面，雨水也只能從每個模組間的縫隙流到模組下面的屋面瓦上或導水槽裡，因而無法採用自動噴淋裝置對其自動清洗。
習知技術之傳統太陽光電模組：
1、皆使用雙面膠或玻璃膠或金屬扣件安裝固定在彩色鋼瓦上，並有間隙，當有強風進入間隙時便會造成嚴重的破壞。
2、傳統太陽光電模組以及配套的支架及扣件僅僅只需支撐太陽光電模組的重量和風壓，而無法再承受人員的踩踏及重量(同時容易造成隱裂)，故需另外保留維修通道，也容易形成強風進入的路徑，造成嚴重的破壞。
3、在高緯度地區若為提高發電效率，安裝時太陽光電模組和屋面留有傾角，這種安裝方式更容易使強風進入造成破壞。
本發明提供一種光電建材，其採用金屬背板形成一個覆蓋建築物外部的屋頂或牆面建材體系，加上太陽能發電層，共同構成一個優先滿足建築功能，同時充分發揮太陽能發電功能且安全的複合材料體系，即具有太陽能安全發電功能的光電建材，係包括金屬背板、玻璃板及太陽能電池。該玻璃板設置於該金屬背板上方，且該太陽能電池透過膠膜固定於該金屬背板與該玻璃板之間。其中，該金屬背板具有固定該光電建材於建築的固定部。
本發明之光電建材，其中，該金屬背板係為0.1mm至2mm厚的金屬材料背板，其具備高剛性及高強度，承重能力可達70kg/m²以上，並符合建築材料35kg/m²以上之要求。
本發明之光電建材，其中，該膠膜由自融流展後的黏膠形成，自融流展後的該黏膠與該金屬背板和該玻璃板形成一個封邊完整並且牢固的板體。該黏膠係透明的POE/聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl butyral，PVB)熱熔膠，其具備低水氣透過率及高體積電阻率，取代傳統的EVA封裝材料，使封裝效果更好。
本發明之光電建材，其中，該太陽能電池之數目為複數個，且該些太陽能電池之間的佈線採用網狀結構，從而避免因遮陰造成電池熱斑效應進一步引發火災之風險。其中太陽能電池之間的串聯電路可採用如焊接線路或疊片黏結線路的製程串聯，並聯電路採用如導電薄膜帶或轉印導體的製程並聯，從而形成安全可靠的無熱斑之設計，並可適應不同外形尺寸的電池應用，惟本發明不限於此。
本發明另提供一種使用本發明之光電建材的安裝結構，除如上所述的光電建材之各範例外，係包括複數個相互搭接的該光電建材、防水蓋板及自攻螺絲，其中，該光電建材的固定部與相鄰之該光電建材的固定部搭接，並在該搭接處安裝該自攻螺絲，透過該自攻螺絲將相互搭接的該些光電建材固定於建築。
本發明之光電建材的安裝結構，該光電建材的直流電路引出線採用上引出線，其中，該直流電路引出線就近穿過固定部之槽邊孔，進入該防水蓋板下方的封閉線槽內，通過安裝於二片光電建材固定部搭接處的凹槽內，並與該防水蓋板構成一個封閉的直流電纜封閉槽體，從而構成光電建材上方的出線方式，且該光電建材的直流電路採用安全低壓技術，該光電建材的直流電壓始終低於48V的安全等級，避免接頭一旦鬆動或脫落暴露在外，容易形成高壓直流電弧引發火災之風險。
本發明之光電建材的安裝結構，其中，該玻璃板與該防水蓋板的凸緣之間更設置有防水密封條，其除了固定防水蓋板也達到密封的作用，且可阻擋外部的雨水進入搭接處。
本發明之光電建材的安裝結構，其中，上下方向之光電建材安裝時，搭接處為上方之光電建材覆蓋下方之光電建材，在搭接處上無任何障礙自然形成由上而下之寬廣水道，使得雨水可順暢往下流動，亦可避免雨水進入搭接處，更可於上下二片光電建材的搭接處間設置防水密封條，使得雨水無法進入搭接處，在接近水平的屋面達到防水之效果。
本發明之光電建材的金屬背板在搭接處更設有至少一加強筋凸(stiffening rib)，可加強金屬背板在搭接處之剛性避免變形，同時亦可墊高上方之光電建材使雨水流動順暢，並使灰塵更不易殘留。
本發明之光電建材安裝後，再在屋脊或高處安裝有自動噴淋裝置，用於自動清潔屋面。同時在屋面溫度較高時給屋面進行降溫，或者由於室內空氣溫度需要，為屋面降溫，間接降低室內溫度。
本發明進一步將自動噴淋裝置設置於光電建材的周邊相鄰之高處上，具體係為屋脊之高處上，採用花灑在屋面旋轉噴水，另外一種型式也可採用在管道上打孔，噴射水柱的方式，對光電建材直接形成雨淋流水效果，清潔受積灰及鳥糞等汙染的採光發電區，提昇發電效率同時又降低屋面溫度。
在屋面低處設置有回收水排水溝，回收後集中到更低的屋面下方蓄水池內，蓄水池內設有水泵，將水抽至屋脊/高處水管內進行噴淋灑水，形成噴淋灑水、清潔冷卻、尾水匯集、水泵加壓、抽至屋脊/高處水管內，如此反復迴圈利用。
水槽內有過濾系統，屋面雜物可先過濾後再進入水泵。
水泵的電氣控制透過智慧控制系統，根據屋面溫度、室內溫度和發電類比預測，進行程式設計控制，從而實現智慧控制管理，無需人為專門操作。
相較於習知技術，本發明能藉由金屬背板及/或膠膜等而使本身即可作為建築材料使用且安裝簡便、快速，並可符合防水、防火、可承重、耐用及隔熱等建築性能要求。該自動噴淋裝置與光電建材，構成了一個智慧屋頂發電系統，代替了傳統的建築材料，也代替了傳統的屋面瓦上覆蓋安裝太陽光電模組的系統，實現了屋面建材與太陽光電真正的一體化，實現了智慧發電、防水、防火、可承重、耐用及隔熱的安全光電屋頂。
相較於習知技術，本發明是一體成型的光電建材，已採用金屬背板形成一個覆蓋建築物外部的屋頂或牆面建材體系，加上太陽能發電層，共同構成一個優先滿足建築功能，同時充分發揮太陽能發電功能的複合材料體系，即具有太陽能發電功能的光電建材，係包括金屬背板、玻璃板及太陽能電池，該玻璃板設置於該金屬背板上方，且該太陽能電池透過膠膜固定於該金屬背板與該玻璃板之間。其中，該金屬背板具有固定該光電建材於建築的固定部，這種結構完全沒有間隙、維修通道及傾角，杜絕強風進入間隙造成的破壞。
除上述光電建材的特徵外，本發明提供輔助裝置：
1、利用機翼反向(Reverse Wing)裝置，安裝在主結構上，可以在強風之情況下增加建築物的下壓力量，防止強風破壞光電建材構成的屋頂。或利用複數個風力發電機，在屋頂上邊緣成陣列型排列，形成風牆結構吸收部分風能，降低風速減少對屋頂的破壞。
2、利用擾流板原理安裝複數個橋架在屋頂上邊緣或屋頂上，當強風經過橋架時形成亂流破壞風場，減少對屋頂的破壞力。
3、利用擾流板原理安裝橋架在屋脊上，當強風經過屋脊橋架時形成亂流破壞風場，減少對屋頂的破壞力。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
請參考圖1，其係本發明之光電建材1之俯視圖。本發明之光電建材1可包括金屬背板10、玻璃板11、太陽能電池12及如圖4所示的膠膜13，其中金屬背板10及玻璃板11係防火或不燃材料。如上所述之金屬背板10可為厚度大於或等於0.1mm且小於或等於2mm的金屬背板10，以承載外界透過玻璃板11所施加的絕大部分範圍力，從而避免先前技術採用之有機材料或玻璃所造成易破裂的問題，且可代替鋼板建材。
特定但非限定而言，本發明使用的金屬背板10可為鍍鋁鋅鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板、彩鋼板、鋁鎂合金板、鋁合金板、鋁鎂錳合金板等。另外，金屬背板10可具有固定於建築6的固定部101。特定但非限定而言，固定部101之形狀可為W形、V形或其組合，且背板10與固定部101可為一整體，並一體成型。以圖2、圖3-1、圖3-2及圖3-4為例，光電建材1之相對二側邊可分別具有V形固定部1010及W形固定部1011，搭接方式如圖7-2所示，惟本發明不限於此。
特定但非限定而言，本發明使用的太陽能電池12可為常規的單晶矽電池、多晶矽電池、背面射極鈍化(Passivated emitter rear contact，PERC)電池、矽基異質接面(Heterojunction with Intrinsic Thin layer，HIT/HJT)電池、全背電極接觸(Interdigitated Back Contact，IBC)電池、銅銦鎵硒(Copper indium gallium selenide，CIGS)電池、薄膜微晶矽電池、鈣鈦礦電池等各類太陽能電池，惟本發明不限於此。
特定但非限定而言，本發明使用的玻璃板11，可為普通的超白玻璃、納米塗層的太陽能玻璃、無機+有機複合的超薄玻璃、反射紅外光線的鍍膜玻璃或耐候性超過20年的複合透明材料，惟本發明不限於此。
特定但非限定而言，本發明使用的膠膜13，可為特製的POE膜，PVB膜，POE+PVB的複合膜或POE+PVB+減反射紅外線頻譜的複合膜，惟本發明不限於此。
如上所述之太陽能電池12可透過膠膜13固定於金屬背板10與玻璃板11之間。特定但非限定而言，膠膜13可自太陽能電池12之該上表面上方沿該側面延伸至金屬背板10的表面，而一部分膠膜13位於太陽能電池12與玻璃板11之間。且如圖4所示，膠膜13可沿該側面延伸至金屬背板10的表面以使太陽能電池12受膠膜13圍繞，或者膠膜13可沿該側面延伸至金屬背板10未受太陽能電池12遮蓋處之金屬背板10上，以使膠膜13將太陽能電池12緊固於金屬背板10上。膠膜13可由自融流展後的黏膠形成，自融流展後的該黏膠與金屬背板10和玻璃板11可形成一個封邊完整並且牢固的板體。在太陽能電池12有從膠膜13引線出來的情況下，膠膜13可至少與金屬背板10形成將除了與外部連接之開口以外的部分封邊完整的板體，即太陽能電池12可由該開口引線至外界。另外，該膠膜13可為透明的POE/PVB熱熔膠，惟本發明不限於此。
本發明可透過對POE/PVB進行交聯反應，以提高材料的耐熱溫度，因此造成永久變形減小、拉伸強度、撕裂強度等主要力學性能都有很大程度的提高。透過交聯後的POE/PVB具有耐老化、耐臭氧、耐化學介質等優異性能。POE/PVB膠膜最大的優勢就是低水氣透過率和高體積電阻率，保證了光電建材1在高溫高濕環境下運行的安全性及長久的耐老化性，使其能夠長效使用，使用壽命至少25年。具體地說，以POE/PVB膠膜封裝的光電建材1，相對以EVA膠膜封裝者性能優越的表現為：
1、POE膠膜是乙烯和辛烯的共聚物，是飽和脂肪鏈結構，且分子鏈中叔碳原子(Tertiary carbon atom，又稱三級碳原子)較少，表現出良好的耐候性、耐紫外老化性能，優異的耐熱、耐低溫性能，因此POE膠膜具有比EVA膠膜更好的耐老化性。PVB是用於防火防彈安全玻璃生產的中間夾層膠膜，具有悠久歷史，優異的熱固性、熱穩定性和黏接性能。
2、透過對POE/PVB進行光接枝極性單體、等離子體表面處理或反應性接枝改性等改性方法，提高POE/PVB膠膜與玻璃板11、金屬背板10等材料的黏結力，具有優良的介面黏結性能。
3、POE/PVB膠膜具有更低的水蒸氣透過率，內聚力更大，更加適用於建材一體型模組，玻璃板11與金屬背板10結合是本發明的研發結果。可使生產的建材一體型模組不需要封邊，同時使用壽命更長。
如圖5所示，若太陽能電池12之數目為複數個，則該些太陽能電池12之間的佈線採用網狀結構。特定但非限定而言，網狀結構佈線可採用串並聯網狀結構，例如串聯線路的基礎上再作並聯線路。舉例而言，若該些太陽能電池12之間形成矩形網狀連接，則除角落之太陽能電池12以外，其它各太陽能電池12至少連接三個以上太陽能電池12，若該些太陽能電池12之間形成其它形狀之網狀連接，則絕大部分各太陽能電池12至少連接三個以上太陽能電池12。如圖5所示之放大處M及其放大之圖6所示，形成網狀連接之該些太陽能電池12可以電池背部連接線121或電池前端連接線120至少一線連接。本發明之太陽能電池12佈線藉由採用網狀結構而非傳統的串連結構佈線，電池背部連接線121可採用其一之導電薄膜帶或轉印導體等製程連接，從而確保絕大多數電池可以有三條以上引出電流的線路，避免了遮陰所造成的負載發熱(即熱斑效應)。
另外，玻璃板11可為具有增加透光的一奈米塗層的超白玻璃，即自潔防滑高硬度超薄透光玻璃(該設計符合《晶體矽光伏元件用減反射鍍膜玻璃技術要求》，標準編號為SEMI PV47-0513)，其表面經過壓花、強化、並高溫噴塗奈米塗層，即增強了透光率達到95%左右，又具有自潔功能和防滑功能。本發明之玻璃板11並非使用習知技術之太陽光電模組所用的壓花超白玻璃。因此，本發明藉由使用玻璃板11而具有以下功效：
1、提高透光率：奈米級光學塗層技術能使超白玻璃的透光率增加3至5%，從而增加光電建材1之輸出功率。
2、自清潔功能強：奈米級無機氧化矽塗層能長期保持美觀，長期發揮自清潔作用；超親水特性無需人工清洗，利用雨水自洗，在下雨的情況下就能使污染物脫落。
3、增強防刮劃硬度：強化後可以達到3H硬度防刮劃效果。
4、塗敷的塗層具有高化學穩定性，高熱穩定性，耐高溫急變，耐老化，耐酸鹼侵蝕，幫助太陽能玻璃長期在戶外應用仍然保持穩定的增透防汙性能。
本發明另提供一種光電建材1的安裝結構，如圖7-1、圖7-2及圖8所示，並參照圖1至圖3-4，其包括複數個相互搭接的光電建材1、防水蓋板9及自攻螺絲7，其中，光電建材1的固定部101與相鄰之另一片光電建材1的固定部101搭接，並在該搭接處安裝自攻螺絲7，透過自攻螺絲7將相互搭接的該些光電建材1固定於建築6。例如圖2、圖3-1、圖3-2、圖7-2所示，將光電建材1之直流電路引出線穿過V形固定部1010之圓形孔10101，再由上往下把V形固定部1010搭接至相鄰之另一片光電建材1的W形固定部1011，此時直流電路引出線可同時通過V形固定部1010之圓形孔10101及W形固定部1011之U形孔10111而不會造成干涉。舉例而言，固定光電建材1於建築6之處可為屋頂面之檁條結構，惟本發明不限於此。另外，本發明藉由採用自攻螺絲7與屋面檁條連結而非壓塊安裝固定或穿透式螺栓連結，故安裝光電建材1時只需站在屋面上而以單個施工面進行安裝。
特定但非限定而言，如圖3-4、圖7-1所示，防水蓋板9可設置有內凹的卡合槽，並在該卡合槽兩側開設有向外延伸的凸緣91，該卡合槽安裝於該些V形固定部1010與W形固定部1011搭接處的上方，位於該卡合槽之兩側的凸緣91分別固定於相鄰之該些光電建材1的玻璃板11。另外，玻璃板11與防水蓋板9的凸緣91之間更設置有防水密封件8，例如防水密封條。再者，防水蓋板9可獨立於光電建材1外，以方便更換，且可採用不同顏色之各種材質或不同顏色之金屬材質，例如用黃色標示有電線透過或用鮮明警示色標明危險區域如透光玻璃。。
特定但非限定而言，光電建材1的直流引出線可就近穿過V形固定部1010的圓形孔10101，進入防水蓋板9下的封閉線槽內，通過安裝於W形固定部1011的U形孔10111與V形固定部1010搭接處的凹槽內，並與防水蓋板9構成一個封閉的直流電纜封閉槽體(圖7-1中防水蓋板9下的封閉線槽)，從而構成了上裝出線方式，以減少發生火災的風險。
如圖7-1、圖8-1及圖8-2所示，複數個光電建材1的V形固定部1010和橫向相鄰另一片光電建材1的W形固定部1011上下搭接後，上面再用防水蓋板9封蓋。防水蓋板9與玻璃板11搭接，搭接處採用防水密封件8。本發明藉由採用光電建材1之V形固定部1010和W形固定部1011的上下搭接與建築6結構的連結可具有防水簡易可靠、易於安裝使用、容易更換等功效。光電建材1安裝完成後，在屋面呈現的僅為自潔防滑高硬度超薄透光玻璃面和防水蓋板9，大大提高了光電建材1的耐候性、自潔性能、封閉性能、防水性能。同時，複數個光電建材1在上下方向搭接處無任何障礙，自然形成由上往下之寬廣水道，雨水流動順暢並將光電建材1表面之灰塵帶走不殘留。
如圖1、圖2及圖3-3所示，本發明之光電建材1的金屬背板10在搭接處更設有至少一加強筋凸102，可加強金屬背板10在搭接處之剛性避免變形，同時亦可墊高上方之光電建材1使雨水流動順暢，灰塵更不易殘留。其中，加強筋凸102的高度可不高於防水密封件8之厚度，使上下之二片光電建材1仍可順利搭接。
舉例而言，如圖9所示，光電建材1搭配微型之交流直流轉換控制器5 (Micro Inverter)使用後，光電建材1即可代替傳統的彩鋼瓦又具備太陽光電發電功能。透過光電建材1之正面層耦合的太陽能電池12產生不高於48V的安全直流電，直流電再透過光電建材1下搭配的微型之交流直流轉換控制器5，將直流電轉換為220V或380V的交流電，並接入建築內電力系統，實現發電功能。另外，太陽能發電的直流線路採用安全低壓技術，光電建材1的電壓始終低於48V的安全等級。
綜上所述，本發明藉由金屬背板10而至少具有提高承重以用於建築材料且耐用的功能。另外，本發明還具有封裝之膠膜13耐老化、耐臭氧及耐化學介質等功效。再者，本發明更具有避免遮陰所造成的負載發熱、保持穩定的增透防汙性能、便於安裝、防水簡易可靠、易於安裝使用、容易更換、雨水流動順暢等功效。
本發明之光電建材1在安裝後可在屋脊或高處加裝自動噴淋裝置，用於自動清潔屋面。本發明的自動噴淋裝置可採用噴頭33如花灑在屋面旋轉噴水或在管道上打孔，噴射水柱，對光電建材1直接形成雨淋流水效果，清潔了採光發電區，增加發電效率，亦降低了屋面溫度。
如圖10-1及圖10-2所示，本發明之光電建材1的安裝結構還可加裝屋面雨水收集單元或其系統，以實現雨水的自動收集。在屋面低處設置有一雨水回收裝置(例如回收水排水溝37)，回收後集中到更低的屋面下方蓄水池31內，蓄水池31內設有水泵38，將水抽至屋脊/高處之水管32內經過搭配一屋脊蓋板34之噴頭33進行噴淋灑水，形成噴淋灑水、清潔冷卻、尾水匯集、水泵加壓、抽至屋脊/高處之水管32內，以提供自動噴淋裝置重複噴灑水體，如此反復迴圈利用。蓄水池31內有一過濾系統35，以過濾水體中含有的屋面雜物後再進入水泵38。若長久未下雨，蓄水池31可連接一公共自來水36。
水泵38的電氣控制可透過智慧控制系統，並透過對屋頂下部空間溫度探測控制，根據屋面溫度、室內溫度和發電類比預測，進行程式設計控制，自動啟動屋脊噴淋系統，在屋面溫度較高時或由於室內空氣溫度需要，為屋面進行降溫，間接降低室內溫度，實現智慧控制管理，無需人為專門操作。
該自動噴淋裝置與光電建材1共同構成了一個智慧屋頂發電系統，代替了傳統的建築材料，也改善了傳統太陽光電模組在屋頂上覆蓋安裝的BAPV系統，實現了真正的BIPV建材一體化太陽光電，完成防水、防火、可承重、耐用及隔熱的智慧光電屋頂。
本發明之抗強風輔助裝置如圖11-1、11-2、12及13所示，將輔助設施之機翼反向裝置(reverse wing device)23安裝在主結構21之直立樑柱22上，可以安裝2層機翼反向裝置23並可分段連結在主結構21的下緣。圖12為新建物包含主結構21及直立樑柱22的設計結構所安裝機翼反向裝置23之方式。如圖13所示，若是舊建物包含主結構21及直立樑柱22的設計結構，可以使主結構21及直立樑柱22另外延伸以安裝機翼反向裝置23。同理也可在建築物另一側安裝此裝置。此裝置也同時具有屋頂安全欄杆的功能。
本發明之抗強風輔助裝置如圖12為圖11-2所示之結構局部放大圖，可以在主結構21下緣安裝橋架24(用來放置交流直流轉換控制器5及線材，避免高溫灸烤)，此橋架24凸出安裝於光電建材1之上，正好符合擾流板原理，在強風下凸出的橋架24會增加空氣的阻力，降低風速增加屋頂的壓力，減少光電建材1的破壞。
本發明在屋頂安裝抗風的機翼反向裝置如圖14所示，其原理是一種空氣動力裝置把機翼上下相反安裝以產生向下力量(down force)，並作用在屋頂的建築結構上。當強風以V的速度吹過屋頂，對屋頂會產生昇力(uplift force)欲破壞屋頂，但同時該強風經過機翼反向裝置23之際，機翼反向裝置23也產生向下力量作用在屋頂結構以保護住屋頂，藉以達到屋頂建物抗強風的目的。其公式為“D = 1/2 W H F ρ V² ”，各字母意義整理如下。 D：向下力量(down force)，SI單位為newton； W：翼展(wing span) ，SI單位為meter； H：翼之厚度(chord of wing) ，SI單位為meter； F：昇力係數(lift coefficient)； ρ：空氣密度(air density)，SI單位為kg/m3 ； V：風速(wind velocity)，SI單位為m/sec。
如圖15所示，本發明之抗強風輔助裝置也可以在相同位置用如圖18所示之複數個風力發電機26所組成之風牆27來取代，當強風吹過風牆27後，其風速大幅降低，以避免破壞光電建材1，同時構成風牆27之風力發電機26又可以產生電力增加收益。風力發電機26至少可被分為如圖16所示之安裝抗風的水平式風力發電機或如圖17所示之安裝抗風的直立式風力發電機所繪示的結構。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:光電建材 10:金屬背板 101:固定部 1010:V形固定部 10101:圓形孔 1011:W形固定部 10111:U形孔 102:加強筋凸 11:玻璃板 12:太陽能電池 120:電池前端連接線 121:電池背部連接線 13:膠膜 21:主結構 22:直立樑柱 23:機翼反向裝置 24:橋架 26:風力發電機 27:風牆 31:蓄水池 32:水管 33:噴頭 34:屋脊蓋板 35:過濾系統 36:公共自來水 37:回收水排水溝 38:水泵 4:配電箱 5:交流直流轉換控制器 6:建築 7:自攻螺絲 8:防水密封件 9:防水蓋板 91:凸緣 Air:風力 ECU:能源通訊單元 INET:網路 JB:接線盒 M:放大處 MS:監視系統 D:向下力量 W:翼展 H:翼之厚度 F:昇力係數 ρ:空氣密度 V:風速
圖1是本發明之光電建材的俯視圖； 圖2是本發明之光電建材的背視圖； 圖3-1是本發明之光電建材的B至B’剖面線之背板截面示意圖； 圖3-2是本發明之光電建材的A至A’剖面線之背板截面示意圖； 圖3-3是本發明之光電建材的C至C’剖面線之背板截面示意圖； 圖3-4是本發明之光電建材的固定部與防水蓋板示意圖； 圖4是本發明之光電建材的剖面局部示意圖； 圖5是本發明之光電建材的太陽能電池之排布示意圖； 圖6是圖5中之M的局部放大示意圖； 圖7-1是本發明之光電建材的安裝結構的示意圖； 圖7-2是本發明之光電建材的固定部搭接示意圖； 圖8-1是本發明之光電建材在安裝時的搭接示意圖； 圖8-2是本發明之光電建材在安裝後水流經過光電建材A至A’剖面示意圖； 圖9是使用本發明之光電建材的系統發電時的系統示意圖； 圖10-1是本發明之雨水自動收集噴淋系統示意圖； 圖10-2是本發明之屋脊處水管安裝示意圖； 圖11-1是本發明在屋頂上的抗強風輔助裝置示意圖； 圖11-2是本發明在屋頂上的抗強風輔助裝置的A至A’剖面線之截面示意圖； 圖12是本發明在新建物屋頂安裝抗風的機翼反向裝置和橋架示意圖； 圖13是本發明在舊建物屋頂外加安裝抗風的機翼反向裝置和橋架示意圖； 圖14是本發明在屋頂安裝抗風的機翼反向裝置示意圖； 圖15是本發明在屋頂安裝抗風的水平軸風力發電機和屋頂下緣的橋架的示意圖； 圖16是本發明安裝抗風的水平軸風力發電機示意圖； 圖17是本發明安裝抗風的直立軸風力發電機示意圖； 圖18是本發明在屋頂安裝複數個風力發電機構成風牆示意圖。
1:光電建材
10:金屬背板
11:玻璃板
12:太陽能電池
101:固定部
102:加強筋凸

Claims (14)

  1. 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材，其包括：一金屬背板，該金屬背板經橫向或縱向連結固定於一建築的一固定部；一玻璃板，該玻璃板上設有一奈米塗層且設置於該金屬背板上；一膠膜，該膠膜與一太陽能電池、該金屬背板及該玻璃板連結，使該太陽能電池被固定於該金屬背板與該玻璃板之間；一自動噴淋裝置，該自動噴淋裝置設於該光電建材的周邊相鄰之相對高處上，該自動噴淋裝置提供一水體至該光電建材上；一機翼反向裝置，該機翼反向裝置安裝至該建築的一主結構上，該機翼反向裝置在受到一強風時增加該建築的下壓力量；複數個橋架，該些橋架安裝於在該建築上，並在接收一強風時形成一亂流以破壞該強風的風場；以及，上方之該光電建材覆蓋下方之該光電建材，二片該光電建材之間具有一搭接處，該搭接處之間更設有至少一加強筋凸與一防水密封件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該金屬背板的厚度係大於或等於0.1mm且小於或等於2mm，該金屬背板係包括其一之鍍鋁鋅鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板、彩鋼板、鋁鎂合金板、鋁合金板或鋁鎂錳合金板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該光電建材產生低於48V的電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該太陽能電池的串聯電路係採用焊接線路或疊片黏結線路的串聯製程，而該太陽能電池的並聯電路則是採用導電薄膜帶或轉印導體的並聯製程。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該太陽能電池係包括其一之可為常規的單晶矽電池、多晶矽電池、PERC電池、HIT電池、HJT電池、IBC電池、CIGS電池、薄膜微晶矽電池或鈣鈦礦電池。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該玻璃板係包括其一之白玻璃、納米塗層之光伏玻璃、無機+有機材料複合的超薄玻璃、鍍膜玻璃或複合透明材的玻璃。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該膠膜係包括其一之POE膜、PVB膜、POE+PVB的複合膜或POE+PVB+減反射紅外線頻譜的複合膜。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中，上方之該光電建材覆蓋下方之該光電建材之間的該搭接處上形成由上而下之一水道，該水道讓雨水流動且排出，或是上下二片該光電建材的該搭接處之間設置有一防水密封件，該防水密封件係用於阻隔雨水進入該搭接處。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中，該光電建材上設有一直流電路引出線，該直流電路引出線穿過該固定部之一槽邊孔，進入一防水蓋板下方的一封閉線槽內，通過安裝於二片該光電建材的該固定部的一搭接處的一凹槽內，並與該防水蓋板之間構成封閉的一直流電纜封閉槽體。
  10. 如申請專利範圍第10項所述之光電建材，其中，該防水蓋板係獨立於該光電建材外，且該防水蓋板具有與該光電建材不同顏色之金 屬材質。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中，該自動噴淋裝置係設於一屋脊的上方位置，以提供該水體至該光電建材上。
  12. 如申請專利範圍第12項所述之光電建材，其進一步包括：一雨水回收裝置，該雨水回收裝置設於一屋面的相對低處位置上，且與該自動噴淋裝置連結，該雨水回收裝置回收從該屋面或該金屬背板落下的該水體，且經一過濾系統處理該水體後，該雨水回收裝置將該水體導流至該自動噴淋裝置上。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其中該些橋架安裝於在一屋頂上邊緣或一屋脊上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光電建材，其進一步包括：複數個風力發電機，該些風力發電機設於在一屋頂的邊緣上且呈陣列型排列，該些風力發電機排列形成一風牆結構以吸收部分風能。
TW109132612A 2020-07-09 2020-09-21 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材 TWI764285B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020002820U JP3228326U (ja) 2020-07-09 2020-07-09 安全な発電が可能な太陽光発電建材
JP2020-002820 2020-07-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202203577A TW202203577A (zh) 2022-01-16
TWI764285B true TWI764285B (zh) 2022-05-11

Family

ID=72829075

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109212435U TWM606840U (zh) 2020-07-09 2020-09-21 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材
TW109132612A TWI764285B (zh) 2020-07-09 2020-09-21 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109212435U TWM606840U (zh) 2020-07-09 2020-09-21 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11967919B2 (zh)
JP (1) JP3228326U (zh)
CN (1) CN215646662U (zh)
TW (2) TWM606840U (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3228326U (ja) * 2020-07-09 2020-10-22 アクセルエナジー パワー ピーティーイー エルティーディーＡｃｃｅｌｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． 安全な発電が可能な太陽光発電建材
CN114823954A (zh) * 2021-01-29 2022-07-29 隆基乐叶光伏科技有限公司 一种光伏建筑一体化组件及其制备方法
TWI774414B (zh) * 2021-06-09 2022-08-11 茂迪股份有限公司 框架結構
CN114268270B (zh) * 2021-12-07 2023-11-03 浙江晶科能源有限公司 固定夹具
CN114520274A (zh) * 2022-02-14 2022-05-20 崔永祥 一种新型侧出线bipv光电建材生产工艺
CN114439138A (zh) * 2022-02-21 2022-05-06 张严 一种构件式保温防火幕墙结构及其方法
CN114695586A (zh) * 2022-03-18 2022-07-01 苏州零碳绿建新能源科技有限公司 一种bipv光伏组件及其制备方法
CN117155225A (zh) * 2023-09-01 2023-12-01 上海勘测设计研究院有限公司 一种斜面屋顶的光伏板组件安装装置
CN117353635B (zh) * 2023-11-30 2024-03-22 南昌安道智能技术有限公司 一种bipv光伏防水安全冗余结构及其施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009071956A2 (en) * 2007-12-03 2009-06-11 Toth Miklos Electric power generating solar roof tile and a procedure for its production
CN105634385A (zh) * 2016-03-31 2016-06-01 安徽工业大学 一种平顶楼房用光伏-风力-雨水发电一体化系统
WO2019168536A1 (en) * 2017-03-01 2019-09-06 Tesla, Inc. System and method for packaging photovoltaic roof tiles
TW202017307A (zh) * 2018-10-15 2020-05-01 大見科技股份有限公司 太陽光電板及太陽光電板的安裝結構
TWM606840U (zh) * 2020-07-09 2021-01-21 新加坡商新加坡尚榀新能源科技有限公司 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7823335B2 (en) * 2004-12-15 2010-11-02 Renscience Ip Holdings Inc. Wall edge vortex suppressor
US7315093B2 (en) * 2006-01-31 2008-01-01 Graham Sr John F Wind turbine system for buildings
CA2756664A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Certainteed Corporation Photovoltaic systems, methods for installing photovoltaic systems, and kits for installing photovoltaic systems
JP6546714B2 (ja) * 2013-05-31 2019-07-17 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 太陽モジュールのうちの支持部分を作製する方法
KR101551727B1 (ko) * 2015-06-04 2015-09-10 케이비에너테크 주식회사 지붕용 태양전지 모듈의 냉각장치
US10361652B2 (en) * 2015-09-14 2019-07-23 Vivint Solar, Inc. Solar module mounting
CN109412527A (zh) * 2018-11-13 2019-03-01 宁波锦锐能源科技有限公司 一种适用于琉璃瓦住宅屋顶的光伏发电装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009071956A2 (en) * 2007-12-03 2009-06-11 Toth Miklos Electric power generating solar roof tile and a procedure for its production
CN105634385A (zh) * 2016-03-31 2016-06-01 安徽工业大学 一种平顶楼房用光伏-风力-雨水发电一体化系统
WO2019168536A1 (en) * 2017-03-01 2019-09-06 Tesla, Inc. System and method for packaging photovoltaic roof tiles
TW202017307A (zh) * 2018-10-15 2020-05-01 大見科技股份有限公司 太陽光電板及太陽光電板的安裝結構
TWM606840U (zh) * 2020-07-09 2021-01-21 新加坡商新加坡尚榀新能源科技有限公司 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材

Also Published As

Publication number Publication date
TW202203577A (zh) 2022-01-16
TWM606840U (zh) 2021-01-21
CN215646662U (zh) 2022-01-25
JP3228326U (ja) 2020-10-22
US20220014142A1 (en) 2022-01-13
US11967919B2 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI764285B (zh) 一種具有太陽能安全發電功能的光電建材
US20110041428A1 (en) Roof structure for a solar system
US20120060902A1 (en) System and method for frameless laminated solar panels
US10673373B2 (en) Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods
EP1935032B1 (en) Photovoltaic roof ridge cap and installation method
TW202017307A (zh) 太陽光電板及太陽光電板的安裝結構
US10778139B2 (en) Building integrated photovoltaic system with glass photovoltaic tiles
US9786802B2 (en) Photovoltaic roofing panels, photovoltaic roofing assemblies, and roofs using them
US20120312373A1 (en) Solar Roof Panel Assembly and Method for Installation
RU2010117230A (ru) Система для преобразования энергии, устанавливаемая на крыше
US20100101634A1 (en) Thin profile solar panel roof tile
US20160105145A1 (en) System and Method for Transparent Solar Panels
US20110174365A1 (en) System and method for forming roofing solar panels
US20240079989A1 (en) Integrated photovoltaic roof element
CN215530311U (zh) 一种光伏玻璃温室
CN110748098A (zh) 一种光伏屋顶的安装结构
CH699140B1 (de) Dachaufbau für ein Solarsystem.
JP2002174018A (ja) 壁材及びソーラシステム建物
CN217601903U (zh) 一种新型快速安装bipv光电建材
CN216794932U (zh) 一种侧出线bipv光电建材
JP2000199302A (ja) 太陽電池一体型屋根板、その製造方法および施工方法
CN115387643A (zh) 一种枢纽机场航站楼光伏建筑一体化结构
Duffy et al. Passive solar heating of an electric bus