CN109509802B - 一种曲面式光伏瓦组件及其安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种曲面式光伏瓦组件，其由上至下依次包括：上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃，且上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃的上下表面均为向上突出的弧形曲面结构，且上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃上下表面对应位置的曲率均一致；电池层包括：多个电池小片，相邻电池小片之间通过互连件和/或叠片导电连接，电池小片由电池大片切割而来。本发明结构简单，实现光伏瓦组件面积的最大化的合理利用，提升光伏瓦组件的单位面积的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏领域，具体涉及一种曲面式光伏瓦组件及其安装结构。
背景技术
光伏发电与建筑有效的紧密的结合一直是业内研究的热门课题之一，主要有光伏组件幕墙玻璃，光伏瓦等与建筑结合的光伏产品。光伏瓦产品业内也出现了众多设计，如平板式阳光房屋顶设计，可替代传统屋瓦的波浪型组件设计。但是波浪型光伏组件计为了满足波浪型的外形设计，通常会损失相当一大部分的组件面积，无法用于排布晶硅电池片。亦降低了光伏瓦片的单位面积的光电转换效率。所以提升光伏瓦片的光电转换效率是业内重点研究的课题之一。
现有光伏瓦晶硅组件，组件面积浪费严重，无法排布晶硅电池片，造成光伏瓦组件单位面积光电转换效率低，造成屋顶面积的浪费及能源的浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种曲面式光伏瓦组件及其安装结构。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种曲面式光伏瓦组件，由上至下依次包括：上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃，且上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃的上下表面均为向上突出的弧形曲面结构，且上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃上下表面对应位置的曲率均一致；
电池层包括：多个电池小片，相邻电池小片之间通过互连件和/或叠片导电连接，电池小片由电池大片切割而来。
本发明公开一种曲面式光伏瓦组件，其结构简单，实现光伏瓦组件面积的最大化的合理利用，提升光伏瓦组件的单位面积的光电转换效率。
采用PVB作为封装材料，由于光伏瓦的曲面设计，无法在常规光伏用层压机内层压，将高压釜生产工艺应用到光伏瓦的生产过程中，实现曲面双玻光伏瓦的制备。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，电池小片的厚度为80～150um，电池小片的宽度为5～10mm。
采用上述优选的方案，将现有的电池大片切为5～10mm左右宽度，然后采用互连件和/或叠片导电连接，制备电池层，实现电池层在一定范围内的可弯曲及形变，从而满足曲面光伏瓦的刚性曲面的设计。电池层采用薄片技术，电池小片厚度约为80μm-150μm，实现电池一定程度上可弯曲形变。
作为优选的方案，上层PVB胶膜层和下层PVB胶膜层的厚度为0.4～1mm。
采用上述优选的方案，用PVB胶膜作为曲面光伏瓦的封装胶膜，厚度0.4～1mm，并引用高压釜加压工艺到光伏行业，实现曲面组件的层压工序。
作为优选的方案，在电池大片的起始端设有起始标识点，在电池大片的待切割位置设有切割标识点，在电池大片的结束端设有结束标识点，起始标识点、切割标识点和结束标识点的结构均不同。
采用上述优选的方案，便于切割设备对电池大片的起始位置、待切割位置和结束位置进行识别，从而提高切割效率，起始标识点、切割标识点和结束标识点的结构均不同，起始标识点主要是为了提示切割设备开始准备工作，而切割标识点是为了提示切割设备开始进行切割，结束标识点主要是为了提示切割设备结束工作，实现自动切割。而起始标识点、切割标识点和结束标识点可以为圆形、正方形、长方形、椭圆形或其他的形状。而切割完成后，起始标识点、切割标识点和结束标识点仍然存在，便于后期焊接设备实现自动焊接。
作为优选的方案，上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃的上下表面的曲率均由中心向外侧逐渐增大。
采用上述优选的方案，曲面式光伏瓦组件的中心较为平缓，边缘较为陡峭。该结构的排水性好，且大大增加了晶硅组件光伏瓦的有效发电面积，实现光伏瓦的高光电转换效率。
作为优选的方案，电池小片包括：电池片本体、设置于电池片本体正面边缘的第一槽口以及设置于电池片本体背面边缘的第二槽口，第一槽口和第二槽口分别设置于电池片本体的相对两端。
采用上述优选的方案，便于进行相邻电池小片互相叠片焊接，焊接效果好，制成的电池层整体的刚性佳。
作为优选的方案，第一槽口的纵向槽壁与其横向槽壁呈倾斜设置，即第一槽口的纵向槽壁与其横向槽壁呈锐角设置。
采用上述优选的方案，纵向槽壁与横向槽壁呈锐角设置，相邻电池小片在叠片安装时，底部存在一定的间隙，该间隙便于焊料的填充，焊料不会从电池片本体的正面溢出，焊接效果良好，制成的电池层更美观。
作为优选的方案，在上层玻璃的正面设有多个颗粒块状花纹单元或平面性花纹单元；
花纹单元包括多个连续或非连续的花纹块；
花纹块包括：第一花纹块、第二花纹块、第三花纹块、第四花纹块和第五花纹块；
第一花纹块呈V型，且沿上层玻璃的长度方向设置；
第三花纹块呈“八”字型，设置于第一花纹块的上方或下方；
第二花纹块设置于第一花纹块与第三花纹块之间；
第四花纹块设置于第一花纹块两侧，第四花纹块与第一花纹块连接，第四花纹块的高度小于第一花纹块、第二花纹块和第三花纹块；
第五花纹块设置于第三花纹块两侧，且第五花纹块的结构与第四花纹块的结构相同。
采用上述优选的方案，排水效果佳。
一种曲面式光伏瓦组件安装结构，包括：
曲面式光伏瓦组件；
散热基板，散热基板的上表面通过导热胶层与曲面式光伏瓦组件连接，散热基板的下表面通过固定支柱与屋顶支撑梁固定连接，固定支柱包括支撑部、连接部以及固定部，支撑部用于支撑散热基板的边缘，固定部用于与屋顶支撑梁固定连接，连接部用于连接支撑部与固定部，且固定支柱与散热基板之间形成三角空腔。
本发明还公开一种曲面式光伏瓦组件安装结构，其结构简单，安装便捷，且固定支柱与散热基板之间形成三角空腔，散热效果更佳，提高曲面式光伏瓦的发电效率。
作为优选的方案，散热基板包括：散热部以及设置于散热部下方的底连接部，散热部的上下表面也为向上突出的弧形曲面结构，其曲率与曲面式光伏瓦组件对应位置的曲率一致，散热部的上表面通过导热胶层与曲面式光伏瓦组件连接；
底连接部为扁平的平板结构，散热部的下表面与底连接部的上表面形成弧形空腔，且在该空腔内设有多个散热条，相邻散热条的间距沿曲面式光伏瓦组件的中间向两侧逐渐增大。
采用上述优选的方案，散热效果佳。
附图说明
图1为本发明实施例提供的曲面式光伏瓦组件的爆炸图。
图2为本发明实施例提供的电池大片的俯视图。
图3为本发明实施例提供的电池小片的连接结构示意图之一。
图4为本发明实施例提供的电池小片的连接结构示意图之二。
图5为本发明实施例提供的上层玻璃的表面结构示意图。
图6为本发明实施例提供的曲面式光伏瓦组件安装结构的结构示意图。
其中：1上层玻璃、11第一花纹块、12第二花纹块、13第三花纹块、14第四花纹块、15第五花纹块；
2上层PVB胶膜层；
3电池层、31电池小片、311电池片本体、312第一槽口、3121纵向槽壁、3122横向槽壁、3123间隙、313第二槽口；
4下层PVB胶膜层；
5下层玻璃；
6电池大片、61起始标识点、62切割标识点、63结束标识点；
7散热基板、71散热部、72底连接部、73空腔、74散热条；
8导热胶层；
9固定支柱、91支撑部、92连接部、93固定部；
10屋顶支撑梁。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，一种曲面式光伏瓦组件及其安装结构的其中一些实施例中，
如图1所示，一种曲面式光伏瓦组件，由上至下依次包括：上层玻璃1、上层PVB胶膜层2、电池层3、下层PVB胶膜层4以及下层玻璃5，且上层玻璃1、上层PVB胶膜层2、电池层3、下层PVB胶膜层4以及下层玻璃5的上下表面均为向上突出的弧形曲面结构，且上层玻璃1、上层PVB胶膜层2、电池层3、下层PVB胶膜层4以及下层玻璃5上下表面对应位置的曲率均一致；
电池层3包括：多个电池小片31，相邻电池小片31之间通过互连件和/或叠片导电连接，电池小片31由电池大片6切割而来。
本发明公开一种曲面式光伏瓦组件，其结构简单，实现光伏瓦组件面积的最大化的合理利用，提升光伏瓦组件的单位面积的光电转换效率。
采用PVB作为封装材料，由于光伏瓦的曲面设计，无法在常规光伏用层压机内层压，将高压釜生产工艺应用到光伏瓦的生产过程中，实现曲面双玻光伏瓦的制备。
高压釜的加压工艺具体流程如下：先层压机预压热熔工艺，后高压釜高压工艺。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电池小片31的厚度为80～150um，电池小片31的宽度为5～10mm。
采用上述优选的方案，将现有的电池大片6切为5～10mm左右宽度，然后采用互连件和/或叠片导电连接，制备电池层3，实现电池层3在一定范围内的可弯曲及形变，从而满足曲面光伏瓦的刚性曲面的设计。电池层3采用薄片技术，电池小片31厚度约为80μm-150μm，实现电池一定程度上可弯曲形变。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，上层PVB胶膜层2和下层PVB胶膜层4的厚度为0.4～1mm。
采用上述优选的方案，用PVB胶膜作为曲面光伏瓦的封装胶膜，厚度0.4～1mm，并引用高压釜加压工艺到光伏行业，实现曲面组件的层压工序。
如图2所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在电池大片6的起始端设有起始标识点61，在电池大片6的待切割位置设有切割标识点62，在电池大片6的结束端设有结束标识点63，起始标识点61、切割标识点62和结束标识点63的结构均不同。
采用上述优选的方案，便于切割设备对电池大片6的起始位置、待切割位置和结束位置进行识别，从而提高切割效率，起始标识点61、切割标识点62和结束标识点63的结构均不同，起始标识点61主要是为了提示切割设备开始准备工作，而切割标识点62是为了提示切割设备开始进行切割，结束标识点63主要是为了提示切割设备结束工作，实现自动切割。而起始标识点61、切割标识点62和结束标识点63可以为圆形、正方形、长方形、椭圆形或其他的形状。而切割完成后，起始标识点61、切割标识点62和结束标识点63仍然存在，便于后期焊接设备实现自动焊接。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，上层玻璃1、上层PVB胶膜层2、电池层3、下层PVB胶膜层4以及下层玻璃5的上下表面的曲率均由中心向外侧逐渐增大。
采用上述优选的方案，曲面式光伏瓦组件的中心较为平缓，边缘较为陡峭。该结构的排水性好，且大大增加了晶硅组件光伏瓦的有效发电面积，实现光伏瓦的高光电转换效率。
如图3所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电池小片31包括：电池片本体311、设置于电池片本体311正面边缘的第一槽口312以及设置于电池片本体311背面边缘的第二槽口313，第一槽口312和第二槽口313分别设置于电池片本体311的相对两端。
采用上述优选的方案，便于进行相邻电池小片31互相叠片焊接，焊接效果好，制成的电池层3整体的刚性佳。
如图4所示，进一步，第一槽口312的纵向槽壁3121与其横向槽壁3122呈倾斜设置，即第一槽口312的纵向槽壁3121与其横向槽壁3122呈锐角设置。
采用上述优选的方案，纵向槽壁3121与横向槽壁3122呈锐角设置，相邻电池小片31在叠片安装时，底部存在一定的间隙3123，该间隙3123便于焊料的填充，焊料不会从电池片本体的正面溢出，焊接效果良好，制成的电池层3更美观。
如图5所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在上层玻璃1的正面设有多个颗粒块状花纹单元或平面性花纹单元；
花纹单元包括多个连续或非连续的花纹块；
花纹块包括：第一花纹块11、第二花纹块12、第三花纹块13、第四花纹块14和第五花纹块15；
第一花纹块11呈V型，且沿上层玻璃1的长度方向设置；
第三花纹块13呈“八”字型，设置于第一花纹块11的上方或下方；
第二花纹块12设置于第一花纹块11与第三花纹块13之间；
第四花纹块14设置于第一花纹块11两侧，第四花纹块14与第一花纹块11连接，第四花纹块14的高度小于第一花纹块11、第二花纹块12和第三花纹块13；
第五花纹块15设置于第三花纹块13两侧，且第五花纹块15的结构与第四花纹块14的结构相同。
采用上述优选的方案，排水效果佳。
如图6所示，一种曲面式光伏瓦组件安装结构，包括：
曲面式光伏瓦组件；
散热基板7，散热基板7的上表面通过导热胶层8与曲面式光伏瓦组件连接，散热基板7的下表面通过固定支柱9与屋顶支撑梁10固定连接，固定支柱9包括支撑部91、连接部92以及固定部93，支撑部91用于支撑散热基板7的边缘，固定部93用于与屋顶支撑梁10固定连接，连接部用于连接支撑部91与固定部93，且固定支柱9与散热基板7之间形成三角空腔。
本发明还公开一种曲面式光伏瓦组件安装结构，其结构简单，安装便捷，且固定支柱9与散热基板7之间形成三角空腔，散热效果更佳，提高曲面式光伏瓦的发电效率。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，散热基板7包括：散热部71以及设置于散热部71下方的底连接部72，散热部71的上下表面也为向上突出的弧形曲面结构，其曲率与曲面式光伏瓦组件对应位置的曲率一致，散热部71的上表面通过导热胶层8与曲面式光伏瓦组件连接；
底连接部72为扁平的平板结构，散热部71的下表面与底连接部72的上表面形成弧形空腔73，且在该空腔73内设有多个散热条74，相邻散热条74的间距沿曲面式光伏瓦组件的中间向两侧逐渐增大。
采用上述优选的方案，散热效果佳。
对于本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种曲面式光伏瓦组件，其特征在于，由上至下依次包括：上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃，且所述上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃的上下表面均为向上突出的弧形曲面结构，且所述上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃上下表面对应位置的曲率均一致；
所述电池层包括：多个电池小片，相邻电池小片之间通过互连件和/或叠片导电连接，所述电池小片由电池大片切割而来；所述电池小片包括：电池片本体、设置于所述电池片本体正面边缘的第一槽口以及设置于所述电池片本体背面边缘的第二槽口，所述第一槽口和第二槽口分别设置于所述电池片本体的相对两端。
2.根据权利要求1所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，所述电池小片的厚度为80~150um,所述电池小片的宽度为5~10mm。
3.根据权利要求1所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，所述上层PVB胶膜层和下层PVB胶膜层的厚度为0.4~1mm。
4.根据权利要求1所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，在所述电池大片的起始端设有起始标识点，在所述电池大片的待切割位置设有切割标识点，在所述电池大片的结束端设有结束标识点，所述起始标识点、切割标识点和结束标识点的结构均不同。
5.根据权利要求1所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，所述上层玻璃、上层PVB胶膜层、电池层、下层PVB胶膜层以及下层玻璃的上下表面的曲率均由中心向外侧逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，所述第一槽口的纵向槽壁与其横向槽壁呈倾斜设置，即所述第一槽口的纵向槽壁与其横向槽壁呈锐角设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的曲面式光伏瓦组件，其特征在于，在所述上层玻璃的正面设有多个颗粒块状花纹单元或平面性花纹单元；
所述花纹单元包括多个连续或非连续的花纹块；
所述花纹块包括：第一花纹块、第二花纹块、第三花纹块、第四花纹块和第五花纹块；
所述第一花纹块呈V型，且沿所述上层玻璃的长度方向设置；
所述第三花纹块呈“八”字型，设置于所述第一花纹块的上方或下方；
所述第二花纹块设置于所述第一花纹块与第三花纹块之间；
所述第四花纹块设置于所述第一花纹块两侧，所述第四花纹块与所述第一花纹块连接，所述第四花纹块的高度小于所述第一花纹块、第二花纹块和第三花纹块；
所述第五花纹块设置于所述第三花纹块两侧，且所述第五花纹块的结构与所述第四花纹块的结构相同。
8.一种曲面式光伏瓦组件安装结构，其特征在于，包括：
如权利要求1-7任一项所述的曲面式光伏瓦组件；
散热基板，所述散热基板的上表面通过导热胶层与所述曲面式光伏瓦组件连接，所述散热基板的下表面通过固定支柱与屋顶支撑梁固定连接，所述固定支柱包括支撑部、连接部以及固定部，所述支撑部用于支撑所述散热基板的边缘，所述固定部用于与所述屋顶支撑梁固定连接，所述连接部用于连接所述支撑部与固定部，且所述固定支柱与所述散热基板之间形成三角空腔。
9.根据权利要求8所述的曲面式光伏瓦组件安装结构，其特征在于，所述散热基板包括：散热部以及设置于所述散热部下方的底连接部，所述散热部的上下表面也为向上突出的弧形曲面结构，其曲率与所述曲面式光伏瓦组件对应位置的曲率一致，所述散热部的上表面通过所述导热胶层与所述曲面式光伏瓦组件连接；
所述底连接部为扁平的平板结构，所述散热部的下表面与所述底连接部的上表面形成弧形空腔，且在该空腔内设有多个散热条，相邻所述散热条的间距沿所述曲面式光伏瓦组件的中间向两侧逐渐增大。
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