一种光伏屋面瓦片的制作方法

1.本实用新型属于光伏瓦、光伏组件或光伏产品应用领域，具体涉及一种与传统屋面瓦片配合安装使用的光伏屋面瓦片。


背景技术：

2.现有的光伏组件或者面板在整体产品尺寸设计过程中，通常仅仅遵循光伏组件的设计标准，未能充分考虑其建材特性和建材的兼容性，导致市面上产品的尺寸没有标准化，尺寸多样且与存在不合理性，与传统瓦片无法匹配兼容，导致安装难度增加，安装成本过高，屋面安装完成后容易出现漏水等问题，对产品的推广和bipv市场的发展起到了一定的阻碍作用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种考虑了建材特性、能够与传统屋面瓦片兼容，从而安装难度和成本均较低，不易出现安装质量问题的光伏屋面瓦片。
4.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种光伏屋面瓦片，与传统屋面瓦片组合安装，所述传统屋面瓦片按照左右平面搭接、上下层叠搭接方式安装后，定义每块所述传统屋面瓦片中露出表面部分为所述传统屋面瓦片的有效区域，定义所述传统屋面瓦片的有效区域在左右方向上的长度和在上下方向上的宽度分别为所述传统屋面瓦片的有效长度和有效宽度，所述光伏屋面瓦片与所述传统屋面瓦片也按照左右平面搭接、上下层叠搭接方式安装后，定义每块所述光伏屋面瓦片露出表面部分为所述光伏屋面瓦片的有效区域，定义所述光伏屋面瓦片的有效区域在左右方向上的长度和在上下方向上的宽度分别为所述光伏屋面瓦片的有效长度和有效宽度；所述光伏屋面瓦片的有效长度为所述传统屋面瓦片的有效长度的整数倍，所述光伏屋面瓦片的有效宽度与所述传统屋面瓦片的有效宽度相等。
6.所述光伏屋面瓦片的有效区域内设置有若干光伏电池片，所述光伏电池片所在位置构成所述光伏屋面瓦片的发电区域，所述发电区域在左右方向上的长度小于所述光伏屋面瓦片的有效长度，所述发电区域在上下方向上的宽度小于所述光伏屋面瓦片的有效宽度。
7.所述光伏屋面瓦片的总宽度大于所述光伏屋面瓦片的有效宽度且小于或等于所述传统屋面瓦片的总宽度。
8.所述光伏屋面瓦片包括主体部分、设置于所述主体部分的左侧边缘处并能够与所述传统屋面瓦片的右侧边缘或相邻所述光伏屋面瓦片的右侧边缘搭接的左搭接构件、设置于所述主体部分的右侧边缘处并能够与所述传统屋面瓦片的左侧边缘或相邻所述光伏屋面瓦片的左侧边缘搭接的右搭接构件。
9.所述左搭接构件包括与所述主体部分的左侧边缘相连接并形成开口向上凹槽的左边框；
10.所述左边框内设置有挡水条。
11.所述右搭接件包括与所述主体部分的右侧边缘相连接并形成开口向下凹槽的右边框。
12.所述光伏屋面瓦片的下侧边缘由相邻的所述传统屋面瓦片的上侧边缘或相邻的光伏屋面瓦片的上侧边缘支撑，所述光伏屋面瓦片的上侧边缘由挂瓦条支撑。
13.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的光伏屋面瓦片考虑了建材特性和兼容性而设计，能够与传统屋面瓦片兼容而较好地配合实现安装，从而降低安装难度和安装成本，且不易出现安装质量问题。
附图说明
14.附图1为传统屋面瓦片的安装示意图。
15.附图2为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片组合安装的示意图。
16.附图3为传统屋面瓦片的有效长度示意图。
17.附图4为本实用新型的光伏屋面瓦片的有效长度示意图。
18.附图5为本实用新型的光伏屋面瓦片的平面示意图。
19.附图6为本实用新型的光伏屋面瓦片中左搭接构件的安装示意图。
20.附图7为本实用新型的光伏屋面瓦片中右搭接构件的安装示意图。
21.附图8为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片的上下层叠搭接示意图。
22.附图9为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片构成三角形屋面排列的示意图。
23.附图10为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片构成矩形屋面排列的示意图。
24.附图11为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片构成梯形屋面排列的示意图。
25.附图12为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片齐缝安装的示意图。
26.附图13为本实用新型的光伏屋面瓦片和传统屋面瓦片错缝安装的示意图。
27.以上附图中：1、传统屋面瓦片；2、光伏屋面瓦片；21、主体部分；22、左搭接构件；23、右搭接构件；24、左边框；25、挡水条；26、右边框；3、挂瓦条。
具体实施方式
28.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
29.实施例一：如附图1所示，传统屋面瓦片1（传统陶瓷瓦片）采用左右平面搭接、上下层叠搭接方式安装，即若干片传统屋面瓦片1呈多行（左右方向）多列（上下方向）排布。每一行传统屋面瓦片1中，相邻的两片传统屋面瓦片1通过拼接结构拼接，二者的主体部分21无层叠。而每一列传统屋面瓦片1中，位于上方的一片传统屋面瓦片1的下侧边缘层叠在位于其下方的一片传统屋面瓦片1的上侧边缘处。传统屋面瓦片1的左侧边缘和右侧边缘分别设置拼接结构。
30.如附图3所示，左右平面搭接形成的一行传统屋面瓦片1中，对于任一片传统屋面瓦片1而言，在其总长度（左右方向最大尺寸）方向上并非全部露出表面，而只有除了左侧边
缘处的拼接结构以外的部分露出表面。如附图7所示，在上下层叠搭接形成的一列传统屋面瓦片1中，对于任一片传统屋面瓦片1，在其总宽度h（上下方向的最大尺寸）方式上也并非全部露出表面，而是除了层叠部分以外的部分露出表面，层叠部分的宽度为d1，则露出表面部分的宽度d2=h
‑
d1。则对于传统屋面瓦片1，定义每块传统屋面瓦片1中露出表面部分为传统屋面瓦片1的有效区域（即可见光照区域），定义传统屋面瓦片1的有效区域在左右方向上的长度和在上下方向上的宽度分别为传统屋面瓦片1的有效长度l1和有效宽度d2。由此可见，传统屋面瓦片1的有效长度l1并非传统屋面瓦片1的外形长度，而是去除一侧重合的拼接结构部分长度l3之后的长度。
31.光伏屋面瓦片2属于建筑一体化范畴的光伏应用领域，产品使用过程中必须与现有的屋面系统的安装方式和习惯保持一致性，才能更好的体现其产品特性和优势。基于上述传统屋面瓦片1的安装方式，在产品设计的过程中就要参考传统屋面瓦片1的结构尺寸和安装特点，并以此为重要依据，进行后期产品设计开发。
32.本申请给出了一种符合建筑一体化要求的光伏屋面瓦片2的设计方案，通过规范光伏屋面瓦片2的长宽尺寸，与传统屋面瓦片1和屋面建立联系，使产品能够与传统屋面瓦片1达到兼容的效果，具体方案如下：
33.如附图2所示，一种能够与上述传统屋面瓦片1仍按照上述左右平面搭接、上下层叠搭接方式组合安装的光伏屋面瓦片2，其在安装后也是局部露出表面，定义每块光伏屋面瓦片2露出表面部分为光伏屋面瓦片2的有效区域（即可见光照区域），定义光伏屋面瓦片2的有效区域在左右方向上的长度和在上下方向上的宽度分别为光伏屋面瓦片2的有效长度l2和有效宽度。光伏屋面瓦片2的有效长度l2为传统屋面瓦片1的有效长度l1的整数倍，即l2=l1*n，n为倍数或称之为模数，光伏屋面瓦片2的有效长度l2也并非其外形长度，而是去除一侧重合的拼接结构部分之后的长度。显然模数n的取值可以包含且不限于1、2、3、4、5、6，通常根据产品总体重量和搬运方便要求，光伏屋面瓦片2有效铺设长度l2一般不超过2米，模数n的常见取值为5。同时考虑到屋面尺寸限制，通常会设计一组产品系列，使产品安装与屋面更兼容。光伏屋面瓦片2的有效宽度与传统屋面瓦片1的有效宽度d2相等。
34.如附图4、5所示，光伏屋面瓦片2包括主体部分21、左搭接构件22和右搭接构件23。左搭接构件22设置于主体部分21的左侧边缘处并沿光伏屋面瓦片2的宽度方向延伸，其用于与传统屋面瓦片1的右侧边缘或相邻光伏屋面瓦片2的右侧边缘搭接。右搭接构件23设置于主体部分21的右侧边缘处并沿光伏屋面瓦片2的宽度方向延伸，其用于与传统屋面瓦片1的左侧边缘或相邻光伏屋面瓦片2的左侧边缘搭接。参照传统屋面瓦片1的左右平面搭接方式可知，该光伏屋面瓦片2在左右平面搭接后，露出表面的部分在其左右方向上由主体部分21和右搭接构件23组成，即主体部分21和右搭接构件23的总长度形成光伏屋面瓦片2的有效长度l2，或者说光伏屋面瓦片2的有效长度l2是由其总长度中去除一侧。从光伏屋面瓦片2在上下方向上的层叠搭接方向来看，其除了上侧边缘区域以外的部分构成有效区域并对应有效宽度等于d2。考虑到屋面防水等问题，光伏屋面瓦片2产品安装时也需要一定的搭接距离，光伏屋面瓦片2的总宽度w必须大于光伏屋面瓦片2的有效宽度，即必须大于传统屋面瓦片1的有效宽度d2，且光伏屋面瓦片2的总宽度w小于或等于传统屋面瓦片1的总宽度h，常见设计中，光伏屋面瓦片2的总宽度w与传统屋面瓦片1的总宽度h一致。
35.在光伏屋面瓦片2的有效区域内设置有若干光伏电池片，光伏电池片所在位置构
成光伏屋面瓦片2的发电区域。发电区域在左右方向上的长度a小于光伏屋面瓦片2的有效长度l2，发电区域在上下方向上的宽度b小于光伏屋面瓦片2的有效宽度。在发电区域内根据光伏组件设计规范，尽可能排布较多的光伏电池片。
36.如附图6所示，左搭接构件22包括与主体部分21的左侧边缘相连接并形成开口向上凹槽的左边框24，左边框24内设置有挡水条25，则左搭接构件22由下方与相邻的传统屋面瓦片1的右侧边缘处的拼接结构或相邻的光伏屋面瓦片2的右搭接构件23拼接固定。
37.如附图7所示，右搭接件包括与主体部分21的右侧边缘相连接并形成开口向下凹槽的右边框26，则右搭接构件23由下方与相邻的传统屋面瓦片1的左侧边缘处的拼接结构或相邻的光伏屋面瓦片2的左搭接构件22拼接固定。
38.如附图8所示，对于光伏屋面瓦片2/传统屋面瓦片1的上下层叠搭接结构，光伏屋面瓦片2/传统屋面瓦片1的下侧边缘由相邻的传统屋面瓦片1的上侧边缘或相邻的光伏屋面瓦片2的上侧边缘支撑，光伏屋面瓦片2/传统屋面瓦片1的上侧边缘由挂瓦条3支撑。单个传统屋面瓦片1的宽度h的常见取值为420mm，上下搭接距离d1常见取值范围50mm～100mm，可见光照区域宽度d2为瓦宽度h与上下搭接距离d1的差值，及d2=h
‑
d1，显然可见光照区域宽度d2的常见取值320mm～370mm。
39.基于上述方案，常见的设计方案如下：
40.a）选用传统陶瓷瓦片，其高度h为420mm，有效铺设长度l1为293mm，安装搭接距离d1为65mm；
41.b）设计光伏屋面瓦片2，设计模数n为1、2、5作为一个产品系列，对应其有效铺设长度l2为293mm、586mm、1465mm；
42.c）模数n为1的光伏屋面瓦片2中发电部分长度a设计值为283mm，宽度b设计值为335mm；
43.d）模数n为2的光伏屋面瓦片2中发电部分长度a设计值为576mm，宽度b设计值为335mm；
44.e）模数n为5的光伏屋面瓦片2中发电部分长度a设计值为1455mm，宽度b设计值为335mm；
45.f）光伏屋面瓦片2的发电部分中的光伏电池片可选用晶体硅整片、晶体硅半片、薄膜电池，尺寸包含且不限于156.75mm*156.75mm、158.75mm*158.75mm、166mm*166mm、182mm*182mm、210mm*210mm等，按照光伏组件设计规范，尽可能排布较多的光伏电池片；
46.g）按照如上设计方案的光伏屋面瓦片2产品可以满足多种屋面的安装，且铺设面积最大化，屋面形状包含且不限于矩形、三角形、梯形等，如附图9至附图11所示。
47.h）按照如上设计方案的光伏屋面瓦片2产品可以满足齐缝安装和错缝安装方式，如附图12和附图13所示。
48.综上，本发明的光伏屋面瓦片2在满足光伏组件的技术要求的同时，更注重其建材特性。从建材的角度开发设计，在设计阶段就解决后续安装的安全性和兼容性问题。主要技术要点有两个：
49.1、长度方向，以传统陶瓷瓦的铺设长度为最小基准单位，光伏组件或面板产品有效铺设长度为传统陶瓷瓦铺设长度的整数倍。
50.2、宽度方向，考虑传统陶瓷瓦的搭接距离，确定最大光照宽度，为光伏屋面瓦片2
光伏电池片排布的最大宽度值，同时兼容考虑阴影遮挡安全距离。
51.本发明主要解决了市面现有产品在安装过程中与陶瓷瓦片无法兼容而导致无法安装的问题，解决了市面现有产品尺寸不统一，在安装过程中施工成本过高的问题，解决了市面现有产品设计缺陷导致安装后屋面漏水的问题。
52.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。