太阳能电池柔性安装结构及农业滤光遮阳发电系统的制作方法与工艺

文档序号:13084649阅读:160来源:国知局
技术领域本实用新型涉及太阳能发电领域,具体涉及太阳能电池柔性安装结构及农业滤光遮阳发电系统。

背景技术:
太阳能电池(也被称为光伏组件)一般分为硅基刚性太阳能电池和非硅基柔性太阳能电池,其安装结构根据支撑载体来说,分为刚性安装结构和柔性安装结构两种,前者是以屋顶、地面、汽车表面为支撑载体,后者是以钢丝绳、钢绞线、钢绳、钢筋、缆索等具有一定柔性和强度的柔性材料为支撑载体。对于柔性安装结构来说,太阳能电池板与柔性材料连接方式多为:将太阳能电池板用铝合金边框保护固定,再将铝合金边框同柔性材料相连接。边框与柔性材料的连接多通过特定的连接件连接。这种方式铝材使用量大,造价昂贵,施工繁琐。目前普遍采用的连接件是骑马螺栓配合夹板将柔性材料与太阳能电池连接到一起,但是由于柔性材料在安装时容易受到风吹等因素干扰,操作人员需要一手拉住柔性材料,另一手上夹板及拧螺母,十分不便;另一种安装方式是采用凸轮压紧柔性材料,该安装方式的缺点在于凸轮的压紧效果不稳定,凸轮容易回转,而在旋转凸轮过程中实际上太阳能电池也会受到拉力,容易造成太阳能电池损坏,并且凸轮组装不便,成本高。农业用的遮阳系统多采用遮阳幕布遮阳,遮阳幕布多为塑料编织幕遮阳网,遮阳网位于托幕线和压幕线之间,通过驱动边牵引合拢还是展开来调整农作物生长的光环境。但由于遮阳网是柔性的,运行过程由于风的作用经常出现遮阳网缠卷传动机构发生故障。遮阳网的寿命5-8年左右,几乎每5年就更换一次,维护成本高昂。太阳光被遮阳网遮挡吸收,转化为热量散失,太阳能被白白浪费掉了。近年发展出一种光伏温室大棚,光伏组件大多被当做为一种覆盖材料镶嵌到温室的维护结构中,对结构要求较高,导致成本上升,市场化推广缓慢。

技术实现要素:
本实用新型的目的是提供一种操作方便、成本低廉、使用寿命长的太阳能电池柔性安装结构及农业滤光遮阳发电系统。为实现上述目的,本实用新型的实施例提供了如下技术方案:一方面,提供了一种太阳能电池柔性安装结构,包括:太阳能电池、承载所述太阳能电池的柔性材料、连接所述太阳能电池和所述柔性材料的连接件,所述连接件具有连接所述太阳能电池的第一连接部和连接所述柔性材料的第二连接部,所述第二连接部具有容纳所述柔性材料的凹槽,螺栓穿过所述第二连接部的底壁后将所述柔性材料顶紧在所述凹槽内。作为优选方案,所述第一连接部包括顶壁及两个侧壁,所述顶壁与所述侧壁形成几字形,在所述侧壁上涂覆有胶黏剂,在所述顶壁上粘贴有双面贴,所述太阳能电池通过所述胶黏剂和所述双面贴粘贴到所述第一连接部上。作为优选方案,上述太阳能电池柔性安装结构还包括扣盖件,所述扣盖件具有第一缓冲凹槽和第一齿部,所述第一连接部具有第二缓冲凹槽和第二齿部,所述第一齿部和所述第二齿部啮合从而将所述太阳能电池夹持在所述第一缓冲凹槽与所述第二缓冲凹槽之间,且所述第一缓冲凹槽内的缓冲材料与所述第二缓冲凹槽内的缓冲材料挤压在所述太阳能电池上。作为优选方案,上述太阳能电池柔性安装结构还包括拉结杆,在所述太阳能电池下方、所述柔性材料上方,自攻螺丝穿过所述连接件后拧入所述拉结杆。作为优选方案,所述拉结杆具有侧面开口的管形结构,其内壁为齿形,其外壁延伸出相对的T形结构。作为优选方案,所述连接件、所述扣盖件均为铝材。另一方面,提供了一种农业滤光遮阳发电系统,包括:如上所述的太阳能电池柔性安装结构、至少一对立柱,所述柔性材料被所述立柱支撑。作为优选方案,所述太阳能电池为硅基薄膜透光太阳能电池板。作为优选方案,上述农业滤光遮阳发电系统还包括位于所述一对立柱之间的中间支架,所述中间支架上固定有支柱,所述柔性材料被支撑在所述支柱上使得所述太阳能电池与水平方向呈一夹角。作为优选方案,所述柔性材料拉结在地锚上,所述立柱与所述地锚之间存在紧线装置。作为优选方案,所述硅基薄膜透光太阳能电池板下方建有日光温室或者冷棚,所述立柱直接安装在所述日光温室的后墙上或者共用所述冷棚的结构骨架。本实用新型的实施例采用螺栓穿过第二连接部的底壁的方式顶紧柔性材料,螺栓能够采用标准件,成本低,并且压紧效果好于凸轮,不会发生凸轮回转的不稳定问题,而且螺栓是从下向上压柔性材料,不会像凸轮旋转时对太阳能电池施加拉力,使得使用寿命更长。进一步地,采用粘贴的方式安装方便。进一步地,采用扣盖件与连接件共同作为边框铝材,长度能够根据太阳能电池的情况和风雪载荷等自然因素调整,长度可大于等于太阳能电池板长度也可小于太阳能电池板长度,比目前市场上常见的四周边框的处理方式节省成本,而且扣盖件与连接件既存在啮合,又存在缓冲材料的挤压,对于太阳能电池的连接稳定性、保护性均能提高。进一步地,拉结杆能够提高结构强度,防止风吹时柔性材料晃动拉扯撕裂太阳能电池板,并且拉结杆本身结构具备轻量化特征,而内壁的齿形结构有利于自攻螺丝的拧入,外壁的T形结构能够卡住扣盖件、连接件组成的边框铝材,保证拧入自攻螺丝时不会转动。本实施例的农业滤光遮阳发电系统采用的柔性太阳能电池安装结构使得系统建设更加简便、成本低、寿命长。并且,硅基薄膜透光太阳能电池板作为遮阳主体,硅基薄膜透光太阳能电池板可过滤掉对农作物有害的短波光,均匀的透过农作物生长需要的红光。光伏组件寿命25年,无需更换,抗风能力强,无需传动系统故障率低。除了植物所必须的光外,余光发电,最充分的利用太阳能,产生额外经济效益。采用柔性材料固定硅基薄膜透光发电组件,柔性材料重量轻、可变形,适合更复杂的地形,成本低廉,适合推广。附图说明接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明,其中:图1为本实用新型的实施例的农业滤光遮阳发电系统的主视图;图2为本实用新型的实施例的农业滤光遮阳发电系统的俯视图;图3为沿图2中的A-A线的剖视图;图4为本实用新型的第一个实施例的柔性材料与太阳能电池连接的仰视图;图5为本实用新型的第一个实施例的柔性材料与太阳能电池连接的剖视图;图6为本实用新型的第二个实施例的柔性材料与太阳能电池连接的仰视图;图7为沿图6的B-B线的剖视图;图8为本实用新型的第二个实施例所采用的拉结杆的剖视图;图9为本实用新型的实施例的农业滤光遮阳发电系统的第一种应用形式;图10为本实用新型的实施例的农业滤光遮阳发电系统的第二种应用形式。附图标记说明:1、太阳能电池,2、柔性材料,3、连接件,31、第二连接部,311、凹槽,312、底壁,32、第一连接部,321、顶壁,322、侧壁,323、第二齿部,324、第二缓冲凹槽,4、双面贴,5、胶黏剂,6、螺母,7、螺栓,8、地锚,9、立柱,10、立柱基础,11、紧线装置,12、拉网梁,13、中间支架,14、支柱,15、拉结杆,151、管形结构,152、齿形,153、T形结构,16、边框铝材,17、缓冲材料,18、自攻螺丝,19、扣盖件,191、第一齿部,192、第一缓冲凹槽。具体实施方式参考图1,本实施例中的农业滤光遮阳发电系统中,采用的是太阳能电池柔性安装结构,既太阳能电池1通过连接件3固定到柔性材料2上,柔性材料2绑固到拉网梁12上,拉网梁12固定在一对立柱9上,从而使柔性材料2被立柱9支撑,立柱9固定在立柱基础10上。实际建造中,也能够通过其它连接结构将柔性材料2支撑到立柱9上。两端的立柱9通过柔性材料2拉结在地锚8上,立柱9与地锚8之间存在紧线装置11,紧线装置11将柔性材料2的拉紧力传递到地锚8上。柔性材料2为钢丝绳、钢绞线、钢绳、钢筋等具有一定柔性和强度的材料。紧线装置11为花篮螺栓、紧线器等具有拉紧功能的装置。根据立柱9之间的间距L的大小决定是否设置中间支架13及中间支架13的数量。根据需要两端的立柱9的高度能够不相等,从而调整柔性材料2的角度。参考图2,太阳能电池1为多个,优选为硅基薄膜透光太阳能电池板,透光均匀可透红光,为无铝合金边框的电池板,当然实际建造中也可选用非硅基柔性薄膜太阳能电池等其它形式的太阳能电池。太阳能电池1之间有空隙,满足农作物正常生长所需要的其他光,空隙的大小根据所种植农作物的不同而不同。柔性材料2相互平行且成网状,来保持整体的稳定。参考图3,中间支架13上固定有支柱14,支柱14一长一短,柔性材料2被支撑在支柱14上,长短不等的支柱14使得太阳能电池1与水平方向呈一夹角,通过调整支柱14的长度能够调整太阳能电池1的倾角。如图4所示,太阳能电池1通过连接件3固定到柔性材料2上。在第一个实施例中,连接件3的数量为6个,其中两端的连接件3为4个,中间的两个连接件3能够根据太阳能电池1的大小及方式选择加与不加。优选两端的连接件3与太阳能电池1齐平或者突出太阳能电池1的边缘,以免柔性材料2划碰到太阳能电池1的两端。参考图5,在第一个实施例的太阳能电池柔性安装结构中,太阳能电池1承载在柔性材料2上是通过连接太阳能电池1和柔性材料2的连接件3实现的。在本实施例中,连接件3具有连接太阳能电池1的第一连接部32和连接柔性材料2的第二连接部31。第二连接部31具有容纳柔性材料2的凹槽311,该凹槽311下宽上窄,可以为梯形、半圆形等。安装时,将柔性材料2置于连接件3的凹槽311内,然后螺栓7和螺母6从一端进入连接件3,螺栓7穿过第二连接部31的底壁312后拧紧螺栓7和螺母6,螺栓7将柔性材料2顶紧在凹槽311内。实际安装时,也能够直接在底壁312上开螺纹孔,而不需要螺母6。图5所示的实施例的优势在于,螺栓7能够采用标准件,成本低,并且压紧效果好于凸轮,不会发生凸轮回转的不稳定问题,而且在组装时,操作人员一手拉住柔性材料2,使其进入凹槽311后,另一只手操作螺栓7从下向上压紧柔性材料2,不会像凸轮旋转时对太阳能电池1施加沿着柔性材料2的长度方向的拉力,避免太阳能电池1受力撕裂,使得使用寿命更长,特别是对于柔性太阳能电池。在第一个实施例中,第一连接部包括顶壁321及两个侧壁322,顶壁321与侧壁322形成几字形。安装时,先通过顶壁321上粘贴的双面贴4将连接件3与太阳能电池1暂时粘贴在一起,然后在侧壁322上涂覆胶黏剂5,例如硅酮结构胶等,将太阳能电池牢固地粘贴到第一连接部32上,安装方便。参考图6,第二个实施例中的太阳能电池柔性安装结构中采用了拉结杆15和边框铝材16,太阳能电池1通过边框铝材16和拉结杆15固定到柔性材料2上。边框铝材16的长度能够根据太阳能电池1的情况和风雪载荷等自然因素调整,长度可大于等于太阳能电池1长度也可小于太阳能电池1长度,比目前市场上常见的四周边框的处理方式节省成本。参考图7,本实施例中的边框铝材16由连接件3和扣盖件19扣合到一起形成,实际上边框铝材16可为一体式也可为分体式。其中,扣盖件19具有第一齿部191和第一缓冲凹槽192,而连接件3与第一个实施例不同之处主要在于第一连接部32。在第二个实施例中,第一连接部32具有第二齿部323和第二缓冲凹槽324。第一缓冲凹槽192、第二缓冲凹槽324内均设置有缓缓冲噢乖你材料17,缓冲材料17材质能够为三元乙丙、橡胶等常用的具有一定弹性的材料。安装时,第一齿部191和第二齿部323啮合从而将太阳能电池1夹持在第一缓冲凹槽192与第二缓冲凹槽324之间,且两根缓冲材料17挤压在太阳能电池1上。连接件3与柔性材料2的连接方式与第一个实施例相同,不再详述。采用扣盖件19与连接件3共同作为边框铝材16,扣盖件19与连接件3既存在啮合,又能够利用缓冲材料17保护太阳能电池1不被压裂,对于太阳能电池1的连接稳定性、保护性均能提高。拉结杆15位于太阳能电池1下方、柔性材料2上方,自攻螺丝18穿过连接件3后拧入拉结杆15。拉结杆15的作用是提高结构强度,防止风吹时柔性材料2晃动拉扯撕裂太阳能电池1。参考图8,拉结杆15的主体为具有侧面开口的管形结构151,为轻量化结构。管形结构151的内壁为齿形152,利于自攻螺丝的拧入。管形结构151的外壁延伸出相对的T形结构153,用于卡住扣盖件19、连接件3组成的边框铝材16,保证拧入自攻螺丝18时拉结杆15不会转动。在安装时,先将缓冲材料17分别插入第一缓冲凹槽192和第二缓冲凹槽324中待用。然后将连接件3与拉结杆15用自攻螺丝18连接起来。然后将太阳能电池1放到连接件3上的缓冲材料17上。然后压入扣盖件19,使太阳能电池1被压在连接件3与扣盖件19之间,两根缓冲材料17紧抵挤压太阳能电池1,既起到连接作用,又起到保护作用。参考图9,在第一种形式中,硅基薄膜透光太阳能电池板下方建有日光温室,立柱9或者中间支架13能够直接安装在后墙上以节约成本。参考图10,在第二种形式中,硅基薄膜透光太阳能电池板下方建有冷棚,立柱9或者中间支架13能够共用冷棚的结构骨架以节约成本。虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的,但本实用新型并不限定于上述实施例,而只受权利要求的限定,本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化,但并不离开本实用新型的实质构思和范围。例如,第一连接部32与太阳能电池1的连接方式除上述两个实施例外,还能够采用螺栓连接、铆接、或者其它夹持等方式。
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