一种光伏组件专用边框及边框材料的制作方法

本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种光伏组件专用边框及边框材料。

背景技术：

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使用钢化玻璃、EVA、背板进行封装保护可形成大面积的太阳能光伏组件层压件，太阳能光伏组件层压件易碎且不易搬运安装，故使用边框为太阳能组件提供可靠的支撑和保护。目前，我国对光伏电池板的清洁及维护技术的研究还没有取得新的突破，虽然已初步形成了光伏电池板清洁及维护方法的理论，通过实验研究得出光伏积灰系数在积灰初期受积灰量的影响较大，当灰尘累积到一定程度时，光伏积灰系数受积灰量的影响越来越小，因此需特别重视积灰初期灰尘对光伏发电的影响。另外，积灰质量相同的情况下，干松积灰状态下的光伏积灰系数要比粘结积灰状态下光伏积灰系数小。因此需要特别注意粘结积灰状态对光伏发电的影响，重视雨后的积灰形态，及时将粘结灰尘清理掉，以免对光电转换效率产生较大的影响。

中国专利CN205056514U公开了一种光伏板自动清洁装置，包括一个与单块光伏板大小形状一致的边框、滑动轨道、橡胶杆、刚性连杆；边框的上边框和下边框设置有滑动轨道，紧贴于光伏板表面上有一根橡胶杆，该橡胶杆两端固定于边框的上边框和下边框的滑动轨道内，橡胶杆中间位置设置内滑轨，一根刚性连杆一端通过滑动轴固定于下边框中间位置，另一端与橡胶杆中间的内滑轨连接，下边框设置有玻璃水喷射装置和导流槽，其设备下滑速度由挡块来控制，这样会使得在清洁设备易损坏，同时通过该清洁装置其效率较低，不适用于清洁光伏板表面存在颗粒较大污渍。中国专利CN106026888A公开了一种新型非金属光伏组件及其组装工艺。新型非金属光伏组件包含所述包含光伏组件和用于固定光伏组件的太阳能组件绝缘边框，所述太阳能组件绝缘边框为采用复合材料拉挤成型制成，所述光伏组件与太阳能组件绝缘边框在结合处采用粘合剂层粘结成一体结构，该专利中的光伏组件仅靠摆放角度倾斜，由雨水进行冲刷，这样的清洁效率太低，同时绝缘性能低。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的清洁效率低、绝缘性能差问题，本发明提供了一种光伏组件专用边框及边框材料。

本发明提供了一种光伏组件用边框材料；特征在于：所述边框材料主要成分为树脂、增塑剂、玻璃纤维、填充剂、润滑剂和抗氧化剂，各成分重量份数为：树脂55-60份、增塑剂2-5份、玻璃纤维25-30份、填充剂4-6份、润滑剂2-5份和抗氧化剂3-5份。

进一步的，所述边框材料主要成分的重量份数为：树脂58份、增塑剂4份、玻璃纤维28份、填充剂5份、润滑剂4份和抗氧化剂4份。

本发明还提供了一种用上述边框材料制得的光伏组件边框，所述光伏组件边框包括光伏组件和用于固定光伏组件的边框组件，所述边框组件分为卡接边框和自清洁边框，光伏组件一组相对的两条边设于自清洁边框内，另一组相对的两条边设于卡接边框内，其特征在于：所述自清洁边框包括自清洁装置和自清洁边框本体，自清洁装置平行于自清洁边框本体，且位于自清洁边框本体上方，自清洁装置两端连接卡接边框，且自清洁装置沿卡接边框上下移动。

进一步的，所述自清洁装置包括清洁条、清洁刷、丝杆和驱动元件，所述清洁刷安装于清洁条中部，清洁刷长度与露于卡接边框外的光伏组件部分长度相同，保证光伏组件得到全面清洁，丝杆上设有滑块，清洁条与滑块相连，丝杆底部安装于驱动元件上，驱动元件置于卡接边框上端，通过丝杆动作使得清洁条在光伏组件上表面进行上下运动。

进一步的，所述光伏组件边框还设有分控制器和总控制器，总控制器用于控制多个光伏组件边框中的分控制器，所述分控制器用于控制驱动元件开关状态和设定丝杆转速；各光伏组件控制器均由总控制器进行调控，通过总控制器将控制信号传输给各分控制器，由分控制器控制各光伏组件上的自清洁装置进行动作。

进一步的，所述卡接边框包括顶板、侧板B、支撑板B、加强板B和底板B，顶板和支撑板B分别连接在侧板B顶部和中部，顶板与支撑板B形成用于固定光伏组件的安装槽，底板B连接在侧板B底部，加强板B连接在支撑板B与底板B之间；所述顶板呈直角梯形，顶板上表面为直角梯形斜边，靠近光伏组件一端为长边，远离光伏组件的另一端为短边。

进一步的，所述光伏组件置于安装槽中，结构胶被光伏组件分为上层结构胶、侧面结构胶和下层结构胶，上层结构胶连接顶板和光伏组件，侧面结构胶连接光伏组件和侧板B，下层结构胶连接光伏组件和支撑板B；顶板底部和支撑板B顶部均设有齿形凹槽，该齿形凹槽主要是用于存贮上层结构胶和下层结构胶，所述齿形凹槽的齿边与光伏组件顶部成30°-60°夹角。

进一步的，齿形凹槽底部与光伏组件之间间隔3-4mm，优选的，齿形凹槽底部与光伏组件之间间隔3mm。

进一步的，卡接边框上端设有可拆卸挡板，所述挡板底部与卡接边框顶板通过转轴连接，挡板可沿转轴翻转；卡接顶部还设有保护罩，将自清洁装置的丝杆和驱动元件与外界灰尘等大颗粒物质隔开，其中驱动元件和丝杆均具备防水性能。

进一步的，所述保护罩朝向光伏组件的侧边开有腰圆孔，所述清洁条两端通过腰圆孔与滑块相连，清洁条在腰圆孔上下移动；保护罩底部置于卡接边框顶板上，保护罩下端靠近卡接边框短边处开有通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明光伏组件边框材料以树脂为基体材料，添加玻璃纤维、增塑剂、填充剂、润滑剂和抗氧化剂，充分利用了树脂和玻璃纤维的耐高温、耐腐蚀性能、电绝缘性能好的特质，通过本发明中的边框材料的主要成分制得的光伏组件边框材料具备优异的抗腐蚀、耐高温性能，同时还具备优异的电绝缘性能；同时实施例四中边框材料的拉伸强度、弯曲强度最大，线性膨胀系数最低；其表明了通过合理调整各边框材料主要成分的重量份数，可使得边框材料的机械性能、抗腐蚀性能和电绝缘性能效果最佳。

(2)本发明的光伏组件专用边框可使得光伏组件表面不会因积累大量灰尘、积雪等影响光伏组件的发电效率，同时自动进行自清洁减轻了人员的劳动强度。

(3)本发明中光伏组件边框顶板的齿形凹槽主要是用于存贮上层结构胶和下层结构胶，且齿形凹槽的齿边与光伏组件顶部成45°夹角，通过齿形凹槽可以减少结构胶用量，同时采用45°夹角保证了在使用相同容量结构胶前提下获得最大的粘接力。

(4)本发明中光伏组件边框中卡接边框的齿形凹槽底部与光伏组件之间间隔长度会影响结构胶对光伏组件的粘接力，过小的间隔会导致结构胶容量过少，使得卡接边框的固接性能过低；而过大的间隔为保证卡接边框与光伏组件之间的固接性会导致结构胶用量过多，增加成本，同时由于结构胶与光伏组件之间接触面积有限，因此固接性能不会不断增大；优选的齿形凹槽底部与光伏组件之间间隔优选为3mm，此时使用的结构胶对光伏组件的粘接力最佳，同时此时结构胶容量最低。

附图说明

图1是光伏组件的俯视结构示意图；

图2是光伏组件的截面结构示意图(卡接边框侧)；

图3是清洁装置俯视结构示意图。

1-自清洁边框本体，2-卡接边框，3-自清洁装置，4-光伏组件，21-顶板，22-支撑板B，23-侧板B，24-底板B，25-结构胶，31-保护罩，32-清洁条，33-清洁刷，34-驱动元件，35-挡板，36-丝杆，37-滑块。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例披露了一种光伏组件边框，所述光伏组件边框包括光伏组件4和用于固定光伏组件4的边框组件，所述边框组件分为卡接边框2和自清洁边框1，光伏组件4一组相对的两条边设于自清洁边框内，另一组相对的两条边设于卡接边框2内；为提高本光伏组件边框的自清洁能力，所述自清洁边框包括自清洁装置3和自清洁边框本体1，自清洁装置3平行于自清洁边框本体1上方，自清洁装置3两端连接卡接边框2，且自清洁装置3可沿卡接边框2上下移动；所述自清洁装置3包括清洁条32、清洁刷33、丝杆和驱动元件34，所述清洁刷33安装于清洁条32中部，清洁刷33长度与露于卡接边框2外的光伏组件4部分长度相同，保证光伏组件4得到全面清洁，丝杆上设有滑块，清洁条32与滑块相连，丝杆底部安装于驱动元件34上，驱动元件34置于卡接边框2上端，通过丝杆动作使得清洁条32在光伏组件4上表面进行上下运动；所述光伏组件边框还设有分控制器和总控制器，总控制器用于控制多个光伏组件边框中的分控制器，所述分控制器用于控制驱动元件开关状态和设定丝杆转速；各光伏组件4控制器均有总控制器进行调控，通过总控制器将控制信号传输给各分控制器，由分控制器控制各光伏组件4上的自清洁装置3进行动作，也显著减少人工成本；同时还可设有定时传感器，定时传感器与总控制器连接，通过定时传感器设定定期清洁光伏组件4的时间，这样可使得光伏组件4表面不会因积累大量灰尘、积雪等影响光伏组件4的发电效率，同时自动进行自清洁减轻了人员的劳动强度。所述自清洁边框本体1包括侧板A、支撑板A、加强板A和底板A，支撑板A置于侧板A中部，底板A连接在侧板A底部，加强板A连接在支撑板A与底板A之间；支撑板A上边放置光伏组件4，支撑板A顶部高度低于光伏组件4顶部，支撑板A与光伏组件4之间设有结构胶25，用于固定自清洁边框与光伏组件4。

作为本实施方式进一步优选的，为增强卡接边框2与光伏组件4之间的固接强度，对卡接边框2进行相应改进。所述卡接边框2包括顶板21、侧板B23、支撑板B22、加强板B和底板B24，顶板21和支撑板B22分别连接在侧板B23顶部和中部，顶板21与支撑板B22形成用于固定光伏组件4的安装槽，底板B24连接在侧板B23底部，加强板B连接在支撑板B22与底板B24之间；所述顶板21呈直角梯形，顶板21上表面为直角梯形斜边，靠近光伏组件4一端为长边，远离光伏组件4的另一端为短边；光伏组件4置于安装槽中，通过结构胶25粘接，结构胶25被光伏组件4分为上层结构胶、侧面结构胶和下层结构胶，上层结构胶连接顶板21和光伏组件4，侧面结构胶连接光伏组件4和侧板B23，下层结构胶连接光伏组件4和支撑板B22；顶板21底部和支撑板B22顶部均设有齿形凹槽，该齿形凹槽主要是用于存贮上层结构胶和下层结构胶，且齿形凹槽的齿边与光伏组件4顶部成30-60°夹角，优选为45°夹角；通过齿形凹槽可以减少结构胶25用量，同时采用45°夹角保证了在使用相同容量结构胶25前提下获得最大的粘接力；齿形凹槽底部与光伏组件4之间间隔3-4mm；齿形凹槽底部与光伏组件4之间间隔长度会影响结构胶25对光伏组件4的粘接力，过小的间隔会导致结构胶25容量过少，使得卡接边框2的固接性能过低；而过大的间隔为保证卡接边框2与光伏组件4之间的固接性会导致结构胶25用量过多，增加成本，同时由于结构胶25与光伏组件4之间接触面积有限，因此固接性能不会不断增大；优选的齿形凹槽底部与光伏组件4之间间隔优选为3mm，此时使用的结构胶25对光伏组件4的粘接力最佳，同时此时结构胶25容量最低。

为方便清洁装置的拆卸和替换，在卡接边框2上端设有可拆卸挡板，所述挡板底部与卡接边框2顶板21通过转轴连接，挡板可沿转轴翻转，挡板两侧设有卡扣，扣合挡板与卡接边框2；卡接顶部还设有保护罩31，将自清洁装置3的丝杆和驱动元件34与外界灰尘等大颗粒物质隔开，其中驱动元件34和丝杆均具备防水性能。所述保护罩31朝向光伏组件4的侧边开有腰圆孔，所述清洁条32两端通过腰圆孔与滑块相连，清洁条32在腰圆孔上下移动；保护罩31底部置于卡接边框2顶板21上，保护罩31下端靠近卡接边框2短边处开有通孔，由于卡接边框2的顶板21呈直角梯形状，且光伏组件边框呈一定角度斜放，因此，在下雨天时，雨水进入保护罩31内后，雨水汇聚至卡接边框2短边处，从保护罩31下端通孔中流出。

本实施例还披露了一种制造光伏组件用边框材料，为保证其边框材料具备优异的绝缘性能和机械性能；所述边框材料主要成分为树脂、增塑剂、玻璃纤维、填充剂、润滑剂和抗氧化剂，各成分重量份数为：树脂55份、增塑剂2份、玻璃纤维25份、填充剂4份、润滑剂2份和抗氧化剂3份；本实施例制得的边框材料的拉伸强度为260MPa、弯曲强度为300MPa，线性膨胀系数为1.3×10^-6/K，收缩率为零。

实施例2

本实施例与第一实施例不同之处在于：所述边框材料主要成分的重量份数为：树脂60份、增塑剂5份、玻璃纤维30份、填充剂6份、润滑剂5份和抗氧化剂5份；本实施例制得的边框材料的拉伸强度为270MPa、弯曲强度为310MPa，线性膨胀系数为1.2×10^-6/K，收缩率为零。

实施例3

本实施例与第一、二实施例不同之处在于：所述边框材料主要成分的重量份数为：树脂56份、增塑剂3份、玻璃纤维26份、填充剂5份、润滑剂3份和抗氧化剂4份；本实施例制得的边框材料的拉伸强度为300MPa、弯曲强度为320MPa，线性膨胀系数为0.9×10^-6/K，收缩率为零。

实施例4

本实施例与第一、二、三实施例不同之处在于：所述边框材料主要成分的重量份数为：树脂58份、增塑剂4份、玻璃纤维28份、填充剂5份、润滑剂4份和抗氧化剂4份；本实施例制得的边框材料的拉伸强度为320MPa、弯曲强度为330MPa，线性膨胀系数为0.85×10^-6/K，收缩率为零。

根据实施例1至4可知，本发明中以树脂为基体材料，添加玻璃纤维、增塑剂、填充剂、润滑剂和抗氧化剂，充分利用了树脂和玻璃纤维的耐高温、耐腐蚀性能、电绝缘性能好的特质，通过本发明中的边框材料的主要成分制得的光伏组件边框材料具备优异的抗腐蚀、耐高温性能，同时还具备优异的电绝缘性能；同时实施例四中边框材料的拉伸强度、弯曲强度最大，线性膨胀系数最低；其表明了通过合理调整各边框材料主要成分的重量份数，可使得边框材料的机械性能、抗腐蚀性能和电绝缘性能效果最佳。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。