专利名称：一种新型太阳能光伏屋顶系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能光伏系统产品，特别涉及一种太阳能光伏屋顶系统。
背景技术：
太阳能光伏屋顶系统可以有效地利用建筑物屋顶，原地发电，原地使 用，同时降低了墙面及屋顶的温升，减轻了建筑的空调负荷，降低了空调 的能耗等诸多优点，成为建筑节能领域的重要技术之一，也是太阳能光伏 应用的最重要的形式。而目前普遍应用的光伏屋顶系统是将太阳能光伏组 件通过支架系统安装在建筑物屋顶上，系统成本高，且造成屋顶建筑材料 的浪费。发明内容本实用新型为了克服现有光伏屋顶系统的劣势，而提供一种无需支架系统、隔热、防水、可再生的光伏屋顶，光伏构件寿命达25年以上，而屋 顶的寿命远大于25年的多功能型的屋顶系统。此系统将太阳能光伏发电技 术和建筑巧妙、完美结合。可为建筑提供电能，又具有良好的保温作用， 并具有建筑材料功能。光伏构件采用错层结构设计，安装时无需支架系统， 同时节省了建筑屋顶的保温材料和屋面瓦材料。光伏构件的边框同时作为 同屋顶的连接件，节省了连接部件的费用。新型光伏屋顶系统的光伏构件 之间错层连接，安装方式简捷方便，成本低。本系统结构先进，施工方便 快捷，无需边框和连接构件，因而成本低，其总成本比地面光伏发电系统 降低3(T/。左右，特别适合大型公共建筑屋顶使用。 本实用新型的技术方案为新型太阳能光伏屋顶系统，由太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、 逆变器、铝合金安装槽组成，在建筑屋顶梁上的隔热层上固定铝合金安装 槽，将太阳能光伏构件横向两侧直接安装在建筑屋顶梁上的铝合金安装槽 内，太阳能光伏构件的上下两侧通过错层台阶直接搭接在一起，将太阳能 光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相 连，再输出到负载供电或公共电网，若负载为直流则无须经过逆变器。太阳能光伏构件，由村底、太阳能电池元件、封装材料、盖板组成， 将太阳能电池元件排列在衬底上的封装材料上，太阳能电池元件上放置封 装材料，并引出正、负极接线，盖上盖板后层压封装，在层压封接前通过夹具使衬底与盖板之间在纵向错开成台阶。太阳能光伏构件横向两侧直接 安装在建筑屋顶梁上的铝合金安装槽内，采用螺钉连接并用工业密封粘胶 密封，太阳能光伏构件的上下两侧通过错层台阶直接搭接在 一起。安装方式上述太阳能光伏构件的左右横向连接是通过安装槽连接在 屋顶檩条上，太阳能光伏构件的上下纵向通过错层台阶直接搭接在一起， 完成后屋面连成一体。太阳能光伏构件发电电路通过接线槽，根据需要进 行串和/或并联连接后，通过接线箱、控制系统和逆变器，为负载供电或输 入到公共电网。其中屋顶系统正面也就是朝南向阳面，光照条件比较好， 由晶体硅太阳能光伏构件组成，晶体硅太阳能光伏构件也就是太阳能光伏 构件中的太阳能电池元件采用晶体硅太阳能电池；屋顶系统背面也就是朝 北背阳面，光照条件差，因而可以采用非晶硅光伏构件也就是太阳能光伏 构件中的太阳能电池元件采用非晶体硅太阳能电池，这样成本会大大降低； 屋顶系统侧面也就是朝东、朝西面，光照条件一般，可采用同正面的结构 或背面的结构。本实用新型的有益效果是，太阳能光伏屋顶系统可以隔热、发电、防 水、防火等；施工方便快捷，成本低，便于太阳能与建筑的一体化应用。
图l为本实用新型的太阳能光伏构件结构示意图。 图2为本实用新型的所述光伏构件的左右连接示意图。 图3为本实用新型的所述光伏构件的上下连接示意图。 图4为本实用新型的结构示意图。 图5为本实用新型的太阳能光伏构件连接电i 各图。 图6为本实用新型的控制系统原理方框图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。新型太阳能光伏屋顶系统，由太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、 逆变器、铝合金安装槽组成，在建筑屋顶梁上的隔热层上固定铝合金安装 槽，将太阳能光伏构件横向两侧直接安装在建筑屋顶梁上的铝合金安装槽 内，太阳能光伏构件的上下两侧通过错层台阶直接搭接在一起，将太阳能 光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相 连，再输出到负载供电或公共电网，若负载为直流则无须经过逆变器。太 阳能光伏屋顶系统如图4所示，连接电路如图5所示。太阳能光伏构件，如图l所示，由衬底4、太阳能电池元件3、封装材料 聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2、盖板l组成，将太阳能电池元件3排列在衬底4上的封装材料聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2上，太阳能电池元件3上放置封装材料聚乙 烯醋酸乙烯酯EVA2，并引出正、负极接线，盖上盖板l后层压封装，在层压 封接前通过夹具使衬底4与盖板1之间在纵向错开成台阶。衬底4选用钢化玻 璃，盖板1也选用钢化3皮璃。太阳能光伏构件其制作按以下步骤进行1、 衬底及盖板准备下料、清洗；2、 焊接太阳能电池元件、正极和负极引线焊接；3、 组合将钢化玻璃衬底4上铺封装材料EVA2，将太阳能电池片3在EVA2 上排列整齐，再铺上聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2封装集成核心部件，再盖上钢 化玻璃盖板l;4、 封装将第3步完成的半成品通过夹具定位使钢化玻璃盖板1与钢化 玻璃衬底4错开形成一个台阶，再进行层压封装。5、 检测进行外观、机械性能及电性能检测；6、 包装。太阳能光伏构件左右横向通过安装槽连接在屋顶檩条上，太阳能光伏 构件上下纵向通过错层搭接方式结合，完成后屋面连成一体。太阳能光伏 构件的左右连接如图2所示；构件的上下连接如图3所示。接线箱是将各太阳能光伏构件之间的串和/或并联的接线输出，将太阳 能各支路发电电力汇集成一路，为带保护装置的逆变器提供直流电力，可 》1于室内。控制系统对系统工作状态进行控制，具备多种电路优化和保护功能。 如跟踪最佳输出功率点、过载保护、防反充保护、超压关断、采集数据给 终端界面如LED显示屏、电脑等，可实现全自动控制、人机交互等功 能。控制系统包括微电脑也就是单片机或DSP、电压传感器电路、电流传感 器电路、温度传感器电路、A/D转换电路、D/A转换电路、数据处理电路、 最大功率跟踪电路、键盘控制电路及液晶或LED显示电路，单片机或DSP分 别与A/D转换电路、D/A转换电路、数据处理电路、键盘控制电路及液晶或 LED显示电路相连，A/D转换电路又分别与电压传感器电路、电流传感器电 路、温度传感器电路相连，D/A转换电路又与最大功率跟踪电路相连，数 据处理电路再进行数据传输。控制系统采用微电脑单片机或DSP为核心的智 能控制系统，见图6，辅以各种电压、电流、温度传感器电路、A/D转换电 路、D/A转换电路、数据处理电路、键盘控制电路及液晶或LED显示电路等 外围电路，再烧录入实现各种功能的C语言或汇编语言的应用程序。使系 统具备过载保护、防反充保护、超压关断等多种保护功能，提高系统工作 可靠性和安全性。上述电路及软件应用程序都能从市场购买到，上述电路及软件应用程序还能使系统同时具备全自动控制功能尤其是跟踪太阳能最 佳输出功率功能，提高系统发电效率。键盘和显示屏可实现人机对话，提 供给用户二次应用编程的功能。采用数据处理电路和无线数据传输模块可 将采集数据传送给终端界面或远程控制中心，实现远程数据传输和远程控 制。C语言或汇编语言的应用程序集成了各种应用模式和数学模型，提供 用户 一个完善的二次编程的应用平台。逆变器将直流变成交流，给负载供电或送到公共电网，逆变器可安装 在阁楼或楼梯间。选用合适的通用逆变器将太阳能的直流电变成交流给用 电设备、电器供电，或采用适配的并网逆变器将太阳能的直流电逆变成与 电网同频、同相、同电压等级的交流电送入公共电网，各种逆变器可安装 在阁楼或楼梯间。各种功能类型的逆变器市场都有，根据需要购买相应功 能的逆变器。安装方式上述太阳能光伏构件左右横向通过安装槽连接在屋顶檩条 上，完成后屋面连成一体。发电电路通过接线槽，根据需要进行串和/或并 联连接后，通过接线箱、控制系统和逆变器，为负载供电或输入到公共电 网。太阳能光伏构件上下纵向连接是通过错层相互搭接在一起。其中屋顶 系统正面也就是朝南向阳面，光照条件比较好，由晶体硅太阳能光伏构件 组成；屋顶系统背面也就是朝北背阳面，光照条件差，因而可以采用非晶 硅光伏构件，这样成本会大大降低；屋顶系统侧面也就是朝东、朝西面， 光照条件一般，可釆用同正面的结构或背面的结构。实施例中光伏构件的连接电路只举了太阳能光伏构件串联连接电路如 图5所示。当然还可以采用太阳能光伏构件并联，还有可以将太阳能光伏构 件串并联都用。
权利要求1、新型太阳能光伏屋顶系统，由太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、逆变器、铝合金安装槽组成，其特征在于在建筑屋顶梁上的隔热层上固定铝合金安装槽，将太阳能光伏构件横向两侧直接安装在建筑屋顶梁上的铝合金安装槽内，将太阳能光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相连，再输出到负载供电或公共电网，若负载为直流则无须经过逆变器。
2、 根据权利要求l所述的新型太阳能光伏屋顶系统，其特征在于太 阳能光伏构件，由衬底、太阳能电池元件、封装材料、盖板组成，将太阳 能电池元件排列在衬底上的封装材料上，太阳能电池元件上放置封装材料， 并引出正、负极接线，盖上盖板后层压封装，在层压封装前通过夹具使衬 底与盖板之间在纵向错开成台阶。
专利摘要本实用新型涉及一种新型太阳能光伏屋顶系统，由太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、逆变器、铝合金安装槽组成，其特征在于在建筑屋顶梁上的隔热层上固定铝合金安装槽，将太阳能光伏构件横向两侧直接安装在建筑屋顶梁上的铝合金安装槽内，将太阳能光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相连，再输出到负载供电或公共电网，若负载为直流则无须经过逆变器。本实用新型的有益效果是，新型太阳能光伏屋顶系统可以隔热、发电、防水、防火；施工方便快捷，成本低，便于太阳能与建筑的一体化应用。
文档编号E04D13/18GK201087511SQ20072008653
公开日2008年7月16日 申请日期2007年8月21日 优先权日2007年8月21日
发明者徐进明, 涂政邦, 王晓晶, 邱竹贤 申请人:武汉日新科技有限公司