一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统的制作方法

文档序号:15801791发布日期:2018-11-02 21:29阅读:254来源:国知局

本实用新型属于光伏建筑一体化的搭建领域,尤其涉及一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统。



背景技术:

光伏建筑一体化,简称BIPV,是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术,在工商业屋顶、幕墙、厂房已多有普及和运用,但在现有的技术中存在以下问题:

1)大部分工商业厂房是采用简易彩钢瓦结构,彩钢瓦具有安装方便、结构轻巧、成本低廉的特点,但是彩钢瓦使用年限有限,容易腐蚀导致发生漏水等现象,所以每隔一段时间就要进行维护,对于大面积厂房的维护成本不容小觑,光伏发电系统安装后的使用年限为25年,因此光伏系统使用年限超过了大部分彩钢瓦8-10年的安全使用的年限,进而在彩钢瓦上安装的光伏系统后续的多次维护成本很高。普通的组件和安装方式难以实现做到光伏屋面一体,防水防尘还便于后期维护。现有的很多安装方式需要使用防水结构胶以及胶条等辅助防水材料,后期如果需要更换其中一块板子需要慢慢划开胶层才能取走板子,安装的时候又要重新打胶,并且二次打胶拼接处无法保证防漏问题,后续若发生漏水极难维护,需要消耗很多的人力成本。

2)现阶段光伏系统安装中使用的导轨支架一般只用于固定作用,若要做防水则需要另外搭建水槽,这个方式施工繁琐、耗材多,综合效益很低。光伏系统安装中多采用边压块、中压块,将压块用于本实用新型的引流导轨中使用无法做到防尘处理,在使用的过程中有可能造成导轨被尘埃或垃圾阻塞导致导流障碍。

3)现有构件式BIPV(构件式光伏组件)项目若要更换一块组件,则需要将该块组件两侧的所有组件全部拆卸下来才可正常更换,这样就增大了后期的维护成本。这类项目(构件式光伏组件和光伏瓦)还存在的通病就是安装小倾角、特大暴雨、刮反向大风等导致的漏水现象。

4)现阶段光伏系统BIPV项目建设中,少有系统与之相完全匹配使用的检修通道,且现有的检修通道设计和安装繁琐,对于BIPV项目来说,防水是一大问题。检修通道会经常有人员走动,如果安装不够稳定和严密,那就会造成损坏以致发生漏水。

5)现阶段BIPV系统在夏季超高温条件会使得厂房内温度急剧升高,经测试在室外温度40摄氏度情况下,组件表面温度可达到55-60摄氏度,此时光伏组价最大功率会衰减15%左右,这个衰减量对于安装总功率较大的系统来说是一个较大的损失,甚至高温会损坏防水结构以及引起室内人员不适。

6)现阶段BIPV系统屋面没有搭配清洗系统或搭配的清洗系统水资源浪费严重,不符合当今节约环保的发展大前提。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型提供一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统,能够具有安装简便、防水优良、用料少、结构稳固、后期运维方便等特点。

为此采用如下的技术方案:一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统,包括屋脊、光伏发电用的组件、检修通道及引流组件,其特征在于:

所述屋脊包括左右两个具有一定坡面的侧脊板,整体呈人字形,所述侧脊板一端交汇为中间脊,另一端设有用于卡扣拼接的边框,所述边框包括一脊板夹层槽,所述脊板夹层槽设于侧脊板下表面,所述夹层槽的下表面设有横向的延伸段,所述延伸段上设有第三卡件和第四卡件,所述第三、第四卡件上端还设有用于卡扣拼接光伏组件的卡扣凹槽,所述延伸段最外侧设有一具有倾角的下限位条;

所述组件包括单元板,所述单元板包括本体,所述本体上设有发电模块,所述本体一外侧设有各单元板之间拼接用的横向上边框且在对边一侧设有相应拼接用的横向下边框,所述横向上边框包括沿单元板横向扩展延伸的第一夹层槽及纵向的第二夹层槽,所述第一夹层槽的下表面上垂直设有一挡块,所述挡块和第二夹层槽之间内嵌一夹层橡胶条,所述第一夹层槽的下表面上垂直设有第一卡件和第二卡件,所述第一、第二卡件上设有卡扣凸起,所述第一夹层槽最外侧下表面还设有一上限位条;所述横向下边框包括沿单元板横向扩展延伸的第三夹层槽及纵向的第四夹层槽,所述横向下边框的下表面设有延伸段,所述延伸段上垂直设有第三卡件和第四卡件,所述第三、第四卡件之间的水平间距大于等于第一、第二卡件之间的水平间距,所述第三、第四卡件上端还设有卡扣凹槽,所述横向下边框的延伸段最外侧设有一具有倾角的下限位条,所述下限位条的外侧面与夹层橡胶条的外侧面相贴合;

所述检修通道包括横向检修通道和纵向检修通道,所述检修通道由单元通道板卡扣拼接组成,所述单元通道板包括上下两个夹板,所述夹板的外表面均为光滑板面,夹板之间设有若干用于分割内腔及支撑用的加强筋,所述单元通道板外侧边上设有拼接用的横向上边框且在对边一侧设有相应的横向下边框,所述横向上边框包括单元通道板横向扩展延伸的第一夹层槽及纵向的第二夹层槽;

所述引流组件包括引流导轨和导轨连接件,所述引流导轨内设有长直凹槽,所述长直凹槽内底面设有凸起,长直凹槽左右两侧壁分别设有垂直引流夹层,长直凹槽外底面的左右下端分别设有横向引流夹层,所述垂直引流夹层的左右两侧底端向外延伸设有附加引流条,垂直引流夹层的左右两侧顶端向内延伸设有挂钩;所述导轨连接件一体成型,套接在引流导轨的周向外围,导轨连接件包括支撑长直凹槽内底面设有凸起中心凸块和支撑左右两侧引流限位条的左、右凸块,所述中心凸块下表面设有垂直安装孔,所述左、右凸块在沿长直凹槽的长度方向上设有安装孔;所述引流组件还包括若干用于挂设引流导轨的单元挂钩,所述单元挂钩横截面为Ω型,单元挂钩的上表面开设有螺孔,单元挂钩中间设有空槽,单元挂钩底端分别设有与引流组件的挂钩相配合的外挂角。

进一步地,所述系统还包括集水与冷却模块,所述集水与冷却模块包括集水管道、集水沉淀箱和蓄水池,所述集水管道的一端连接引水槽末端且另一端连接集水沉淀箱,集水沉淀箱后端设有管道连通于蓄水池,所述蓄水池上设有排出管道及排出阀门,蓄水池内还设有一抽送用到送水管及水泵,送水管另一端设有清洗管道和冷却管道,管道上分别设有电磁阀,所述清洗管道设有通向各组件的单元清洗管,单元清洗管上还设有淋雨喷头,所述冷却管道另一端通向各引流导轨。

进一步地,所述系统还包括自动清洗模块,所述自动清洗模块包括设置于系统部件的前端数据采集器及后台分析处理用的后端中心控制器,所述集水与冷却模块的电阀与后端中心控制器通信连接。

进一步地,所述发电模块为20%转换效率A级的单晶电池片,所述单晶电池片以60片串联成一个回路,每10片串成一排,片与片间距为2±1mm,共6排用6*0.35mm的汇流条串联起来,排与排之间的间隙为3±1mm。

进一步地,所述组件的本体还设有一纵向的垂直边框,所述垂直边框上设有导水槽,所述导水槽外侧还设有限位夹层和限位凸块。

进一步地,所述引流导轨的挂钩包括一水平的挂钩凹面及向长直凹槽内延的内挂角,所述挂钩凹面上设有相配合的橡胶条。

进一步地,所述引流组件还包括压条,所述压条包括中压条和边压条,所述中压条包括一横压面及下端的两个压脚,所述横压面左右两侧具有一定倾角;所述边压条包括上压面和下压面,二者中间以垂直压面相连接,所述垂直压面一端连接上压面末端且另一端连接下压面首端,所述上压面前端还设有一压脚。

进一步地,所述横向检修通道的最外侧还设有一引水槽。

进一步地,所述横向检修通道的长边与组件长边长度一致,纵向检修通道的短边尺寸与组件的短边尺寸一致。

进一步地,所述检修通道和屋脊采用与组件相同的铝合金材质一体成型。

安装时,首先搭建好厂房的主体结构,然后利用引流导轨铺设于屋顶横梁上,铺设间距为所使用组件的横向安装尺寸,其次将屋脊放置于厂房屋脊位置等待固定,然后分别从屋脊的两侧铺设组件和构件纵向检修通道,等待组件安装合适时时安装横向检修通道,以此方式逐步向下安装,待光伏组件安装完毕后于屋檐两边安装引水槽进行集水,通过集水管道将收集到的水导入集水沉淀箱中,沉淀箱用于雨水和清洗系统使用的污水收集与静置沉淀和净化,静置后将水导入蓄水池中,所收集到的水在需要的时候通过水泵抽取上去进入清洗管道和冷却管道,冷却管道出水分别进入整个系统中的所有引流导轨中,所述自动清洗模块于晚上且需要清洗的时候自动清洗,冷却模块于白天且需要冷却的时候自动开启冷却。整个自动控制过程由控制器通过各类光电传感器、温度传感器等装置采集数据,在进行分析沉淀箱的污物是否需要排出、沉淀箱中水是否已经清洁可以导入蓄水池、组件表面灰尘厚度是否需要清洗、系统温度时候过高需要降温,然后再作出控制命令,所有电磁阀均可以自动控制。整个系统的所有设备和构件相互协调使用从而达到一个BIPV系统的搭建、优化、运维一体化建设。

上述方案具有以下优点:

1)使得安装方便快捷,零配件少,便于大面积快速施工。

2)使得结构安全可靠,可以配合不同结构和类型的光伏板以适用于不同的工商业屋顶、厂房、幕墙等不同的使用环境。

3)解决光伏系统BIPV项目建设中检修通道的安装简便程度,防水能力和检修通道承载能力与后期稳定性。解决BIPV项目中检修通道设计不合理问题,制定合理的检修通道安装尺寸和检修范围设计,本次设计的检修通道和屋脊采用与组件相同的铝合金材质一体成型,采用卡扣无缝安装方式,这使得整套系统具备良好的防水性能,安装完毕后系统表面平整美观。

4)解决现阶段光伏系统安装中使用的导轨的使用功能局限性,只需要一根导轨就可以做到组件承载、稳定配件和防水的作用。采用配套特殊设计使得安装更加简单快速。使用长压条设计方式解决安装中组件和压块安装时的防尘和防止垃圾堆积问题,并使得系统更加的美观并且更加的稳固。

5)本系统所有的连接位置不采用任何的防水结构胶,可以任意更换系统中的一块组件而不影响其他组件,减小了后期维护的难度。

6)整个BIPV系统逐步完成各级防水、导水、蓄水。让所有的雨水集中保存起来以便于二次使用,节约用水,绿色发展。

7)在BIPV项目构建的时候设计融入水循环冷却系统用于组件的降温进一步的对室内环境降温保护系统,进一步的提高发电效率。融入自动清洗系统管道布置,当组件表面有灰尘的时候随时进行清洗,保证系统的发电量。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型的组件示意图。

图3为本实用新型的横向上边框与横向下边框的安装示意图。

图4为引流导轨和中压条安装截面示意图。

图5为本实用新型的单元通道板示意图。

图6为本实用新型的屋脊示意图。

具体实施方式

参见附图。本实施例为一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统,包括屋脊22、光伏发电用的组件23、检修通道24及引流组件,所述屋脊包括左右两个具有一定坡面的侧脊板25,整体呈人字形,所述侧脊板一端交汇为中间脊26,另一端设有用于卡扣拼接的边框,所述边框包括一脊板夹层槽,所述脊板夹层槽设于侧脊板下表面,所述夹层槽的下表面设有横向的延伸段,所述延伸段上设有第三卡件和第四卡件,所述第三、第四卡件上端还设有用于卡扣拼接光伏组件的卡扣凹槽,所述延伸段最外侧设有一具有倾角的下限位条。

所述组件包括单元板,所述单元板包括本体1,所述本体上设有发电模块2,所述发电模块为20%转换效率A级的单晶电池片,所述单晶电池片60片串联成一个回路,每10片串成一排,片与片间距为2±1mm,共6排用6*0.35mm的汇流条串联起来,排与排之间的间隙为3±1mm;所述本体一外侧设有各单元板之间拼接用的横向上边框3且在对边一侧设有相应拼接用的横向下边框4,所述横向上边框3包括沿单元板横向扩展延伸的第一夹层槽5及纵向的第二夹层槽6,所述第一夹层槽5的下表面上垂直设有一挡块7,所述挡块和第二夹层槽6之间内嵌一夹层橡胶条8,所述第一夹层槽5的下表面上垂直设有第一卡件9和第二卡件10,所述第一、第二卡件上设有卡扣凸起11,所述第一夹层槽5最外侧下表面还设有一上限位条12;所述横向下边框4包括沿单元板横向扩展延伸的第三夹层槽13及纵向的第四夹层槽14,所述横向下边框4的下表面设有延伸段,所述延伸段上垂直设有第三卡件15和第四卡件16,所述第三、第四卡件之间的水平间距大于等于第一、第二卡件之间的水平间距,所述第三、第四卡件上端还设有卡扣凹槽17,所述横向下边框4的延伸段最外侧设有一具有倾角的下限位条18,所述下限位条18的外侧面与夹层橡胶条8的外侧面相贴合,所述组件的本体还设有一纵向的垂直边框,所述垂直边框上设有导水槽,所述导水槽外侧还设有限位夹层和限位凸块。

所述检修通道包括横向检修通道和纵向检修通道,所述检修通道由单元通道板卡扣拼接组成,所述单元通道板包括上下两个夹板30,所述夹板的外表面均为光滑板面,夹板之间设有若干用于分割内腔及支撑用的加强筋31,所述单元通道板外侧边上设有拼接用的横向上边框且在对边一侧设有相应的横向下边框,所述横向上边框包括沿单元通道板横向扩展延伸的第一夹层槽及纵向的第二夹层槽;所述横向检修通道的最外侧还设有一引水槽;所述横向检修通道的长边与组件长边长度一致,纵向检修通道的短边尺寸与组件的短边尺寸一致;所述检修通道和屋脊采用与组件相同的铝合金材质一体成型。

所述引流组件包括引流导轨33和导轨连接件,所述引流导轨内设有长直凹槽35,所述长直凹槽内底面设有凸起,长直凹槽左右两侧壁分别设有垂直引流夹层37,长直凹槽外底面的左右下端分别设有横向引流夹层38,所述垂直引流夹层的左右两侧底端向外延伸设有附加引流条39,垂直引流夹层的左右两侧顶端向内延伸设有挂钩,所述引流导轨的挂钩包括一水平的挂钩凹面及向长直凹槽内延的内挂角,所述挂钩凹面上设有相配合的橡胶条43;所述导轨连接件一体成型,套接在引流导轨的周向外围,导轨连接件包括支撑长直凹槽内底面设有凸起中心凸块和支撑左右两侧引流限位条的左、右凸块,所述中心凸块下表面设有垂直安装孔,所述左、右凸块在沿长直凹槽的长度方向上设有安装孔;所述引流组件还包括若干用于挂设引流导轨的单元挂钩46,所述单元挂钩横截面为Ω型,单元挂钩的上表面开设有螺孔,单元挂钩中间设有空槽48,单元挂钩底端分别设有与引流组件的挂钩相配合的外挂角;所述引流组件还包括压条,所述压条包括中压条50和边压条,所述中压条包括一横压面及下端的两个压脚,所述横压面左右两侧具有一定倾角;所述边压条包括上压面和下压面,二者中间以垂直压面相连接,所述垂直压面一端连接上压面末端且另一端连接下压面首端,所述上压面前端还设有一压脚。

所述系统还包括集水与冷却模块,所述集水与冷却模块包括集水管道57、集水沉淀箱58和蓄水池59,所述集水管道的一端连接引水槽末端且另一端连接集水沉淀箱,集水沉淀箱后端设有管道连通于蓄水池,所述蓄水池上设有排出管道60及排出阀门61,蓄水池内还设有一抽送用到送水管62及水泵63,送水管另一端设有清洗管道64和冷却管道65,管道上分别设有电磁阀66,所述清洗管道设有通向各组件的单元清洗管67,单元清洗管上还设有淋雨喷头68,所述冷却管道另一端通向各引流导轨。

所述系统还包括自动清洗模块,所述自动清洗模块包括设置于系统部件的前端数据采集器及后台分析处理用的后端中心控制器,所述集水与冷却模块的电阀与后端中心控制器通信连接。

安装时,首先搭建好厂房的主体结构,然后利用引流导轨铺设于屋顶横梁上,铺设间距为所使用组件的横向安装尺寸,其次将屋脊放置于厂房屋脊位置等待固定,然后分别从屋脊的两侧铺设组件和构件纵向检修通道,等待组件安装合适时时安装横向检修通道,以此方式逐步向下安装,待光伏组件安装完毕后于屋檐两边安装引水槽进行集水,通过集水管道将收集到的水导入集水沉淀箱中,沉淀箱用于雨水和清洗系统使用的污水收集与静置沉淀和净化,静置后将水导入蓄水池中,所收集到的水在需要的时候通过水泵抽取上去进入清洗管道和冷却管道,冷却管道出水分别进入整个系统中的所有引流导轨中,所述自动清洗模块于晚上且需要清洗的时候自动清洗,冷却模块于白天且需要冷却的时候自动开启冷却。整个自动控制过程由控制器通过各类光电传感器、温度传感器等装置采集数据,在进行分析沉淀箱的污物是否需要排出、沉淀箱中水是否已经清洁可以导入蓄水池、组件表面灰尘厚度是否需要清洗、系统温度时候过高需要降温,然后再作出控制命令,所有电磁阀均可以自动控制。整个系统的所有设备和构件相互协调使用从而达到一个BIPV系统的搭建、优化、运维一体化建设。

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