一种双面双玻组件的一体化BIPV光伏发电装置的制作方法

一种双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置
技术领域
1.本发明涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置。


背景技术：

2.双玻组件顾名思义就是正反两面都能发电的组件，当太阳光照射到双面组件的时候，会有部分光线被周围的环境反射到组件的背面，这部分光可以被电池吸收，从而对电池的光电流和光伏发电效率产生一定的贡献，因此，与常规光伏组件相比，双面光伏组件在正面直接照射的太阳光和背面接收的太阳反射光下，都能进行发电，从而增加发电量。
3.由于双玻组件具有更高的光伏发电量，通常应用于光伏建筑一体化（（即bipv ，building integrated pv，pv即photovoltaic））技术上，也即，将矩形阵列分布的双玻组件安装于建筑物顶部。为实现降低双面组件发电时的温度，现有技术中，如公告号为cn207485025u的中国发明专利公开了一种具有自动降温功能的光伏阳光房，包括由双玻太阳能组件制成的房体房顶和穿过房体并设置于房顶下方的水管，水流从阳光房内穿过后能够带走热量，实现物理降温，提高发电效率。
4.但是上述装置中，水管采用铝合金材料制成，势必会对反射在双面组件背面的光线造成阻挡，导致对双玻组件降温所提升的发电量有限；不仅如此，水管与光伏组件的换热面积小，导致对双玻组件的降温效率低下；此外，现有技术中，通常预先在建筑物顶部逐一固定安装光伏组件，使其矩形阵列分布后，再于光伏组件背面铺设水管，由于光伏组件通常安装于建筑物顶部，施工难度大且安装操作繁琐，降低了安装效率。
5.因此，有必要对现有技术中的双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置进行改进。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种增加发电量且易于施工安装的双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置。
7.为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置，包括光伏机构，所述光伏机构包括矩形阵列分布的双玻组件，所述双玻组件包括光伏单元和设置于所述光伏单元两侧的侧边型材，所述光伏单元的背面贴合有贯穿所述侧边型材且并排分布的液冷管，其两端可拆卸连接有沿其分布方向延伸且夹设于所述光伏机构两侧的换流管，所述换流管内设置有阀芯，所述换流管、所述阀芯和所述液冷管围合形成蛇形的冷却液流道。
8.优选的，为了方便换流管与液冷管之间的快速连接，所述换流管上设置有对接口，所述换流管通过所述对接口与所述液冷管插接配合。
9.优选的，为了通过阀芯、换流管和液冷管组合型材蛇形的冷却液流道，所述阀芯包括沿所述换流管轴向分布的阀杆，所述阀杆与所述换流管密封贴合且相邻两个阀杆通过连
杆连接，所述连杆与所述换流管之间设置有换流流道，所述换流流道连通于相邻两个液冷管的管腔之间。
10.优选的，为了夹紧光伏机构中的双玻组件，所述换流管外套设有夹条，所述夹条上设置有套环，所述套环的轴心线沿平行于所述光伏单元和垂直于所述换流管轴向的方向延伸，所述套环之间通过螺纹配合的螺母和螺栓夹紧连接。
11.优选的，为了实现对光伏机构的支撑，减少液冷管的受力，防止液冷管承受压力过大而破裂损坏，所述夹条上设置有支撑条，所述支撑条与所述双玻组件的背面相贴合。
12.优选的，为了加强对双玻组件的锁紧效果，所述换流管的两端均套设有夹条，所述夹条和所述换流管组合形成矩形的边框，所述光伏机构的周向外缘与所述边框的周向内壁相贴合。
13.优选的，为了实现边框周向内壁与光伏机构的周向外缘相贴合，所述换流管的两端均螺纹连接有密封旋盖，所述夹条夹设于所述密封旋盖和所述光伏机构之间。
14.优选的，为了方便液冷管穿过侧边型材，所述侧边型材上设置有沿其长度方向延伸的通孔，所述通孔供所述液冷管穿设。
15.优选的，为了支撑液冷管，使其紧贴光伏单元的背面，所述通孔的周向内壁包括朝向所述光伏单元的底壁，所述底壁上设置有弹性垫。
16.优选的，为了提高弱光条件下光伏机构的背面发电量，所述液冷管为聚光管，其周向外缘包括换热面和聚光面，所述换热面与所述双玻组件相贴合，所述光伏单元设置于所述聚光面的聚光侧。
17.综上所述，本发明双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置与现有技术相比，通过液冷管内流动的冷却液对双玻组件降温，同时通过透光提高光伏发电量，不仅如此，通过贯穿侧边型材的液冷管两端安装换流管夹设矩形阵列分布的双玻组件，使液冷管、换流管和双玻组件形成整体，方便在建筑物顶部安装，有利于提高施工效率。
附图说明
18.图1是本发明实施例1的结构示意图；图2是本发明实施例1另一视角的结构示意图；图3是图2的a部放大图；图4是图1省略光伏机构后的结构示意图；图5是图4的剖面结构示意图；图6是图5的b部放大图；图7是图4的爆炸示意图；图8是图7的c部放大图；图9是本发明实施例1双玻组件的结构示意图；图10是图9的爆炸示意图；图11是本发明实施例1液冷管的结构示意图；图12是图7的d部放大图；图13是本发明实施例2换流管、阀芯与密封旋盖的连接结构示意图；图14是图13的爆炸示意图；
图中：100.光伏单元，101.双玻电池片层，102.胶膜层，103.玻璃层，200.侧边型材，201.通孔，300.端边型材，400.角码，500.液冷管，501.换热面，502.聚光面，600.换流管，601.对接管，602.对接口，700.阀芯，701.阀杆，702.连杆，800.夹条，900.套环，110.螺母，120.螺栓，130.中间条，140.支撑条，150.密封旋盖,151.夹杆，160.弹性垫，170.进液管，180.出液管。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
20.实施例1如图1-图12所示，实施例1的双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置，包括光伏机构，光伏机构包括矩形阵列分布的双玻组件，本方面具体试试方式中，双玻组件共有三行六列（如图1和图2所示，实际应用场景下，双玻组件的行数和列数可根据建筑物顶部的具体安装尺寸和面积进行适当调整），相邻的两个双玻组件紧邻设置。
21.如图9和图10所示，双玻组件包括光伏单元100和设置于光伏单元100周向外缘的四个安装型材，四个安装型材分别沿平行于光伏单元100四条侧边的长度方向延伸且依次首尾连接，形成一个闭环状的封闭框，安装型材上设置有与光伏单元100密封连接的安装槽和位于安装槽下方的型腔，相邻两个安装型材通过角码400固定连接，角码400的两端分别插入相邻两个安装型材的型腔内。
22.四个安装型材中，与光伏单元100两条长边连接（也即沿平行于光伏单元100长度方向延伸）的两个安装型材为侧边型材200，侧边型材200的长度方向与双玻组件的行分布方向一致，与光伏单元100两条短边连接（也即沿平行于光伏单元100宽度方向延伸）的两个安装型材为端边型材300，端边型材300的长度方向与双玻组件的列分布方向一致；光伏单元100包括双玻电池片层101，双玻电池片层101的正反两面均通过胶膜层102层叠连接有玻璃层103，且双玻电池片层101的正反两面均能够接收太阳光进行光伏发电，以增加双玻组件的光伏发电量。
23.光伏单元100的背面贴合有贯穿侧边型材200的液冷管500，液冷管500为可透光的玻璃管，如此，避免了液冷管500完全遮挡照向照向光伏单元100背面的太阳光，相比于现有技术中的铝合金材料水管，通过透光增大了光伏单元100背面的太阳光接收量，进而增加了光伏发电量。
24.液冷管500沿平行于双玻组件的行分布方向并排分布，共设置有九根（如图4、图5和图9所示），其中每行双玻组件的背面均设置有等间隔分布的三根液冷管500；液冷管500的两端均可拆卸连接有换流管600，两个换流管600均为不锈钢管，相比于液冷管500结构强度大，换流管600沿平行于液冷管500的分布方向延伸，光伏机构夹设于两个液冷管500之间，换流管600内还固定有阀芯700，九个液冷管500、两个换流管600和两个换流管600内阀芯700围合形成蛇形的冷却液流道；其中一个换流管600上固定有进液管170，另一个换流管600上固定有出液管180，进液管170的管腔和出液管180的管腔分别与冷却液流道的两端连通。
25.在采用上述结构后，该光伏发电装置装配时，将九个液冷管500依次通过光伏组件
中矩形阵列分布的双玻组件侧边型材200，而后在换流管600内装入阀芯700，将换流管600与九个液冷管500的端部连接，并通过两个换流管600夹设矩形阵列分布的双玻组件，从而完成该光伏发电装置的装配，使得液冷管500、换流管600和双玻组件形成整体，便于在建筑物顶部安装，无需逐一安装双玻组件，从而有利于提高施工效率；不仅如此，在两个换流管600上分别固定了进液管170和出液管180，使用过程中，冷却液（通常为水，为了避免水中滋生藻类，对光线有遮挡，也可在冷却水中加入盐，形成盐水以抑制藻类的繁殖）可通过水泵由进液管170进入到冷却液流道中，水流在冷却液流道中流动时，带动光伏单元100背面的热量，进而实现对光伏单元100的降温，从而有利于提高光伏发电效率；水流吸收热量后，通过出液管180排出。
26.为了循环利用冷却液，减耗冷却液的消耗，出液管180和与进液管170连接的水泵之间可安装回流箱，当冷却液从出液管180进入回流箱内后，在回流箱内降温，再被水泵抽走，通过进液管170进入冷却液流道中，从出液管180回流至回流箱内，如此，形成冷却液的循环流动以持续带走光伏单元100发电时所产生的热量，通过降温提高光伏单元100的光伏发电效率。
27.需要说明的是，液冷管500的长度方向、总数量以及分布形式也可做其他调整，例如液冷管500沿平行于双玻组件行分布方向延伸，此时液冷管500贯穿双玻组件的端边型材300，液冷管500并排分布多个，并通过在其两端连接换流管600后，利用两个换流管600夹设光伏机构，同样能够达到不仅将光伏机构、换流管600和液冷管500连成一体，方便安装施工，而且利用液冷管500、换流管600和阀芯700围合形成蛇形的冷却液流道，通过在冷却液流道中流过冷却液，达到对光伏单元100降温、使得光伏单元100发电效率提高的技术效果。
28.为了便于快速连接液冷管500和换流管600，换流管600上固定有九个对接管601，对接管601与换流管600垂直连通且沿换流管600的长度方向并排分布，九个对接管601与九个液冷管500一一对应，对接管601远离换流管600的一端为对接口602，液冷管500的端部通过对接口602插入对接管601的内侧，使得换流管600通过对接口602与液冷管500插接配合，且液冷管500端部的周向外缘与对接管601的周向内壁密封贴合；对接管601与光伏机构的其中一端连接，也即，当光伏机构夹设于两个换流管600之间时，两个换流管600上的对接管601分别与光伏机构中首末两端的双玻组件相抵接（如图1、图2所示）。
29.采用上述结构后，调整好九个液冷管500的位置，使得九个液冷管500与九个对接管601对齐，由两名操作工人同时动作，即同时分别将两个换流管600靠向光伏机构移动，使得换流管600上的九个对接管601同时套在九个液冷管500端部外，并且两个换流管600相互靠近移动，通过对接管601抵接于首末两列的双玻组件，使得双玻组件的列方向紧密排布，即同一行双玻组件中，相邻两个双玻组件沿端边型材300的长度方向紧密排布。
30.为了使得阀芯700与换流管600和液冷管500围合形成蛇形的冷却液流道，如图5-图7所示，阀芯700整体为长条状，包括沿换流管600轴向分布的四个阀杆701，相邻两个阀杆701之间通过连杆702固定连接，阀杆701和连杆702均为与换流管600周向内壁同轴心线的圆柱状，其中阀杆701的外径与换流管600的内径相同，阀杆701的周向外缘与换流管600的周向内壁焊接固定连接，连杆702的外径小于阀杆701的外径。具体的，为了形成蛇形的冷却流道，进液管170位于九个液冷管500的一侧，出液管180位于九个液冷管500的另一侧，即九个液冷管500位于进液管170和出液管180之间，如图5所示，与进液管170固定连接的换流管
600内的阀芯700，其四个阀杆701从上而下依次位于第一个和第二个的液冷管500轴心线之间、第三个和第四个的液冷管500轴心线之间、第五个和第六个的液冷管500轴心线之间、第七个和第八个的液冷管500轴心线之间；而对于另一换流管600，也即与出液管180连通的换流管600，其内侧的阀芯700中，四个阀杆701从上而下依次位于第二个和第三个的液冷管500轴心线之间、第四个和第五个的液冷管500轴心线之间、第六个和第七个的液冷管500轴心线之间、第八个和第九个的液冷管500轴心线之间。由于阀杆701的外径与换流管600的内径相同，能够改变换流管600内冷却液的流向，而连杆702的外径小于换流管600的内径，使得连杆702与换流管600之间形成换流流道，换流流道连通于相邻两个液冷管500的端部之间。
31.在采用上述结构后，冷却液从进液管170进入换流管600管腔内，被与进液管170连通的换流管600内阀芯700（以下简称“左侧阀芯700”）的第一个阀杆701拦截，而后顺着第一个（顺序方向由上至下）液冷管500流动，进入与出液管180流动的换流管600，被该换流管600内阀芯700（以下简称“右侧阀芯700”）的第一个阀杆701拦截，而后顺着第二个液冷管500流动，在该液冷管500内流向与第一个液冷管500内流向相反，而后冷却液进入左侧的换流管600，被第二个左侧阀芯700的阀杆701所拦截，进入第三个液冷管500内，在第三个液冷管500内流向与第一个液冷管500内流向相同，进入右侧的换流管600，被右侧阀芯700的第二个阀杆701所拦截；如此，通过阀杆701引导冷却液在换流管600和液冷管500内的流向，使得阀芯700、液冷管500和换流管600围合形成蛇形的冷却液流道，在冷却液流道中，冷却液的流向呈蛇形，具体而言，相间隔的液冷管500内冷却液流向相同，相邻的液冷管500内冷却液流向相反，即，第一个、第三个、第五个、第七个和第九个液冷管500内冷却液流向相同，并与第二个、第四个、第六个和第八个液冷管500内冷却液流向相反，以实现对矩形阵列分布的双玻组件进行均匀降温，提高光伏发电量。
32.如图1、图4和图5所示，两个换流管600外均套设有夹条800，夹条800沿平行于液冷管500的长度方向延伸，两个夹条800之间设置有与二者同长度方向的中间条130，夹条800与中间条130相邻的一端以及中间条130的两端均通过焊接固定有套环900，中间条130和夹条800上的套环900均位于同一轴心线，四个套环900内穿设有螺栓120，螺栓120的杆部螺纹连接有螺母110，四个套环900夹设于螺栓120的头部和螺母110之间，从而实现将六列双玻组件紧密排布；换流管600的两端外均套设有夹条800，使得该装置能够从光伏机构的两侧方向同时作用于光伏机构上，保证光伏机构在列方向上的结构紧凑性，与此同时，防止对接管601与降温管500插接配合后，防止两者相分离，并且，由于九个对接管601与九个降温管500同时插接配合后，在两端位置通过螺纹配合的螺母110和螺栓120将对接管601和降温管500紧密连接在一起，既保证连接强度防止二者分离，又方便进行装配，简化施工，提高了安装效率。
33.夹条800和中间条130上均一体连接有与二者同长度方向且端部齐平的支撑条140，支撑条140与双玻组件的背面相贴合，具体的支撑条140贴合于首末两排双玻组件的其中一个端边型材300底部。通过支撑条140对首末两排双玻组件进行辅助支撑，从而可减少液冷管500的承载压力，避免液冷管500承受压力过大而损坏破裂，如此，延长了液冷管500的使用寿命。
34.换流管600的两端均螺纹连接有密封旋盖150，如图2、图3和图7所示，密封旋盖150
为朝向换流管600的桶状结构，密封旋盖150靠近换流管600中心位置的一端固定有外翻边，夹条800夹设于外翻边和光伏机构之间。
35.在进行装配时，通过螺栓120和螺母110将光伏机构的六列双玻组件紧靠在一起后，在换流管600的两端旋上密封旋盖150，两个密封旋盖150相互靠近，密封旋盖150上的翻边作用于夹条800上，推动夹条800靠向光伏机构移动，最终光伏机构夹设于被两个密封旋盖150所推进移动的夹条800之间，此时夹条800夹设于密封旋盖150的翻边和光伏机构（具体为第一行或者第三行双玻组件中位于外侧的端边型材300）之间，如此，使得三行双玻组件之间紧密排列。
36.按照上述装配方式，两个换流管600、四个夹条800、两个中间条130通过两组螺纹配合的螺栓120和螺母110实现固定连接，并且组合形成矩形的边框，光伏机构的会走向外缘与边框的周向内壁相贴合，具体的，位于首末两行的双玻组件中，外侧的端边型材300与夹条800和中间条130相贴合，位于首末两端的双玻组件中，外侧的侧边型材200与两个换流管600上的对接管601相贴合，使得矩形阵列分布的双玻组件所组成的光伏机构中，相邻两个双玻组件之间紧靠在一起。
37.为了方便将液冷管500穿过侧边型材200，侧边型材200上设置有沿其长度方向延伸的通孔201，通孔201共设置有三个，等间隔分布于侧边型材200上，通孔201的宽度大于液冷管500高度方向上的尺寸，以便供液冷管500穿设；通孔201的周向内壁包括朝向光伏单元100的底壁，底壁上固定铺设有弹性垫160，弹性垫160为epdm橡胶垫（当然，作为相似效果的替换，弹性垫160也可以选用硅胶垫、乳胶垫等具有弹性的支撑垫）。
38.上述结构中，通过将通孔201设计成长条状且其高度大于液冷管500的高度方向尺寸，方便液冷管500通过通孔201穿过侧边型材200，同时便于侧边型材200相对于液冷管500发生相对活动，使得在利用密封旋盖150将三行双玻组件靠近移动时，由于侧边型材200上的通孔201为长条状，使得侧边型材200及其双玻组件能够相对于液冷管500发生沿平行于换流管600长度方向上的移动，调整双玻组件的位置；而在通孔201的底部上设置弹性垫160后，弹性垫160能够对液冷管500起到支撑作用，并防止液冷管500底部与刚性的侧边型材200底壁接触，造成液冷管500破裂损坏。
39.液冷管500为聚光管，光伏单元位于液冷管500的聚光侧，具体的，液冷管500的周向外缘包括换热面501和聚光面502，换热面501为平面结构，其与光伏单元100中双玻电池片层101背面的玻璃层103相贴合，聚光面502为圆弧面，其弧形开口朝向光伏单元。
40.液冷管500在采用上述结构后，通过平面状的换热面501增大了液冷管500与光伏单元100的贴合换热面积，从而提高了对光伏单元100的换热量，有利于液冷管500内的水流吸收更多的热量，加强降温效果，进而提高光伏发电量；不仅如此，利用圆弧状的聚光面502能够对照射在液冷管500上的光线进行聚光，增加照射在双玻组件上的局部光强，由于照射于双玻组件背面的太阳光量低于照射于双玻组件正面的太阳光量，在光线较弱的情况下（例如黄昏或者阴天），通过聚光能够集中光线，所产生的输出电压能够启动与光伏机构电连接的逆变器进行供电，避免了在弱光情况下，太阳光量过小，导致双玻组件所产生的发电量过低，无法启动与其电连接的逆变器，导致没有输出供电。当然，需要说明的是，本发明中，聚光面502的形状并不局限于圆弧形，例如，聚光面502还可以是折面形状，其与换热面501所组合形成的液冷管500的周向外缘，横截面为三角形，即液冷管500呈三棱柱形，在上
述情况下，聚光面502同样能够达到聚集光线，以便在弱光情况下增大双玻组件输出电压的技术效果。
41.实施例2如图13-图14所示，实施例2的双面双玻组件的一体化bipv光伏发电装置，基于实施例1，区别在于，阀芯700滑动于换流管600的内侧，两个密封旋盖150与阀芯700相邻的一侧均固定有夹杆151，夹杆151沿换流管600的轴向延伸，夹杆151与密封旋盖150的桶底固定连接且设置于换流管600的内侧，夹杆151与换流管600之间设置有供冷却液流动的间隙，两个密封旋盖150的桶底同时分别与换流管600的两端抵接时，阀芯700夹紧于两个密封旋盖150的夹杆151之间。
42.采用上述结构后，无需在将阀芯700固定于换流管600内，且装配时，将两个密封旋盖150向换流管600的中心位置旋入，使得密封旋盖150的桶底与换流管600的端部抵接，当两个密封旋盖150的桶底均与换流管600抵接后，阀芯700夹紧于两个密封旋盖150的夹杆151之间，也即通过两个夹杆151之间，无需对阀芯700进行焊接固定操作，此时，夹条800被夹紧于光伏机构和密封旋盖150的翻边之间，装配更加方便；不仅如此，当旋下密封旋盖150后，可将阀芯700退出换流管600，对换流管600内部进行清洁，在将阀芯700装入换流管600内，通过两个密封旋盖150上的夹杆151固定阀芯700在换流管600内的位置，如此，方便进行清理、维护、更换等操作。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。