專利名稱：太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能光伏系統(tǒng)產(chǎn)品，特別涉及一種太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藵M足建筑節(jié)能環(huán)保的需要發(fā)明了多種具有一定功能的屋頂系統(tǒng)，如彩鋼屋頂系統(tǒng)，復(fù)合板屋頂系統(tǒng)等，這些屋頂系統(tǒng)比傳統(tǒng)的水泥瓦、陶土瓦屋頂系統(tǒng)具有更多的功能，如隔熱性能提高、重量輕等優(yōu)點，但是均不具有發(fā)電發(fā)光功能。而太陽能光伏組件直接安裝在建筑物屋頂上的系統(tǒng)成本高，且造成屋頂建筑材料的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了克服現(xiàn)有屋頂系統(tǒng)的劣勢，而提供一種既可隔音、隔熱、防水，又可發(fā)電、發(fā)光，瓦的發(fā)電發(fā)光功能長達25年以上，而瓦的壽命遠大于25年的多功能型的屋頂系統(tǒng)，即太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)。此系統(tǒng)將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和半導(dǎo)體照明技術(shù)巧妙、完美結(jié)合?？蔀榻ㄖ峁╇娔?，又具有良好的保溫作用，并具有自發(fā)光功能，在單體之間的連接處裝有發(fā)光光源，在夜晚可根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)置發(fā)光。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進，施工方便快捷，無需邊框和連接構(gòu)件，因而成本低，其總成本比普通光伏屋頂系統(tǒng)降低30％左右。
本實用新型的技術(shù)方案為太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，主要由太陽能發(fā)電發(fā)光瓦、太陽能發(fā)電真空瓦和/或不封裝電池片的普通瓦、接線箱、控制系統(tǒng)、逆變器組成，將各太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和/或太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)或并聯(lián)后分別與接線箱和控制系統(tǒng)相連，再與逆變器相連，再輸出到負載供電或公共電網(wǎng)。若負載為直流則無須經(jīng)過逆變器。
太陽能發(fā)電發(fā)光瓦，由基板、印刷電路襯板、發(fā)光光源、太陽能電池元件、封裝材料、蓋板等組裝而成，將太陽能電池元件通過各種方式排列在基板上的封裝材料上，印刷電路襯板放置在封裝材料與基板之間，發(fā)光光源安裝于印刷電路襯板四周，太陽能電池元件上放置封裝材料封裝集成核心部件，并引出正、負極接線，蓋上蓋板后抽真空。發(fā)光光源如半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED、電致發(fā)光光源EL、有機發(fā)光二極管OLED、冷陰極熒光燈CCFL。
太陽能發(fā)電真空瓦，太陽能發(fā)電真空瓦，由基板、印刷電路襯板、太陽能電池元件、封裝材料、蓋板封裝而成，將太陽能電池元件排列在基板上的封裝材料上，印刷電路襯板放置在封裝材料與基板之間，太陽能電池元件上放置封裝材料，封裝集成核心部件后，并引出正、負極接線，蓋上蓋板，抽真空。
所述不封裝太陽能電池元件的普通瓦就是在制作太陽能發(fā)電真空瓦中不放置太陽能電池元件和封裝材料，別的步驟及結(jié)構(gòu)與太陽能發(fā)電真空瓦一致。
上述所有瓦的蓋板均為曲面，且瓦的左右兩側(cè)設(shè)計成陰陽扣和/或插扣，瓦的上下兩側(cè)對應(yīng)地設(shè)有搭接接頭或插頭。
上述瓦的封裝材料選用具有透明、密封、防潮、穩(wěn)定、耐溫、抗紫外線等功能的材料，如聚乙烯醋酸乙烯酯EVA或透明環(huán)氧樹脂；基板可使用多種材料，如鋼化玻璃、水泥板、陶瓷、不銹鋼板、鋁合金等；太陽能電池元件包括各種晶體、非晶、薄膜等一切可發(fā)電的太陽能電池，太陽能電池元件可通過貼、粘、焊、鑲，甚至直接生長在基板上等各種方式安置在基板上；蓋板采用透明材料，如鋼化玻璃、透明樹脂、塑料等具有防水、防曬、防風(fēng)、防火等特性，且性能穩(wěn)定、壽命長、價格低廉。且蓋板是曲面的，曲面可以提高電池元件對光的吸收，從而使電池元件的發(fā)電量提高15-30％；瓦的內(nèi)部處于真空狀態(tài)，既可隔熱發(fā)電，又可保證瓦內(nèi)的部件經(jīng)久耐用；瓦還可以做成各種造型和顏色，以更好的與建筑的色彩匹配；無需邊框材料；發(fā)光發(fā)電瓦內(nèi)封裝有發(fā)光光源，具有發(fā)光功能，以滿足屋頂亮化的需要；該瓦象普通屋面瓦一樣，直接作為屋面材料使用，瓦之間直接相扣或通過螺絲等連接方式，相互間緊密連接在一起，不需要支架，不需要其他的密封裝置，施工快捷便利。
鋪放在屋頂系統(tǒng)邊沿或屋脊的瓦的外形稍作改進，便于施工和美觀。邊瓦屋面左右兩側(cè)以邊瓦及邊瓦頭做收尾。先行施作第一片邊瓦頭，其后接著邊瓦，一直到最高點也就是屋脊線處。脊瓦在屋面瓦及邊瓦均完成后，施作脊瓦。脊瓦包覆屋面瓦后脊瓦下露的部分。脊瓦兩端用脊瓦頭蓋至能包住邊瓦處即可，如圖9。
安裝方式將上述瓦左右連接是通過陰陽扣和插扣連接在一起，施工時瓦與瓦之間通過相扣方式結(jié)合，完成后屋面連成一體。發(fā)電電路通過接線槽，根據(jù)需要進行串并聯(lián)連接后，通過接線箱、控制系統(tǒng)和逆變器等，為負載供電或輸入到公共電網(wǎng)。前后連接跟傳統(tǒng)的屋面瓦一樣，瓦之間相互搭接在一起。其中屋頂系統(tǒng)正面也就是朝南向陽面，光照條件比較好，由太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和太陽能發(fā)電真空瓦組成；屋頂系統(tǒng)背面也就是朝北背陽面，光照條件差，因而可以采用不封裝電池板的結(jié)構(gòu)，這樣成本會大大降低；屋頂系統(tǒng)側(cè)面也就是朝東、朝西面，光照條件一般，可采用同正面的結(jié)構(gòu)或背面的結(jié)構(gòu)。屋脊部位為發(fā)電發(fā)光瓦，在夜晚形成一個發(fā)光條帶，呈現(xiàn)出金碧輝煌的效果。
本實用新型的有益效果是，太陽能發(fā)電發(fā)光屋頂系統(tǒng)可以隔熱、發(fā)電、發(fā)光，屋頂無需額外亮化即可達到金碧輝煌的效果；施工方便快捷，成本低，便于太陽能與建筑的一體化應(yīng)用。


圖1為本實用新型的太陽能發(fā)電發(fā)光瓦結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的太陽能發(fā)電真空瓦結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的所述瓦的左右連接示意圖。
圖4為本實用新型的所述瓦的上下連接示意圖。
圖5為本實用新型的所述瓦的橫向放置的示意圖。
圖6為本實用新型的所述瓦的縱向放置的示意圖。
圖7為本實用新型的所述瓦的橫向放置并固定的示意圖。
圖8為本實用新型的所述邊瓦的放置的示意圖。
圖9為本實用新型的所述邊脊瓦的放置的示意圖。
圖10為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為本實用新型的太陽能電池連接電路圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。
太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，主要由太陽能發(fā)電發(fā)光瓦、太陽能發(fā)電真空瓦和不封裝電池元件的瓦、接線箱、控制系統(tǒng)、逆變器組成，將各太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)后分別與接線箱和控制系統(tǒng)相連，再與逆變器相連，再輸出到負載供電或公共電網(wǎng)。太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)如圖6所示，連接電路如圖7所示。
太陽能發(fā)電發(fā)光瓦結(jié)構(gòu)如圖1所示，其制作按以下步驟進行1、基板準備下料、清洗；2、焊接太陽能電池元件、正極和負極引線焊接；3、組合將鋼化玻璃1上鋪印刷電路襯板5、發(fā)光二級管(LED)6和EVA2，將電池片3在EVA2上排列整齊，然后再并聯(lián)上旁路二極管，焊接起來，在其上鋪上聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2封裝集成核心部件，再蓋上鋼化玻璃蓋板4；4、封裝將第3步完成的半成品進行封裝抽真空；5、檢測進行外觀、機械性能及電性能檢測；
6、包裝太陽能發(fā)電真空瓦的結(jié)構(gòu)如圖2所示，它的制作過程除第3步不要印刷電路襯板和發(fā)光光源外，別的與太陽能發(fā)電發(fā)光瓦制作步驟相同。
不封裝太陽能電池元件的普通瓦除第3步不需封裝電池元件和封裝材料外，別的與太陽能發(fā)電真空瓦制作步驟相同。
瓦的左右兩側(cè)設(shè)計成陰陽扣和插扣，瓦的上下兩側(cè)對應(yīng)地設(shè)有搭接接頭或插頭，在使用太陽能發(fā)電真空瓦時，有利于瓦的左右連接和瓦的上下連接。瓦的左右連接如圖3所示；瓦的上下連接如圖4所示。
接線箱是將各太陽能發(fā)電發(fā)光瓦之間的串并聯(lián)的接線輸出，將太陽能各支路發(fā)電電力匯集成一路，為帶保護裝置的逆變器提供直流電力，可放于室內(nèi)。
控制系統(tǒng)對系統(tǒng)工作狀態(tài)進行控制，具備多種電路優(yōu)化和保護功能。如跟蹤最佳輸出功率點、過載保護、防反充保護、超壓關(guān)斷、采集數(shù)據(jù)給終端界面如L E D顯示屏、電腦等，可實現(xiàn)全自動控制、人機交互等功能。
逆變器將直流變成交流，給負載供電或送到公共電網(wǎng)，逆變器可安裝在閣樓或樓梯間。
安裝方式將上述瓦左右連接是通過如插扣連接在一起，施工時瓦與瓦之間通過相扣方式結(jié)合，完成后屋面連成一體。發(fā)電電路通過接線槽，根據(jù)需要進行串并聯(lián)連接后，通過接線箱、控制系統(tǒng)和逆變器等，為負載供電或輸入到公共電網(wǎng)。前后連接跟傳統(tǒng)的屋面瓦一樣，瓦之間相互搭接在一起。其中屋頂系統(tǒng)正面也就是朝南向陽面，光照條件比較好，由太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和太陽能發(fā)電真空瓦組成；屋頂系統(tǒng)背面也就是朝北背陽面，光照條件差，因而可以采用不封裝太陽能電池的結(jié)構(gòu)，這樣成本會大大降低；屋頂系統(tǒng)側(cè)面也就是朝東、朝西面，光照條件一般，可采用同正面的結(jié)構(gòu)或背面的結(jié)構(gòu)。屋脊部位為發(fā)電發(fā)光瓦，在夜晚形成一個發(fā)光條帶，呈現(xiàn)出金碧輝煌的效果。
安裝時先裝屋面瓦及邊瓦，最后安裝脊瓦，脊瓦包覆屋面瓦后脊瓦下露的部分。脊瓦兩端用脊瓦頭蓋至能包住邊瓦處即可。安裝效果如圖5實施例中瓦的連接電路只舉了太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)連接電路如圖11所示。當(dāng)然還可以采用太陽能發(fā)電真空瓦并聯(lián)或串并都用，還有可以將太陽能發(fā)電真空瓦和太陽能發(fā)電發(fā)光瓦并聯(lián)、串并或串聯(lián)來使用。
施工順序1.橫向放樣由檐口滴水線，即斜屋面之最低點往屋脊方向即斜屋面最高點按照瓦片長度有效尺寸依序由下而上放樣，并再以墨線7標示出明確位置即可，如圖5所示。
2.縱向放樣斜面由右至左，按照瓦片寬度有效尺寸依序放樣，并以墨線7標出明確位置，如圖6所示。
3.固定掛瓦條(1)材質(zhì)杉木、柳安或檜木加防腐處理。或使用不腐朽之材質(zhì)如鋁條或不銹鋼條。
(2)將掛瓦條依橫向放樣之墨線位置以鋼釘固定于押條上，如圖7所示。
4.安裝瓦片由右至左，由下至上，設(shè)瓦片至接近屋脊處的最后一片瓦，若剩余尺寸不足則可換小一號的瓦，將所需瓦片部分于收尾時與脊瓦相接。
邊瓦屋面左右兩側(cè)以邊瓦及邊瓦頭做收尾。在屋面須作邊瓦之側(cè)邊放定量灰漿，以能黏住瓦片為原則，先行施作第一片邊瓦頭，其后接著邊瓦，一直到最高點也就是屋脊線處。邊瓦側(cè)面留有釘孔，于木造屋面可用不銹鋼釘加強固定，如圖8所示。
脊瓦在屋面瓦及邊瓦均完成后，施作脊瓦。脊瓦包覆屋面瓦后脊瓦下露的部分。脊瓦兩端用脊瓦頭蓋至能包住邊瓦處即可，如圖9。
實施例中瓦的連接電路只舉了太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)連接電路如圖11所示。當(dāng)然還可以采用太陽能發(fā)電真空瓦并聯(lián)或串并都用，還有可以將太陽能發(fā)電真空瓦和太陽能發(fā)電發(fā)光瓦并聯(lián)、串并或串聯(lián)來使用。
權(quán)利要求1.太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，主要由太陽能發(fā)電真空瓦、太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和/或不封裝太陽能電池元件的普通瓦、接線箱、控制系統(tǒng)、逆變器組成，其特征在于將各太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和/或太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)或并聯(lián)后分別與接線箱和控制系統(tǒng)相連，再與逆變器相連，再輸出到負載供電或公共電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，其特征在于太陽能發(fā)電真空瓦，由基板、印刷電路襯板、太陽能電池元件、封裝材料、蓋板封裝而成，將太陽能電池元件排列在基板上的封裝材料上，印刷電路襯板放置在封裝材料與基板之間，太陽能電池元件上放置封裝材料，封裝集成核心部件后，并引出正、負極接線，蓋上蓋板，抽真空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，其特征在于太陽能發(fā)電發(fā)光瓦由基板、印刷電路襯板、發(fā)光光源、太陽能電池、封裝材料、蓋板組裝而成，將太陽能電池元件排列在基板上的封裝材料上，印刷電路襯板放置在封裝材料與基板之間，發(fā)光光源安裝印刷電路襯板四周，太陽能電池上放置封裝材料封裝集成核心部件，并引出正、負極接線，蓋上蓋板后抽真空。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能發(fā)電真空瓦、太陽能發(fā)電發(fā)光瓦或不封裝電池元件的瓦的蓋板為曲面，且瓦的左右兩側(cè)設(shè)計成陰陽扣和/或插扣，瓦的上下兩側(cè)對應(yīng)地設(shè)有搭接接頭或插頭。
專利摘要本實用新型涉及太陽能光伏發(fā)光屋頂系統(tǒng)，主要由太陽能發(fā)電發(fā)光瓦、太陽能發(fā)電真空瓦和/或不封裝電池元件的瓦、接線箱、控制系統(tǒng)、逆變器組成，將各太陽能發(fā)電發(fā)光瓦和/或太陽能發(fā)電真空瓦串聯(lián)或并聯(lián)后分別與接線箱和控制系統(tǒng)相連，再與逆變器相連，再輸出到負載供電或公共電網(wǎng)。本實用新型的有益效果是，太陽能發(fā)電發(fā)光屋頂系統(tǒng)可以隔熱、發(fā)電、發(fā)光，屋頂無需額外亮化即可達到金碧輝煌的效果；施工方便快捷，成本低，便于太陽能與建筑的一體化應(yīng)用。
文檔編號E04D13/18GK2895595SQ20062009840
公開日2007年5月2日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者徐進明, 邱竹賢, 王曉晶, 周青華, 涂政邦 申請人:武漢日新科技有限公司