專利名稱：L型陶瓷邊框光伏建筑組件及l(fā)型陶瓷邊框燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏電池，尤其涉及一種用陶瓷邊框封裝的太陽能電池組件。
背景技術(shù)：
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，近年來每年以超過50%的速度增長，其中安裝在陶瓷瓦屋頂?shù)墓夥l(fā)電系統(tǒng)占很大的比例。光伏發(fā)電的核心部件是太陽能電池組件，由于普通太陽能電池組件都是采用鋁材作為邊框材料，安裝在建筑物上需要支架加以固定，這樣安裝的缺點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面
1、很難將太陽能電池組件與建筑實(shí)現(xiàn)一體化安裝；
2、由于需使用鋼鐵支架和基礎(chǔ)，增加了安裝成本，使發(fā)電系統(tǒng)的綜合成本很高。3、影響建筑的美觀度由于使用了基礎(chǔ)和支架，將在建筑屋頂上形成一個(gè)明顯不同與其它部分的突起部分，使建筑美學(xué)效果受到影響。形成上述缺點(diǎn)的主要原因是鋁材邊框的太陽能電池組件與屋頂?shù)钠渌咂瑹o法實(shí)現(xiàn)一體化連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種L型陶瓷邊框光伏建筑組件，以取代普通太陽能電池組件鋁材邊框，形成可以用作建筑材料的陶瓷邊框光伏建筑組件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提高L型陶瓷邊框強(qiáng)度，保證L型陶瓷邊框軸向開槽在燒結(jié)過程不變形的L型陶瓷邊框燒結(jié)工藝。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 L型陶瓷邊框光伏建筑組件
其特征在于具有封裝太陽能電池組件，在封裝太陽能電池組件的四周連接固定有陶瓷平板瓦的邊框；所述邊框由順倒二個(gè)L形組合而成，形成左上邊框與右下邊框；所述的邊框的上、下邊框設(shè)有垂直方向布置的多條肋經(jīng)，用于支撐在屋面上，使光伏建筑組件與屋面保持一定的距離，可以保證空氣在空隙中的流動(dòng)，起到降低由于太陽照射產(chǎn)生的高溫度； 肋經(jīng)之間的空隙，用來給模組上的電纜自由穿過，保證不同光伏建筑組件的電路能夠連接起來；水平(軸向)方向分別設(shè)置有可以形成第一搭接面的上下邊陰陽槽；使相鄰兩光伏建筑組件的上下邊陰陽槽保持緊密連接，起到固定和防水作用；所述邊框的左右邊的軸向方向分別設(shè)有可以形成第二搭接面的左右邊陰陽槽；使相鄰兩光伏建筑組件的左右邊的陰陽槽保持緊密連接，起到固定和防水作用。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以進(jìn)一步完善
作為優(yōu)選，所述邊框四周內(nèi)側(cè)開有與封裝太陽能電池組件四周配合連接的軸向槽。所述的軸向，是指沿每條邊的軸向方向設(shè)置。作為優(yōu)選，所述封裝太陽能電池組件四周與邊框之間采用插接與粘結(jié)相結(jié)合的連接結(jié)構(gòu)，也就是槽配合與粘結(jié)相結(jié)合的連接方式，以增強(qiáng)強(qiáng)度與提高密封性。
作為優(yōu)選，所述上邊框的正面，沿水平方向設(shè)有上凸的上邊陽槽，下邊框沿水平方向設(shè)有內(nèi)凹的下邊陰槽，相鄰光伏建筑組件的上邊陽槽與下邊陰槽結(jié)合組成第一搭接面。作為優(yōu)選，所述左側(cè)邊框背面沿軸向開有L形左邊陽槽，右側(cè)邊框正面沿軸向開有圓弧形右邊陰槽，相鄰光伏建筑組件的左邊陽槽與右邊陰槽結(jié)合組成第二搭接面。作為優(yōu)選，所述L型邊的兩個(gè)端面向內(nèi)傾斜45°角。作為優(yōu)選，所述邊框內(nèi)側(cè)軸向槽的槽深為5-9 mm ；開槽的深度，主要考慮到模組的重量和陶瓷邊框的強(qiáng)度，模組面積小則深度取較小值，模組面積大，則取較大值。L型陶瓷邊框燒結(jié)工藝
采用符合燒結(jié)陶瓷瓦配方的粘土，其特征在于
(1)配料
在上述粘土中加入1.5%-3. 0%的碳化硅和碳纖維混合體，所述混合體中碳化硅占 90%-97%，其余為碳纖維；碳化硅和碳纖維混合體與粘土充分混合；
(2)燒結(jié)定型板制作
采用耐溫1700°C以上的材料制作燒結(jié)定型板，所述燒結(jié)定型板的大小及四周厚度與封裝太陽能電池組件相同；燒結(jié)定型板的下面設(shè)有若干支撐筋，所述支撐筋的設(shè)置與L型陶瓷上下邊框上的肋經(jīng)一致，所述支撐筋的厚度與L型陶瓷邊框肋經(jīng)的底面在同一水平面上；
(3)燒結(jié)前的安裝
將加工成型后的L型陶瓷邊框坯，采用倒順兩個(gè)一組，將燒結(jié)定型板插入邊框坯內(nèi)側(cè)的軸向槽，從而使L型陶瓷邊框坯與燒結(jié)定型板形成一個(gè)長方形的整體(長方體)，保證在燒結(jié)時(shí)，軸向槽不會(huì)產(chǎn)生變形。燒結(jié)溫度控制在1450°C -1600°C之間，時(shí)間2-3小時(shí)。使單邊陶瓷邊框的抗彎曲破壞荷重可以達(dá)到2500N以上。本發(fā)明的有益效果是
1)與普通太陽能電池組件相比具有較低的生產(chǎn)成本。2)光伏建筑組件具有普通建筑瓦片的功能，使光伏發(fā)電設(shè)備與建筑屋面之間實(shí)現(xiàn)一體化集成，增加了建筑的美觀度。3)邊框內(nèi)側(cè)凹槽設(shè)計(jì)，使太陽能電池模組的封裝方便。4)肋經(jīng)與肋經(jīng)之間有形成專門的電纜連接通道。5)封裝好光伏建筑組件安裝在建筑屋面時(shí)，與建筑屋面保持足夠的空隙，不同建筑組件之間的空隙互相連通，便于空氣的流動(dòng)，可以使光伏建筑模組由于太陽照射產(chǎn)生的熱量及時(shí)得到疏散。6)由于光伏建筑組件與屋面保持一定的空隙，起到一定的保溫作用，具有冬暖夏涼的隔熱效果。7)節(jié)約安裝成本，使太陽能屋頂?shù)氖袌鼋邮艹潭却蠓鰪?qiáng)。8) “L”型與倒“L”型的造型增加了左邊、下邊拐角的強(qiáng)度，可以使用該型陶瓷邊框封裝的組件面積更大，增加單位面積的發(fā)電功率。9)使用“L”型陶瓷邊框，使組件封裝更簡單，提高了工作效率。


附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)主視圖； 附圖2是圖1的俯視附圖3是圖1的左視圖； 附圖4是左右邊相搭示意圖； 附圖5是上下邊相搭示意圖； 附圖6是L形邊框結(jié)構(gòu)主視圖； 附圖7是圖6的俯視圖； 附圖8是圖6的左視附圖9是燒結(jié)定型板與L型邊框(坯)組合主視圖； 附圖10是圖10的俯視圖； 附圖11是燒結(jié)定型板結(jié)構(gòu)主視圖； 附圖12圖11的俯視圖； 附圖13圖11的左視圖。附圖標(biāo)記說明1、左邊陽槽，2、肋經(jīng)，3、軸向槽，8、右邊陽槽，9、上邊陽槽，10、下邊陰槽，11、燒結(jié)定型板支撐筋，12、燒結(jié)定型板，A、封裝太陽能電池組件，a、上邊框，b、下邊框，C、左邊框，d、右邊框。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。實(shí)施例
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，參照普通燒結(jié)平板瓦的四邊造型和封裝太陽能電池組件A的工藝要求，將瓦片功能和封裝太陽能電池組件邊框功能結(jié)合起來。為此，對(duì)陶瓷邊框進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，將四條邊中的左邊、下邊做成一體化的L型邊框，將右邊、上邊做成倒“L型”邊框。L”型與倒“L”型邊框的末端呈向內(nèi)傾斜45°角，采用硅膠粘結(jié)劑，使兩條邊的角與角之間能夠緊密相連。在“L”型與倒“L”型邊框的內(nèi)側(cè)，設(shè)置了可以插入封裝光伏組件A的軸向槽3， 通過插接與硅膠粘結(jié)劑的共同作用，使光伏組件與陶瓷邊框緊密相連，并起到密封作用。由于封裝太陽能電池組件的厚度一般在5-8 mm，因此，將開槽的寬度設(shè)計(jì)為比模組的厚度寬1 mm，為6-9 mm，開槽的深度，主要考慮到模組的重量和陶瓷邊框的強(qiáng)度，一般設(shè)計(jì)為5_9 mm, 模組面積小，則深度取較小值，模組面積大，則取較大值。上邊a與下邊b設(shè)有垂直方向布置的五條肋經(jīng)2，用于支撐在屋面上，使光伏建筑組件與屋面保持一定的距離，可以保證空氣在空隙中的流動(dòng)，起到降低由于太陽照射產(chǎn)生的高溫度；肋經(jīng)之間的空隙，用來給模組上的電纜自由穿過，保證不同光伏建筑組件的電路能夠連接起來。上邊a的正面，沿水平方向設(shè)有上凸的上邊陽槽9，下邊b沿水平方向設(shè)有內(nèi)凹的下邊陰槽10 ；安裝時(shí)，組合好的相鄰兩陶瓷邊框光伏建筑組件的上下陰陽槽相結(jié)合組成第一搭接面；在左邊C背面沿軸向開有L形左邊陽槽1，右邊d正面沿軸向開有圓弧形右邊陰槽8 ；安裝時(shí)，組合好的相鄰兩陶瓷邊框光伏建筑組件的左右陰陽槽相結(jié)合組成第二搭接面，從而起到瓦的連接與防止漏水的功能。
邊框的燒結(jié)工藝
為了增加陶瓷邊框的強(qiáng)度和韌度，在符合燒結(jié)瓦配方的粘土材料中加入1的碳化硅、 碳纖維混合體，混合體中碳化硅占95%，碳纖維占5%，將碳化硅、碳纖維混合體與粘土充分混合；將加工好的兩條L型邊框坯與燒結(jié)定型板12組合在一起，形成一個(gè)長方形的整體。燒結(jié)溫度控制在1500°C之間，燒結(jié)時(shí)間2. 5小時(shí)。經(jīng)測(cè)試，單邊陶瓷邊框的抗彎曲破壞荷重達(dá)到2500N以上。以一個(gè)550mmX420mm，厚度為5mm的封裝太陽能電池組件A，邊框的設(shè)計(jì)厚度為 50mm，寬度為60mm。軸向槽3的寬度為6mm，深度為6mm，軸向槽的上邊與邊框表面的距離為 6mm，軸向槽的下邊與邊框的底面距離為38mm。肋經(jīng)2的空隙到邊框底面的距離為18mm，左邊陽槽1的長度為56mm，上邊陽槽9的高度為10mm。用這樣燒結(jié)好的陶瓷邊框，封裝好的光伏建筑組件可以達(dá)到30W/塊，每平方米面積的發(fā)電功率可以達(dá)到100W。本發(fā)明的陶瓷邊框可以替代普通太陽能電池組件封裝工藝上所使用鋁材制作的邊框，通過右邊陰槽8與左邊陽槽1，上邊陰槽10與下邊陽槽9緊密相連，代替
建筑屋面使用的陶瓷瓦片，通過鑲嵌在軸向槽3中的層壓好的太陽能電池模組，形成可以利用太陽能產(chǎn)生有效電力的陶瓷邊框光伏建筑組件。通過在上下邊底面設(shè)置的肋經(jīng)2之間的空隙，實(shí)現(xiàn)模組之間電路的連接，從而達(dá)到將太陽能發(fā)電核心部件陶瓷邊框光伏組件與建筑屋面的一體化集成，使建筑的外觀保持與正常的建筑屋面一樣，增加美觀效果。
權(quán)利要求
1.一種L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于具有封裝太陽能電池組件，在封裝太陽能電池組件的四周連接固定有陶瓷平板瓦的邊框；所述邊框由順倒二個(gè)L形組合而成；所述邊框的上、下邊的垂直方向設(shè)置的多條肋經(jīng)，水平方向分別設(shè)置有可以形成第一搭接面的上下邊陰陽槽；所述邊框的左右側(cè)邊的軸向方向分別設(shè)有可以形成第二搭接面的左右邊陰陽槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述邊框四周內(nèi)側(cè)開有與封裝太陽能電池組件四周配合連接的軸向槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述封裝太陽能電池組件四周與邊框之間采用插接與粘結(jié)相結(jié)合的連接結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述上邊的正面， 沿水平方向設(shè)有上凸的上邊陽槽，下邊沿水平方向設(shè)有內(nèi)凹的下邊陰槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述左邊背面沿軸向開有L形左邊陽槽，右邊正面沿軸向開有圓弧形右邊陰槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述L型邊的兩個(gè)端面向內(nèi)傾斜45°角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的L型陶瓷邊框光伏建筑組件，其特征在于所述邊框內(nèi)側(cè)軸向槽深為5-9 mm。
8.一種如權(quán)利要求1所述光伏建筑組件的L型陶瓷邊框燒結(jié)工藝，采用符合燒結(jié)陶瓷瓦配方的粘土，其特征在于(1)配料在上述粘土中加入1. 5%-3. 0%的碳化硅和碳纖維混合體，所述混合體中碳化硅占90%-97%，其余為碳纖維；碳化硅和碳纖維混合體與粘土充分混合；(2)燒結(jié)定型板制作采用耐溫1700°C以上的材料制作燒結(jié)定型板，所述燒結(jié)定型板的大小及四周厚度與封裝太陽能電池組件相同；燒結(jié)定型板的下面設(shè)有若干支撐筋，所述支撐筋的厚度與L型陶瓷邊框肋經(jīng)的底面在同一水平面上；(3)燒結(jié)前的安裝將加工成型后的L型陶瓷邊框坯，采用倒順兩個(gè)一組，邊框坯內(nèi)側(cè)的軸向槽插入燒結(jié)定型板，從而使L型陶瓷邊框坯與燒結(jié)定型板形成一個(gè)長方形的整體；燒結(jié)溫度控制在1450°C -1600°C之間，時(shí)間2-3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種L型陶瓷邊框光伏建筑組件及L型陶瓷邊框燒結(jié)工藝，具有封裝太陽能電池組件，在封裝太陽能電池組件的四周連接固定有陶瓷平板瓦的邊框；所述邊框由順倒二個(gè)L形組合而成,形成左上邊框與右下邊框；所述的邊框的上、下邊設(shè)有垂直方向布置的多條肋經(jīng)，水平方向分別布置有可以形成第一搭接面的上下邊陰陽槽；所述邊框的左右邊的軸向方向分別設(shè)有可以形成第二搭接面的左右邊陰陽槽。本發(fā)明具有普通建筑瓦片的功能，使光伏發(fā)電設(shè)備與建筑屋面之間實(shí)現(xiàn)一體化集成。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102184988SQ20111006836
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者侯生躍, 李俊兵 申請(qǐng)人:浙江合大太陽能科技有限公司