CN114023837A - 柔性光伏组件一体化结构、系统及系统的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性光伏组件一体化结构、系统及安装方法，结构包括一体层压成型的柔性光伏组件、粘接层、副防水卷材，所述副防水卷材背面上设有热风焊接区域，方法包括：对柔性光伏组件各层材料以及副防水卷材进行层压封装实现一体化；在屋面上设置主防水卷材，主防水卷材正面整面形成与副防水卷材上的热风焊接区域对应的热风焊接区域；副防水卷材的背面的热风焊接区域与主防水卷材的正面热风焊接区域贴合并进行热风焊接。本发明解决了光伏组件或面板在建筑领域应用时使用胶粘方式连接失效的问题，同时没有结构件的使用极大的降低了产品的材料成本和安装成本，经过正负5000Pa风压的屋面系统抗风揭验证，安装结构安全可靠。

Description

柔性光伏组件一体化结构、系统及系统的安装方法

技术领域

本发明属于光伏产品领域，特别涉及一种柔性光伏组件一体化结构、系统及系统的安装方法。

背景技术

由于安装条件的限制，现有光伏组件或者面板在屋面安装时都采用了背胶黏贴或者密封胶、结构胶粘贴。而胶的使用寿命极难达到与光伏同寿命，而且光伏产品发电时的温度升高也会进一步降低胶的使用寿命。这使胶粘方案的结构寿命与组件的发电寿命不匹配，造成二次维护成本甚至批量组件脱落损坏，同时该方案无法满足建筑长期的防水功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性光伏组件一体化结构，极大的降低了产品的材料成本和安装成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种柔性光伏组件一体化结构，其包括副防水卷材、集成于所述副防水卷材正面上的柔性光伏组件、以及设于所述副防水卷材正面和所述柔性光伏组件之间的粘接层，所述副防水卷材背面上设有热风焊接区域，所述柔性光伏组件包含背板材料，所述副防水卷材上的热风焊接区域位于所述柔性光伏组件对应位置或对应位置的周围或对应位置的周围的部分区域。

优化的，所述柔性光伏组件包含柔性面板材料、胶膜、纤维增强层、胶膜、太阳能电池片、胶膜。

优化的，所述副防水卷材呈框型或条状或块状，所述粘接层设于所述副防水卷材和所述柔性光伏组件贴合时的重叠区域上，粘接层为胶膜，在所述柔性光伏组件层压成型时与所述副防水卷材同步层压成型为一体。

本发明还提供了一种柔性光伏组件一体化系统，它包括屋面结构、以及通过热风焊接固定于所述屋面结构上的柔性光伏组件一体化结构，所述柔性光伏组件一体化结构为上述任一所述柔性光伏组件一体化结构，所述屋面结构包含主防水卷材、主防水卷材下方的屋面基材。

优化的，所述副防水卷材和所述主防水卷材采用的主要成分相同的高分子材料制成。

优化的，副防水卷材和所述主防水卷材的主要成分为TPO或PVC。

优化的，所述主防水卷材、所述副防水卷材和所述背板材料的主要成分均为TPO。

优化的，所述副防水卷材、所述主防水卷材的主要成分均为PVC，所述背板材料的主要成分为TPO。

优化的，所述屋面基材包括保温隔热层、保温隔热层下方的防水透气层和防水透气层下方的钢板承重层。

本发明还提供了一种上述所述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其包括以下步骤：

a．将所述副防水卷材与柔性光伏组件的各层材料组装敷设完成;

b.对组装敷设完成的柔性光伏组件的副防水卷材进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材与所述柔性光伏组件形成柔性光伏组件一体化结构；

c.在所述屋面上设置的主防水卷材，主防水卷材正面上设有与副防水卷材上的热风焊接区域对应的热风焊接区域；

d.将柔性光伏组件一体化结构贴敷于所述主防水卷材正面上，所述柔性光伏组件朝上，所述副防水卷材的背面的热风焊接区域与所述主防水卷材的正面热风焊接区域贴合并焊接，完成安装。

优化的，所述副防水卷材上的热风焊接区域均为框型区域或是相平行的两条长方形区域或是完整副防水卷材的背面的区域。

本发明还提供了一种上述所述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其包括以下步骤：

A．将所述副防水卷材与柔性光伏组件的各层材料组装敷设完成;

B.对组装敷设完成的柔性光伏组件的副防水卷材进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材与所述柔性光伏组件形成柔性光伏组件一体化结构；

C.利用抽芯铆钉使所述柔性光伏组件和副防水卷材固定连接，抽芯铆钉分布于所述柔性光伏组件的太阳能电池片外周；

D. 将柔性光伏组件一体化结构贴敷于所述主防水卷材正面上，所述柔性光伏组件朝上，所述副防水卷材的背面的热风焊接区域与所述主防水卷材的正面热风焊接区域贴合并焊接，完成安装。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明解决了光伏组件或面板在建筑领域应用时使用胶粘方式连接失效的问题，同时没有结构件的使用极大的降低了产品的材料成本和安装成本；柔性光伏组件也进一步降低了光伏发电产品对建筑屋面的荷载要求，使本方案的适用范围更加广阔；通过柔性光伏组件与副防水卷材一体封装，并预留出在屋面安装时的焊接区域，在屋面安装时使用热风焊接工艺。热风焊接工艺是将两种相同材质的产品直接融化再固化结合成一个完整的整体，故其连接寿命可以与光伏发电同寿命，经过正负5000Pa风压的屋面系统抗风揭验证，安装结构安全可靠。

附图说明

附图1为柔性光伏组件一体化结构的分解视图；

附图2为柔性光伏组件一体化系统的分解视图；

附图3为实施例一中的柔性光伏组件一体化系统的示意图；

附图4为实施例一中柔性光伏组件一体化系统安装后的示意图；

附图5为柔性光伏组件一体化系统采用部分粘接的方式的分解的示意图；

附图6为柔性光伏组件一体化系统采用全面粘接的方式的分解的示意图；

附图7为实施例二中柔性光伏组件一体化结构的示意图；

附图8为实施例二中柔性光伏组件一体化系统安装后的示意图；

附图9为实施例二中副防水卷材11与柔性光伏组件12的连接示意图；

以上附图中：1、柔性光伏组件一体化结构；2、屋面结构；3、热风焊接区域；4、重叠区域；5、铆钉；6、螺钉；11、副防水卷材；12、柔性光伏组件；13、粘接层；21、主防水卷材；22、屋面基材；；23、片状防水卷材；120、胶膜；121、柔性面板材料；122、纤维增强层；123、太阳能电池片；124、背板材料；221、保温隔热层；222、防水透气层；223、钢板承重层。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1-4所示，柔性光伏组件一体化系统包括屋面结构2、以及通过热风焊接固定于所述屋面结构2上的柔性光伏组件一体化结构1，所述柔性光伏组件一体化结构1为上述柔性光伏组件一体化结构1。

所述屋面结构2包含主防水卷材21、主防水卷材21下方的屋面基材22。所述屋面基材22包括保温隔热层221、保温隔热层221下方的防水透气层222和防水透气层222下方的钢板承重层223。

柔性光伏组件一体化结构1，其包括副防水卷材11、集成于所述副防水卷材11正面上的柔性光伏组件12、以及设于所述副防水卷材11正面和所述柔性光伏组件12之间的粘接层13、、设于所述副防水卷材11背面上的热风焊接区域3，所述热风焊接区域3位于所述柔性光伏组件12对应位置或对应位置的周围或对应位置的周围的部分区域。所述柔性光伏组件12包含依次层叠设置的柔性面板材料121、胶膜120、纤维增强层122、胶膜120、太阳能电池片123、胶膜120、背板材料124。所述副防水卷材11为高分子屋面卷材。所述副防水卷材11为TPO卷材或者PVC卷材，在本实施例中采用TPO卷材，背板材料124也为TPO卷材（热塑性聚烯烃类防水卷材），两者可以是型号相同或不同但主要成分均为TPO的卷材，能够使柔性光伏组件12与副防水卷材11形成一个整体，能够有效保证两者连接的强度以及使用寿命。副防水卷材11呈框型或条状或块状，在本实施例中为框型，所述粘接层设于所述副防水卷材11和所述柔性光伏组件12贴合时的重叠区域4上，粘接层13也为胶膜，在所述柔性光伏组件12层压成型时与所述副防水卷材11同步层压成型为一体。

上述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其包括以下步骤：

a．将所述副防水卷材11与柔性光伏组件12的各层材料组装敷设完成;

b.对组装敷设完成的柔性光伏组件12的副防水卷材11进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材11与所述柔性光伏组件12一体化；

c.在所述屋面上设置的主防水卷材21，主防水卷材21正面整面均为热风焊接区域；

d.将柔性光伏组件一体化结构1贴敷于所述主防水卷材21正面上，所述柔性光伏组件12朝上，所述副防水卷材11的背面的热风焊接区域3与所述主防水卷材21的正面的热风焊接区域贴合并焊接，完成安装。

步骤a、b可分步完成也可同步完成，如图5-6所示，其中，主防水卷材21的正面热风焊接区域3与副防水卷材11的背面的热风焊接区域3相同，热风焊接区域3均为框型区域或是相平行的两条长方形区域或是完整副防水卷材的背面的区域，如图5所示，当屋面呈倾斜状，副防水卷材11呈框型时，副防水卷材11上的热风焊接区域3位于框型的两条上下排布的长方形边的背面上，在副防水卷材11等高的两边和主防水卷材之间形成散热的间隙，这样能够在保证副防水卷材11和主防水卷材21连接强度的前提下保证柔性光伏组件12的散热性能。

采用上述方法安装的柔性光伏组件一体化系统按照以下测试方法进行测试，其载荷性能如下：

测试方法

1、气体通过压力容器不断注入，直到载荷达到第一个压力等级，偏差范围为 0kPa～+0.1kPa。气压上升速率为 0.07kPa/s±0.05kPa/s。当压力达到分级压力值时，需维持此压 力 60s，当试件维持在某个压力水平时，应注意观察试件，确保其满足继续试验的条件；

2、保持 60s 后，然后卸载至参考零位。荷载达到参考零位后，至下一级荷载加载之 间的间隔时间为 1min（60s），在加载间隔时间，应通过观测窗或箱体内部摄像设备观系统的测试件的状态，检查测试件是否有破损或功能性损坏。通过增加气体使压力等级增加到下一个分级压力值，增加速率和偏差按上述要求进行。当达到下个压力等级，需在此压力等级保持 60s，当维持在某个压力级别时，要注意观察试件，确保其满足继续试验的条件；

3、重复上述步骤，直到达到所标定的载荷，并持续60s。试验完成后，取下试件仔细观察并记录所有与标准规定不符的现象；

4、测试结果表示：抗模拟风压等级为系统所能达到并维持 60s 仍符合试验要求的最高风压等级。

可以看出系统在5000Pa风压的屋面系统抗风揭验证，安装结构安全可靠。

实施例二

如图1、2、7所示，柔性光伏组件一体化系统包括屋面结构2、以及通过热风焊接固定于所述屋面结构2上的柔性光伏组件一体化结构1，所述柔性光伏组件一体化结构1为上述柔性光伏组件一体化结构1。

所述屋面结构2包含主防水卷材21、主防水卷材21下方的屋面基材22。所述屋面基材22包括保温隔热层221、保温隔热层221下方的防水透气层222和防水透气层222下方的钢板承重层223。

柔性光伏组件一体化结构1，其包括副防水卷材11、集成于所述副防水卷材11正面上的柔性光伏组件12、以及设于所述副防水卷材11正面和所述柔性光伏组件12之间的粘接层13、设于所述副防水卷材11背面上且位于所述柔性光伏组件12对应位置或对应位置的周围的热风焊接区域3。所述柔性光伏组件12包含依次层叠设置的柔性面板材料121、胶膜120、纤维增强层122、胶膜120、太阳能电池片123、胶膜120、背板材料124。所述副防水卷材11为高分子屋面卷材。所述副防水卷材11为TPO卷材或者PVC卷材，当主防水卷材21为PVC卷材（聚氯乙烯卷材）时，副防水卷材11也为PVC卷材，但背板材料124为TPO卷材所述副防水卷材11呈框型或条状或块状，在本实施例中为框型，所述粘接层设于所述副防水卷材11和所述柔性光伏组件12贴合时的重叠区域4上，粘接层13也为胶膜，在所述柔性光伏组件12层压成型时与所述副防水卷材11同步层压成型为一体。

上述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其包括以下步骤：

A．将所述副防水卷材11与柔性光伏组件12的各层材料组装敷设完成;

B.对组装敷设完成的柔性光伏组件12的副防水卷材11进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材11与所述柔性光伏组件12形成柔性光伏组件一体化结构1；

C.副防水卷材11为PVC卷材，背板材料124为TPO卷材，两者层压连接强度不如实施例一中的副防水卷材11采用TPO卷材的情况，因此需要利用抽芯铆钉5使所述柔性光伏组件12和副防水卷材11固定连接，抽芯铆钉5分布于所述柔性光伏组件12的太阳能电池片外周；柔性光伏组件边缘的副防水卷材在与光伏组件一体层压成型后再进行一次铆钉5的固定可以使柔性光伏组件与副防水卷材的固定更牢，且可以降低副防水卷材的材料成本，如图8所示，即减少A的尺寸和将原来布置于光伏组件四周的副防水卷材减少为上下两端固定或者左右两端固定。

D.将主防水卷材21和屋面基材22利用螺钉6固定并利用热风焊接工艺使主防水卷材21和副防水卷材11成为一体；

E.在有螺钉6的位置的主防水卷材21上利用热风焊接工艺使片状防水卷材23对主防水卷材21上的螺钉6进行二次覆盖，保证屋面的防水性能。

步骤A、B可分步完成也可同步完成，如图5-6所示，其中，主防水卷材21的正面热风焊接区域3与副防水卷材11的背面的热风焊接区域3相同，热风焊接区域3均为框型区域或是相平行的两条长方形区域或是完整副防水卷材的背面的区域，当屋面呈倾斜状，副防水卷材11呈框型时，副防水卷材11上的热风焊接区域3位于框型的两条上下排布的长方形边的背面上，在副防水卷材11等高的两边和主防水卷材之间形成散热的间隙，这样能够在保证副防水卷材11和主防水卷材21连接强度的前提下保证柔性光伏组件12的散热性能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种柔性光伏组件一体化结构，其包括副防水卷材、集成于所述副防水卷材正面上的柔性光伏组件、以及设于所述副防水卷材正面和所述柔性光伏组件之间的粘接层，其特征在于：所述副防水卷材背面上设有热风焊接区域，所述柔性光伏组件包含背板材料，所述副防水卷材上的热风焊接区域位于所述柔性光伏组件对应位置或对应位置的周围或对应位置的周围的部分区域。

2.根据权利要求1所述的柔性光伏组件一体化结构，其特征在于：所述柔性光伏组件包含柔性面板材料、胶膜、纤维增强层、胶膜、太阳能电池片、胶膜。

3.根据权利要求1所述的柔性光伏组件一体化结构，其特征在于：所述副防水卷材呈框型或条状或块状，所述粘接层设于所述副防水卷材和所述柔性光伏组件贴合时的重叠区域上，粘接层为胶膜，在所述柔性光伏组件层压成型时与所述副防水卷材同步层压成型为一体。

4.一种柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：它包括屋面结构、以及通过热风焊接固定于所述屋面结构上的柔性光伏组件一体化结构，所述柔性光伏组件一体化结构为权利要求1-3中任一所述柔性光伏组件一体化结构，所述屋面结构包含主防水卷材、主防水卷材下方的屋面基材。

5.根据权利要求4所述的柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：所述副防水卷材和所述主防水卷材采用的主要成分相同的高分子材料制成。

6.根据权利要求5所述的柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：副防水卷材和所述主防水卷材的主要成分为TPO或PVC。

7.根据权利要求6所述的柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：所述主防水卷材、所述副防水卷材和所述背板材料的主要成分均为TPO。

8.根据权利要求6所述的柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：所述副防水卷材、所述主防水卷材的主要成分均为PVC，所述背板材料的主要成分为TPO。

9.根据权利要求4所述的柔性光伏组件一体化系统，其特征在于：所述屋面基材包括保温隔热层、保温隔热层下方的防水透气层和防水透气层下方的钢板承重层。

10.一种权利要求7中所述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其特征在于，其包括以下步骤：

a．将所述副防水卷材与柔性光伏组件的各层材料组装敷设完成;

b.对组装敷设完成的柔性光伏组件的副防水卷材进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材与所述柔性光伏组件形成柔性光伏组件一体化结构；

c.在所述屋面上设置的主防水卷材，主防水卷材正面上设有与副防水卷材上的热风焊接区域对应的热风焊接区域；

d.将柔性光伏组件一体化结构贴敷于所述主防水卷材正面上，所述柔性光伏组件朝上，所述副防水卷材的背面的热风焊接区域与所述主防水卷材的正面热风焊接区域贴合并焊接，完成安装。

11.根据权利要求10所述的安装方法，其特征在于：所述副防水卷材上的热风焊接区域均为框型区域或是相平行的两条长方形区域或是完整副防水卷材的背面的区域。

12.一种权利要求8中所述柔性光伏组件一体化系统的安装方法，其特征在于，其包括以下步骤：

A．将所述副防水卷材与柔性光伏组件的各层材料组装敷设完成;

B.对组装敷设完成的柔性光伏组件的副防水卷材进行层压、滚压或高压釜夹胶使副防水卷材与所述柔性光伏组件形成柔性光伏组件一体化结构；

C.利用抽芯铆钉使所述柔性光伏组件和副防水卷材固定连接，抽芯铆钉分布于所述柔性光伏组件的太阳能电池片外周；

D. 将柔性光伏组件一体化结构贴敷于所述主防水卷材正面上，所述柔性光伏组件朝上，所述副防水卷材的背面的热风焊接区域与所述主防水卷材的正面热风焊接区域贴合并焊接，完成安装。

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