CN208572012U - 太阳能层压件间连接机构、太阳能光伏组件及太阳能顶面 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能层压件间连接机构、太阳能光伏组件及太阳能顶面，所述连接机构用于连接两块太阳能层压件，连接机构包括条状的第一边框和第二边框，第一边框上设有用于容置第一层压件侧边缘的第一凹槽，第一凹槽的上槽壁向远离第一凹槽槽口的方向延伸形成飞边框，飞边框靠近第一凹槽的一端下方设有限位槽，第二边框上设有用于容置第二层压件侧边缘的第二凹槽，第二凹槽的槽底外侧向远离第二凹槽槽口的方向延伸形成限位柱；限位柱卡入限位槽，以限制第一边框在垂直飞边框的方向上移动，飞边框的外沿至少搭接第二凹槽的部分或者全部上槽壁。本实用新型的太阳能光伏组件连接关系简单，可实现快速安装，稳定性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能领域，特别涉及太阳能层压件间连接机构、太阳能光伏组件及太阳能顶面。
背景技术
随着能源价格的上涨，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向。利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的一种主要方式，太阳能需要占用大量的土地屋面等场地，因此将太阳能组件与屋顶瓦相结合的产品较为普遍，但当前的屋顶瓦组件设计面临高成本的短板，并没有获得大量的应用推广。其中市面上光伏屋顶瓦的边框设计都比较复杂，导致整体制作成本居高不小，近10多年，光伏屋顶瓦因为成本因素一致没有真正的实现经济型和低成本。
屋顶瓦光伏组件若想直接替代屋顶面结构，就要求其防水能力能够满足基本户外风雪自然条件，也要满足可以持续的发电能力。实际当前的光伏组件屋顶在结构密封方面很不理想，不能适用于要求严格不漏水的场合，而只适合养殖/种植/畜牧等场合，同时也面临组件的安装和后期维护的抗隐裂失效的风险，采用普通的背板组件工艺组件的抗隐裂能力弱，隐裂后热斑风险加剧，失效风险进一步的扩大；在常规的小的屋顶瓦组件设计上，也面临安装困难的问题，如何快速安装和方便后期的维护也是挑战。
为了解决上述技术问题，现有技术中公开了申请号为201720763415.3、专利名称为太阳能层压件间第一及第二连接机构、光伏组件及太阳能屋顶的技术，但是，其还存在以下问题：
1)前期屋顶瓦设计的防水存在不足，不能满足严格意义的抗动态载荷下的防水，比如边框组件在严酷的环境下抗风雨的能力风险；
2)前期的防水的耐久设计，由于稳定性无法得到保障，无法提升到建筑BIPV的层次。
实用新型内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种太阳能层压件间连接机构、太阳能光伏组件及太阳能顶面，技术方案如下：
一方面，本实用新型提供了一种太阳能层压件间连接机构，用于连接两块太阳能层压件，所述连接机构包括条状的第一边框和第二边框，所述第一边框上设有用于容置第一层压件侧边缘的第一凹槽，所述第一凹槽的上槽壁向远离第一凹槽槽口的方向延伸形成飞边框，所述飞边框靠近第一凹槽的一端下方设有限位槽，所述第二边框上设有用于容置第二层压件侧边缘的第二凹槽，所述第二凹槽的槽底外侧向远离第二凹槽槽口的方向延伸形成限位柱；
所述第一边框与第二边框相接配合以连接相邻的第一层压件与第二层压件，所述限位柱卡入所述限位槽，以限制第一边框在垂直飞边框的方向上移动，所述飞边框的外沿至少搭接所述第二凹槽的部分或者全部上槽壁。
进一步地，所述飞边框的下方设有限位条，所述限位条与第二边框的第二凹槽的槽底外侧面相抵。
进一步地，所述限位槽的槽口方向与第一凹槽的槽口方向相反，所述限位柱与所述限位槽的槽底内侧面相抵。
另一方面，本实用新型提供了一种太阳能光伏组件，包括层压件以及如上所述的太阳能层压件间连接机构。
进一步地，所述第二边框设置在层压件的上边沿，所述第一边框设置在层压件的下边沿；所述层压件的左边沿和右边沿均设有第三边框，所述第三边框上设有用于容置层压件侧边缘的第三凹槽。
进一步地，所述第一边框的第一凹槽的槽底外侧设有第一角码安装孔，所述第二边框的第二凹槽的槽底外侧设有第二角码安装孔，所述第一角码安装孔用于通过角码将第一边框与层压件左右两侧的第三边框固定连接，所述第二角码安装孔用于通过角码将第二边框与层压件左右两侧的第三边框固定连接。
进一步地，所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽与层压件侧边缘之间的缝隙中填充有密封材料。
再一方面，本实用新型提供了一种太阳能顶面，包括多个如上所述的太阳能光伏组件，多个光伏组件的层压件矩阵排列。
进一步地，左侧层压件右边沿上的第三边框与右侧层压件左边沿上的第三边框通过第一固定安装组件连接，所述第一固定安装组件包括用于支撑第三边框底部的排水梁、用于下压第三边框的压块以及分别设置在压块两侧的第一螺栓和第一螺母。
进一步地，相邻两块层压件上的第三边框上部设有防水盖，所述防水盖通过弹性件固定在第三边框上方，所述弹性件的上部固定在防水盖的下表面，所述弹性件的下部为外扩结构以卡住所述第三边框。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：
1)本实用新型根据组件安装高低倾斜的特点，利用第一边框上的飞边框延伸搭接到下方光伏组件的第二边框上，实现防水功能，利用卡扣式实现光伏组件的快速安装；
2)第二边框上设置有溢流槽，即使有少量的水透过飞边框流入到溢流槽中，水也可以沿着溢流槽向两侧流动，流到排水梁中，实现导流疏水功能；
3)在第二边框上设置限位柱，与第一边框上的限位槽限位配合，防止光伏组件的上下跳动，确保整体强度及形变条件下有结构支撑，满足长期的应用提高稳定性；
4)两个左右排列的层压件之间的边框采用卡压块方式实现快速安装，防止各组件之间错位滑动，避免单个组件没有安装牢固导致所有组件松动，提高安装的可靠性；
5)相邻组件左右边框之间采用防水盖，实现阻水防水功能，同时相邻组件下面支撑的是一体式U形排水梁，一方面起到结构支撑固定作用，另外一方面也起到导流排水作用，进一步提高整体结构背面的防水等级；
6)采用超薄边框，实现低成本高性能，且尺寸上完全适合于常规的光伏大组件，非常适合产业化和规模化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的第一边框的剖视图；
图2是本实用新型实施例提供的第二边框的剖视图；
图3是本实用新型实施例提供的太阳能光伏组件的俯视图；
图4是本实用新型实施例提供的第三边框的剖视图；
图5是本实用新型实施例提供的太阳能光伏组件上下边框的剖视图；
图6是本实用新型实施例提供的上下相邻的两块层压件间边框连接示意图；
图7是本实用新型实施例提供的太阳能光伏组件左右边框的剖视图；
图8是本实用新型实施例提供的左右相邻的两块层压件间第三边框间的第一种安装固定结构示意图；
图9是本实用新型实施例提供的左右相邻的两块层压件间第三边框间的第二种安装固定结构示意图；
图10是本实用新型实施例提供的左右相邻的两块层压件间第三边框间的密封防水结构示意图；
图11是本实用新型实施例提供的防水盖利用弹簧片进行固定的安装示意图；
图12是本实用新型实施例提供的防水盖利用弹簧夹进行固定的安装示意图；
图13是本实用新型实施例提供的第一边框的较短框条示意图；
图14是本实用新型实施例提供的第二边框的较短框条示意图；
图15是本实用新型实施例提供的第三边框的较短框条示意图。
其中，附图标记为：100-第一边框，110-第一凹槽，120-飞边框，121-限位条，130-限位槽，140-第一角码安装孔，150-第一短框条，200-第二边框，210-第二凹槽，220-限位柱，230-第二角码安装孔，240-第二短框条，300-层压件，310-角码，400-密封材料，500-第三边框，510-第三凹槽，520-定位槽，530-第三角码安装孔，540-第三短框条，610-排水梁，620-压块，630-第一螺栓，640-第一螺母，710-防水盖，730-第二螺栓，740-第二螺母，750-弹簧片，760-弹簧夹。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
在本实用新型的一个实施例中，提供了一种太阳能层压件间连接机构，用于连接两块太阳能层压件，所述连接机构包括条状的第一边框100和第二边框200，以两者的截面图进行结构说明：参见图1，所述第一边框100上设有用于容置第一层压件侧边缘的第一凹槽110，所述第一凹槽110的上槽壁向远离第一凹槽110槽口的方向延伸形成飞边框120，所述飞边框120靠近第一凹槽110的一端下方设有限位槽130，所述限位槽130的槽口方向与第一凹槽110的槽口方向相反；参见图2，所述第二边框200上设有用于容置第二层压件侧边缘的第二凹槽210，所述第二凹槽210的槽底外侧向远离第二凹槽210槽口的方向延伸形成限位柱220；
所述第一边框100与第二边框200相接配合以连接相邻的第一层压件与第二层压件，参见图6，所述限位柱220卡入所述限位槽130，优选地，所述限位柱220与所述限位槽130的槽底内侧面相抵，以限制第一边框100在垂直飞边框120的方向上移动，所述飞边框120的外沿至少搭接所述第二凹槽210的部分或者全部上槽壁，以消除漏雨风险。在一个优选的实施例中，所述飞边框120的下方设有限位条121，所述限位条121与第二边框200的第二凹槽210的槽底外侧面相抵。
所述限位柱220有两个目的：第一、与第一边框100配合，防止第一边框100垂直方向跳动；第二、水流从第一边框100的飞边框120倒流流进限位柱220组成的溢流槽，水可以通过溢流槽向两端流出。
实施例2
在本实用新型的一个实施例中，提供了一种太阳能光伏组件，包括层压件300以及如实施例1所述的太阳能层压件间连接机构。
参见图3和图5，所述第二边框200设置在层压件300的上边沿，所述第一边框100设置在层压件300的下边沿；参见图3和图7，所述层压件300的左边沿和右边沿均设有第三边框500，参见图4，所述第三边框500上设有用于容置层压件300侧边缘的第三凹槽510，所述第三凹槽510的槽底外部设有一槽口向上的定位槽520，所述第一凹槽110、第二凹槽210、第三凹槽510与层压件300侧边缘之间的缝隙中填充有密封材料400，以实现第一边框100、第二边框200和第三边框500与层压件300之间的防水密封。
进一步地，所述第一边框100的第一凹槽110的槽底外侧设有第一角码安装孔140，所述第二边框200的第二凹槽210的槽底外侧设有第二角码安装孔230，所述定位槽520的下方设有第三角码安装孔530，所述第一角码安装孔140与第三角码安装孔530通过角码310固定连接，以实现将第一边框100与层压件300左右两侧的第三边框500固定连接，所述第二角码安装孔230与第三角码安装孔530通过角码310固定连接，以实现将第二边框200与层压件300左右两侧的第三边框500固定连接。
需要说明的是，在上述实施例的图示中，第一边框100的第一角码安装孔140侧边设有一个L形折角，本实用新型对向下的边框的长度不作限定，与图1相比，图13中的第一短框条150较短；与图2相比，图14中的第二短框条240较短；与图4相比，图15中的第三短框条540较短。
实施例3
在本实用新型的另一个实施例中，提供了一种太阳能顶面，包括多个如实施例2所述的太阳能光伏组件，多个光伏组件的层压件300矩阵排列。
矩阵排列时涉及不同层压件300的边框利用固定件进行固定安装，具体结构如下：对于左右相邻的层压件：左侧层压件300右边沿上的第三边框500与右侧层压件300左边沿上的第三边框500通过第一固定安装组件连接，所述第一固定安装组件包括用于支撑第三边框500底部的排水梁610、用于下压第三边框的压块620以及分别设置在压块620两侧的第一螺栓630和第一螺母640，具体通过以下形式实现：
参见图8，所述压块620为U形中压块，设置在防水盖710下方，所述第一螺母640设置在排水梁610中，优选为矩形螺母，所述第一螺栓630设置在U形中压块中，其下端向下穿过压块620并与第一螺母640锁紧配合，其中，第三边框500受到压块620的向下限位力，所述排水梁610的两侧槽壁分别安装在两个第三边框500的槽口朝下的凹槽中，第三边框500受到排水梁610的左右限位力，矩形螺母的边沿受到排水梁610的向下限位力，因此，在锁紧所述第一螺栓630和第一螺母640之后，两块层压件300上的第三边框500紧紧地固定安装在一起。所述排水梁610一方面作为支撑梁来支撑第三边框500以及整个光伏组件，同时可作为泄水用，实现二级防水功能。
相邻两块层压件300上的第三边框500上部设有防水盖710，所述防水盖延伸到上下相邻的第三边框500：所述防水盖710通过第二固定安装组件连接，所述第二固定安装组件包括设置在第三边框500下方的排水梁610、设置在防水盖710两侧的第二螺栓730和第二螺母740，优选地，所述第二螺栓730与防水盖710上的通孔之间也设有密封材料进行防水密封。具体地，所述防水盖710通过螺栓固定的方式有两种，参见图9和图10，前者是第二螺栓730从下而上穿出防水盖710、防水盖710上方的压块620及压块620上方的第二螺母740固定，后者是第二螺栓730从上而下穿过防水盖710与下方的第二螺母740固定。
除了采用螺栓方式对防水盖710进行固定，还可以采用弹簧片或者弹簧夹固定，具体参见图11和图12，弹簧片750或者弹簧夹760(通过胶接或者焊接方式)固定在防水盖710的下表面，如图所示，弹簧片750在向下延伸到第三边框500底部的深度处向外扩张，并抵住所述第三边框500，或者弹簧夹760为顶部尖角结构，下部向两侧扩张(如扭簧)，所述弹簧夹760的下部抵住所述第三边框500的下部，防水盖下压过程中，弹簧片750或者弹簧夹760的下部扩张部位受到第三边框的挤压而变形，当安装完成后，弹簧750或弹簧片760卡在第三边框500下表面，防止防水盖710向上移动或发生翘曲变形。
所述防水盖710采用耐候胶条、铝合金、塑钢、玻纤钢、碳钢或塑料材质，所述防水盖710与边框间采用硅胶、双面胶或泡棉胶带连接或采用弹性胶条卡接，所述防水盖710能够防止雨水从各组件中间渗透到屋顶上，本实用新型利用防水盖710作为一级雨水阻挡，利用排水梁610实现二级泄水功能，确保光伏组件安装方式具有良好的防水功能，这里的防水功能即指防止水从光伏组件的上表面渗到下方。作为优选的一个实施例，所述防水盖710和排水梁610分别为整条覆盖屋顶由上而下的宽度，即比如屋顶上覆盖了横向三排、纵向五列的光伏组件，则需要四根防水盖710和/或6条排水梁610，每一防水盖/排水梁安装在每相邻两列光伏组件之间的间隙处。但是需要说明的是，作为另一种可实施方式，可以将整条的防水盖/排水梁换作多条拼接的方式，比如，上一条排水梁610的下端容置在下一条排水梁610中，在此不多赘述。
在实施过程中，所述防水盖710和排水梁610可以任选其一实现防水，但是在一个优选实施例中，同时采用防水盖710和排水梁610实现二级防水，取得双重防水保护效果。
显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
在本实用新型的优选实施例中，所述太阳能光伏组件优选为双玻光伏组件，在现有技术中，双玻光伏组件由于本身强度达到一定标准，因此是不带边框的，在本实施例中，所述双玻光伏组件带边框，所述边框采用铝、铝合金、塑钢、玻纤钢、碳钢或塑料材料制成，在满足轻便和高强度需求的前提下，满足安装方便的需求，当然边框材料也可以选用满足上述要求的其他金属材料，边框通过增加截面壁厚或增加材质强度，也可以用于常规单玻光伏组件。
较佳地，所述边框的高度为12mm～25mm，即边框采用非常薄的结构设计，整个光伏组件的边框厚度低于20mm，一方面实现快速装框设计，也实现了各组件的户外快速安装。
需要说明的是：本实用新型中层压件采用双玻结构，内部电池片也可以采用各种晶体硅电池，也可以为非晶体硅电池，对本实用新型要求的保护范围不予限定；晶体硅可以是多晶或者单晶，各种效率都适用；电池片也可以适用于常规的焊接工艺，或者低温焊接，或者胶带工艺，都不限制应用；电路设计包括半片，叠瓦电路，可以采用透明或者白色EVA或者是彩釉背板玻璃等。
利用上述太阳能光伏组件矩阵排列，铺设在屋顶顶面、车棚顶面、走廊顶面或房梁上，形成可以替代传统砖瓦屋顶的太阳能屋顶，既实现了太阳能发电作用，又起到防雨水的作用。
综上所述，本实用新型提供的太阳能光伏组件，其层压件300是由多个矩形的电池片按照矩阵形式排列而成，所述层压件300的四条边均固定有边框，相邻的两个所述边框之间相互搭接，不同的层压件300之间通过边框进行连接安装。所述多个光伏组件组装时，将层压件300插入第一凹槽110、第二凹槽210和第三凹槽510内实现卡合，边框与边框之间用L型角码600固定，边框与层压件500之间用密封胶(硅胶)或者泡棉胶带固定，可以防止雨水或水气从层压件500侧边透过EVA或POE腐蚀电池片，从而形成100％全面的内部密封和保护结构；左右相邻的两个边框之间通过卡压块430的卡合实现搭接。本实用新型根据屋顶高低倾斜的特点，利用边框与卡压块的卡合，结合边框结构实现严格的防水设计，对潜在的漏水也有导流疏水通道，确保长期的整体结构背面实现无漏水真正防水的功能；同时利用上下、左右边框之间的卡合实现快速安装，不易脱落，边框结构简单，整体成本低，可以满足规模化制造，适合普及应用推广。
显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能层压件间连接机构，用于连接两块太阳能层压件，其特征在于，所述连接机构包括条状的第一边框(100)和第二边框(200)，所述第一边框(100)上设有用于容置第一层压件侧边缘的第一凹槽(110)，所述第一凹槽(110)的上槽壁向远离第一凹槽(110)槽口的方向延伸形成飞边框(120)，所述飞边框(120)靠近第一凹槽(110)的一端下方设有限位槽(130)，所述第二边框(200)上设有用于容置第二层压件侧边缘的第二凹槽(210)，所述第二凹槽(210)的槽底外侧向远离第二凹槽(210)槽口的方向延伸形成限位柱(220)；
所述第一边框(100)与第二边框(200)相接配合以连接相邻的第一层压件与第二层压件，所述限位柱(220)卡入所述限位槽(130)，以限制第一边框(100)在垂直飞边框(120)的方向上移动，所述飞边框(120)的外沿至少搭接所述第二凹槽(210)的部分或者全部上槽壁。
2.根据权利要求1所述的太阳能层压件间连接机构，其特征在于，所述飞边框(120)的下方设有限位条(121)，所述限位条(121)与第二边框(200)的第二凹槽(210)的槽底外侧面相抵。
3.根据权利要求1所述的太阳能层压件间连接机构，其特征在于，所述限位槽(130)的槽口方向与第一凹槽(110)的槽口方向相反，所述限位柱(220)与所述限位槽(130)的槽底内侧面相抵。
4.一种太阳能光伏组件，其特征在于，包括层压件(300)以及如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能层压件间连接机构。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第二边框(200)设置在层压件(300)的上边沿，所述第一边框(100)设置在层压件(300)的下边沿；所述层压件(300)的左边沿和右边沿均设有第三边框(500)，所述第三边框(500)上设有用于容置层压件(300)侧边缘的第三凹槽(510)。
6.根据权利要求5所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一边框(100)的第一凹槽(110)的槽底外侧设有第一角码安装孔(140)，所述第二边框(200)的第二凹槽(210)的槽底外侧设有第二角码安装孔(230)，所述第一角码安装孔(140)用于通过角码(310)将第一边框(100)与层压件(300)左右两侧的第三边框(500)固定连接，所述第二角码安装孔(230)用于通过角码(310)将第二边框(200)与层压件(300)左右两侧的第三边框(500)固定连接。
7.根据权利要求5所述的太阳能光伏组件，其特征在于，所述第一凹槽(110)、第二凹槽(210)、第三凹槽(510)与层压件(300)侧边缘之间的缝隙中填充有密封材料(400)。
8.一种太阳能顶面，其特征在于，包括多个如权利要求4-7中任意一项所述的太阳能光伏组件，多个光伏组件的层压件(300)矩阵排列。
9.根据权利要求8所述的太阳能顶面，其特征在于，左侧层压件(300)右边沿上的第三边框(500)与右侧层压件(300)左边沿上的第三边框(500)通过第一固定安装组件连接，所述第一固定安装组件包括用于支撑第三边框(500)底部的排水梁(610)、用于下压第三边框的压块(620)以及分别设置在压块(620)两侧的第一螺栓(630)和第一螺母(640)。
10.根据权利要求8所述的太阳能顶面，其特征在于，相邻两块层压件(300)上的第三边框(500)上部设有防水盖(710)，所述防水盖(710)通过弹性件固定在第三边框(500)上方，所述弹性件的上部固定在防水盖(710)的下表面，所述弹性件的下部为外扩结构以卡住所述第三边框(500)。
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