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CN101922211A - 一种光伏屋瓦 - Google Patents

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王琰琨
嗡晔
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ZHEJIANG TRUNSUN SOLAR CO Ltd
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Abstract

一种光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外设有封装材料，其特征在于：所述封装材料包括贴于光伏晶片正面的面材和贴于光伏晶片背面的瓦片式背材，所述瓦片式背材边缘设置有搭接结构。本发明安装方式与传统瓦片安装方式完全相同，不需要采用支架，安装相当方便；具有传统瓦片的所有优点，不透风雨，寿命较长；本发明具有较高的光电转换效率，电能输出功率高。

Description

一种光伏屋瓦
技术领域
本发明涉及一种屋顶瓦片，尤其涉及一种整合光伏电池或太阳能电池的屋顶瓦片。
背景技术
太阳能作为一种可再生能源具有清洁、环保等优点，在环境日益恶化的今天，太阳能越来越多地被应用，光电技术作为太阳能利用的一种较好的方式正逐渐成为重要的发电手段。建筑屋顶是最适于安置光伏电池的地方，而光伏电池作为建筑屋顶，首先必须满足常规屋顶材料的所有要求，如耐老化性强、不透风雨等，还必须提供用于连接光伏电池至最终用电器进入建筑内的手段；传统的光伏电池寿命较短，且防水性较差，无法阻风雨，因此传统的光伏电池安装方式为在建筑原有屋顶上加装支架，然后在支架上架设光伏电池，安装成本较高，步骤较多，难度较大。
专利号CN200710196157.6的专利公开了一种能直接作为屋顶材料使用的光伏瓦片，但这种光伏瓦片光电转换率低，结构复杂。
发明内容
本发明为解决现有技术问题，提供一种结构简单、寿命较长、转换效率高的光伏屋瓦。
本发明的技术方案是：一种光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外设有封装材料，其特征在于：所述封装材料包括贴于光伏晶片正面的面材和贴于光伏晶片背面的瓦片式背材，所述瓦片式背材边缘设置有搭接结构。
相同面积的光伏电池的光电转换率取决于光伏晶片的光电转换率、正面的 封装材料的透光率和光伏晶片采光面积占光伏电池受光面面积的比例，在相同的光伏晶片和面材的情况下，将光伏晶片封装于瓦片式背材的正面，可使光伏晶片的采光面积接近瓦片式背材正面的面积，大大提高了光伏晶片采光面积占光伏电池受光面面积的比例，尽最大限度提高了光电转换率；且瓦片式背材安装于建筑屋顶的安装方法与传统瓦片完全相同，通过简单的相邻搭接结构相互搭接即可完成，不需要支架，安装相当方便，且瓦片式背材的搭接结构能使风雨无法从搭接缝中流至建筑物内，具有不透风雨的优点。
作为优选，所述光伏晶片与封装材料之间还填充有囊封材料，瓦片式背材的正面设置有空腔。囊封材料将光伏晶片粘结、固定于瓦片式背材内，并将光伏晶片与空气完全隔离，大大减小光伏晶片受损的机率，有效增加光伏晶片的寿命，同时提高光伏屋瓦的寿命。
作为优选，所述面材为平板玻璃，所述背材为陶瓷瓦片或高分子瓦片，所述光伏晶片封装于所述空腔内。
光伏电池的寿命很大程度上取决于光伏电池的外部封装材料的寿命，普通的光伏电池大多采用金属或有机材料作为封装材料，金属易在空气中氧化，有机材料易在阳光下老化，寿命均较短；玻璃、陶瓷或高分子材料化学性质稳定，寿命极长，耐老化性极好，成本低廉；传统瓦片大多采用陶土材料，吸水率较高，吸水后瓦片尺寸会有较大变形，玻璃、陶瓷或高分子材料完全不亲水，能大大延长光伏电池的寿命。光伏晶片和面材完全封装于瓦片式背材内，与外部恶劣的自然环境完全隔离，保证了光伏晶片的寿命。
作为优选，所述搭接结构包括位于瓦片式背材一侧边缘并向瓦片式背材的背面凸起的背棱和位于瓦片式背材另一侧边缘并向瓦片式背材的正面凸起的正棱；所述背棱和正棱可相互接合。正棱与相邻光伏屋瓦的背棱相互接合的安装 方式与传统瓦片相同，因此同样具有安装方便的优点，且不需要加设支架，有效减少了安装成本，降低了安装难度；正棱与背棱的相互接合，当雨水流入接合缝时，被凸起的正棱挡住，使得雨水无法透过接合的缝隙流入屋内，保证屋顶不透风雨。
作为优选，所述背棱与正棱设置有互锁棱，可相互锁定。正棱与背棱相互锁定后，相邻光伏屋瓦相互固定，不易脱落。
作为优选，所述瓦片式背材设置有电源孔，电源孔中穿设有电源线。
作为优选，所述光伏晶片包括数片硅电池片和互联条，互联条电气连接于硅电池片的正极和相邻硅电池片的负极之间，首块硅电池片的正极和尾块硅电池片的负极电气连接有汇流条，汇流条与所述电源线电气连接。
作为优选，所述光伏晶片包括一片硅电池片，所述硅电池片的正极和负极电气连接有汇流条，汇流条与所述电源线电气连接。
硅电池片产生的电能通过互联条、汇流条和电源线输送出光伏屋瓦。
应用上述光伏屋瓦的光伏屋顶系统，包括多片光伏屋瓦，所有光伏屋瓦通过电源线以串联或并联的方式电气连接，相邻光伏屋瓦之间通过搭接结构相互搭接；所述光伏屋顶系统的边缘设置有装饰屋瓦，所述装饰屋瓦至少有一侧边设置有搭接结构；所述光伏屋顶系统还包括控制装置和储电装置，所述控制装置分别与储电装置和光伏屋瓦电气连接，控制装置控制和检测光伏屋瓦的电能输出以及储电装置的充电和放电。
安装时，只需将光伏屋瓦放置于屋顶上，并将相邻光伏屋瓦之间的搭接口相互搭接，不需要支架，安装方便；相邻光伏屋瓦之间的瓦片式结构的搭接口相互搭接后，雨水完全无法通过相邻光伏屋瓦之间的缝隙渗透至建筑物内，且相邻搭接口相互搭接后具有较高的机械强度，无法被吹动，安装后的光伏屋瓦 风雨密闭性极强；当天气晴好，控制装置检测到光伏屋瓦大量产生电能时，控制装置将一部分电能输送至用电器，另一部分电能输送至储电装置存储，当天气转阴或下雨，控制装置检测到光伏屋瓦无法产生电能时，控制装置从储电装置处取出存储的电能，输送至用电器。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明安装方式与传统瓦片安装方式完全相同，不需要采用支架，安装相当方便；
2、本发明具有传统瓦片的所有优点，不透风雨，寿命较长；
3、本发明具有较高的光电转换效率，电能输出功率高；
4、光伏屋顶系统具有较高的光电转换效率，较高的电能输出功率，电能输出可控，供电稳定，电能利用率高。
附图说明
图1为本发明实施例一的立体示意图；
图2为本发明实施例一的侧视图及搭接示意图；
图3为本发明实施例二的侧视图及搭接示意图；
图4为本发明实施例三的侧视图及搭接示意图；
图5为本发明安装示意图。
图中，1、光伏晶片，2、互联条，3、硅电池片，4、汇流条，5、电源孔，10、光伏屋瓦，11、正棱，12、背棱，13、瓦片式背材，14、电源线，15、锁定棱，16、装饰屋瓦，21、控制装置，22、储电装置，23、用电设备。
具体实施方式
下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
一种光伏屋瓦，如图1、2所示，包括光伏晶片1，光伏晶片1包括24片硅 电池片3，硅电池片3的正极和相邻硅电池片3的负极之间焊接有互联条2，首块硅电池片3的正极和尾块硅电池片3的负极焊接有汇流条4；光伏晶片1外设有封装材料，封装材料包括平板玻璃和瓦片式背材13，平板玻璃贴于光伏晶片1的正面，瓦片式背材13正面呈矩形，且设有空腔，由陶瓷制成，光伏晶片1和平板玻璃封装于瓦片式背材13的空腔内，瓦片式背材13的一侧边缘设置有向瓦片式背材的正面凸起的正棱11，另一侧边缘设置有向瓦片式背材的背面凸起的背棱12，正棱11和背棱12凸起的横截面的顶端均为圆弧形，且正棱11和背棱12可相互接合；瓦片式背材3的背面设置有电源孔5，电源孔穿有电源线14，电源线14的外侧端头设置有接插口，内侧端头与汇流条4焊接。
安装时，如图2所示，将光伏屋瓦10的背棱12与相邻光伏屋瓦10的正棱11相互搭接，电源线14的正极与负极分别与相邻光伏屋瓦10电源线14的正极与负极通过接插口相互连接。
应用上述光伏屋瓦10的光伏屋顶系统，包括9块光伏屋瓦10，光伏屋顶的边缘安装有装饰屋瓦16，所有光伏屋瓦10的电源线14均并联后接入控制装置21，控制装置21与储电装置22电气连接。
天晴时，光伏屋瓦10产生大量电能，通过电源线14输送入控制装置21，控制装置21将一部分电能供应用电设备23，另一部分电能输送入储电装置22；当天阴时，光伏屋瓦10产生的电能小于用电设备23需要时，控制装置21从储电装置22中取出电能，汇同光伏屋瓦10产生的电能，同时供应用电设备23.
实施例二：
与实施例一的不同之处在于，正棱11和背棱12凸起的横截面的顶端均为方形。
安装时，电源线14的正极与相邻光伏屋瓦电源线14的负极通过接插口相互连接。
实施例三：
与实施例一的不同之处在于，正棱11和背棱12凸起的顶端设置有锁定棱15。
安装时，光伏屋瓦的背棱12与相邻光伏屋瓦的正棱11相互搭接，背棱12上的锁定棱15与相邻光伏屋瓦正棱11上的锁定棱15相互扣接锁定。

Claims (9)

1.一种光伏屋瓦，包括光伏晶片，光伏晶片外设有封装材料，其特征在于：所述封装材料包括贴于光伏晶片正面的面材和贴于光伏晶片背面的瓦片式背材，所述瓦片式背材边缘设置有搭接结构。
2.根据权利要求1所述光伏屋瓦，其特征在于：所述光伏晶片与封装材料之间还填充有囊封材料，瓦片式背材正面设置有空腔。
3.根据权利要求2所述光伏屋瓦，其特征在于：所述面材为平板玻璃，所述背材为陶瓷瓦片或高分子瓦片，所述光伏晶片封装于所述空腔内。
4.根据权利要求2或3所述光伏屋瓦，其特征在于：所述搭接结构包括位于瓦片式背材一侧边缘并向瓦片式背材的背面凸起的背棱和位于瓦片式背材另一侧边缘并向瓦片式背材的正面凸起的正棱；所述背棱和正棱可相互接合。
5.根据权利要求4所述光伏屋瓦，其特征在于：所述背棱与正棱设置有锁定棱，可相互锁定。
6.根据权利要求1或2所述光伏屋瓦，其特征在于：所述瓦片式背材设置有电源孔，电源孔中穿设有电源线。
7.根据权利要求6所述光伏屋瓦，其特征在于：所述光伏晶片包括数片硅电池片和互联条，互联条电气连接于硅电池片的正极和相邻硅电池片的负极之间，首块硅电池片的正极和尾块硅电池片的负极电气连接有汇流条，汇流条与所述电源线电气连接。
8.根据权利要求6所述光伏屋瓦，其特征在于：所述光伏晶片包括一片硅电池片，所述硅电池片的正极和负极电气连接有汇流条，汇流条与所述电源线电气连接。
9.应用上述光伏屋瓦的光伏屋顶系统，其特征在于：包括多片光伏屋瓦，所有光伏屋瓦通过电源线以串联或并联的方式电气连接，相邻光伏屋瓦之间通过搭接结构相互搭接；所述光伏屋顶系统的边缘设置有装饰屋瓦，所述装饰屋瓦至少有一侧边设置有搭接结构；所述光伏屋顶系统还包括控制装置和储电装置，所述控制装置分别与储电装置和光伏屋瓦电气连接，控制装置控制和检测光伏屋瓦的电能输出以及储电装置的充电和放电。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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