光伏组件用安装架及发电屋顶

技术领域

本发明涉及光伏组件安装技术领域，具体涉及光伏组件用安装架及其发电屋顶。

背景技术

随着全球传统石化能源的日益枯竭，太阳能由于其无污染、易采集和能力巨大等优点受到广泛的关注和研究。经过几十年的发展，太阳能相关构件陆续被开发和投入市场，给人们的工作和生活带来便利，同时也极大减少了石化能源的消耗。

光伏组件作为将太阳能转化为电能的主要构件之一，被大量应用于建筑行业中，不仅实现了建筑能耗大幅度的降低，而且取得了显著的节能环保效果。

光伏与建筑结合方式大致分为两类，一类是不影响原有建筑物的功能，而是通过将光伏发电组件安装在已有建筑的屋顶、墙面等结构，再连接蓄电池和逆变器等装置，以实现利用建筑闲置空间发电，提高发电效率的目的。另一类更加注重光伏组件与建筑的融合，包括光伏屋顶和光伏幕墙等，二者同时设计和施工，光伏发电组件成为建筑材料的一部分，同时具备发电和建材的双重功能，形成光伏与建筑的统一体。

现有技术中的光伏屋顶一般使用定制的光伏组件，这种光伏组件通常通过异形边框组合起来，达到相互搭接的功能，与光伏标准组件的边框结构有所不同，不能在现有标准组件的自动化流水线上组装生产制造，制造成本极高，因此不能批量生产，不便于广泛推广。

光伏屋顶也有使用叠瓦式小组件的光伏瓦，这种光伏瓦结构复杂，材料有特殊要求，虽然安装后屋顶效果良好，但发电性能低下，发电总量小，不能充分利用太阳能。

发明内容

为解决现有技术的至少一个技术问题，本发明的发明提供一种光伏组件用安装架及其发电屋顶。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：光伏组件用安装架，包括：第一支架，用于支撑和连接光伏组件的一条边框，包括第一顶板、设置在所述第一顶板下方的第一底板以及连接所述第一顶板和所述第一底板的第一侧板，所述第一顶板的一端设有第一限位孔，所述第一顶板的上表面固定有多个第一折弯卡扣；

第二支架，用于支撑和连接相邻的两个光伏组件的两个条边框，包括支架主体以及支撑在所述支架主体下方的四个支脚，所述支架主体包括位于同一平面上的第一支撑板和第二支撑板以及设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间并沿所述支架主体长度方向延伸的淌水槽，所述第一支撑板和所述第二支撑板的同一端均设有第二限位孔，所述第一支撑板的上表面和所述第二支撑板的上表面均固定有多个上折弯卡扣。

在一些实施方式中，所述第一折弯卡扣包括与所述第一顶板连接并向上延伸的第一连接部以及与第一连接部固定为一体并沿第一顶板长度方向延伸的第一搭接部，同一所述第一顶板上的多个所述第一折弯卡扣的搭接部的延展方向相同，均朝向所述第一限位孔。

在一些实施方式中，所述第一支架在远离所述第一限位孔的另一端设有第一搭接留空，所述第一搭接留空位于所述第一顶板的下方。

在一些实施方式中，所述第一底板上设有多个第一安装孔，通过紧固件穿过所述第一安装孔将所述第一支架固定在屋顶上。

在一些实施方式中，所述第一顶板与所述第一底板在长度延伸方向上形成一定的夹角α，所述第一限位孔设置在所述第一顶板靠近所述第一底板的一端。

在一些实施方式中，所述支脚包括第一连接板、设置在所述第一连接板下方的第二连接板以及连接所述第一连接板和所述第二连接板的第三连接板，所述第一连接板和所述第二连接板在长度延伸方向上形成一定的夹角β，所述夹角β与所述夹角α相等。

在一些实施方式中，四个所述支脚分两组分别支撑在所述第一支撑板的下方和所述第二支撑板的下方，同一组的两个所述支脚分别位于所述第一支撑板的两端或所述第二支撑板的两端，且由同一组的两个所述支脚支撑的所述第一支撑板或所述第二支撑板与所述支脚的所述第二连接板之间的夹角为β。

在一些实施方式中，所述第二限位孔设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板靠近所述第二连接板的一端，所述支架主体和所述支脚在远离所述第二限位孔的一端形成有第二搭接留空。

在一些实施方式中，所述第三连接板上设置有连接孔，位于同一端的两个所述支脚通过穿过所述连接孔的螺栓连接，且位于同一端的两个所述支脚的两个所述第三连接板分别与所述淌水槽的两个侧壁抵接。

在一些实施方式中，所述第一支撑板下表面的两端和所述第二支撑板下表面的两端均固定有下折弯卡扣；所述第一连接板设有卡接口，所述下折弯卡扣穿过所述卡接口后与所述第一连接板的下表面搭接。

在一些实施方式中，所述上折弯卡扣和下折弯卡扣均包括与所述第一支撑板或第二支撑板连接并向上或向下延伸的第二连接部以及与第二连接部固定为一体并沿所述支架主体长度方向延伸的第二搭接部；同一所述支架主体上的多个所述上折弯卡扣的搭接部的延展方向相同，均朝向所述第二限位孔。

在一些实施方式中，所述第二连接板上设有了第二安装孔，通过紧固件穿过所述第二安装孔将所述第二支架固定在屋顶上。

发电屋顶，包括多个上述的安装架以及可拆卸连接在所述安装架上的多个光伏组件，多个所述安装架排成多列固定在一安装面上，且上下相邻的两个所述安装架叠瓦搭接式安装，其中，所述第一支架排成两列分别固定在所述安装面一相对的边缘，所述第二支架排成多列排布在两列所述第一支架之间；

一个所述光伏组件通过左右相邻的两个所述安装架固定在所述安装面上。

在一些实施方式中，所述光伏组件的至少一相对边框的内侧具有安装板，所述安装板上开设有多个沿所述安装板长度方向延伸的插装口，所述安装架的第一折弯卡扣和/或上折弯卡扣穿过所述插装口后搭接在所述安装板上表面，且所述光伏组件通过穿过所述第一限位孔或所述第二限位孔的限位卡销与所述安装架固定锁紧。

在一些实施方式中，所述安装架的长度大于所述光伏组件一相对边框的长度，所述安装架设有所述第一限位孔或所述第二限位孔的部分超出所述光伏组件；

所述限位卡销包括限位块以及与所述限位块连接的销轴，所述销轴配置在所述第一限位孔中或所述第二限位孔中，所述限位块与所述光伏组件抵接。

在一些实施方式中，左右相邻的两个所述光伏组件之间具有间隙，所述间隙位于所述淌水槽的上方。

在一些实施方式中，所述间隙为δ，δ＝0-5mm。

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：

(1)本专利的安装架，采用内藏于光伏组件边框里面的结构设计方案，达到光伏组件与墙面或屋顶面无间隙贴合的安装效果，使得光伏组件安装效果美观；

(2)本设计的安装架，适用于标准光伏组件的安装，结构简单，安装、拆卸方便；

(3)所使用的光伏组件为常规标准的光伏组件，在光伏行业的自动化生产线上正常生产制造的光伏组件，不是定制化，不是手工制作，具有标准化和批量化的可生产特性；

(4)本公开的发电屋顶铺设在建筑屋顶时，能够在相邻光伏组件之间形成可靠的防水结构，且该防水结构便于在施工中形成。

附图说明

图1显示了本发明一个实施例中第一支架的结构示意图；

图2显示了本发明一个实施例中第二支架结构示意图；

图3显示了本发明一个实施例中支架主体的结构示意图；

图4显示了本发明一个实施例中支脚的结构示意图；

图5显示了本发明一个实施例中隐藏了部分光伏组件的发电屋顶的结构示意图；

图6显示了本发明一个实施例中上下相邻两个第一支架和光伏组件的搭接示意图；

图7显示了本发明一个实施例中第一支架与光伏组件的连接示意图；

图8显示了本发明一个实施例中左右相邻的两个光伏组件与第二支架的连接示意图。

符号说明：

安装架a、第一支架1、第一顶板11、第一侧板12、第一底板13、第一折弯卡扣14、第二限位孔215、第一搭接留空16、第一安装孔17、支撑肋板18、第二支架2、支架主体21、第一支撑板211、第二支撑板212、淌水槽213、上折弯卡扣214、第二限位孔215、下折弯卡扣216、支脚22、第一连接板221、第一连接板221、第三连接板223、卡接口224、第二安装孔225、连接孔226、支撑筋板227、第二搭接留空23、光伏组件3、边框31、安装板310、插装口311、光致发电板32、限位卡销4、限位块41、销轴42。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便与充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同与在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1至图4，提供了一种光伏组件3用安装架a，包括第一支架1和第二支架2，第一支架1用于支撑和连接光伏组件3的一条边框31，第二支架2用于支撑和连接相邻的两个光伏组件3的两条边框31；第一支架1包括第一顶板11、设置在第一顶板11下方的第一底板13以及连接第一顶板11和第一底板13的第一侧板12，第一顶板11的一端设有第一限位孔15，第一顶板11的上表面固定有多个第一折弯卡扣14；第二支架2包括支架主体21以及支撑在支架主体21下方的四个支脚22，支架主体21包括位于同一平面上的第一支撑板211和第二支撑板212以及设置在第一支撑板211和第二支撑板212之间并沿支架主体21长度方向延伸的淌水槽213，第一支撑板211和第二支撑板212的同一端均设有第二限位孔215，第一支撑板211的上表面和第二支撑板212的上表面均固定有多个上折弯卡扣214。

第一顶板11与第一底板13在长度延伸方向上形成一定的夹角α，夹角α根据屋面的坡度设定，一般为2°至10°。第一限位孔15设置在第一顶板11靠近第一底板13的一端，且在第一支架1远离第一限位孔15孔的一端设有第一搭接留空16，第一搭接留空16位于第一顶板11的下方，第一搭接留空16为开设于第一侧板12和第一底板13末端的豁口。当多个第一支架1排成一列固定在屋面上时，上下相邻的两个第一支架1中，位于下方的第一支架1设有第一限位孔15的端部安装在位于上方的第一支架1的第一搭接留空16中。

第一底板13上设有多个第一安装孔17，通过过膨胀螺丝等紧固件穿过第一安装孔17将第一支架1屋顶上。

为了增强第一支架1的支撑强度，在第一顶板11和第一底板13之间还设有多个支撑肋板18。

第一折弯卡扣14包括与第一顶板11连接并向上延伸的第一连接部以及与第一连接部固定为一体并沿第一顶板11长度方向延伸的第一搭接部，同一个第一顶板11上的多个第一折弯卡扣14的搭接部的延展方向相同，即开口方向相同，均朝向第一限位孔15。第一支架1通过搭接部搭接在光伏组件3的边框31上，并通过穿过第一限位孔15的限位卡销4与光伏组件3的边框31锁紧固定。第一折弯卡扣14可通过长条形的金属板弯折形成，然后将成型后的第一折弯卡扣14通过焊接固定在第一顶板11上，第一折弯卡扣14也可直接在第一顶板11上剪切出一个长条板，然后将长条板进行弯折。

支脚22包括第一连接板221、设置在第一连接板221下方的第二连接板222以及连接第一连接板221和第二连接板222的第三连接板223，第一连接板221和第二连接板222在长度延伸方向上形成一定的夹角β，且夹角β与夹角α相等。第二连接板222上设有了第二安装孔225，通过紧固件穿过第二安装孔225将第二支架2固定在屋顶上。优选的，支脚22还包括两块支撑筋板227，两块支撑筋板227分别与第一连接板221、第二连接板222和第三连接板223的端部连接。

四个支脚22分两组分别支撑在第一支撑板211的下方和第二支撑板212的下方，同一组的两个支脚22分别位于第一支撑板211的两端或第二支撑板212的两端。同一组的两个支脚22大小不同，且位于支架主体21设有第二限位孔215一端的两个支脚22尺寸比位于另一端的两个支脚22的尺寸小，从而使由同一组的两个支脚22支撑的第一支撑板211或第二支撑板212与支脚22的第二连接板222之间的支脚22角为β。位于支架主体21另一端的两个支脚22与支架主体21的末端错位设置且支架主体21覆盖在支脚22的上方，从而在支架主体21下方形成一个第二搭接留空23。当多个第二支架2排成一列固定在屋面上时，上下相邻的两个第二支架2中，位于下方的第二支架2设有第二限位孔215的端部设置在位于上方的第二支架2的第二搭接留空23中。

支脚22的第三连接板223上设有至少两个连接孔226，位于同一端的两个支脚22通过依次穿过两个连接孔226的螺栓连接，且位于同一端的两个支脚22的两个第三连接板223分别与淌水槽213的两个侧壁抵接。第一支撑板211下表面的两端和第二支撑板212下表面的均固定有下折弯卡扣216，第一连接板221设有卡接口224，下折弯卡扣216穿过卡接口224后与第一连接板221的下表面搭接。通过下折弯卡扣216和螺栓在不影响第一支撑板211与第二支撑板212上表面的平整度以及淌水槽213的完整度的情况下将支脚22固定在支架主体21上。

上折弯卡扣214和下折弯卡扣216均包括与第一支撑板211或第二支撑板212连接并向上或向下延伸的第二连接部以及与第二连接部固定为一体并沿支架主体21长度方向延伸的第二搭接部，同一个支架主体21上的多个上折弯卡扣214的搭接部的延展方向相同，即开口方向相同，均朝向第二限位孔215。第二支架2通过上折弯卡扣214的搭接部搭接在光伏组件3的边框31上，并通过穿过第二限位孔215的限位卡销4与光伏组件3的边框31锁紧固定。上折弯卡扣214和下折弯卡扣216可通过长条形的金属板弯折形成，然后将成型后的上折弯卡扣214和下折弯卡扣216通过焊接固定在第一顶板11上，上折弯卡扣214和下折弯卡扣216也可直接在第一支撑板211或第二支撑板212上剪切出一个长条板，然后将长条板进行弯折。

第一支架1、支架主体21、支脚22均由金属钣金件通过焊接形成。支架主体21也可由一块金属钣在其中间部位折弯出一个沿长度方向延伸的矩形凹槽来形成。

图5至图8，根据本公开的另一个方面，提供一种发电屋顶，包括多个上述安装架a以及可拆卸连接在安装架a上的多个光伏组件3，多个安装架a排成多列固定在一安装面上，且上下相邻的两个安装架a叠瓦搭接式安装，且位于下方的安装架a的上端配置在位于上方的安装架a的搭接留空中，从而使位于上方的光伏组件3的下端覆盖在位于下方的光伏组件3的上端，光伏组件3上下搭接重叠的部分具有一定宽度，从而能够有效防止雨水从上下相邻的两块光伏组件3之间渗入室内。其中，第一支架1排成两列分别固定在安装面一相对的边缘，第二支架2排成多列固排布两列第一支架1之间；一个光伏组件3通过左右相邻的两个安装架a固定在安装面上，左右相邻的两个光伏组件3之间具有间隙，该间隙位于淌水槽213的上方，以便于雨水能汇聚至淌水槽213中，并通过淌水槽213引导疏通，实现发电屋顶的防漏功能。上述间隙为δ，δ＝0-5mm。

作为本领域的惯用设置，光伏组件3包括由四根边框31通过角码首尾连接而成的矩形框和嵌设在矩形框内的光致发电板32。光致发电板32可以是由晶硅电池片、玻璃、胶等层压而成的晶硅类发电板，也可以是将钙钛矿发电材料涂覆在玻璃基板上形成的钙钛矿类发电板。需要说明的是，为了方便理解安装结构，图7所示的光伏组件3的光致发电板32被隐藏了。

光伏组件3的至少一相对边框31的内侧具有朝光致发电板32延伸的安装板310，安装板310上开设有多个沿安装板310长度方向延伸的插装口311，安装架a的第一折弯卡扣14和/或上折弯卡扣214穿过插装口311后搭接在安装板310上表面，且光伏组件3通过穿过第一限位孔15或第二限位孔215的限位卡销4与安装架a固定锁紧。

安装架a的长度大于光伏组件3一相对边框31的长度，且安装架a设有第一限位孔15或第二限位孔215的部分超出光伏组件3，以便于将限位卡销4安装在第一限位孔15或或第二限位孔215中。限位卡销4包括限位块41以及与限位块41连接的销轴42，销轴42配置在第一限位孔15中或第二限位孔215中，限位块41与光伏组件3抵接。限位卡销4可在穿过第一限位孔15或第二限位孔215后通过螺母固定在第一支架1或第二支架2上，也可在销轴42上开设限位通孔，通过穿过限位通孔的开口销固定在第一支撑板211上或第二支撑板212上。

在安装时，先用膨胀螺丝等紧固件将多个安装架a排成多列平行固定在安装面上，然后将光伏组件3覆盖在安装面上，让安装架a的第一折弯卡扣14或上折弯卡扣214穿过插装口311，然后移动光伏组件3使第一折弯卡扣14或上折弯卡扣214搭接在安装板310上表面，最后将限位卡销4插入第一限位孔15或第二限位孔215中，并将限位卡销4固定在第一支架1或第二支架2上。

在拆卸时，先将限位卡销4从第一限位孔15或第二限位孔215中抽出，然后将光伏组件3向着第一折弯卡扣14或上折弯卡扣214开口的方向推动，最后将光伏组件3从安装架a上取走，完成拆卸。

本公开的固定器及固定器与光伏组件3可拆卸连接结构具有以下优点：

(1)本专利的安装架a，采用内藏于光伏组件3边框31里面的结构设计方案，达到光伏组件3与墙面或屋顶面无间隙贴合的安装效果，使得光伏组件3安装效果美观；

(2)新设计的安装架a，适用于标准光伏组件3的简易安装，结构简单，安装拆卸方便；

(3)所使用的光伏组件3为常规标准的光伏组件3，在光伏行业的自动化生产线上正常生产制造的光伏组件3，不是定制化，不是手工制作，具有标准化和批量化的可生产特性；

(4)本公开的发电屋顶铺设在建筑屋顶时，能够在相邻光伏组件3之间形成可靠的防水结构，且该防水结构便于在施工中形成。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对与本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制与本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。