一种异型组件及包含异型组件的光伏发电装置

技术领域

本发明涉及异型组件技术领域，尤其是涉及一种异型组件及包含异型组件的光伏发电装置。

背景技术

异型光伏组件即非矩形结构的光伏组件，主要适用于非规则矩形的建筑物顶部，同时采用异型光伏组件，在进行光伏发电以对建筑物内用电设施进行供电的同时，还能够增强建筑物顶部的美观性。

现有技术中的异型光伏组件结构大都为三角形，如申请号为201821957217.1的中国实用新型公开了一种异型光伏组件，包括：型材：型材端部设有型材切面；角码：与型材切面相对应且相互配合连接；护角：与角码相对应且相互配合连接。该异型光伏组件解决了三角形、梯形等非方形结构光伏组件尺寸设计的难点以及组框上的难点，保证该类型异型光伏组件最合理的使用面积，以及保证物理机械结构的合规性；不仅保证异型设计光伏组件安装后无明显可见缺口，而且保证异型设计光伏组件角部的连接可靠性，玻璃宽幅全部为常规尺寸，后续可以大批量生产目前的异型光伏组件通槽为三角形。

但是上述异型光伏组件中，由于型材之间需要依靠角码连接，因此型材上必须设置有与角码装配连接的型腔，导致型材的生产材料用量增加，不仅增加了型材和异形组件的整体重量，不利于搬运和装配，增加了人工的安装负担，而且增加了型材的生产成本；不仅如此，在将异形组件产品安装于光伏支架上时，需要逐一将异形组件的型材与光伏支架固定连接，操作复杂，降低了施工效率。

因此，有必要对现有技术中的异型组件及包含异型组件的光伏发电装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种降低成本、减轻重量以方便安装、提高安装效率、同时减轻工人负担的异型组件及包含异型组件的光伏发电装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种异型组件，包括：

光伏电池，所述光伏电池沿自身厚度方向的截面为三角形；

边框型材，所述边框型材的横截面为U形，所述边框型材U形开口的内壁与所述光伏电池的侧面、受光面和背光面密封连接，所述边框型材设置有三个且依次首尾连接；

紧固组件，所述紧固组件设置有三个且分别与所述光伏电池的三角紧邻，所述紧固组件包括贯穿所述光伏电池且沿所述光伏电池厚度方向延伸的定位杆，所述定位杆的两端设置有两个紧固件，所述边框型材夹设于两个所述紧固件之间，至少其中一个紧固件与所述定位杆可拆卸连接。

优选的，为了进一步方便异形组件的装配，两个所述紧固件分别为与所述定位杆一体连接的凸板和与所述定位杆螺纹连接的螺母。

优选的，为了保证两个紧固件对边框型材的紧固效果，两个所述紧固件中，至少有一个与所述边框型材之间设置有弹性垫。

优选的，为了加固三个边框型材连接的稳定性，三个所述紧固组件的定位杆中，相邻两个定位杆通过连杆连接；所述连杆的两端均设置有套孔，所述连杆的两端分别通过两个所述套孔套设于相邻两个连杆外。

优选的，为了方便光伏电池中电池片的铺设， 并且减少光伏电池的厚度，减轻异形组件的整体重量，所述光伏电池包括依次连接的盖板、第一胶膜层、电池层、第二胶膜层和背板，所述电池层包括多个电池片，所述第二胶膜层背对所述背板的一侧设置有多个铺设凹陷，所述第一胶膜层背对所述盖板的一侧设置有多个夹紧凹陷，所述夹紧凹陷与所述铺设凹陷正对设置且组合形成与所述电池片一一对应且相适配的定位腔；所述盖板、所述第一胶膜层、所述第二胶膜层和所述背板上分别设置有第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔和第四定位孔，所述第一定位孔、所述第二定位孔、所述第三定位孔和所述第四定位孔通过所述定位杆密封插接配合。

优选的，为了加强对边框型材的锁紧效果，所述边框型材包括与分别与所述光伏电池受光面和背光面贴合连接的两个横臂，两个所述横臂均沿所述边框型材的长度方向延伸，两个所述横臂的两端均设置有凹口，所述凹口的内壁与定位杆的周向外缘相贴合。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏发电装置，包括至少两个任意一项技术方案所述的异形组件，相邻两个异形组件的六个边框型材中，其中两个边框型材的两端齐平，两个所述边框型材相互贴合且两个所述边框型材的开口背对设置，两个所述异形组件通过连接组件可拆卸连接。

优选的，为了便于相邻两个异形组件通过连接组件可拆卸连接，与两个所述边框型材连接的定位杆均为定位管，所述连接组件包括设置于相邻两个所述异形组件背光面的连接架，所述连接架上设置有与相邻两个异形组件的定位管一一对应且卡接配合的卡钩。

优选的，为了加强连接架与异形组件的锁紧连接效果，所述连接组件还包括沿相邻两个异形组件厚度方向延伸的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述连接架螺纹连接，相邻两个异形组件夹设于所述锁紧螺栓和两个所述卡钩的钩头之间。

优选的，为了保证光伏发电装置整体的美观性，且便于各异形组件安装于连接架的不同位置，各异形组件的结构相同，所述异形组件的光伏电池沿自身厚度方向的截面为等边三角形，所述卡钩可拆卸设置于所述连接架上。

综上所述，本发明异型组件及包含异型组件的光伏发电装置与现有技术相比，采用横截面为U形的边框型材与光伏电池连接，并通过贯穿光伏电池的定位杆和定位杆两端的紧固件夹紧边框型材，在保证异形组件结构稳定的基础上，减少了边框型材的生产材料用量，降低了生产成本，同时减轻了重量以降低工人的工作负担，方便搬运装配。

附图说明

图1是本发明异型组件的结构示意图；

图2是图1的爆炸示意图；

图3是图1另一视角的爆炸示意图；

图4是图1的正视图；

图5是图1的仰视图；

图6是本发明光伏电池的结构示意图；

图7是图6的爆炸示意图；

图8是图6另一视角的爆炸示意图；

图9是本发明光伏发电装置的结构示意图；

图10是图9的部分结构示意图；

图11是图10的A部放大图；

图12是图10的爆炸示意图；

图13是图10另一视角的爆炸示意图；

图14是图12的部分结构示意图；

图15是图9的部分结构示意图；

图16是图9的部分结构示意图；

图中：100、光伏电池；200、边框型材；201、横臂；202、竖臂；203、凹口；300、定位杆；400、凸板；500、螺母；600、弹性垫；700、连杆；701、套孔；800、盖板；801、第一定位孔；900、第一胶膜层；901、夹紧凹陷；902、第二定位孔；110、电池层；111、电池片；120、第二胶膜层；121、铺设凹陷；122、第三定位孔；130、背板；131、第四定位孔；140、连接架；141、条形口；142、螺纹管；150、卡钩；151、钩头；152、钩杆；153、限位板；160、锁紧螺栓；170、施压板；171、定位套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-图8所示，本发明的异型组件，包括：

光伏电池100，光伏电池100沿自身厚度方向的截面为三角形；

边框型材200，边框型材200的横截面为U形，边框型材200U形开口的内壁与光伏电池100的侧面、受光面和背光面密封连接，边框型材200设置有三个且依次首尾连接；

紧固组件，紧固组件设置有三个且分别与光伏电池100的三角紧邻，紧固组件包括贯穿光伏电池100且沿光伏电池100厚度方向延伸的定位杆300，定位杆300的两端设置有两个紧固件，边框型材200夹设于两个紧固件之间，至少其中一个紧固件与定位杆300可拆卸连接。

本发明的异形组件中，光伏电池100沿自身厚度方向的截面具体为等边三角形（当然，也可以是其他三角形，包括但不局限于非等边三角形的等腰三角形、直角三角形），优选采用等边三角形后，使得光伏电池100周向外缘的三个侧臂长度一致，使得与光伏电池100连接三个边框型材200具有相同的长度，方便装配连接。

边框型材200包括两个横臂201和一体连接于两个横臂201之间的竖臂202，竖臂202和两个横臂201均匀平行于边框型材200的长度方向延伸，竖臂202与两个横臂201连接后，使得边框型材200具有U形的开口，在边框型材200与光伏电池100连接时，竖臂202与光伏电池100周向外缘的其中一个侧壁密封贴合连接，两个横臂201分别与光伏电池100的受光面（也即正面，用于接收太阳光的一面）和背光面（也即反面，背对太阳光的一面）密封贴合连接。

紧固组件共设置有三个，分别一一对应设置于光伏电池100三角位置的紧邻部位，具体的，紧固组件包括定位杆300，定位杆300沿光伏电池100的厚度方向延伸并且贯穿光伏电池100，在定位杆300的两端安装紧固件，并且其中一个紧固件与定位杆300端部可拆卸连接，方便将边框型材200夹设，从而完成异形组件的固定。

相比于现有技术，本发明中，边框型材200的横截面为U形的结构，无需在边框型材200上设置型腔或者装配腔，以便卡入角码与相邻的边框型材200连接，从而大幅度减少了边框型材200的生产材料用量，降低了边框型材200以及异形组件的生产成本，而且使得边框型材200的重量减轻，方便安装搬运，有利于提高装配效率，并通过在光伏电池100厚度方向上贯穿定位杆300，在定位杆300两端安装紧固件，利用两个紧固件夹紧边框型材200，保证了三个边框型材200之间的连接紧固性，进而加强了该异形组件的结构强度。

在一较佳实施方式中，两个紧固件分别为与定位杆300一体连接的凸板400和与定位杆300螺纹连接的螺母500。

具体的，两个紧固件分别为凸板400和螺母500，凸板400设置于光伏电池100的背光面并与定位杆300一体连接，螺母500设置于光伏电池100的受光面，凸板400与其中两个边框型材200位于光伏电池100背光面一侧的横臂201相邻的端部抵接，而螺母500与两个边框型材200位于光伏电池100受光面一侧的横臂201相邻的端部抵接。

在进行装配时，将定位杆300从光伏电池100的背光面贯穿光伏电池100，并使得定位杆300一体连接的凸板400与光伏电池100背光面的两个边框型材200上的横臂201相抵接后，在定位杆300的端部旋入螺母500，使螺母500靠向光伏电池100的受光面，最终使得螺母500与光伏电池100受光面一侧的两个边框型材200的横臂201相邻端部抵接，最终三个紧固组件中的螺母500与凸板400相互配合，夹紧边框型材200的两个横臂201，并且同一对螺母500和凸板400能够同时作用于相邻的两个边框型材200上，从而保证了该异形组件结构的稳固性，防止边框型材200之间相互脱离，使得三个边框型材200依次首尾连接，组合形成三角形的框形结构。

在一较佳实施例中，两个紧固件中，至少有一个与边框型材200之间设置有弹性垫600。进一步具体的，凸板400与光伏电池100背光面一侧的横臂201以及螺母500与光伏电池100受光面一侧的横臂201均设置有弹性垫600，弹性垫600包括但不局限于橡胶垫、硅胶垫、乳胶垫等具有弹性功能的夹垫，弹性垫600为环形结构，套设于定位杆300外，以防止弹性垫600脱离定位杆300。通过在边框型材200的两个横臂201与两个横臂201所对应的凸板400和螺母500之间设置弹性垫600后，能保证凸板400和螺母500通过两个弹性垫600将锁紧压力传递于两个横臂201上，通过弹性垫600自身的弹性变形，使得其中一个弹性垫600的两侧面分别与凸板400和其中一个横臂201密封贴合连接，另一个弹性垫600的两侧面分别与螺母500和另一个横臂201密封贴合连接，从而保证了该异形组件结构的稳固性，避免三个边框型材200相分离。

在一较佳实施方式中，三个紧固组件的定位杆300中，相邻两个定位杆300通过连杆700连接；连杆700的两端均设置有套孔701，连杆700的两端分别通过两个套孔701套设于相邻两个连杆700外。

具体的，本发明中的连杆700共设置有三个，连杆700的两端均设置有套孔701，套孔701为通孔，以便连杆700的两端能够套在两个定位杆300外，套孔701的周向内壁与定位杆300的周向外缘密封贴合，使得连杆700两端套在两个定位杆300后，限制并固定了两个定位杆300的间距，而当三个连杆700的两端均套在定位杆300外侧后，形成稳固的三角形结构，为了避免连杆700阻挡光伏电池100接收光线，连杆700设置于光伏电池100的背光面。

在一较佳实施方式中，光伏电池100包括依次连接的盖板800、第一胶膜层900、电池层110、第二胶膜层120和背板130，电池层110包括多个电池片111，第二胶膜层120背对背板130的一侧设置有多个铺设凹陷121，第一胶膜层900背对盖板800的一侧设置有多个夹紧凹陷901，夹紧凹陷901与铺设凹陷121正对设置且组合形成与电池片111一一对应且相适配的定位腔；盖板800、第一胶膜层900、第二胶膜层120和背板130上分别设置有第一定位孔801、第二定位孔902、第三定位孔122和第四定位孔131，第一定位孔801、第二定位孔902、第三定位孔122和第四定位孔131通过定位杆300密封插接配合。

具体的，如图6-图8所示，盖板800上的第一定位孔801、第一胶膜层900上的第二定位孔902、第二胶膜层120上的第三定位孔122以及背板130上的第三定位孔122均设置有三个，分别位于光伏电池100的三角位置，第二定位孔902与夹紧凹陷901相隔，第三定位孔122与铺设凹陷121相隔，第一定位孔801、第二定位孔902、第三定位孔122和第四定位孔131通过定位杆300密封插接配合，使得在层叠连接时，盖板800、第一胶膜层900、第二胶膜层120和背板130对齐，防止产生偏移。

在第二胶膜层120上设置铺设凹陷121，各铺设凹陷121间隔设置，通过铺设凹陷121方便对电池片111定位，防止层压时电池片111相接触发生并片。而利用第一胶膜层900上的夹紧凹陷901与铺设凹陷121相配合，围合形成与电池片111适配的定位腔，有利于减小光伏电池100的整体厚度，并减轻光伏电池100的重量，方便装配搬运。

在一较佳实施方式中，三个边框型材200中，两个横臂201的两端位置均设置有凹口203，凹口203的内壁与定位杆300的周向外缘相贴合。具体的，凹口203的形状为圆弧形，与定位杆300相适配，采用上述结构后，增加了螺母500和凸板400夹紧连接时，其中一个弹性垫600与光伏电池100受光面一侧横臂201的接触面积以及另一个弹性垫600与光伏电池100背光面一侧横臂201的接触面积，从而有利于加强凸板400和螺母500对边框型材200的夹紧牢固度。

根据上述异型组件，本发明还公开了一种光伏发电装置，如图9-图14所示，包括六个上述异型组件，相邻两个异形组件的六个边框型材200中，其中两个边框型材200的两端齐平，两个边框型材200相互贴合且两个边框型材200的开口背对设置，两个异形组件通过连接组件可拆卸连接。

具体的，异型组件圆周阵列分布，六个异型组件的结构相同，并且六个异型组件的周向外缘具有重合的一个侧边，当六个异型组件水平放置时，六个异型组件的水平面投影组合形成正六边形。六个异型组件通过连接组件可拆卸连接。

上述光伏发电装置中，异型组件的数量并不局限于六个，还可以是其他多个数量，仅需保证相邻两个异型组件的六个边框型材200中，有一对边框型材200端部齐平，开口背对设置，且该对边框型材200的竖臂202远离其对应光伏电池100的一面相贴合，满足上述要求后，根据异型组件的数量，能够拼接形成不同形状的光伏发电装置，满足多种不同形状的铺设面要求，举例而言，当异型组件为两个时，如图10所示，光伏发电装置周向外缘的端部形状为平行四边形，当异型组件为三个时，如图15所示，光伏发电装置周向外缘的端部形状为等腰梯形，当异型组件为四个时，如图16所示光伏发电装置周向外缘的端部形状为箭头形；当异型组件为六个时，光伏发电装置周向外缘的端部形状为正六边形，与其他同样六个异型组件组成的光伏发电装置连接时，可形成蜂窝状的结构。无论是正六边形、平行四边形、梯形还是箭头形，光伏发电装置均可与其他由异型组件所组成的结构相同或不同的光伏发电装置进行连接，形成不同的形状，在进行光伏发电的同时，对建筑物的屋顶起到不同的美观装饰效果。由于异型组件通过连接组件可拆卸连接，方便调整异型组件的数量，从而改变光伏发电装置的整体外观效果，以配合建筑物顶部进行相应的装饰，不仅如此，异型组件的边框型材200无需设置型腔，因此生产材料减小，降低了生产成本，同时重量减轻，从而减轻了搬运装配负担，有利于提高安装效率。

在一较佳实施方式中，与两个边框型材200连接的定位杆300均为定位管，连接组件包括设置于相邻两个异形组件背光面的连接架140，连接架140上设置有与相邻两个异形组件的定位管一一对应且卡接配合的卡钩150；卡钩150可拆卸设置于连接架140上。

具体的，各异型组件中的定位杆300均为定位管，卡钩150包括限位板153，限位板153的同一侧面垂直连接有并排分布的两个钩杆152，两个钩杆152远离限位板153的一端分别一体连接有两个钩头151；连接架140为圆环状，连接架140上分布有六个条形口141，条形口141沿圆盘的径向延伸，条形口141为通孔，连接架140设置于异型组件的背光面一侧；限位板153抵接于连接架140远离异型组件的一侧，卡钩150的两个钩杆152分别与条形口141的两端内壁密封贴合，两个钩杆152穿设于定位管的内侧，钩头151抵接于定位管远离限位板153的一端，异型组件夹设于钩头151和连接架140之间。

采用上述结构后，卡钩150通过连接架140上的条形口141方便与连接架140可拆卸连接，根据光伏发电装置中异型组件的数量，可在连接架140相同数量的条形口141内穿设卡钩150，利用钩头151穿过异型组件的定位管后，将异型组件卡紧于连接架140上，既实现了异型组件通过连接架140的可拆卸连接，同时方便根据异型组件的数量相应的调整连接架140上卡钩150的数量，装配使用方便，且保证了光伏发电装置整体的美观性。

在一较佳实施方式中，连接组件还包括沿相邻两个异形组件厚度方向延伸的锁紧螺栓160，锁紧螺栓160与连接架140螺纹连接，相邻两个异形组件夹设于锁紧螺栓160和两个卡钩150的钩头151之间。

具体的，锁紧螺栓160与连接架140同轴心线连接，连接架140的内侧一体连接有螺纹管142，螺纹管142与锁紧螺栓160螺纹连接，连接架140与异型组件之间设置有施压板170，施压板170与连接架140相邻的一侧设置有定位套171，施压板170夹设于锁紧螺栓160的端部和异型组件之间，且定位套171套设于锁紧螺栓160的端部。

采用上述结构后，在将连接架140与异型组件连接时，卡钩150依次穿过条形口141和异型组件的定位管后，在螺纹管142的内侧旋入锁紧螺栓160，并将锁紧螺栓160靠向异型组件，锁紧螺栓160的端部位于定位套171内，随着锁紧螺栓160端部与异型组件的距离缩小，最终锁紧螺栓160推动施压板170移动，并将施压板170锁紧在异型组件上，同时卡钩150的钩头151抵接于定位管在光伏电池100受光面一侧的端部，即此时，钩头151向下施压在异型组件中，而锁紧螺栓160通过施压板170向上施压于异型组件上，最终实现了异型组件与连接架140的牢固连接，防止异型组件在连接架140上发生晃动偏移，从而保证了光伏发电装置整体结构的稳固性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。