一种晶体硅太阳能彩钢瓦及其安装方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体涉及一种晶体硅太阳能彩钢瓦及其安装方法。

背景技术

目前，彩钢作为一种新型材料，因价格低、重量轻、便于运输与安装等特点，被大量应用于建筑行业。彩钢瓦板是采用彩色涂层钢板，经辊压冷弯成各种波型的压型板，它适用于工业与民用建筑、仓库、特种建筑、大跨度钢结构房屋的屋面、墙面以及内外墙装饰等，具有质轻、高强、色泽丰富、施工方便快捷、抗震等特点，现已被广泛应用。

现有的专利技术以彩钢瓦作为光伏发电板的下盖板，彩钢瓦上涂上绝缘漆作为绝缘层，绝缘层上面覆盖一层EVA，EVA上覆盖电池片，电池片上面覆盖一层EVA，上盖板为钢化玻璃或有机高聚物。上下盖板通过EVA粘接层使其成为一个整体。虽然该装置能够进行发电使用，但是该装置不具备排雨、防水功能。因彩钢瓦设置为瓦状，在彩钢瓦的顶端设置有凹槽，粘接的电池片仅是粘接在彩钢瓦的顶端面上，在凹槽的上方并未粘接电池片。在下雨天气，彩钢瓦上的雨水无法排出，雨水积存在彩钢瓦的凹槽内，雨水进入到电池片内部后，容易造成电池片的短路。

现有BIPV(BuildingIntegratedPV光伏建筑一体化)技术都是在现有屋顶或墙面安装支架后，再进行玻璃组件的安装。这些技术方案存在安装复杂、成本高、重量大、适应性差等缺点。近年来随着光伏建筑的兴起，现有BIPV技术中存在的安装复杂、重量大、适应性差等缺点并没有得到很好地改善和解决。由于直接在新建的厂房上安装BIPV系统，屋面原有的防水、保温性能将有所改变，已建的BIPV系统往往会出现漏水等问题。因此需要研发一种既能不改变原有屋顶的结构性能，又能安装光伏组件进行发电的新型结构。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种晶体硅太阳能彩钢瓦及其安装方法，以解决现有装置不具备排雨、防水功能，直接厂房上安装BIPV系统而导致BIPV系统出现漏水的问题，以实现不改变原有屋顶的结构性能同时，又能够安装光伏组件进行发电的目的，以实现彩钢瓦具备排雨、防水功能，以避免在安装BIPV系统时出现漏水的可能性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种晶体硅太阳能彩钢瓦，包括若干依次拼接设置在屋顶上的一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元；所述一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元包括彩钢瓦，彩钢瓦向下凸设有若干间隔设置的凸壳，凸壳的顶端面上向下凹设有若干间隔设置的凹槽，彩钢瓦的顶端面上粘接设置有无边框晶体硅光伏板，无边框晶体硅光伏板与凹槽之间形成用于进行通风散热的散热通道；所述彩钢瓦的顶端面左右两侧分别设置有用于疏通水流、以防止雨水回流的防水槽；左右相邻的彩钢瓦通过基座和直立锁边机构进行连接，前后相邻的彩钢瓦依次上下粘接。

进一步优化技术方案，所述凸壳和凹槽均呈梯形状或矩形状设置。

进一步优化技术方案，前方彩钢瓦上的凸壳与后方彩钢瓦上的凹槽相适配，前方彩钢瓦与后方彩钢瓦通过防水胶上下覆盖粘接；前方彩钢瓦上的防水槽底端与后方彩钢瓦的防水槽相适配。

进一步优化技术方案，所述彩钢瓦的顶端面与无边框晶体硅光伏板之间通过建筑结构胶粘接。

进一步优化技术方案，所述无边框晶体硅光伏板包括由下至上依次固定设置的光伏下盖板、光伏下粘接层、晶体硅电池片阵列、光伏上粘接层和光伏上盖板，光伏下盖板的底端设置有光伏接线盒以及连接在光伏接线盒的两端的光伏线缆，光伏接线盒和光伏线缆均设置在凹槽内，前后相邻的两无边框晶体硅光伏板中的光伏线缆在光伏接线盒内进行连接。

进一步优化技术方案，所述光伏线缆汇流至设置在屋脊侧壁上的防水板内，屋脊的顶端还盖设有用于对防水板起到遮挡作用的人字形盖板。

进一步优化技术方案，所述防水板包括防水板主体，防水板主体侧壁上开设有与彩钢瓦相适配的定位槽以及用于使得光伏线缆穿过的导线孔，防水板主体上还设置有一对上下相互平行用于对光伏线缆进行导向并能够进行防水的导线槽。

一种晶体硅太阳能彩钢瓦的安装方法，该方法基于所述的一种晶体硅太阳能彩钢瓦进行，包括以下步骤：

S1、通过加热加压的方式使得光伏下粘接层和光伏上粘接层融化，并将光伏下盖板、晶体硅电池片阵列和光伏上盖板依次粘接为一体的无边框晶体硅光伏板；

S2、将无边框晶体硅光伏板通过建筑结构胶敷设在彩钢瓦的顶端面上，无边框晶体硅光伏板与彩钢瓦的凹槽之间形成散热通道，并将无边框晶体硅光伏板中的光伏线缆和光伏接线盒放置在彩钢瓦的凹槽内，形成一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元；

S3、左右相邻的一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元中的彩钢瓦之间通过基座和直立锁边机构进行连接；

将防水胶涂覆在后方彩钢瓦的顶端面和凹槽的内壁上，将前方彩钢瓦部分覆盖粘接到后方彩钢瓦的顶端面上；光伏线缆由后方彩钢瓦的凹槽汇流至前方彩钢瓦的凹槽内；

S4、将人字形盖板和防水板分别固定设置在屋脊上，将彩钢瓦插入到防水板主体的定位槽内，将光伏线缆从防水板主体上的导线孔插入到导线槽，完成安装。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明整体结构设计合理、安装方便、快捷，缩短了光伏屋顶彩钢瓦的施工周期，一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元保持了屋顶原有的结构性能，解决了已建BIPV系统漏水问题，且该系统结构安装方便，线路走线明确，能够进行通风散热，避免了潜在发生火灾的危险；安全环保，成本低廉，与建筑物完美结合。

本发明彩钢瓦上凹槽设置为梯形，所带来的压紧力使得上下相邻的彩钢瓦之间的衔接更加牢固，便于光伏线缆走线，更加通风散热，降低潜在火灾发生的风险，且防水胶的固定更加有效地防渗漏。

本发明左右相邻的彩钢瓦采用基座和直立锁边机构安装，更好地固定和定位彩钢瓦，抗风能力更强。

本发明彩钢瓦的左右两边开设的防水线行程的防水槽可以有效防止雨水回流，疏导水流，保持一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元表面干爽，并有效规避渗漏的发生。

本发明屋脊处设计人字形盖板能够有效防止渗漏；屋脊下方设计内折弯式的防水挡板可以有效挡水，方便拆卸，利于光伏线缆维修、维护。

附图说明

图1为本发明一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元的结构示意图；

图2为本发明彩钢瓦的侧面剖视图；

图3为本发明图2中A部分放大图；

图4为本发明前后相邻两一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元竖向拼接结构示意图；

图5为本发明人字形盖板和防水板分别与屋脊相连接的结构示意图；

图6为本发明无边框晶体硅光伏板的分解图；

图7为本发明左右相邻的彩钢瓦的连接结构图；

图8为本发明组装后的结构示意图；

图9为本发明直立锁边机构在对左右相邻的彩钢瓦进行锁紧时的结构示意图。

其中：1、无边框晶体硅光伏板，11、光伏下盖板，12、光伏下粘接层，13、晶体硅电池片阵列，14、光伏上粘接层，15、光伏上盖板，16、光伏接线盒，17、光伏线缆，2、彩钢瓦，21、凹槽，22、防水槽，23、卡接折板，24、凸壳，3、防水胶，4、防水板，41、防水板主体，42、定位槽，43、导线槽，44、导线孔，5、人字形盖板，6、建筑结构胶，7、屋脊，8、基座，9、直立锁边机构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种晶体硅太阳能彩钢瓦，结合图1至图9所示，包括若干依次拼接设置在屋顶上的一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元。

一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元包括彩钢瓦2、无边框晶体硅光伏板1、散热通道和防水槽22。

彩钢瓦2呈长方形，采用镀铝镁钢板。彩钢瓦2的顶端面左右两侧分别设置有防水槽22，防水槽22可以有效防止雨水回流，疏导水流，保持彩钢瓦2的瓦面干爽，并有效规避渗漏的发生。防水槽22为连接板弯折而成，防水槽22的截面呈三角形。

彩钢瓦2向下凸设有若干间隔设置的凸壳24，凸壳24的顶端面上向下凹设有若干间隔设置的凹槽21。凸壳24沿彩钢瓦2的短边方向间隔设置有多个。凸壳24和凹槽21均呈梯形状或矩形状设置，以保证凸壳24的底端能够与凹槽21相适配。

前方彩钢瓦上的凸壳24与后方彩钢瓦上的凹槽21相适配，前方彩钢瓦与后方彩钢瓦通过防水胶3上下覆盖粘接，设置的防水胶3能够很好地起到防水作用。前方彩钢瓦上的防水槽底端与后方彩钢瓦的防水槽相适配，保证前方和后方的防水槽均能够进行疏水。

彩钢瓦2的顶端面上粘接设置有无边框晶体硅光伏板1，彩钢瓦2的顶端面与无边框晶体硅光伏板1之间通过建筑结构胶粘接。无边框晶体硅光伏板1与凹槽21之间形成用于进行通风散热的散热通道。

无边框晶体硅光伏板1包括由下至上依次固定设置的光伏下盖板11、光伏下粘接层12、晶体硅电池片阵列13、光伏上粘接层14和光伏上盖板15，光伏下盖板11的底端设置有光伏接线盒16以及光伏线缆17。光伏接线盒16用于收集无边框晶体硅光伏板1发电的电流。光伏线缆17连接在光伏接线盒16的两端。光伏接线盒16和光伏线缆17均设置在凹槽21内，前后相邻的两无边框晶体硅光伏板1中的光伏线缆17相连接。即散热通道即能够起到通风散热的功能，还能够起到对光伏线缆17进行盛放的功能。

光伏下粘接层12和光伏上粘接层14采用EVA或PVB胶。

光伏下盖板11为轻质化的钢化玻璃或高聚物覆膜。

光伏上盖板15为轻质化的钢化玻璃。

晶体硅电池片阵列13，电池片与电池片片间距为2mm±0.5mm，串间距为3mm±1mm，电池片与电池之间由镀锡铜制的导电焊带连接。

彩钢瓦2的左右两端分别设置有卡接折板23。

左右相邻的彩钢瓦2通过基座8和直立锁边机构9进行连接，前后相邻的彩钢瓦2依次上下粘接。直立锁边机构9设置在基座8的上方，直立锁边机构9分别与卡接折板23配装连接。直立锁边机构9的结构如图9所示，直立锁边机构上设置有卡槽，彩钢瓦2的卡接折板23卡设在卡槽内，此外直立锁边机构9还可采用市面上常规的直立锁边机构。基座8的底端还设置有工字钢进行支撑。

光伏线缆17汇流至设置在屋脊7侧壁上的防水板4内。屋脊7的顶端还盖设有人字形盖板5，人字形盖板5用于对防水板4起到遮挡作用，能够有效防止屋顶的渗漏。

防水板4为内折弯式防水板，可以有效挡水，方便拆卸，利于光伏线缆维修、维护。防水板4包括防水板主体41、定位槽42、导线孔44和导线槽43。

防水板主体41侧壁上开设有定位槽42以及导线孔44。定位槽42与彩钢瓦2相适配，能够实现对彩钢瓦2的定位；导线孔44用于使得光伏线缆17穿过，进而进入到导线槽43内。

导线槽43设置在防水板主体41上，设置有一对，上下相互平行，用于对光伏线缆17进行导向，并能够进行防水。

一种晶体硅太阳能彩钢瓦的安装方法，该方法基于一种晶体硅太阳能彩钢瓦进行，包括以下步骤：

S1、通过加热加压的方式使得光伏下粘接层12和光伏上粘接层14融化，并将光伏下盖板11、晶体硅电池片阵列13和光伏上盖板15依次粘接为一体的无边框晶体硅光伏板1。无边框晶体硅光伏板1的接线端设置光伏接线盒16，在光伏接线盒16的两端连接光伏线缆17，通过光伏线缆17连接其他无边框晶体硅光伏板的光伏线缆。

S2、彩钢瓦2的顶端面上(即彩钢瓦2最顶端的凸起部位)涂刷建筑结构胶，将无边框晶体硅光伏板1通过建筑结构胶敷设在彩钢瓦2的顶端面上，无边框晶体硅光伏板1与彩钢瓦2的凹槽21之间形成散热通道，并将无边框晶体硅光伏板1中的光伏线缆17和光伏接线盒16放置在彩钢瓦2的凹槽21内，使得光伏线缆17从无边框晶体硅光伏板1下表面中间引出，形成一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元。

S3、左右相邻的一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元中的彩钢瓦2之间通过基座8和直立锁边机构9进行连接。

前后相邻的彩钢瓦2短边方向采用覆盖连接的方式，将前方彩钢瓦覆盖在后方彩钢瓦上。将防水胶3涂覆在后方彩钢瓦的顶端面和凹槽21的内壁上，将前方彩钢瓦部分覆盖粘接到后方彩钢瓦的顶端面上，后方彩钢瓦与前方彩钢瓦之间通过涂覆在它们之间搭接处的防水胶3连接。因前方彩钢瓦覆盖在后方彩钢瓦上，使得水流能够自上而下流动，不会产生返水的情况，防水胶起到防止了渗漏的作用。

光伏线缆17由后方彩钢瓦的凹槽汇流至前方彩钢瓦的凹槽内，最后光伏线缆统一汇流到屋脊处。

S4、将人字形盖板5和防水板4分别固定设置在屋脊7上，将彩钢瓦2插入到防水板主体41的定位槽42内，将光伏线缆17从防水板主体41上的导线孔44插入到导线槽43，完成安装。

本发明中一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元保持了屋顶原有的结构性能，解决了已建BIPV系统漏水问题，且该系统结构安装方便，线路走线明确，能够进行通风散热，避免了潜在发生火灾的危险；安全环保，成本低廉，与建筑物完美结合。

本发明彩钢瓦2上凹槽设置为梯形，所带来的压紧力使得上下相邻的彩钢瓦2之间的衔接更加牢固，便于光伏线缆17走线，更加通风散热，降低潜在火灾发生的风险，且防水胶3的固定更加有效地防渗漏。

本发明左右相邻的彩钢瓦2采用基座8和直立锁边机构9安装，更好地固定和定位彩钢瓦2，抗风能力更强。

本发明彩钢瓦2的左右两边开设的防水线行程的防水槽可以有效防止雨水回流，疏导水流，保持一体化晶体硅太阳能彩钢瓦单元表面干爽，并有效规避渗漏的发生。

本发明屋脊处设计人字形盖板5能够有效防止渗漏；屋脊下方设计内折弯式的防水挡板4可以有效挡水，方便拆卸，利于光伏线缆维修、维护。