一种叠瓦圆柱光伏系统

技术领域

本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种叠瓦圆柱光伏系统。

背景技术

随着近几年能源的紧张，光伏能源作为最便宜的清洁能源得到深入的发展，光伏路灯，光伏监控，景观灯等被广泛应用，但多数光伏离网系统都是基于常规组件实现的，其弊端在于光伏板被架倒高空，风阻非常大，组件容易损坏造成系统的顺坏，另外常规系统的美观性差，应用局限性大，特别针对城市道路、公园、景区等地方的景观用电系统很难选择常规光伏系统，如在城市发展中路灯、摄像、信号基站等用电的功能外设，并在数量上逐年增加；这些功能外设中的供电常规需要取自市电，首先取电需要相关部门批准，其次走电线路会严重影响市容。因此自带储能的光伏发电系统成为了最佳选择；但常规的发电系统外观不美观，安装不方便等因素阻碍了光伏发电系统在城市的普及。

发明内容

本发明是为了解决上述问题，而设计一种结构美观紧凑，安装连接方便的叠瓦圆柱光伏系统。

本发明是通过以下方案实现的：一种叠瓦圆柱光伏系统，包括呈筒状结构的系统外筒、系统内筒及设置于系统外筒与系统内筒之间的柔性叠瓦光伏筒组件，所述系统外筒为透明结构，所述柔性叠瓦光伏筒组件的内壁贴合于系统内筒外壁固定连接，系统外筒覆盖于柔性叠瓦光伏筒组件的外表层相互触但不相互挤压；在位于系统外筒上下端的管口处分别设置有上法兰和下法兰，所述上法兰和下法兰与系统外筒和系统内筒固定连接；在柔性叠瓦光伏筒组件上导出有电流输出引线，电流输出引线伸出系统外筒与功能外设连接供电，功能外设如路灯、广告牌、显示屏等。系统外筒、系统内筒可以对柔性叠瓦光伏筒组件的内外表进行很好地防护，上法兰和下法兰则对系统外筒、系统内筒的筒口进行了封闭，使柔性叠瓦光伏筒组件处于相对封闭的空间，减小外界环境对柔性叠瓦光伏筒组件的影响。上述叠瓦圆柱光伏系统为一个模块化的结构，在进行施工时，只需利用上法兰和下法兰对接灯柱和功能外设，并由电流输出引线上引出并连接需用电的功能外设，性叠瓦光伏筒组件通过透明的系统外筒从外界吸收光能转化为电能对功能外设进行供电。

为了实现柔性叠瓦光伏筒组件具有可以弯卷成筒状的结构性能，进一步地：所述柔性叠瓦光伏筒组件包括叠瓦电池片，每片叠瓦电池片首尾导电对接成叠瓦电池串，对接处通过柔性导电材料分别粘结相邻相片叠瓦电池片的正负极；所述叠瓦电池串呈环形陈列均布于系统外筒与系统内筒之间；叠瓦电池串的首尾端部分别连接汇流条形成串联或并联连接组成叠瓦电池片组，汇流条为叠瓦电池片组的正负极，电流输出引线连接汇流条。所述柔性导电材料为超柔性硅胶材料基材，为有机硅胶和金属颗粒的混合物，使用银或银铜粒子分散成超柔性导电胶，同时也可为导电胶带。通过导电胶粘接代替传统的焊接工艺实现叠瓦电池片之间的密排布局，从而大幅提升组件的输出功率和可靠性，也有助于降低制程碎片率，助推薄片化。在实现叠瓦电池片之间可以相互导通的同时，利用柔性导电材料具有良好的柔韧性，使柔性导电材料在牢固粘结叠瓦电池片的同时，柔性导电材料可以发生一定的形变，从而使对接的叠瓦电池片可以产生一定的偏转，继而使叠瓦电池片对接串后可以形成筒状结构。另外，通过设置汇流条，根据功能外设对用电量的要求决定叠瓦电池串的数量、采用串联或并联的连接方式。

为了对叠瓦电池片组进行有效的防护，再进一步地：所述柔性叠瓦光伏筒组件还包括对叠瓦电池片组进行封装定位的上层热熔胶膜和下层热熔胶膜、对上层热熔胶膜进行表层防护的透明前膜和作为叠瓦电池片组载体的柔性背板；所述上层热熔胶膜和下层热熔胶膜分别覆膜于叠瓦电池片组的上下表面，透明前膜粘覆于上层热熔胶膜的表面，下层热熔胶膜与柔性背板粘结。利用上层热熔胶膜和下层热熔胶膜将叠瓦电池片组塑封于两者之间，使叠瓦电池片组与外界进行有效的隔绝，透明前膜覆于最外层，则是对叠瓦电池片组的外表进行了进一步的防护，柔性背板粘结则是作为叠瓦电池片的载体，提高了柔性叠瓦光伏筒组件整体的结构强度。

为了使柔性叠瓦光伏筒组件可以贴合系统内筒，提高柔性叠瓦光伏筒组件的安装的稳固性，再进一步地：所述系统内筒为一矩形板材围合而成，在对接处设置有向筒内侧翻折的折边，在折边之间形成弹性调整豁口，在折边上设置有调节螺杆插装槽，在插装槽内穿插有可对弹性调整豁口的开合度进行调整的调节螺杆。调节螺杆插装槽和调节螺杆的配合设置至少设置有两组，分别设置于系统内筒靠近管口的上下两端，当时，在系统内筒长度较长时，也可在系统内筒中部设置调节螺杆插装槽和调节螺杆，以加强系统内筒结构性能。系统内筒通常采用具有一定回弹性能的板材制成，如金属板、无机板等，将板材预弯成筒体结构，但保持预弯的系统内筒的外径大于柔性叠瓦光伏筒组件的内径，在折边完全贴合对接时，系统内筒的外径略小于柔性叠瓦光伏筒组件的内径，这样就可以在折边完全贴合对接时，系统内筒可以轻松插入柔性叠瓦光伏筒组件内，在系统内筒的材料弹性作用下，对柔性叠瓦光伏筒组件内壁形成挤压，保证了柔性叠瓦光伏筒组件内壁与系统内筒的外壁始终贴合。

为了更有效进固定柔性叠瓦光伏筒组件，再进一步地：所述柔性叠瓦光伏筒组件的柔性背板和系统内筒的外壁之间还设置有黏胶层和缓冲棉，黏胶层将柔性叠瓦光伏筒组件与系统内筒粘结在一起，缓冲棉则可以有效缓解粘接应力问题。

为了方便对系统内筒的弹性调整豁口的开度进行调整并固定其张开宽度，再进一步地：所述螺杆插装槽呈L型，包括水平槽和垂直槽，所述调节螺杆由螺栓和螺母组成，螺母旋拧在螺栓上。通过调节螺母在螺杆的位置，螺栓的螺杆部分由水平槽进入，最终落入垂直槽，利用螺栓的螺栓头的螺母作为弹性调整豁口处折边的限位挡，使折边设置于螺栓头和螺母之间，只要拧动螺母，调整螺母在螺栓的螺杆上的相对位置，就可实现对弹性调整豁口的开度的调整。

为了固定系统外筒和系统内筒的安装位置，再进一步地：所述上法兰和下法兰设置有卡槽，系统外筒和系统内筒的两端的筒口外缘卡接于卡槽内。利用卡槽方便地实现了系统外筒和系统内筒与上法兰和下法兰的对接。为了加强连接的牢固性，系统外筒和系统内筒与上法兰和下法兰的对接可通过粘胶固定连接或是利用连接销轴的方式进行固定。

为了防止由于系统外筒内外由于存在温差而使透明的系统外筒内壁产生水气，影响柔性叠瓦光伏筒组件的光能吸收及整体的美观性，再进一步地：所述上法兰和下法兰的侧面设置有排液通气孔，排液通气孔连通卡槽并在连通处设置有倾斜的引流导向面。通过设置排液通气孔，一方面使系统外筒内可以保持空气的流通，均衡系统外筒的内外温差，减小在系统外筒内壁形成水雾的可能性，另外，即使形成了水雾，冷凝水也最终可以通过引流导向面从排液通气孔排出到外部，在内部不会有积水产生。

为了方便安装，同时提高叠瓦圆柱光伏系统整体的抗腐蚀性能，更进一步地：所述上法兰和下法兰为具有弹性的非金属件。如采用橡胶材质的上法兰和下法兰，一方面橡胶材质具有良好的弹性，所以上法兰和下法兰与系统外筒和系统内筒对接处的卡槽同样具有良好的弹性，使卡槽可以很好在紧箍于系统外筒和系统内筒的端口，连接牢固的同时，具有良好的密封性能；另外，橡胶材质也避免了在连接处会产生锈蚀的情况。

与现有技术相比，本发明的益处是：通过将原有平面结构的光伏系统改为筒状结构，大大减小了光伏系统的占用空间，灯杆、广告杆、电线杆等多种场合都能成为光伏组件的安装位置，因为这些安装载体与叠瓦圆柱光伏系统同为柱状，也使整体更为地协调美观。

附图说明：

图1是本发明的剖视图；

图2是本发明的爆炸图；

图3是柔性叠瓦光伏筒组件的结构示意图；

图4是柔性叠瓦光伏筒组件的层次结构示意图；

图5是叠瓦电池片连接处的结构示意图；

图6是系统内筒筒口处的结构示意图；

图7是系统内筒的沿中心轴方向的正视图；

图8是图7在弹性调整豁口处的局部放大图；

图9是插装槽的形状结构示意图；

图10是上法兰和下法兰的剖视图。

图中：1、系统外筒；2、系统内筒；2-1、折边；2-2、弹性调整豁口；2-3、插装槽；2-3-1、水平槽；2-3-2、垂直槽；2-4、调节螺杆；2-4-1、螺栓；2-4-2、螺母；3、柔性叠瓦光伏筒组件；3-1、叠瓦电池片；3-2、叠瓦电池串；3-3、柔性导电材料；3-4、汇流条；3-5、叠瓦电池片组；3-6、上层热熔胶膜；3-7、下层热熔胶膜；3-8、透明前膜；3-9、柔性背板；3-10、黏胶层；3-11、缓冲棉；4、上法兰；5、下法兰；6、电流输出引线；7、功能外设；8、卡槽；9、排液通气孔；10、引流导向面。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述：

根据图1、图2所示的一种叠瓦圆柱光伏系统，包括呈筒状结构的系统外筒1、系统内筒2及设置于系统外筒1与系统内筒2之间的柔性叠瓦光伏筒组件3，所述系统外筒1为透明结构，所述柔性叠瓦光伏筒组件3的内壁贴合于系统内筒2的外壁固定连接，系统外筒1覆盖于柔性叠瓦光伏筒组件3的外表层相互触但不相互挤压；在位于系统外筒1和系统内筒2上下端的管口处分别设置有上法兰4和下法兰5，所述上法兰4和下法兰5与系统外筒1和系统内筒2固定连接；在柔性叠瓦光伏筒组件3上导出有电流输出引线6，电流输出引线6伸出系统外筒1与功能外设7连接供电。这样，整个叠瓦圆柱光伏系统就成为一个独立的供电模块。叠瓦圆柱光伏系统还可根据需要，可以通过法兰对接多个这样独立供电的叠瓦圆柱光伏系统。

如图3所示，所述柔性叠瓦光伏筒组件3包括叠瓦电池片3-1，每片叠瓦电池片3-1首尾导电对接成叠瓦电池串3-2，如图5所示，对接处通过柔性导电材料3-3分别粘结相邻相片叠瓦电池片3-1的正负极；所述叠瓦电池串3-2呈环形陈列均布于系统外筒1与系统内筒2之间，叠瓦电池串3-2可以横向排布也可以纵向排布；叠瓦电池串3-2的首尾端部分别连接汇流条3-4形成串联或并联连接组成叠瓦电池片组3-5，电流输出引线6连接汇流条3-4。柔性导电材料3-3为超柔性硅胶材料基材，使用银或银铜粒子分散成超柔性导电胶，或为导电胶带。

如图4所示，所述柔性叠瓦光伏筒组件3还包括对叠瓦电池片组3-5进行封装定位的上层热熔胶膜3-6和下层热熔胶膜3-7、对上层热熔胶膜3-6进行表层防护的透明前膜3-8和作为叠瓦电池片组3-5载体的柔性背板3-9；所述上层热熔胶膜3-6和下层热熔胶膜3-7通过高压釜层压工艺覆膜于叠瓦电池片组3-5的上下表面，这样叠瓦电池片组3-5能够更好的承受机械载荷，且隐裂更少。透明前膜3-8粘覆于上层热熔胶膜3-6的表面，下层热熔胶膜3-7与柔性背板3-9粘结。柔性背板3-9主基材为柔性PET材料，正背面分别复合或涂覆有含氟材料，或为两层挤聚烯烃热收缩薄膜的共挤材料。另外，所述柔性叠瓦光伏筒组件3的柔性背板3-9和系统内筒2的外壁之间还设置有黏胶层3-10和缓冲棉3-11，黏胶层3-10将柔性叠瓦光伏筒组件3与系统内筒2粘结在一起。

如图6、图7、图8、图9所示，所述系统内筒2为一矩形板材围合而成，在对接处设置有向筒内侧翻折的折边2-1，在折边之间形成弹性调整豁口2-2，在折边2-1上设置有调节螺杆插装槽2-3，在插装槽2-3内穿插有可对弹性调整豁口2-2的开合度进行调整的调节螺杆2-4，具体调节螺杆2-4由螺栓2-4-1和螺母2-4-2组成，螺母2-4-2旋拧在螺栓2-4-1上；所述螺杆插装槽2-3呈L型，包括水平槽2-3-1和垂直槽2-3-2，调节螺杆2-4由水平槽2-3-1插入后落入垂直槽2-3-2。

如图10所示，所述上法兰4和下法兰5为具有弹性的非金属件。所述上法兰4和下法兰5上设置有卡槽8，系统外筒1和系统内筒2的两端的筒口外缘卡接于卡槽8内。所述上法兰4和下法兰5的侧面设置有排液通气孔5-2，排液通气孔5-2连通卡槽5-1并在连通处设置有倾斜的引流导向面5-3。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。