建筑用太阳能构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型建筑用太阳能构件，包括光伏组件、接线盒、连接器、边框、填充材料和构件背板；本实用新型用太阳能集热器或金属板材作为光伏组件背板，发热电子器件与边框或光伏组件背板接触散热；光伏组件与构件背板安装在边框对应的固定槽上形成封闭空间，并用填充材料粘合成整体构件模块；边框外侧面设有散热器与导热热管，将太阳能传导至太阳能集热系统；光伏组件背板及构件背板上集成制冷与制热装置，光伏组件背板与构件背板之间夹有隔离层。本实用新型既可用于光伏发电和太阳能集热及温度调节，又可直接替代建筑屋顶或墙体的装饰材料、保温材料、防水材料、围护结构材料及空调设备；也可与已有建筑的屋顶或墙体一体化安装，实现光伏建筑一体化。
【专利说明】建筑用太阳能构件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有光伏发电及太阳能集热和建筑外围护功能的工业化构件产品，即可用于光伏发电和太阳能集热及温度调节，又可直接替代建筑屋顶或墙体的装饰材料、保温材料、防水材料、围护结构材料及空调设备；也可以与既有建筑的屋顶或墙体一体化安装固定，实现光伏建筑一体化及太阳能建筑一体化。
【背景技术】
[0002]因能源需求和人类可持续发展的需要，光伏发电和太阳能集热特别是太阳能建筑一体化是重要的技术手段之一。现有技术中的光伏组件和太阳能集热装置，通过复杂的支架系统固定在建筑物上，光伏组件之间通过电缆连接，破坏建筑结构导致结构安全和建筑漏水隐患多；光伏组件不可避免的热斑效应及温升严重的接线盒，以及光伏组件易燃的背板材料和系统电缆暴露，导致光伏系统火灾隐患严重。现有技术中的光伏系统和太阳能集热装置成本高，不能替代任何建筑材料，并是建筑的附加累赘，导致光伏系统和太阳能集热装置性价比低。
[0003]如何实现真正的太阳能建筑一体化及光伏建筑一体化？结合建筑工业化和建筑新材料的发展，设计出符合光伏发电和太阳能集热与建筑领域相关规范和标准的跨界产品，直接替代建筑屋顶或墙体的装饰材料、保温材料、防水材料和外围护结构材料，将是光伏系统和太阳能集热系统提高性价比的重要途径，甚至可实现零投入建筑光伏发电和太阳能集热。
[0004]解决上述技术问题是实现太阳能建筑一体化的关键内容，也是光伏发电和太阳能集热发展成为建筑外围护构件的基础条件。
[0005]中国专利CN201210051482.4公开了一种用于光伏蜂窝组件模块的接线盒，包括接线盒内壳和接线盒外壳，接线盒内壳中设若干金属连接片和若干个二极管，二极管两端跨接在相邻金属连接片之间，并经导带连接端与光伏电池导带连接；接线盒外壳中部位置设置散热窗口，二极管散热面通过散热窗口凸出接线盒外壳；或接线盒内壳侧边设置散热窗口，二极管散热面通过散热窗口凸出接线盒内。此专利虽然能有效解决接线盒内部二极管的散热问题，但需要多个结构复杂的金属连接片和外壳与内壳，二极管与金属连接片和外壳及外部导热体的固定复杂，整个接线盒结构复杂和成本高；在接线盒内部需要集成控制电路和电源转换电路时，发热器件数量多时则无法采用金属连接片方式来固定。
[0006]中国专利CN201210051481.x公开了一种光伏热管蜂窝组件模块，包括:由光伏板、连接器和接线盒构成的光伏组件，光伏板的下层依次为太阳能集热管、蜂窝芯层和背板，彼此间用热融胶膜粘接，构成组件模块的主体结构；所述组件模块的主体结构周边设铝合金边框；所述连接器的正负连接头和太阳能集热管的出口与入口连接头，分别设在该组件模块的两侧；所述接线盒内置于蜂窝芯层中。此专利虽然能实现光伏发电与太阳能集热功能，但太阳能集热管通过光伏组件背板与太阳能电池接触，因光伏组件背板热阻高，不能有效吸收太阳能电池工作时产生的大量热能，影响光伏组件发电效率和太阳能集热管的热能吸收；太阳能集热管的出入口设在组件模块两侧，相邻组件模块的出入口直接连接，系统中大量的集热管连接导致连接复杂，密封难度大和维护工作量大；太阳能集热管与光伏组件通过热融胶膜粘接，工作时产生的高温直接影响材料的粘接可靠性与寿命。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于以最低的成本解决光伏系统的电气连接需要，为发热器件和控制电路及电源转换提供连接和散热及绝缘需要。用金属板材或块状的太阳能集热器替代光伏组件背板，改善太阳能电池的散热性能和提高太阳能集热器的吸热效率；改进太阳能集热系统的连接方式，建筑用太阳能构件与外部太阳能集热系统相互独立，解决大量管路连接的密封问题。将建筑用太阳能构件设计成符合建筑防水、保温和防火要求的模块；并可以增加制冷与制热装置，为太阳能电池与太阳能集热系统和建筑提供温度调节功能。
[0008]本实用新型为实现其目的所采取的技术方案:建筑用太阳能构件，包括光伏组件、接线盒、连接器和边框；所述的光伏组件外表层为玻璃，下面依次为太阳能电池和由太阳能集热器或金属板材替代的光伏组件背板，各层材料之间用胶剂粘合；用印刷电路板替代接线盒内金属连接片，发热器件安装在印刷电路板上，发热器件与印刷电路板固定在光伏组件背板或边框上并替代接线盒，发热器件与印刷电路板通过光伏组件背板或边框传导散热；太阳能电池的汇流条从光伏组件背板镶嵌了绝缘嵌片的开孔处引出，或从玻璃与光伏组件背板的夹层之间引出，与印刷电路板连接；所述连接器与印刷电路板连接；光伏组件背板与边框内侧固定连接；边框外侧面设有散热器和太阳能集热系统的导热热管，边框、散热器与导热热管三者依次接触，将光伏组件背板的热能经导热热管传导至太阳能集热系统。
[0009]进一步，建筑用太阳能构件还包括构件背板，所述光伏组件背板或构件背板上增设集成封装的半导体热电制冷器件或制冷制热管路；或在光伏组件背板和构件背板上分别增加集成的制冷与制热装置，光伏组件背板与构件背板之间夹有隔离层；制冷与制热的能源从接线盒获取或从外部获取；或由建筑用太阳能构件与外部的能源共同驱动。
[0010]进一步，所述光伏组件和构件背板安装在边框对应的固定槽上形成封闭空间，用填充材料将封闭空间内的光伏组件、边框及构件背板固定或粘合成整体构件模块，在光伏组件背板与构件背板之间形成隔离层。
[0011]进一步，所述接线盒固定在边框上或固定在光伏组件的背面，或固定在构件背板上；盒内发热器件的散热面凸出接线盒外壳与边框、或构件背板、或光伏组件背板接触构成传导散热结构；或将发热器件的散热面与导热的接线盒外壳直接固定安装，接线盒外壳与边框、或构件背板、或光伏组件背板接触构成传导散热结构；所述太阳能电池的汇流条和连接器分别与接线盒连接。
[0012]进一步，所述边框的内侧设有光伏组件安装槽与背板定位凸台，以及固定接线盒用的限位凸台和防滑凸台；边框的外侧设有清洗装置安装导轨槽及安装弧形密封条的弧形安装槽和密封胶填充区，弧形密封条与弧形安装槽两者构成相邻两个建筑用太阳能构件的结构变形部位；或边框外侧设有与之相邻边框的相互卡扣及压接的导水结构；当边框为良导热的材料时，在边框型材截面的中部与顶层和底层之间，增加隔热断桥层。
[0013]进一步，所述连接器分为正极L形连接器、负极L形连接器、正极直形连接器、负极直形连接器和U形连接器；所述正极L形连接器和负极L形连接器固定在边框上，分别通过电缆与印刷线路板或接线盒内的金属片连接；所述U形连接器分别与两个相邻建筑用太阳能构件的正极L形连接器和负极L形连接器连接，并固定在相邻建筑用太阳能构件边框对接后形成的凹槽中；外部电缆通过正极直形连接器和负极直形连接器与建筑用太阳能构件串联阵列两侧的正极L形连接器和负极L形连接器连接，并内置于所述凹槽中。
[0014]进一步，所述的太阳能集热器或金属板材与太阳能电池之间夹有绝缘膜，各层材料之间用胶剂粘合；或在光伏组件背板的表面制作绝缘层，与太阳能电池之间直接用胶剂粘合。
[0015]进一步，所述光伏组件背板凸出边框与所述导热热管直接接触，将光伏组件背板的热能经导热热管传导至太阳能集热系统。
[0016]由上述技术方案可知:为了改善光伏组件的散热性能和降低成本，将光伏组件的背板材料改为金属板材或太阳能集热器时:晶体硅光伏组件表层为玻璃，向下依次为胶黏齐U、太阳能电池、胶黏剂、绝缘膜、胶黏剂、金属板材或太阳能集热器；其中用PVB粘合玻璃与太阳能电池，用EVA粘合太阳能电池与绝缘膜及金属背板；也可全部用EVA或全部用PVB或全部用透明有机硅粘合玻璃、太阳能电池、绝缘膜、金属板材或太阳能集热器。薄膜光伏组件表层为玻璃，向下依次为太阳能电池、胶黏剂、绝缘膜、胶黏剂、金属板材或太阳能集热器；全部用EVA或全部用PVB或全部用透明有机硅粘合玻璃、太阳能电池、绝缘膜、金属板材或太阳能集热器。也可用上述胶剂组合使用粘合玻璃、太阳能电池、绝缘膜、金属板材或太阳能集热器，或用丙烯酸、呋喃、聚氨酯、聚合物合金胶或树脂替代上述胶剂。
[0017]当用太阳能集热器作为光伏组件背板时，太阳能集热器与绝缘膜和边框内侧面紧密接触，其吸收太阳能电池工作时产生的热能和透过太阳能电池辐射的热能，将热能传导至边框。太阳能集热器与绝缘膜和边框内侧接触构成光伏组件的吸热与散热结构，在相邻构件边框外侧的凹槽中，安装热管与系统的热交换器连接构成太阳能集热系统；或用集成了边框功能的太阳能集热器或太阳能集热器凸出边框，与边框外侧的热管及热交换器连接构成太阳能集热系统。在相邻构件边框形成的凹槽中，安装的散热器与两侧边框的外侧面紧密接触，通过散热器内部热管的导热介质将热能传导至系统热交换器；或太阳能集热器热管内部的导热介质直接将热能传导至热交换器供外部装置使用。当太阳能集热器内部使用导热介质时，可选择从光伏组件的接线盒取电直接驱动介质流动及控制，或由外部电源驱动流动及控制，构件内部的太阳能集热器和外部的热管系统可以构成相对独立的封闭热能交换循环系统。通过热交换器可以直供热水，也可以为空调系统提供热能，或作为工业及农业的热能供应，或为储热系统及斯特林发动机提供热能等。
[0018]在光伏组件背板或构件背板上集成的制冷与制热装置，用半导体热电制冷器件或制冷制热管路与光伏组件背板或构件背板集成封装。也可以在光伏组件背板上和构件背板上分别集成制冷与制热装置，光伏组件背板与构件背板之间夹有隔离层。制冷制热管路内的导热介质与外部调温系统连接；或与压缩机连接；压缩机安装在建筑用太阳能构件外部时，可将多个建筑用太阳能构件的制冷制热管路与压缩机连接；压缩机嵌在建筑用太阳能构件内部时，建筑用太阳能构件的制冷制热管路与压缩机直接连接。温度调节的控制器封装在接线盒内部或由外部控制，制冷与制热的能源从接线盒获取或从外部获取，也可以由建筑用太阳能构件与外部的能源共同驱动。温度调节控制器控制温度及制冷与制热端的换向转换。光伏组件背板或构件背板上集成的制冷与制热装置，其送风系统可在建筑用光伏构件上集成固定，也可以由外部的送风装置提供。制热端为太阳能集热器加热及建筑取暖，制冷端为太阳能电池及建筑降温。
[0019]为了改善现有光伏组件和接线盒的散热不良问题，特别是当光伏组件的背板和接线盒面对密封及保温带来的散热挑战，必须采用新的措施加以解决。采用太阳能集热器或金属背板替代传统的有机材料背板或玻璃背板，并与金属边框连接构成散热良好的传导散热结构，通过与边框紧密接触的热管将热能传导至外部的热交换器；或通过边框及表层玻璃与空气热交换，有效改善光伏组件的散热条件和局部过热现象。发热器件等电子元器件(光伏组件配套的旁路保护二极管及防雷保护器件；嵌入在光伏组件接线盒内的微型逆变器及光伏组件监测控制模块内部的二极管、防雷保护器件、MOSFET、IGBT、IPM和功率1C等)安装在替代接线盒内金属支架的印刷电路板上，印刷电路板与发热器件固定在光伏组件背板或边框上并替代接线盒，发热器件与印刷电路板通过光伏组件背板或边框传导散热；夕卜部电缆与印刷电路板直接连接，填充材料将发热器件与电子线路板密封隔离；太阳能电池的汇流条从光伏组件背板镶嵌了绝缘嵌片的开孔处引出，或从玻璃与光伏组件背板的夹层之间引出，与印刷电路板连接。或将光伏组件接线盒内的发热器件散热面凸出接线盒，与光伏组件的金属边框或金属板材或太阳能集热器接触构成传导散热结构；可在发热器件的散热面与光伏组件的金属边框或光伏组件背板之间用绝缘膜隔离，增强电气绝缘安全。也可以将发热器件的散热面与导热性能好的接线盒外壳固定安装，接线盒外壳与建筑用太阳能构件的边框或金属背板或太阳能集热器接触构成良好的传导散热结构。
[0020]光伏组件和构件背板安装在边框内侧对应的固定槽上形成封闭空间，采用粘合性能良好与结构强度较高的填充材料将封闭空间内的光伏组件背板、接线盒、连接器、边框和构件背板黏合成整体构件模块，在光伏组件背板与构件背板之间形成隔离层；或通过螺丝或卡槽结构，将构件背板和光伏组件背板及填充材料与边框等部件固定。填充材料可选用工程塑料、泡沫塑料、植物纤维、聚氨酯、酚醛、聚苯、发泡水泥、水泥、石棉、珍珠岩、蜂窝芯结构材料，或基于以上材料混合的复合材料；或通过胶剂将成品填充板材与光伏组件背板、边框及构件背板黏合在一起。构件背板采用水泥板材、石材、金属板材、金属塑料复合板材、木制品板材、石膏板材、陶瓷、玻璃或塑料板材，也可以用水泥等填充材料替代建筑用太阳能构件的背板。光伏组件背板可选用铝或各类铝合金板材、铜或各类铜合金板材、不锈钢板材、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氟乙烯、聚对苯二甲酸类塑料、聚丙烯膜、TPT、云母、玻璃或有机硅膜材料等。当选用水泥作为填充材料时，构件背板可以省略不用。系统中所有的有机材料用无机材料密封，解决系统火灾隐患和提高耐候性能。
[0021]太阳能集热器或金属板材与太阳能电池间夹有绝缘膜，材料之间用胶剂粘合；绝缘膜可选用聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氟乙烯、聚对苯二甲酸类塑料、聚丙烯膜、TPT、云母、玻璃或有机硅膜材料等；胶剂可选用PVB、EVA、丙烯酸、呋喃、聚氨酯、聚合物合金胶、树脂或有机硅胶等。改变绝缘膜颜色和光伏组件边框及密封条的颜色，以及对应调整太阳能电池颜色或光伏组件表层玻璃的颜色或胶黏剂的颜色，可获得建筑需要的色彩搭配，满足建筑色彩多样性要求。
[0022]本实用新型有益效果:本实用新型中的光伏组件采用的太阳能集热器或金属板材通过绝缘膜与太阳能电池接触，可有效降低太阳能电池温度和缓解太阳能电池热斑问题，并能通过构件外部的热管将热能传导至系统的热交换器。太阳能热交换器或金属板材比传统的TPT等高分子材料背板，具有更好的耐候性能与使用寿命，并能有效阻燃和抵抗水气渗透，为光伏组件提供更好的安全防护性能。当太阳能集热器内部使用导热介质时，从光伏组件的接线盒取电直接控制及驱动介质流动，外部的导热介质由外部电源驱动流动及控制，构件内部的太阳能集热器和外部的热管系统构成相对独立的封闭热能交换循环系统。绝缘膜和绝缘嵌片为金属板材或太阳能集热器与太阳能电池及汇流条提供了安全可靠的电气绝缘，而封闭使用的绝缘材料不与空气接触，绝缘性能更加稳定可靠。在太阳能集热器或金属板材或构件背板上集成的制冷与制热装置，可以为太阳能电池与太阳能集热器和建筑调节温度。
[0023]配套的接线盒解决了传统接线盒内发热器件散热不良的问题，密封在保温材料中使用也不会产生温升异常问题。L型连接器和U型连接器配套使用，使得建筑用光伏构件可以独立拆装，便于维护。专用的接线盒与连接器实现了系统的电气部件及线缆封闭使用，为光伏组件实现建筑构件化提供了电气条件支持。
[0024]建筑用太阳能构件填充高保温材料，可实现良好的保温性能。在填充材料中加入蜂窝芯结构材料时，可以获得高强度的结构性能。当填充材料使用水泥、珍珠岩或石棉等无机材料，建筑用太阳能构件可以获得良好的防火性能。基于上述这些填充材料的组合使用，可以获得适应不同环境条件下的产品性能要求。
[0025]本实用新型中的建筑用太阳能构件及系统组成，系统性的解决了防火、防水、隔热保温、结构强度及耐候性等建筑功能要求，可替代相应的建筑材料，直接构建建筑的屋顶或外墙，也可以直接在既有建筑的屋顶或外墙安装。建筑用太阳能构件系统中的所有材料作为建筑屋顶或外墙的组成部分，解决了普通的光伏系统和太阳能集热装置是建筑附加累赘的问题，真正做到了太阳能建筑一体化，以最低的成本投入实现了光伏发电和太阳能集热的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步详细说明。
[0027]图1为本实用新型以金属板材作为光伏组件背板的结构截面示意图；
[0028]图2为本实用新型以太阳能集热器作为光伏组件背板的结构截面示意图；
[0029]图3为本实用新型的构件正面结构示意图；
[0030]图4-1为本实用新型的光伏组件的汇流条引出方式示意图；
[0031]图4-2为图4-1中A的放大图；
[0032]图5为本实用新型的构件接线盒安装侧面剖视图；
[0033]图6为本实用新型的构件接线盒去盖主视示意图；
[0034]图7为本实用新型的构件接线盒安装示意图；
[0035]图8为本实用新型的构件接线盒中发热器件贴靠在边框上散热示意图；
[0036]图9为本实用新型的构件接线盒中发热器件贴靠在带断桥的边框上散热示意图；
[0037]图10为本实用新型的构件接线的方式示意图；
[0038]图11为本实用新型的构件接线的方式侧视图；
[0039]图12为本实用新型的不含断桥结构的边框截面图；
[0040]图13为本实用新型的含断桥的边框截面图；
[0041]图14为本实用新型的构件之间U形连接器串联安装示意图；
[0042]图15为本实用新型的每串构件正极连接器引出线安装示意图；
[0043]图16为本实用新型的每串构件负极连接器引出线安装示意图；
[0044]图17为本实用新型的构件固定在专用龙骨上的安装正面示意图；
[0045]图18为本实用新型的构件固定在建筑型材上的安装正面示意图；
[0046]图19为本实用新型的构件与天沟结合的正面示意图；
[0047]图20为本实用新型的构件与屋脊结合的正面示意图；
[0048]图21为本实用新型的热能交换循环系统示意图；
[0049]图22为本实用新型的导热热管与边框安装的截面图。
[0050]附图中:1、边框，2、玻璃面板，3、胶黏剂，4、太阳能电池，5、绝缘膜，6.1、金属板材，6.2、太阳能集热器,7、填充材料,8、构件背板,9、绝缘嵌片，10、汇流条,11、接线盒，12、发热器件，13、绝缘膜，14、构件背板的定位凸台，15、接线盒限位凸台，16、接线盒防滑凸台，17、组件安装下槽板，18、光伏组件安装槽，19、组件安装上槽板，20、密封条安装槽，21、边框结构凹槽，22、边框安装板，23、边框断桥，24、负极L形连接器，25、正极L形连接器，26、边框安装板，27、构件安装区，28、边框安装孔，29、U形连接器，30、直形正极连接器，31、直形负极连接器，32、电缆，33、密封胶，34、泡沫棒，35、边框密封条，36、固定螺栓，37、龙骨，38、隔热条，39、龙骨型材，40、散热器，41、热管，42、导热介质循环控制泵，43、天沟，44、收边型材，45、建筑用光伏构件，46、建筑型材，47、断桥材料，48、通用螺丝，49、屋脊，50、热交换器，51、热管连接器，52、印刷电路板
[0051]【具体实施方式】:
[0052]实施例1:
[0053]参见图1、3及图8-11，本实用新型包括光伏组件、负极连接器24、正极连接器25，接线盒11和边框1，光伏组件由玻璃面板2、太阳能电池4、胶黏剂3、绝缘膜5、金属板材6.1构成(金属板材作为光伏组件背板)；金属板材6.1与太阳能电池4的接触面做绝缘层处理或粘接绝缘膜5 ;玻璃面板2、太阳能电池4、绝缘膜5和金属板材6.1通过胶粘剂3粘接形成为一个整体，并封装在边框1中；金属板材6.1与边框1紧密接触。接线盒11内的发热器件，或发热器件12安装在印刷电路板52上，并紧贴在边框1上(或紧贴在金属板材6.1)上固定；正极L形连接器25和负极L形连接器24经与印刷电路板52连接，连接器分别固定在构件两侧的边框1上，一端伸出边框外。根据工程需要在光伏组件的背面选择增加填充材料7和构件背板8。
[0054]为了保护太阳能电池的汇流条10与印刷电路板52的安全连接，在金属背板的开孔处镶嵌了绝缘嵌片9，并在绝缘嵌片9的中部开孔处引出太阳能电池的汇流条，确保电气绝缘安全和材料复合的可靠性。如图4-1、4-2所示。
[0055]实施例2:
[0056]参见图2、3及图8-11，本实用新型包括光伏组件、负极连接器24、正极连接器25，接线盒11和边框1，光伏组件由玻璃面板2、太阳能电池4、胶黏剂3、绝缘膜5、太阳能集热器6.2构成(太阳能集热器作为光伏组件背板)；太阳能集热器6.2与太阳能电池4的接触面做绝缘层处理或粘接绝缘膜5 ;玻璃面板2、太阳能电池4、绝缘膜5和太阳能集热器6.2通过胶粘剂3粘接形成为一个整体，并封装在边框1中；太阳能集热器6.2与边框1紧密接触。接线盒11内的发热器件，或发热器件12安装在印刷电路板52上，并紧贴在边框1上(或紧贴在太阳能集热器6.2)上固定；正极L形连接器25和负极L形连接器24与接线盒11的金属片连接，或与印刷电路板52连接，连接器分别固定在构件两侧的边框1上，一端伸出边框外。根据工程需要在光伏组件的背面选择增加填充材料7和构件背板8。
[0057]太阳能集热器可选用铝或各类铝合金、铜或各类铜合金、玻璃或不锈钢等金属材料加工而成，表面可覆盖玻璃。用金属材料加工成吸热与散热性能较好的异形块状结构，或在块状金属中加工管路，或将管路固定在金属平板上。太阳能集热器与光伏组件的接触面平整和吸热习性能好，表面可以加工一层绝缘层，直接替代光伏组件的绝缘膜。密闭的管路中填充了导热介质材料，并在管路中设置导热介质循环控制泵，循环控制泵的电源由接线盒供给，其控制电路也可集成在接线盒内。太阳能集热器与边框的接触面填充导热介质材料，集成了散热器的热管与边框的接触面也填充导热介质材料。
[0058]为了保护太阳能电池的汇流条10与印刷电路板52的安全连接，在太阳能集热器的开孔处镶嵌了绝缘嵌片，并在绝缘嵌片的中部开孔处引出太阳能电池的汇流条，确保电气绝缘安全和材料复合的可靠性。如图4-1、4-2所示。
[0059]上述两例中，太阳能集热器或金属板材与太阳能电池间夹有绝缘膜，材料之间用胶剂粘合；绝缘膜可选用聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氟乙烯、聚对苯二甲酸类塑料、聚丙烯膜、TPT、云母、玻璃或有机硅膜材料等；胶剂可选用PVB、EVA、丙烯酸、呋喃、聚氨酯、聚合物合金胶、树脂或有机硅胶等。改变绝缘膜颜色和光伏组件边框及密封条的颜色，以及对应调整太阳能电池颜色或光伏组件表层玻璃的颜色或胶黏剂的颜色，可获得建筑需要的色彩搭配，满足建筑色彩多样性要求。
[0060]实施例3:
[0061]参见图12、13，本实用新型中，改变传统光伏组件边框的结构设计，适应建筑外围护构件的结构需要和光伏组件的功能需要。在边框的内侧设计了光伏组件安装凹槽和构件背板的定位凸台。在边框内侧设计了两个垂直的凸台，即接线盒限位凸台15和接线盒防滑凸台16，与接线盒外壳对应的凹槽配合固定接线盒。边框的外侧设计了多个凹槽，即边框结构凹槽21，增加强结构强度，填充密封胶时增加密封胶与边框表面的接触面。边框外侧的弧形凹槽，密封条安装槽20与专用的密封条对应，相邻建筑用太阳能构件的边框采用专用的密封条卡扣，密封条的弧形凸出与边框的弧形凹槽形成可变形的安装结构。当边框为导热性能好的材料时，为了降低热传导及避免因温差形成的凝露，在边框型材截面的中部与顶层和底层之间，可以增加隔热断桥层23。密封条作为建筑用光伏构件可选择的安装组成部分，保护边框密封胶不受环境影响，其材料可选用铝或铝合金、铜或铜合金、工程塑料或橡月父制品等。
[0062]实施例4:
[0063]参见图14-16，正极L形连接器25和负极L形连接器24分别固定在边框的侧面，伸入边框的一端通过电缆与接线盒连接，伸出边框的一端与相邻的L形连接器伸出处分被U形连接器29连接相通，构成多个建筑用光伏构件的串联。每串建筑用光伏构件两侧的正极L形连接器和负极L形连接器，分别与对应的直形正极连接器30或直形负极连接器31连接，通过电缆将每串建筑用光伏构件与外部设备连接。当使用通用的连接器时(不采用正极L形连接器和负极L形连接器、U形连接器和直形连接器)，电缆与接线盒连接和连接器相连，相邻建筑用太阳能构件通过连接器连接相同。所有连接器及电缆都被密封胶密封在相邻的建筑用太阳能构件边框凹槽中。
[0064]实施例5:
[0065]如图17、18所示，基于配套的边框，将建筑用太阳能构件固定安装在龙骨37或建筑型材46上，用密封胶和泡沫条填充密封安装缝隙，实现系统防水，封闭连接器与线缆及热管。密封条将有机材料胶剂和线缆与连接器及热管隔离密封防护，可有效延长密封胶和线缆与连接器及热管的使用寿命，也使建筑用太阳能构件的系统实现了用无机材料封闭有机材料。
[0066]实施例6:
[0067]参见图21、22，用例1或例2的建筑用太阳能构件安装，边框1之间形成的凹槽中，安装的散热器40与边框外侧面紧密接触，散热器40中封装了热管41。热管41通过内部的导热介质和导热介质循环控制泵42，将热能传导至外部的热交换器50，供外部装置使用。
[0068]实施例7:在例1或例2中建筑用太阳能构件的金属板材或太阳能集热器6背面增加封装半导体热电制冷器件，用太阳能电池驱动或外部电源驱动制冷制热，控制半导体热电制冷器件的电源正负极性，为金属板材或太阳能集热器6与建筑制冷或制热。或用双层半导体热电制冷器件封装在金属板材或太阳能集热器6上，用太阳能电池驱动或外部电源驱动制冷制热，控制半导体热电制冷器件的电源正负极性，可实现同时为太阳能电池与建筑制冷与制热。
[0069]实施例8:
[0070]参见图2，在例1或例2中建筑用太阳能构件的金属板材或太阳能集热器6背面增加封装制冷制热管路，与外部压缩机和制冷制热管路连接，用太阳能电池或外部电源驱动，为太阳能电池与建筑制冷或制热。或在光伏组件背板(金属板材或太阳能集热器6)及构件背板8上分别封装制冷制热管路，光伏组件背板(金属板材或太阳能集热器6)与构件背板8间夹有隔热的填充材料，制冷制热管路与外部的压缩机连接，为太阳能电池和建筑制冷或制热。当压缩机嵌在建筑用太阳能构件内部时，建筑用太阳能构件的制冷制热管路与压缩机直接连接。
[0071]实施例9:
[0072]如图17-20所示，建筑用太阳能构件的安装，可采用专用的T形螺栓将建筑用光伏构件固定在专用的龙骨上。也可以采用通用螺丝(如:铆钉、自钻螺丝等)将建筑用光伏构件固定在通用的建筑型材上(如方形钢材、T形钢材、C形钢材、工形钢材或木质型材等)。当系统需要具备传热断桥功能时，可在专用龙骨或通用的建筑型材与建筑用光伏构件之间，插入断桥材料(如:水泥板、石膏板、塑料板、木工板、复合板或石棉等材料)，隔离建筑用光伏构件传热性能好的材料，提高系统保温性能及防止因温差产生结露现象。也可以将通用建筑板材固定在龙骨的下面或上面，并在建筑板材及龙骨上面增加防水层结构，建筑板材的下面作为建筑室内装饰层使用。T形螺栓或通用螺丝采用防松动螺帽固定。
[0073]建筑用太阳能构件与建筑部位结合处的收边处理，采用专用的收边型材和通用建筑材料与建筑用光伏构件和建筑物连接，构成建筑部位与建筑用太阳能构件的结合处。该结合处与屋檐包括天沟、屋脊和其它建筑部位形成整体建筑结构，并形成完整的导水结构。
[0074]基于专用的收边型材，可以将通用的建筑材料于建筑用太阳能构件可靠连接。通用建筑材料与通用的屋脊和屋檐及其它建筑构件制品配合使用，可以构建完整的建筑屋顶及墙体，实现完整的建筑外围护功能。
[0075]上述仅为本实用新型的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本实用新型有多种更改和变化。凡在本实用新型的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.建筑用太阳能构件，包括光伏组件、接线盒、连接器和边框；其特征在于:所述的光伏组件外表层为玻璃，下面依次为太阳能电池和由太阳能集热器或金属板材替代的光伏组件背板，各层材料之间用胶剂粘合；用印刷电路板替代接线盒内金属连接片，发热器件安装在印刷电路板上，发热器件与印刷电路板固定在光伏组件背板或边框上替代接线盒，发热器件与印刷电路板通过光伏组件背板或边框传导散热；太阳能电池的汇流条从光伏组件背板镶嵌了绝缘嵌片的开孔处引出，或从玻璃与光伏组件背板的夹层之间引出，与印刷电路板连接；所述连接器与印刷电路板连接；光伏组件背板与边框内侧固定连接；边框外侧面设有散热器和太阳能集热系统的导热热管，边框、散热器与导热热管三者依次接触，将光伏组件背板的热能经导热热管传导至太阳能集热系统。
2.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:还包括构件背板，所述光伏组件背板或构件背板上增设集成封装的半导体热电制冷器件或制冷制热管路；或在光伏组件背板和构件背板上分别增加集成的制冷与制热装置，光伏组件背板与构件背板之间夹有隔离层；制冷与制热的能源从接线盒获取或从外部获取；或由建筑用太阳能构件与外部的能源共同驱动。
3.根据权利要求2所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述光伏组件和构件背板安装在边框对应的固定槽上形成封闭空间，用填充材料将封闭空间内的光伏组件、边框及构件背板固定或粘合成整体构件模块，在光伏组件背板与构件背板之间形成隔离层。
4.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述接线盒固定在边框上或固定在光伏组件的背面，或固定在构件背板上；盒内发热器件的散热面凸出接线盒外壳与边框、或构件背板、或光伏组件背板接触构成传导散热结构；或将发热器件的散热面与导热的接线盒外壳直接固定安装，接线盒外壳与边框、或构件背板、或光伏组件背板接触构成传导散热结构；所述太阳能电池的汇流条和连接器分别与接线盒连接。
5.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述边框的内侧设有光伏组件安装槽与背板定位凸台，以及固定接线盒用的限位凸台和防滑凸台；边框的外侧设有清洗装置安装导轨槽及安装弧形密封条的弧形安装槽和密封胶填充区，弧形密封条与弧形安装槽两者构成相邻两个建筑用太阳能构件的结构变形部位；或边框外侧设有与之相邻边框的相互卡扣及压接的导水结构；当边框为良导热的材料时，在边框型材截面的中部与顶层和底层之间，增加隔热断桥层。
6.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述连接器分为正极L形连接器、负极L形连接器、正极直形连接器、负极直形连接器和U形连接器；所述正极L形连接器和负极L形连接器固定在边框上，分别通过电缆与印刷线路板或接线盒内的金属片连接；所述U形连接器分别与两个相邻建筑用太阳能构件的正极L形连接器和负极L形连接器连接，并固定在相邻建筑用太阳能构件边框对接后形成的凹槽中；外部电缆通过正极直形连接器和负极直形连接器与建筑用太阳能构件串联阵列两侧的正极L形连接器和负极L形连接器连接，并内置于所述凹槽中。
7.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述的太阳能集热器或金属板材与太阳能电池之间夹有绝缘膜，各层材料之间用胶剂粘合；或在光伏组件背板的表面制作绝缘层，与太阳能电池之间直接用胶剂粘合。
8.根据权利要求1所述的建筑用太阳能构件，其特征在于:所述光伏组件背板凸出边框与所述导热热管直接接触，将光伏组件背板的热能经导热热管传导至太阳能集热系统。
【文档编号】H02S40/34GK204068845SQ201420518805
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】余晓东 申请人:安徽长远绿色能源有限公司