一种曲面色彩化模块化预制发电建材及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种曲面色彩化模块化预制发电建材及制作方法，所述发电建材由若干单个光伏模块拼装而成；所述光伏模块包括一体保温层，一体保温层上通过快速安装支架粘接有光伏组件，至少有两个快速安装支架设置在光伏组件下端面的左右两侧边沿，且快速安装支架的长度大于一体保温层的长度，一体保温层的顶端与快速安装支架的顶端对齐设置，光伏组件的底端与快速安装支架的底端对齐设置，所述光伏组件的顶端面顶沿处固定设置有垂直于快速安装支架的橡胶条，光伏组件的电池层为可弯曲的柔性晶体硅电池。本发明专利技术制作的发电建材集保温、隔热、防水、发电、装饰、安装结构于一体，相比传统光伏组件，施工更简单，效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种曲面色彩化模块化预制发电建材及制作方法
本专利技术涉及建材
，特别是一种发电建材及制作方法。
技术介绍
装配式建筑能有效地减少施工现场湿作业量，降低劳动成本，可在一定程度上降低材料浪费，减少施工噪声、粉尘污染、建筑垃圾和污水排放，在保证作业质量的前提下，又利于节能环保，因此装配式建筑是未来建筑业的发展趋势。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，作为应用新能源光伏发电的一种新概念，光伏建筑一体化(BIPV)是将光伏产品“集成”到建筑上的一种技术。光伏建筑一体化在提高能源效率和减少温室气体排放成本的同时，可以在加速全球经济去碳化方面起到关键的作用。光伏建筑一体化要求把太阳能光伏发电部件安装在建筑的围护结构外表面，成为建筑围护结构的一部分，具有建筑功能还能提供电力。目前，市场上应用的标准光伏组件从设计上并没有考虑与建筑的结构，实际使用中发现传统组件因为防火性能、防水结构、室内防潮、通风散热与建筑保温的矛盾等问题，实质上并不能大规模应用于建筑一体化体系。具体体现为：1)传统光伏组件大面积应用于建筑，大多采用平板玻璃，会发生大面积的反光造成视觉污染；同时因为光伏电池的结构及物理特性，结构尺寸固定，呈现排列组合的蓝色矩阵色块，颜色形式单一，与建筑整体设计风格不一致，对于城市文化的展现装饰效果差。2)随着建筑外形设计的多样化，曲面造型越来越多，这就要求建筑材料能不断变换造型，适应建筑需要；但是受晶体硅光伏组件硅材料易碎特性的影响，光伏组件只能做成平板，无法与建筑材料合二为一。3)传统光伏组件采用玻璃+光伏电池+塑料背板的复合封装结构，塑料背板的使用使常规光伏产品只能达到防火等级c的标准，单独作为屋面或墙面的围护结构，存在一定的安全隐患；因此建筑安装常规光伏组件，额外增加了屋面或墙面的负荷，存在结构隐患，并且容易造成火灾风险。4)传统光伏组件四周采用铝合金边框，应用于建筑一体化时，需要增加防水结构，才能保证屋面或墙面的防水，这造成了费用的增加，现有的光伏组件安装结构与防水结构并未设计成一体式，并且大多采用刚性连接，随着建筑的沉降，会造成局部结构变形，防水失效。5)传统光伏组件应用于光伏建筑一体化，不同于空旷的地面电站，其背部紧贴屋面或墙面，没有形成连续的散热通道，在发电同时，热量聚集在光伏组件背部，造成局部高温达60℃以上，光伏组件在高温下性能下降，发电量损失同时还会造成屋面或墙面把热量传递到室内，增加建筑的用电能耗。6)现有光伏组件应用于光伏建筑一体化，需要设计安装金属框架，使用螺栓和特制的安装夹具结构，将光伏组件紧固在金属框架；整个结构部件种类多，步骤繁琐，尤其在屋面和墙面进行安装作业时，需要多人配合，安装效率不高。7)光伏组件、保温层和安装结构均为分散的部件，未进行统一设计，需要现场施工装配，工作效率不高，需要不同工种进行分阶段施工，周期长，同时存在材料浪费现象，进一步增加了建筑建造成本。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种曲面色彩化模块化预制发电建材及其制作方法，来提高建筑安装的效率，降低安装成本，提高与建筑表面的吻合度。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述发电建材由若干单个光伏模块拼装而成；所述光伏模块包括位于底部的一体保温层，一体保温层上通过间隔且平行设置的快速安装支架粘接有与一体保温层平行且大小相同的光伏组件，至少有两个快速安装支架设置在光伏组件下端面的左右两侧边沿，且快速安装支架的长度大于一体保温层的长度，一体保温层的顶端与快速安装支架的顶端对齐设置，光伏组件的底端与快速安装支架的底端对齐设置，所述光伏组件的顶端面顶沿处固定设置有垂直于快速安装支架的橡胶条，光伏组件的电池层为可弯曲的柔性晶体硅电池。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述一体保温层由上下两层平行的钢板和中间装夹的保温棉构成，底层钢板、保温棉和顶层钢板之间复合为一体结构。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述快速安装支架包括承托光伏组件的长条形支撑板，支撑板长边的一侧固定连接有导水槽，支撑板长边的另一侧固定连接有折线形固定板，导水槽的底端面与固定板的底端面同平面设置，导水槽的外侧顶边沿与支撑板同平面设置；上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，支撑板的底端设置有伸出光伏组件并向上弯折、用于钩挂光伏组件的安全钩。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述导水槽的截面为倒梯形结构。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述橡胶条的截面为E型结构，光伏组件的顶沿卡装在橡胶条的下半部插槽中，且下半部插槽的内壁上设置有防止光伏组件滑脱的倒刺。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述光伏组件包括自下而上依次设置的封底层、电池层和盖板，封底层与电池层之间通过下粘接层固定连接，电池层和盖板之间通过上粘接层固定连接。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材，所述盖板包括中部的支撑层，支撑层面向空气侧的外表面为防眩物理表面，支撑层靠近电池层的内表面为纳米膜层；所述支撑层为玻璃或者高分子膜。一种曲面色彩化模块化预制发电建材的制作方法，具体包括以下步骤：A.一体保温板的制作，首先根据生产的曲面度要求弯制钢板，再在底层钢板上铺设保温棉，然后在保温棉上铺设顶层钢板，最后在边缘部位采用U型钢板进行锁边；B.光伏组件的制作，首先制作盖板，然后从下而上依次敷设封底层材料、粘接材料、柔性晶体硅电池、粘接材料以及盖板，采用柔性热压工艺复合五层材料制成光伏组件；检验合格后修边擦拭；C.将一体保温板和快速安装支架用铆接方式固定连接，将橡胶条卡装在光伏组件顶端边缘，在快速安装支架的支撑面上涂抹结构胶，将光伏组件从上而下插装到快速安装支架的挂钩处后压平；D.静置12小时，修整边缘即得单个光伏模块。上述一种曲面色彩化模块化预制发电建材的制作方法，步骤B中所述柔性热压工艺的具体方法为：将敷设好的五层材料放置于耐高温硅胶气囊之上，并在敷设的材料上方再放置一层耐高温气囊，将上下气囊的边缘锁紧，将气囊放置在镂空的钢架底托上，推入高温箱体内，并抽真空，工艺温度120度，持续10分钟；升高温度至140度，持续30分钟；降低温度至100度，持续10分钟；之后降至室温，得到光伏组件。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术充分考虑作为建筑围护结构，将保温、排水、通风、装饰等建筑功能需求与光伏发电技术相结合，利用柔性晶体硅电池可弯曲的特性，采用柔性封装工艺，制作具有曲面造型的光伏组件；通过对光伏组件表面封装材料的设计，使其具有彩色外观，并呈现视觉均匀性，特殊光学结构纹理和纳米膜层，可以有选择的进行光线吸收和反射，提高发电效率。本专利技术在彩色的发电光伏组件下部设计具有一体式保温结构层可降低室内能耗，方便施工；隐藏式的排水通风结构，设置为倒梯形结构，不仅可快速将雨水疏导，而且倒梯形结构在光伏面板和保温层之间构建的空腔，可形成散热通道，有效降低了屋面/墙面温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述发电建材由若干单个光伏模块拼装而成；所述光伏模块包括位于底部的一体保温层(1)，一体保温层上通过间隔且平行设置的快速安装支架(2)粘接有与一体保温层平行且大小相同的光伏组件(4)，至少有两个快速安装支架(2)设置在光伏组件(4)下端面的左右两侧边沿，且快速安装支架的长度大于一体保温层的长度，一体保温层的顶端与快速安装支架的顶端对齐设置，光伏组件的底端与快速安装支架的底端对齐设置，所述光伏组件的顶端面顶沿处固定设置有垂直于快速安装支架的橡胶条(3)，光伏组件的电池层为可弯曲的柔性晶体硅电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述发电建材由若干单个光伏模块拼装而成；所述光伏模块包括位于底部的一体保温层(1)，一体保温层上通过间隔且平行设置的快速安装支架(2)粘接有与一体保温层平行且大小相同的光伏组件(4)，至少有两个快速安装支架(2)设置在光伏组件(4)下端面的左右两侧边沿，且快速安装支架的长度大于一体保温层的长度，一体保温层的顶端与快速安装支架的顶端对齐设置，光伏组件的底端与快速安装支架的底端对齐设置，所述光伏组件的顶端面顶沿处固定设置有垂直于快速安装支架的橡胶条(3)，光伏组件的电池层为可弯曲的柔性晶体硅电池。


2.根据权利要求1所述的一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述一体保温层(1)由上下两层平行的钢板和中间装夹的保温棉构成，底层钢板(13)、保温棉(12)和顶层钢板(12)之间复合为一体结构。


3.根据权利要求1所述的一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述快速安装支架(2)包括承托光伏组件的长条形支撑板(22)，支撑板长边的一侧固定连接有导水槽(21)，支撑板长边的另一侧固定连接有折线形固定板(24)，导水槽的底端面与固定板的底端面同平面设置，导水槽的外侧顶边沿与支撑板同平面设置；


4.根据权利要求3所述的一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：支撑板(22)的底端设置有伸出光伏组件并向上弯折、用于钩挂光伏组件的安全钩(23)。


5.根据权利要求3所述的一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述导水槽(21)的截面为倒梯形结构。


6.根据权利要求1所述的一种曲面色彩化模块化预制发电建材，其特征在于：所述橡胶条(3)的截面为E型结构，光伏组件的顶沿卡装在橡胶条的下半部插槽中，且下半部插槽的内壁上设置有防止光伏组件滑脱的倒刺。

【专利技术属性】
技术研发人员：周海亮，闫江涛，代松，苏红月，
申请(专利权)人：保定嘉盛光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13