專利名稱：一種鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電防水一體板，尤其涉及一種鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)。
背景技術：
隨著石油、煤炭等傳統(tǒng)能源的日漸緊張，幾乎取之不盡用之不竭的太陽能的開發(fā)利用逐漸被提上日程。太陽能發(fā)電等工程的規(guī)模逐漸擴大，并且開發(fā)了一系列的光伏產品。眾多建筑的表面一般情況下光照充足，可以為太陽能發(fā)電提供場所，這樣可以大大降低建筑本身的能耗。但已有的光伏產品不容易在建筑中安裝，零散的太陽能電池板會影響建筑本身的美觀，有時還會留下一定的安全隱患，所以業(yè)主們對太陽能產品在建筑上的應用態(tài) 度較為消極。因此，針對上述問題，太陽能光伏建筑是應建立在以高效率、低能耗并從本質上講必需是經濟的且不以犧牲功能性、藝術性、舒適性為基礎上發(fā)展的。在當今社會追求可持續(xù)發(fā)展、科學技術日新月異的時代背景下，太陽能光伏技術與建筑一體化應用研究具有深刻的現(xiàn)實性、迫切性和前瞻性。已有的支點式、框架式、隱框式和半隱框式等光電玻璃幕墻式太陽能電池BIPV組件，通過光電板塊間填涂密封膠的防水方式防水，防水性能不佳，并且此類產品結構多需要使用金屬結構支撐，成本較高。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種集發(fā)電、防水于一體的、半柔性的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板，避免普通太陽能組件與建材功能的重疊，并且防水性能好；施工成本低；能夠減緩屋面材料老化。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是—種鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于由鋼化玻璃、晶體硅電池片、基底防水卷材構成，以自下向上的順序熱壓于所述基底防水卷材上，如附圖I所示。在上述基礎上，可以采用任意可行的方式將鋼化玻璃、晶體硅電池片、基底防水卷材連接在一起，優(yōu)選的是采用熱熔膠粘結在一起，即所述鋼化玻璃和晶體硅電池片之間采用熱熔膠粘結，所述晶體硅電池片與所述基底防水卷材之間采用熱熔粘結。如本領域技術人員所公知的，太陽能光伏發(fā)電工程通常需要使用多塊太陽能板組件，因此，優(yōu)選的，本發(fā)明將若干晶體硅太陽能板組件順序熱壓于一個基底防水卷材上，每塊晶體娃太陽能板組件之間距離10-30mm,由基底防水卷材實現(xiàn)這些晶體娃太陽能板組件的連接。在本發(fā)明中，所用的晶體硅電池片的種類并不受到限制，任意可用的晶體硅電池片均可用于本發(fā)明，包括但不限于單晶硅太陽能電池片、多晶硅太陽能電池片。在本發(fā)明中，所述的鋼化玻璃，優(yōu)選的是低鐵鋼化玻璃。
在本發(fā)明中，所述的熱熔膠可以是本領域任意已知可用的種類，優(yōu)選的是EVA型熱熔膠。如本領域技術人員所知，EVA熱熔膠是一種不需溶劑、不含水份、100 %的固體可熔性的聚合物，在常溫下為固體，加熱熔融到一定程度變?yōu)槟芰鲃忧矣幸欢ㄕ承缘囊后w粘合齊U，其熔融后為淺棕色半透明體或本白色其主要成分基本樹脂是乙烯與醋酸乙烯在高壓下共聚而成的，再配以增粘劑、粘度調節(jié)劑、抗氧劑等制成熱熔膠。與其他類型的熱熔膠相比，EVA型熱熔膠性能更好，效率更好。在本發(fā)明中，所述基底防水卷材的厚度、類型可以根據實際需要進行選擇，優(yōu)選的，所述基底防水卷材的厚度為I 3mm ;所述基底防水卷材為TPO卷材或HDPE卷材或改性浙青卷材。在上述基礎上，本發(fā)明公開了所述鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)的制備方法，如圖5所示，包括下述步驟I)將晶體硅電池片連接，并串聯(lián)在一起形成一個組件串；其包括如下兩個過程 首先是電池片的連接。將匯流帶焊接到晶體硅電池正面(負極)的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個紅外燈(利用紅外線的熱效應)。焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶在背面焊接時與后面的電池片的背面電極相連。其次是將電池片串接在一起形成一個組件串電池的定位主要靠一個模具板，上面有多個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設計好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極(負極)焊接到“后面電池”的背面電極(正極)上，這樣依次將電池片串接在一起并在組件串的正負極焊接出引線。2)將組件串、鋼化玻璃和切割好的熱溶膠、基底防水卷材依次敷設好，準備層壓；敷設順序為由下向上鋼化玻璃、熱熔膠、電池組件串、熱熔膠、基底防水卷材，詳細過程是背面串接好且經過檢驗合格后，將組件串、鋼化玻璃和切割好的熱溶膠(EVA)、基底防水層依次敷設好，準備層壓。其中，優(yōu)選的包括如下一個步驟玻璃事先清洗、并涂一層試劑(primer)以增加玻璃和EVA的粘接強度。敷設時保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整好電池間的距離，為層壓打好基礎，敷設層次為由下向上鋼化玻璃、EVA、電池、EVA、基底防水卷材。3)將敷設好的上述材料放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使熱熔膠熔化將電池組件串、鋼化玻璃和基底防水卷材粘接在一起，具體的步驟是將敷設好的上述材料放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和基底防水層粘接在一起。4)重復步驟3)，層壓連續(xù)進行，每層壓一次，基底防水卷材向前進料一次，再依次敷入組件串和鋼化玻璃板，具體的是重復步驟3)，層壓連續(xù)進行，每層壓一次，基底防水卷材向前進料一次，再依次敷入組件串和鋼化玻璃板，優(yōu)選的，前一個鋼化玻璃板的后邊沿與后一個鋼化玻璃板的前邊緣間距10-30mm。5)層壓冷卻后，對鏈板式太陽能發(fā)電防水板分割包裝。依據產品規(guī)格，可一個鏈板式太陽能發(fā)電防水板可包括20-50套鋼化玻璃板和組件串。層壓工藝是組件生產的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據EVA的性質決定。如使用快速固化EVA時，層壓循環(huán)時間約為25分鐘。固化溫度約為120°C -150°C。本發(fā)明公開的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，是一種建材安裝型一體板，其鏈板式的結構使其具備一定的柔性，既可以適于平屋頂、又適于曲面屋頂。所以本發(fā)明的一體板系統(tǒng)不僅具備目前柔性薄膜太陽能電池的柔性，又因采用了晶體硅太陽能電池而具備了柔性薄膜太陽能電池所欠缺的低成本特性。與已有的產品相比，本發(fā)明避免了普通太陽能組件與防水層功能的重疊，合并了兩者中功能相同的部件。不再需要防水卷材的保護層(綠豆砂、熱浙青、陶土磚、水泥磚、混凝土預制塊)，不再需要太陽能板的TPT背板。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)有效的將晶體硅電池與柔性防水卷材熱壓式結合，完成了防水層與發(fā)電層的牢固熱壓粘合，作為一個整體建筑材料，安裝于屋面結構中。光伏組件的基底需要滿足耐高壓、高絕緣、平整、耐氣候性能(抗紫外老化大于等于25年)、加工(層壓溫度下)穩(wěn)定性、與粘接材料結合牢固性、輻射反射的要求，而本發(fā)明采用目前在屋面工程中已大量使用的聚合物材料、改性浙青材料正具有平整、耐氣候性能、加工(層壓溫度下)穩(wěn)定性、與粘接材料結合牢固性、輻射反射等特性。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)的一個突出優(yōu)點是非常輕，由于免去了傳統(tǒng)屋頂太陽能設備的導軌、支架等部分，共重10Kg/m2左右，是金屬結構屋面等輕質屋面的優(yōu)選解決方案，可彎曲性安裝為最小曲率半徑5米。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)易于運輸和施工，可以像防水卷材那樣折疊成垛(卷的直徑約為I. 0米，每垛含20-50個電池板，長約20-50米)，如附圖2所
/Jn o本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)電氣連接部分設計在模塊的上面，不需要剪破保溫層或破壞防水層或屋面板，且電氣系統(tǒng)便于檢修和維護。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)可以采用搭接的方式鋪設在平屋頂上，如圖4所示。其搭接部分按照國家標準和行業(yè)標準采用粘結膠密封。其長邊搭接部分為 100_150mm。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)可以采用直立鎖邊的方式鋪設在坡度大于15%的坡屋頂上，如圖3所示。每兩個鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板的長邊通過鎖邊機與安裝于屋頂的錨釘緊密結合在一起，實現(xiàn)了防水、固定的功能；直立鎖邊屋面系統(tǒng)是以點支撐咬合式屋面理論為基礎，設計主要針對大跨度自支承式密合屋面安裝體系。屋面板塊的連接方式是采用其特有的鋁合金固定支座，板塊與板塊的直立鎖邊咬合形成密合的連接，在屋面上看不見任何穿孔，因為支承的方式是隱藏在面板之下的。這種板塊的咬合過程無須人力，完全由機械自動完成，而咬合邊與支座形成的連接方式可解決因熱脹冷縮所產生的板塊應力，該優(yōu)勢反映在可制作縱向超長尺寸的板塊而不因應力影響變形。同時本屋面系統(tǒng)完整齊全的附件供應可滿足各種建筑形式的要求。本發(fā)明鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)結合太陽能電池板、屋面防水的相關國家標準、行業(yè)規(guī)范，將光伏板與防水卷材結合在一起，最大限度的接受太陽光的照射發(fā)電，并可以兼做屋頂的防水隔熱屋面，減少屋頂夏天的熱負荷。相對于傳統(tǒng)的以破壞屋面防水結構為代價的傳統(tǒng)支架屋頂太陽能組件的架設，本、發(fā)明簡化安裝過程，經濟方便，特別適用于大型廠區(qū)、商用屋面等。而且不破壞屋面防水結構。這種集成設計使建筑更加潔凈、完美，更使人賞心悅目，更容易被專業(yè)建筑師、用戶和公眾接受。相對于支點式、框架式、隱框式和半隱框式等光電玻璃幕墻式太陽能電池BIPV組件，本發(fā)明實現(xiàn)了防水和發(fā)電功能的結合。相對于玻璃幕墻式的BIPV通過光電板塊間填涂密封膠的防水方式而言，本發(fā)明采用整體防水卷材為鏈板式一體板的基層，其防水性能可靠。而且，本發(fā)明不需要光電玻璃幕墻所必須的金屬支撐結構。因為不需要相關太陽能板支架等支持設備的安裝，本發(fā)明的本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)安裝時施工勞動強度較小、施工速度快。


圖I為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板結構
圖2為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板的倉儲疊放示意圖；圖3為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板在坡屋面的直立鎖邊鋪設示意圖；圖4為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板在平屋面的搭接鋪設示意圖；圖5為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板的加工過程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施實例對本發(fā)明進一步說明，所給的附圖和實施例僅用于說明本發(fā)明是如何實施的，并非僅限于以下方式實施。本領域技術人員在理解和掌握本發(fā)明發(fā)明實質的基礎上，所進行的變更、替換、等同替代等依舊屬于本發(fā)明的保護范圍。參考附圖1，是本發(fā)明的的結構示意圖，包括鋼化玻璃I、晶體硅電池片3、基底防水卷材5構成，以自下向上的順序熱壓于所述基底防水卷材5上，所述鋼化玻璃I和晶體硅電池片3之間采用熱熔膠2粘結，所述晶體硅電池片與所述基底防水卷材之間采用熱熔膠4粘結。參考附圖2，為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板可以像防水卷材那樣折疊成垛(卷的直徑約為I. 0米，每垛含20-50個電池板，長約20-50米)，參考附圖3a_3d，為鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板在坡屋面的直立鎖邊鋪設過程示意圖，每兩個鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板的長邊通過鎖邊機與安裝于屋頂的錨釘緊密結合在一起，實現(xiàn)了防水、固定的功能。其中31為順水條、32為屋面板、33為油氈、34為檁條，代表了房屋屋頂的結構。參考圖4，為本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)以搭接的方式鋪設在平屋頂的示意圖，其中41為鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板，其余為屋頂的結構，42為鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板中搭接的基底防水層部分，43為密封膠，44為保溫層，45為鋼筋混
凝土承重層。參考圖5，公開了本發(fā)明的制備過程，參考發(fā)明內容部分的描述，可以理解本發(fā)明的制備過程，其中51為基底防水卷材，52為熱溶膠，53為層壓機，54為鋼化玻璃，55為熱溶膠，56為晶體硅太陽能電池片，57為熱壓后的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)可以有多種施工方式，例如
施工方案I :擬一體板下先涂刷水涂料或鋪設改性浙青防水卷材，為一道防水；太陽能發(fā)電防水板的基底防水層相互搭接，為二道防水，其中上表面玻璃板之間接縫涂淺色涂料保護層。施工方案2 :太陽能發(fā)電防水板的基底防水層相互搭接，為一道防水；太陽能發(fā)電防水板的上表面低鐵鋼化玻璃層為二道防水，其中玻璃板之間接縫使用橡膠冷粘，上涂淺色涂料保護層。施工方案3 :以整個金屬屋面構造上安裝此鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板，順序如下安裝次檁；安裝穿孔彩鋼板；安裝鋁合支座；安裝襯檁支撐；安裝襯檁；安裝吸音玻璃棉；安裝鋁合支座(見圖3中左上圖所示)；安裝保溫玻璃棉；安裝鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板。本方案的太陽能發(fā)電防水一體板屋面系統(tǒng)采用直立鎖邊固定方式，從根本上杜絕了傳統(tǒng)螺釘穿透固定方式帶來的漏水隱患。直立鎖邊屋面板的固定，首先是將鋁合金固定座用不銹鋼螺釘固定于鍍鋅檁條，再將屋面板扣在鋁合金固定座的梅花頭上，最后在鏈 板式太陽能發(fā)電防水一體板的搭接邊覆蓋U型不銹鋼扣板，用電動鎖邊機通過壓合扣板將鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板的搭接邊咬合在一起。由于采用了直立鎖邊的固定方式，屋面沒有螺釘露。整個屋面不但美觀、整潔，而且杜絕了成千上萬個螺釘孔造成的漏水隱患。另外該屋系統(tǒng)可配合獨有的鋁合金或不銹鋼配件，使得客戶可以方便地在屋面板設置太陽能收集器、安全走道、安全纜繩、廣告牌、裝飾燈、避雷帶、裝飾板等多種設施而無需用穿透屋面板，因而不會留下任何漏水隱患。
權利要求
1.一種鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于由鋼化玻璃、晶體硅電池片、基底防水卷材構成，以自下向上的順序熱壓于所述基底防水卷材上。
2.根據權利要求I所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述鋼化玻璃和晶體硅電池片之間采用熱熔膠粘結，所述晶體硅電池片與所述基底防水卷材之間采用熱熔膠粘結。
3.根據權利要求I所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述每塊晶體娃太陽能板組件之間距離10-30mm,由基底防水卷材實現(xiàn)這些晶體娃太陽能板組件的連接，構成自粘型模塊化的太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)。
4.根據權利要求I所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述晶體硅電池片是單晶硅太陽能電池片或多晶硅太陽能電池片。
5.根據權利要求2所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述熱溶膠是EVA型熱熔膠。
6.根據權利要求I所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述基底防水卷材的厚度為I 3mm。
7.根據權利要求I所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，其特征在于所述基底防水卷材為TPO卷材或HDPE卷材或改性浙青卷材。
8.上述任一權利要求所述的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)的制備方法，包括下述步驟 1)將晶體硅電池片連接，并串聯(lián)在一起形成一個組件串； 2)將組件串、鋼化玻璃和切割好的熱溶膠、基底防水卷材依次敷設好，準備層壓；敷設順序為由下向上鋼化玻璃、熱熔膠、電池組件串、熱熔膠、基底防水卷材； 3)將敷設好的上述材料放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使熱熔膠熔化將電池組件串、鋼化玻璃和基底防水卷材粘接在一起； 4)重復步驟3)，層壓連續(xù)進行，每層壓一次，基底防水卷材向前進料一次，再依次敷入組件串和鋼化玻璃板。
5)層壓冷卻，對所得鏈板式太陽能發(fā)電防水板分割包裝。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述步驟2)還包括將鋼化玻璃涂一層試劑以增加玻璃和EVA的粘接強度的步驟。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述步驟4)前一個玻璃板的后邊沿與后一個玻璃板的前邊緣間距10-30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)，由鋼化玻璃、晶體硅電池片、基底防水卷材構成，以自下向上的順序熱壓于所述基底防水卷材上。本發(fā)明公開的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)可以通過搭接式鋪貼于平屋頂，也可以通過直立鎖邊固定方式安裝于大坡度的坡屋頂，還適用于曲面屋頂，可滿足各種建筑形式的要求。本發(fā)明的鏈板式太陽能發(fā)電防水一體板系統(tǒng)不僅具備目前柔性薄膜太陽能電池的柔性，又具備柔性薄膜太陽能電池所欠缺的低成本特性。這種將光伏板與防水卷材結合成新型建材可簡化安裝過程，經濟方便。
文檔編號H01L31/18GK102738277SQ20121000221
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者田鳳蘭, 田漢明 申請人:北京東方雨虹防水技術股份有限公司