CN110336523A - 一种基于建筑模数的光伏建材模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于建筑模数的光伏建材模块，旨在提供一种将光伏发电与建筑***护功能相结合，施工便利的基于建筑模数的光伏建材模块。由建材模块与光伏组件组成光伏建材模块，所述光伏组件、建材模块及其组成的光伏建材模块的尺寸均为建筑模数尺寸。还包括接线盒，光伏组件的输出端子安装于接线盒内。本发明的光伏建材模块将光伏产品与模块化的建筑材料相结合得到光伏建材模块，提出了一种满足建筑模数、光伏发电性能和建筑***护功能的光伏建材，施工更灵活方便。通过灵活地安装和拆卸，实现良好的发电性能、舒适的室内环境以及降低建筑全生命周期的碳排放的目标。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，更具体的说，是涉及一种基于建筑模数的光伏建材模块。
背景技术
随着经济的发展，人口的增加，化石能源逐步消耗，能源危机问题日益严重。太阳能作为清洁的可再生能源，取之不尽，用之不竭，大力发展光伏建筑，将是未来满足建筑用能需求，解决全球能源危机的重要途经。据统计，2018年我国通过建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占全社会总能耗的46.7％，降低建筑能耗，提高可再生能源的利用率，大力发展节能与绿色建筑势在必行，刻不容缓。
因太阳能发电产品需要接收太阳能光的照射，从而将光能转化为电能，所以需要占用较大的土地面积，将光伏产品安装在建筑表皮时，可以大大节约光伏产品占用土地的面积。当光伏产品存在于建筑屋顶、立面或其他位置时，光伏建筑一体化(BI PV)成为了现有光伏与建筑集成技术的主要方向。
在光伏建筑一体化的具体实施过程中，光伏产品只是附在建筑表面，设计与安装远远滞后于建筑设计与施工，造成体系完全脱离，同时，由于大部分光伏产品因尺寸不匹配，不符合建筑材料遵循的建筑模数，不能与建筑的立面或屋顶材料进行完全的集成，不仅会造成材料的浪费，而且，施工难度大，施工效率低，甚至会影响光伏建筑一体化的光伏组件的施工质量及使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种将光伏发电与建筑***护功能相结合，施工便利的基于建筑模数的光伏建材模块。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种基于建筑模数的光伏建材模块，由建材模块与光伏组件组成光伏建材模块，所述光伏组件、建材模块及其组成的光伏建材模块的尺寸均为建筑模数尺寸。
还包括接线盒，所述光伏组件的输出端子安装于所述接线盒内。
所述光伏组件为晶硅类时，所述光伏组件采用1200mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为24mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；所述光伏组件采用1000mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；所述光伏组件采用1500mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为211mmx211mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为2mm，最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件四周边框距离为5mm；所述光伏组件采用900mmx1200mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框的距离为37mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为24mm。
一种基于建筑模数的窗下墙光伏建材模块，由光伏组件和窗下墙建材模块组成，所述光伏组件、窗下墙建材模块及其组成的窗下墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
所述窗下墙建材模块包含窗户及窗户周围的建材，所述光伏组件位于所述窗户下方，所述光伏组件的尺寸为900×1200mm；所述窗下墙建材模块包含窗户的尺寸为4000×3000mm；所述窗下墙光伏建材模块的尺寸为4000×3000mm；所述光伏组件为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种；当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为37mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框的距离为24mm。
一种基于建筑模数的窗间墙光伏建材模块，由光伏组件和窗间墙建材模块组成，所述光伏组件、窗间墙建材模块及其组成的窗间墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
所述光伏组件的尺寸为1000×1500mm；所述窗间墙建材模块的尺寸为3000×3000mm；所述窗间墙光伏建材模块的尺寸为3000×3000mm；所述光伏组件为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种；当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与短边边框的距离为9mm。
一种基于建筑模数的光伏玻璃建材模块，由薄膜光伏组件及玻璃基材组成，所述光伏玻璃建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
一种基于建筑模数的屋顶光伏建材模块，由光伏组件和屋面瓦基材组成，所述光伏组件、屋面瓦基材及所述屋顶光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸。
一种基于建筑模数的栏板光伏建材模块，由光伏组件作为栏板，所述光伏组件采用晶硅类光伏组件或薄膜光伏组件，所述光伏组件及栏板光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸
与现有技术相比，本发明的有益效果是
1、本发明的基于建筑模数的光伏建材模块将光伏产品与模块化的建筑材料相结合得到光伏建材模块，提出了一种满足建筑模数、光伏发电性能和建筑***护功能的光伏建材，施工更灵活方便。通过灵活地安装和拆卸，实现良好的发电性能、舒适的室内环境以及降低建筑全生命周期的碳排放的目标，为光伏建材在低碳节能建筑中的应用提供理论基础与应用方法，为建筑设计师进行建筑太阳能集成设计提供设计依据。
2、本发明的基于建筑模数的光伏建材模块中光伏组件内部的电池面积占比更大，转换效率更高，更加节约材料，降低了成本，有利于节约电能。
3、本发明的光伏建材模块通过模块化施工，能够大大提高施工效率，降低了施工难度，同时，有利于保障施工质量和光伏组件的使用寿命。
附图说明
图1所示为本发明基于建筑模数的光伏建材模块的结构示意图；
图2所示为本发明基于建筑模数的窗下墙光伏建材模块的结构示意图；
图3所示为本发明基于建筑模数的窗间墙光伏建材模块的结构示意图；
图4所示为本发明基于建筑模数的栏板光伏建材模块的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明的基于建筑模数的光伏建材模块的示意图如图1所示，由光伏组件1与建材模块2组成光伏建材模块，所述光伏组件1、建材模块2及其组成的所述光伏建材模块的尺寸均为建筑模数尺寸，即为国际I SO模数标准采用的基本模数(M＝100mm)的整数倍。为了便于相邻模块的安装，还包括接线盒，所述光伏组件1的输出端子安装于所述接线盒内。本发明所述的建材模块2可以根据其所组成的光伏建材模块在建筑物中所使用的位置及功能不同选择对应的建材，可以为建筑表皮基材或墙体基体等。建筑表皮基材如玻璃幕墙中的玻璃和屋顶中的瓦片等，墙体基体是指在建筑外墙构造中除建筑饰面层以外的所有建筑墙体构造层，如光伏窗下墙建材和光伏窗间墙建材等。
其中，光伏组件1可按类型分为晶硅类光伏组件和薄膜光伏组件。
基于建筑模数的晶硅类光伏组件共有4种尺寸：
1、采用1200mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为24mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；
2、采用1000mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；
3、采用1500mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为211mmx211mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为2mm，最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件四周边框距离为5mm；
4、采用900mmx1200mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框的距离为37mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为24mm。
基于建筑模数的薄膜光伏组件共有4种尺寸：900mmx1200mm规格；600mmx1200mm规格；1000mmx1000mm规格；和500mmx700mm规格。
本发明的光伏建材模块根据使用需要分为窗下墙光伏建材模块、窗间墙光伏建材模块、光伏玻璃建材模块、屋顶瓦光伏建材模块和栏板光伏建材模块等。光伏组件、建材模块及光伏建材模块的尺寸符合建筑模数。光伏建材模块背面带有光伏组件的接线盒，与整个光伏***相连。以下结合具体的光伏建材模块进行说明。
本发明的基于建筑模数的窗下墙光伏建材模块的结构示意图如图2所示，由光伏组件1-1和窗下墙建材模块2-1组成，所述光伏组件1-1、窗下墙建材模块2-1及其组成的窗下墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。所述窗下墙建材模块2-1包含窗户及窗户周围的建材，所述光伏组件1-1位于所述窗户下方，所述光伏组件1-1的尺寸为900×1200mm；所述窗下墙建材模块2-1包含窗户的尺寸为4000×3000mm；所述窗下墙光伏建材模块的尺寸为4000×3000mm。所述光伏组件为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种。当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为37mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框的距离为24mm。所述窗间墙光伏建材模块中的光伏组件内的太阳能电池也可以采用薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池尺寸可以根据建材模块选择各种尺寸。
本发明的基于建筑模数的窗间墙光伏建材模块的示意图如图3所示，由光伏组件1-2和窗间墙建材模块2-2组成，所述光伏组件1-2、窗间墙建材模块2-2及其组成的窗间墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。本实施例中，所述光伏组件1-2的尺寸为1000×1500mm；所述窗间墙建材模块2-2的尺寸为3000×3000mm；所述窗间墙光伏建材模块的尺寸为3000×3000mm。所述光伏组件1-2为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种。当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件与短边边框的距离为9mm。所述窗间墙光伏建材模块中的光伏组件内的太阳能电池也可以采用薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池尺寸可以根据建材模块选择各种尺寸。
本发明的基于建筑模数的光伏玻璃建材模块由薄膜光伏组件及玻璃基材组成，所述光伏玻璃建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。本实施例中，所述光伏玻璃建材模块的尺寸为1200×1500mm或1500×1500mm。
本发明的基于建筑模数的屋顶光伏建材模块由光伏组件和屋面瓦基材组成，所述光伏组件、屋面瓦基材及所述屋顶光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸。本实施例中，所述光伏组件为薄膜太阳能电池，所述屋顶光伏建材模块的尺寸为500×700mm。
本发明基于建筑模数的栏板光伏建材模块的示意图如图4所示，由作为栏板的光伏组件1-3及栏板扶手3组成，所述光伏组件1-3采用晶硅类光伏组件或薄膜光伏组件，所述光伏组件1-3及栏板光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸。本实施例中，所述栏板光伏建材模块的尺寸为1000×1200mm，所述光伏组件的尺寸为1000×1000mm。
本发明的由光伏组件及建材模块的光伏建材模块的尺寸符合建筑模数，代替部分传统建筑表皮材料，与周边其他建材共同形成光伏一体化建筑。光伏窗下墙建材模块与光伏窗间墙建材模块代替建筑立面的墙体；光伏玻璃建材模块代替玻璃；屋顶光伏建材模块代替传统屋面板和瓦片；光伏栏板建材模块代替栏板。
本发明的光伏建材模块将光伏产品与模块化的建筑材料相结合，且其尺寸采用建筑模数尺寸，更适用于装配式建筑，施工更灵活方便。通过灵活地安装和拆卸，实现良好的发电性能、舒适的室内环境以及降低建筑全生命周期的碳排放的目标，为光伏建材在低碳节能建筑中的应用提供理论基础与应用方法，为建筑设计师进行建筑太阳能集成设计提供设计依据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于建筑模数的光伏建材模块，其特征是，由建材模块与光伏组件组成光伏建材模块，所述光伏组件、建材模块及其组成的光伏建材模块的尺寸均为建筑模数尺寸。
2.根据权利要求1所述的基于建筑模数的光伏建材模块，其特征是，还包括接线盒，所述光伏组件的输出端子安装于所述接线盒内。
3.根据权利要求1或2所述的基于建筑模数的光伏建材模块，其特征是，所述光伏组件为晶硅类时，所述光伏组件采用1200mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为24mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；所述光伏组件采用1000mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为9mm；所述光伏组件采用1500mmx1500mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为211mmx211mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为2mm，最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件四周边框距离为5mm；所述光伏组件采用900mmx1200mm规格时，组成所述光伏组件的太阳能电池片的尺寸为162mmx162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件长边边框的距离为37mm，沿宽度方向最外侧所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框距离为24mm。
4.一种基于建筑模数的窗下墙光伏建材模块，其特征是，由光伏组件和窗下墙建材模块组成，所述光伏组件、窗下墙建材模块及其组成的窗下墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
5.根据权利要求4所述的基于建筑模数的窗下墙光伏建材模块，其特征是，所述窗下墙建材模块包含窗户及窗户周围的建材，所述光伏组件位于所述窗户下方，所述光伏组件的尺寸为900×1200mm；所述窗下墙建材模块包含窗户的尺寸为4000×3000mm；所述窗下墙光伏建材模块的尺寸为4000×3000mm；所述光伏组件为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种；当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为4mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为37mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件短边边框的距离为24mm。
6.一种基于建筑模数的窗间墙光伏建材模块，其特征是，由光伏组件和窗间墙建材模块组成，所述光伏组件、窗间墙建材模块及其组成的窗间墙光伏建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
7.根据权利要求6所述的基于建筑模数的窗间墙光伏建材模块，其特征是，所述光伏组件的尺寸为1000×1500mm；所述窗间墙建材模块的尺寸为3000×3000mm；所述窗间墙光伏建材模块的尺寸为3000×3000mm；所述光伏组件为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池中的任一种；当采用单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池时，组成所述单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的太阳能电池片的尺寸为162×162mm，相邻所述太阳能电池片之间的间隙为3mm，沿长度方向最外侧的所述太阳能电池片与所述光伏组件的长边边框距离为6mm，沿宽度方向最外侧的所述太阳能电池片与短边边框的距离为9mm。
8.一种基于建筑模数的光伏玻璃建材模块，其特征是，由薄膜光伏组件及玻璃基材组成，所述光伏玻璃建材模块的尺寸为建筑模数尺寸。
9.一种基于建筑模数的屋顶光伏建材模块，其特征是，由光伏组件和屋面瓦基材组成，所述光伏组件、屋面瓦基材及所述屋顶光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸。
10.一种基于建筑模数的栏板光伏建材模块，其特征是，由光伏组件作为栏板，所述光伏组件采用晶硅类光伏组件或薄膜光伏组件，所述光伏组件及栏板光伏建材模块的尺寸采用建筑模数尺寸。
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2019
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