一种太阳能光伏屋顶系统 【技术领域】
本发明涉及一种太阳能光伏系统产品，特别涉及一种太阳能光伏屋顶系统。
背景技术
太阳能光伏屋顶系统可以有效地利用建筑物屋顶，原地发电，原地使用，同时降低了墙面及屋顶的温升，减轻了建筑的空调负荷，降低了空调的能耗等诸多优点，成为建筑节能领域的重要技术之一，也是太阳能光伏应用的最重要的形式。而目前普遍应用的光伏屋顶系统是将太阳能光伏组件通过支架系统安装在已建好的建筑物屋顶上，系统成本高，且造成屋顶建筑材料的浪费。
【发明内容】
本发明为了克服现有光伏屋顶系统的劣势，而提供一种无需支架系统、防水、可再生的光伏屋顶，光伏构件寿命达25年以上，而屋顶的寿命远大于25年的低成本屋顶系统。此系统将太阳能光伏发电构件通过简单连接安装在屋顶上，不仅可为建筑提供电能，又具有良好的保温作用。光伏构件采用平面封装的电池组件，建筑物屋顶上先安装一种带连接部件的的防火防雨的建筑材板，材板上具有连接光伏构件的轨道，光伏构件通过轨道上的连接部件直接安装在屋顶上，安装时无需支架系统，安装方式简捷方便，成本低。本系统结构先进，施工方便快捷，无需支架系统，因而成本低，特别适合大型公共建筑屋顶使用。
本发明的技术方案为：
太阳能光伏屋顶系统，由保温层、带连接部件的建筑材板、太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、逆变器组成，在屋面横梁上的保温层上安装带连接部件的建筑材板，建筑材板之间相互扣接，将太阳能光伏构件通过连接部件安装在建筑材板的轨道上，各太阳能光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相连，再输出到负载供电或公共电网。若负载为直流则无须经过逆变器。
太阳能光伏构件，由衬底、太阳能电池元件、封装材料、盖板组装而成，将太阳能电池元件通过各种方式排列在衬底上的封装材料上，太阳能电池元件上放置封装材料封装，并引出正、负极接线，盖上盖板层压封装。
上述光伏构件通过建筑材板轨道上的连接部件直接安装在屋顶上。
安装方式：将上述光伏构件通过建筑材板轨道上的连接部件直接安装在屋顶上。发电电路通过接线槽，根据需要进行串或并联连接后，通过接线箱、控制系统和逆变器，为负载供电或输入到公共电网，若负载为直流则无须经过逆变器。其中屋顶系统正面也就是朝南向阳面，光照条件比较好，由晶体硅太阳能光伏构件组成，晶体硅太阳能光伏构件也就是太阳能光伏构件中的太阳能电池元件采用晶体硅太阳能电池；屋顶系统背面也就是朝北背阳面，光照条件差，因而可以采用非晶硅光伏构件也就是太阳能光伏构件中的太阳能电池元件采用非晶体硅太阳能电池，这样成本会大大降低；屋顶系统侧面也就是朝东、朝西面，光照条件一般，可采用同正面的结构或背面的结构。
本发明的有益效果是，太阳能光伏屋顶系统可以隔热、发电、防水、防火等；施工方便快捷，成本低，便于太阳能与建筑的一体化应用。
【附图说明】
图1为本发明的太阳能光伏构件结构示意图。
图2为本发明的所述带连接部件的建筑材板结构示意图。
图3为本发明的所述光伏构件同屋面的连接示意图。
图4为本发明的效果示意图。
图5为本发明的太阳能光伏构件连接电路图。
图6为本发明的控制系统原理方框图。
【具体实施方式】
结合附图对本发明作进一步的描述。
太阳能光伏屋顶系统，主要由保温层、带连接部件的建筑材板、太阳能光伏构件、接线箱、控制系统、逆变器组成，在屋面的横梁上的保温层上安装带连接部件的建筑材板，建筑材板之间相互扣接，将太阳能光伏构件通过连接部件安装在建筑材板的轨道上，各太阳能光伏构件串联和/或并联后分别与接线箱和控制系统相连，再与逆变器相连，再输出到负载供电或公共电网。若负载为直流则无须经过逆变器。
太阳能光伏屋顶系统效果如图4所示，连接电路如图5所示。
太阳能光伏构件，由衬底1、太阳能电池元件3、封装材料聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2、盖板4组装而成，将太阳能电池元件3通过各种方式排列在衬底1上的封装材料2上，太阳能电池元件3上放置封装材料2封装，并引出正、负极接线，盖上盖板4层压封装。衬底1选用钢化玻璃，盖板4也选用钢化玻璃。
太阳能光伏构件如图1所示，其制作按以下步骤进行：
1、衬底准备：下料、清洗；
2、焊接：太阳能电池元件、正极和负极引线焊接；
3、组合：将钢化玻璃衬底1上铺聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2，将太阳能电池片在EVA2上排列整齐，然后再并联上旁路二极管，焊接起来，在其上铺上聚乙烯醋酸乙烯酯EVA2、钢化玻璃4封装；
4、检测：进行外观、机械性能及电性能检测；
5、包装。
光伏构件通过建筑材板轨道上的连接部件直接安装在屋顶上，光伏构件同屋面的连接如图3所示。
接线箱是将各太阳能光伏构件之间的串或并联的接线输出，将太阳能各支路发电电力汇集成一路，为带保护装置的逆变器提供直流电力，可放于室内。
控制系统对系统工作状态进行控制，具备多种电路优化和保护功能。如跟踪最佳输出功率点、过载保护、防反充保护、超压关断、采集数据给终端界面：如LED显示屏、电脑等，可实现全自动控制、人机交互等功能。控制系统包括微电脑也就是单片机或DSP、电压传感器电路、电流传感器电路、温度传感器电路、A/D转换电路、D/A转换电路、数据处理电路、最大功率跟踪电路、键盘控制电路及液晶或LED显示电路，单片机或DSP分别与A/D转换电路、D/A转换电路、数据处理电路、键盘控制电路及液晶或LED显示电路相连，A/D转换电路又分别与电压传感器电路、电流传感器电路、温度传感器电路相连，D/A转换电路又与最大功率跟踪电路相连，数据处理电路再进行数据传输。控制系统包括微电脑也就是单片机或DSP，如图6所示，辅以各种电压传感器电路、电流传感器电路、温度传感器电路、A/D转换电路、D/A转换电路、数据处理电路、键盘控制电路及液晶或LED显示电路等外围电路，再烧录入实现各种功能的C语言或汇编语言的应用程序。使系统具备过载保护、防反充保护、超压关断等多种保护功能，提高系统工作可靠性和安全性。上述电路及软件应用程序都能从市场购买到，上述电路及软件应用程序还能使系统同时具备全自动控制功能，尤其是跟踪太阳能最佳输出功率功能，提高系统发电效率。键盘和显示屏可实现人机对话，提供给用户二次应用编程的功能。采用数据处理电路和无线数据传输模块可将采集数据传送给终端界面或远程控制中心，实现远程数据传输和远程控制。C语言或汇编语言的应用程序集成了各种应用模式和数学模型，提供用户一个完善的二次编程的应用平台。
逆变器将直流变成交流，给负载供电或送到公共电网，逆变器可安装在阁楼或楼梯间。选用合适的通用逆变器将太阳能的直流电变成交流给用电设备、电器供电，或采用适配的并网逆变器将太阳能的直流电逆变成与电网同频、同相、同电压等级的交流电送入公共电网，各种逆变器可安装在阁楼或楼梯间。各种功能类型的逆变器市场都有，根据需要购买相应功能的逆变器。
安装方式：上述光伏构件通过建筑材板轨道上的连接部件直接安装在屋顶上，完成后屋面连成一体。发电电路通过接线槽，根据需要进行串并联连接后，通过接线箱、控制系统和逆变器，为负载供电或输入到公共电网。其中屋顶系统正面也就是朝南向阳面，光照条件比较好，由晶体硅太阳能光伏构件组成；屋顶系统背面也就是朝北背阳面，光照条件差，因而可以采用非晶硅光伏构件，这样成本会大大降低；屋顶系统侧面也就是朝东、朝西面，光照条件一般，可采用同正面的结构或背面的结构。
实施例中光伏构件的连接电路只举了太阳能光伏构件串联连接电路如图5所示。当然还可以采用太阳能光伏构件并联，还有可以将太阳能光伏构件串并联都用。