一种光伏融雪屋面系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，尤其是涉及一种光伏融雪屋面系统。


背景技术：

2.光伏组件通过其内部的太阳能电池经组件受光面太阳光照射后将太阳能转化为电能，随着光伏技术的跨越式发展以及太阳能电池材料的不断革新，光伏组件在转换效率和稳定性的提升方面取得了长足的进步，太阳能作为一种清洁能源是我国实现碳中和与碳达峰的必由之路，结合当前我国建筑领域节能低碳发展的迫切需求，太阳能 建筑物的组合方式具有广阔的市场前景，通过利用光伏组件组成的屋面系统，通过吸收太阳能转化为电能，用于生活用电以及为其他负载供电，已然可成为我国既有建筑改造的重要方向。
3.由于光伏组件的发电依赖于太阳光的照射，在我国北方的屋面架设光伏组件阵列时除需考虑太阳光照角度及时长等因素外，还要特别注意冬季降雪导致光伏组件受光面遮盖而无法发电的问题，针对该问题现有技术中如中国实用新型专利cn208173605u一种具有融雪功能的双玻晶体硅太阳能电池组件是通过在光伏组件的层叠机构中增加金属电热丝然后进行层压合片从而形成具有自发热功能的光伏组件，当光伏组件因积雪遮盖无法发电时金属电热丝发热进而融化积雪，该技术方案虽然能够解决光伏组件上积雪遮盖的问题，但是由于在光伏组件的层叠机构中加入金属电热丝再合片时对于层压工艺的要求较高，容易在光伏组件内部产生气泡或发生太阳能电池隐裂等问题，因此实际应用时产品良率较低。此外，现有技术如中国实用新型专利cn206712737u具有融雪功能的太阳能电池板组件则是通过在光伏组件上设置融雪剂喷洒系统从而通过喷洒融雪剂实现融雪的目的，但是该技术方案所喷洒的融雪剂也不可避免的会腐蚀光伏组件的受光面，长期使用更会导致光伏组件受损，因此实用性也比较差。现有技术中也有采取设置积雪清扫装置而实现光伏组件受光面积雪清理的目的，如中国发明专利cn111010081a一种快速融雪的太阳能屋面就是采用除雪装置上的毛刷清除积雪，该技术需要在屋面光伏组件上增加除雪装置一方面影响了光伏屋面系统的整体美观性，另一方面除雪装置的购买、安装和后期维护增加了光伏屋面系统的使用成本，且除雪装置仅在冬季使用利用率并不很高实用性也相对较差。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中屋面光伏组件冬季被积雪覆盖无法正常工作而现有技术对此提出的解决方案实用性相对较差的问题，提供一种光伏融雪屋面系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.提供一种光伏融雪屋面系统包括屋面以及设置在所述屋面上的多个依次串联的光伏组件，通过连接电缆与所述光伏组件依次相连的逆变器、储能系统和负载，还包括附着在一个或多个光伏组件的背光面上的加热单元，所述加热单元通过加热线缆与加热控制系统相连接，所述加热控制系统用于控制加热单元的工作状态。
7.通过在光伏组件的背光面上设置加热单元的方式实现在光伏组件的受光面被积雪覆盖无法正常工作时产生热量从而融化积雪的目的，其中加热控制系统能够控制加热单元的工作状态、加热时间以及调节温度，通过加热控制系统还可以调节加热单元工作的范围从而避免能源损耗。
8.进一步的，所述加热单元包括与加热线缆相连接的加热芯，所述加热芯设置在防护罩与光伏组件的背光面围合而成的腔室中，所述防护罩通过粘结胶与光伏组件的背光面相连接。
9.在加热芯的外侧增加防护罩能够有效防止加热芯受损避免水汽侵入而导致加热芯断路等问题，另外一方面加热芯设置在防护罩与光伏组件的背光面围合而成的腔室中并不与光伏组件相接处也能够在起到避免光伏组件受热而产生故障的问题发生。
10.优选的，所述加热单元还包括固定支架，所述固定支架至少有两个，分别设置于防护罩内的侧壁上并对向延伸支撑所述加热芯使加热芯与光伏组件的背光面之间形成间隙。
11.设置固定支架能够进一步在加热芯与光伏组件的背光面之间产生间隙，通过该缓冲距离避免加热芯与光伏组件的背光面直接接触。
12.优选的，所述防护罩上还开设有通孔，所述加热线缆穿过通孔与加热芯相连接。
13.加热线缆穿过通孔与加热芯相连接，将加热芯与外界接触的可能性降到最低，从而进一步避免了水汽入侵。
14.优选的，所述防护罩的内壁上涂覆有隔热涂层。
15.在防护罩内壁上涂覆隔热涂层能够有效避免加热芯产生的热量扩散的问题，从而使加热芯产生的热量更加集中的朝向光伏组件，进而提升融雪效果。
16.优选的，所述加热线缆为铂铑合金热电偶线。
17.优选的，所述加热芯为加热管或加热板。
18.当光伏组件为平面组件时，选择加热板为光伏组件融雪提供热量，加热板与光伏组件的贴合面更大；当光伏组件为曲面组件时，则选择加热管为光伏组件融雪提供热量，加热管与曲面光伏组件的贴合度更高。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1、通过在光伏组件的背光面增设加热单元的方式为光伏组件受光面的积雪融化提供热量，结构简单成本低，融雪效果好，实用性相比现有技术而言更强；
21.2、加热控制系统能够控制加热单元的工作状态、加热时间以及调节温度，通过加热控制系统还可以调节加热单元工作的范围从而避免能源损耗。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
23.图1是本实用新型实施例的侧视结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例的俯视结构示意图；
25.图3是本实用新型实施例中加热单元剖面结构示意图。
26.图中：
27.1、屋面，2、负载，3、光伏组件，4、逆变器，5、储能系统，6、连接电缆，
28.7、加热单元，7
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1、加热芯，7
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2、防护罩，7
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3、粘结胶，7
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4、固定支架，8、加热线缆，
9、加热控制系统。
具体实施方式
29.现在结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
30.如图1～3所示为本实用新型实施例提供的光伏融雪屋面系统，具体包括屋面1以及设置在所述屋面1上的多个依次串联的光伏组件3，光伏组件3可以是硅基或非晶硅组件，光伏组件3的形状可以为平面或者曲面，光伏组件3通过连接电缆6与逆变器4、储能系统5和负载2依次相连，其中逆变器4与每个光伏组件3相并联，用于将光伏组件3所产生的直流电转换成交流电，储能系统5则是用于存储经逆变器4转化后形成的电能并将该电能输送给用电负载2。
31.加热单元7附着在一个或多个光伏组件3的背光面上的，光伏组件3的受光面因被积雪覆盖所以光伏组件3无法正常工作，因此加热单元7附着在光伏组件3的背光面上一方面更加美观，另一方面可避免加热单元7因风吹雨打而导致老化。加热单元7包括与加热线缆8相连接的加热芯7
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1，加热芯7
‑
1可以采用加热管或加热板，当光伏组件3为平面组件时，选择加热板为光伏组件3融雪提供热量，加热板与光伏组件3的贴合面更大；当光伏组件3为曲面组件时，则选择加热管为光伏组件3融雪提供热量，加热管与曲面光伏组件3的贴合度更高。
32.加热线缆8穿过开设在防护罩7
‑
2上的通孔与加热芯7
‑
1相连接，加热线缆8可以是铝制电线、铜质电线，本实施例中选择铂铑合金热电偶线。为了防止防护罩7
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2上的通孔磨损加热线缆8，可以在防护罩7
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2上的通孔处设置胶圈。防护罩7
‑
2通过粘结胶7
‑
3与光伏组件3的背光面相连接，粘结胶7
‑
3可以是胶水、胶带、真空吸附物质等，本实施例中粘结胶7
‑
3使用胶带。
33.如图3所示，加热芯7
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1设置在防护罩7
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2与光伏组件3的背光面围合而成的腔室中，该腔室内的侧壁上设置有至少两个固定支架7
‑
4，两个固定支架7
‑
4对向延伸为加热芯7
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1提供支撑，从而使加热芯7
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1与光伏组件3的背光面之间形成间隙。此外，防护罩7
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2的内壁上还涂覆有隔热涂层，隔热涂层能够有效避免加热芯7
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1产生的热量扩散的问题，从而使加热芯7
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1产生的热量更加集中的朝向光伏组件3，进而提升融雪效果。
34.加热单元7通过加热线缆8与加热控制系统9相连接，加热控制系统9用于控制加热单元7的工作状态、加热时间以及调节温度，通过加热控制系统9还可以调节加热单元7工作的范围从而避免能源损耗。
35.本实用新型实施例所述的光伏融雪屋面系统工作过程是：
36.当积雪覆盖了设置于屋面1上的光伏组件3时，操作加热控制系统9，使加热单元7上的加热芯7
‑
1对光伏组件3进行加热，从而融化光伏组件3受光面上的积雪，使该光伏组件3可以正常发电。
37.若仅在屋面1上的少数光伏组件3上设置了加热单元7，那么当这些设置了加热单元7的光伏组件3能够正常发电后，可以通过加热控制系统9停止加热单元7上的加热芯7
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1的加热操作，其他被积雪覆盖的光伏组件3因太阳能电池被遮盖而产生热斑效应，致使该光伏组件3发热由此融化覆盖其上的积雪。
38.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。