具有太阳能安全发电功能的光电建材的制作方法

1.本实用新型涉及光电建材技术领域，尤指一种防水、防火、可承重、耐用及隔热，符合建材性能要求，且可配合自动喷淋装置，实现自动洒水冷却和屋面清洁的太阳能安全发电功能的光电建材。


背景技术：

2.目前的太阳光电模块的构成由前板玻璃、前乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate，eva)胶膜、晶硅太阳能电池、后eva胶膜、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，pet)背板，经组装层压后，加上铝合金型材边框，构成了传统的太阳光电模块产品。而双面玻璃模块则是将pet背板更换为玻璃背板。
3.目前市场上各类所谓建材一体型太阳光电(bipv，building integrated photovoltaic)的模块产品，在设计时仍然是以太阳光电发电为主要目的，其次才思考如何与现有建筑安装结合。其中，通过调整传统模块产品的短边框的形式，便于模块产品可以上下搭接的边框组件，搭配在模块的下方安装导水槽，将现有模块安装在导水槽上方，形成所谓的建材一体型太阳光电系统。实质上，这是属于建筑附加型太阳光电(building attached photovoltaic，bapv)的产品，无法真正取代屋顶。此类目前主要的应用模式，却被人们称呼为是bipv产品。但实际上这些修改型产品没有屋顶建筑材料需要具备的基本功能：防水、防火、可承重、耐用及隔热等基本要求。
4.另外，以陶土或复合材料成型的小型瓦片，每块瓦片大约装配2至6片太阳能电池，形成小尺寸的太阳光电瓦片，以代替传统的琉璃瓦或陶土瓦片，但仍是传统太阳能的高压直流系统，且每片串连，使用许多电源接头，易因风吹日晒雨淋而松脱甚至短路造成火灾。小型的太阳光电瓦片无法应用于大型低坡度屋顶，缺乏通用性，只能用于代替传统的琉璃瓦或陶土瓦片的屋顶，此类屋顶坡度较大(20至30％以上)，与一般低坡度的工业或商业屋顶(坡度约5至10％)无法搭配，难以应用在此类屋顶，且成本较高，每平方米安装容量小，约30至40瓦特/每平方公尺(w/m2)，难以保证投资效益。
5.然而在实际使用中发现，这些传统的建材一体型太阳光电产品或系统，均存在以下几个问题：
6.1、防水效果不佳。传统模块搭配导水槽的安装方式，无法形成封闭的屋顶结构，在大风大雨时，模块与导水槽间的缝隙仍然会漏水，无法从根本上阻止雨水的进入，从屋面结构体系上未形成封闭体系，无法防潮，难以阻止室外水气进入屋顶内部。
7.2、材料及结构不符合消防认证要求。传统模块的背板为有机材料，加上eva和电池，均为可燃材料，安装于屋顶内侧，存在着消防安全的隐忧，这样的产品和屋顶系统目前均无法通过消防验收标准。同样的双面玻璃模块因其背板为玻璃，依然无法满足防火材料要求。
8.3、不能承重。屋顶一般要求活荷载应不小于30公斤/平方公尺(kg/m2)，即人可以在屋顶上行走，便于屋顶检修。如彩钢瓦要求的活荷载标准为35kg/m2。但传统模块不能承
受人的重量，均布荷载只有考虑20kg/m2的风压力荷载。模块内部的结构也无法承受人在上行走的压力。因此，需要另外在屋顶安装或保留检修通道，造成屋顶面积利用率低，每平方米实际安装容量大约在100至120w/m2。
9.随着太阳光电分布式应用和屋顶太阳光电系统的高速发展，一般的模块产品改良技术无法达到屋顶防水、防火、可承重、耐用及隔热等方面的功能要求，难以符合屋顶建筑材料的需求。
10.现行的传统太阳光电模块电池均采用串联方式，当模块有阴影遮挡时，串联线路中被遮蔽的电池会由发电单元变为耗电单元，消耗其它电池产生的电力并发热，即所谓的热斑效应(hot spot effect)，严重时会达到高温引发火灾。
11.现行的传统太阳能发电直流引出线路均采用模块下方出线方式，即在太阳光电模块下方引出直流线路并进行连结，所有的连结头均暴露在太阳光电模块与屋面之间的空间内，容易形成高压直流电弧，易引发火灾。
12.现行的太阳能发电直流引出线路通过数十片太阳光电模块叠加成高压直流，直流电压可达到1,000伏特(v)或1,500v二个等级，从而导致屋顶铺装的太阳光电模块均处于一个高电压状态。高电压接头一旦松动或脱落，极容易形成高压直流电弧，直流电弧温度高达3000℃左右，极易引发屋顶火灾。
13.举例而言，现行的双面玻璃bipv太阳光电模块，其包括从上至下依次叠加的玻璃面板、高透光eva膜、多个太阳能电池片、隔紫外eva膜和背板玻璃；所述太阳能电池片呈多排多列均匀分布，太阳能电池片之间设有透光间隔；该技术采用eva膜来封装，防水及耐用性没有聚烯烃弹性体(polyolefin elastomers，poe)膜好，并且侧面的连接不便。eva形成的胶膜不能长期暴露于空气中，遇水后在数月内形成吸水分解和变黄，失去对太阳能电池的保护功能以及透光性能，黏结力也将大大降低。
14.又举例而言，现行的一种bipv模块，其包括正面玻璃、电池片和背面玻璃，整体一起层压成模块，电池片之间通过焊带连接，在bipv模块的每一片电池片背面增加一片和电池片大小和形状一致的彩色或黑白塑料板或塑料膜后，背面电池片原先的灰色和焊带、焊接面都被遮挡，不再直接裸露，该技术同样是连接不便，防水及耐用性不好。
15.再举例而言，现行的一种太阳光电瓦，其包括强化玻璃板和太阳能电池片，在强化玻璃板的两侧均设有凸起的折边，所述强化玻璃板和两侧的凸起的折边为一体结构，在强化玻璃板的上面间隔均匀的设有多排多行的太阳能电池片，每排每行太阳能电池片均间隔设有多个；该方案虽然两侧有连接端，但是该连接端是通过压块安装固定，安装不够牢固并且不易做好防水，同时此技术两边的电池没有通过壳体或是胶体封边，使用寿命短，容易被破坏。
16.现行的太阳光电模块系统安装在屋顶上极易受到鸟粪等及空气污浊造成累积灰尘污染，严重影响太阳光电模块发电效率。一般来说是待下雨或是派人清洗，但由于雨量经常不足以清洁屋顶，严重影响系统发电量，加上清洁人员不能踩踏，使清洁难度高且昂贵。
17.另外，由于传统模块有边框，在接近水平的屋面上(坡度约5至10％)沿屋面安装时，下侧边框会阻挡太阳光电模块表面雨水的顺畅流动，造成积水，雨水蒸发后，留下灰尘和结垢，形成对电池的遮挡，最终导致热斑效应和太阳光电模块故障。模块与模块之间采用对缝压铸件扣压安装，缝隙很大，一般模块间的缝隙在25至30毫米(mm)，不能形成连贯的坡
面，雨水也只能从每个模块间的缝隙流到模块下面的屋面瓦上或导水槽里，因而无法采用自动喷淋装置对其自动清洗。
18.现行的传统太阳光电模块：
19.1、皆使用双面胶或玻璃胶或金属扣件安装固定在彩色钢瓦上，并有间隙，当有强风进入间隙时便会造成严重的破坏。
20.2、传统太阳光电模块以及配套的支架及扣件仅仅只需支撑太阳光电模块的重量和风压，而无法再承受人员的踩踏及重量(同时容易造成隐裂)，故需另外保留维修通道，也容易形成强风进入的路径，造成严重的破坏。
21.3、在高纬度地区若为提高发电效率，安装时太阳光电模块和屋面留有倾角，这种安装方式更容易使强风进入造成破坏。


技术实现要素：

22.本实用新型具有太阳能安全发电功能的光电建材的光电建材，其采用金属背板形成一个覆盖建筑物外部的屋顶或墙面建材体系，加上太阳能发电层，共同构成一个优先满足建筑功能，同时充分发挥太阳能发电功能且安全的复合材料体系，即具有太阳能安全发电功能的光电建材，包括金属背板、玻璃板及太阳能电池。该玻璃板设置于该金属背板上方，且该太阳能电池通过胶膜固定于该金属背板与该玻璃板之间。其中，该金属背板具有固定该光电建材于建筑的固定部。
23.优选的，该金属背板为0.1mm至2mm厚的金属材料背板，其具备高刚性及高强度，承重能力可达70kg/m2以上，并符合建筑材料35kg/m2以上的要求。
24.优选的，该胶膜由自融流展后的黏胶形成，自融流展后的该黏胶与该金属背板和该玻璃板形成一个封边完整并且牢固的板体。该黏胶透明的poe/聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral，pvb)热熔胶，其具备低水气通过率及高体积电阻率，取代传统的eva封装材料，使封装效果更好。
25.优选的，该太阳能电池的数目为多数个，且该些太阳能电池之间的布线采用网状结构，从而避免因遮阴造成电池热斑效应进一步引发火灾的风险。其中太阳能电池之间的串联电路可采用如焊接线路或叠片黏结线路的制程串联，并联电路采用如导电薄膜带或转印导体的制程并联，从而形成安全可靠的无热斑的设计，并可适应不同外形尺寸的电池应用。
26.本实用新型还提供使用上述光电建材的安装结构，除如上所述的光电建材的各范例外，包括多数个相互搭接的该光电建材、防水盖板及自攻螺丝，其中，该光电建材的固定部与相邻的该光电建材的固定部搭接，并在该搭接处安装该自攻螺丝，通过该自攻螺丝将相互搭接的该些光电建材固定于建筑。
27.优选的，该光电建材的直流电路引出线采用上引出线，其中，该直流电路引出线就近穿过固定部的槽边孔，进入该防水盖板下方的封闭线槽内，通过安装于两片光电建材固定部搭接处的凹槽内，并与该防水盖板构成一个封闭的直流电缆封闭槽体，从而构成光电建材上方的出线方式，且该光电建材的直流电路采用安全低压技术，该光电建材的直流电压始终低于48v的安全等级，避免接头一旦松动或脱落暴露在外，容易形成高压直流电弧引发火灾的风险。
28.优选的，该玻璃板与该防水盖板的凸缘之间更设置有防水密封条，其除了固定防水盖板也达到密封的作用，且可阻挡外部的雨水进入搭接处。
29.优选的，上下方向的光电建材安装时，搭接处为上方的光电建材覆盖下方的光电建材，在搭接处上无任何障碍自然形成由上而下的宽广水道，使得雨水可顺畅往下流动，也可避免雨水进入搭接处，更可于上下两片光电建材的搭接处间设置防水密封条，使得雨水无法进入搭接处，在接近水平的屋面达到防水的效果。
30.优选的，光电建材的金属背板在搭接处更设有至少一加强筋凸(stiffening rib)，可加强金属背板在搭接处的刚性避免变形，同时也可垫高上方的光电建材使雨水流动顺畅，并使灰尘更不易残留。
31.优选的，光电建材安装后，再在屋脊或高处安装有自动喷淋装置，用于自动清洁屋面。同时在屋面温度较高时给屋面进行降温，或者由于室内空气温度需要，为屋面降温，间接降低室内温度。
32.优选的，进一步将自动喷淋装置设置于光电建材的周边相邻的高处上，具体为屋脊的高处上，采用花洒在屋面旋转喷水，另外一种型式也可采用在管道上打孔，喷射水柱的方式，对光电建材直接形成雨淋流水效果，清洁受积灰及鸟粪等污染的采光发电区，提升发电效率同时又降低屋面温度。
33.在屋面低处设置有回收水排水沟，回收后集中到更低的屋面下方蓄水池内，蓄水池内设有水泵，将水抽至屋脊/高处水管内进行喷淋洒水，形成喷淋洒水、清洁冷却、尾水汇集、水泵加压、抽至屋脊/高处水管内，如此反复循环利用。
34.优选的，水槽内有过滤系统，屋面杂物可先过滤后再进入水泵。
35.优选的，水泵的电气控制通过智能控制系统，根据屋面温度、室内温度和发电模拟预测，进行程序设计控制，从而实现智慧控制管理，无需人为专门操作。
36.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
37.相较于现有技术，本实用新型能通过金属背板及/或胶膜等而使本身即可作为建筑材料使用且安装简便、快速，并可符合防水、防火、可承重、耐用及隔热等建筑性能要求。该自动喷淋装置与光电建材，构成了一个智能屋顶发电系统，代替了传统的建筑材料，也代替了传统的屋面瓦上覆盖安装太阳光电模块的系统，实现了屋面建材与太阳光电真正的一体化，实现了智慧发电、防水、防火、可承重、耐用及隔热的安全光电屋顶。
38.相较于现有技术，本实用新型是一体成型的光电建材，已采用金属背板形成一个覆盖建筑物外部的屋顶或墙面建材体系，加上太阳能发电层，共同构成一个优先满足建筑功能，同时充分发挥太阳能发电功能的复合材料体系，即具有太阳能发电功能的光电建材，包括金属背板、玻璃板及太阳能电池，该玻璃板设置于该金属背板上方，且该太阳能电池通过胶膜固定于该金属背板与该玻璃板之间。其中，该金属背板具有固定该光电建材于建筑的固定部，这种结构完全没有间隙、维修通道及倾角，杜绝强风进入间隙造成的破坏。
39.除上述光电建材的特征外，本实用新型提供辅助装置：
40.1、利用机翼反向(reverse wing)装置，安装在主结构上，可以在强风的情况下增加建筑物的下压力量，防止强风破坏光电建材构成的屋顶。或利用多数个风力发电机，在屋顶上边缘成数组型排列，形成风墙结构吸收部分风能，降低风速减少对屋顶的破坏。
41.2、利用扰流板原理安装多数个桥架在屋顶上边缘或屋顶上，当强风经过桥架时形
成乱流破坏风场，减少对屋顶的破坏力。
42.3、利用扰流板原理安装桥架在屋脊上，当强风经过屋脊桥架时形成乱流破坏风场，减少对屋顶的破坏力。
附图说明
43.图1是本实用新型的光电建材的俯视图；
44.图2是本实用新型的光电建材的背视图；
45.图3-1是本实用新型的光电建材的b至b’剖面线的背板截面示意图；
46.图3-2是本实用新型的光电建材的a至a’剖面线的背板截面示意图；
47.图3-3是本实用新型的光电建材的c至c’剖面线的背板截面示意图；
48.图3-4是本实用新型的光电建材的固定部与防水盖板示意图；
49.图4是本实用新型的光电建材的剖面局部示意图；
50.图5是本实用新型的光电建材的太阳能电池的排布示意图；
51.图6是图5中的m的局部放大示意图；
52.图7-1是本实用新型的光电建材的安装结构的示意图；
53.图7-2是本实用新型的光电建材的固定部搭接示意图；
54.图8-1是本实用新型的光电建材在安装时的搭接示意图；
55.图8-2是本实用新型的光电建材在安装后水流经过光电建材f至f’剖面线示意图；
56.图9是使用本实用新型的光电建材的系统发电时的系统示意图；
57.图10-1是本实用新型的雨水自动收集喷淋系统示意图；
58.图10-2是本实用新型的屋脊处水管安装示意图；
59.图11-1是本实用新型在屋顶上的抗强风辅助装置示意图；
60.图11-2是本实用新型在屋顶上的抗强风辅助装置的g至g’剖面线的截面示意图；
61.图12是本实用新型在新建物屋顶安装抗风的机翼反向装置和桥架示意图；
62.图13是本实用新型在旧建物屋顶外加安装抗风的机翼反向装置和桥架示意图；
63.图14是本实用新型在屋顶安装抗风的机翼反向装置示意图；
64.图15是本实用新型在屋顶安装抗风的水平轴风力发电机和屋顶下缘的桥架的示意图；
65.图16是本实用新型安装抗风的水平轴风力发电机示意图；
66.图17是本实用新型安装抗风的直立轴风力发电机示意图；
67.图18是本实用新型在屋顶安装多数个风力发电机构成风墙示意图。
具体实施方式
68.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本实用新型保护的范围。
69.请参考图1，其为本实用新型的光电建材1的俯视图。本实用新型的光电建材1可包括金属背板10、玻璃板11、太阳能电池12及如图4所示的胶膜13，其中金属背板10及玻璃板
11为防火或不燃材料。如上所述的金属背板10可为厚度大于或等于0.1mm且小于或等于2mm的金属背板10，以承载外界通过玻璃板11所施加的绝大部分范围力，从而避免先前技术采用的有机材料或玻璃所造成易破裂的问题，且可代替钢板建材。
70.本实用新型使用的金属背板10可为镀铝锌钢板、镀锌钢板、不锈钢板、彩钢板、铝镁合金板、铝合金板、铝镁锰合金板等。另外，金属背板10可具有固定于建筑6的固定部101。固定部101的形状可为w形、v形或其组合，且背板10与固定部101可为一整体，并一体成型。以图2、图3-1、图3-2及图3-4为例，光电建材1的相对两侧边可分别具有v形固定部1010及w形固定部1011，搭接方式如图7-2所示。
71.本实用新型使用的太阳能电池12可为常规的单晶硅电池、多晶硅电池、背面射极钝化(passivated emitter rear contact，perc)电池、硅基异质接面(heterojunction with intrinsic thin layer，hit/hjt)电池、全背电极接触(interdigitated back contact，ibc)电池、铜铟镓硒(copper indium gallium selenide，cigs)电池、薄膜微晶硅电池、钙钛矿电池等各类太阳能电池。
72.本实用新型使用的玻璃板11，可为普通的超白玻璃、纳米涂层的太阳能玻璃、无机结合有机的复合超薄玻璃、反射红外光线的镀膜玻璃、或耐候性超过20年的复合透明材料。
73.本实用新型使用的胶膜13，可为特制的poe膜，pvb膜，poe结合pvb的复合膜、或poe结合pvb与减反射红外线频谱的复合膜。
74.如上所述的太阳能电池12可通过胶膜13固定于金属背板10与玻璃板11之间。胶膜13可自太阳能电池12的该上表面上方沿该侧面延伸至金属背板10的表面，而一部分胶膜13位于太阳能电池12与玻璃板11之间。且如图4所示，胶膜13可沿该侧面延伸至金属背板10的表面以使太阳能电池12受胶膜13围绕，或者胶膜13可沿该侧面延伸至金属背板10未受太阳能电池12遮盖处的金属背板10上，以使胶膜13将太阳能电池12紧固于金属背板10上。胶膜13可由自融流展后的黏胶形成，自融流展后的该黏胶与金属背板10和玻璃板11可形成一个封边完整并且牢固的板体。在太阳能电池12有从胶膜13引线出来的情况下，胶膜13可至少与金属背板10形成将除了与外部连接的开口以外的部分封边完整的板体，即太阳能电池12可由该开口引线至外界。另外，该胶膜13可为透明的poe/pvb热熔胶。
75.本实用新型可通过对poe/pvb进行交联反应，以提高材料的耐热温度，因此造成永久变形减小、拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。通过交联后的poe/pvb具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能。poe/pvb胶膜最大的优势就是低水气通过率和高体积电阻率，保证了光电建材1在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使其能够长效使用，使用寿命至少25年。具体地说，以poe/pvb胶膜封装的光电建材1，相对以eva胶膜封装者性能优越的表现为：
76.1、poe胶膜是乙烯和辛烯的共聚物，是饱和脂肪链结构，且分子链中叔碳原子(tertiary carbon atom，又称三级碳原子)较少，表现出良好的耐候性、耐紫外老化性能，优异的耐热、耐低温性能，因此poe胶膜具有比eva胶膜更好的耐老化性。pvb是用于防火防弹安全玻璃生产的中间夹层胶膜，具有悠久历史，优异的热固性、热稳定性和黏接性能。
77.2、通过对poe/pvb进行光接枝极性单体、等离子体表面处理或反应性接枝改性等改性方法，提高poe/pvb胶膜与玻璃板11、金属背板10等材料的黏结力，具有优良的接口黏结性能。
78.3、poe/pvb胶膜具有更低的水蒸气通过率，内聚力更大，更加适用于建材一体型模块，玻璃板11与金属背板10结合是本实用新型的研发结果。可使生产的建材一体型模块不需要封边，同时使用寿命更长。
79.如图5所示，若太阳能电池12的数目为多数个，则该些太阳能电池12之间的布线采用网状结构。网状结构布线可采用串并联网状结构，例如串联线路的基础上再作并联线路。举例而言，若该些太阳能电池12之间形成矩形网状连接，则除角落的太阳能电池12以外，其它各太阳能电池12至少连接三个以上太阳能电池12，若该些太阳能电池12之间形成其它形状的网状连接，则绝大部分各太阳能电池12至少连接三个以上太阳能电池12。如图5所示的放大处m及其放大的图6所示，形成网状连接的该些太阳能电池12可以电池背部连接线121或电池前端连接线120至少一线连接。本实用新型的太阳能电池12布线通过采用网状结构而非传统的串连结构布线，电池背部连接线121可采用其一的导电薄膜带或转印导体等制程连接，从而确保绝大多数电池可以有三条以上引出电流的线路，避免了遮阴所造成的负载发热(即热斑效应)。
80.另外，玻璃板11可为具有增加透光的一奈米涂层的超白玻璃，即自洁防滑高硬度超薄透光玻璃(该设计符合《晶体硅光伏组件用减反射镀膜玻璃技术要求》，标准编号为semi pv47-0513)，其表面经过压花、强化、并高温喷涂奈米涂层，即增强了透光率达到95％左右，又具有自洁功能和防滑功能。本实用新型的玻璃板11并非使用现有技术的太阳光电模块所用的压花超白玻璃。因此，本实用新型通过使用玻璃板11而具有以下功效：
81.1、提高透光率：奈米级光学涂层技术能使超白玻璃的透光率增加3至5％，从而增加光电建材1的输出功率。
82.2、自清洁功能强：奈米级无机氧化硅涂层能长期保持美观，长期发挥自清洁作用；超亲水特性无需人工清洗，利用雨水自洗，在下雨的情况下就能使污染物脱落。
83.3、增强防刮划硬度：强化后可以达到3h硬度防刮划效果。
84.4、涂敷的涂层具有高化学稳定性，高热稳定性，耐高温急变，耐老化，耐酸碱侵蚀，帮助太阳能玻璃长期在户外应用仍然保持稳定的增透防污性能。
85.本实用新型另提供一种光电建材1的安装结构，如图7-1、图7-2及图8-1所示，并参照图1至图3-4，其包括多数个相互搭接的光电建材1、防水盖板9及自攻螺丝7，其中，光电建材1的固定部101与相邻的另一片光电建材1的固定部101搭接，并在该搭接处安装自攻螺丝7，通过自攻螺丝7将相互搭接的该些光电建材1固定于建筑6。例如图2、图3-1、图3-2、图7-2所示，将光电建材1的直流电路引出线穿过v形固定部1010的圆形孔10101，再由上往下把v形固定部1010搭接至相邻的另一片光电建材1的w形固定部1011，此时直流电路引出线可同时通过v形固定部1010的圆形孔10101及w形固定部1011的u形孔10111而不会造成干涉。举例而言，固定光电建材1于建筑6之处可为屋顶面的檩条结构。另外，本实用新型通过采用自攻螺丝7与屋面檩条连结而非压块安装固定或穿透式螺栓连结，故安装光电建材1时只需站在屋面上而以单个施工面进行安装。
86.如图3-4、图7-1所示，防水盖板9可设置有内凹的卡合槽，并在该卡合槽两侧开设有向外延伸的凸缘91，该卡合槽安装于该些v形固定部1010与w形固定部1011搭接处的上方，位于该卡合槽的两侧的凸缘91分别固定于相邻的该些光电建材1的玻璃板11。另外，玻璃板11与防水盖板9的凸缘91之间更设置有防水密封件8，例如防水密封条。再者，防水盖板
9可独立于光电建材1外，以方便更换，且可采用不同颜色的各种材质或不同颜色的金属材质，例如用黄色标示有电线通过或用鲜明警示色标明危险区域。
87.光电建材1的直流引出线可就近穿过v形固定部1010的圆形孔10101，进入防水盖板9下的封闭线槽内，通过安装于w形固定部1011的u形孔10111与v形固定部1010搭接处的凹槽内，并与防水盖板9构成一个封闭的直流电缆封闭槽体(图7-1中防水盖板9下的封闭线槽)，从而构成了上出线方式，以减少发生火灾的风险。
88.如图7-1、图8-1及图8-2所示，多数个光电建材1的v形固定部1010和横向相邻另一片光电建材1的w形固定部1011上下搭接后，上面再用防水盖板9封盖。防水盖板9与玻璃板11搭接，搭接处采用防水密封件8。本实用新型通过采用光电建材1的v形固定部1010和w形固定部1011的上下搭接与建筑6结构的链接可具有防水简易可靠、易于安装使用、容易更换等功效。光电建材1安装完成后，在屋面呈现的仅为自洁防滑高硬度超薄透光玻璃面和防水盖板9，大大提高了光电建材1的耐候性、自洁性能、封闭性能、防水性能。同时，多数个光电建材1在上下方向搭接处无任何障碍，自然形成由上往下的宽广水道，雨水流动顺畅并将光电建材1表面的灰尘带走不残留。
89.如图1、图2及图3-3所示，本实用新型的光电建材1的金属背板10在搭接处更设有至少一加强筋凸102，可加强金属背板10在搭接处的刚性避免变形，同时也可垫高上方的光电建材1使雨水流动顺畅，灰尘更不易残留。其中，加强筋凸102的高度可不高于防水密封件8的厚度，使上下的两片光电建材1仍可顺利搭接。
90.举例而言，如图9所示，光电建材1搭配微型的交流直流转换控制器5(micro inverter)使用后，光电建材1即可代替传统的彩钢瓦又具备太阳光电发电功能。通过光电建材1的正面层耦合的太阳能电池12产生不高于48v的安全直流电，直流电再通过光电建材1下搭配的微型的交流直流转换控制器5，将直流电转换为220v或380v的交流电，并接入建筑内电力系统，实现发电功能。另外，太阳能发电的直流线路采用安全低压技术，光电建材1的电压始终低于48v的安全等级。
91.综上所述，本实用新型通过金属背板10而至少具有提高承重以用于建筑材料且耐用的功能。另外，本实用新型还具有封装的胶膜13耐老化、耐臭氧及耐化学介质等功效。再者，本实用新型更具有避免遮阴所造成的负载发热、保持稳定的增透防污性能、便于安装、防水简易可靠、易于安装使用、容易更换、雨水流动顺畅等功效。
92.本实用新型的光电建材1在安装后可在屋脊或高处加装自动喷淋装置，用于自动清洁屋面。本实用新型的自动喷淋装置可采用喷头33如花洒在屋面旋转喷水或在管道上打孔，喷射水柱，对光电建材1直接形成雨淋流水效果，清洁了采光发电区，增加发电效率，也降低了屋面温度。
93.如图10-1及图10-2所示，本实用新型的光电建材1的安装结构还可加装屋面雨水收集单元或其系统，以实现雨水的自动收集。在屋面低处设置有一雨水回收装置(例如回收水排水沟37)，回收后集中到更低的屋面下方蓄水池31内，蓄水池31内设有水泵38，将水抽至屋脊/高处的水管32内经过搭配一屋脊盖板34的喷头33进行喷淋洒水，形成喷淋洒水、清洁冷却、尾水汇集、水泵加压、抽至屋脊/高处的水管32内，以提供自动喷淋装置重复喷洒水流，如此反复循环利用。蓄水池31内有一过滤系统35，以过滤水流中含有的屋面杂物后再进入水泵38。若长久未下雨，蓄水池31可连接一公共自来水36。
94.水泵38的电气控制可通过智能控制系统，并通过对屋顶下部空间温度探测控制，根据屋面温度、室内温度和发电模拟预测，进行程序设计控制，自动启动屋脊喷淋系统，在屋面温度较高时或由于室内空气温度需要，为屋面进行降温，间接降低室内温度，实现智能控制管理，无需人为专门操作。
95.该自动喷淋装置与光电建材1共同构成了一个智能屋顶发电系统，代替了传统的建筑材料，也改善了传统太阳光电模块在屋顶上覆盖安装的bapv系统，实现了真正的bipv建材一体化太阳光电，完成防水、防火、可承重、耐用及隔热的智慧光电屋顶。
96.本实用新型的抗强风辅助装置如图11-1、11-2、12及13所示，将辅助设施的机翼反向装置(reverse wing device)23安装在主结构21的直立梁柱22上，可以安装2层机翼反向装置23并可分段链接在主结构21的下缘。图12为新建物包含主结构21及直立梁柱22的设计结构所安装机翼反向装置23的方式。如图13所示，若是旧建物包含主结构21及直立梁柱22的设计结构，可以使主结构21及直立梁柱22另外延伸以安装机翼反向装置23。同理也可在建筑物另一侧安装此装置。此装置也同时具有屋顶安全栏杆的功能。
97.本实用新型的抗强风辅助装置如图12为图11-2所示的结构局部放大图，可以在主结构21下缘安装桥架24(用来放置交流直流转换控制器5及线材，避免高温灸烤)，此桥架24凸出安装于光电建材1之上，正好符合扰流板原理，在强风下凸出的桥架24会增加空气的阻力，降低风速增加屋顶的压力，减少光电建材1的破坏。
98.本实用新型在屋顶安装抗风的机翼反向装置如图14所示，其原理是一种空气动力装置把机翼上下相反安装以产生向下力量(down force)，并作用在屋顶的建筑结构上。当强风以v的速度吹过屋顶，对屋顶会产生升力(uplift force)欲破坏屋顶，但同时该强风经过机翼反向装置23之际，机翼反向装置23也产生向下力量作用在屋顶结构以保护住屋顶，以达到屋顶建物抗强风的目的。其公式为“d＝1/2w h fρv
2”，各字母意义整理如下。
99.d：向下力量(down force)，si单位为newton；
100.w：翼展(wing span)，si单位为meter；
101.h：翼的厚度(chord of wing)，si单位为meter；
102.f：升力系数(lift coefficient)；
103.ρ：空气密度(air density)，si单位为kg/m3；
104.v：风速(wind velocity)，si单位为m/sec。
105.如图15所示，本实用新型的抗强风辅助装置也可以在相同位置用如图18所示的多数个风力发电机26所组成的风墙27来取代，当强风吹过风墙27后，其风速大幅降低，以避免破坏光电建材1，同时构成风墙27的风力发电机26又可以产生电力增加收益。风力发电机26至少可被分为如图16所示的安装抗风的水平式风力发电机或如图17所示的安装抗风的直立式风力发电机所绘示的结构。
106.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。