一种装配式光伏组件以及光伏屋面的制作方法

1.本实用新型涉及装配式建筑技术领域，特别是涉及一种装配式光伏组件以及光伏屋面。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们日常生活中的电量使用增加，为了减少环境污染，坚持环保理念，现有的建筑中越来越多的采用无污染、能量高的光伏发电技术；光伏发电也称作太阳能发电，是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，这种技术的关键元件是要在阳光照射的地方设置太阳能电池板进行光能吸收，在一般的建筑中，往往将太阳能电池板设置在屋顶、阳台等一些空旷的区域。
3.但是，目前的建筑屋面的建筑功能与光伏组件的发电功能相互是独立的，所以在建筑上安装了光伏组件后，对建筑表面的使用和维修造成影响，可能因为建筑屋面的使用寿命与光伏组件的使用寿命不同，导致维修难度增加，维修次数增加，甚至缩短建筑上安装光伏组件的表面的使用寿命。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种装配式光伏组件以及光伏屋面，旨在解决现有的光伏组件没有与建筑表面良好结合导致影响建造表面的使用寿命的问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种装配式光伏组件，其中，包括固定支撑架、第一约束块、第二约束块、光伏板、连接件和固定套件，所述固定支撑架设于安装面上；所述第一约束块设于所述固定支撑架上，所述固定支撑架沿垂直于所述安装面的方向锁死所述第一约束块；所述第二约束块设于所述固定支撑架上所述固定支撑架沿平行于所述安装面的方向锁死所述第二约束块；所述第二约束块上形成有过孔；所述光伏板设于所述第二约束块上；所述连接件一端设于所述第一约束块上，另一端沿垂直于所述安装面的方向贯穿所述过孔；所述固定套件与所述连接件连接，用于将所述光伏板压向所述第二约束块。
8.所述的装配式光伏组件，其中，所述固定支撑架包括接触部，以及对称分布于所述接触部两侧的、依次头尾连接的第一支撑部、第一平台部、倾斜部、第二平台部和第二支撑部，所述接触部的截面形状为圆形，用于嵌套和固定所述第一约束块；所述第一支撑部所在的平面和所述第二支撑部所在的平面均与所述安装面垂直；所述第一支撑部用于支撑所述接触部；所述第二支撑部和所述倾斜部用于支撑所述第二平台部；所述第二平台部用于承载所述第二约束块，并且所述第二支撑部与所述第二约束块固定；和/或，所述接触部、所述第一支撑部、所述第一平台部、所述倾斜部、所述第二平台部和所述第二支撑部一体成型。
9.所述的装配式光伏组件，其中，所述固定支撑架还包括与所述第二支撑部连接的
安装部；所述装配式光伏组件还包括第一固定件，所述第一固定件安装在所述安装部上，用于将所述固定支撑架固定在所述安装面上。
10.所述的装配式光伏组件，其中，所述固定支撑架为镀锌铝镁高强钢支撑架。
11.所述的装配式光伏组件，其中，所述第一约束块包括第一夹持部和第一连接部，所述第一夹持部用于夹持所述固定支撑架，所述第一连接部上形成有连接孔，所述连接孔用于连接所述连接件；所述第二约束块包括第二连接部和第二夹持部，所述第二连接部的中线位置形成所述过孔，所述过孔正对所述连接孔设置；所述第二夹持部延伸至所述固定支撑架的两侧，用于夹持所述固定支撑架；和/或，所述装配式光伏组件还包括第二固定件，所述第二固定件设于所述第二夹持部上，用于与所述固定支撑架连接，以固定所述第二约束块。
12.所述的装配式光伏组件，其中，所述固定套件包括压块和保护盖板，所述压块与所述连接件背离所述固定支撑架的一端连接，并且所述压块的边缘延伸至所述光伏板的顶面上，用于压紧所述光伏板；所述保护盖板盖设在所述压块上；和/或，所述压块为铝合金压块；和/或，所述保护盖板为铝合金盖板。
13.所述的装配式光伏组件，其中，所述固定套件还包括若干个缓冲件，所述缓冲件设于所述保护盖板和所述压块之间；其中，所述缓冲件包括橡胶块、合成树脂块、海绵块、弹簧中的一种或多种。
14.所述的装配式光伏组件，其中，所述保护盖板包括弧形顶部和设于所述弧形顶部朝向所述压块的一侧的卡紧部；所述压块上设有凸起部，所述凸起部与所述卡紧部卡接，用于将所述保护盖板预固定在所述压块上。
15.所述的装配式光伏组件，其中，所述保护盖板还包括与所述连接件连接的z型连接块；所述装配式光伏组件还包括第三固定件，所述第三固定件安装在所述弧形顶部上，与所述z型连接块连接，用于将所述保护盖板固定在所述连接件上。
16.本实用新型还公开了一种光伏屋面，其中，包括如上任一所述的装配式光伏组件。
17.与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：
18.本实用新型公开的装配式光伏组件通过安装固定支撑架在安装面上作为支撑，将连接零部件和光伏板等结构撑起，脱离安装面，减少对安装面造成损耗；并且，同时设置第一约束块和第二约束块，将连接件固定在固定支撑架上，使连接件沿垂直和平行于安装面的方向都保持锁死状态，从而稳定连接在固定支撑架上；在连接件的端部连接固定套件，从而套件也可以保持稳定，并且套件挤压光伏板，与支撑光伏板的第二约束块形成相对的挤压力，相当于夹持住光伏板，以实现对光伏板的固定；因此，本实用新型中实现了牢固且稳定地将光伏板固定在安装面上，将装配式光伏组件与安装的建筑表面进行结合，在正常进行光伏发电的同时还对安装面进行遮挡和保护，增加安装面的使用寿命；而且，装配式光伏组件与安装面的使用寿命保持相同时，还可以增加屋面发电效益。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动
的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型中装配式光伏组件与安装面组装的截面图；
21.图2为图1中a处的局部放大图；
22.图3为本实用新型中固定支撑架的结构示意图；
23.图4为本实用新型中第一约束块的结构示意图；
24.图5为本实用新型中第二约束块的结构示意图；
25.图6为本实用新型中固定套件的结构爆炸图。
26.其中，100、安装面；200、固定支撑架；210、接触部；220、第一支撑部；230、第一平台部；240、倾斜部；250、第二平台部；260、第二支撑部；270、安装部；300、第一约束块；310、第一夹持部；320、第一连接部；321、连接孔；400、第二约束块；410、第二连接部；420、第二夹持部；500、光伏板；600、连接件；700、固定套件；710、压块；711、凸起部；720、保护盖板；721、弧形顶部；722、卡紧部；723、z型连接块； 730、缓冲件；800、第一固定件；900、第二固定件；1000、第三固定件。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。
28.现有技术中，装配式建筑正逐步取代传统建筑成为未来建筑的发展方向，其具有的施工工期短、工厂化程度高等优点，一直被人们所推崇，而光伏屋顶刚好契合装配式建筑的施工方式，因此装配式光伏屋顶被广泛应用，在传统的装配式光伏组件装配的过程中，是直接在建筑原有的表面上附着式安装光伏太阳能板，称为太阳能光伏建筑一体化(building attachedphotovoltaic，简称bapv)。此安装方法屋面的建筑功能和光伏组件的发电功能是独立的，甚至存在使用年限的矛盾，没有将光伏和建筑很好的结合。
29.参阅图1和图2，本实用新型申请的一实施例中，公开了一种装配式光伏组件，其中，包括固定支撑架200、第一约束块300、第二约束块400、光伏板500、连接件600和固定套件700，所述固定支撑架200设于安装面 100上；所述第一约束块300设于所述固定支撑架200上，所述固定支撑架 200沿垂直于所述安装面100的方向锁死所述第一约束块300；所述第二约束块400设于所述固定支撑架200上所述固定支撑架200沿平行于所述安装面100的方向锁死所述第二约束块400；所述第二约束块400上形成有过孔(附图中未标出)；所述光伏板500设于所述第二约束块400上；所述连接件600一端设于所述第一约束块300上，另一端沿垂直于所述安装面100 的方向贯穿所述过孔；所述固定套件700与所述连接件600连接，用于将所述光伏板500压向所述第二约束块400。
30.本实施例公开的装配式光伏组件通过安装固定支撑架200在安装面100 上作为支撑，将连接零部件和光伏板500等结构撑起，脱离安装面100，减少对安装面100造成损耗；并且，同时设置第一约束块300和第二约束块 400，将连接件600固定在固定支撑架200上，使连接件600沿垂直和平行于安装面100的方向都保持锁死状态，从而稳定连接在固定支撑架
200上；在连接件600的端部连接固定套件700，从而套件也可以保持稳定，并且套件挤压光伏板500，与支撑光伏板500的第二约束块400形成相对的挤压力，相当于夹持住光伏板500，以实现对光伏板500的固定。
31.因此，本实用新型中通过简单的构件配合，实现了牢固且稳定地将光伏板500固定在安装面100上，将装配式光伏组件与安装的建筑表面进行结合，在正常进行光伏发电的同时还对安装面100进行遮挡和保护，增加安装面100的使用寿命；而且，装配式光伏组件与安装面100的使用寿命保持相同时，还可以增加屋面发电效益。
32.如图3所示，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述固定支撑架 200包括接触部210，以及对称分布于所述接触部210两侧的、依次头尾连接的第一支撑部220、第一平台部230、倾斜部240、第二平台部250和第二支撑部260，所述接触部210的截面形状为圆形，用于嵌套和固定所述第一约束块300；所述第一支撑部220所在的平面和所述第二支撑部260所在的平面均与所述安装面100垂直；所述第一支撑部220用于支撑所述接触部210；所述第二支撑部260和所述倾斜部240用于支撑所述第二平台部 250；所述第二平台部250用于承载所述第二约束块400，并且所述第二支撑部260与所述第二约束块400固定。
33.本实施例中公开的固定支撑架200的截面整体呈“m”形，在中间位置设置接触部210和第一支撑部220，若第一约束块300产生背离安装面100 方向的移动趋势时，两侧的倾斜部240提供的支撑力倾斜朝向安装面100，即可以抵抗第一约束块300的作用力，使第一约束块300无法移动；若第一约束块300产生朝向安装面100方向的移动趋势，安装面100上的第一支撑部220则会提供支撑力，防止第一约束块300碰撞到安装面100；所以实现了对第一约束块300沿垂直于安装面100的方向锁死的效果。
34.特别的，本实施方式中公开的接触部210的截面形状为圆形，即立体形状为筒状，第一约束块300嵌套在接触部210上，从接触部210上背离安装面100的上侧延伸到朝向安装面100的下侧，当第一约束块300有远离安装面100的趋势时，接触部210的下侧产生阻挡，使第一约束块300 保持原位，无法移动，实现锁定。这样的可拆卸连接方式安装和更换都很方便，而且连接牢固，可承受的拉力大，不易解体。
35.其次，设置第一平台部230在安装面100上，增加固定支撑架200与安装面100的接触面积，使固定支撑架200安全地承载第一约束部、第二约束部、光伏板500等结构，同时保护安装面100，防止因长期的压力集中而损坏安装面100。
36.还有，设置倾斜部240形，与安装面100、第二支撑部260成类似三角形的架构，从而增强第二平台部250的稳定，使第二平台部250稳定地承载第二约束块400，以及第二约束块400上的光伏板500。第二平台部250 优选的沿平行于安装面100所在的平面延伸，从而使第二约束块400和光伏板500都可以保持沿平行于安装面100所在的平面放置，在使用过程中保持稳定，而且与安装面100平行，便于规则、紧密地设置多块光伏板500，提高建筑表面单位面积的装机率。
37.再有，设置第二支撑部260支撑第二平台部250的另一侧，同时形成固定支撑架200两侧的侧壁，将第二约束块400延伸到对称的两个第二支撑部260表面上，并进行固定，从而形成环抱式结构，当第二约束块400 产生平行于安装面100方向的运动趋势时，第二支撑部260可以进行阻挡，从而沿平行于安装面100的方向锁死第二约束块400。
38.最后，本实施例中公开的连接件600同时连接第一约束块300和第二约束块400，在
固定支撑架200同时锁死第一约束块300和第二约束块400 的情况下，连接件600的位置也被固定住，同样与连接件600连接的固定套件700也被固定住，所以在安装光伏板500后，装配式光伏组件的整体结构牢固，位置稳定，可以与安装面100良好结合，不易松动，使用期限长。
39.具体的，本实施例中公开的所述接触部210、所述第一支撑部220、所述第一平台部230、所述倾斜部240、所述第二平台部250和所述第二支撑部260一体成型。通过一体成型可以增加固定支撑架200的结构完整度，减少装配步骤，重要的是增加结构强度、韧性、承重能力等物理特性，使固定支撑架200可以保持长期稳定地实现支撑作用。
40.再如图3所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述固定支撑架200还包括与所述第二支撑部260连接的安装部270；所述装配式光伏组件还包括第一固定件800，所述第一固定件800安装在所述安装部270上，用于将所述固定支撑架200固定在所述安装面100上。第一固定件800可以设置为螺钉、螺栓、销钉中的一种或多种，而且可以设置多个第一固定件800，沿着安装部270的轴向方向均匀分布，从而将固定支撑架200稳定固定在安装面100上。
41.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述固定支撑架200 为镀锌铝镁高强钢支撑架。
42.如图2和图4所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第一约束块300包括第一夹持部310和第一连接部320，所述第一夹持部310 用于夹持所述固定支撑架200，所述第一连接部320上形成有连接孔321，所述连接孔321用于连接所述连接件600；第一夹持部310用于夹持接触部 210，形成稳定的连接，第一连接部320则作为连接件600的支撑部分，将连接件600插入连接孔321内，优选的设置连接件600上有螺纹，连接孔 321为螺纹孔，从而实现连接件600与连接孔321螺接。
43.另外，如图5所示，本实施方式中公开的所述第二约束块400包括第二连接部410和第二夹持部420，所述第二连接部410的中线位置形成所述过孔，所述过孔正对所述连接孔321设置；所述第二夹持部420延伸至所述固定支撑架200的两侧，用于夹持所述固定支撑架200；在第二连接部 410的中线位置形成过孔，当连接件600受力时第二约束块400的两侧分散的作用力相同，可以保持重心稳定，更有利于保持连接件600沿垂直于安装面100的方向固定，避免连接件600倾斜。
44.还有，本实施方式中公开的所述装配式光伏组件还包括第二固定件900，第二固定件900可以设置为螺钉、螺栓、销钉中的一种或多种，所述第二固定件900设于所述第二夹持部420上，用于与所述固定支撑架200连接，以固定所述第二约束块400。通过固定固定支撑架200和第二约束块400防止第二约束块400沿固定支撑架200的轴向方向滑动，以防第二约束块400 带动连接件600倾斜或者弯折连接件600，保持连接件600的稳定。
45.如图6所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述固定套件 700包括压块710和保护盖板720，所述压块710与所述连接件600背离所述固定支撑架200的一端连接，并且所述压块710的边缘延伸至所述光伏板500的顶面上，用于压紧所述光伏板500；所述保护盖板720盖设在所述压块710上。因为连接件600被第一约束块300和第二约束块400限位，保持不动，所以将压块710连接在连接件600上，进行固定，连接件600 连接压块710的一端为了防止滑脱，可以设置半径较大的端头；优选的可以设置连接件600为一根足够长度的螺
杆，沿着垂直于安装面100的方向依次穿过压块710、第二约束块400上的过孔，插入到第一约束块300内，安装过程中压块710的中间设置安装孔，用于安装连接件600，连接件600 的螺帽位于顶端，当用扳手或者螺丝刀等工具转动连接件600时，连接件 600产生垂直于安装面100方向上的移动，从而压块710也被螺帽下压，或者因为螺帽松开二回弹上升，以实现调节压块710高度的目的；而调节压块710的高度可以控制光伏板500的压紧程度，从而用合适的力度将光伏板500压在第二约束块400上，形成稳定的连接。
46.具体的，在本实施例中公开的所述压块710为铝合金压块710；和/或，所述保护盖板720为铝合金盖板。铝合金构件质轻、易加工，而且稳定性好，不容易被腐蚀，在建筑物外表难免有大量的风吹雨打，采用铝合金压块710和铝合金盖板可以延长使用寿命。
47.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述光伏板500可以设有多个，多个所述光伏板500可以规则排列在安装面100上，所述压块710设于相邻两个所述光伏板500之间，且所述压块710的两侧边分别都延伸到光伏板500上；并且，所述光伏板500和所述压块710之间可以设有缓冲块，例如橡胶块，通过设置缓冲块减少安装过程中因为挤压带来的磨损，或者损坏，提高装配式光伏组件安装过程的安全性。
48.再如图6所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述保护盖板720包括弧形顶部721和设于所述弧形顶部721朝向所述压块710的一侧的卡紧部722；所述压块710上设有凸起部711，所述凸起部711与所述卡紧部722卡接，用于将所述保护盖板720预固定在所述压块710上。在实际设计中，弧形顶部721朝向安装面100弯曲，并且弧形顶部721遮挡住压块710，当阴雨天气或者雨雪天气时，弧形顶部721可以挡住雨水、雪水，并将其排向压块710两侧，防止压块710、连接件600、第一约束块300、第二约束块400、固定支撑架200等零部件进水，减少腐蚀问题。
49.另外，本实施方式中还公开了设置卡紧部722进行预固定，卡紧部722 与凸起部711卡接配合，可以通过下压保护盖板720直接完成，使弧形顶部721快速安装到压块710上的准确位置，防止弧形顶部721倾斜，避免从单侧漏出压块710，影响弧形顶部721的遮盖作用。
50.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述保护盖板720 还包括与所述连接件600连接的z型连接块723；所述装配式光伏组件还包括第三固定件1000，第三固定件1000可以设置为螺钉、螺栓、销钉中的一种或多种，所述第三固定件1000安装在所述弧形顶部721上，与所述 z型连接块723连接，用于将所述保护盖板720固定在所述连接件600上。通过z型连接块723连接连接件600和弧形顶部721，使弧形顶部721保持稳定，在使用过程中不会轻易脱离压块710。
51.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述固定套件700 还包括若干个缓冲件730，所述缓冲件730设于所述保护盖板720和所述压块710之间；其中，所述缓冲件730包括橡胶块、合成树脂块、海绵块、弹簧中的一种或多种。设置缓冲件730可以减少安装和使用过程中弧形顶部721与压块710的摩擦，提高使用安全性。
52.作为本实用新型的另一实施例，公开了一种光伏屋面，其中，包括如上任一所述的装配式光伏组件。本实施例中可设置安装面100为屋面，将固定支撑架200固定在屋面上，从而可以依次组装各个零部件，将光伏板 500良好结合屋面，规则地安装在屋顶上进行使用。
53.综上所述，本实用新型公开了一种装配式光伏组件，其中，包括固定支撑架200、第
一约束块300、第二约束块400、光伏板500、连接件600 和固定套件700，所述固定支撑架200设于安装面100上；所述第一约束块 300设于所述固定支撑架200上，所述固定支撑架200沿垂直于所述安装面 100的方向锁死所述第一约束块300；所述第二约束块400设于所述固定支撑架200上所述固定支撑架200沿平行于所述安装面100的方向锁死所述第二约束块400；所述第二约束块400上形成有过孔；所述光伏板500设于所述第二约束块400上；所述连接件600一端设于所述第一约束块300上，另一端沿垂直于所述安装面100的方向贯穿所述过孔；所述固定套件700 与所述连接件600连接，用于将所述光伏板500压向所述第二约束块400。本实施例公开的装配式光伏组件通过安装固定支撑架200在安装面100上作为支撑，将连接零部件和光伏板500等结构撑起，脱离安装面100，减少对安装面100造成损耗；并且，同时设置第一约束块300和第二约束块400，将连接件600固定在固定支撑架200上，使连接件600沿垂直和平行于安装面100的方向都保持锁死状态，从而稳定连接在固定支撑架200上；在连接件600的端部连接固定套件700，从而套件也可以保持稳定，并且套件挤压光伏板500，与支撑光伏板500的第二约束块400形成相对的挤压力，相当于夹持住光伏板500，以实现对光伏板500的固定。因此，本实用新型中通过简单的构件配合，实现了牢固且稳定地将光伏板500固定在安装面 100上，将装配式光伏组件与安装的建筑表面进行结合，在正常进行光伏发电的同时还对安装面100进行遮挡和保护，增加安装面100的使用寿命；而且，装配式光伏组件与安装面100的使用寿命保持相同时，还可以增加屋面发电效益。
54.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
55.需要说明的是，本实用新型以装配式光伏组件为例对本实用新型的具体结构及工作原理进行介绍，但本实用新型的应用并不以装配式光伏组件为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。
56.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
57.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。