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光伏玻璃(双玻光伏组件)的设计与应用

来源:中国建筑金属结构协会  作者:*  日期:2013-8-27
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  对光电玻璃的总体设计进行了初步的探讨。提出了光电玻璃的总体设计思想与原则;对光电玻璃的各个设计环节进行了相关讨论,并结合夹层玻璃在建筑设计中的要求,提出了针对不同情况下光电玻璃的设计方法与安装结构。

关键词:光电玻璃;光伏建筑一体化;光电幕墙;BIPV

  3光电玻璃应用的安装结构设计

  光电玻璃建筑材料安装结构形式分为两种即明框、隐框式、无框式安装结构。除了一般的建筑安装标准要求外,光电玻璃建材的安装还有以下特殊要求。

  (1)无框式结构主要通过两种形式的构件–点式驳接抓和点式螺栓固定,都需要对电池板预先钻孔,因此对于光电玻璃建筑材料的安装要求:a.在定制光电玻璃前应该详细规划好电池板需要钻孔的位置,以方便在焊接、层压电池板的时候,电池片和焊条远离这些区域。b.电池板的线路引出需经过仔细设计,尽量不显露在内外面可视范围内,影响美观。c.电池板边缘空白区域应稍微留多一点,一般以50mm以上为宜,以保护电池板内部不容易受腐蚀。d.在支撑孔周围应用硅酮建筑密封胶进行可靠的密封。

  (2)明框结构即金属框架的构件显露于面板外表面的框支承结构,在这种结构上安装只要按照普通玻璃建材安装即可,线路可以隐藏在型材结构内部,钻孔位尽量选择在凹槽内,并用硅酮建筑密封胶固定密封。同时由于对于幕墙来说,横向框架对太阳光线的遮挡,电池效率通常会降低3-5%。因此可以降低横向框架高度,或者甚至只用竖向框架。

  (3)隐框结构即金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承幕墙,光电玻璃与构件之间用结构胶固定。这种结构的安装应注意以下几点:a.在安装前应清除电池板和框架表面的灰尘、油污和其他污物,应分别使用带溶剂的擦布和干擦布清洁干净;b.应在清洁后1小时内进行注胶;注胶前再度污染,应重新清洁;c.采用硅酮建筑密封胶粘结板块时,不应使结构胶长期处于单独受力状况。硅酮建筑密封胶在固化并达到足够承受力前不应搬动。

  明框式和隐框式结构都可以适用于BIPV中如图1。明框式更加普遍且更便宜,但是存在遮光。阳光照射在明框上会形成阴影,只要一小部分的阴影就能造成效率的大幅度下降。不过这种影响在竖框结构和系统边缘光电玻璃上体现不明显。同时由于光电玻璃玻璃表面的积灰通过雨水冲刷以后同雨水一起容易积累在底边框内侧。

  在隐框式结构中就不存在阴影作用,但也有其他的问题。安装光电玻璃之间的结构胶可能会和电池板中的EVA发生反应,破坏光电玻璃的结构和绝缘、密封性能。另外由于隐框式结构中,电池板的整个外观都是可见的,而大多数的光电玻璃在边缘处都会有缺陷,颜色会不同,光电玻璃边缘不得不再修饰一下。并且在隐框式中线路也不好在结构胶中安装和隐藏。

  4光电玻璃应用的电路设计

  光电玻璃幕墙电线的走线既可以安置在普通的导管内又可以置于铝结构腔内。如置于铝结构腔内,线路必须做好更严格的绝缘措施,并在光电玻璃结构上接地。在中空光电玻璃玻璃中,引出的线路出口还必须严格密封,阻止外部空气的进入。电池的引出线要有足够强度。参考《IECll94:建筑物的电气安装》与《IEC269-l:低压保险》标准中的相关要求,查阅《建筑电气设计手册》,考虑到光电玻璃建筑材料工程中电缆使用环境:高层建筑、部分架空,推荐使用交联聚乙烯阻燃型电缆线,确保工程安全、防火。

  5总结

  光电玻璃的结构设计主要考虑就是易安装、易拆卸、易维修、易更换、外形美观、生产简便、生产成本低。从保证太阳能电池性能方面考虑,要求尽量减少太阳能电池背面温度对太阳能电池输出电压和转换效率的负面影响。在这些新型光电玻璃建筑材料的基础上,设计应该同时满足其建筑功能、电力负荷、美学等要求。随着国内外光电玻璃建筑一体化的推广,其商业市场将进一步扩大,逐步确立光电玻璃的相关应用标准,将十分重要。【完】

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