[实用新型]具有太阳能安全发电功能的光电建材

说明书

本实用新型公开了具有太阳能安全发电功能的光电建材(简称光电建材)，该光电建材本身即可作为建材使用，且可直接安装于建筑的固定部，如屋顶、墙面、建筑物表面装饰材料，并符合防水、防火、可承重、耐用及隔热等建筑性能要求。本实用新型若被安装于屋顶时，可在屋脊高处设置自动喷淋装置，实现自动洒水冷却和屋面清洁的功能，且经由辅助装置可强化屋顶的抗强风能力，在强风台风地区可确保安全。

技术领域

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

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(EthyleneVinyl 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。

目前市场上各类所谓建材一体型太阳光电(BIPV，Building IntegratedPhotovoltaic)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(BuildingAttached 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。

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。

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：

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。

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。

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。

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。