光伏保溫一體式外墻板的研究

尹麗華，趙維維，張翼飛（保定嘉盛光電科技股份有限公司， 河北 保定 071000）

1 技術背景

光伏建筑一體化（Building Integrated PV，BIPV）是將太陽能光伏發(fā)電與建筑體結(jié)合起來，太陽能電池即為建筑物的一部分，既節(jié)省了寶貴的土地資源，又能就近供應給建筑內(nèi)部用電。

目前比較常見的是屋頂太陽能光伏一體化建筑，而與墻體結(jié)合的一體化建筑較少。而且外墻板在施工時，一般通過插槽與立柱的掛件相配合以將外墻掛板掛接到立柱上，但是現(xiàn)有外墻板為分體結(jié)構(gòu)，施工時工序復雜、工期較長。而且隨著太陽能光伏發(fā)電的應用，需要將太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化，而現(xiàn)有的外墻板不能滿足太陽能光伏發(fā)電的要求。

2 技術方案

2.1 結(jié)構(gòu)設計

光伏保溫一體式外墻板包括安裝框架，安裝框架兩側(cè)分別安裝有光伏組件和保溫層；保溫層采用防火保溫巖棉，保溫層的厚度為 100 mm；光伏組件與安裝框架之間設置有雙面貼，光伏組件通過雙面貼與安裝框架固定連接；安裝框架由四個首尾固定連接的安裝梁構(gòu)成，安裝梁上設置有第一連接部和第二連接部，第一連接部和第二連接部均與安裝梁一體成型。

為避免因建筑沉降造成形變將外墻板損壞，在第一連接部靠近保溫層的一側(cè)開設有安裝槽，安裝槽兩側(cè)均固定設置有限位凸起，兩限位凸起之間設置有減震條，減震條為橡膠條，減震條的截面為 H 型，減震條與安裝槽相適配，減震條與限位凸起間隙配合。

為方便固定保溫層，在保溫層與安裝框架之間設置有承接件，承接件為密目鋼絲網(wǎng)，承接件與安裝框架固定連接，保溫層固定安裝在承接件上；承接件邊緣與安裝梁上的限位凸起接觸配合。

為了保證光伏組件的穩(wěn)固性，在第二連接部靠近光伏組件的一側(cè)底部固定設置有托架，托架為 L 型結(jié)構(gòu)；安裝框架底端的安裝梁上固定連接有限位托板，限位托板與托架限位配合，限位托板頂端與光伏組件底端抵接。

為避免限位托板在安裝時，由于觸碰使限位托板與第二連接部的連接松動，進而影響到光伏組件安裝的穩(wěn)定性，限位托板分為限位段和承載段，限位段與第二連接部連接，同時在限位段的頂面兩端均設置有定位凸爪，使限位段在與第二連接部連接時，可以在定位凸爪及螺栓的作用下使限位段發(fā)生一定的形變，并使限位段與托架之間產(chǎn)生一定的預應力，從而使限位托板連接更加牢固；承載段呈 L 型，并使承載段底端面為斜面，從而使兩外墻板之間的縫隙形成外側(cè)寬度大內(nèi)側(cè)寬度小的形狀，在對縫隙進行密封時，可以先使用密封條，將密封條放入到縫隙中，利用縫隙的結(jié)構(gòu)對密封條進行卡接固定，然后再使用密封膠密封，有利于提高縫隙的密封效果和速度。

為避免光伏組件因限位托板損壞，在限位托板與光伏組件之間設置有緩沖墊，緩沖墊與限位托板固定連接。

2.2 制作工藝

2.2.1 材料準備

根據(jù)光伏組件的形狀和大小選擇合適的安裝梁和防火保溫巖棉，并清洗制作光伏組件用的玻璃板。

2.2.2 制作光伏組件

在潔凈的下層玻璃板上方敷設第一層 PVB 膠膜，將電池組件敷設到第一層PVB 膠膜上，并在電池組件的上方敷設第二層 PVB 膠膜，然后蓋上上層玻璃板，實現(xiàn)雙玻組件的初步疊放；再依次將疊放好的雙玻組件進行層壓機層壓、氣壓釜定型。

2.2.3 制作安裝框架

安裝梁根據(jù)結(jié)構(gòu)設計要求進行沖壓成型，并將 4 個安裝梁依次利用角碼進行首尾固定，形成閉環(huán)的安裝框架。

2.2.4 外墻板組裝

將光伏組件利用雙面貼固定在安裝框架的一側(cè)，并利用密封膠進行密封，再將防火保溫巖棉固定在安裝框架的另一側(cè)，完成外墻板的制造。

2.2.5 參數(shù)設置

為了保證產(chǎn)品的成品率，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定度和質(zhì)量，在光伏組件制造中氣壓釜定型分為升溫、保溫保壓、降溫降壓3 個階段，具體參數(shù)如表1 所示。

表1 氣壓釜參數(shù)

3 結(jié) 語

光伏保溫一體式外墻板在使用時，可以直接進行安裝，改變了現(xiàn)有外墻板的安裝方式，施工工序簡單，大大加快了施工進度；而且外墻板上設置有光伏組件，滿足了外墻板能夠發(fā)電的要求，更加環(huán)保；而且光伏組件在發(fā)電時產(chǎn)生的熱量，可以被保溫層隔絕，有助于建筑的保溫。