光伏保温一体式外墙板的研究

尹丽华，赵维维，张翼飞（保定嘉盛光电科技股份有限公司， 河北 保定 071000）

1 技术背景

光伏建筑一体化（Building Integrated PV，BIPV）是将太阳能光伏发电与建筑体结合起来，太阳能电池即为建筑物的一部分，既节省了宝贵的土地资源，又能就近供应给建筑内部用电。

目前比较常见的是屋顶太阳能光伏一体化建筑，而与墙体结合的一体化建筑较少。而且外墙板在施工时，一般通过插槽与立柱的挂件相配合以将外墙挂板挂接到立柱上，但是现有外墙板为分体结构，施工时工序复杂、工期较长。而且随着太阳能光伏发电的应用，需要将太阳能光伏发电与建筑一体化，而现有的外墙板不能满足太阳能光伏发电的要求。

2 技术方案

2.1 结构设计

光伏保温一体式外墙板包括安装框架，安装框架两侧分别安装有光伏组件和保温层；保温层采用防火保温岩棉，保温层的厚度为 100 mm；光伏组件与安装框架之间设置有双面贴，光伏组件通过双面贴与安装框架固定连接；安装框架由四个首尾固定连接的安装梁构成，安装梁上设置有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部均与安装梁一体成型。

为避免因建筑沉降造成形变将外墙板损坏，在第一连接部靠近保温层的一侧开设有安装槽，安装槽两侧均固定设置有限位凸起，两限位凸起之间设置有减震条，减震条为橡胶条，减震条的截面为 H 型，减震条与安装槽相适配，减震条与限位凸起间隙配合。

为方便固定保温层，在保温层与安装框架之间设置有承接件，承接件为密目钢丝网，承接件与安装框架固定连接，保温层固定安装在承接件上；承接件边缘与安装梁上的限位凸起接触配合。

为了保证光伏组件的稳固性，在第二连接部靠近光伏组件的一侧底部固定设置有托架，托架为 L 型结构；安装框架底端的安装梁上固定连接有限位托板，限位托板与托架限位配合，限位托板顶端与光伏组件底端抵接。

为避免限位托板在安装时，由于触碰使限位托板与第二连接部的连接松动，进而影响到光伏组件安装的稳定性，限位托板分为限位段和承载段，限位段与第二连接部连接，同时在限位段的顶面两端均设置有定位凸爪，使限位段在与第二连接部连接时，可以在定位凸爪及螺栓的作用下使限位段发生一定的形变，并使限位段与托架之间产生一定的预应力，从而使限位托板连接更加牢固；承载段呈 L 型，并使承载段底端面为斜面，从而使两外墙板之间的缝隙形成外侧宽度大内侧宽度小的形状，在对缝隙进行密封时，可以先使用密封条，将密封条放入到缝隙中，利用缝隙的结构对密封条进行卡接固定，然后再使用密封胶密封，有利于提高缝隙的密封效果和速度。

为避免光伏组件因限位托板损坏，在限位托板与光伏组件之间设置有缓冲垫，缓冲垫与限位托板固定连接。

2.2 制作工艺

2.2.1 材料准备

根据光伏组件的形状和大小选择合适的安装梁和防火保温岩棉，并清洗制作光伏组件用的玻璃板。

2.2.2 制作光伏组件

在洁净的下层玻璃板上方敷设第一层 PVB 胶膜，将电池组件敷设到第一层PVB 胶膜上，并在电池组件的上方敷设第二层 PVB 胶膜，然后盖上上层玻璃板，实现双玻组件的初步叠放；再依次将叠放好的双玻组件进行层压机层压、气压釜定型。

2.2.3 制作安装框架

安装梁根据结构设计要求进行冲压成型，并将 4 个安装梁依次利用角码进行首尾固定，形成闭环的安装框架。

2.2.4 外墙板组装

将光伏组件利用双面贴固定在安装框架的一侧，并利用密封胶进行密封，再将防火保温岩棉固定在安装框架的另一侧，完成外墙板的制造。

2.2.5 参数设置

为了保证产品的成品率，提高产品的稳定度和质量，在光伏组件制造中气压釜定型分为升温、保温保压、降温降压3 个阶段，具体参数如表1 所示。

表1 气压釜参数

3 结 语

光伏保温一体式外墙板在使用时，可以直接进行安装，改变了现有外墙板的安装方式，施工工序简单，大大加快了施工进度；而且外墙板上设置有光伏组件，满足了外墙板能够发电的要求，更加环保；而且光伏组件在发电时产生的热量，可以被保温层隔绝，有助于建筑的保温。