光伏建筑玻璃的制作方法
【專利摘要】一種光伏建筑玻璃，包括上蓋板低鐵鋼化玻璃(1)、下蓋板鋼化玻璃(5)以及二者之間的太陽能電池片串并聯組(3)；所述光伏建筑玻璃的電能輸出端連接逆變器設備后，連入電網供電；所述逆變器控制端連接了定頻積分控制模塊。所述逆變器包括依次連接的輸入端、PI調節(jié)模塊、定頻積分控制模塊、PWM電路模塊、橋路模塊以及輸出端，所述輸出端反饋逆變器輸出電感電流送至所述定頻積分控制模塊。本實用新型基于定頻積分控制逆變器，穩(wěn)定輸出交流電流，使電流與電網同頻同相的正弦波，從而有效達到并網送電要求。
【專利說明】光伏建筑玻璃
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能建筑【技術領域】，更具體地說，涉及一種能利用太陽能發(fā)電建筑玻璃的并網技術。
【背景技術】
[0002]光伏(PVor photovoltaic)是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(photovoltaic powersystem)的簡稱。是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨立運行和并網運行兩種方式。
[0003]現在最常見的能利用太陽能的設備是傳統(tǒng)的太陽能電池，其整體結構包括如下:最上面一層為透光的鋼化玻璃，中間為電池板，最下面為不透光的白板底板；各層之間均用EVA材料粘合；整體結構用鋁合金邊框固定。這樣的太陽能設備存在很多不足，首先是太陽能利用率不高，并且使用環(huán)境受到一定的限制，這樣的太陽能設備不能用在需要透光的環(huán)境中；其次，這樣的傳統(tǒng)的太陽能設備的粘合劑EVA材料的膠聯度受溫度影響很大，EVA的膠聯度直接影響到太陽能整個組件的性能以及使用壽命。在熔融狀態(tài)下，EVA與晶體硅太陽能電池片、玻璃產生粘合，在這過程中既有物理也有化學的鍵合。未經改性的EVA透明、柔軟，有熱熔粘合性，熔融溫度低，熔融流動性好。但是其耐熱性較差，易延伸而彈性低，內聚強度低而抗蠕變性差，易產生熱脹冷縮導致晶片碎裂，使得粘接脫層。此外，傳統(tǒng)的太陽能電池底板上的鋁合金邊框耐腐蝕性不高，不抗用，且容易變形，易老化和泛黃，影響整個組件的使用壽命和美觀。整個的太陽能設備都不能與建筑合為一體，只能單純的安裝在建筑物上，不能實現光伏建筑一體化。所謂光伏建筑一體化即BIPV (Building IntegratedPV,PV即Photovolta-1c)。光伏建筑一體化(BIPV)技術是將太陽能發(fā)電(光伏)產品集成到建筑上的技術。光伏建筑一體化(BIPV)不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上(BAPV =BuildingAttached PV)的形式?，F代化社會中，人們對舒適的建筑熱環(huán)境的追求越來越高,導致建筑采暖和空調的能耗日益增長。在發(fā)達國家，建筑用能已占全國總能耗的30%—40%，對經濟發(fā)展形成了一定的制約作用。光伏建筑一體化，是應用太陽能發(fā)電的一種新概念，簡單地講就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結構外表面來提供電力。根據光伏方陣與建筑結合的方式不同，光伏建筑一體化可分為兩大類:一類是光伏方陣與建筑的結合。這種方式是將光伏方陣依附于建筑物上，建筑物作為光伏方陣的載體，起支承作用。另一類是光伏方陣與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現，光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電米光頂等。在這兩種方式中，光伏方陣與建筑的結合是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結合。由于光伏方陣與建筑的結合不占用額外的地面空間，是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應用的最佳安裝方式，因而倍受關注。光伏方陣與建筑的集成是BIPV的一種高級形式，它對光伏組件的要求較高。光伏組件不僅要滿足光伏發(fā)電的功能要求同時還要兼顧建筑的基本功能要求。
[0004]實用新型專利(CN200920248283.6)公開了一種能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃，包括低鐵鋼化玻璃和鋼化玻璃，二者之間安裝有太陽能電池片串并聯組，太陽能電池片串并聯組與低鐵鋼化玻璃和鋼化玻璃之間均用PVB材料粘合，整個玻璃組件的外部安裝有薄質不銹鋼邊框。本實用新型使用具有很強的粘結性、韌性和彈性的PVB材料作粘合劑，提高整體設備的抗震抗沖擊能力，并能保證整個設備不開裂，改良傳統(tǒng)此類設備易老化、易泛黃的缺點；采用透光的鋼化玻璃作為下蓋板，便其可用作玻璃幕墻和屋頂，既不影響采光，又能很好的利用光能，環(huán)保健康且能夠減少電能的消耗，節(jié)約資源并能符合現階段光伏建筑一體化的設計要求；薄質不銹鋼邊框的耐磨耐腐蝕性及機械性能大大增加了本實用新型的穩(wěn)固性、美觀性以及使用壽命。
[0005]如何能夠實現其有效并網是要解決的問題之一。

【發(fā)明內容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于定頻積分控制逆變器，穩(wěn)定輸出交流電流，使電流與電網同頻同相的正弦波，從而達到并網送電要求。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種光伏建筑玻璃，包括上蓋板低鐵鋼化玻璃；所述上蓋板低鐵鋼化玻璃的下面對應安裝有下蓋板鋼化玻璃，所述鋼化玻璃和低鐵鋼化玻璃之間安裝有太陽能電池片串并聯組；所述太陽能電池片串并聯組與低鐵鋼化玻璃之間用PVB材料粘合；所述太陽能電池片串并聯組與鋼化玻璃之間用PVB材料粘合；所述太陽能電池片串并聯組由小電池片陣列式排布組成；所述小電池片之間有縫隙。所述光伏建筑玻璃的電能輸出端連接逆變器設備后，連入電網供電。其中，所述逆變器控制端連接了定頻積分控制|吳塊。
[0008]優(yōu)選方式下，所述建筑玻璃外側安裝有薄質不銹鋼邊框。最優(yōu)方式下，所述逆變器包括依次連接的輸入端、PI調節(jié)模塊、定頻積分控制模塊、PWM電路模塊、橋路模塊以及輸出端，所述輸出端反饋逆變器輸出電感電流送至所述定頻積分控制模塊。
[0009]本發(fā)明建筑玻璃，整個組件的外側安裝有由薄質不銹鋼制作的邊框，這樣的邊框具有很高的耐腐蝕性和耐磨性，并且不易變形，提高了整個建筑玻璃的使用壽命和穩(wěn)固性。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是，摒棄傳統(tǒng)的EVA粘合方法，采用PVB材料作粘合劑，PVB材料有良好的粘結性、韌性和彈性，在玻璃受到外力猛烈撞擊而破碎時，這層材料會吸收大量能量，玻璃碎片會牢牢粘附在PVB中間材料上，玻璃碎片不會飛散，從而使可能產生的傷害減少到最低程度，并且能夠保證整個能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃不開裂，并能改良傳統(tǒng)此類設備易老化、易泛黃的缺點。本發(fā)明使用的上層蓋板是低鐵鋼化玻璃，這種玻璃具有高于92%的透光率，并且同時具有極高的強度和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明還將不透光的底板換成透光的安全鋼化玻璃，鋼化玻璃具有非常高的強度，其安全性能更是比普通玻璃高出好幾倍，這種鋼化玻璃即使遭受強外力破碎時也不會像普通玻璃那樣形成尖銳的棱角，而是碎成類似蜂窩狀的細小鈍角顆粒，減小對人體的傷害。并且這樣的鋼化玻璃具有非常好的熱穩(wěn)定性，能夠承受比普通玻璃高出2到3倍的溫差。在整個建筑玻璃的外部，還設計有薄質不銹鋼邊框，它比鋁合金邊框具有更高的強度和穩(wěn)定性，這樣使整個建筑玻璃的使用壽命可以達到20年以上，并可將其用作玻璃幕墻和屋頂，既不影響采光，又能很好的利用光能，不僅環(huán)保健康，而且能夠減少電能的消耗，節(jié)約資源符合光伏建筑一體化設計要求。底板的邊框使用薄質不銹鋼制作，使其不易變形，并提高耐腐蝕性，增加能利用太陽能發(fā)電的玻璃的使用壽命。整個能利用太陽能發(fā)電的玻璃不僅可以用作玻璃幕墻和屋頂，還可以當成建筑材料使用，用于建筑物需要的地方，實現光伏建筑一體化。
[0011]本發(fā)明基于定頻積分控制逆變器，穩(wěn)定輸出交流電流，使電流與電網同頻同相的正弦波，從而有效達到并網送電要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明光伏建筑玻璃的整體結構示意圖；
[0013]圖2是圖1中建筑玻璃的分層結構示意圖。
[0014]圖3是定頻積分控制的工作原理圖。
[0015]圖4是逆變器控制框圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明光伏建筑玻璃，包括透光的用作上蓋板的低鐵鋼化玻璃I和用作的下底板鋼化玻璃5，低鐵鋼化玻璃I和鋼化玻璃5之間裝有能將太陽能轉化成光能的太陽能電池片串并聯組3。如圖2所示，太陽能電池片串并聯組3與低鐵鋼化玻璃I用PVB材料2粘合，太陽能電池片串并聯組3與鋼化玻璃5用PVB材料4粘合，這里使用PVB材料有良好的粘結性、韌性和彈性，在玻璃受到外力猛烈撞擊而破碎時，這層材料會吸收大量能量，玻璃碎片會牢牢粘附在PVB中間材料上，玻璃碎片不會飛散，從而使可能產生的傷害減少到最低程度，并且能夠保證整個能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃不開裂，并能改良傳統(tǒng)此類設備易老化、易泛黃的缺點。其中，低鐵鋼化玻璃I具有很高的強度和熱穩(wěn)定性，其透光率可達到92%以上，可以大大提高整個太陽能組件的光能轉化率。鋼化玻璃5具有很高的安全性，當其受到強外力沖擊破碎時，碎成蜂窩狀的細小鈍角狀，減小對人體的傷害；其物理性能決定它具有很高的強度，抗彎性和抗沖擊力是普通玻璃的數倍，其熱穩(wěn)定性也是一般玻璃所不能比擬的，它能夠承受150° C以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。在低鐵鋼化玻璃I和鋼化玻璃5之間安裝的太陽能電池片串并聯組是能夠將太陽能轉換成電能的電池組件，如圖1所示，它是由整齊排列的小電池片組成，片與片之間有縫隙，可以讓太陽光透過，不影響采光。在本發(fā)明整個太陽能玻璃組件的外側設有由薄質不銹鋼材料制作的邊框，該邊框具有很強的耐腐蝕性和耐磨性，并且不易變形，使得本發(fā)明的能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃的使用壽命增長，并將其安裝簡單化，為使用者帶來方便。這樣可以將該建筑玻璃用作玻璃幕墻和屋頂，也能用作一種建筑材料，用于建筑所需要的位置，為其提供環(huán)保的能量，它不僅不會像傳統(tǒng)的不透光的太陽能設備那樣影響采光，還能給房間提供能量，供其取暖照明等，大大減少電能的消耗，并且與房屋建筑合為一體，符合光伏建筑一體化設計要求，省錢經濟又環(huán)保，而且本發(fā)明的能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃由于使用了 PVB材料作為粘合劑，拓寬了其適用的溫度范圍，給生產和生活帶來極大的方便，并且使用了具有極高透光率的低鐵鋼化玻璃I作為上蓋板，提高了光能利用率，提高了能利用太陽能發(fā)電的玻璃的性能，更加安全和實用。本發(fā)明的能利用太陽能發(fā)電的建筑玻璃在整體結構外使用了薄質不銹鋼邊框，提高了其耐磨性和耐腐蝕性，并且不易變形，使得安裝更加方便容易，其不易變形的特點給人們的安裝帶來很大方便，不僅省時省力，還提高了其自身的使用壽命。
[0017]此外，光伏建筑玻璃的電能輸出端連接逆變器設備后，連入電網供電。其中，所述逆變器控制端連接了定頻積分控制模塊。定頻積分控制的原理如圖3所示，定頻積分控制是指保持電路工作的開關頻率fs不變，而通過積分器和D觸發(fā)器來控制開關器件在每個周期內的導通時間Tm和關斷時間T。^。開關輸出y(t)完全抑制了輸入干擾，線性的再現了給定信號(t)?；趩沃芷诳刂萍夹g的定頻積分控制可以將一個非線性開關變成一個線性開關。這種控制可以有效抑制輸入信號的擾動，使得系統(tǒng)的輸出迅速跟蹤輸入給定的變化，系統(tǒng)具有優(yōu)良的抗擾動性和跟隨性能。
[0018]如圖4所示，逆變器包括依次連接的輸入端、PI調節(jié)模塊、定頻積分控制模塊、PWM電路模塊、橋路模塊以及輸出端，所述輸出端反饋逆變器輸出電感電流iL連至所述定頻積分控制模塊。逆變器獨立運行時，只需在并網運行控制系統(tǒng)的基礎上增加一個電壓外環(huán)，控制逆變器輸出電壓即可。與逆變器并網工作時相比，基于定頻積分電流環(huán)的控制參數不變，系統(tǒng)的檢測量不變，仍是逆變器輸出端電壓和電感上流過的電流。增加的電壓外環(huán)采用PI調節(jié)器。當系統(tǒng)達到穩(wěn)定時，逆 變器輸出電壓達到參考電壓。
【權利要求】
1.一種光伏建筑玻璃，包括上蓋板低鐵鋼化玻璃(I);所述上蓋板低鐵鋼化玻璃(I)的下面對應安裝有下蓋板鋼化玻璃(5)，所述鋼化玻璃(5)和低鐵鋼化玻璃(I)之間安裝有太陽能電池片串并聯組⑶；所述太陽能電池片串并聯組⑶與低鐵鋼化玻璃⑴之間用PVB材料⑵粘合；所述太陽能電池片串并聯組⑶與鋼化玻璃(5)之間用PVB材料(4)粘合;所述太陽能電池片串并聯組⑶由小電池片陣列式排布組成；所述小電池片之間有縫隙；所述光伏建筑玻璃的電能輸出端連接逆變器設備后，連入電網供電，其特征在于，所述逆變器控制端連接了定頻積分控制模塊。
2.根據權利要求1所述的光伏建筑玻璃，其特征在于，所述建筑玻璃外側安裝有薄質不銹鋼邊框。
3.根據權利要求1所述的光伏建筑玻璃，其特征在于，所述逆變器包括依次連接的輸入端、PI調節(jié)模塊、定頻積分控制模塊、PWM電路模塊、橋路模塊以及輸出端，所述輸出端反饋逆變器輸出電感電流送至所述定頻積分控制模塊。
【文檔編號】B32B7/10GK203403594SQ201320409920
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】熊小偉 申請人:大連森谷新能源電力技術有限公司