一种建筑外墙光伏发电系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种建筑外墙光伏发电系统，包括支撑架（1）和固定在其上的板体（2），在所述板体（2）上固定有光伏层（4），其从下至上依次包括柔性薄膜电池组件（5）、膜层（6）和涂料层（7），四层固定成一体结构，其中，所述板体（2）为微晶泡沫陶瓷保温板。本发明专利技术所述建筑外墙光伏发电系统通过金属支撑架将建筑外墙光伏发电系统安装固定在建筑物外部的悬挑部位上，实现了利用建筑物的外立面进行光伏发电，完成了绿色建筑由被动节能向主动节能的成功过渡和转型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑节能和光电建筑领域，特别是涉及一种固定在建筑物外部悬挑建筑构件上的建筑外墙光伏发电系统。
技术介绍
随着全球传统能源的日益减少，新能源发电的重要性愈发突出，而具有明显优势的光伏发电则会成为新能源中最令人瞩目的焦点，与此同时，世界光伏发电产业快速发展，产业链中间生产环节过度膨胀引发了一系列问题。在此情况下，光伏发电系统终端应用的重要性体现地愈专利技术显，而建筑光伏则是世界光伏发电应用领域最重要的市场之一。在我国，由于人均土地资源相对匮乏，因此，大型地面电站的建设具有一定的局限性，与之对比，建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需另占土地，还能省去光伏系统的支撑结构。太阳能光伏电池是固态半导体器件，发电时无转动部件，无噪声，对环境无污染。光伏建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。而且日照强时恰好是用电高峰期，光伏建筑系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，具有极大的社会效益，还能杜绝由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。目前我国的光伏建筑大多为“BAPV”(Building Attached Photovoltaic):即附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，也称为“安装型”太阳能光伏建筑。它的主要功能是发电，与建筑物功能不发生冲突，不破坏或削弱原有建筑物的功能。例如，现在大量在建筑屋面安装的单晶硅和多晶硅太阳能电池板，尽管这类系统解决了部分太阳能综合利用方面的问题，但同时带来建筑屋面可利用面积小，难以形成有效发电量；屋面安装太阳能板容易破坏屋面保温防水结构和高层建筑屋面风压达，光伏板已发生坠落等安全隐患等诸多问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、与建筑紧密结合，轻质安全、防火绝缘，耐久性好的建筑外墙光伏发电系统。一种建筑外墙光伏发电系统，包括支撑架和固定在其上的板体，在所述板体上固定有光伏层，其从下至上依次包括柔性薄膜电池组件、膜层和涂料层，四层固定成一体结构，其中，所述板体为微晶泡沫陶瓷保温板。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中所述支撑架为不锈钢金属材料焊接而成的三角架，通过不锈钢穿墙膨胀螺栓固定在建筑物外部悬挑建筑构件上，所述建筑物外部悬挑建筑构件为空调板、悬挑板、挑檐、雨篷或遮阳板。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中在所述板体的四周紧密固定有边框，所述边框由铝合金或碳纤维材料制成。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中所述光伏层为条状结构，若干所述光伏层平行布置并粘接于所述板体上，所述光伏层的面积为整个板体面积的60%?80%。本专利技术所述的建筑外墙太阳能光伏板，其中在所述微晶泡沫陶瓷保温板的两侧涂覆有界面剂，所述界面剂由如下重量份的物质组成:固含量为45?49%的BC-700丙烯酸乳液:5?10份；固含量为45?47%的BC-200丙烯酸乳液:10?15份；去离子水:15?30份；乙二醇:0.4 ?0.8 份；硅灰石粉:6?10份；高岭土:8?10份；重钙:10?14.8份；阴离子型润湿剂:0.5?0.8份；成膜助剂:0.7?I份；分散剂:0.2?0.4份；消泡剂:0.2?0.3份;pH 调节剂:0.6 ?0.8 份；防腐防霉剂:0.5?0.8份;增塑剂:0.1?0.3份;其中，所述成膜助剂为十二碳醇脂，所述分散剂为多聚磷酸钠，所述消泡剂为聚醚多元醇，所述防腐防霉剂为OBPA含砷有机物防霉剂，所述增塑剂为聚丙烯酸脂类增塑剂；所述阴离子型润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类或磷酸；所述PH调节剂为有机胺、氢氧化钠。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中所述微晶泡沫陶瓷保温板厚度为50 ?700mm,长度为 2000mm、2440mm、3000mm 或 3200mm,宽度为 1220mm、1 250mm 或 1500mm。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中所述柔性薄膜电池组件是在可弯曲的柔性衬底上采用沉积透明导电膜制备的薄膜电池，为非晶硅柔性太阳能薄膜电池、铜铟钾硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池，染料敏化电池或有机薄膜电池；所述膜层为含氟TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物膜，厚度为250微米；所述涂料层由防污自洁涂料涂覆而成，所述防污自洁涂料为粒径为纳米级的光触媒涂料，厚度为20?70微米，所述光触媒涂料由如下重量份的物质组成:固含量为49%的水乳型合成聚合物乳液:200?340份；粒径为2?7nm的光触媒纳米粉体材料:20?39份；脱氧水:650?820份；增稠剂:4?5份；分散剂:2?5份；湿润剂:12?14份；成膜助剂:25?40份；消泡剂:5?20份；偶联剂:4?7份。所述光触媒涂料水乳型合成聚合物乳液为VAE乳液、有机硅树脂乳液、纯丙乳液、弹性纯丙乳液、苯丙乳液、苯乙烯一丙烯酸乳液、丙烯酸共聚乳液、有机硅一丙烯酸乳液、水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液中的一种或几种的混合物；所述光触媒纳米粉体材料为纳米二氧化钛、纳米磷酸钛、纳米二氧化硅、纳米负离子中的一种或几种的混合物；所述增稠剂为纤维素类、二氧化硅、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类中的一种或几种的混合物；所述分散剂为六偏磷酸钠、氨离子型丙烯酸、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸四钾、聚乙二醇脂肪酸酯200或400、聚丙烯酸盐类中的一种或几种的混合物；所述湿润剂pH值为5.5?7.5，为十二烷基硫酸钠、拉开粉、二异丁基萘磺酸钠、单硬脂酸甘油酯中的一种或几种的混合物；所述成膜助剂为十二碳醇脂、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚或甲苯醇；所述消泡剂为磷酸脂类、矿物油类、高级醇、聚醚多元醇、聚醚类、有机硅中的一种或几种的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。本专利技术所述的建筑外墙光伏发电系统，其中所述柔性薄膜电池组件与底板之间通过粘结剂固定，所述粘结剂为阻燃型聚合物粘结剂，其由如下重量份的原料制备而成:聚丙烯酸脂类乳液:75?90份；交联剂:5?20份；有机磷氮类阻燃剂:I?5份；溶剂:1?10份；所述聚丙烯酸酯类乳液由丙烯酸酯类单体制备而成，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的混合物；所述交联剂为异氰酸酯类交联剂、甲苯二异氰酸酯或二甲苯烷二异氰酸酯；所述有机磷氮类阻燃剂为三异丙苯基磷酸脂或甲基膦酸二甲酯；所述溶剂为甲苯、二甲苯、正丁脂或异丙醇。一种建筑外墙光伏发电系统的制备方法，包括如下步骤:(I)固定系统的制备:用不锈钢金属材料焊接成与建筑物悬挑部位长宽尺寸相近的三角支撑架，并在其上钻出供不锈钢螺丝和不锈钢穿墙膨胀螺栓穿过的通孔；(2)微晶泡沫陶瓷板的制备:将厚度为10?30mm的微晶泡沫陶瓷底板切割成尺寸为400 X 600mm或600 X 800mm的板材,将所述板材表面和四边棱角打磨清理干净，制备界面剂，将所述界面剂均匀涂覆于所述板材的两侧；(3)光伏层的制备:制备光触媒涂料，在所述柔性薄膜电池组件的表面覆盖加封TPT聚酯膜层或乙烯一四氟乙烯共聚物膜层，并在所述TPT聚酯膜层或乙烯一四氟乙烯共聚物膜的外侧涂覆具有防污功能的所述光触媒涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑外墙光伏发电系统，其特征在于：包括支撑架（1）和固定在其上的板体（2），在所述板体（2）上固定有光伏层（4），其从下至上依次包括柔性薄膜电池组件（5）、膜层（6）和涂料层（7），四层固定成一体结构，其中，所述板体（2）为微晶泡沫陶瓷保温板。

【技术特征摘要】
1.一种建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:包括支撑架(1)和固定在其上的板体(2)， 在所述板体(2)上固定有光伏层(4)，其从下至上依次包括柔性薄膜电池组件(5)、膜层(6)和涂料层(7)，四层固定成一体结构，其中，所述板体(2)为微晶泡沫陶瓷保温板。2.根据权利要求1所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:所述支撑架(1)为不锈钢金属材料焊接而成的三角架，通过不锈钢穿墙膨胀螺栓固定在建筑物外部悬挑建筑构件(3)上，所述建筑物外部悬挑建筑构件(3)为空调板、悬挑板、挑檐、雨篷或遮阳板。3.根据权利要求1所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:在所述板体(2)的四周紧密固定有边框，所述边框由铝合金或碳纤维材料制成。4.根据权利要求2或3所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:所述光伏层(4)为条状结构，若干所述光伏层(4 )平行布置并粘接于所述板体(2 )上，所述光伏层(4 )的面积为整个板体(2)面积的60%~80%。5.根据权利要求1所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:在所述微晶泡沫陶瓷保温板的两侧涂覆有界面剂，所述界面剂由如下重量份的物质组成: 固含量为45~49%的BC-700丙烯酸乳液:5~10份； 固含量为45~47%的BC-200丙烯酸乳液:10~15份； 去尚子水:15~30份； 乙二醇:0.4~0.8份； 娃灰石粉:6~10份； 高岭土:8~10份； 重钙:10~14.8份； 阴离子型润湿剂:0.5~0.8份； 成膜助剂:0.7~1份； 分散剂:0.2~0.4份; 消泡剂:0.2~0.3份； pH调节剂:0.6~0.8份； 防腐防霉剂:0.5~0.8份； 增塑剂:0.1~0.3份; 其中，所述成膜助剂为十二碳醇脂，所述分散剂为多聚磷酸钠，所述消泡剂为聚醚多元醇，所述防腐防霉剂为OBPA含砷有机物防霉剂，所述增塑剂为聚丙烯酸脂类增塑剂；所述阴离子型润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类或磷酸；所述pH调节剂为有机胺、氢氧化钠。6.根据权利要求5所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:所述微晶泡沫陶瓷保温板厚度为 50 ~700mm,长度为 2000mm、2440mm、3000mm 或 3200mm,宽度为 1220mm、1250mm或 1500mm。7.根据权利要求6所述的建筑外墙光伏发电系统，其特征在于:所述柔性薄膜电池组件(5)是在可弯曲的柔性衬底上采用沉积透明导电膜制备的薄膜电池，为非晶硅柔性太阳能薄膜电池、铜铟钾硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池，染料敏化电池或有机薄膜电池；所述膜层(6)为含氟TPT聚酯膜或乙烯一四氟乙烯共聚物膜，厚度为250微米；所述涂料层(7)由防污自洁涂料涂覆而成，所述防污自洁涂料为粒径为纳米级的光触媒涂料，厚度为20~70微米，所述光触媒涂料由如下重量份的物质组成: 固含量为49%的水乳型合成聚合物乳液:200~340份； 粒径为2~7nm的光触媒纳米粉体材料:20~39份； 脱氧水:650~820份； 增稠剂:4~5份； 分散剂:2~5份； 湿润剂:12~14份； 成膜助剂:25~40份； 消泡剂:5~20份； 偶联剂:4~7份。 所述光触媒涂料水乳型合成聚合物乳液为VAE乳液、有机硅树脂乳液、纯丙乳液、弹性纯丙乳液、苯丙乳液、苯乙烯一丙烯酸乳液、丙烯酸共聚乳液、有机硅一丙烯酸乳液、水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液中的一种或几种的混合物； 所述光触媒纳米粉体材料为纳米二氧化钛、纳米磷酸钛、纳米二氧化硅、纳米负离子中的一种或几种的混合物； 所述增稠剂为纤维素类、二氧化硅、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类中的一种或几种的混合物； 所述分散剂为六偏磷酸钠、氨离子型丙烯酸、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸四钾、聚乙二醇脂肪酸酯200或400、聚丙烯酸盐类中的一种或几种的混合物； 所述湿润剂PH值为5.5~7.5，为十二烷基硫酸钠、拉开粉、二异丁基萘磺酸钠、单硬脂酸甘油酯中的一种或几种的混合物； 所述成膜助剂为十二碳醇脂、乙二醇丁醚、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓军，
申请(专利权)人：烟台斯坦普精工建设有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37