研发团队
东南大学 项目负责人：彭昌海
成果简介
本发明提供了一种便于维修和拆换的建筑PV构件，包括光伏电池组件和钢架支撑系统，所述光伏电池组件通过钢架支撑系统与建筑紧密结合。光伏电池组件带有上弹簧连接模块，不需要专业工作人员和特殊专用拆卸工具，就能实现光伏电池组件的安装和拆卸。上弹簧连接模块具有自锁功能，不需要额外的螺栓连接件，就能将光伏电池组件固定在建筑支撑钢架上。建筑PV构件的钢架支撑系统与走线盒合二为一，大大降低了线路的复杂程度。这样就使光伏电池组件线路的连接方式简单易行，安装光伏电池组件如同安装干电池一样，安装后只需用开关控制线路通断。本PV构件构造简单，安装拆卸方便，容易实现光伏电池组件的维修及更换，从而节约了人力和物力。
技术创新点及参数
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便于维修和拆换的建筑PV构件。
技术方案：为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种便于维修和拆换的建筑PV构件，包括光伏电池组件和钢架支撑系统，所述光伏电池组件通过钢架支撑系统与建筑紧密结合，实现光伏建筑一体化。
所述光伏电池组件包括光伏电池板、上弹簧连接模块、下固定连接模块，所述上弹簧连接模块安装在所述光伏电池板的一侧，所述下固定连接模块安装在所述光伏电池板的 另一侧。其中所述光伏电池板与上弹簧连接模块和下固定连接模块为一个整体。
所述上弹簧连接模块包括与光伏电池板固定的C型支架、滑块，在C型支架的内部安装有滑块和一端固定在支架上的弹簧，所述弹簧的另一端与滑块相连；露在支架外的滑块端部上设有正负极电路接触点。
所述上弹簧连接模块利用弹簧的自锁功能，在安装时推动滑块，安装后在弹簧的作用下光伏电池组件自锁，将光伏电池组件固定在钢架支撑系统中。上弹簧连接模块具有自锁功能，不需要额外的螺栓连接件，就能将光伏电池组件固定在建筑支撑钢架上。除了有固定连接的功能外，上弹簧连接模块还自带接通导线功能，不需额外的电线，就能将光伏电池板接到电路中。弹簧连接的优点在于灵活方便，使光伏电池组件的安装固定具有适应性和可调节性，既保证了光伏电池板与主电路的充分接触，也保证了组件与组件之间有一定的热胀冷缩活动空间。
所述光伏电池组件的下固定连接模块可以采用焊接的方式与光伏电池板连接，下固定连接模块在光伏电池组件安装后起到承重、限位、固定的作用。
所述钢架支撑系统包括纵向主支撑型钢、横向承接型钢和连接件，所述纵向主支撑型钢通过连接件与横向承接型钢固定，所述光伏电池板通过上弹簧连接模块、下固定连接模块连接在横向承接型钢上。
所述纵向主支撑型钢采用“工”字型钢的形式。所述“工”字型钢通过连接件与横向承接型钢相连，“工”字型钢的电路走线盒安置在与横向承接型钢连接的一侧；“工”字型钢的另一侧与建筑直接相连。
所述横向承接型钢内含预留光伏电池板的连接孔洞以及电路走线盒。在所述横向承接型钢上预留与所述上弹簧连接模块和下固定连接模块对应的光伏电池板的连接孔洞，在与上弹簧连接模块对应的预留连接孔洞上有与上弹簧连接模块对应的正负极电路接触点。所述横向承接型钢承接的对象是光伏电池组件和纵向主支撑型钢。
所述纵向主支撑型钢内置用于安置光伏电池组件与系统设备之间所需的电缆的走线盒和走线孔。
所述横向承接型钢内置用于安置光伏电池组件与系统设备之间所需的电缆的走线盒和走线孔。
所述横向承接型钢采用C型钢。
市场前景
在全球常规能源日益紧张的大环境背景下，太阳能是当今可再生能源开发利用的首选之一，其对常规能源短缺的可弥补性和可替代性的优势日益显现。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富、利用方便，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。为了使太阳能的利用向实用化进一步推进，需大力加强太阳能技术的基础研究。
太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能光伏电池。进入本世纪以来，随着太阳能光伏电池效率的提高和成本的降低，其相关光伏发电产品逐步从个别高端应用领域转向国民经济的各个领域，其未来发展前景十分看好。
光伏电池组件简称PV构件，是一种暴露在阳光下会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体材料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。光伏组件可以制成不同形状，而组件又可以连接，以适应建筑形式要求。由于光伏电池组件安装后长时间处于无人监控状态，所以需要定期检查、维修和护理，对于损坏的光伏组件给予更换，保证光电转换正常进行。
PV构件和建筑集成后属于建筑的一部分，其健康程度直接影响到建筑的功能。尤其是光伏建筑一体化(BIPV：Building Integrated Photovoltaic)形式的建筑，PV构件的维修和更换是解决光伏产品在建筑中推广和应用所遇难题的有效措施。因为即使PV构件能达到与建筑同寿命，但随着PV新产品发电效率的快速提升和制造成本的迅速下降(如同计算机和手机产品的发展一样)，建筑既有PV构件的更新换代势在必行。所以，为了遵循市场发展规律，设计一种可更换、易维修的建筑PV构件，对满足当前光伏产业的市场需求很有必要。
与现有技术相比，本发明不但设计简单、方便、灵活，安装成本低，而且在推广太阳能光伏建筑应用方面具有很大程度上的示范意义，对推进建筑节能等方面具有积极的现实意义。
