一种基于3D打印技术的太阳能组件边框及太阳能板组件

摘要

本发明公开了一种基于3D打印技术的太阳能组件边框和太阳能板组件，太阳能组件边框的内侧表面设置有用于嵌设太阳能组件的组件卡槽，太阳能组件边框的外表面间隔设置有一级盲孔，一级盲孔的孔底面上间隔设置有二级盲孔，二级盲孔的孔口在一级盲孔的孔底面上均匀分布。本发明太阳能组件边框结构简单，通过在太阳能组件边框上设置一级盲孔和二级盲孔，使边框呈现蜂窝状结构，可利用3D打印技术的完美成型能力，通过激光将金属合金粉末凝合成近似镂空的高强度力学结构，能够明显节约材料，降低重量，且强度保持不变甚至更优。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能组件边框，具体涉及一种基于3D打印技术的太阳能组件边框及太阳能板组件。

背景技术

太阳能组件作为光伏发电系统的重要组成单元之一，一般安装于地面或容易接收阳光的屋顶等位置，但在广阔的中国，光照条件优越的地区主要分布在西北，西部和中部等地区，不仅地形复杂，山地、丘陵、盆地、戈壁交错，更有自然条件的多变，如多雨，冰雪，风暴，干旱等。任何地形和天气气候因素的组合，都会影响太阳能组件的工作稳定性和发电效率。

    如西北地区，地面电站在运行过程中，长期被风吹，会造成整体太阳能组件阵列的轻微变形，在应力挤压条件下，会造成发电单元的隐裂，在强大的电流电压降作用下，极容易造成发电故障甚至瘫痪；如西南地区，包括海岛，雨水充足，如果雨量较大，雨水会被倾斜安装的太阳能组件汇流到低处，形成较大的洪流，引起水土流失。长此以往，会形成沟壑。因此，需要对现有技术中的太阳能组件边框进行结构改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种质轻、强度高、在寒冷使用环境不易结冰积雪的太阳能组件边框。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种基于3D打印技术的太阳能组件边框，其特征在于，所述太阳能组件边框的内侧表面设置有用于嵌设太阳能组件的组件卡槽，所述太阳能组件边框的外表面间隔设置有一级盲孔，所述一级盲孔的孔底面上间隔设置有二级盲孔，所述二级盲孔的孔口在一级盲孔的孔底面上均匀分布。

孔口宽度过大反而会降低太阳能组件边框的强度，优选的技术方案为，所述一级盲孔的孔口宽度不大于对应太阳能组件边框宽度的1/5。

为了保证太阳能组件边框各部的强度均等，优选的技术方案为，所述一级盲孔在太阳能组件边框的外表面呈矩阵排列，或相邻两行的一级盲孔错位排列。

为了保证太阳能组件边框各部的强度均等，优选的技术方案还可以为，所述二级盲孔的形状大小一致。

球形的凹面可以构建高强度的力学结构，优选的技术方案为，所述一级盲孔为球缺形或椭球缺形，位于太阳能组件边框外表面的一级盲孔孔口为圆形或椭圆形。

为了进一步优化二级盲孔对太阳能组件边框力学性能的增强作用，优选的技术方案为，所述二级盲孔为锥形、锥台形、球缺形或椭球缺形。

进一步优选的技术方案为，所述二级盲孔为正四面体，所述一级盲孔的孔底面为由若干个等边三角形组合成的蜂窝状网格面。

进一步优选的技术方案为，所述二级盲孔为正四棱锥形或正六棱锥形，所述一级盲孔的孔底面为由若干个相应的正方形或正六边形组合成的蜂窝状网格面。

进一步优选的技术方案为，所述一级盲孔包括第一一级盲孔和第二一级盲孔，所述第一一级盲孔的孔口面积大于第二一级盲孔的孔口面积，所述第一一级盲孔和第二一级盲孔均在太阳能组件边框的外表面呈矩阵排列，所述第二一级盲孔设置在相邻四个呈正方形排列的第一一级盲孔对角线交点处。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种质轻、强度高、使用寿命更长的太阳能板组件。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种太阳能板组件，其特征在于，包括太阳能组件，所述太阳能组件嵌设在上述的太阳能组件边框的组件卡槽中。

本发明的优点和有益效果在于：

本发明基于3D打印技术的太阳能组件边框结构简单，通过在太阳能组件边框上设置一级盲孔和二级盲孔，使边框呈现蜂窝状结构，可利用3D打印技术的完美成型能力，通过激光将金属合金粉末凝合成近似镂空的高强度力学结构，能够明显节约材料，降低重量，且强度保持不变甚至更优，抗拉强度一般大于205MPa；

在风量较大时，该结构的太阳能组件边框可以作为风力匀流板，减缓风力对组件的作用力不均，保证太阳能组件稳定并正常工作；

在雨量较大时，该结构的太阳能组件边框能够通过延长雨水在组件边框中的流动路程，防止雨水汇流，且通过组件玻璃面倾泻下来的雨水经过低端组件边框蜂窝状结构的延缓作用，降低对地面水土的冲击；

在天气寒冷地区，该结构的太阳能组件边框表面不易结冰，能够及时消除太阳能组件表面的积雪，容易清理，可保障太阳能组件正常工作。

附图说明

图1是本发明太阳能组件边框实施例1的结构示意图；

图2是本发明太阳能板组件实施例1的结构示意图；

图3是图1中A-A的剖面图；

图4是图1中盲孔结构的放大图；

图5是本发明太阳能组件边框实施例2的盲孔结构示意图；

图6是本发明太阳能组件边框实施例3的盲孔结构示意图；

图7是本发明太阳能组件边框实施例4的盲孔结构示意图；

图8是本发明太阳能组件边框实施例5的盲孔结构示意图。

图中：1、太阳能组件边框； 2、组件卡槽；3、太阳能组件；4、一级盲孔；4-1、第一一级盲孔；4-2、第二一级盲孔；5、二级盲孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1至图4所示，实施例1的基于3D打印技术的太阳能组件边框1，太阳能组件边框1的内侧表面设置有用于嵌设太阳能组件3的组件卡槽2，太阳能组件边框1的外表面间隔设置有一级盲孔4，一级盲孔4的孔底面上间隔设置有二级盲孔5，二级盲孔5的孔口在一级盲孔4的孔底面上均匀分布。

在本实施例中，一级盲孔4的孔口宽度不大于对应太阳能组件边框1宽度的1/5；一级盲孔4在太阳能组件边框1的外表面呈矩阵排列，二级盲孔5的形状大小一致；一级盲孔4为球缺形，位于太阳能组件边框1外表面的一级盲孔4孔口为圆形；二级盲孔5为正四面体，一级盲孔4的孔底面为由若干个等边三角形组合成的蜂窝状网格面。本结构组件边框的抗拉强度约210MPa。

    实施例1的太阳能板组件，包括太阳能组件3，太阳能组件3嵌设在上述实施例的太阳能组件边框的组件卡槽2中。

实施例2

如图5所示，实施例2与实施例1的不同在于，相邻两行的一级盲孔4错位排列；二级盲孔5为正四棱锥形，一级盲孔4的孔底面为由若干个相应的正方形组合成的蜂窝状网格面。

若干个相应的正方形组合成的蜂窝状网格面中，相邻两行的正方形孔口可以错位设置。本结构组件边框的抗拉强度约215MPa。

实施例3

如图6所示，实施例3与实施例1的不同在于，一级盲孔4包括第一一级盲孔4-1和第二一级盲孔4-2，第一一级盲孔4-1的孔口面积大于第二一级盲孔4-2的孔口面积，第一一级盲孔4-1和第二一级盲孔4-2均在太阳能组件边框1的外表面呈矩阵排列，第二一级盲孔4-2设置在相邻四个呈正方形排列的第一一级盲孔4-1对角线交点处；二级盲孔5为正六棱锥形，第一一级盲孔4-1和第二一级盲孔4-2的孔底面均为由若干个正六边形组合成的蜂窝状网格面。本结构组件边框的抗拉强度约210MPa。

实施例4

如图7所示，实施例4与实施例1的不同在于，二级盲孔5为半球形。半球形的二级盲孔5圆形孔口在一级盲孔4孔底面呈矩阵排列，也可以相邻两行的圆形孔口错位设置。本结构组件边框的抗拉强度约220MPa。

实施例5

如图8所示，实施例5与实施例3的不同在于，第一一级盲孔4-1和第二一级盲孔4-2的形状不一致，第一一级盲孔4-1为球缺形，第二一级盲孔4-2为椭球缺形，二级盲孔5为六棱锥台型。本结构组件边框的抗拉强度约220MPa。

上述太阳能组件边框可以为现有技术中带腔体或者凸条等的加强型太阳能组件边框。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。