CN101100880A - 呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能光伏玻璃用于带热交换腔体的玻璃幕墙中以促进空气流动。框架承载的由若干个单元构成的光伏玻璃幕墙，至少有两层，其中有一层是发电、透光的太阳能光伏玻璃，至少有一个能自动换气的腔体和一个带电极引出线接负载的发电单元，腔体及供电装置构成通风换气系统。太阳能光伏玻璃幕墙的外层，由太阳能电池组件与透光玻璃形成一定的透光间隙的光伏膜板与内层玻璃平行、间隔形成腔体。本发明有效的利用可再生清洁能源太阳电池与玻璃幕墙建筑光伏一体化，精简占地面积，空气流通、清洁。

Description

呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙及其用途

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏玻璃用于带热交换腔体的玻璃幕墙中以促进空气流动。

背景技术

目前绝大多数的传统玻璃幕墙技术都存在着大量能源消耗、室内空气质量严重下降等问题。为解决这些问题，一种新型的玻璃幕墙，智能玻璃幕墙技术得到发展，如中国专利号02228283.1公布的《呼吸式动态双层幕墙》及申请号为200320110108.3的《内循环呼吸式玻璃幕墙》均阐述了这种促进空气流动的玻璃幕墙。同时，申请号为200420051960.2的《门窗幕墙及其空气调节装置》公布了一种门窗幕墙及一种空气调节装置，其通风系统结构复杂。这种功能性玻璃幕墙的技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙，所谓双层气体流动的呼吸式幕墙，实际为双层幕墙，在两个幕墙中间有一个宽约半米的气流通道区，在气流通道区的上下两端有进风和排风设施，外层玻璃为固定式，内层玻璃可以开启，在内部幕墙窗开启的状态下，室外空气首先经过外层幕墙底部的百叶，过滤设施进入中间层，这时的空气是干净无尘的，在室内循环之后，通过外层幕墙顶部的百叶窗溢出，在通道内运动的气流带走通道内的热量，这样可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调负荷，节省能源。而且无论外界风、雨、尘及噪音等干扰如何严重，室内均可以自由开窗更新新鲜空气，同时保证阳光的双层过滤，避免直射及炫光困扰。由于外层幕墙不需开启，双层玻璃及中间空气层可有效阻隔室外噪音，临街建筑室内依然安静。

但是目前这种呼吸式智能玻璃幕墙也存在着结构复杂、占用空间大、成本高的缺点。因为这种呼吸式幕墙的换气采用的是热烟囱效应，因此热通道就需要很宽，这样对建筑资源紧缺的地方就是一种很大的浪费，另外由于这种结构的幕墙换气必须是整个幕墙整体考虑才能实现，因此结构必定会变得复杂，造成成本过高，推广起来也很难。

发明内容

所要解决的技术问题是，使呼吸式幕墙的每一块幕墙玻璃单元分隔均为一个单独的可自动换气的双层呼吸式玻璃。目的之一是通过主动换气，减小两层玻璃幕墙中间的空间，减少建筑占地面积，节约空间。

另一目的是让可以再生的太阳能在幕墙上发挥生成电能，既美化玻璃幕墙，又能发电给自动换气装置供电。

按照本发明的技术解决方案是：框架承载的由若干个单元构成的光伏玻璃幕墙，至少有两层，其中有一层是发电、透光的太阳能光伏玻璃，至少有一个能自动换气的腔体和一个带电极引出线接负载的发电单元，腔体及供电装置构成通风换气系统。

本发明的太阳能光伏玻璃幕墙的外层，由太阳能电池组件与透光玻璃构成具有一定透光间隙的光伏膜板与内层玻璃平行、间隔形成腔体。承载玻璃幕墙的框架，包括立柱和横梁，在框架的横梁或立柱上安装有内凹的排风装置。立柱安装在每个单元的两侧，安装在每个单元的腔体内有四个立柱与横梁连接处开有通气空孔。立柱内有进气通道和排气通道及滤网，腔体上下贯通。每根立柱均含进气通道和排气通道及滤网。每个单元的电极引出线与框架的横梁或立柱上安装的内凹电风扇连接。

按照本发明的技术解决方案，发电幕墙的外层玻璃可以用非晶硅太阳能电池光伏夹层玻璃。也可以是多晶硅太阳能电池光伏夹层玻璃和单晶硅太阳能电池制成的光伏夹层玻璃。发电幕墙的外层可以是非晶硅或多晶硅或单晶硅太阳能制成的太阳能电池中空玻璃。

本发明的用途是采用本发明发电幕墙至少两层幕墙玻璃，至少具有一层发电、透光性好的太阳能光伏玻璃，由框架装置所承载分割的具有能自动换气的腔体和接负载的太阳能发电单元，是一个可以拆卸的独立发电发供电单元。

太阳能发电单元可以通过串联或并联或串并联形成独立供电系统给通风换气系统供电。

发电幕墙的太阳能发电单元用矩阵连接形成电源并网给通风换气系统供电。

本发明有效的利用可再生清洁能源太阳电池与玻璃幕墙建筑光伏一体化，精简占地面积，空气流通、清洁。薄膜太阳能电池阻挡太阳的热量，标准化、模块化，适合规模化生产。

进一步讲本发明外层幕墙可以是透明式或半透明式玻璃幕墙，也可以是隐框玻璃幕墙、明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙等。本发明主要由外层太阳能光伏玻璃组件、内层玻璃、电动风扇、幕墙框架、通风系统构成。由太阳能电池直接供电的换气风扇是直流的恒流风扇，左右送风，可以将风从右边的进气通道吸入又从左边的排气通道排出。幕墙框架的立柱具有两个相互分隔开的通道，一个是进气通道，一个是排气通道。进气通道的开口设置在框架的下端，排气通道的开口设置在框架的上端，与室内、室外相通的进气开口及与室内。室外相通的排气开口分别设置在不同的立柱上，这样既可将室外的新鲜空气送入室内，又可将室内的空气排出室外。在进、排气端口及进、出双层幕墙中间夹层内都装有滤网对空气进行过滤，保证空气的洁净。立柱进气通道的下端，通过短管道或直接与室内进气口相连接，立柱进气通道的上端封闭；在立柱出气通道的上端，通过短管道或直接与室外出气口相连接，立柱出气通道的下端封闭。

太阳能电池接二级管、滤波电容、稳压电路到电扇。并网要接逆变器到电网，给负载供电。

立柱包括扣条、副框、压块、螺钉、泡沫填充棒、接缝密封胶、副框粘接胶及双面胶垫条；压块与立柱为螺钉连接；压块与立柱之间有副框之副框侧边，副框侧边附于立柱之外侧面；副框与太阳能光伏玻璃组件之间粘连有副框粘接胶及双面胶垫条；相邻太阳能光伏玻璃组件之间填充泡沫填充棒及接缝密封胶。立柱勾槽、立柱挡片及立柱插槽，立柱挡片与扣条之间有内层玻璃。如立柱进气通道开口位于框架的下端，开口与室内连通，立柱进气通道上端封闭；立柱排气通道开口位于框架的上端，与室外连通，立柱排气通道下端封闭。

如果采用太阳能光伏中空玻璃与立柱的外侧面之间粘连有双面胶垫条，铝合金压板与立柱为螺钉连接；铝合金压板与太阳能光伏中空玻璃外表面用结构胶密封粘所有接缝。内层玻璃可以是各种现有玻璃，可以自由拆装，以便对腔体内部的风扇进行维护。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明的原理及实施例。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明立柱节点剖面图。

图3为本发明的立柱的截面图。

图4为图1中F处局部放大图。

图5至图7为本发明恒流风扇安装示意图。

图8为导线步线示意图。

图9为采用本发明的立柱节点剖面图。

图10为本发明的直接供电式电路图。

图11为本发明的并网供电式电路图。

见图1-11中，外层太阳能光伏玻璃组件1、内层玻璃2、立柱3、立柱进气通道3-1、立柱排气通道3-2、立柱插槽3-3、立柱挡片3-4、立柱勾槽3-5、立柱隔瓣3-6、横梁4、通孔4-1、电动风扇5、方型风扇5-1、接缝密封胶6、接线盒7、导线7-1、滤网8、9.副框副框侧边9-1、压块10、螺钉10-1、泡沫填充棒11、扣条12、副框粘接胶13、双面胶垫条14、太阳能光伏中空玻璃15、明框装饰条16、铝合金压板17。

具体实施方式

实施例1：本具体实施例外层幕墙为一隐框式玻璃幕墙，所谓隐框式玻璃幕墙，即边框不可见的玻璃幕墙。在本例中，即是将太阳能光伏玻璃组件1直接粘贴在副框9上。请参见图1及图2，太阳能光伏玻璃组件1为百叶式非晶硅太阳能光伏夹层玻璃，太阳能光伏玻璃组件1与副框9通过副框粘接胶13固定在一起，再通过压块10与立柱3固定在一起。相邻太阳能光伏玻璃组件1之间的接缝涂有接缝密封胶6，以连接密封相邻太阳能光伏玻璃组件1。幕墙内层玻璃2为普通玻璃，两层幕墙间距为100mm左右，幕墙框架的立柱3及横梁4均为铝合金矩形型材，立柱3分成左右两个通道，左通道为立柱进气通道3-1，右通道为立柱排气通道3-2，进气通道的开口设置在框架的下端，进气通道的上端封闭，下端开口接向室内；排气通道的开口设置在框架的上端，排气通道的下端封闭，上端开口接向室外。左、右两通道中部的侧面有插槽3-3，插槽中插有空气滤网8。

请参见图3，在立柱排气通道3-2左右两边设有限位内层玻璃2的挡片3-4和可以扣入目前幕墙通用的扣条12的勾槽3-5，扣条12可以较容易地拆卸，横梁4在与立柱3相应的位置也设有同样结构的限位内层玻璃2的挡片和可以扣入扣条12的勾槽，请参见图4。电动风扇5可以为恒流风扇，通过螺钉安装在上横梁4的上侧面，如图5所示。在此，电动风扇5也可以安装在横梁4的下侧面，如图6所示；或安装在立柱3上，如图7所示。在本实施例中风扇安装在横梁4上侧面，如此可保证最高的空气流通效率。电动风扇5上的电机正负极、稳压电路及太阳能光伏玻璃组件1上的接线盒7正负极依次电连接。太阳能电池引出的导线7-1依次沿立柱3及横梁4侧面走线，导线可通过胶纸固定在立柱3及横梁4相应侧面，以不影响外观。对于导线步线方式，请参见图8，各太阳能电池之间串联起来时，需要在横梁4靠近立柱3部分开有通孔4-1，以穿过导线。白天有光照时，太阳能光伏玻璃组件1产生电带动电动风扇5旋转，电动风扇5旋转又使风从进气通道3-1透过滤网8进入夹层，然后循环后再通过滤网8进入排气通道3-2，将室外的空气带入室内同时将室内的空气带到室外，形成不停的循环风，达到降低温度和换气的目的。

请参见附图5～7，由图可知，立柱进气通道3-1及立柱排气通道3-2均是上下贯通的，横粱4则通过角码与立柱4连接，再用铆钉铆接。采用角码加铆钉铆接的连接方式，是铝质等型材在建筑上常用的一种连接方式。

实施例2：本发明是第二种实施方式为主动呼吸式太阳能光伏中空玻璃发电幕墙，参见图9，太阳能光伏中空玻璃15与立柱3之间有双面胶垫条14，利用双面胶垫条14的粘力可以将太阳能光伏中空玻璃15牢牢粘在立柱3上。由于太阳能光伏中空玻璃15为中空结构，因此其之间的接缝并不能采用如图2所示的接缝密封胶6密封。回到图9，太阳能光伏中空玻璃15之间有铝合金压板17，铝合金压板17之腔体内容纳有一压块10，压块10与立柱3之间有铝合金压板17，所述压块10与立柱3之间采用螺钉固定。在铝合金压板17与太阳能光伏中空玻璃15之间有接缝密封胶6密封。明框装饰条16与铝合金压板17连接。在功能上，所述明框装饰条16可以对铝合金压板17的腔体之内压块10及螺钉进行密封，以防止其生锈等不良发生的可能。

实施例3：参见图10，所示直接供电式电路，包括太阳能电池、二极管、滤波电容、稳压电路、电动风扇及输出端口。太阳能电池与滤波电容并联，二极管正极与太阳能正极连接，二极管与稳压电路串联。稳压电路与电动风扇正极连接，在稳压电路与电动风扇之间引出输出接口，用于将多余的电能输出。二极管可以防止电动风扇的密匝线圈产生的感应电流对太阳能电池的损坏；所述稳压电路是已有技术，其应用广泛。通过稳压电路得到的恒流电流可以直接供直流电机驱动的风扇工作。

实施例4：参见图11，所示并网供电式电路包括太阳能电池、并网逆变器、电网、电动风扇及负载。太阳能电池与并网逆变器连接，并网逆变器与电网连接，将太阳能电池产生的直流电流逆变为交流电流。电动风扇与负载并联，其电能由电网提供。目前中国大陆民用电网参数为：交流电压220V，频率50Hz。

Claims (12)

1、呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙及其用途，其特征在于框架承载的由若干个单元构成的光伏玻璃幕墙，至少有两层，其中有一层是发电、透光的太阳能光伏玻璃，至少有一个能自动换气的腔体和一个带电极引出线接负载的发电单元，腔体及供电装置构成通风换气系统。

2、如权利要求1呼吸式太阳能发电幕墙，其特征在于所述的太阳能光伏玻璃幕墙的外层，由太阳能电池组件与透光玻璃形成一定的透光间隙光伏膜板与内层玻璃平行、间隔形成腔体。

3、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述的承载玻璃幕墙的框架，包括立柱和横梁，在框架的横梁或立柱上安装有内凹的排风装置。

4、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述的立柱安装在每个单元的两侧，立柱内有进气通道和排气通道及滤网，单元腔体上下贯通。

5、如权利要求4呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述安装在每个单元的腔体内有四个立柱与横梁连接处开有通气空孔。

6、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述每根立柱均含进气通道和排气通道及滤网。

7、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述每个单元的电极引出线与框架的横梁或立柱上安装的内凹电的风扇连接。

8、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述的发电幕墙是非晶硅/多晶硅/单晶硅太阳能制成的太阳能光伏夹层玻璃。

9、如权利要求1呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙，其特征在于所述的发电幕墙外层是非晶硅/多晶硅/单晶硅太阳能制成的太阳能电池中空玻璃。

10、一种呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙的用途，其特征在于所述的发电幕墙至少两层幕墙玻璃，至少具有一层发电、透光性好的太阳能光伏膜板，由框架装置所承载分割的具有能自动换气的腔体和接负载的太阳能发电单元，是一个可以拆卸的独立发电发供电单元。

11、如权利要求10呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙的用途，其特征在于所述的发电幕墙的太阳能发电单元可以通过串联或并联或串并联形成独立供电系统给通风换气系统供电。

12、如权利要求10呼吸式太阳能光伏玻璃幕墙的用途，其特征在于所述的发电幕墙的太阳能发电单元用矩阵连接形成电源并网给通风换气系统供电。

Images