CN101454521B - 能量转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能量转换装置，所述能量转换装置包括具有一个或更多个开放通道的屋顶材料和一个或更多个光生伏打模块，其特征在于，所述一个或更多个光生伏打模块直接或间接接合至屋顶材料以形成流体可从中流过的一个或更多个覆盖通道。这样，可以在标准屋顶材料中形成能量转换装置，所述能量转换装置在单一的一体化装置中组合产生电力的光生伏打模块和提供来自太阳的热的太阳能热收集器的益处。

Description

能量转换系统

技术领域

本发明涉及能量转换装置。

背景技术

太阳能热收集器和光生伏打电池是沿用已久的用于将太阳能转换成其它有用形式的能量的技术。太阳能热收集器通常是利用来自太阳的辐射加热流体的简单装置，该流体随后经过热交换器以从流体中取出热量用于其它用途。

太阳能加热系统的中心构件是收集器。最常见类型的平板太阳能收集器由吸收进入的太阳能辐射并将其转换成热的选择性分层吸收器构成。该吸收器一般嵌入在具有透明覆盖物的热绝缘箱中以使热损失最小化。传热流体(通常是水和非环境破坏性防冻剂的混合物)流过吸收器并在收集器和热交换器之间循环或加热储水罐。太阳能热系统可实现超过75％的效率。

另一沿用已久的转换太阳能的形式涉及光生伏打(PV)电池。PV电池系统直接将太阳能辐射转换成直流电。直流电可被直接使用或例如通过换流器转换成交流电，然后供给至建筑物以提供电力。任何多余的电力可被输出到电网以将其出售。

PV太阳能电池通常由薄硅晶片制成。晶片一般被配置和封装以提供使用寿命通常超过二十年的称为光生伏打模块(PV模块)的耐用产品。太阳能PV模块一般具有约16％的效率。太阳能PV模块在其使用寿命期间极少发生性能劣化，并且除了推荐的一年清洁一次以外，它们实际上是免维护的。

但是，当前这些技术的应用存在大量的缺点。

太阳能热收集器通常在吸收器中需要导管或通道以容纳传热流体。如果使用导管，则这些导管通常需要与吸收器接合以提供良好的从吸收器到流体的热传递。这增加了形成收集器的时间和成本，并且还会成为收集器的效率和寿命的限制因素(由于导管接合可能失效)。

作为替代方案，在吸收器中形成通道需要附加的加工(例如，钻取通道)，或者，在一些情况下，以随后组装的部件形式形成吸收器，使得在部件之间形成通道。这也需要附加的加工和组装，由此增加形成收集器的成本。

为了捕获和提供有用量的热，太阳能热收集器趋于具有较大的收集器。它们的尺寸和重量意味着它们凭借自身的状态具备了显著的建筑结构的性质。

在建筑物顶部上的典型安装中，太阳能热收集器被安装在包括结构构件的框架中以支撑收集器的重量并提供与屋顶以及与建筑物的结构固定。

由于需要建立框架及其与建筑物的连接以及用于流体回路的适当连接，因此安装是相对昂贵的。这增加了安装的费用，并且由于可能需要很多人提供完成安装所需要的技能范围(木工工作、管道工程等)，因此还可能产生延误。

此外，太阳能热收集器的安装通常需要对于屋顶、包括接缝进行一些改造以容纳支撑框架的附件和流体回路的连接。这些改造增加接缝以后失效的可能性，从而导致屋顶渗漏。

太阳能热收集器的附加重量还会引起关于结构用以支撑设备的能力的工程考虑。这特别适用于太阳能热收集器被改装到已有的建筑物上的一般情况。

对于PV系统的安装也存在类似的缺点，这是因为它们的安装需要用于PV单元的框架和用于将单元固定到建筑物上的支撑框架。在该情况下，除了木工和管道工，还需要电工来实施必要的电连接。

因此，在已有的建筑物上安装这两种系统均可导致对于结构增加重量负载以及引入潜在的屋顶渗漏部位的问题。根据容纳太阳能热收集器或PV面板的框架的方位，存在由于风对面板和支撑框架的压力而导致的风载荷增加的附加问题。由于结构损坏的风险增加，因此所有这些问题都可能导致更高的保险成本。

一般而言，对于已有的屋顶轮廓增加太阳能热收集器和/或光生伏打面板还会导致难看的外观。

最近，对于利用可再生能源和技术的需要的认识日益增加。在世界的一些地区，当地政府在其管辖区域内对于所有的新建或改造的建筑物要求一定的能源自给水平。以克服以上的缺点的方式使用太阳能热面板和PV系统因此是相当受关注的事情。

本发明的一个目的是解决以上问题或至少为公众提供有用的选择。

所有的参考文献，包括在本说明书中引用的任何专利或专利申请，均通过引用并入本文。不承认任何参考文献构成现有技术。对于参考文献的讨论只是陈述了其作者的主张，并且申请人保留挑战所引用的文件的精确性和针对性的权利。应清楚理解，虽然本文引用了大量的现有技术公开，但是在新西兰或在任何其它的国家，这种引用不构成对于这些文件中的任意一个形成现有技术中的公知知识的一部分的承认。

应当承认，在不同的司法体系中，术语“包含”被认为具有排他或包括的含义。对于本说明书而言，除非另有注明，术语“包含”应具有包括的含义-即，意味着不仅包含直接提及的所列组分，而且包含其它的未规定的组分或要素。当涉及方法或过程中的一个或更多个步骤使用术语“包含”或“包括”时，也使用该基本原理。

从以下仅作为例子给出的说明，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种能量转换装置，该能量转换装置包括：

具有一个或更多个开放通道的屋顶材料；和

至少一个光生伏打模块，

其特征在于，光生伏打模块直接或间接接合至屋顶材料以形成流体可从中流过的覆盖通道。

根据本发明的另一个方面，提供一种构建能量转换装置的方法，该能量转换装置包括：

具有一个或更多个开放通道的屋顶材料；和

至少一个光生伏打模块，

其特征在于以下步骤：

将一个或更多个光生伏打模块直接或间接接合至屋顶材料以形成流体可从中流过的覆盖通道。

能量转换装置被配置为捕获来自太阳的能量并将其转换成电力和可用的热。

在一个优选的实施方案中，屋顶材料是标准屋顶产品。标准屋顶产品应被理解为在建筑工业中一般使用的屋顶产品。选择一般使用的屋顶产品保证能量转换装置的基础在建筑工业中是公知的并且作为形成屋顶的优选方法而为其所接受。因此，由于可被视为现有技术的提高而不是全新的系统，所以对本发明的理解会很迅速。

此外，安装屋顶材料所需要的工程设计问题和技术在本工业内是公知的。因此，被修改为形成能量转换装置的屋顶材料可很容易地引入结构的设计中并可由使用屋顶材料的本领域普通技术人员进行安装。

在一个优选的实施方案中，屋顶材料是长型金属面板。这提供可在其上形成能量转换装置的延伸表面。

各能量转换装置必须与流体流路以及电路连接。管道和电连接的安装和维护是十分昂贵的。因此，实际上，需要将流体流动和电连接的数量保持为最少。使用长型屋顶板在不增加连接的数量的情况下增加各装置的面积。

但是，本领域技术人员将会理解，可以使用例如瓦片的其它形式的屋顶材料，并且仅在本说明书中提到的配置为预成型的长型金属板的屋顶材料不应被视为限制性的。

由金属基体制成的瓦片是另一常用形式的屋顶材料。可由这种瓦片构建能量转换装置。但是，各瓦片需要与系统的其余部分进行管道和电连接。虽然可能存在选择使用瓦片的其它原因，例如使瓦片屋顶的其余部分的外观美观，但是由于管道和电连接的大量增加，因此基于瓦片的系统的安装和维护的添加成本使得其从财务角度看是不大可行的。

优选地，屋顶材料由具有良好导热性的材料制成，这是因为这提高太阳能热收集器的性能。这种材料的例子包括钢、铜和铝，这些材料均被用作常用的屋顶材料。

这些材料不仅具有良好的导热性，而且还可提供其它的优点，如能够分别与包括例如其它的钢、铜或铝基材的其它材料接合。

此外，由这些材料制成的屋顶材料可以是有延展性的，并可在需要的位置上形成复杂的形状。

优选地，屋顶材料由诸如COLORSTEEL的长型钢制成，这是因为它是成本有效的并且在包括新西兰的许多国家常被用于屋顶建造。

但是，本领域技术人员将会理解，可以使用诸如铝或铜的其它金属，并且仅在本说明书中提及由长型钢制成的屋顶材料不应被视为限制性的。

在一个优选的实施方案中，屋顶材料被配置为包括基本平坦的部分。平坦部分的优点在于，它提供可在其上接合光生伏打模块的平坦表面。光生伏打模块通常以平面形式制造，并且如果弯曲变形则很容易损坏。能够将光生伏打模块接合到曲面上，但这不象接合到平坦表面上那样简单。

在一个优选的实施方案中，屋顶材料配置为直立接缝屋顶(standingseam roof)。直立式接缝屋顶是常用形式的长型屋顶。它们由通常为钢或铝的金属的平板形成，这些平板可被切割或以其它方式形成以从屋顶的脊线延伸到屋檐的外边缘。板的长边被配置为在板的两侧上形成脊部，使得相邻的板可交迭、折叠和密封，从而沿脊部形成接缝。在典型的安装中，相邻的脊部之间的基本平坦的部分的宽度为5～60cm，但这不应被视为限制。

在相邻的脊部之间形成的基本平坦的平面部分是用于本发明的配置的优选平台。

在另一实施方案中，屋顶材料配置为槽板(trough sheet)屋顶。槽板屋顶由配置为基本平行的顶部(crest)的面板形成，其中在相邻的顶部之间具有基本平坦的槽体。面板置于屋顶上，使得槽体沿屋顶的落线(fall line)排列。

在本发明的最简单的实施方案中，屋顶材料中的开放通道可以是屋顶材料表面上的相邻突起之间的空隙。它可以是直立式接缝屋顶中的相邻脊部之间或槽板屋顶中的相邻顶部之间的空隙。

为了产生液体可从中流过的覆盖通道，可以将覆盖物与屋顶材料表面上的相邻突起接合。这样，可以利用屋顶材料的高热导率以提供有效的吸收器而形成简单的太阳能热收集器。

在本说明书中提及的覆盖通道应被理解为是指除允许流体进出通道的开口之外封闭的水密空隙。覆盖通道可以具有任意的形状、尺寸和构型。

通过使传热液体流过在屋顶材料中的开放通道和覆盖物之间形成的覆盖通道，而从太阳能热收集器取出热。

在一个典型的配置中，流体处于闭合的回路中，该回路以及穿过太阳能收集器的覆盖通道包括与热交换器的连接，该热交换器从流体带走热量并使冷却的流体返回回路。

但是，实际上，如上形成的太阳能热收集器可能具有低的热效率并且可能是不实际的。由于覆盖物的接触面积与通道中的传热液体的体积的比值小，因此从覆盖物到液体的传热可能差。

在一个优选的实施方案中，在屋顶材料的基本平坦的部分中形成一个或更多个开放通道。可通过折叠、轧制或通过使用压机来形成开放通道。但是，可以使用使金属表面变形以形成开放通道的任意方法，并且，在本说明书中仅提及折叠、轧制或压制不应被视为限制性的。

在一个优选的实施方案中，开放通道的截面为矩形。可很容易地通过折叠、轧制或压制在长型金属屋顶材料中形成矩形的通道。但是，可以使用任意方便的形状。

在其它的实施方案中，可以在屋顶材料的弯曲部分中形成开放通道。但是，如上所述，将典型的光生伏打电池接合到曲面上通常要比将其接合到平面上难。由于通常可能需要一些形式的中间基板，这些中间基板具有用于接合到光生伏打模块上的平面和用于与屋顶材料的曲面匹配的曲面，因此，这些实施方案可能更加昂贵。

在一个优选实施方案中，在屋顶材料的制造过程中形成开放通道。使开放通道的制造与屋顶产品的一体化通过在相同的或类似的形成过程中增加多个特征而增加屋顶产品的价值。

与形成闭合的通道相比，在金属板的表面中形成开放的通道或沟槽通常较为便宜。如果开放通道形成为形成屋顶材料的一体化部分，那么成本可进一步降低。

在一个优选的实施方案中，开放通道基本上延伸屋顶面板的长度。

开放通道可以是直的或形成为图案。例如，开放通道可形成基本上在屋顶面板的整个长度上延伸的开放回路，使得回路的开口端处于面板的同一端。

通过直接或间接将至少一个光生伏打模块接合到屋顶材料上以覆盖开放通道从而覆盖屋顶材料中的开放通道，形成根据本发明的能量转换装置。

在本说明书中提及的光生伏打模块应被理解为是指用于通过光生伏打效应将光能转换成电能的独立式自包含装置。

虽然可以使用其它的光源，但是在大多数的应用中，光能是太阳辐射。

典型的光生伏打模块的活性部件是光生伏打电池。它是由一般为硅晶片的半导体材料形成的。为了保护脆性的硅片并提供可耐受一般使用的产品，通常将晶片引入光生伏打模块(PV模块)中。

在典型的PV模块中，晶片被夹在为晶片提供支撑和保护的诸如乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)(EVA)的透明材料层之间。一般通过诸如窗格玻璃的刚性透明材料板保护模块的(上)表面(即，暴露于太阳的表面)。

基板一般接合至模块的相反(下)表面。它通常是与EVA接合的诸如Tedlar的聚氟乙烯板。作为替代方案，基板可以是为PV模块提供强度和刚度的金属板。

以上说明涉及典型的光生伏打模块。但是，本领域技术人员应当理解，可以在本发明中使用任意的PV模块，并且提供上述说明仅是为了解释典型的PV模块，并非意图限制。

在一个优选的实施方案中，PV模块包括材料与屋顶材料相同的基板。

例如，具有钢基板的PV模块可很容易地与长型钢屋顶材料接合。这不仅保证良好的接合，而且使基板和屋顶材料的热膨胀匹配。由于在热导率不同的两种材料之间形成的接合将会在热循环中产生应力并由此可能具有有限的寿命，因此这是重要的特征。

本发明提供利用共用的屋顶材料的组合的太阳能热收集器和PV模块系统。该配置具有在不需要单独的框架或其它支撑结构的条件下提供两种便利的优点。通过利用共用的屋顶材料，可以在没有大的重建或建筑物外观变化的情况下很容易地将装置引入建筑物中。

以这种方式组合PV模块和太阳能热收集器装置的另一优点在于，由于通过将其接合至太阳能热收集器来提供冷却，从而增加PV模块(在正常的操作条件下)的功率输出。一般地，当与太阳能热收集器接合(并被其冷却)时，PV模块产生的电压可比单独操作PV模块时高10％。这提供了优于PV模块和太阳能热收集器的独立操作的显著优点。

根据本发明的另一方面，提供一种基本如上所述的能量转换装置，该装置包括对流板。

在本说明书中提及的对流板应被理解为指的是导热材料板。对流板的一个功能是用作太阳能热收集器的收集器。对流板的另一功能是形成PV模块的基板或在其上可很容易地接合PV模块的表面。

根据本发明的对流板被配置为与具有一个或更多个开放通道的长型屋顶面板形成接合连接，以形成流体可从中流过的覆盖通道。

在一个优选的实施方案中，对流板由与屋顶材料相同的材料形成。这样，屋顶材料和对流板的热导率是相同的，由此减少或消除了由于热循环过程中的不匹配所导致的接合处应力。

根据本发明的另一方面，提供一种形成基本如上所述的能量转换装置的方法，该方法包括以下的附加步骤：

a)将光生伏打模块接合到对流板的第一侧上；和

b)将对流板的第二侧接合到屋顶材料上以形成流体可从中流过的覆盖通道。

根据本发明的另一方面，提供一种制造基本如上所述的能量转换装置的方法，该方法包括以下的附加步骤：

a)将对流板的第一侧接合到屋顶材料上以形成流体可从中流过的覆盖通道；和

b)将光生伏打模块接合到对流板的第二侧上。

在一个优选的实施方案中，能量转换装置包括在光生伏打模块上方的截留的空气间隙。

在一个优选的实施方案中，通过位于光生伏打模块的平面上方并且基本上与光生伏打模块的平面平行的平面中的透明材料板形成空气间隙，并且，透明材料的边缘密封至屋顶材料。

利用太阳能加热被截留的空气以通过温室效应升高能量转换装置的温度。升高的温度增加了向通道中的流体所传递的热量(相对于同等流速)，从而提高能量转换装置的太阳能热收集器部件的效率。

优选地，透明材料是玻璃，但是也可以使用其它透明材料，例如塑料材料如UV稳定的聚碳酸酯。

在一个替代实施方案中，蜂窝模块材料提供截留的空气间隙。蜂窝模块可以是配置为在单元中保持或存留空气的任意结构。

在一个优选的实施方案中，绝缘材料层接合至屋顶材料的与包含通道的表面相反的表面(下表面)。使屋顶材料的下表面绝缘通过限制通过屋顶的热损失而提高了太阳能热收集器的效率。它还可在热天如夏天期间减少从屋顶材料到结构内部的热载荷。

通过将PV模块技术与太阳能热收集结合成共用屋顶材料的一体化部件，相对于常规系统，上述能量转换系统提供许多显著的优点。

利用本发明的能量转换系统，太阳能-电能PV模块和太阳能热收集器安装成为屋顶的普通安装的一部分，而不是作为三次单独的安装(屋顶、PV模块和太阳能热收集器)。此外，通过适当配置与能量转换系统的电连接和管道连接，可以在不需要其它额外的电气和管道工作的条件下很容易地连接至建筑物的电气和管道回路。

实际上，设想能量转换系统将由具有适当资质的人员安装，该人员将安装引入有PV模块和太阳能热收集器的屋顶材料并且同时完成所有必需的连接，从而节省时间和费用。

如果将PV模块和太阳能热收集器作为系统的一体化部分引入共用的屋顶材料中，则不需要用于支撑它们的单独的结构。结果是，所使用的材料量大大减少(与常规的配置相比)，并且因此大大减少对于结构的附加重量负载。与常规的装置相比，在使用更少的材料、减少构建所需的劳动成本和安装支撑结构方面也存在明显的成本节省。

形成太阳能热收集器的方式不妨碍屋顶材料的一体化，并降低由于常规的太阳能热收集器或PV模块系统的安装固定所需要的固定装置导致泄漏或其它失效的任何附加风险。

形成为普通的屋顶结构的一部分的本发明的能量转换装置将与屋顶轮廓线合并，从而得到比PV系统或太阳能热收集器安装在屋顶上方的框架上的情况更可接受的外观。它还可减少常规的安装所经受的附加的风载荷。

由于不需要单独的支撑结构或建筑物的框架的附加增强，因此一体化能量转换系统的总成本也会比屋顶、太阳能热收集器和PV模块系统的各单独成本的总和更低。

此外，当利用太阳能热收集器冷却时，由于PV模块产生更多的电力，因此能量转换装置的效率得到提高。

附图说明

通过仅作为例子并参照附图给出的以下说明，本发明的其它方面将变得显而易见，在这些附图中：

图1表示能量转换装置的截面图；

图2表示直立接缝屋顶上的能量转换装置的截面图；

图3表示能量转换装置的另一实施方案的截面图；

图4表示能量转换装置的另一实施方案的截面图；和

图5表示能量转换装置的另一实施方案的截面图；和

图6表示能量转换装置的省略平面图(cut-away plan view)。

本发明的最优实施方式

图1表示能量转换装置(1)的截面图。标准屋顶材料(2)具有形成有矩形截面的开放通道(3)。通过在屋顶材料(2)的表面(5)上将光生伏打模块(4)接合到屋顶材料(2)上，来密封开放通道(3)。光生伏打模块(4)在开放通道(3)上方与屋顶材料(2)接合，从而形成流体(未示出)可保持包含在通道内的同时在其中流动的矩形覆盖通道。

通过这种简单的配置，太阳能首先被光生伏打模块(4)捕获并转换成电力，其次被转换成开放通道(3)内的被加热的流体。本发明包含将光生伏打模块与太阳能收集器的已知性能一起引入作为屋顶系统的一体化部分。

图2表示本发明的另一实施方案的截面图。在这种情况下，在形成为直立式接缝构造的屋顶材料(2)的两个脊部(11)之间的基本平坦部分中形成一个或更多个具有半圆截面的开放通道(3)。一个或更多个光生伏打模块(4)在开放通道(3)上方与屋顶材料(2)接合以形成覆盖通道。

图3表示本发明的另一实施方案的截面图，其中，在屋顶材料(2)和光生伏打模块(4)之间接合高热导率对流板(6)。对流板(6)在开放通道(3)上方与屋顶材料(2)接合以形成覆盖通道。对流板(6)的引入增强了光生伏打模块(4)和流过覆盖通道的流体之间的热接触。

图4表示包含一定体积的截留空气(7)的上述能量转换装置的截面图。通过与光生伏打电池平面基本平行且位于其上方的平面中的窗格玻璃(8)形式的透明材料板，在光生伏打模块(4)上方形成封闭。通过密封到封闭侧(19)，将窗格玻璃密封到屋顶材料(2)上，所述封闭侧(19)密封至屋顶材料上。

图5表示上述的另一能量转换装置的截面图，该能量转换装置包括固定到屋顶材料(2)的接合对流板(6)或光生伏打模块(4)的表面(5)相反的一侧(10)上的绝缘层(9)。以这种方式使用绝缘层通过防止从屋顶材料(2)的下侧(10)的热损失而提高能量转换装置的太阳能收集器部件的效率。另外，这提供了减少由于穿过屋顶的热传递所导致的对于建筑物的热负载的另一优点。

图6表示在配置成直立式接缝屋顶的一部分的长形钢面板的形式的标准屋顶材料上的根据本发明的能量转换装置(1)的平面图。为了示出装置的各个层，以之字线表示省略的部分。

在该实施方案中，能量转换装置(1)包括形成为具有脊部(11)的密封脊构造的屋顶材料(2)。在脊部(11)之间的平面区域中，在屋顶材料(2)中形成开放通道(3)。

开放通道(3)形成基本在屋顶面板的整个长度上延伸的开放回路，其中回路的开放端(12和13)在面板的同一端。在其它的实施方案中，通道(3)是线性的，基本沿屋顶面板的长度延伸。

对流板(6)接合至屋顶材料(2)以覆盖开放通道(3)，从而形成流体可在其中从流体入口(12)流向流体出口(13)的连续覆盖通道。

图6表示使用歧管(14)连接流向流体入口(12)和流体出口(13)的流体的实施方案(在该示意图中没有示出歧管内的连接的细节)。图6所示的歧管(14)位于屋顶材料的下边缘。这仅表示歧管(14)、流体入口(12)和出口(13)的许多可能的构造中的一种。

光生伏打模块(4)接合到对流板(6)的上表面上。导线(18)将光生伏打模块(4)连接到电连接(15)上。由光生伏打模块产生的电力通过电缆(16)被提取。

已经仅通过例子说明了本发明各个方面，并且应当理解，在不背离由所附的权利要求所限定的其范围的条件下，可以对其进行修改和添加。

Claims (19)

1.一种能量转换装置，包括

屋顶材料，所述屋顶材料的表面配置为包括在两个相邻顶部之间的沟槽，所述沟槽具有侧面和基本平坦的基部，和

至少一个光生伏打模块，

其特征在于，所述平坦基部配置为一个或更多个开放通道，在所述开放通道上方所述光生伏打模块直接或间接接合至所述屋顶材料以形成流体可从中流过的至少一个覆盖通道。

2.如权利要求1所述的能量转换装置，其中所述屋顶材料是标准屋顶产品。

3.如权利要求1或2所述的能量转换装置，其中所述屋顶材料是长型金属面板。

4.如权利要求1所述的能量转换装置，其中所述屋顶材料配置为直立接缝屋顶。

5.如权利要求1所述的能量转换装置，其中所述屋顶材料配置为槽板屋顶。

6.如权利要求1所述的能量转换装置，其中在所述屋顶材料的生产过程中形成所述开放通道。

7.如权利要求1所述的能量转换装置，其中所述能量转换装置包括对流板。

8.如权利要求1所述的能量转换装置，其中所述开放通道基本上延伸所述屋顶材料的长度。

9.如权利要求1所述的能量转换装置，所述能量转换装置包括在所述光生伏打模块上方的截留的空气间隙。

10.如权利要求9所述的能量转换装置，其中利用在所述光生伏打模块的平面上方并且与所述光生伏打模块的平面基本平行的平面中的透明材料板形成所述空气间隙。

11.如权利要求10所述的能量转换装置，其中所述透明材料板的边缘密封至所述屋顶材料。

12.如权利要求10或11所述的能量转换装置，其中所述透明材料是玻璃。

13.如权利要求10或11所述的能量转换装置，其中所述透明材料是塑料材料。

14.如权利要求9所述的能量转换装置，其中通过蜂窝模块材料形成所述空气间隙。

15.如权利要求1所述的能量转换装置，其中绝缘材料层接合至所述屋顶材料的与包含所述开放通道的表面相反的表面。

16.一种形成如权利要求1所述的能量转换装置的方法，所述能量转换装置包括屋顶材料，所述屋顶材料的表面配置为包括在两个相邻顶部之间的沟槽，所述沟槽具有侧面和基本平坦的基部，所述基部进一步配置为一个或更多个开放通道，

其特征在于以下步骤：

a)将一个或更多个光生伏打模块直接或间接接合至所述基部中的所述开放通道上方的屋顶材料，以形成流体可从中流过的至少一个覆盖通道。

17.一种如权利要求16所述的形成能量转换装置的方法，包括以下附加步骤：

b)将所述光生伏打模块接合至对流板的第一侧；和

c)将所述对流板的第二侧接合至所述基部中的所述开放通道上方的所述屋顶材料，以形成流体可从中流过的至少一个覆盖通道。

18.一种如权利要求16所述的形成能量转换装置的方法，包括以下附加步骤：

d)将对流板的第一侧接合至所述基部中的所述开放通道上方的屋顶材料，以形成流体可从中流过的至少一个覆盖通道；和

e)将光生伏打模块接合至所述对流板的第二侧。

19.一种由如权利要求1所述的能量转换装置产生能量的方法，包括以下步骤：

a)通过使传热流体经过所述至少一个覆盖通道而从所述能量转换装置中取出热。

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