CN102080431B - 一种光伏光热组合式中空玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于建筑屋顶、幕墙的光伏光热组合式中空玻璃，属于光伏建筑一体化技术领域，该光伏光热组合式中空玻璃包括内外层玻璃、立柱、横梁和光热组件，其特征在于所述中空玻璃的外层玻璃是由透光式光伏夹层玻璃组件构成；所述的光热组件安装在中空玻璃两边的立柱上，包括多个冷热交换装置，其中冷却装置紧靠在透光式光伏夹层玻璃组件的背光面，加热装置位于透光式光伏夹层玻璃组件的透光处。具有光电、光热利用效率高，占用面积小，支架省材的有益效果。

Description

一种光伏光热组合式中空玻璃
技术领域
本发明涉及一种用于建筑屋顶、幕墙的光伏光热组合式中空玻璃，属于光伏建筑一体化技术领域。
背景技术
目前太阳能的利用有两种形式：一种是将太阳能转化为电能，一般称为光伏；一种是将太阳能转化为热能，称之为光热。众所周知，太阳能电池组件在将太阳能转化成电能的同时会产生寄生热能，寄生热能使组件温度升高造成转换效率下降。因此在考虑给电池降温时，自然而然地想到利用冷水降温时带走的寄生热能同时来作为热能使用，ZL200610029873.0《太阳能电热能量转换器》和ZL200920080424.8《可替代建筑墙体和屋顶的光电电热组件》都公开了利用寄生热能作为热能使用的技术，前者采用热交换材料面接触电池组件背板降温导热，后者采用热交换管接触电池背板降温导热，但是，太阳能电池毕竟不是光热材料，热效率很低，寄生热能不足以作为热能来使用，因此降温意义远大于集热意义。中国专利200710064452.6公开了一种“太阳能光伏光热联用装置”，该装置是在太阳能电池的下粘结绝缘层下面设置喷有光吸收涂层的集热铜板，其缺陷是集热铜板紧贴在太阳能电池上，耗材高，采光效果差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于建筑屋顶或幕墙的光电、光热利用效率高的组合式中空玻璃。
为实现以上任务，本发明采用的技术方案是：一种光伏光热组合式中空玻璃，包括内外层玻璃、立柱、横梁和光热组件，中空玻璃的外层玻璃是由透光式光伏夹层玻璃组件构成；光热组件安装在中空玻璃两边的立柱上，包括多个冷热交换装置，其中冷却装置紧靠在透光式光伏夹层玻璃组件的背光面，加热装置位于透光式光伏夹层玻璃组件的透光处。
光伏光热组合式中空玻璃的冷热交换装置由冷却水管、加热水管和热交换水槽构成，其中热交换水槽设置在中空玻璃的立柱内。
中空玻璃两边的立柱，其中一边立柱上设有一个热交换水槽；另一边立柱上设有两个热交换水槽，其中一个槽装有冷却水入口接头，另一个槽装有热水出口接头。
光热组件的加热装置为金属管，其表面涂有吸热层。
加热装置与透光式光伏夹层玻璃组件之间设有一定的间隙。
透光式光伏夹层玻璃组件是百叶式光伏玻璃组件或点透式光伏玻璃组件。
中空玻璃的横梁内装有干燥剂。
本发明的积极效果是将光伏材料和光热材料组合使用，充分利用中空玻璃原有的结构，将冷热交换装置巧妙的安装在中空玻璃的立柱上，位于中空玻璃的中空层内，且立柱内设有冷热交换的水槽，在循环水降低太阳电池温度时，同时利用光热材料来给降温用循环水加热，具有光电、光热利用效率高，占用面积小，支架省材的有益效果。
附图说明
图1：本发明的结构示意图。
图2：图1的纵向剖视图。
图3：图1的横向剖视图。
图1-3中，2’是太阳能光伏夹层玻璃组件，4’是冷却水管，4’1是冷却水入口接头，5’是加热水管，5’1是加热水出口接头，7’是内层玻璃，8’是密封胶，9’1是具有一个热交换水槽的立柱，9’2是具有一两个热交换水槽立柱，10’是横梁。
以下结合附图对本发明进一步说明。
本发明可以用于建筑屋顶、幕墙等。光伏光热组合式中空玻璃，包括内外层玻璃、立柱、横梁和光热组件，中空玻璃的外层玻璃是由透光式光伏夹层玻璃组件2’构成；光热组件安装在中空玻璃两边的立柱9’上，包括多个冷却水管4’为冷却装置，和多个加热水管5’为加热装置，冷却水管紧靠在透光式光伏夹层玻璃组件的背光面，加热水管位于透光式光伏夹层玻璃组件的透光处。中空玻璃两边的立柱，其中一边立柱9’1上设有一个热交换水槽；另一边立柱9’2上设有两个隔开的热交换水槽，其中一个槽装有冷却水入口接头，另一个槽装有热水出口接头。加热水管5’为光热加热管，位于透光式光伏夹层玻璃组件2’的透光处，使阳光可以照到，同时加热水管5’与光伏夹层玻璃组件2’之间留有空隙，使阳光可以通过内层玻璃7’照到室内，不影响采光，横梁10’内装有干燥剂以防中空玻璃内产生水汽，进一步保证良好的采光效果，在边缘四周用密封胶8’将中空层密封和粘结起来形成一个完整的光伏光热组合式中空玻璃，当冷却水从冷却水入口接头4’1流入时进入立柱9’2的冷却水槽，经过冷却水管4’进入立柱9’1内的水槽，使电池温度降低、水温升高，经寄生热能升高后的水再经过加热水管5’加热后进入立柱9’2的热水槽，经加热水出口接头5’1排出，完成整个工作循环，既降低了电池温度，又加热了水温。
具体实施方式
实施例1：
本实施例采用百叶式光伏夹层玻璃，其结构为3mm非晶硅电池+1.14mmPVB+3mm半钢化玻璃结构夹胶玻璃，透光率50%，非晶硅电池宽度与透光宽度各为50mm，组件尺寸为1640mm×707mm×7mm，峰值功率为30Wp，冷却水管4和加热水管5为20mm×15mm的矩形铜管，密封胶8为硅胶，进水温度为常温冷水，出水温度为70°，整个光伏光热组合式组件外形尺寸为1645mm×712mm×32mm。
实施例2：
本实施例的透光式光伏夹层玻璃是采用80片150×37.5mm的单晶硅电池片，3.0mm钢化玻璃+0.76mmPVB+单晶硅电池片+0.76mmPVB+3mm钢化玻璃，形成一个50%透光率的组件，开路电压为24V、工作电压：19.2V，工作电流：4.16A，功率：80W，转换效率17%的组件。冷却水管及加热水管采用φ15mm的铜水管，四周密封胶采用硅酮结构胶。进水温度为常温，出水温度为60℃，整个组件外形尺寸为707×1640×4mm，整个组件透光率为30%。
实施例3：
本实施例采用点透式光伏夹层玻璃组件，其结构为3mm非晶硅电池+1.14mmPVB+3mm半钢化玻璃结构夹胶玻璃，透光率40%，组件尺寸为1640mm×707mm×7mm，峰值功率为30Wp，冷却水管4和加热水管5为20mm×15mm的矩形铜管，密封胶8为硅胶，进水温度为常温冷水，出水温度为70°，整个光伏光热组合式组件外形尺寸为1645mm×712mm×32mm。
本发明的技术方案不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种光伏光热组合式中空玻璃，包括内外层玻璃、立柱、横梁和光热组件，其特征在于所述中空玻璃的外层玻璃是由透光式光伏夹层玻璃组件构成；所述的光热组件安装在中空玻璃两边的立柱上，包括多个冷热交换装置，其中冷却装置紧靠在透光式光伏夹层玻璃组件的背光面，加热装置位于透光式光伏夹层玻璃组件的透光处，所述中空玻璃的冷热交换装置由冷却水管、加热水管和热交换水槽构成；所述中空玻璃两边的立柱，其中一边立柱内设有一个热交换水槽，另一边立柱内设有两个热交换水槽，该两个热交换水槽中的一个槽装有冷却水入口接头，另一个槽装有热水出口接头。
2.如权利要求1所述的光伏光热组合式中空玻璃，其特征在于所述加热装置为金属管，其表面涂有吸热层。
3.如权利要求1所述的光伏光热组合式中空玻璃，其特征在于所述加热装置与透光式光伏夹层玻璃组件之间设有一定的间隙。
4.如权利要求1所述的光伏光热组合式中空玻璃，其特征在于所述透光式光伏夹层玻璃组件是百叶式光伏玻璃组件或点透式光伏玻璃组件。
5.如权利要求1所述的光伏光热组合式中空玻璃，其特征在于所述中空玻璃的横梁内装有干燥剂。
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