CN103518566A

CN103518566A - 光伏太阳能百叶窗

Info

Publication number: CN103518566A
Application number: CN201310477214.3A
Authority: CN
Inventors: 鲁宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种光伏太阳能百叶窗，包括窗框和光电光热板片，光电光热板片内部横向设置一转轴并通过转轴安装在窗框上，各光电光热板片相互平行。本发明可根据实际环境对百叶窗的开、闭以及百叶窗中光电光热板片的倾斜角度进行调节，在透光通风的同时能够实现发电、取热、保温等多种功能；光电光热板片的热交换板能够将光电板吸收的热能吸收，既将光电板的热量输送到蓄热装置中进行蓄存，将热能充分蓄存利用，又降低了光电板的温度，保证了其光电转化率，提高太阳光能的利用率；冬天大棚顶部出现大面积积雪时，可将蓄热装置中的热量通过蓄热介质返回至换热管中，使积雪受热融化，从而消除大棚垮塌的隐患。

Description

光伏太阳能百叶窗

技术领域

本发明涉及一种光伏太阳能百叶窗，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

温室是一种栽培植物的设施，利用自然光来实现植物的采光并且产生一定的热量，大棚主要起到防风和保证棚内农作物生长所需求温度的作用，尤其是应用在北方比较寒冷的地区，现有的大棚由于自身不能保证植物的生长需求温度，往往需要额外补充热能（例如采用烧煤、暖气供暖等方式来提高棚内温度），所需的能量非常大，目前，随着科学技术的突飞猛进以及科研人员对太阳能这种的可再生资源利用和开发，人们开始尝试将太阳能发电应用于温室中，但目前在应用过程中还存在很多问题：

一、现多采用光电转化的方式，即在大棚外表面设置光电板，通过光电板将太阳光的光能转化成电能，这样虽然对光能进行了充分利用，但如果都设置成光电板，就会导致大棚内阳光进不去，缺少植物生长所需求的光，并降低了大棚的温度，为了解决这一问题，有些大棚采用光电板和玻璃板交叉分布的形式，当这样又会带来光能利用不充分的问题，顾此失彼，不能两全；

二、太阳光照在光电板上时，光能会被光电板转化成电能，热能被光电板吸收，使光电板的自身的温度升高，导致光电板的光电转化率降低，通常光电转化率为4%～16%，造成光能的浪费，同时对太阳光中的热能也白白浪费了，太阳能利用率低。

除上述外，在冬天下雪时，大棚顶部积雪，每年都会因雪大面积积压致使很多大棚垮塌，给农民造成损失，这一问题至今也未得到很好的解决。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种结构合理、能够根据实际环境自动调节发电发热且透光通风的光伏太阳能百叶窗。

本发明所述的光伏太阳能百叶窗，包括窗框和光电光热板片，光电光热板片内部横向设置一转轴并通过转轴安装在窗框上，各光电光热板片相互平行。

本光伏太阳能百叶窗在使用过程中，可根据植物生长所需求的光和温度决定百叶窗的开合角度：

当植物生长所需求的温度与外界大气温度相差过大时，需要将光伏太阳能百叶窗关闭，此时，虽然自然光无法进入大棚内部，但可以将光电转化得到的电能供给大棚内的植物生长灯，确保植物正常生长；

当植物生长所需求的温度与外界大气温度相近时，大棚内温度基本不随外界大气变化，此时，需要打开光伏太阳能百叶窗，既能通过光电板实现光电转化，又能使自然光从各光电光热板片之间的缝隙中进入大棚，保持大棚内透光通风，一举两得。光电光热板片的倾斜角度可以根据日照方向和日照强度灵活的进行调节，操作方便。

这样，既保证了光照，又保证了温度，一年四季都能满足大棚内植物生长的需求。

上述的光电光热板片包括上、下顺次连接的光电板和热交换板，热交换板包括换热管、导热板和保温板，导热板的上表面设有凹槽，凹槽中布有换热管，保温板位于导热板下方。光电光热板片的结构设计合理巧妙，而且能够对太阳光能进行充分利用，具体工作原理如下：

当太阳光照在光电光热板片的光电板上时，其中的光能转化成电能，热能则被光电板吸收并传递到热交换板上，通过换热管将热量输送到蓄热装置中进行蓄存，将太阳能中的热能充分蓄存利用，提高了对太阳热能的利用率；同时降低了光电板的温度，保证了其光电转化率，提高了对太阳光能的利用率。

在光电光热板片中：

热交换板的一端具有一楔形槽，另一端具有楔形台，相邻的两光电光热板片中，上方的光电光热板片的楔形槽与下方的光电光热板片的楔形台位置相互对应。关闭光伏太阳能百叶窗时，下方光电光热板片的楔形台会卡入上方光电光热板片的楔形槽中，从而使相邻光电光热板片叠合密封，即使是雨雪天气，也不会有雨雪渗入，因此，本发明也可以直接架在建筑物的顶部，若干片连接形成屋顶，从而减少建筑成本。

热交换板下部粘贴隔热膜，通过隔热膜起到隔热保温的作用，防止热量散失，使导热板传递的热量最大限度的被换热管吸收转移，提高热能利用率，其中，隔热膜可以采用吸热膜，也可以采用反射膜，反射膜在本发明中起到双重作用，一方面，起隔热作用，防止换热管中的热量向外散发，另一方面，可以将外界接收的光进行反射，被反射的光被其下层光电光热板片的光电板吸收，进行光电转化，提高光能的利用率。

热交换板中的导热板可采用金属板，如铝板、铜板等导热系数好的板材，热传导速度快，导热性能好。

保温板采用聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯保温板或其他保温隔热性能较好的材料，用于防止热量散失，提高热能的利用率。

换热管的结构形式多样，可以采用直管、盘管或者其他形式，当冬天大棚顶部出现大面积积雪时，换热管还可以起到另一作用，即：将蓄热装置中的热量通过蓄热介质返回至热交换板的换热管中，使积雪受热融化，从而消除大棚垮塌的隐患。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本光伏太阳能百叶窗结构合理，应用时可以根据实际环境对百叶窗的开、闭以及百叶窗中光电光热板片的倾斜角度进行调节，在透光通风的同时能够实现发电、取热、保温等多种功能；光电光热板片结构简单、设计合理，通过热交换板将光电板吸收的热能吸收，一方面，将光电板的热量输送到蓄热装置中进行蓄存，即将太阳能中的热能充分蓄存利用，另一方面，降低了光电板的温度，保证了其光电转化率，从而提高了太阳光能的利用率；热交换板中的保温板以及隔热膜用于防止热量散失，提高太阳能中热能的利用率；冬天大棚顶部出现大面积积雪时，可以将蓄热装置中的热量通过蓄热介质返回至换热管中，使积雪受热融化，从而消除大棚垮塌的隐患。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中光电光热板片的结构示意图；

图3是本发明的应用状态图。

图中：1、窗框；2、光电光热板片；3、转轴；4、光电板；5、导热板；6、保温板；7、换热管；8、隔热膜；9、楔形台；10、楔形槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1、2所示，本光伏太阳能百叶窗包括窗框1和光电光热板片2，光电光热板片2内部横向设置一转轴3并通过转轴3安装在窗框1上，各光电光热板片2相互平行。

当植物生长所需求的温度与外界大气温度相近时，大棚内温度基本不随外界大气变化，此时，需要打开光伏太阳能百叶窗，既能通过光电板4实现光电转化，又能使自然光从各光电光热板片2之间的缝隙中进入大棚，保持大棚内透光通风，一举两得。光电光热板片2的倾斜角度可以根据日照方向和日照强度灵活的进行调节，操作方便。

上述的光电光热板片2包括上、下顺次连接的光电板4和热交换板，热交换板包括换热管7、导热板5和保温板6，导热板5的上表面设有凹槽，凹槽中布有换热管7，保温板6位于导热板5下方。其中，光电板4和热交换板可以用胶粘结，也可以用螺栓等紧固件连接。光电光热板片2的结构设计合理巧妙，而且能够对太阳能进行充分利用，具体工作原理如下：

当太阳光照在光电光热板片2的光电板4上时，其中的光能转化成电能，热能则被光电板4吸收并传递到热交换板上，通过换热管7将热量输送到蓄热装置中进行蓄存，将太阳能中的热能充分蓄存利用，提高了对太阳热能的利用率；同时降低了光电板4的温度，保证了其光电转化率，提高了对太阳光能的利用率。

在光电光热板片2中：

热交换板的一端具有一楔形槽10，另一端具有楔形台9，相邻的两光电光热板片2中，上方的光电光热板片的楔形槽10与下方的光电光热板片的楔形台9位置相互对应。关闭光伏太阳能百叶窗时，下方光电光热板片的楔形台9会卡入上方光电光热板片的楔形槽10中，从而使相邻光电光热板片2叠合密封，即使是雨雪天气，也不会有雨雪渗入，因此，本发明也可以直接架在建筑物的顶部，若干片连接形成屋顶（如图3所示），从而减少建筑成本。通过采用楔形面，能够使密封面积增大，从而增强密封效果。应用时，楔形槽10前端可设计一平面（如图2所示），便于相邻光电光热板片叠合。

热交换板下部粘贴隔热膜8，通过隔热膜8起到隔热保温的作用，防止热量散失，使导热板5传递的热量最大限度的被换热管7吸收转移，提高热能利用率，其中，隔热膜8可以采用吸热膜，也可以采用反射膜，反射膜在本发明中起到双重作用，一方面，起隔热作用，防止换热管7中的热量向外散发，另一方面，可以将外界接收的光进行反射，被反射的光被其下层光电光热板片2的光电板4吸收，进行光电转化，提高光能的利用率。

热交换板中的导热板5可采用金属板，如铝板、铜板等导热系数好的板材，热传导速度快，导热性能好。

热交换板中的保温板6采用聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯保温板或其他保温隔热性能较好的材料，用于防止热量散失，提高热能的利用率。

换热管7的结构形式多样，可以采用直管、盘管或者其他形式，当冬天大棚顶部出现大面积积雪时，换热管7还可以起到另一作用，即：将蓄热装置中的热量通过蓄热介质返回至热交换板的换热管7中，使积雪受热融化，从而消除大棚垮塌的隐患。

Claims

1.一种光伏太阳能百叶窗，其特征在于：包括窗框（1）和光电光热板片（2），光电光热板片（2）内部横向设置一转轴（3）并通过转轴（3）安装在窗框（1）上，各光电光热板片（2）相互平行。

2.根据权利要求1所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的光电光热板片（2）包括上、下顺次连接的光电板（4）和热交换板，热交换板包括换热管（7）、导热板（5）和保温板（6），导热板（5）的上表面设有凹槽，凹槽中布有换热管（7），保温板（6）位于导热板（5）下方。

3.根据权利要求2所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的热交换板的一端具有一楔形槽（10），另一端具有楔形台（9），相邻的两光电光热板片（2）中，上方的光电光热板片的楔形槽（10）与下方的光电光热板片的楔形台（9）位置相互对应。

4.根据权利要求2或3所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的热交换板下部粘贴隔热膜（8）。

5.根据权利要求4所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的隔热膜（8）采用反射膜。

6.根据权利要求4所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的隔热膜（8）采用吸热膜。

7.根据权利要求2或3所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的导热板（5）采用金属板。

8.根据权利要求2或3所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的保温板（6）采用聚苯乙烯泡沫板或者聚氨酯保温板（6）。

9.根据权利要求2或3所述的光伏太阳能百叶窗，其特征在于：所述的换热管（7）采用直管或者盘管。