CN106761213A - 一种cpc聚光外遮阳复式光伏窗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，包括窗户框架、玻璃窗、光伏窗框架、光伏窗，玻璃窗和光伏窗在滑动槽内滑动，光伏窗框架安装于窗户框架的外侧，且光伏窗框架比窗户框架宽；光伏窗包括光伏窗支撑架、CPC聚光器和光伏片，多个光伏片成阵列状串联连接并固定在光伏窗支撑架外表面，一个光伏片外侧罩设有一个开口向外的CPC聚光器，CPC聚光器的底部开设有罩住光伏片的缺口。本发明的有益效果是：复式窗避免使用传动机构，成本低，安全可靠；既能满足传统建筑对于窗户的遮阳、采光、透气的功能，同时还可实现冬季提供热量、夏季隔热；使用CPC聚光器，聚光倍数达到2～6倍，能够提高太阳能利用效率，减少光伏片的数量，降低成本。

Description

一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗
技术领域
本发明属于太阳能利用领域，涉及一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗。
背景技术
随着常规能源日益枯竭，世界上由能源紧张引发的问题越来越多，因此寻找一种新的替代能源成为解决能源问题的开门锁，太阳能作为一种干净、无污染、取之不尽用之不竭的能源，已经在各行各业当中逐步开始使用，例如道路照明设施、太阳能发电。
近年来光伏系统凭借其日益成熟的技术扩大了它在建筑领域的发展，形成了很多太阳能建筑一体化技术。
窗户作为建筑物重要的组成部分，被赋予了更多的功能，人们考虑将光伏与窗户结合，即光伏窗，然而已有的光伏窗在夏季因表面温度过高，致使光电转换效率较低，从而影响发电效率。其次，光伏百叶组件固定在框架上，一天中不能时刻保持阳光直射到光伏百叶组件上，光伏百叶组件接收阳光直射辐射低，无聚光，也存在着造价较高、不易安装、维修困难等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，包括窗户框架、滑动安装于窗户框架内的玻璃窗、光伏窗框架、滑动安装于光伏窗框架内的光伏窗，窗户框架和光伏窗框架的内侧底表面均设有滑动槽，玻璃窗和光伏窗在滑动槽内滑动，光伏窗框架安装于窗户框架的外侧，且光伏窗框架比窗户框架宽；光伏窗包括光伏窗支撑架、CPC聚光器和光伏片，多个光伏片成阵列状串联连接并固定在光伏窗支撑架外表面，一个光伏片外侧罩设有一个开口向外的CPC聚光器，CPC聚光器的底部开设有罩住光伏片的缺口。
进一步地，CPC聚光器呈内凹的碗状，CPC聚光器的内表面为反光镜。
进一步地，玻璃窗为前后叠放设置的两层普通窗户，光伏窗为两扇并排设置的单层光伏窗，窗户框架的滑动槽为平行的两个，光伏窗框架的滑动槽为一个，光伏窗框架的宽度为窗户框架的两倍。
进一步地，光伏窗支撑架为网状钢丝，相邻钢丝之间的间距为5cm，光伏片呈条状。
进一步地，窗户框架固定在墙体的窗户口内，光伏窗框架的背面固定在墙体的外表面。
进一步地，相邻光伏片之间串联连接有电池片，电池片并联连接有二极管。
进一步地，光伏片线路连接有集电器和逆变器。
进一步地，CPC聚光器通过传动齿轮连接有电机，CPC聚光器的底部外侧安装有齿条，电机的输出轴与传动齿轮同轴固定连接，传动齿轮与齿条啮合。
进一步地，电机为减速电机。
进一步地，光伏片与罩设于其外侧的CPC聚光器之间用密封条密封。
本发明的有益效果是：(1)复式窗避免使用传动机构，成本低，安全可靠；(2)既能满足传统建筑对于窗户的遮阳、采光、透气的功能，同时还可实现冬季提供热量、夏季隔热；(3)使用CPC聚光器，聚光倍数达到2～6倍，能够提高太阳能利用效率，减少光伏片的数量，降低成本。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是窗户框架和光伏窗框架的结构示意图；
图3是CPC聚光器的结构示意图；
图4是CPC聚光器光路图；
其中：1.窗户框架，2.玻璃窗，3.光伏窗框架，4.光伏窗，4-1.光伏窗支撑架，4-2.CPC聚光器，4-3.光伏片，5.滑动槽。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
如图1-4所示的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，包括窗户框架1、滑动安装于窗户框架1内的玻璃窗2、光伏窗框架3、滑动安装于光伏窗框架3内的光伏窗4，窗户框架1和光伏窗框架3的内侧底表面均设有滑动槽5，玻璃窗2和光伏窗4在滑动槽5内滑动，光伏窗框架3安装于窗户框架1的外侧，且光伏窗框架3比窗户框架1宽；光伏窗4包括光伏窗支撑架4-1、CPC聚光器4-2和光伏片4-3，多个光伏片4-3成阵列状串联连接并固定在光伏窗支撑架4-1外表面，一个光伏片4-3外侧罩设有一个开口向外的CPC聚光器4-2，CPC聚光器4-2的底部开设有罩住光伏片4-3的缺口。
玻璃窗2为前后叠放设置的两层普通窗户，光伏窗4为两扇并排设置的单层光伏窗，窗户框架1的滑动槽5为平行的两个，光伏窗框架3的滑动槽5为一个，光伏窗框架3的滑动槽5位于窗户框架1的外侧，光伏窗框架3的宽度为窗户框架1的两倍。
光伏窗支撑架4-1为网状钢丝，相邻钢丝之间的间距为5cm，光伏片4-3呈条状。
窗户框架1固定在墙体的窗户口内，光伏窗框架3的背面固定在墙体的外表面。
相邻光伏片4-3之间串联连接有电池片，电池片并联连接有二极管以保护电路，局部电池片出现故障时，整个光伏组件仍可以正常工作。
光伏片4-3线路连接有集电器和逆变器，光伏片4-3产生的电能由集电器通过输电导线收集进入蓄电池供给建筑室内用电，或者通过逆变器并网进入公用电网。
CPC聚光器4-2通过传动齿轮连接有电机，CPC聚光器4-2的底部外侧安装有齿条，电机的输出轴与传动齿轮同轴固定连接，传动齿轮与齿条啮合。电机为减速电机。电机由光伏片产生的电量驱动，由电机带动CPC聚光器4-2偏转角度，对准太阳光，能够最大限度的使用太阳能，太阳能利用效率高。
光伏片4-3与罩设于其外侧的CPC聚光器4-2之间用密封条密封。
如图4所示，CPC聚光器4-2呈内凹的碗状，CPC聚光器4-2的内表面为反光镜。当光线从不同的角度照射进CPC聚光器时，由反光镜的抛物面通过全反射至光伏片上，系统本身无需跟踪追光，聚光倍数达到2～6倍，结构简单，无需复杂的传动结构，因此能有效地提高聚光效率。
CPC聚光器以光伏片作为接收器，CPC聚光器能够提高太阳能利用效率，减少光伏片的数量，降低成本。
下面对本发明的工作模式做进一步说明。
(1)采光模式
当室内光线较弱时，室内采光不足，如阴天或多云天气，太阳直射辐射非常少，以散射太阳光为主，将光伏窗移向光伏窗框架的两端，让散射光线直接进入室内，以满足用户采光需求。
(2)冬季取暖模式
目前，光伏发电效率不足20％，超过80％的热量转化为热能，光伏背面的温度逐渐升高，将光伏窗移向光伏窗框架的中央，并将内部玻璃窗打开，热量逐渐散发，起到冬季取暖的功能。
(3)夏季隔热模式
在夏天，为了降低房间冷负荷，需要避免阳光直射，此时将光伏窗移向光伏窗框架的中央，并将内部玻璃窗关闭，满足用户夏季遮光和隔热需求。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：包括窗户框架(1)、滑动安装于窗户框架(1)内的玻璃窗(2)、光伏窗框架(3)、滑动安装于光伏窗框架(3)内的光伏窗(4)，窗户框架(1)和光伏窗框架(3)的内侧底表面均设有滑动槽(5)，玻璃窗(2)和光伏窗(4)在滑动槽(5)内滑动，光伏窗框架(3)安装于窗户框架(1)的外侧，且光伏窗框架(3)比窗户框架(1)宽；光伏窗(4)包括光伏窗支撑架(4-1)、CPC聚光器(4-2)和光伏片(4-3)，多个光伏片(4-3)成阵列状串联连接并固定在光伏窗支撑架(4-1)外表面，一个光伏片(4-3)外侧罩设有一个开口向外的CPC聚光器(4-2)，CPC聚光器(4-2)的底部开设有罩住光伏片(4-3)的缺口。
2.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的CPC聚光器(4-2)呈内凹的碗状，CPC聚光器(4-2)的内表面为反光镜。
3.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的玻璃窗(2)为前后叠放设置的两层普通窗户，光伏窗(4)为两扇并排设置的单层光伏窗，窗户框架(1)的滑动槽(5)为平行的两个，光伏窗框架(3)的滑动槽(5)为一个，光伏窗框架(3)的宽度为窗户框架(1)的两倍。
4.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的光伏窗支撑架(4-1)为网状钢丝，相邻钢丝之间的间距为5cm，光伏片(4-3)呈条状。
5.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的窗户框架(1)固定在墙体的窗户口内，光伏窗框架(3)的背面固定在墙体的外表面。
6.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的相邻光伏片(4-3)之间串联连接有电池片，电池片并联连接有二极管。
7.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的光伏片(4-3)线路连接有集电器和逆变器。
8.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的CPC聚光器(4-2)通过传动齿轮连接有电机，CPC聚光器(4-2)的底部外侧安装有齿条，电机的输出轴与传动齿轮同轴固定连接，传动齿轮与齿条啮合。
9.根据权利要求8所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的电机为减速电机。
10.根据权利要求1所述的一种CPC聚光外遮阳复式光伏窗，其特征是：所述的光伏片(4-3)与罩设于其外侧的CPC聚光器(4-2)之间用密封条密封。
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Application publication date: 20170531

Assignee: Shandong Zhengzun Technology Service Co.,Ltd.

Assignor: CHANGZHOU University

Contract record no.: X2023980053025

Denomination of invention: A CPC Concentrated External Sunshade Composite Photovoltaic Window

Granted publication date: 20190125

License type: Common License

Record date: 20231220

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240126

Address after: Room 2321, Building B, Changzhou Science and Education City Science and Education Hall, No. 18-3 Changwu Middle Road, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province, 213000

Patentee after: Chuangke Yuntu Energy saving New Material Technology (Changzhou) Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 213164 21 Gehu Middle Road, HUTANG Town, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: CHANGZHOU University

Country or region before: China