CN109476326A - 用于公共运输交通工具的侧向光伏窗，相关的光伏发电系统和公共运输交通工具 - Google Patents

用于公共运输交通工具的侧向光伏窗，相关的光伏发电系统和公共运输交通工具 Download PDF

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Abstract

一种用于公共运输交通工具的侧向窗(12)，包括第一透明面板(18)，与第一透明面板(18)间隔开的第二透明面板(20)；和用于支撑第一透明面板(18)和第二透明面板(20)的窗框架(16)。填充了透明光伏凝胶(46)的内部空间(24)限定在第一透明面板(18)和第二透明面板(20)与窗框架(16)之间。提供一种填充装置，用于使用光伏凝胶(46)填充第一透明面板(18)和第二透明面板(20)之间的内部空间(24)。

Description

用于公共运输交通工具的侧向光伏窗，相关的光伏发电系统 和公共运输交通工具
技术领域
本发明涉及一种客运轨道交通工具的侧向窗，并且更普遍地涉及公共运输交通工具的侧向窗。
背景技术
CN203573992U公开了一种层压光伏模块，以自上而下的顺序包括上部超清晰浮法玻璃、上部透明聚乙烯醇丁缩醛(PVB)层、一片光伏电池，下部透明聚乙烯醇丁缩醛层和位于下面的普通PVB透明玻璃。各个光伏电池通过线相互连接并连接到外部电路。该模块可用于建筑物，例如作为双层玻璃窗、落地窗、玻璃幕墙、天花板、观光电梯、阳台等。这些模块是定制模块，其必须专门地为每个应用进行设计。特别地，各个光伏电池的尺寸和分布必须适应于可用窗框架的尺寸和形状。当通过光伏模块观看的观察者靠近它时，光伏电池和线阻碍了视野。因此，它不适用于交通工具窗，特别是公共运输交通工具的侧向窗。此外，由于原材料的低可用性以及其制造所需的高成本和能量，将无定形或结晶二氧化硅用于常规光伏电池是有问题的。
DE102009029790公开了一种用于运输交通工具的侧向窗，包括：第一透明面板、与第一透明面板间隔开的第二透明面板，用于支撑第一透明面板和第二透明面板的窗框架，在第一透明面板和第二透明面板与窗框架之间限定了内部空间，和布置在第一透明面板和第二透明面板之间的光伏发生器(发电机)。光伏发生器包括布置成构成阳极的多层着色剂-光伏层，以及构成阴极的单侧导电聚合物箔。发生器层布置在阳极和阴极之间，并且具有氧化钛或氧化锌的离子材料，其具有作为给定波长范围的太阳辐射的离子配对物的人造彩色颜料。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本的光伏模块，用于装备公共运输交通工具的侧向窗。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于公共运输交通工具的侧向窗，包括：
-第一透明面板，
-第二透明面板，与第一透明面板间隔开，
-窗框架，包括用于支撑第一透明面板和第二透明面板的主型材，在第一透明面板和第二透明面板与窗框架之间限定了内部空间，
-填充内部空间的透明光伏凝胶，和
-填充装置，用于使用光伏凝胶填充在第一透明面板和第二透明面板之间的内部空间。
产生的装置提供均匀的透明表面。
根据一实施方式，光伏凝胶含有硅凝胶和半导体。
优选地，光伏凝胶完全地填充内部空间。
根据一实施方式，第一透明面板和第二透明面板是平面的。弯曲的透明面板也是可能的。
填充装置可以包括用于将光伏凝胶引入内部空间的填充入口，用于允许空气离开内部空间的压力补偿出口和用于封闭填充入口和压力补偿出口的封闭元件。根据一个实施方式，填充入口包括在第一透明面板中的通孔。类似地，压力补偿出口包括在第一透明面板中的通孔。这种装置特别简单，并且可以在侧向窗已经被安装在交通工具上之后填充内部空间。或者，填充入口和压力补偿出口布置在窗框架的一个或多个框架构件中，其优点是填充入口和压力补偿出口是不可见的。
根据一实施方式，侧向窗设置有彼此间隔开的成对电极，用于通过窗框架将光伏凝胶电连接到外部电路。本发明的优点之一是仅需要一对电极，即整个窗作为单个光伏电池操作。优选地，电极布置在窗框架上。电极不可见，并且不会阻碍视野。
根据优选实施方式，在窗框架中设置至少两个开口。两个开口形成填充入口和压力出口，并且通过将电极连接到外部电路的套管封闭。或者，窗框架中的不同开口可以用于电套管以及入口开口和出口开口。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于公共运输交通工具的光伏发电系统，其特征在于，它包括如上所述的一个或多个侧向窗的集合(组)，和电路，用于将一个或多个侧向窗的电极连接到下文中的一个或多个电气部件：
-一个或多个电池的集合；
-一个或多个直流负载；和/或
-一个或多个交流负载。
根据一实施方式，电路包括在电极和一个或多个电气部件之间的充电器控制器。优选地，侧向窗是平行连接的。
根据本发明的另一方面，提供了一种公共运输交通工具，其包括设置有侧向窗开口的侧壁，和如上文所述的光伏发电系统，其中光伏发电系统的一个或多个侧向窗的集合被框入窗开口中的一个或多个中。
附图说明
从以下仅作为非限制性示例给出的并且在所附附图中表示的本发明的特定实施方式的描述中，本发明的其他优点和特征将变得更清晰地显而易见，在附图中：
-图1是根据本发明的实施方式的设置有侧向窗的轨道交通工具的交通工具本体的成对侧壁的示意图；
-图2是图1的设置有入口塞的侧向窗中的一个的上部内部角的局部剖切等距视图；
-图3是图2的侧向窗的上部角的截面；
-图4是图2的入口塞的详细分解图；
-图5是设置有图1的窗的轨道交通工具的电力分配图；
-图6是根据本发明第二实施方式的侧向窗的局部剖切等距视图；
-图7是图6的侧向窗的上部角的横截面；
-图8是图6的侧向窗的上部角的纵向截面；
相应的附图标记表示图中的每个中的相同或对应的零件。
具体实施方式
参考图1，公共运输交通工具的侧壁10，并且更具体地是轨道交通工具的侧壁，设置有侧向窗12，每个侧向窗包括镶装到窗框架16的透明面板14的集合，窗框架本身接纳在侧壁10的窗开口中。
如图2和3所示，每个侧向窗12的透明面板14的集合包括内部透明面板18、中间透明面板20和粘合地结合到中间透明面板18的外部透明面板22。弹性间隔框架(未示出)确保内部透明面板18和中间透明面板20间隔开，以在其间限定封闭的内部空间24。每个透明面板18、20、22可以由玻璃或合适的透明塑料材料制成，例如亚克力玻璃，或可以是具有不同材料的多层面板。不同的材料可以用于内部透明面板、外部透明面板和/或中间透明面板18、20、22。外部透明面板和中间透明面板20、22可以用单个面板代替。
每个侧向窗12的框架16基本上是矩形的并且包括四个侧，每侧由主型材26和接纳在主型材26的凹槽30中的夹紧轮廓28形成。主型材26提供与交通工具的侧壁10的界面。密封垫片32设置在主型材和交通工具的侧壁之间。夹紧轮廓28从凹槽30突出并且具有与内部透明面板18重叠的区域。
内部透明面板18具有成对通孔34(图3中仅示出其中一个)，其构成内部空间24和外部之间的入口36和出口38。管状螺钉40从每个通孔34突出。螺母42拧在管状螺钉40的第一螺纹上，以将管状螺钉40固定到内部透明面板18上。螺纹帽44接合在管状螺钉40的第二螺纹上，以封闭管状螺钉40的突出开口端。
入口36用于使用透明光伏凝胶46填充内部空间24，同时内部空间24中的空气通过出口38排出。一旦内部空间24已经填充有光伏凝胶46，入口36和出口38就被封闭并且使用封闭件44密封。入口46和出口48可以具有相似的构造或者可以彼此不同(例如包括止回阀)。
光伏凝胶优选是水基质中Si2Ox的溶胶-凝胶。
如图5所示，两个电极50设置在框架16的两个相对侧或两个相对角上，并与内部空间中的透明光伏凝胶46接触，以将透明光伏凝胶与电路51电连接。在交通工具一侧上的侧向窗12的成对电极50与电池充电器控制器52平行连接，电池充电器控制器还连接到电池54的集合，并且连接到直流/交流逆变器56以将交流电分配至交通工具中的各个交流电消耗器58。电池54连接到电池放电器控制器60，以将直流电分配至交通工具中的各种直流电消耗器62。
在运行状态中，当交通工具在白天时间期间进入或停止运行时，侧向窗12产生电力，该电力用于直接供给直流/交流逆变器56或给电池54充电。标准照明(1000w/m2)中的最佳性能在90至100W/m2的范围内。根据凝胶层的厚度，电极之间获得的电压在2V至3.5V之间变化。有利的厚度(即内部透明面板和中间透明面板之间的距离)的范围为从4mm至8mm。
参照图6至图8，根据第二实施方式的侧向窗12包括透明面板14的集合，其被镶装至窗框架16。透明面板14的集合包括内部透明面板18、中间透明面板20和粘合地结合到中间透明面板18的外部透明面板22。弹性间隔框架(未示出)确保内部透明面板18和中间透明面板20间隔开，以在其间限定封闭的内部空间24。多个电极50分布在窗框架的侧构件16.1、上部构件16.2和下部构件上。每个电极50由金属杆构成，该金属杆平行于相关的框架构件延伸并且浸没在填充内部空间24的透明光伏凝胶46中。电极50中的一些可以彼此连接。优选地与框架16的上部构件16.2相关的电极50中的至少两个通过套管70和线缆72连接到类似于图5的电路51的外部电路。套管70在图8中示出处于其最终操作状态。图8示出了上部框架构件16.2中用于容纳套管70的开口74，以及接纳在开口中的开口套管壳体76。电极50包括T形端部78，其形成可以在壳体中从自由位置滑动到图8中所示的锁定位置的键。优选地，整个电极50成形为使得其可以通过套管壳体76插入内部空间24中。一旦电极的T形端部78处于锁定位置，由硅树脂或未固化的弹性体材料制成的密封帽80被注入到电极的T形端之间的自由空间中，允许聚合以封闭套管70。
套管壳体的开口用于在电极放置就位之前或者在电极已经被插入套管之后但在用密封帽80锁定其之前用透明光伏凝胶46填充侧向窗12的内部空间24。由于存在至少两个这样的开口，一个可以用作入口以填充内部空间24，而另一个用作出口以从内部空间24排出空气。
虽然以上示例说明了本发明的优选实施方式，但应注意，也可以考虑各种其他装置。电路51可包括在交通工具本体或一个多于一个的交通工具本体的一侧或两侧上的侧向窗12的任何子集合。窗的形状可以变化。

Claims (15)

1.一种用于公共运输交通工具的侧向窗(12)，包括：
-第一透明面板(18)；
-第二透明面板(20)，与所述第一透明面板(18)间隔开；和
-窗框架(16)，包括用于支撑所述第一透明面板(18)和所述第二透明面板(20)的主型材(26)，在所述第一透明面板(18)和第二透明面板(20)与所述窗框架(16)之间限定了内部空间，
其特征在于，其还包括：
-透明光伏凝胶(46)，填充所述内部空间(24)；和
-填充装置，用于使用所述光伏凝胶(46)填充所述内部空间(24)。
2.根据权利要求1所述的侧向窗，其中，所述光伏凝胶(46)包含硅凝胶和半导体。
3.根据前述权利要求中任一项所述的侧向窗，其中，所述光伏凝胶(46)完全地填充所述内部空间(24)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的侧向窗，其中，所述第一透明面板(18)和第二透明面板(20)是平面的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的侧向窗，其中，所述填充装置包括用于将所述光伏凝胶(46)引入所述内部空间(24)的填充入口(36、74)、用于允许空气离开所述内部空间(24)的压力补偿出口(38、74)和用于封闭所述填充入口(36、74)和压力补偿出口(38、74)的封闭元件(44、80)。
6.根据权利要求5所述的侧向窗，其中，所述填充入口(36)包括在所述第一透明面板(18)中的通孔(34)。
7.根据权利要求5或6所述的侧向窗，其中，所述压力补偿出口(38)包括在所述第一透明面板(18)中的通孔(34)。
8.根据权利要求5所述的侧向窗，其中，所述填充入口(36、74)和压力补偿出口(38、74)布置在所述窗框架(16)的一个或多个框架构件(16.1、16.2)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的侧向窗，还包括彼此间隔开的成对电极(50)，用于通过所述窗框架(16)将所述光伏凝胶(46)电连接至外部电路(51)。
10.根据权利要求9所述的侧向窗，其中，所述电极(50)布置在所述窗框架(16)上。
11.根据间接引用权利要求8的权利要求10所述的侧向窗，还包括在所述窗框架(16)中的至少两个开口(74)，其中，所述两个开口形成所述填充入口(36)和压力出口(38)并且由将所述电极连接至所述外部电路(51)的套管所封闭。
12.一种用于公共运输交通工具的光伏发电系统，其特征在于，其包括一个或多个根据权利要求8至11中任一项所述的侧向窗(12)的集合以及电路(51)，用于将一个或多个所述侧向窗(12)的所述电极(50)连接至以下一个或多个电气部件：
-一个或多个电池(54)的集合；
-一个或多个直流负载(58)；和/或
-一个或多个交流负载(62)。
13.根据权利要求12所述的光伏发电系统，其特征在于，所述电路(51)包括在所述电极(50)和一个或多个电气部件之间的充电器控制器(52)。
14.根据权利要求12或13所述的光伏发电系统，其特征在于，所述侧向窗(12)是平行连接的。
15.一种公共运输交通工具，包括设置有侧向窗开口的侧壁(10)以及根据权利要求12至14中任一项所述的光伏发电系统，其中，所述光伏发电系统的所述一个或多个侧向窗(12)的集合被框入所述窗开口的一个或多个中。
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