CN1132340A - 太阳能光电热能收集结构 - Google Patents

太阳能光电热能收集结构 Download PDF

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Abstract

一种太阳能光电热能收集结构，系由形似屋顶覆盖体的单体拼组而成，该单体包括断热材构成的凹体，其上设有光伏矽晶片，以及集热板，并藉由热管间接传导太阳照射在集热板的热能及因光伏矽晶片产生光电后滞留绝缘体的温度，用热上升原理传送至储存槽中，能配合建筑体构造方式而装置使用，亦可视需要自由增减用量，发挥光电、热能、隔热、替代习用建材一器数用，具有充分利用太阳能源的优点。

Description

太阳能光电热能收集结构
本发明涉及与屋面覆盖层有关的特殊设施，特别地涉及太阳能量收集装置的屋面覆盖物。
由于地球的生态环境污染日益严重，致环保意识高涨，无论是传统的火力发电或是高科技的核能发电，乃至一般日常民生所须热水的加热设备，皆有污染生态的之虞，甚至于被认为污染最低的水力发电，都有破坏环境生态的不良后果存在。在各方提倡推动，努力下，太阳能源不但免费且无污染，又不致破坏永续生态，广受各界瞩目。常见的太阳能光电接收器，如图7-9所示，其主要包括固定架、光电板、室外输配管；另外，屋顶用覆盖瓦片构件如图5所示，墙壁覆盖浪板构件如图6所示；又，习用的太阳能热能收集器，如图1-4所示，其主要包括：集热器、储热槽、支架。由此示意图中习用结构，常依定规格载运到按装地点，组合按装，独立著附于原筑体的表面上，如此一来，不但破坏建筑物整体美观性，又因受建筑体顶部所剩余允许有限空间的限制，常有日照点不良、方位不对、架设点难取，架设仰角不足，不易固定，或固定时损坏原有防水层等等问题，若以补强按装工事的方式，勉强完成按装，不但不易发挥其应有的功效，也将造成大幅增加装置成本的负担，更有使用效果不彰的后遗症，导致降低购买意愿等多项缺点。
本发明的目的，是设计一种太阳能光电热能收集结构，以提供瓦材，壁材的构件，尤其是可一器数用，不但可接收太阳的光转为电能，亦可收集太阳的热转换为热能，并藉热能的回收，提高电能转换的效率。
为实现上述目的，本发明太阳能发电热能收集结构，采用由瓦片状的单体相互拼组而成，其中，该单体包括一由断热材构成的凹体，其上设有保护面盖，该面盖底侧设有数组光伏矽晶片，其下为保护绝缘体，该绝缘体下方与断热凹体之间形成空气层，并连通至该断热凹体一侧形成一空气对流空间，其上置有集热板，该集热板上至少设有一热传导管，其两端开有供连通用的孔，该单体的另一侧设有一弧形透明面盖体，当两单体左右拼接时，其中一单体之透明片盖体恰罩盖于另一单体之集热板上侧，此外，该单体的前后侧分别设有适于相互拼接的前板与后板，其中该后板一侧开有一凹槽，以便藉一连接热传导管实现两个单体上的热传导管之间的连通。另外，该保护面盖系为耐撞击、抗老化之强化玻璃或PC成型而成。该设于底部或四周的断热材凹体系为PU、PE、岩棉、或保丽龙材料构成，亦可抽成真空；该结构还包括一置于设有单体覆盖件屋顶脊梁顶部的储热水槽；该组合型单体可视所需之面积及配合场地而自由增减装置；该单体背侧设有电能输出介面板。
根据上述技术方案设计的太阳能收集器，其形似屋顶覆盖体顶面为凹槽形状，而凹槽为双层中空体，以方便添加合适的隔热材料，例如PU、PE，岩棉或保丽龙等，并于凹槽上部设有嵌入沟道，方便热熔封装在绝缘体上透明保护面盖层下的光伏矽晶片嵌入，于隔热材上方及绝缘体下方，则设有适当的空气层将太阳照射在构件光伏矽晶片，产生光电能后，滞留绝缘体四周内温度，对流至一层以上保护面盖左右并连体中的热能收集器下方，以热管间接传导把太阳照射在集热片的热能及滞留绝缘体的温度，用热上升原理传送至储存槽中，能轻易配合建筑体构造方式、装置使用，亦可视须要用量自由增减，发挥光电、热能、隔热、替代习用建材一器数用，达到太阳能源应用最高境界。
本发明可接收太阳的光转换为电能，亦可收集太阳的转换为热能，并藉热能的回收，提高电能转换的效率，降低环境污染的社会成本，提高生态保护的品质；大幅增加建筑物的热、隔音效果；可与原建筑物连成一体更增加其美观及安全的完整性节省室内空调能源支出，增加太阳能利用的装置面积，可免去习用集热器支撑架及储热水槽支架升高的费用支出；减少原建筑屋顶(瓦片)材料及屋顶隔热层的费用支出及减少施工及完成后有仰角易受台风吹损的安全顾虑。
下面结合附图给出本发明的实施例，并作进一步的详述。
图1-4是习用太阳能集热装置实施例图。
图5是习用屋顶覆盖瓦片构件例图。
图6是习用屋顶覆盖浪板构件例图。
图7-9是习用太阳能光电装置实施例图。
图10是本发明结构分解图。
图11是本发明上下串连实施示意图。
图12是本发明结构组合图。
图13是本发明正视剖面连接示意图。
图14是本发明侧视剖面连接示意图。
图15是本发明使用情形示意图。
参阅图10-15，本发明系由一瓦片状单体10相互连接而成，其中该单体10主要系由断热材40所构成，于其顶层乃凹设容置空间101，其两侧乃相对各设有凹槽50、51，并供嵌插有多数的保护面盖20，可由强化玻璃或PC成型而成，于保护面盖20底侧乃为数组光伏矽晶片21，其下则为保护绝缘体22，最后于保护绝缘体22下方与断热材40之间则预留有空气层31，并连通至断热材40一侧形成一空气对流空间30，于其顶端乃接设有集热板61，其系嵌插于对流空间30两侧的集热器凹槽63、64中，于集热板61上乃设有至少一热传导管62，于单体10另侧则为一弧形的透明面盖体60，又于单体10前端设有凹孔11与一前板70的凸栓702相衔接，前述透明面盖体60内侧设凸块65，而单体10相对侧有一凹槽651，于透明面盖体60另侧设有固定孔681，于单体10前端乃形成有一接续空间701，而于单体10后端则凸设有一后板71，且该板的顶缘设有一凹槽711连通至集热板61，再插入一连接热传导管621与集热板61上热传导管62的固定孔66栓紧。
是以，施工时乃可视需要以多数单体10拼接组构，纵向拼接时上一单体10的前板70接续空间701乃盖扣于下一单体10的后板71，而左右拼接时则右一单体10的透明面盖体60乃罩盖于左一单体10的集热板61上，且透明面盖体60之开放缘乃与集热板61内侧缘相连接，并得以螺栓69经固定孔68、681而锁结固定；参见图11，又于装设处的屋脊可装设保温储热水槽90，而各单体10上的热传导管62乃纵向连通将所产生的热能传到保温储热水槽90收集储存，另于每一单体10背侧则设有电能输出介面板80，以将部份收集的太阳光能经光伏矽晶片21转换为电能使用。
综上所述，本发明运用的原理虽然不很复杂，然于实际功效上，确属增进，其不仅可将传用的屋顶或墙壁的覆盖构件，变成足够满足需求使用的发电厂，也可将其变成工业制程预热用的热水制造厂，亦可以提升人类对室内温度要求的品质。

Claims (7)

1、一种太阳能光电热能收集结构，系由形为瓦片状单体(10)相互拼接组成，其特征在于，该单体(10)包括一由断热材构成的凹体(40)，其上设有保护面益(20)，该面盖(20)底侧设有数组光伏矽晶片(21)，其下为保护绝缘体(22)，该绝缘体(22)下方与断热凹体(40)之间形成空气层(31)，并连通至该断热凹体(40)一侧形成一空气对流空间(30)，其上置有集热板(61)，该集热板(61)上至少设有一热传导管(62)，其两端开有供连通用的孔(66、67)，该单体(10)的另一侧设有一弧形透明面盖体(60)，当两单体(10)左右拼接时，其中一单体(10)之透明片盖体(60)恰罩盖于另一单体(10)之集热板(61)上侧，此外，该单体(10)的前后侧分别设有适于相互拼接的前板(70)与后板(71)，其中该后板(71)一侧开有一凹槽(711)，以便藉一连接热传导管(621)实现两个单体(10)上的热传导管(62)之间的连通。
2、根据权利要求1所述的太阳能光电热能收集结构，其特征在于，该保护面盖(20)系为耐撞击、抗老化之强化玻璃或PC成型而成。
3、根据权利要求1所述的太阳能光电热能收集结构，其特征在于，该设于底部或四周的断热材凹体(40)系为PU、PE、岩棉、或保丽龙材料构成，亦可抽成真空。
4、根据权利要求1所述的太阳能光电热能收集结构，其特征在于，该结构还包括一置于设有单体(10)覆盖件屋顶脊梁顶部的储热水槽(90)。
5、根据权利要求1所述的太阳能光电热能收集结构，其特征在于，该组合型单体(10)可视所需之面积及配合场地而自由增减装置。
6、根据权利要求1所述的太阳能光电热能收集结构，其特征在于，该单体(10)背侧设有电能输出介面板(80)。
7、一种太阳能光电热能收集结构，系由单体(10)拼组而成，该单体(10)其形如瓦片，其特征在于，该单体(10)主要系由断热材(40)所构成，于其顶层乃凹设容置空间(101)，其两侧乃相对各设有凹槽(50、51)，并供嵌插有多数的保护面盖(20)，于保护面盖(20)底侧乃为数组光伏矽晶片(21)，其下则为保护绝缘体(22)，最后于保护绝缘体(22)下方与断热材(40)之间则预留有空气层(31)，并连通至一侧形成一空气对流空间(30)，于其顶端乃接设有集热板(61)，其系嵌插于两侧之集热器凹槽(63、64)中，于集热板(61)上乃设有至少一热传导管(62)，于单体(10)另侧则为一弧形之透明面盖体(60)，又于单体(10)前端设有凹孔(11)与一前板(70)的之凸栓(702)相衔接，前述透明面盖体(60)内侧设凸块(65)，而单体(10)相对侧设有一凹槽(651)，于透明面盖体(60)另侧设有固定孔(681)，于单体(10)前端乃形成有一接续空间(701)，而于单体(10)末端则凸设有一后板(71)，且板的顶缘设有一凹槽(71)，连通至集热板(61)，再插入一连接热传导管(621)与集热板(61)上热传导管(62)的固定孔(66)栓紧。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101501869B (zh) * 2006-08-16 2012-11-14 莫里齐奥·德·纳迪斯 利用太阳能和光电方式产生热水和电能的太阳能屋顶瓦片
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