CN113328700A - 发电墙板和建筑结构 - Google Patents

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CN113328700A CN202110591762.3A CN202110591762A CN113328700A CN 113328700 A CN113328700 A CN 113328700A CN 202110591762 A CN202110591762 A CN 202110591762A CN 113328700 A CN113328700 A CN 113328700A
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CN202110591762.3A
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彭寿
潘锦功
柳大为
傅干华
蒋猛
王川
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Cnbm Chengdu Optoelectronic Materials Co ltd
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Abstract

本申请提供了一种发电墙板和建筑结构，涉及光伏建筑领域。发电墙板包括太阳能电池板和中空板体组件；中空板体组件包括相互间隔的前板和背板，前板与背板之间形成第一间隙；太阳能电池板设置于前板的外侧，并与前板间隔形成第二间隙，并且第二间隙的边缘具有与发电墙体外部连通的开口。通过在太阳能电池板与中空板体组件的前板之间设置具有开口的第二间隙，使得太阳能电池板散发的热量容易散去，不容易有大量的热量传递到第一间隙内进而传递到背板和建筑主体上。同时，该结构有利于降低太阳能电池板自身的温度，使得光电转换效率提高。本申请提供的建筑结构包括建筑主体和上述的发电墙板，发电墙板设置于建筑主体的表面。

Description

发电墙板和建筑结构
技术领域
本申请涉及光伏建筑领域，具体而言，涉及一种发电墙板和建筑结构。
背景技术
光伏建筑一体化目前已经广泛应用，为了实现建筑物的绿色节能要求，通常选用包含有光伏组件的发电墙板作为建筑物的外墙，为了使发电墙板具有较好的隔音隔热的性能，因此将发电墙板设计为中空的结构。但是现有的中空发电墙板的问题在于其散热效果不佳，其自身产生的热量很容易传导给建筑主体，导致建筑主体受热，不能够很好地满足建筑的隔热需求。
发明内容
本申请的目的包括提供一种发电墙板和建筑结构，发电墙板自身具有较好的散热效果，不容易将热量传导给建筑物。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请提供一种发电墙板，包括太阳能电池板和中空板体组件；
中空板体组件包括相互间隔的前板和背板，前板与背板之间形成第一间隙；
太阳能电池板设置于前板的外侧，并与前板间隔形成第二间隙，并且第二间隙的边缘具有与发电墙板外部连通的开口。
在可选的实施方式中，发电墙板包括多个连接件，太阳能电池板的边缘通过多个相互间隔的连接件连接于前板，相邻的连接件之间形成开口。
在可选的实施方式中，中空板体组件还包括设置在前板与背板之间的隔条，隔条分别抵接于前板和背板，隔条呈闭合形状，前板、背板以及隔条共同围成第一间隙。
在可选的实施方式中，隔条背离第一间隙的一侧设置有结构胶以连接前板、背板以及隔条。
在可选的实施方式中，第一间隙为密封的间隙，第一间隙中填充有空气或者惰性气体。
在可选的实施方式中，第二间隙的厚度为5～500mm。
在可选的实施方式中，第一间隙的厚度为5～200mm。
在可选的实施方式中，太阳能电池板包括单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅薄膜电池组件、CdTe光伏组件、CIGS光伏组件或者钙钛矿光伏组件。
在可选的实施方式中，前板和背板均为透光板体，太阳能电池板为透光光伏组件。
在可选的实施方式中，前板和背板为钢化玻璃或半钢化玻璃。
第二方面，本申请提供一种建筑结构，包括建筑主体和设置于建筑主体表面的前述实施方式中任一项的发电墙板。
本申请实施例的有益效果包括，例如：
本申请提供的发电墙板包括太阳能电池板和中空板体组件；中空板体组件包括相互间隔的前板和背板，前板与背板之间形成第一间隙；太阳能电池板设置于前板的外侧，并与前板间隔形成第二间隙，并且第二间隙的边缘具有与发电墙体外部连通的开口。通常使用时背板朝向建筑主体，太阳能电池板朝向建筑结构的外侧。通过在太阳能电池板与中空板体组件的前板之间设置第二间隙，使得太阳能电池板散发的热量，要么直接向外散发至发电墙板的外部，要么向内传递到第二间隙内。而第二间隙内具有与发电墙板外部连通的开口，因此第二间隙内的热量很容易散去，不容易有大量的热量传递到第一间隙内进而传递到背板和建筑主体上，使得建筑主体不容易受到太阳能电池板发热的影响。进一步的，因为太阳能电池板设置在整个发电墙板的最外侧，采光效率高。由于设置了具有开口的第二间隙，第二间隙与外部能够进行气体对流，有利于降低太阳能电池板自身的温度，使得光电转换效率提高；同时，第二间隙也便于太阳能电池板背面的走线。
本申请实施例提供的建筑结构包括建筑主体和上述的发电墙板，发电墙板设置于建筑主体的表面，本申请实施例的建筑主体不容易接收发电墙板散发的热量，使得建筑主体能够更好地符合热工设计要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一种实施例中发电墙板的示意图；
图2为本申请一种实施例中隔条与背板的相对位置示意图；
图3为本申请一种实施例中连接件与前板的相对位置示意图。
图标：010-发电墙板；100-中空板体组件；110-前板；120-背板；130-第一间隙；140-隔条；150-结构胶；200-太阳能电池板；210-第二间隙；300-连接件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
发电墙板目前已有的应用形式为太阳能电池板直接作为中空板体的一部分。现有技术中的中空板体包括太阳能电池板和钢化玻璃层，二者之间具有空气层，也即是说，太阳能电池板替代传统中空玻璃的其中一层玻璃。这种结构下，如果将太阳能电池板设置在内侧(靠近建筑主体)，太阳能电池板的热量会直接传给建筑主体，并且因为光照需要穿过中空板体外侧的玻璃层和中部的空气层，采光效率降低。如果将太阳能电池板设置在外侧，采光效率高，但是太阳能电池板产生的大量热量积累在空气层中，最终还是有相当一部分热量传给建筑主体，并且大量热量积累在空气层中不利于太阳能电池板本身的散热和电气安全性能。太阳能电池板温度过高，发电效率也会下降。另外，由于中空板体内的空间是密封的，如果太阳能电池板设置在外侧，那么背面的走线变得困难，需靠开孔引出，又面临密封性不佳的问题。
为了改善上述现有技术中的至少一个问题，本申请实施例提供一种发电墙体，其将太阳能电池板独立地设置在中空板体组件的外侧，并与中空板体组件的前板间隔出一定的间隙。该间隙并非密封的，而是具有开口，从而提高了发电墙体自身的散热性能，其热量不容易传给建筑主体。
图1为本申请一种实施例中发电墙板010的示意图。请参考图1，本实施例提供的发电墙板010包括中空板体组件100和设置于中空板体组件100外侧的太阳能电池板200。其中，中空板体组件100主要用于给发电墙板010提供结构强度，并具有较佳的隔热效果；太阳能电池板200用于接收光照，通过光电转换来发电。
在本申请实施例中，中空板体组件100包括相互间隔的前板110和背板120，前板110与背板120之间形成第一间隙130。该第一间隙130能够起到良好的隔热效果。可选的，第一间隙130是密封的间隙，也即是说，第一间隙130与外部没有气体交换。可选的，前板110和背板120平行设置，保证第一间隙130各处的厚度一致。
图2为本申请一种实施例中隔条140与背板120的相对位置示意图。如图1和图2所示，在本实施例中，中空板体组件100还包括设置在前板110与背板120之间的隔条140，隔条140分别抵接于前板110和背板120，隔条140呈闭合形状，前板110、背板120以及隔条140共同围成第一间隙130。在本实施例中，隔条140主要起到支撑作用，避免前板110、背板120挤压贴合，保证第一间隙130具有一定的厚度。隔条140呈闭合形状是指隔条140首尾相连，形成广义上的环状。隔条140的形状可以是圆环状、矩形环状等。在本实施例中，前板110和背板120的形状、大小一致或相似。可选的，隔条140沿着前板110、背板120边缘延伸，因此隔条140的形状可以根据前板110和背板120的形状来确定，比如，在本实施例中前板110、背板120均为矩形，隔条140相应地为矩形环状。隔条140的材料可以是铝，其具有较轻的比重和一定的强度，隔条140的材料还可以是其他类型，比如高分子材料。
进一步的，隔条140与前板110、背板120的边缘具有一定的间隔，因此隔条140背离第一间隙130的一侧与前板110、背板120之间形成了施胶槽。如图1所示，隔条140背离第一间隙130的一侧设置有结构胶150以连接前板110、背板120以及隔条140，该结构胶150便填充于施胶槽内。结构胶150的作用在于提升前板110、背板120以及隔条140的连接强度，防止前板110、背板120分开。在本实施例中，结构胶150可以是单组份硅酮结构胶，也可以为双组分硅酮结构胶。
在本实施例中，隔条140与前板110之间、隔条140与背板120之间也施加有密封胶来提高密封性。在可选的实施例中，第一间隙130内可以填充空气或者惰性气体，比如氩气、氮气。填充气体能够维持中空板体组件100内外的气压相近，填充惰性气体能够使得第一间隙130里面的气氛稳定，隔条140以及密封胶等不容易老化(比如氧化)，提高使用寿命。当然，在可选的其他一些实施例中，第一间隙130内也可以是真空的，或者具有较低的真空度，这样可以降低中空板体组件100的导热效率，具有更好的隔热效果。
在本实施例中，采用了隔条140来分隔前板110和背板120，以形成第一间隙130；在可选的其他实施例中，也可以不采用隔条140来实现前板110和背板120的分隔，比如直接利用固化的胶体来填充前板110和背板120的边缘之间的间隙，使得固化的胶体既起到类似于本实施例中隔条140的支撑作用，也起到结构胶150的强化连接的作用。
在可选的实施例中，第一间隙130的厚度为5～200mm，比如5mm、10mm、50mm、100mm、150mm、200mm，或者以上任意两个数值的中间值。第一间隙130的厚度过小可能导致隔热效果变差，厚度过大则导致体积过大，可能难以满足安装需求。
在本实施例中，可以将前板110和背板120均选用为透光板体，可选的，前板110和背板120的透光率大于20％，比如透光率为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％，或者以上任意两个点值的中间值。在这种情况下，太阳能电池板200为透光光伏组件，这样使得整个发电墙板010具有一定的透光性，建筑内部也能够具有良好的采光。在本申请可选的实施例中，前板110和背板120可以选用钢化玻璃或半钢化玻璃，钢化玻璃或者半钢化玻璃具有较好的强度以及透光性。比如，在本实施例中，前板110和背板120可以选用超白钢化玻璃。在可选的实施例中，前板110和背板120的厚度为3～20mm，具体的选值应当综合考虑透光性和结构强度。除了采用玻璃例外，在一些实施例中，也可以采用透明的树脂、亚克力等作为前板110和背板120的材料。
在其他可选的实施例中，如果不需要通过发电墙板010来使建筑内部采光，前板110和背板120也可以其他具有足够强度的非透光材料，比如采用不锈钢、铝合金等，那么在这种情况下，太阳能电池板200也不必采用透光光伏组件。
在本申请实施例中，太阳能电池板200设置于前板110的外侧，并与前板110间隔形成第二间隙210，并且第二间隙210的边缘具有与发电墙板010外部连通的开口。前板110的外侧是指前板110背离背板120的一侧。在正常安装发电墙板010的情况下，太阳能电池板200也是最背离建筑主体的一侧。由于在前板110与太阳能电池板200之间设置了第二间隙210，并且第二间隙210具有与发电墙板010外部连通的开口，太阳能电池板200的热量传递给第二间隙210内的气体后，被加热的气体能够在烟囱效应下产生自然对流从而排出第二间隙210。可见，太阳能电池板200产生的热量可以通过第二间隙210散发到外部，不容易传给中空板体组件100，也就不容易传递给建筑主体。并且，本申请实施例中太阳能电池板200的散热性能得以提高，也就不容易令其在工作过程中过热，避免了因为过热导致发电效率下降的问题。同时，由于第二间隙210不是密封的，因此，太阳能电池板200背部的走线也更加方便，不用担心因线路引出带来密封性不佳的问题。
在本实施例中，发电墙板010包括多个连接件300，太阳能电池板200的边缘通过多个相互间隔的连接件300连接于前板110，相邻的连接件300之间形成开口。与前述使用隔条140不同，前板110和太阳能电池板200之间是采用多个间隔的连接件300来实现支撑，而不是像隔条140一样的闭合结构，因此能够形成具有开口的第二间隙210，实现第二间隙210内外的气体流通，加强散热。图3为本申请一种实施例中连接件300与前板110的相对位置示意图。如图3所示，本实施例提供的发电墙板010设置有四个连接件300，四个连接件300分别连接前板110和太阳能电池板200的四个角部，在可选的其他实施例中，连接件300的个数还可以进一步增多，比如在边部设置更多的连接件300，以提高支撑强度；连接件300的形状也可以根据需要进行调整，比如为圆柱状或者L形。
在本申请可选的实施例中，连接件300可以是铝型材连接件、不锈钢连接件、塑钢连接件等，连接件300与前板110、太阳能电池板200之间可以利用结构胶粘结或者卡槽灌胶连接。
应当理解，在可选的其他实施例中，太阳能电池板200与前板110的连接方式不仅限于上述方式，也可以在太阳能电池板200的中部设置连接结构与前板110连接，这样太阳能电池板200的四周则完全敞开没有遮挡。
进一步的，第二间隙210的厚度可选为5～500mm，比如5mm、10mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm，或者其中任意两个点值之间的值。
在本申请可选的实施方式中，太阳能电池板200应当根据需要进行选取，其类型包括但不限于：单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅薄膜电池组件、CdTe(碲化镉薄膜太阳能电池)光伏组件、CIGS(铜铟镓硒薄膜太阳能电池)光伏组件或者钙钛矿光伏组件。
本申请实施例还提供一种建筑结构(图中未示出)，包括建筑主体和设置于建筑主体表面的发电墙板010。其中，发电墙板010既可以作为建筑结构的外墙或者窗户(需要发电墙板010透明)，起到分隔室内空间和室外空间的作用，同时能够发电；也可以贴装在建筑主体的外墙上，起到隔热和发电的作用。可以理解，本申请实施例提供的发电墙板010，因为第一间隙130的存在，减少了建筑结构的外部和内部的热量交换；因为第二间隙210的存在，又显著减少了太阳能电池板200自身发热传递给建筑主体的情况。因此，发电墙板010良好的隔热性和散热性，使得建筑主体内部空间的温度能够尽可能地避免受到外部的影响。
综上所述，本申请提供了一种发电墙板010和建筑结构。发电墙板010包括太阳能电池板200和中空板体组件100；中空板体组件100包括相互间隔的前板110和背板120，前板110与背板120之间形成第一间隙130；太阳能电池板200设置于前板110的外侧，并与前板110间隔形成第二间隙210，并且第二间隙210的边缘具有与发电墙体外部连通的开口。通常使用时背板120朝向建筑主体，太阳能电池板200朝向建筑结构的外侧。通过在太阳能电池板200与中空板体组件100的前板110之间设置第二间隙210，使得太阳能电池板200散发的热量，要么直接向外散发至发电墙板010的外部，要么向内传递到第二间隙210内。而第二间隙210内具有与发电墙板010外部连通的开口，因此第二间隙210内的热量很容易散去，不容易有大量的热量传递到第一间隙130内进而传递到背板120和建筑主体上，使得建筑主体不容易受到太阳能电池板200发热的影响。进一步的，因为太阳能电池板200设置在整个发电墙板010的最外侧，采光效率高。由于设置了具有开口的第二间隙210，第二间隙210与外部能够进行气体对流，有利于降低太阳能电池板200自身的温度，使得光电转换效率提高；同时，第二间隙210也便于太阳能电池板200背面的走线。
本申请实施例提供的建筑结构建筑主体和上述的发电墙板010，发电墙板010设置于建筑主体的表面，本申请实施例的建筑主体不容易接收发电墙板010散发的热量，使得建筑主体能够更好地符合热工设计要求。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种发电墙板，其特征在于，包括太阳能电池板(200)和中空板体组件(100)；
所述中空板体组件(100)包括相互间隔的前板(110)和背板(120)，所述前板(110)与所述背板(120)之间形成第一间隙(130)；
所述太阳能电池板(200)设置于所述前板(110)的外侧，并与所述前板(110)间隔形成第二间隙(210)，并且所述第二间隙(210)的边缘具有与所述发电墙体外部连通的开口。
2.根据权利要求1所述的发电墙板，其特征在于，所述发电墙板(010)包括多个连接件(300)，所述太阳能电池板(200)的边缘通过多个相互间隔的所述连接件(300)连接于所述前板(110)，相邻的所述连接件(300)之间形成所述开口。
3.根据权利要求1所述的发电墙板，其特征在于，所述中空板体组件(100)还包括设置在所述前板(110)与所述背板(120)之间的隔条(140)，所述隔条(140)分别抵接于所述前板(110)和所述背板(120)，所述隔条(140)呈闭合形状，所述前板(110)、所述背板(120)以及所述隔条(140)共同围成所述第一间隙(130)。
4.根据权利要求3所述的发电墙板，其特征在于，所述隔条(140)背离所述第一间隙(130)的一侧设置有结构胶(150)以连接所述前板(110)、所述背板(120)以及所述隔条(140)。
5.根据权利要求1所述的发电墙板，其特征在于，所述第一间隙(130)为密封的间隙，所述第一间隙(130)中填充有空气或者惰性气体。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的发电墙板，其特征在于，所述第二间隙(210)的厚度为5～500mm。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的发电墙板，其特征在于，所述第一间隙(130)的厚度为5～200mm。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的发电墙板，其特征在于，所述太阳能电池板(200)包括单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅薄膜电池组件、CdTe光伏组件、CIGS光伏组件或者钙钛矿光伏组件。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的发电墙板，其特征在于，所述前板(110)和所述背板(120)均为透光板体，所述太阳能电池板(200)为透光光伏组件。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的发电墙板，其特征在于，所述前板(110)和所述背板(120)为钢化玻璃或半钢化玻璃。
11.一种建筑结构，其特征在于，包括建筑主体和设置在所述建筑主体表面的如权利要求1-10中任一项所述的发电墙板(010)。
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