CN113638522A - 一种光伏发电玻璃建筑构件及幕墙 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电玻璃建筑构件及幕墙，该建筑构件包括光伏发电组件，所述光伏发电组件背部设置有隔热板；所述隔热板与光伏发电组件之间设置有支撑框架，使得光伏发电组件与隔热板之间具有散热腔；所述支撑框架上开有与散热腔连通的散热通道；所述隔热板背部设置有固定板。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于碲化镉发电玻璃的建筑构件以及由该建筑构件构成的幕墙。
背景技术
随着新能源的不断发展和城市节能减排、绿色环保需求的日益增加，太阳能光伏建筑一体化越来越成为太阳能应用发电的新潮流。建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成化，即所谓的BIPV(Building Integrated Photovoltaic)建筑。而一般的建筑物外围护表面采用涂料、装饰瓷砖或幕墙玻璃，目的是为了保护和装饰建筑物。如果用光伏器件代替部分建材，即用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户，这样既可用做建材也可用以发电，可谓物尽其美。现在大多数的光伏组件应用在建筑时，很少单独作为幕墙使用的，仅附着安装在建筑物上，不承担建筑物的功能。原因是组件的隔热保温，以及降噪功能始终很难被克服，同时，光伏组件的安全性也是被重点考虑的问题，主要是电安全和载荷安全，因为光伏组件的散热存在很大问题，导致容易热积累而带来电安全。
现在的光伏建筑一体化应用时，大多采用的是采用中空或是叠层，以此来解决建筑上的隔热保温，以及降噪功能，但效果不佳，同时光伏组件的散热存在很大问题，导致容易热积累而带来电安全。而且，做成中空或叠层后，组件效率也会明显的下降，这也对真正的光伏建筑一体化零能耗建筑的推广产生影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光伏发电玻璃建筑构件及幕墙，通过结构设计，把光伏发电组件做成建筑构件的一部分，达到真正的光伏建筑一体化(BIPV)，安装简便，且成本低，维护方便。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种光伏发电玻璃建筑构件，包括光伏发电组件，所述光伏发电组件背部设置有隔热板；所述隔热板与光伏发电组件之间设置有支撑框架，使得光伏发电组件与隔热板之间具有散热腔；所述支撑框架上开有与散热腔连通的散热通道；所述隔热板背部设置有固定板。
作为一种改进，所述散热通道设置于支撑框架的两端，且按支撑框架的中轴线对称分布。使得在拼装成幕墙后相邻构件散热通道的位置能够相互对应，从而将多个构件的散热腔连成整体从而提高散热效果。
作为一种进一步的改进，所述光伏组件为矩形，所述支撑框架包括设置于其两条对边上的两根背梁以及设置在其另外两条对边上的若干支撑块；所述支撑块之间的间隙以及支撑块与背梁之间的间隙为散热通道。矩形的光伏组件形状规整方便拼装。
作为另一种更进一步的改进，所述背梁设置在矩形光伏组件的长边上，所述支撑块设置在矩形光伏组件的短边上。背梁设置在长边上提高支撑效果，提升建筑构件的整体强度。
作为一种改进，所述隔热板由氮化硅材料制作，其外部包裹有铝膜，并且铝膜与氮化硅材料之间为真空。有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，小于0.035w/(㎡.k)。使得热量不会被传导至室内，而仅在散热腔内流动。
作为一种改进，所述光伏组件为碲化镉发电玻璃组件。
作为一种改进，所述隔热板与固定板边缘包覆有固定边框。用于防水防潮。
本发明还提供一种光伏发电玻璃建筑幕墙，由上述建筑构件拼合而成；所述若干建筑构件的散热腔由散热通道连通，从而将所述建筑构件的散热腔连成整体，便于散热。
作为一种改进，所述幕墙两端的散热通道上分别设置抽风风扇和送风风扇。形成主动散热，提高散热效率。
作为一种改进，所述幕墙两端的散热通道设置有用于将热量引入室内的引热管。当室内气温较低时可将散热腔中的热量传导入室内，用于提高室内温度。
本发明的有益之处在于：具有上述结构的光伏发电玻璃建筑构件及幕墙，在光伏发电组件与隔热板之间设计被动或者主动散热通道，得发电玻璃组件在发电时产生的热量及时散掉，不会形成热积累，发电玻璃采用抗热斑设计，这样有效的防止了由于热斑或发热引起的安全问题。另外该结构由固定板提供强度及支撑性，满足建筑应用时的载荷需求，解决光伏建筑应用的安全难题。同时其不会降低碲化镉发电玻璃的效率，利于推广零能耗建筑，实现清洁能源的建筑。
附图说明
图1为本发明中建筑构件的爆炸图。
图2为本发明中建筑构件的侧视图。
图3为本发明中建筑幕墙的结构示意图。
图4为本发明中隔热板的结构示意图。
图5、图6为本发明提供的建筑构件的载荷模拟结果。
图7、图8、图9为本发明提供的建筑构件的热探测仪实际测量结果。
图中标记：1光伏组件、2背梁、3支撑块、4隔热板、5散热腔、6固定板、7固定边框、8散热通道、9送风风扇、10抽风风扇、41铝膜、42 氮化硅材料、43真空。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，本发明一种光伏发电玻璃建筑构件，光伏发电组件 1，所述光伏发电组件1背部设置有隔热板4；所述隔热板4与光伏发电组件1之间设置有支撑框架，使得光伏发电组件1与隔热板4之间具有散热腔5；所述支撑框架上开有与散热腔5连通的散热通道8；所述隔热板4背部设置有固定板6。隔热板4与固定板6边缘包覆有固定边框7。本实施例中，光伏组件1优选为碲化镉发电玻璃组件。
散热通道8设置于支撑框架的两端，且按支撑框架的中轴线对称分布。具体地，光伏组件1为矩形，所述支撑框架包括设置于其两条对边上的两根背梁2以及设置在其另外两条对边上的若干支撑块3；所述支撑块3之间的间隙以及支撑块与背梁之间的间隙为散热通道8。优选地，背梁2设置在矩形光伏组件1的长边上，所述支撑块3设置在矩形光伏组件1的短边上。为了在拼装的时候让相邻建筑构件上的散热通道8位置对应，可以预见的是，散热通道8应该沿支撑框架的纵横两条中轴线都对称布置，这样才能够形成一条十分畅通的散热通道，提高散热效率。另外，支撑块3的个数、尺寸以及间距根据实际情况而定，即要满足支撑强度又要能满足散热的需求，本实施例中，单边支撑块3的个数为3个，形成4个散热通道。当然，支撑框架也可以通过开孔等形式来形成散热通道，其具体形式不限。
如图4所示，隔热板4由氮化硅材料42制作，其外部包裹有铝膜41，并且铝膜41与氮化硅材料42之间为真空43。铝膜41用于反射热辐射，并形成真空，避免空气对流产生热交换。氮化硅作为填充材料，其孔隙率高，质量小。
本实施例中，固定板6采用铝合金材料制作，其优势在于：强度较高，价格便宜。
如图3所示，本发明还提供一种光伏发电玻璃建筑幕墙，由上述建筑构件拼合而成；所述若干建筑构件的散热腔5由散热通道8连通，从而将所述建筑构件的散热腔5连成整体，便于散热。当然，并不需要所有的散热腔均相互连通，只需要每个散热腔都能通过散热通道最终与外部连通即可。为了提高散热效率，可以通过主动散热的形式进行散热，如幕墙两端的散热通道8上分别设置抽风风扇10和送风风扇9。由于热空气较轻，因此散热通道8最好竖向设置，其下端安装送风风扇9，上端设置抽风风扇 10，从而形成一个完整的风道，大大提高散热效率。
作为另一种运用形式，幕墙两端的散热通道8设置有用于将热量引入室内的引热管，当室内气温较低时可将散热腔中的热量传导入室内，用于提高室内温度。
图5、图6展示的是本发明提供的建筑构件的载荷模拟。根据模拟实验，本建筑构件能够承受2400pa压力，符合建筑安全使用。
通过在墙体、光伏发电组件、以及隔热板之间布局热探测仪实际测量此结构的效果，如图7、图8和图9所示，实际测量结果显示，此结构设计的碲化镉发电玻璃构件能够做到很好的隔热效果，作为建筑构件使用时保证了室内温度事宜，降低能耗。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光伏发电玻璃建筑构件，包括光伏发电组件，其特征在于：所述光伏发电组件背部设置有隔热板；所述隔热板与光伏发电组件之间设置有支撑框架，使得光伏发电组件与隔热板之间具有散热腔；所述支撑框架上开有与散热腔连通的散热通道；所述隔热板背部设置有固定板。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述散热通道设置于支撑框架的两端，且按支撑框架的中轴线对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述光伏组件为矩形，所述支撑框架包括设置于其两条对边上的两根背梁以及设置在其另外两条对边上的若干支撑块；所述支撑块之间的间隙以及支撑块与背梁之间的间隙为散热通道。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述背梁设置在矩形光伏组件的长边上，所述支撑块设置在矩形光伏组件的短边上。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述隔热板由氮化硅材料制作，其外部包裹有铝膜，并且铝膜与氮化硅材料之间为真空。
6.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述光伏组件为碲化镉发电玻璃组件。
7.根据权利要求1所述的一种光伏发电玻璃建筑构件，其特征在于:所述隔热板与固定板边缘包覆有固定边框。
8.一种光伏发电玻璃建筑幕墙，其特征在于：由若干权利要求1～7中任意一项所述的建筑构件拼合而成；所述若干建筑构件的散热腔由散热通道连通。
9.根据权利要求8所述的一种光伏发电玻璃建筑幕墙，其特征在于：所述幕墙两端的散热通道上分别设置抽风风扇和送风风扇。
10.根据权利要求8所述的一种光伏发电玻璃建筑幕墙，其特征在于：所述幕墙两端的散热通道设置有用于将热量引入室内的引热管。
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