CN203674228U - 气凝胶中空玻璃光伏构件 - Google Patents

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陈怡�
罗多
高栋良
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Zhuhai Singyes Renewable Energy Technology Co Ltd
Zhuhai Singyes Green Building Technology Co Ltd
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HUNAN SINGYES SOLAR TECHNOLOGY Co Ltd
HUNAN XINGYE GREEN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
ZHUHAI SINGYES ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
ZHUHAI SINGYES OPTO-ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Zhuhai Singyes Renewable Energy Technology Co Ltd
Zhuhai Singyes Green Building Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型将气凝胶、太阳能电池和中空玻璃结合起来，提供一种具有超强隔热能力、结构安全性较高的气凝胶中空玻璃光伏构件，包括前平板玻璃，太阳能电池，胶质层，背板，密封间隔体，气凝胶和后平板玻璃。在前平板玻璃与背板之间设置太阳能电池，通过胶质层粘合为一个整体，密封间隔体连接背板和后平板玻璃的四周边缘，且与背板和后平板玻璃之间形成密闭空腔，气凝胶填充于密闭空腔内。此气凝胶中空玻璃光伏构件，既可以极大地降低太阳能光伏系统发电时向室内热量的传递，同时也极大地降低了室内向室外的能量传递损失，可形成高性能的太阳能建筑一体化系统，最大限度地节省建筑能耗。

Description

气凝胶中空玻璃光伏构件
技术领域
本实用新型涉及一种中空玻璃光伏构件，特别涉及气凝胶中空玻璃光伏构件。
背景技术
随着光伏产业的飞速发展，光伏建筑一体化（BIPV）日趋成熟。BIPV是将光伏组件集成到建筑物上的技术，该技术不仅能有效利用太阳能进行发电，还能实现建筑物的美观
目前，光伏建筑一体化（BIPV）、光电幕墙或者光电门窗主要采用双玻光伏构件，普通双玻光伏构件主要以超白平板玻璃为上、下基板，并将太阳能电池通过胶质层粘合材料封装在上下基板之间，并使之成为一个整体。普通双玻组件的保温隔热性能差，太阳能电池在工作状态下由于热量的堆积会向室内传热，从而对建筑节能造成负面影响。
市场上已出现中空玻璃光伏组件，其在保温隔热方面取得了一定的效果，但是中空玻璃的传热系数仍在1.7~3.0W/(m2·K)左右，隔热性能有限，在发电高峰期，电池片产生的热量依然会向室内传递，增加建筑内部制冷能耗。虽然真空玻璃的传热系数可以低至1.0W/(m2·K)，但由于真空玻璃使用的不是钢化玻璃，不属于安全玻璃，因此真空玻璃光伏构件在建筑上的使用受到约束。而另外一方面，在北方地区，单层真空玻璃的隔热性能并不足以满足极端气候条件下的使用需求。
气凝胶是一种具有纳米多孔结构的固体超轻质材料，密度可低至3.55Kg/m3，仅为空气密度的3倍左右。其孔隙率高达80~99.8%，孔洞的典型尺寸为1-100nm，比表面积为200-1000m2/g，室温热导率可低至0.012W~0.016/（m·K）。而同样条件下普通平板玻璃的热导率在0.81～0.93W/（m·K）之间，空气的热导率为0.024W/（m·K）。因此，气凝胶的热导率仅为普通玻璃热导率的约1/60，比空气的热导率还低一倍左右，是当前世界上所有固态材料中隔热性能最好的一种。因此将气凝胶填充在中空玻璃的空腔内替代空气层，可以极大地降低整个结构的传热系数，同时由于其属于密度很低的超轻质材料，组件的重量只会少量增加。例如，20mm厚的透明块状SiO2气凝胶的可见光透过率可达70%以上，而其传热系数却低至1.0W/(m2·K)以下。如果用此气凝胶中空玻璃替代建筑物上的普通的单层玻璃窗，可以降低建筑能耗超过65%。因此，将气凝胶与太阳能电池结合制成建筑用光伏构件，既可以利用太阳能电池发电，还可以极大地降低光伏组件在发电时产生的热量向室内传递，同时还可以降低室内向室外的能量传递损失，达到最大限度的利用太阳能和节省建筑物的能耗的目的。将透明块状气凝胶与中空玻璃光伏组件相结合，可用于采光顶，门窗以及幕墙的采光部分等；将不透明的颗粒状气凝胶与中空玻璃光伏组件相结合，可用于幕墙的不透光部分、遮阳棚等，市场上，目前尚无气凝胶与太阳能光伏发电相结合的相关产品。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型将气凝胶、太阳能电池和中空玻璃结合起来，提供一种既可以利用太阳能光伏系统发电，又具有超强隔热能力、结构安全性较高的气凝胶中空玻璃光伏构件。
本实用新型的技术方案为：提供一种新型的光伏组件，包括前平板玻璃，太阳能电池，胶质层，背板，密封间隔体，气凝胶和后平板玻璃，在所述前平板玻璃与所述背板之间设置所述太阳能电池，通过所述胶质层粘合为一个整体，所述密封间隔体置于所述背板和所述后平板玻璃之间，形成密闭空腔，在所述密闭空腔内填充所述气凝胶。
所述前平板玻璃和所述后平板玻璃为下列玻璃的一种：浮法玻璃，钢化玻璃，半钢化玻璃，彩釉钢化玻璃，镀膜玻璃和压花玻璃，所述前平板玻璃和所述后平板玻璃的厚度在3~15mm之间。
所述背板为聚氟乙烯复合膜（TPT）、热塑性聚酯弹性体（TPE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者平板玻璃。
所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池。
所述胶质层由乙烯醋酸乙烯脂树脂（EVA）热熔胶或聚乙烯醇缩丁醛（PVB）热熔胶构成。
所述密封间隔体为：金属、塑料、金属和塑料的组合物或者纤维增强树脂基复合材料制成，所述密封间隔体为实心或空心结构。
所述密闭空腔采用双道密封，所述双道密封包括黏结在所述密封间隔体与所述上基板和所述下基板之间的第一道密封胶，以及黏结在所述密封间隔体外侧的第二道密封胶。
所述第一道密封胶为丁基胶，所述第二道密封胶为硅酮密封胶。
所述密闭空腔的厚度为5~30mm。
所述气凝胶为：颗粒状气凝胶或可见光透过率不小于70%的块状气凝胶，可以是硅系，碳系，硫系，金属氧化物系或者金属系气凝胶，所述气凝胶要做疏水化处理。
本实用新型的有益效果在于：所述气凝胶中空玻璃光伏构件，将太阳能光伏发电系统与具有极高隔热性能和密度极低的气凝胶材料结合起来，应用于建筑物上，可形成高性能的太阳能建筑一体化系统，既可以极大地降低太阳能光伏系统发电时向室内热量的传递，同时也极大地降低了室内向室外的能量传递损失。是当前主动式太阳能发电和被动式的建筑物隔热的最佳结合技术，比采用普通单层玻璃的建筑物，可以节能65%以上，此技术是将来实现建筑物零能耗的最重要的技术之一。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的剖面结构示意图；
图2为本实用新型实施例二的剖面结构示意图；
图中：（1）平板玻璃；（2）胶质层；（3）太阳能电池；（4）背板；（5）硅酮密封胶；（6）丁基胶；（7）块状气凝胶；（8）密封间隔体；（9）颗粒状气凝胶。
所述密闭空腔由（4）背板、（8）密封间隔体和（1）平板玻璃组成，并在中间填充（7）块状气凝胶或（9）颗粒状气凝胶。
具体实施方式
为了更好地阐明本实用新型，下面结合附图进行进一步的说明。但需要说明的是，本实用新型的技术方案包括而不仅限于下述实施例。
图1为本实用新型的一种具体实施例。该实例包含两片（1）平板玻璃，分别作为前平板玻璃和后平板玻璃，在前平板玻璃和（4）透明背板（如玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET））之间设置（3）太阳能电池，通过（2）胶质层粘合成一个整体。（8）密封间隔体被设置在（4）背板和后平板玻璃之间，（8）密封间隔体通过（6）丁基胶与（4）透明背板和后平板玻璃粘结，形成密闭空腔，所述密闭空腔内填充透光率不小于70%的（7）块状气凝胶，在（8）密封间隔体的外围，用（5）硅酮密封胶密封，提高密封效果。本实例提供的气凝胶中空玻璃光伏构件，通过调整太阳能电池的数量和排列，透光率可调，可用于采光顶，门窗以及幕墙的采光部分等，可以极大降低光伏组件在发电时产生的热量向室内传递，同时也极大地降低了室内向室外的能量损失，降低室内能耗，达到节能的目的。
图2为本实用新型的一种具体实施例。该实例包含两片（1）平板玻璃，分别作为前平板玻璃和后平板玻璃，在前平板玻璃和（4）背板之间设置（3）太阳能电池，通过（2）胶质层粘合成一个整体。（8）密封间隔体被设置在（4）背板和后平板玻璃之间，（8）密封间隔体通过（6）丁基胶与（4）背板和后平板玻璃粘结，形成密闭空腔，所述密闭空腔内填充（9）颗粒状气凝胶，在（8）密封间隔体的外围，用（5）硅酮密封胶密封，提高密封效果。本实例提供的气凝胶中空玻璃光伏构件，可用于幕墙的不透光部分、遮阳棚等，可以极大降低光伏组件在发电时产生的热量向室内传递，同时也极大地降低了室内向室外的能量损失，降低室内能耗，达到节能的目的。

Claims (5)

1.气凝胶中空玻璃光伏构件，包括：前平板玻璃，太阳能电池，胶质层，背板，密封间隔体，气凝胶和后平板玻璃；其特征在于在所述前平板玻璃与背板之间设置所述太阳能电池，通过胶质层粘合为一个整体；所述密封间隔体连接所述背板和所述后平板玻璃的四周边缘，且所述密封间隔体与所述背板和所述后平板玻璃之间形成密闭空腔；所述气凝胶位于所述密闭空腔内。
2.如权利要求1所述的气凝胶中空玻璃光伏构件，其特征在于所述前平板玻璃和所述后平板玻璃为下列玻璃的一种：浮法玻璃，钢化玻璃，半钢化玻璃，彩釉钢化玻璃，镀膜玻璃和压花玻璃，所述前平板玻璃和所述后平板玻璃的厚度在3~15mm之间。
3.如权利要求1所述的气凝胶中空玻璃光伏构件，其特征在于所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池。
4.如权利要求1所述的气凝胶中空玻璃光伏构件，其特征在于所述背板为聚氟乙烯复合膜（TPT）、热塑性聚酯弹性体（TPE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者平板玻璃。
5.如权利要求1所述的气凝胶中空玻璃光伏构件，其特征在于所述气凝胶为硅系，碳系，硫系，金属氧化物系或者金属系，所述气凝胶要做疏水化处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109476326A (zh) * 2016-05-24 2019-03-15 勃姆巴迪尔运输有限公司 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
CN114078981A (zh) * 2021-10-29 2022-02-22 天津大学 相变水凝胶透光光伏组件
WO2025172874A1 (en) * 2024-02-14 2025-08-21 Glass To Power Spa Photovoltaic module for insulating glass units, insulating glass unit including such a module and process to make such an insulating glass unit

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