CN206563439U - 一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，包括建筑组团，所述建筑组团包括平行交错布置的若干高层建筑和前排建筑，所述前排建筑设于建筑组团内高层建筑的靠南位置，所述高层建筑高楼层北立面的窗下墙的位置设有太阳自动追踪反射板，所述前排建筑的南立面的无外窗的位置设有光电热板，所述太阳自动追踪反射板对应光电热板的位置进行反射。本实用新型的有益效果：通过在建筑组团内建筑物的南立面的非外窗的位置安装造价较低的固定或追踪反射装置，利用反射原理可增加照射在一块太阳能板上的辐射量，从而显著提高单块太阳能板的能量输出量,减少了造价和安装成本较高的太阳能光电或光热板的安装数量，节约了工程投资。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，特别是一种利用反射叠加原理的住宅组
团太阳能利用装置。
背景技术
太阳能资源：随着世界人口和工业经济的快速发展，化石能源燃烧排放出的大量温室气体已成为全球气候变化的主要驱动力之一，严重危害到人类的生存环境和健康安全。 建立以可再生能源 (包括太阳能、风能、生物质能、海洋潮汐能等)为主体的持久能源体系成为解决能源短缺与环境安全问题的重要途径.其中，太阳能资源以其分布广泛、就地可取、无需运输、对环境影响小
等优势，被国际公认为是未来最具竞争力的新能源之一。
由于土地资源紧张，新建建筑住宅组团容积率较高，楼间距较小。位于建筑组团内区的高层建筑的南立面往往被其南侧的建筑遮挡，有效日照时数较少，导致建筑组团内区建筑物的南立面安装太阳能光伏发电板或太阳能集热板的能量输出太低、单位产能造价过高，不具备经济性，无法安装，这些立面上
的有效立面面积和太阳辐射能无法得到利用。获取同样数量的太阳能量，建筑组团内区建筑物的南立面设置太阳能追踪反射装置能够有效节约南向的太阳能光电板或集热板的数量，减少南向屋面、立面安装太阳能板的面积，从而减小甚至规避对建筑组团最外侧建筑主立面的影响。减少了光电板或集热板的数量，可以荷载以及结构设计的影响。
太阳能光伏发电系统：光伏发电是将太阳光辐射能直接转换为电能，利用太阳能电池半导体材料的光伏效应的一种新型发电模式。通过光伏直流电发电的输出，可以为直流设备提供电能，当然，也可以另外通过逆变器，将直流转换为交流给交流设备供能。太阳能光伏发电系统具有对环境污染少、噪声小的
优点，适用于在绿色建筑中使用。
基本原理可以概括为当光线照射在光伏材料上并在界面层被吸收后，具有足够能量的光子会在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发从而产生电子－空穴对，在这种情形下，界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离，电子就会向带正电的N区运动过去，而空穴向带负电的P区运动过去，这样将会在P区和N区之间产生一个向外、可测试的电压。界面层面积越大，吸收的光能越多，如果通过光照在界面层产生的
电子－空穴对越多，这样形成的电流也就越大。
太阳光自动追踪装置：由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化。为了使发电时刻都达到效率最佳，太阳能追踪器时刻保证太阳能电池板能够时刻正对太阳。目前跟踪式太阳集热器主要分为全天候跟踪太阳视运
动的绕单轴和绕双轴两种旋转方式。
光的反射原理：光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线，入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。多个北向的太阳能采光板通过光反射的原理将太阳能集中到某个南向的太阳能集热板上，
大大地节约了太阳能集热板的数量。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出了一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，显著提高单块太阳能板的能量输出量,减少了造价和安装成本较高的太阳能光电或光热板的安装数量，节约了工程投资。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，包括建筑组团，所述建筑组团包括平行交错布置的若干高层建筑和前排建筑，所述前排建筑设于建筑组团内高层建筑的靠南位置，所述高层建筑高楼层北立面的窗下墙的位置设有太阳自动追踪反射板，所述前排建筑的南立面的无外窗的位置设有光电热板，所述太阳自动追踪反射板对应光电热板的位置进行反射。
进一步的，所述建筑组团为多楼栋或单楼栋。
本发明的有益效果：通过在建筑组团内建筑物的南立面的非外窗的位置安装造价较低的固定或追踪反射装置，利用反射原理可增加照射在一块太阳能板上的辐射量，从而显著提高单块太阳能板的能量输出量,减少了造价和安装成本较高的太阳能光电或光热板的安装数量，节约了工程投资。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置立面安装示意图；
图2是根据本发明实施例所述的一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置的板式平行楼栋安装位置示意图；
图3是根据本发明实施例所述的一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置的点式非平行楼栋安装位置示意图；
1、高层建筑；2、太阳自动追踪反射板；3、前排建筑；4、光电热板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例所述的一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，包括建筑组团，所述建筑组团为多楼栋或单楼栋，所述建筑组团包括平行交错布置的若干高层建筑1和前排建筑3，所述前排建筑3设于建筑组团内高层建筑1的靠南位置，所述高层建筑1高楼层北立面的窗下墙的位置设有太阳自动追踪反射板2，所述前排建筑3的南立面的无外窗的位置设有光电热板4，所述太阳自动追踪反射板2对应光电热板4的位置进行反射。
建筑设计当中，如图2所示，为了形成居住组团及集中绿地景观系统，采用楼栋平行错位布置的总平面布局形式时，本技术方案在各个楼栋上设置光电热板4及太阳自动追踪反射板2布置的另一种优化的方案为：多栋楼的太阳自动追踪反射板2将太阳光叠加反射到单栋楼的光电热板4上。如此布置能够加倍提高光电热板4的上面获得的太阳辐射量，提高其利用效率，减少集热器的数量，显著降低造价。
若住宅单元为一梯多户的塔式时，总平面布置形式可较为灵活，能更好的适应不规则用地的布置需求。图3展示了本技术方案在各个塔式楼栋上设置光电热板4及太阳自动追踪反射板2的布置方案。该方案也为多栋楼对单栋楼进行反射。这种布置形式能够充分利用上午来自东向的太阳反射光及下午来自西向的太阳反射光，有效提高光电热板4的全天利用效率。
太阳辐射是太阳电磁辐射的总称。通过技术手段，太阳辐射可以捕捉并转化成可利用的能量，比如热和电。但是，要在特定地点采用这些技术,技术上可行性和经济上可操作性取决于地点和高度。另外，太阳的位置也很重要,而太阳的位置与季节、日照时间以及地理纬度有关。因此通过建筑立面的日照分析，选取太阳辐射较强的时段（10:00-15:00）进行计算，得出位于建筑较高楼层的太阳辐射在全天日照时长较长，因此考虑在这些楼层的窗下墙合适位置布置太阳能追踪反射装置。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，利用反射原理可增加照射在一块太阳能板上的辐射量，从而显著提高单块太阳能板的能量输出量，减少了造价和安装成本较高的太阳能光电或光热板的安装数量，节约了工程投资。
由于土地资源紧张，新建建筑住宅组团容积率较高，楼间距较小。位于建筑组团内区的高层建筑的南立面往往被其南侧的建筑遮挡，有效日照时数较少，导致建筑组团内区建筑物的南立面安装太阳能光伏发电板或太阳能集热板的能量输出太低、单位产能造价过高，不具备经济性，无法安装，这些立面上的有效立面面积和太阳辐射能无法得到利用。本实用新型在建筑组团内区建筑物的南立面的非外窗的位置安装造价较低的固定或追踪反射装置，将太阳辐射反射后集中投射到对面建筑的北立面进行能量收集，可以用较低的成本充分利用这些立面上的有效立面面积和太阳辐射能。
获取同样数量的太阳能量，建筑组团内区建筑物的南立面设置太阳能追踪反射装置能够有效节约南向的太阳能光电板或集热板的数量，减少南向屋面、立面安装太阳能板的面积，从而减小甚至规避对建筑组团最外侧建筑主立面的影响，减少了光电板或集热板的数量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，包括建筑组团，其特征在于，所述建筑组团包括平行交错布置的若干高层建筑（1）和前排建筑（3），所述前排建筑（3）设于建筑组团内高层建筑（1）的靠南位置，所述高层建筑（1）高楼层北立面的窗下墙的位置设有太阳自动追踪反射板（2），所述前排建筑（3）的南立面的无外窗的位置设有光电热板（4），所述太阳自动追踪反射板（2）对应光电热板（4）的位置进行反射。
2.根据权利要求1所述的一种利用反射叠加原理的住宅组团太阳能利用装置，其特征在于，所述建筑组团为多楼栋或单楼栋。
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