CN208520043U - 光伏建筑一体化系统 - Google Patents

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Chongqing Shenhua Film Solar Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种光伏建筑一体化系统，该光伏建筑一体化系统包括：光伏建筑装置，光伏建筑装置具有建筑墙体、光伏组件和侧壁，光伏组件与建筑墙体间隔设置，侧壁设置在光伏组件和建筑墙体之间，建筑墙体、光伏组件和侧壁之间形成流通通道；热泵，与流通通道连通，热泵用于收集流通通道的热量；集水器，与热泵连通，集水器用于存放冷却水，热泵用于加热冷却水；分水器，与热泵连通，分水器用于存放热泵加热后的热水。通过本实用新型提供的技术方案，解决了现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的技术问题。

Description

光伏建筑一体化系统
技术领域
本实用新型涉及光伏建筑技术领域，具体而言，涉及一种光伏建筑一体化系统。
背景技术
太阳能作为一种绿色能源，具有取之不尽、用之不竭的特点。目前，可以采用光伏技术将太阳能转换为电能，这种发电方式较为清洁，因而得到了较多的应用。
现有技术中的光伏建筑装置，一般只采用光伏技术将光能转换为电能，而未充分利用太阳光照射过程中产生的热能，这样造成了能量的浪费。
实用新型内容
本实用新型提供一种光伏建筑一体化系统，以解决现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的问题。
本实用新型提供了一种光伏建筑一体化系统，该光伏建筑一体化系统包括光伏建筑装置，光伏建筑装置具有建筑墙体、光伏组件和侧壁，光伏组件与建筑墙体间隔设置，侧壁设置在光伏组件和建筑墙体之间，建筑墙体、光伏组件和侧壁之间形成流通通道；热泵，与流通通道连通，热泵用于收集流通通道的热量；集水器，与热泵连通，集水器用于存放冷却水，热泵用于加热冷却水；分水器，与热泵连通，分水器用于存放热泵加热后的热水。
进一步地，光伏建筑一体化系统还包括：风机，风机用于驱动流通通道内的气体流动。
进一步地，流通通道具有相对设置的进口和出口，流通通道的出口与热泵流通，风机包括：第一风机，设置在进口处；和/或，第二风机，设置在出口与热泵流通的管路上。
进一步地，光伏建筑装置还包括：导流结构，设置在流通通道的端部。
进一步地，光伏建筑装置还包括：隔板，沿竖直方向设置在光伏组件和建筑墙体之间。
进一步地，光伏建筑装置还包括：检测件，设置在流通通道内，检测件用于检测流通通道内的温度。
进一步地，光伏建筑一体化系统还包括：循环泵，设置在集水器和热泵之间，且循环泵的一端与集水器连通，循环泵的另一端与热泵连通。
进一步地，光伏建筑一体化系统还包括：补水装置，设置在集水器和热泵连通的管路上。
进一步地，补水装置为定压补水装置。
进一步地，光伏建筑一体化系统还包括：辅助热源，设置在连通分水器和热泵的管路上。
应用本实用新型的技术方案，该光伏建筑一体化系统包括：光伏建筑装置、热泵、集水器和分水器。其中，光伏建筑装置具有建筑墙体、光伏组件和侧壁，光伏组件与建筑墙体间隔设置，侧壁设置在光伏组件和建筑墙体之间，建筑墙体、光伏组件和侧壁之间形成流通通道。热泵与流通通道连通，热泵用于收集流通通道的热量。集水器与热泵连通，集水器用于存放冷却水，热泵用于加热冷却水。分水器与热泵连通，分水器用于存放热泵加热后的热水。
使用本实用新型提供的光伏建筑一体化系统，光伏组件吸收太阳能后，温度将升高，并加热了流通通道内的空气，流通通道内的热空气将进入与之连通的热泵内，热泵吸收其中的热量，并用于加热集水器中的冷却水，充分地利用了光伏建筑装置中的热能，达到了节能环保的效果。因此，采用本实用新型提供的光伏建筑装置，能够解决现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了本实用新型提供的光伏建筑一体化系统的结构示意图；
图2示出了本实用新型提供的应用于生活热水的光伏建筑一体化系统的结构示意图；
图3示出了本实用新型提供的具有一个隔板的光伏建筑装置的结构示意图；
图4示出了本实用新型提供的具有一个隔板的光伏建筑装置的剖视图；
图5示出了本实用新型提供的建筑墙体的结构示意图；
图6示出了本实用新型提供的具有多个隔板的光伏建筑装置的结构示意图；
图7示出了本实用新型提供的具有多个隔板的光伏建筑装置的剖视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、光伏建筑装置；11、建筑墙体；12、光伏组件；13、隔板；20、热泵；30、集水器；40、分水器；50、第一风机；60、第二风机；70、循环泵；80、补水装置；90、辅助热源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种光伏建筑一体化系统，该光伏建筑一体化系统包括：光伏建筑装置10、热泵20、集水器30和分水器40。其中，光伏建筑装置10具有建筑墙体11、光伏组件12和侧壁，光伏组件12与建筑墙体11间隔设置，侧壁设置在光伏组件12和建筑墙体11之间，建筑墙体11、光伏组件12和侧壁之间形成流通通道。热泵20与流通通道连通，热泵20用于收集流通通道的热量。集水器30与热泵20连通，集水器30用于存放冷却水，热泵20用于加热冷却水。分水器40与热泵20连通，分水器40用于存放热泵20加热后的热水。本实施例中的光伏组件12可以为铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池。
使用本实施例提供的光伏建筑一体化系统，光伏组件12吸收太阳能后，温度将升高，并加热了流通通道内的空气，流通通道内的热空气将进入与之连通的热泵20内，热泵20吸收其中的热量，并用于加热集水器30中的冷却水，充分地利用了光伏建筑装置10中的热能，达到了节能环保的效果。因此，采用本实用新型提供的光伏建筑装置10，能够解决现有技术中的光伏建筑装置10内的热能不能得到有效利用的问题。加热的冷却水可以空调或采暖管线，或者直接作为生活热水使用。如图2所示，当加热后的冷却水作为生活水使用时，可以将集水器30和分水器40设置为一体结构。同时，采用本实施例提供给光伏建筑一体化系统，由于光伏建筑装置10中的热量被热泵20充分吸收，这样能够降低流通通道内的空气温度，进而也降低了光伏组件12的温度，保证了光伏组件12的正常工作，进而还能够提高光伏组件 12的发电效率的稳定性。
同时，由于本实用新型提供的光伏建筑装置10为一体化结构，可以将该装置直接作为外墙或屋顶使用。采用这样的设置方式，相比于现有技术中在建筑物外壁上设置光伏组件而言，不仅有效降低了建筑物承受的静载荷，还能充分利用太阳能，达到节能环保的目的，降低综合使用成本。
具体的，热泵20包括蒸发器、冷凝器、压缩机。当热泵20工作时，流通通道内的高温空气的热量将被热泵20的蒸发器内的换热介质吸收，随后经压缩机压缩做功蒸发器内的换热介质将被压缩成高温高压的换热介质，并被送入冷凝器，高温高压的换热介质将在冷凝器内放热，放出的热量即可用于加热集水器30内的冷却水。
为了使热泵20更加充分地吸收流通通道内空气的热量，本实施例中的光伏建筑一体化系统还包括风机，风机用于驱动流通通道内的气体流动。通过设置风机，能够加强流通通道内热空气的换热，便于热泵20更好地收集流通通道内的气体的热量，以充分利用光伏建筑装置 10内的热能，提高节能环保效果，同时也保证了光伏组件12的正常工作。
具体的，流通通道具有相对设置的进口和出口，流通通道的出口与热泵20流通。流通通道的进口位于光伏建筑装置10的底部，流通通道的出口位于光伏建筑装置10的顶部。风机可以包括第一风机50，第一风机50设置在进口处；或者，风机可以包括第二风机60，第二风机60设置在出口与热泵20流通的管路上；或者风机可以包括第一风机50和第二风机60，第一风机50设置在进口处，第二风机60设置在出口与热泵20流通的管路上。
在本实施例中，风机包括第一风机50和第二风机60，第一风机50设置在进口处，第二风机60设置在出口与热泵20流通的管路上。采用这样的设置，通过第一风机50和第二风机 60能够更好地将流通通道内的热空气送入热泵20内，以使热泵20能够充分地吸收流通通道内热空气的热量，同时也能够加快流通通道内气体的流动，更快地降低流通通道内空气的温度，进而降低了光伏组件12的温度，进一步提高光伏组件12的发电效率的稳定性。
为了进一步加快流通通道内空气的流动，本实施例中的光伏建筑装置10还包括导流结构，导流结构设置在流通通道的端部。可以将导流结构设置在流通通道的进口或出口处，以更好地使外界空气与流通通道内的热空气进行换热，从而加快了流通通道内空气的流动，提高了换热效果，同时也便于热泵20更充分地收集流通通道内热空气的热量。具体的，可以在流通通道的出口处设置水平向后的引风道作为导流结构，通过将引风道设置成水平向后，这样能够避免引风道遮挡阳光对光伏组件12的照射，同时，将引风道的下端与光伏组件12的边沿平齐，能够保证整个流通通道内空气进行有效流通。引风道的尺寸和结构可以根据实际情况进行设计。
如图3至图7所示，光伏建筑装置10还包括隔板13，隔板13沿竖直方向设置在光伏组件12和建筑墙体11之间。在本实施例中，可以在光伏建筑装置10包括多个隔板13，多个隔板13沿竖直方向间隔设置在光伏组件12和建筑墙体11之间，这样能够形成多个流通通道，便于更好地散热。隔板13可以采用导热系数高的材料制成，也可以在隔板13表面添加鳞片结构以增大散热面积。
在本实施例中，光伏建筑装置10还包括检测件，检测件设置在流通通道内，检测件用于检测流通通道内的温度，以实时监测光伏组件12的工作温度，从而判断光伏组件12是否处于稳定的工作状态。
具体的，光伏建筑一体化系统还包括循环泵70，循环泵70设置在集水器30和热泵20之间，且循环泵70的一端与集水器30连通，循环泵70的另一端与热泵20连通。采用这样的设置，通过循环泵70能够加快集水器30内水的流动，使集水器30内的水更充分地吸收热泵20的冷凝器放出的热量，便于加热集水器30内的冷却水。加热后的冷却水将进入分水器40，分水器40中热水的热量被空调或采暖管线等利用后，降温后的水可以继续回到集水器30内，如此以形成一个完整的循环系统。
具体的，光伏建筑一体化系统还包括补水装置80，补水装置80设置在集水器30和热泵 20连通的管路上。采用这样的设置，通过该补水装置80能够及时地补充集水器30内的水，以提供充足的热水。
具体的，补水装置80为定压补水装置，这样能够保证集水器30内具有充足的水量，便于集水器30内水的流通，从而能够便于加热集水器30内的冷却水。
具体的，光伏建筑一体化系统还包括辅助热源90，辅助热源90设置在分水器40和热泵 20连通的管路上。采用这样的设置，当经热泵20加热后的冷却水不能达到所要求的温度时，启动辅助热源90继续加热，以保证分水器40中的水的温度满足使用需求。本实施例中的辅助热源90可以为电阻丝。
具体的，热泵20为水源热泵或双热源热泵或地源热泵。
具体的，可以将建筑墙体11和光伏组件12之间的间隔设置为7cm，当太阳辐照度为500W/m2时，光伏组件12的发电效率为9.7％。相同条件下，没有设置流通通道的光伏组件的发电效率为9.4％。比较而言，采用本实施例中的光伏建筑装置10具有更高的发电效率，有效避免了因光伏组件温度升高而导致的发电量下降。同时，余热回收效率为31％，光伏组件12 产生的热量将用于空调、采暖系统和生活热水系统。
具体的，还可以将建筑墙体11和光伏组件12之间的间隔设置为1cm，在建筑墙体11和光伏组件12之间间隔设置有三个隔板13，以形成多个流通通道。采用这样结构的光伏建筑装置10，当太阳辐照度为500W/m2时，光伏组件12的发电效率为10.5％。相同条件下，没有设置流通通道的光伏组件的发电效率仅为10.0％。比较而言，采用本实施例中的光伏建筑装置 10具有更高的发电效率，有效避免了因光伏组件温度升高而导致的发电量下降。同时，余热回收效率为58.4％，光伏组件12产生的热量将用于空调、采暖系统和生活热水系统。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑一体化系统包括：
光伏建筑装置(10)，所述光伏建筑装置(10)具有建筑墙体(11)、光伏组件(12)和侧壁，所述光伏组件(12)与所述建筑墙体(11)间隔设置，所述侧壁设置在所述光伏组件(12)和所述建筑墙体(11)之间，所述建筑墙体(11)、所述光伏组件(12)和所述侧壁之间形成流通通道；
热泵(20)，与所述流通通道连通，所述热泵(20)用于收集所述流通通道的热量；
集水器(30)，与所述热泵(20)连通，所述集水器(30)用于存放冷却水，所述热泵(20)用于加热冷却水；
分水器(40)，与所述热泵(20)连通，所述分水器(40)用于存放所述热泵(20)加热后的热水。
2.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑一体化系统还包括：
风机，所述风机用于驱动所述流通通道内的气体流动。
3.根据权利要求2所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述流通通道具有相对设置的进口和出口，所述流通通道的出口与所述热泵(20)流通，所述风机包括：
第一风机(50)，设置在所述进口处；和/或，
第二风机(60)，设置在所述出口与所述热泵(20)流通的管路上。
4.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑装置(10)还包括：
导流结构，设置在所述流通通道的端部。
5.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑装置(10)还包括：
隔板(13)，设置在所述光伏组件(12)和所述建筑墙体(11)之间，所述隔板(13)沿竖直方向延伸。
6.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑装置(10)还包括：
检测件，设置在所述流通通道内，所述检测件用于检测所述流通通道内的温度。
7.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑一体化系统还包括：
循环泵(70)，设置在所述集水器(30)和所述热泵(20)之间，且所述循环泵(70)的一端与所述集水器(30)连通，所述循环泵(70)的另一端与所述热泵(20)连通。
8.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑一体化系统还包括：
补水装置(80)，设置在所述集水器(30)和所述热泵(20)连通的管路上。
9.根据权利要求8所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述补水装置(80)为定压补水装置。
10.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统，其特征在于，所述光伏建筑一体化系统还包括：
辅助热源(90)，设置在连通所述分水器(40)和所述热泵(20)的管路上。
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