CN208738275U - 太阳能发电层、太阳能玻璃组件及幕墙 - Google Patents

Abstract

一种太阳能发电层、太阳能玻璃组件及其幕墙，其中，该太阳能发电层包括发电层本体(3)，所述发电层本体(3)开设有多个透光孔(4)；所述透光孔(4)呈多行分布，且每行设置有多个所述透光孔(4)。上述技术方案能够避免产生眩晕感。

Description

太阳能发电层、太阳能玻璃组件及幕墙

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电领域，具体涉及一种太阳能发电层、太阳能玻璃组件及幕墙。

背景技术

太阳能光电幕墙，是一种高科技的幕墙产品，其不仅集成了幕墙的一些基本特性还具有发电的功能。太阳能光电幕墙可以直接利用阳光来发电，绿色无污染，且不会产生温室气体。

现有太阳能光电幕墙的太阳能玻璃发电层多为不透光的太阳能材料，而如果将太阳能玻璃应用至建筑上，则需要同时满足太阳能玻璃的透光和发电的功能。如图1所示，目前业内的做法是将太阳能发电层形成透光区域1和不透光的发电区域2，而透光区域大多数是横向或者竖向分布的条纹状，多个横向条纹或竖向条纹形成透光区域1，类似于百叶窗的形状，但是对于横向条纹或者竖向条纹的透光区域来说，光线是直接通过透光区域1垂直入射，而不是像百叶窗在其叶片上通过反射改变其传播方向，使其朝下或朝上进入室内，因此，人在室内走动时，容易产生眩晕，从而限制太阳能玻璃在建筑上的应用范围。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种能够防眩晕的一种太阳能发电层、太阳能玻璃组件及其幕墙。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种太阳能发电层，包括发电层本体，所述发电层本体上开设有多个透光孔，所述透光孔穿透所述发电层本体，所述透光孔呈多行分布，且每行设置有多个所述透光孔，透光孔为圆形、椭圆形或者多边形。

进一步地，每行排布有相同数量的透光孔，相邻两个透光孔之间的横向间距不相等，纵向间距也不相等；或每行排布有相同数量的透光孔，相邻两个透光孔之间的横向间距不相等，纵向间距也不相等；或每行排布有相同数量的透光孔，相邻两个透光孔之间的横向间距相等，纵向间距相等，横向间距与纵向间距不相等；或每行排布有相同数量的透光孔，相邻两个透光孔之间的横向间距相等，纵向间距相等，横向间距与纵向间距相等；或每行设置有不同数量的透光孔，且相邻两行的数量不同，数量少的一行中的每个透光孔与数量多的一行中的其中一个透光孔对齐；或者，每行设置有不同数量的透光孔，数量少的一行中的每个透光孔设置于数量多的一行中的相邻两个透光孔之间。

进一步地，每一所述透光孔与相邻的所有透光孔之间的孔距相等；所述透光孔的孔径和孔距的比例为3/5-7/10。

进一步地，所述透光孔的孔径和孔距的比例为2/3。

进一步地，所述透光孔的孔径为0-3mm；或所述透光孔的孔径≤0.5mm；或所述透光孔的孔径≤2mm；或所述透光孔的孔径≤3mm；或所述透光孔的孔径等于1.6mm，孔径为2.4mm。

进一步地，所述发电层本体的开孔率为30％-40％。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种太阳能玻璃组件，包括一种太阳能发电层。

进一步地，太阳能玻璃组件还包括：前板层和底板层；太阳能发电层设置在前板层和底板层之间；所述太阳能发电层与所述前板层通过夹胶胶片粘合。

根据本实用新型的又一方面，还提供一种幕墙，包括太阳能玻璃组件。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过在发电层本体上设置有呈多行分布的多个透光孔，且每行分布有多个透光孔，则透光孔的排布不再是条纹状，当每行分布有多个透光孔时，相较于条纹状结构来说，透光孔的大小有所减小，因此，能够避免现有技术中条纹状的透光区域造成的眩晕感。

附图说明

图1是现有技术中太阳能发电层的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式的太阳能发电层的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施方式的太阳能发电层的结构示意图；

图4是本实用新型又一实施方式的太阳能发电层的结构示意图；

图5是本实用新型又一实施方式的太阳能发电层的结构示意图；

图6是本实用新型又一实施方式的太阳能发电层的结构示意图；

图7是本实用新型的圆形透光孔的太阳能发电层的结构示意图；

图8是本实用新型的椭圆形透光孔的太阳能发电层的结构示意图；

图9是本实用新型的多边形透光孔的太阳能发电层的结构示意图；

图10是本实用新型的一种太阳能玻璃组件的结构示意图。

附图标记：

1：透光区域；2：发电区域；3：发电层本体；4：透光孔；5：非透光区； 10：太阳能发电层；20：前板层；30：底板层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图2是本实用新型第一实施方式的太阳能发电层的结构示意图。

如图2所示，太阳能发电层包括：包括发电层本体3，发电层本体3上开设有多个透光孔4，所述透光孔4穿透所述发电层本体3，透光孔4呈多行分布，且每行设置有多个透光孔4。

依据上述配置，设置在发电层本体3上的多个透光孔4之间相互独立，所有透光孔4形成的区域为透光区，发电层本体3上的其余区域为非透光区 5，非透光区5为连通区域，透光区为非条纹状，虽然其还是横向分布或者是纵向分布，但是其大小相较现有技术的条纹有所减小，因此，不会产生眩晕感。

发电层本体3上设置有多个透光孔4时，多个透光孔4的不同排布方式也会造成不同的视觉效果，通过多次实验证明，以下几种排布方式的视觉效果较佳，能够防眩晕：

在一个可选的实施方式中，每行设置有相同数量的透光孔4；进一步，每行设置有相同数量的透光孔4时，又可以包括以下几种情况，以下结合附图进行详细说明。

如图3所示，相邻两行排布有相同数量的透光孔4，相邻两个透光孔4 之间的横向间距不相等，相邻两个透光孔4之间的纵向间距也不相等。在一些实施方式中，横向间距和纵向间距均按照等差数列排布，且横向间距之间的差值和纵向间距之间的差值相等。

如图4所示，相邻两行排布有相同数量的透光孔4，相邻两个透光孔4 之间的横向间距不相等，相邻两个透光孔4之间的纵向间距也不相等。在一些实施方式中，横向间距和纵向间距均按照等差数列排布，且横向间距之间的差值和纵向间距之间的差值不相等。

如图5所示，相邻两行排布有相同数量的透光孔4，相邻两个透光孔4 之间的横向间距相等，相邻两个透光孔4之间的纵向间距相等，横向间距与纵向间距不相等，即多个透光孔4呈矩阵分布。依据上述配置，相当于将太阳能发电层本体3分割成多个矩形，然后在矩形的每个边角处均设置一透光孔4。

如图6所示，相邻两行排布有相同数量的透光孔4，相邻两个透光孔4 之间的横向间距相等，相邻两个透光孔4之间的纵向间距相等，横向间距与纵向间距相等，即多个透光孔4呈点阵分布。

如图7所示的实施方式中，相邻两行透光孔设置有不同数量的透光孔4，其中一行所述透光孔中的每个透光孔4与另一行所述透光孔中的其中一个透光孔4对齐，具体地，是数量少的一行的每个透光孔4与数量多的一行的透光孔中的其中一个透光孔4对齐。

在图8所示的实施方式中，相邻两行的透光孔4的数量相同，且交错设置。此处，交错设置的意思是，其中一行的透光孔4对应于另一行透光孔4 的两个透光孔4的空隙。当然，需要说明的是，对应可以部分对应，比如透光孔的直径大于空隙的宽度，或者一行的透光孔4对应于另一行透光孔4的其中一个透光孔4的一部分，都可以理解为交错设置的情况。

在其他的实施例中，相邻两行的透光孔4的数量也可以不同，同样能设置为交错设置，比如图9及图2中呈现的排布方式。

在图2所示的实施例中，每行设置有不同数量的透光孔4，数量少的一行中的每个透光孔4对应于数量多的一行中的相邻两个透光孔4之间的间隙。依据如此配置，相当于将太阳能发电层本体3分割成多个矩形，然后在矩形的每个边角处以及中心点(矩形的两个对角线的交汇点)处均设置一透光孔 4，且任意3个透光孔4形成正三角形，或者说任意6个透光孔都可以形成一个正六边形，且在正六边形的中心设置一透光孔4。

另外，透光孔的形状也会造成不同的视觉效果，在实际使用时，尽量避免采用较长或较宽的透光孔，例如：长条状，较佳地，透光孔的形状可以是圆形、椭圆形或者是多边形，其中，多边形可以是三角形、四边形或者六边形等等。椭圆形透光孔的示意图可参见图8所示，多边形的透光孔的示意图可参见图9所示。

对于透光孔来说，一方面要满足透光的功能，另一方面也要考虑不会产生较强的眩晕感，而对于实际应用来说，自然是透光孔越小越好，但是透光孔过小，透光性又不好，因此，为了同时满足透光性和减弱眩晕感，还可以对透光孔的孔径和孔距的比例进行限制，使透光孔4的孔径与孔距比例限制在3/5-7/10，以此来同时满足视觉效果和透光性。

需要说明的是，在本实用新型中，孔径是指透光孔4的半径，孔距是指相邻两个透光孔4的中心点之间的距离，对于椭圆形的透光孔来说，其孔径为椭圆短轴长的一半，而对于多边形的透光孔来说，可以通过在多边形内部作内切圆或在其外部做外切圆，孔径即为内切圆或外切圆的半径。

更进一步地，还可以基于黄金分割法设计透光孔的孔径和孔距的比例，实现最佳的视觉效果和透光性。但由于黄金分割法是把一条线段分割为两部分，使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比，其比值是一个无理数，取其前三位数字的近似值是0.618。而在实际生产过程中，由于透光孔4本身就是以毫米为单位来进行设计，如果按照该近似值0.618来进行设计，则孔径和孔距会存在微米量级的误差值，对于实际生产来说，很难做到微米量级的精度，因此，可以将孔径和孔距的比例设计为2:3。如此，既能够避免产生眩晕感，还能够方便生产。同时，也能够满足采光需求，不至于使得室内光线过暗。

在上述对透光孔的孔径和孔距的比例进行设计后，还需要考虑一个问题，就是太阳能发电层上贯穿有多个透光孔，势必会影响发电效果，故太阳能发电层本体的开孔率不宜过大，使得非透光区5的发电量能够满足发电需求，而另一方面，由于太阳能发电层大多是应用在建筑上，因此，太阳能发电层本体的开孔率也不宜过小，因此，通过多次实验证明，太阳能发电层本体的开孔率设计为30％-40％，使得透光区域的透光率达到能够满足室内良好采光效果的要求，优选地，可以是34.9％，使得透光率和发电效果取得最佳的平衡效果，保证最佳的视觉效果和透光率。此处，需要对开孔率进行详细的说明，假设透光孔所贯穿的发电层本体的其中一个表面的面积为A，所有的透光孔的横截面积之和为a,此处开孔率为a/A*100％。

在实际应用中，还可以根据视角距离，也就是太阳能发电层与人视角的远近距离，并按此孔径与孔距比例对孔径或孔距进行放大与缩小，具体地，透光孔的孔径在0-3mm之间为宜，0mm不在范围内，较佳地，0.5-3mm之间为宜，能够实现最佳的视觉效果和防眩晕效果。视角距离通常指的是观察者与太阳能发电层之间的距离，在具体的应用中，视角距离可以为卧室的床、办公室的办公桌、客厅的沙发位置处与太阳能发电层的距离，在室外还可以是太阳能发电层前隔离带或绿化带的宽度等，总之能限定人与太阳能发电层之间相对距离的间距都可以认为是视角距离。根据视角距离的不同，具体包括以下几种情况：

1、视角距离小于或等于1m时，则孔径≤0.5mm为宜。

2、视角距离大于1且小于或等于3m时，则孔径≤2mm为宜。

3、视角距离大于3m时，则孔径≤3mm为宜。

实施例1：

太阳能发电层包括太阳能发电层本体3，所述太阳能发电层本体3开设有多个透光孔4，透光孔4为圆形，透光孔4的孔径为1.6mm，孔距(相邻两个圆形透光孔4的圆心之间的距离)为2.4mm。透光孔的孔径为1.6mm，孔距为2.4mm，能够满足黄金分割法，能够达到透光率与视觉效果的最佳结合点，保证最佳的视觉效果和透光率。

图10是本实用新型的一种太阳能玻璃组件的结构示意图。

如图10所示，太阳能玻璃组件包括上述实施方式的太阳能发电层10，前板层20和底板层30，其中，基板层20和底板层30均为玻璃，太阳能发电层10设置在基板层20和底板层30之间，太阳能发电层10通过夹胶胶片粘接至前板层20。

在一些实施方式中，太阳能发电层10沉积于底板层30。

进一步地，还可以通过在透光孔4位置处刷胶形成胶粘层，之后再在前板层20和太阳能发电层10之间设置夹胶胶片，需要说明的是，胶粘层需为透明胶层，保证良好的透光性，将前板层20和底板层30粘接，通过胶粘层和夹胶胶片双层固定，从而实现前板玻璃和底板玻璃的直接粘接，而不再是前板层、太阳能发电层和底板层依次连接，从而使得粘接更牢固，即使前板玻璃或者底板玻璃破碎后也不易脱落。

本实用新型的太阳能玻璃组件可以应用在建筑上，例如：幕墙。一实施方式的幕墙，包括上述太阳能玻璃组件。当然，幕墙中还包括其他一些幕墙的常见的装置，比如连接多个太阳能玻璃组件的连接装置等，在此不做赘述。

其中，透光孔4可以是通过刻蚀形成的刻蚀区，具体地，可以是通过激光划刻工艺或机械钻孔等工艺来将太阳能发电层本体3贯通，形成透光孔4。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过在发电层本体3上设置多个透光孔4，使得多个透光孔4呈多行分布，且每行分布有多个透光孔4，从而避免现有技术中的条纹状透光区域造成的眩晕感。

(2)通过对透光孔的孔径与孔距之间的比例的合理设计，使得透光率与视觉效果达到最佳。

(3)通过在太阳能发电层10的边缘位置处设置多个贯穿其厚度方向的刻蚀区，在刻蚀区利用夹胶胶片将前板层20和底板层30粘接，实现前板玻璃和底板玻璃的直接粘接，从而增加粘接的牢固性。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种太阳能发电层，其特征在于，包括发电层本体(3)，所述发电层本体(3)开设有多个透光孔(4)，所述透光孔(4)穿透所述发电层本体(3)；

所述透光孔(4)呈多行分布，且每行设置有多个所述透光孔(4)，所述透光孔(4)为圆形、椭圆形或者多边形。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电层，其特征在于，

相邻两行所述透光孔(4)的数量相同，相邻两个透光孔(4)之间的横向间距不相等，相邻两个透光孔(4)之间的纵向间距不相等，所述横向间距和所述纵向间距均按照等差数列排布，且所述横向间距之间的差值与所述纵向间距之间的差值相等；或

相邻两行所述透光孔(4)的数量相同，相邻两个透光孔(4)之间的横向间距不相等，相邻两个透光孔(4)之间的纵向间距不相等，所述横向间距和所述纵向间距均按照等差数列排布，且所述横向间距之间的差值与所述纵向间距之间的差值不相等；或

相邻两行所述透光孔(4)的数量相同，相邻两个透光孔(4)之间的横向间距相等，相邻两个透光孔(4)之间的纵向间距相等，且所述横向间距与所述纵向间距不相等；或

相邻两行所述透光孔(4)的数量相同，相邻两个透光孔(4)之间的横向间距相等，相邻两个透光孔(4)之间的纵向间距相等，且所述横向间距与所述纵向间距相等；或

相邻两行所述透光孔(4)的数量不同，其中一行所述透光孔中的每个透光孔(4)与另一行所述透光孔中的其中一个透光孔(4)对齐；或者，

相邻两行所述透光孔交错设置。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电层，其特征在于，每一所述透光孔(4)与相邻的所有透光孔(4)之间的孔距相等；

所述透光孔(4)的孔径和孔距的比例为3/5-7/10。

4.根据权利要求3所述的太阳能发电层，其特征在于，所述透光孔(4)的孔径和孔距的比例为2/3。

5.根据权利要求1所述的太阳能发电层，其特征在于，所述透光孔(4)的孔径为0-3mm；或

所述透光孔(4)的孔径≤0.5mm；或

所述透光孔(4)的孔径≤2mm；或

所述透光孔(4)的孔径≤3mm；或

所述透光孔(4)的孔径等于1.6mm，孔径为2.4mm。

6.根据权利要求1-2、4或5任一项所述的太阳能发电层，其特征在于，所述发电层本体(3)的开孔率为30％-40％。

7.一种太阳能玻璃组件，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的太阳能发电层(10)。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能玻璃组件，其特征在于，还包括：前板层(20)和底板层(30)；

所述太阳能发电层(10)设置在所述前板层(20)和所述底板层(30)之间；

所述太阳能发电层(10)与所述前板层(20)通过夹胶胶片粘合。

9.一种幕墙，其特征在于，包括权利要求7或8所述的太阳能玻璃组件。