CN215733624U - 一种太阳能电池供电照明的气膜建筑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，包括气膜建筑，气膜建筑内设有照明系统，气膜建筑内设有光伏屋顶系统；光伏屋顶系统包括太阳能电池和逆变器；照明系统和逆变器分别与太阳能电池连接；太阳能电池为CIGS薄膜太阳能电池。本实用新型的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，通过巧妙的设计，使用了GISG薄膜太阳能电池，使得其吸光能力强，大大地提高了总发电量，稳定性和转化率明显提升。此外，降低了气膜建筑能耗，从很大程度上降低了使用成本，而且节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及气膜建筑技术领域，特别是涉及一种太阳能电池供电照明的气膜建筑。
背景技术
节能减排已成为当前全球共同面临的重大课题，加强可再生能源的开发利用，是应对日益严重的能源枯竭和环境污染问题的必由之路。在我国能源结构的调整与新能源的利用中，太阳能以其丰富的资源优势，有着巨大的开发潜力。我国约占国土面积三分之二的地区年平均辐射总量在3340～8400MJ/m2，年日照时数超过2200小时，相当于110～280kg/h标准煤的热值。在太阳能的利用方式中，光伏发电有着不可估量的发展前景。
在社会总能耗中，建筑能耗几乎占到三分之一。目前，我国建筑面积已达到约500亿平方米，每年以20亿平方米的速度增加，而每建成1平方米的房屋约释放出0.8吨炭。除此之外，建筑运行能耗更为巨大，建筑节能成为节能减排的重要任务。
太阳能光伏建筑一体化，即BIPV，正是利用有优势的能源来解决巨大的建筑能耗，是“建筑物产生能源”的一种全新的建筑概念。
目前国内已建及在建气膜建筑内部照明都是通过公用电网发电进行照明，由于气膜建筑采光受限，即使在屋顶增设一定采光带白天也需要进行照明，建筑能耗较高。而利用BIPV实现建筑内部照明将会成为未来的趋势。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，用于解决现有技术中气膜建筑运行能耗较高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的：一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，包括气膜建筑，所述气膜建筑内设有照明系统，所述气膜建筑内设有光伏屋顶系统；所述光伏屋顶系统包括太阳能电池和逆变器，所述太阳能电池通过粘合剂连接在所述气膜建筑的表面上；所述照明系统和逆变器分别与所述太阳能电池连接。
进一步地，所述光伏屋顶系统安装在所述气膜建筑内离地三米高的位置处。
进一步地，所述太阳能电池为CIGS薄膜太阳能电池。
进一步地，所述光伏屋顶系统还包括电能控制器和蓄电池，所述电能控制器连接于所述逆变器，所述蓄电池连接于所述电能控制器和照明系统。
进一步地，所述光伏屋顶系统还包括防雷器，所述防雷器连接于所述太阳能电池。
如上所述，本实用新型的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，通过巧妙的设计，使用了GISG薄膜太阳能电池，使得其吸光能力强，大大地提高了总发电量，稳定性和转化率明显提升。此外，降低了气膜建筑能耗，从很大程度上降低了使用成本，而且节能环保。
附图说明
图1显示为本实用新型实施例中一种太阳能电池供电照明的气膜建筑的主视图；
图2显示为本实用新型实施例中一种太阳能电池供电照明的气膜建筑的侧视图；
图3显示为本实用新型实施例中一种太阳能电池供电照明的气膜建筑的太阳能电池连接方式示意图；
图4显示为本实用新型实施例中一种太阳能电池供电照明的并网发电原理图；
图5显示为本实用新型实施例中一种太阳能电池供电照明的独立发电原理图。
对应说明书附图内的附图标记参考如下：
气膜建筑1，气膜11，照明系统2，太阳能电池3，逆变器4，电能控制器5，蓄电池6，防雷器7，粘合剂8。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图4。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1至图4所示，本实用新型提供一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，包括气膜建筑1，气膜建筑1内设有照明系统2，气膜建筑1内设有光伏屋顶系统。光伏屋顶系统包括太阳能电池3和逆变器4，太阳能电池3通过粘合剂8连接在气膜建筑1的气膜11的表面上。照明系统2和逆变器4分别与太阳能电池3连接。光伏屋顶系统还包括防雷器7，防雷器7连接于太阳能电池3，防雷器7可以有效避免建筑被雷打到。
光伏屋顶系统安装在气膜建筑1内离地三米高的位置处。光伏屋顶系统可以采用并网供电，太阳能电池3将太阳能转化为直流电能，通过逆变器4将直流电能转化为与电网同频同相的交流电能，作为交流负载给照明系统2供电，并馈入城市电网中。
光伏屋顶系统还可以采用独立供电，光伏屋顶系统还包括电能控制器5和蓄电池6，电能控制器5连接于逆变器4，蓄电池6连接于电能控制器5和照明系统2。太阳能电池3将太阳能转化为电能，电能控制器5对电能进行调节和控制，一方面把调整后的电能送往直流负载或交流负载给照明系统2进行供电，另一方面把多余的能量送往蓄电池6进行储存。当电能不能满足负载需要时，电能控制器5又把蓄电池6的电能送往负载。此外，蓄电池6充满电后，电能控制器5要控制蓄电池6不被过充。当蓄电池6所储存的电能放完时，电能控制器5要控制蓄电池不被过放，从而保护蓄电池6的使用寿命。通过蓄电池6，可以方便在夜间或阴雨天保证负载用电，以至于全天为照明系统2进行供电。
光伏屋顶系统主要由Buck主电路、PWM驱动电路、数据采集电路、最大功率跟踪控制电路等组成。其具体的工作流程为：Buck变换器实现从光伏阵列到蓄电池6的充电转换，数据采集电路采集充放电时的光伏阵列的电流、电压及蓄电池6的电流、电压信号，采集到的信号进行A/D转换，根据最大功率跟踪(MPPT)算法控制PWM信号的占空比，然后将此信号送入到PWM驱动电路来控制功率开关器件的状态，实现系统的合理充电控制。
目前太阳能电池均为晶体硅材质，太阳能电池与传统屋面的固定需要通过支架及五金配件固定。气膜建筑表面材料为膜材，属于柔性薄膜材料，传统光伏组件无法与气膜建筑相结合。而采用CIGS薄膜太阳能电池能有效解决这一难题。由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池，通过丁基胶将CIGS薄膜太阳能电池与膜材进行粘结，从而实现光伏建筑一体化。
CIGS薄膜太阳能电池可吸收光谱波长范围广，除了晶硅与非晶硅太阳能电池可吸收光的可见光谱范围,还可以涵盖波长在700～1200nm之间的红外光区域，即一天内可吸收光发电的时间最长，CIGS薄膜太阳能电池与同一瓦数级别的晶硅太阳能电池相比，每天可以超出20％比例的总发电量。由于晶硅电池本质上有光致衰减的特性，经过阳光的长时间暴晒，其发电效能会逐渐减退，而CIGS薄膜太阳能电池则没有光致衰减特性，发电稳定性高。晶硅太阳能电池经过较长一段时间发电后，或多或少存在热斑现象，导致发电量小，增加维护费用，而CIGS薄膜太阳能电池能采用内部连接结构、可避免此现象的发生，较晶硅太阳能电池比所需的维护费用低。
综上所述，本实用新型的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，通过巧妙的设计，使用了GISG薄膜太阳能电池，使得其吸光能力强，大大地提高了总发电量，稳定性和转化率明显提升。此外，降低了气膜建筑能耗，从很大程度上降低了使用成本，而且节能环保。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，包括气膜建筑(1)，所述气膜建筑(1)内设有照明系统(2)，其特征在于，所述气膜建筑(1)内设有光伏屋顶系统；所述光伏屋顶系统包括太阳能电池(3)和逆变器(4)，所述太阳能电池(3)通过粘合剂(8)连接在所述气膜建筑(1)的气膜(11)的表面上；所述照明系统(2)和逆变器(4)分别与所述太阳能电池(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，其特征在于，所述光伏屋顶系统安装在所述气膜建筑(1)内离地三米高的位置处。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，其特征在于，所述太阳能电池(3)为CIGS薄膜太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，其特征在于，所述光伏屋顶系统还包括电能控制器(5)和蓄电池(6)，所述电能控制器(5)连接于所述逆变器(4)，所述蓄电池(6)连接于所述电能控制器(5)和照明系统(2)。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池供电照明的气膜建筑，其特征在于，所述光伏屋顶系统还包括防雷器(7)，所述防雷器(7)连接于所述太阳能电池(3)。
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