UA116607C2 - Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції - Google Patents

Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції Download PDF

Info

Publication number
UA116607C2
UA116607C2 UAA201706462A UAA201706462A UA116607C2 UA 116607 C2 UA116607 C2 UA 116607C2 UA A201706462 A UAA201706462 A UA A201706462A UA A201706462 A UAA201706462 A UA A201706462A UA 116607 C2 UA116607 C2 UA 116607C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
polymer
building
photocells
sealant
panels
Prior art date
Application number
UAA201706462A
Other languages
English (en)
Inventor
Аршак Аркадійович Бабаджанян
Аркадій Аршавірович Бабаджанян
Original Assignee
Аршак Аркадійович Бабаджанян
Аркадій Аршавірович Бабаджанян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аршак Аркадійович Бабаджанян, Аркадій Аршавірович Бабаджанян filed Critical Аршак Аркадійович Бабаджанян
Priority to UAA201706462A priority Critical patent/UA116607C2/uk
Publication of UA116607C2 publication Critical patent/UA116607C2/uk
Priority to PCT/UA2018/000061 priority patent/WO2018236330A1/ru
Priority to US16/624,961 priority patent/US20200144442A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H02S40/425—Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
    • E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/44—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose
    • E04C2/52—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/54—Slab-like translucent elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/24—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures specially adapted for flat roofs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Винахід належить до будівництва, зокрема, способу конструкції покрівельних будівельних панелей для прямих і скатних дахів і фасадів будівель з вбудованими сонячними фотоелементами та/або колекторами. Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції, полягає у перетворенні порожнистого пакету, з листа лицьового світлопропускаючого матеріалу, до якого зсередини герметично прикріплені послідовно-паралельно з'єднані фотоелементи та тильна несуча жорстка пластина рівного або більшого розміру, що скріплені герметично один з одним зсередини по контуру лицьової сторони розпірною рамкою з вологонепроникного полімеру-герметика з адгезивними властивостями, шляхом створення безперервних і/або дискретних розпірних стінок з полімеру-герметика між поверхнями лицьового листа і тильної пластини по зовнішньому контуру периметра або частини периметрів кожного фотоелемента або груп фотоелементів в будівельну панель-балку з порожниною. Технічним результатом пропонованого способу є створення різних видів панелів, що витримують великі навантаження, а також істотне збільшення ефективності перетворення фотоелементів. Спосіб дозволяє значно спростити і здешевити конструювання будівельних панелей з ФЕ і/або без них.

Description

Винахід належить до будівництва, зокрема до способу конструкції покрівельних будівельних панелей для прямих і скатних дахів та фасадів будівель із вбудованими сонячними фотоелементами (ФЕ) та/або колекторами.
Інтегровані фотоелектричні будівельні матеріали, використовуються для заміни звичайних будівельних матеріалів в різних конструкціях будівель і споруд, що захищають, таких як дах, вікна або фасади і, в останнє десятиліття, є швидко зростаючою областю "зеленої" будівельної індустрії (1). Перевагою інтегрованих систем в порівнянні з не інтегрованими системами (що складаються із звичайних будівельних конструкцій, на яких окремо під деяким кутом монтуються сонячні батареї) є значне зниження первинних витрат і кошторисної вартості будівництва/ремонту. Крім того, оскільки інтегровані будівельні конструкції є невід'ємною частиною будівлі або споруди, то вони краще узгоджуються з архітектурним виглядом будівлі і естетично привабливіші, ніж традиційні сонячні батареї (СБ).
Зважаючи на наявність підвищених вітрових навантажень на покрівлі, СБ мають невеликі поверхні (біля 2-х м кв.), тоді як будівельні конструкції з фотоелементами (ФЕ) можуть створюватися великих розмірів, що накладає високі вимоги на її характеристики міцності (жорсткість) для знаходження на ній людей, матеріалів і як опора великим вітровим навантаженням.
Інтеграція аморфних або тонкоплівкових фотоелементів у будівельних конструкціях тут не розглядаються (хоча їх використання у винаході не виключається, наприклад, при виготовленні
СБ), зважаючи на їх недовгий термін експлуатації всього 10 років, несумісного з термінами будівельних конструкцій і із-л-а дуже низької ефективності перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію, всього 7 95-8 95, тобто у 2-3 рази менше ніж у кремнієвих моно і полікристалічних ФЕ з термінами експлуатації в 25-30 років.
Прототипи способу виготовлення покрівельної сонячної панелі з інтегрованими ФЕ (ІФЕП), що поєднують функціональні можливості і отримуваний зовнішній вигляд, відсутні. До аналогів, що мають близький зовнішній вигляд слід віднести |І2), разом із стандартною СБ що не є будівельним матеріалом, у якої елементом, що несе, є профільована металева рама що утримує її під кутом на будівельній конструкції. У (2) ІФЕП - це склометалевий пакет з листа лицьового прозорого скління з приклеєними кремнійорганічним каучуком, сонячними
Зо елементами, сполученими послідовно-паралельно один з одним і з вихідними шинами з блокуючими діодами і гермоконтактами, встановленими на тильній металевій пластині, що несе. Прозорий лист і металева пластина, що є основою, герметично зсередини скріплені по контуру клейкою стрічкою з рамкою розпору, заповнені вологопоглинаючим молекулярним ситом з утворенням між листом і пластиною герметичної камери з прошарком осушеного повітря. Торці склометалевого пакета оброблені вологонепроникним герметиком, що вулканізується, і можуть бути вставлені в алюмінієві профілі віконної системи, сумісні з елементами фасадної системи просторових будівельних алюмінієвих конструкцій. Для підвищення ефективності теплообміну металева пластина забезпечена оребрінням для відводу тепла. Недоліком винаходу є погана тепловіддача і її затратність, зважаючи на герметичність панелі і використання металевої основи, що несе. Метою винаходу ІЗ| є створення способу виготовлення покрівельних ІФЕП, інтегрованих в конструктів основи, що несе, виробу, що забезпечує доведення міцності і довговічності зборки до рівня основного матеріалу, що несе основу виробу. Вказана мета досягається тим, що покрівельна панель, яка включає основу (у тому числі у вигляді криволінійної поверхні, наприклад, типу черепиці), що несе, і ФЕ з кабелем струмознімання, має не менше одного плоского майданчика, втопленого відносно верхньої поверхні основи на глибину до 20 мм. в яку укладені ФЕ з електрокабелем. ФЕ залиті аж до верхньої поверхні основи герметизуючою затверджувальною композицією з рівнем пропускання світлового випромінювання не менше 3095 від максимального рівня світлового випромінювання, що розташовується, в діапазоні роботи СБ. Недоліком цього винаходу є поганий теплообмін і дуже низька світлопроникність, із-за наявності в плиті над ФЕ товстого шару затверджувальної композиції таїзчи скла завтовшки в 18 мм, необхідних для доведення міцнісних характеристик основи, що несе. До загального недоліку аналогів треба віднести істотне зниження ефективності ФЕ з підвищенням температури при їх роботі, внаслідок незадовільного теплообміну останніх з тією, що оточує. Перевищення температурного режиму походить не лише від прямого сонячного випромінювання, але і від тепла ФЕ, що виділяються в процесі праці, яке доходить до 75 "С і більше (температурний коефіцієнт на стандартних СБ завжди вказаний при 25 "С), що призводить до істотного (до 25 95) зниження ККД перетворення
ФЕ.
До аналогів, що мають близькі функціональні можливості, в частині теплообміну, можна бо віднести порожнисту покрівельну керамічну черепицю |4|, яку для скатних покрівель з 2006 р.
робить компанія "БоіІагсепіигу" перетворює сонячну енергію як в електричну, так і в теплову.
Така порожниста черепиця дає можливість відбору теплоносієм теплової енергії ФЕ, що виділяється, і значно підвищує їх ефективність. До недоліків сонячної порожнистої черепиці треба віднести її невеликі розміри і значно меншу можливість відбору з одиниці площі сонячного випромінювання, що покривається, для перетворення в електричну енергію.
Наприклад, для сонячної станції із стандартних СБ на кожен кіловат вимагається біля 6 м кв. площі покрівлі, а для сонячної станції з черепиці з ФЕ, навіть з концентраторами сонячного випромінювання (5), потрібно 12-13 м кв., що має значення при початковій обмеженості будівництва. Крім того, використання черепиці можливе тільки для скатних покрівель.
У ІбЇ розроблені спеціальні будівельні плити для скатних і прямих покрівель виконані з синтетичних матеріалів, металу, металевих сплавів або з їх комбінацій, які допускають конструкцію більшого розміру, ніж порожниста керамічна черепиця з ФЕ. Плити мають складну конструкцію, що вимагає складання і склеювання їх в ціле з різних спеціально вилитих або сформованих елементів з поверхнею, що несе, що включає верхній і нижній захвати і ребра жорсткості. Шляхом додавання до задньої сторони плити порожнистих конструкцій з вхідним і вихідними отворами для теплоносія, плити використовуються як сонячні колектори Їїїчи як СБ, за наявності в плиті наскрізних прямокутних вирізів, додаванням туди вставок з однієї або декількох ФЕ покритих прозорим матеріалом. До недоліків слід віднести, окрім складності конструкції і її затратності, як і у випадку з порожнистою черепицею, значно меншу можливість відбору з одиниці площі сонячного випромінювання для ФЕ і, отже, необхідність одночасного теплового відбору для оптимального використання поверхні плити.
Метою пропонованого винаходу є створення способу виготовлення будівельних порожнистих панелей довільного розміру з інтегрованими ФЕ (ІФЕПП) для прямої і скатної покрівлі і фасадів будівель. Технічний результат пропонованого способу - це створення різних
ІФЕПП що витримують великі навантаження, а саме, вага людей і матеріалів для панелей дахів і вітрових навантажень для фасадних скляних панелей, а так само збільшення ефективності перетворення ФЕ за рахунок: а) максимального збільшення світлопоглинаємості ФЕ, шляхом зменшення товщини лицьової сторони ІФЕПП;
Зо б) можливості створення різних порожнистих панелей з оптимальної організації відведення тепла, при якій ефективність роботи ІФЕПП зростає більш ніж на 20 95, що сумірно з метою нових технологічних досліджень в сонячній енергетиці; в) можливості в зимовий час, за наявності з ранку на поверхні ІФЕПП снігу ії льоду, короткочасного подання теплого повітря в порожнину для запуску роботи ФЕ.
Спосіб дозволяє значно спростити і здешевити конструювання будівельних матеріалів з ФЕ іабо без ФЕ.
Створення ІФЕПП з великою поверхнею припускає високі міцнісні характеристики (жорсткість) панелі, який Є пакетом з частини, що несе, або тильної сторони і світлопропускаючої частини або лицьової сторони.
Пропонований спосіб створення ІФЕПП як жорсткого пакета з листа лицьового прозорого скління будь-якого розміру (скло або прозорий матеріал) з ФЕ і жорсткої пластини (шифер, метал і сплави, синтетичні матеріали) припускає передачу лицевій стороні жорсткості тильної сторони, шляхом створення полімерних стінок розпорів з високою адгезією рівномірно по всій поверхні між лицьовою і тильною сторонами по периметру кожного ФЕ або груп ФЕ, а не тільки по усьому контуру пакета. Крім того, додаткову і велику жорсткість створює балковість, яка залежна від товщини пакета і загальної площі стінок розпорів з полімеру-герметика. Отримана
ІФЕПП є пакетом-балкою або панеллю, що складається з листа лицьового прозорого матеріалу будь-якого розміру як загартоване так і незагартоване скло або прозорий пластик а (фіг. 1, 2) з герметично закріпленими і послідовно-паралельно з'єднаними на ньому ФЕ в гніздах С (фіг. 1, 3) і тильної жорсткої пластини як шифер, метал або жорсткі синтетичні матеріали є (фіг. 2) можливо більшого розміру тобто 57 по довжині тазчми по ширині (фіг. 2). З урахуванням температурного розширення ФЕ герметично закріплені в гніздах С із зворотного боку ФЕ разом із струмопровідними контактами додатково покритих полімерною фарбою або лаком для їх повної герметизації від несприятливої дії різних кліматичних чинників, 3 причини безпосереднього контакту теплоносія з ФЕ. Далі, за жорстку пластину береться плоский шифер завтовшки М-8-12 мм (фіг. 2) легко доступний і дешевий матеріал з високими міцнісними характеристиками (на вигин 20-50 МПа, на стискування 90-130 МПа), морозостійкий (через 50 циклів заморожування-відтавання листи втрачають не більше 10 95 міцності) і практично 100 95 водонепроникний. Для лицьового матеріалу підходить загартоване або незагартоване прозоре 60 скло необхідної товщини.
Листи скла і шиферу (далі, панель "скло-шифер") зсередини скріплені не лише по всьому контуру у вигляді рами розпору, аналогічно віконним склопакетам, одно або двокомпонентним полімерним клеєм-герметиком (силіконовим, поліуретановим або М5-полімерним), але і по всій поверхні скла по периметру або частині периметра кожного ФЕ або груп ФЕ, стінками розпорів з полімеру-герметика з високою адгезією шириною Її і заввишки Н (фіг. 2). Фактично СБ з пакета "скло-шифер" перетворяться в порожнисту панель балкової конструкції або панель "скло- шифер" з інтегрованими ФЕ тобто ІФЕПП, за рахунок збільшення жорсткості скла СБ шляхом створення дискретних а (фіг. 1) та/або безперервних Б (фіг. 1, 3) полімерних стінок розпорів рівномірно по всій поверхні між склом і шифером. Залежно від призначення ІФЕПП вибирається загальна довжина, ширина ї і геометрія стінок (як приклад, фіг. 1, З) розпорів, і так само товщина т і М для скла і шиферу і відстань між ними Н (фіг. 2). Жорсткість пакета-балки "скло- шифер" може збільшуватися за рахунок ширини полімерної стінки розпору Її (від декількох міліметрів до 10-15 мм і більше) і загальної довжини тобто загальній площі розпору полімерної стінки ії його рівномірності по всій поверхні скла. Це робить можливим зменшити товщину загартованого скла (наприклад, до 1 мм. для покрівельних ІФЕПП), що збільшує світлопроникність і, отже, підвищує ефективність перетворення ФЕ і одночасно знижує собівартість ІФЕПП. Для порівняння нагадаємо, що в стандартних СБ у яких поверхня не перевищує 2-х кв. м, використовується загартоване скло завтовшки більше З мм, і у фасадних конструкціях завтовшки зверху 8-10 мм, що потрібне для вітрових навантажень великих поверхонь.
Полімерні стінки розпорів можуть мати різну геометрію гнізд моно- (наприклад, фіг. 1) або полікристалічних ФЕ (фіг. 3) і різні розміри під ФЕ (наприклад, 78х78 мм, 156х78 мм, 156х156 мм чи іншій Сама геометрія розпірок також впливає на товщину використовуваного загартованого і незагартованого скла або прозорих пластиків замінюючих скло. Такі полімерні стінки розпорів є гніздами для ФЕ, дозволяють використати для ІФЕПП не лише тонше загартоване скло, але і незагартоване скло (наприклад, при розмірі ФЕ 156х156 мм достатня товщина іт-4 мм), з огляду на те, що при руйнуванні скла, падаючі шматки будуть невеликих розмірів (менше розміру гнізда), а велика частина уламків буде затримана полімерними стінками зважаючи на їх високу адгезію. Пропонований спосіб, крім того, дозволяє цілісне скло замінити а скло з частинок, стики яких доводяться на стінки розпорів з невеликим збільшенням в цій частині їх ширини Її (до 15-25 мм) як зображено на фіг. 4, що істотно зменшує собівартість
ІФЕПП. Це дозволяє створювати ІФЕПП з лицьовою поверхнею що перевищує розміри вироблюваного промисловістю скла, які при товщині 1-2 мм завідомо не можуть мати великих розмірів.
Пропонований спосіб конструкції порожнистих ІФЕП, дозволяє істотно збільшити ефективність роботи ФЕ шляхом примусового створення потоку повітря (фіг. 1, 3) в порожнині "скло-шифер" для швидкого відведення тепла за рахунок безпосереднього контакту теплоносія (повітря) з ФЕ. Відомо, що один градус підвищення температури від розрахункової в 25 "С, при яких вказані завжди всі характеристики стандартних ФЕ вимагає коригування їх ефективності на значення температурного коефіцієнту 0,4-0,5 95 для полі і монокристалічних ФЕ. При роботі СБ на ФЕ температура може доходити до 75 "С і вище, тим самим їх ефективність падає на 20-
ЗО 96, що порівняно з цільовими завданнями нових технологічних досліджень, при яких сонячна енергетика стає високо рентабельною. Відстань між склом і шифером, тобто висота Н полімерних стінок розпорів може бути від 5 мм до 30 мм, для відповідності вимогам швидкості повітрообміну, яка, в першу чергу, залежить від кліматичних умов регіону. Відмітимо, що на 100 м кв. поверхні ІФЕПІ (тобто для сонячної станції в 15 кіловат) вимагається організувати повітрообмін об'єму від 0,5 куб. м до З куб. м, що не потребуватиме особливих додаткових витрат. У зимовий час для звільнення від снігу і льоду ІФЕПП, що представляє важке завдання для стандартних СБ, можливо спочатку короткочасне нагнітання гарячого повітря в порожнину для запуску роботи ФЕ, що сприяє повноцінній віддачі ІФЕПП і відбивається на загальній ефективності роботи сонячної станції впродовж усього зимового періоду.
Залежно від конструктивно-компонувальних особливостей і техніко-економічної доцільності комплектуючих елементів, що реалізовують запропоноване технічне рішення (наприклад, застосування моно- або полікристалічних ФЕ, цілісність або ні скла, товщина скла і шиферу, їх розміри і т. п.), можливі різні варіанти ІФЕПП з поясненнями фіг. 1-5. Запропонований спосіб виготовлення ІФЕПП не виключає варіанта без ФЕ тобто створення простих плоских сонячних колекторів, можливо із заміною світлопропускаючої сторони металевим шифером або металевим настилом. У разі використання рідкого теплоносія в порожнині ІФЕПП і/або без ФЕ бажане застосування полімеру-герметика стійкого до активних середовищ.
Ще один варіант технічного рішення запропонованим способом - виготовлення СБ як панель "скло-шифер" з негерметичною конструкцією порожнини, в останньому випадку, на тильній стороні робляться отвори для природного повітрообміну. Така панель має міцнісні характеристики більші (при використанні тих же матеріалів), ніж рамна несуча алюмінієва конструкція стандартних СБ, яка може бути замінена, в цьому випадку, на декоративний пластиковий профіль. Крім того, ефективність використання поверхні світлопоглинання у панелі майже така ж як у стандартних СБ.
Укладання ІФЕПП по всій площі, що покривається, робиться послідовно і/або паралельно з'єднанням входів і виходів розташованих в торцях ІФЕПП (фіг. 1, 3) для організації примусового або природного теплообміну схематично представлена для скатної покрівлі на фіг. Ба, Б, с для прямої на фіг. 560, с (на фіг. 565 під 1 позначена додаткова вставка шиферу або іншої ізоляції на герметик). Установка і стикування панелей робиться на дерев'яну або іншу основу покрівлі т- подібними кріпленнями-захопленнями попарно на шифер сусідніх панелей з люфтом, для подальшого вирівнювання усієї площини покрівлі і закладення стиків тим же герметиком.
Складання фасадної поверхні може бути зроблене за схемою фіг. 5с або, додатково, в конструкції ІФЕПІП можуть бути використані елементи алюмінієвих профілів, сумісні з елементами фасадної системи просторових будівельних алюмінієвих конструкцій.
Джерела інформації: 1. "Солнечньсе" кровли - перспективное направление повьішения знергозффективности при зксплуатации зданий. - Вбр:/ашороуег.рго/пемз/;їаусолнечнье-кровли-перспективноеє- направление 2. ВО 2313642 - Солнечная батарея как злемент строительной конструкции. 3. ВО 2215100 - Способ изготовления кровельной панели с солнечной батареей. 4. пируулимли зоЇатсепігу. со. ик/ 5. ВО02557272С01 - Кровельная солнечная панель. 6. МО2014124505А3 - Плита для покрьтия крьіш зданий.

Claims (2)

  1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо 1. Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції, згідно з яким перетворюють порожнистий пакет з листа лицьового світлопропускаючого матеріалу, до якого зсередини герметично прикріплені послідовно-паралельно з'єднані фотоелементи та тильної несучої жорсткої пластини рівного або більшого розміру, що скріплені герметично один з одним зсередини по контуру лицьової сторони розпірною рамкою з вологонепроникного полімеру-герметика з адгезивними властивостями, який відрізняється тим, що створюють безперервні і/або дискретні розпірні стінки з полімеру-герметика між поверхнями лицьового листа і тильної пластини по зовнішньому контуру периметра або частини периметрів кожного фотоелемента або груп фотоелементів, які і перетворюють пакет з фотоелементами в будівельну панель-балку з порожниною.
  2. 2. Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції за п. 1, який відрізняється тим, що геометрія полімерних стінок розпорів спроектована з можливістю організації керованого теплообміну з усього об'єму порожнини панелі шляхом створення однієї або декількох паралельних незв'язаних порожнин через вхідні і відповідні вихідні отвори на бічних або тильній сторонах.
    вихід ц ! ши і дн о сани нн о й
    Фіг. АтА Шин СУ енконннпннпнннаннни ннрнннннннвнннни ЕЕ нен акне і мВ З МОМ ших М т ля ї Ффіг.2
UAA201706462A 2017-06-23 2017-06-23 Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції UA116607C2 (uk)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201706462A UA116607C2 (uk) 2017-06-23 2017-06-23 Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції
PCT/UA2018/000061 WO2018236330A1 (ru) 2017-06-23 2018-06-20 Способ изготовления полой строительной панели с интегрированными фотоэлементами
US16/624,961 US20200144442A1 (en) 2017-06-23 2018-06-20 Method for manufacturing a hollow building panel with integrated photovoltaic cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201706462A UA116607C2 (uk) 2017-06-23 2017-06-23 Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA116607C2 true UA116607C2 (uk) 2018-04-10

Family

ID=61874454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201706462A UA116607C2 (uk) 2017-06-23 2017-06-23 Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200144442A1 (uk)
UA (1) UA116607C2 (uk)
WO (1) WO2018236330A1 (uk)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236330A1 (ru) * 2017-06-23 2018-12-27 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Способ изготовления полой строительной панели с интегрированными фотоэлементами

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3169477A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-08 Clearvue Technologies Ltd Device for generating electricity
WO2021118515A1 (ru) * 2019-12-12 2021-06-17 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Покрытые строительные pvt- панели с повышенными прочностными характеристиками
CA3116049C (en) * 2021-04-23 2023-12-19 Hc Properties Inc. Frame with plenum for supporting a photovoltaic array

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3732138A (en) * 1971-03-31 1973-05-08 E Almog Panel constructions
DE3801989A1 (de) * 1988-01-23 1989-07-27 Licentia Gmbh Isolierglasscheibe
DE20002827U1 (de) * 2000-02-17 2000-05-04 Roehm Gmbh Photovoltaik-Element
CN201460060U (zh) * 2008-12-30 2010-05-12 广东金刚玻璃科技股份有限公司 可隔热控温的光伏建筑玻璃组件
CN201738472U (zh) * 2010-06-04 2011-02-09 大连皿能光电科技有限公司 前粘贴式太阳能发电幕墙组件
JP5866105B2 (ja) * 2012-07-19 2016-02-17 株式会社ケー・アイ・エス 樹脂基板太陽電池モジュール
CN103022199A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 张保宏 Bipv太阳能电池组件及其制作方法
CN203038956U (zh) * 2013-01-14 2013-07-03 海南英利新能源有限公司 一种中空玻璃光伏组件
UA116607C2 (uk) * 2017-06-23 2018-04-10 Аршак Аркадійович Бабаджанян Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236330A1 (ru) * 2017-06-23 2018-12-27 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Способ изготовления полой строительной панели с интегрированными фотоэлементами

Also Published As

Publication number Publication date
US20200144442A1 (en) 2020-05-07
WO2018236330A1 (ru) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA116607C2 (uk) Спосіб виготовлення сонячної батареї та її перетворення в елементи будівельної конструкції
JP5964237B2 (ja) 実質的に２次元の建築部材
US20090095284A1 (en) Solar Module System With Support Structure
Ghosh Fenestration integrated BIPV (FIPV): a review
JP5327923B2 (ja) デザイン層を備えた建物一体型太陽電池モジュール
CN109339354B (zh) 一种集电光伏瓦、连接结构、屋面结构及屋面施工方法
DE10102918A1 (de) Photovoltaisch und solarthermisch wirksame Verbundpaneele und deren Anwendung
Bosu et al. Applied single and hybrid solar energy techniques for building energy consumption and thermal comfort: A comprehensive review
CN103184800A (zh) 三角形太阳能光电转换建筑
Munari Probst et al. Solar Energy Systems in Architecture-integration criteria and guidelines
CN201334786Y (zh) 太阳能光伏温室
CN214177216U (zh) 铺装式平面太阳能瓦装置
CN2758977Y (zh) 板状太阳能发电模块
WO2013133760A1 (en) A solar collector and solar panel with solar cells for the roof of a building
CN209277409U (zh) 一种集电光伏瓦、连接结构及屋面结构
CN202866150U (zh) 一种太阳能建筑墙板
NL2031542B1 (en) Building-integrated thermal photovoltaic building cladding system
CN211744398U (zh) 一种光伏彩钢瓦
US11791763B1 (en) Renewable energy generating cladding
CN202248591U (zh) 一种太阳能建筑材料
CN212836003U (zh) 零耗能生态建筑
CN108265896A (zh) 太阳能热电一体化电站屋顶
CN218867126U (zh) 一种彩钢瓦与光伏组件结合为一体的bipv组件
ES2385244B1 (es) Módulo solar de láminas de células fotovoltaicas.
WO2021118515A1 (ru) Покрытые строительные pvt- панели с повышенными прочностными характеристиками