接線纜可能導(dǎo)致產(chǎn)品故障和構(gòu)建的復(fù)雜化。
[0023]優(yōu)選地，供電系統(tǒng)至少部分由框架所覆蓋。所述框架還優(yōu)選覆蓋光學裝置的部件，優(yōu)選覆蓋所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域的部分。如果光學裝置是可切換窗，則所述框架優(yōu)選為窗框架。將供電系統(tǒng)布置在所說明的空間或空隙中的另一個好處在于供電系統(tǒng)對于看著光學裝置的觀察者而言是不可見的。另外，供電系統(tǒng)被框架所覆蓋，因而保護供電系統(tǒng)不受外部的力、灰塵、水分和直接的太陽輻射所影響。
[0024]術(shù)語“至少部分覆蓋”意指至少70%、更優(yōu)選為至少90%且最優(yōu)選為至少95%的供電系統(tǒng)由框架所覆蓋。在一個優(yōu)選的實施例中，供電系統(tǒng)的所有部件完全被所述框架所覆蓋。
[0025]優(yōu)選地，控制器在電池中暫時儲存(至少一個光伏元件的)生成的功率并且使用存儲在電池中的功率來控制光學裝置的狀態(tài)。如果光學裝置是可切換窗，那么具有光伏元件、控制器和電池的可切換窗的好處在于可切換窗不需要外部電力來切換可切換窗，并且可以減少穿過立面的線纜(用于外部電源)。優(yōu)選地，至少一個光伏元件與所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域物理接觸。在這樣的物理接觸的一個示例中，至少一個光伏元件附接和/或施加在所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域上，例如在所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域的側(cè)面上。
[0026]優(yōu)選地，至少一個光伏元件是薄膜。薄意指所述膜的厚度優(yōu)選為小于90 μπκ更優(yōu)選為小于50 μπι、最優(yōu)選為小于10 μπι且特別優(yōu)選為小于60nm。光伏元件的有用示例是有機光伏電池(0PV)，如染料敏化太陽能電池(DSSC) (二氧化鈦和有機染料的混合物)或有機/聚合物太陽能電池(聚合物和有機染料和富勒烯衍生物的混合物)。此外，如非晶硅(a-Si)、薄膜硅(TF-SI)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵砸化物(CIS或CIGS)的無機薄膜太陽能電池(TFSC)是有用的。一般而言，至少一個光伏元件優(yōu)選吸收紅外范圍和紫外范圍內(nèi)的光。優(yōu)選地，光伏元件具有大于30%、更優(yōu)選為大于50%且最優(yōu)選為大于70%的透明度。
[0027]用于至少一個光伏元件的電子器件優(yōu)選不可見地位于光學裝置的框架中。電子器件的所述位置的好處在于不會受到太陽的直接輻射，因而使其環(huán)境更加溫和，減輕了對電子器件的壽命要求。在此實施例中，機械連接應(yīng)該置于所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域和額外區(qū)域之間。
[0028]所述至少一個光伏元件優(yōu)選用間隔件固定或固定在間隔件上。這樣的間隔件是管或棒，用于隔開玻璃或聚合物區(qū)域(例如所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域和額外區(qū)域)以建造絕緣的玻璃或聚合物單元。所述至少一個光伏元件被布置為大致垂直于所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域的主延伸方向且被布置在此間隔件上面向裝置的內(nèi)部。因此，所述至少一個光伏元件被布置為與第三輔助平面或第四輔助平面平行。如果光學裝置是窗，那么所述間隔件優(yōu)選為窗間隔件。在這樣的情況下，所述間隔件可以可選地包括窗控制器的固定處和光伏(PV)布線的引入處。如果使用多于一個光伏元件，那么所述多于一個光伏元件優(yōu)選布置在所述間隔件的不同側(cè)面上，面向裝置的內(nèi)部(見圖8)。
[0029]將所提及的位置處的至少一個光伏元件集成在光學裝置內(nèi)且特別是與間隔件集成在一起的好處在于包括用于供電的PV元件的窗控制系統(tǒng)可以在與可切換玻璃窗元件分離的處理中制造。玻璃和間隔件在絕緣單元制造過程中結(jié)合。在此控制器設(shè)置在間隔件上的情況下，可以在常規(guī)的絕緣玻璃生產(chǎn)線上執(zhí)行此過程，就如同其是常規(guī)窗一般。而且，窗控制器或PV的組裝中的任何產(chǎn)率問題都不會影響可切換窗制造的產(chǎn)率(或反之亦然)，因而節(jié)約了成本。
[0030]應(yīng)注意，在此配置中，至少一個PV元件沒有直接面向光。而且，因為光學裝置(優(yōu)選為可切換窗)通常置于絕緣玻璃單元的面向太陽的一側(cè)，所以至少一個PV元件位于所述光學裝置(例如，可切換窗)的后面。所以它們接收的光比將它們直接放在太陽下時所接收的光少得多。因此，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，這樣的配置仍然提供了足夠使光學裝置全年操作的功率。使用PV元件的這個位置有很多好處。在間隔件上，PV元件不限制或阻礙透過光學裝置(例如，可切換窗)的視野。而且，比起將PV元件平行地(扁平地)置于玻璃上的情況，所述位置不那么突出，因而具有美學優(yōu)勢。就此方案的穩(wěn)健性而言，此位置被較好地保護以免受機械沖擊的影響，也不受高溫和直接輻射的影響。而且，此位置簡化了絕緣玻璃單元的組裝，因為具有間隔件的PV單元可以與玻璃或聚合物嵌板(pane)分開制備。因為玻璃或聚合物嵌板通常很沉并且需要一些機械處理，所以如果將昂貴的PV元件固定在玻璃或聚合物嵌板上，則對PV元件的機械沖擊可能會造成生產(chǎn)損失。
[0031]優(yōu)選多于一個(最優(yōu)選為兩個到四個)光伏元件被用于光學裝置。至少一個光伏元件優(yōu)選地置于間隔件的內(nèi)部區(qū)域。間隔件的內(nèi)部區(qū)域是面向光學裝置內(nèi)部的區(qū)域(見圖8)。如果使用了多于一個光伏元件，那么所有或一些光伏元件被布置在間隔件的內(nèi)部區(qū)域。優(yōu)選使用分離的最大功率點跟蹤裝置(MPPT)。特別是在使用多于一個光伏元件的情況下，最大功率點跟蹤裝置連接至用于光學裝置的每個側(cè)面的光伏元件。最大功率點跟蹤器是優(yōu)化光伏元件所提供的電壓和電流以得到最大功率輸出的電子裝置。由于太陽在空中的移動而使光學裝置的每個側(cè)面(因而具有光伏元件的間隔件的每個側(cè)面)在白天期間經(jīng)受不同的光強度，分離的MPPT確保了從每一條光學裝置(太陽能電池)都提取最優(yōu)功率。
[0032]在優(yōu)選實施例中，供電系統(tǒng)可以從光學裝置可逆地移除。在此具體實施例中，供電系統(tǒng)卡在光學裝置上并且可以不損壞光學裝置地移除。由于此配置，可以容易地替換供電系統(tǒng)，且有缺陷的供電系統(tǒng)不會導(dǎo)致獲取全新的光學裝置的需要。在此實施例中，供電系統(tǒng)不被布置在所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域和所述至少一個額外區(qū)域之間，而是在與第三輔助平面相隔小于15cm(因而在距離L以內(nèi))的所述至少一個額外的玻璃或聚合物區(qū)域和所述至少一個玻璃或聚合物區(qū)域的側(cè)面上。
[0033]優(yōu)選地，光學裝置的有源矩陣包含液晶。
[0034]在優(yōu)選實施例中，液晶是聚合物分散液晶、賓主液晶和/或聚合物穩(wěn)定膽留相液晶。
[0035]在另一個實施例中，光學裝置是電致變色裝置或懸浮粒子裝置。
[0036]優(yōu)選地，光學裝置是可切換層?？汕袚Q層是在電流或電壓的影響下改變其透射性質(zhì)的層。這些可切換層在本領(lǐng)域已知為可切換窗并且可以是電致變色層、PDLC(聚合物分散液晶)層、賓主液晶層、懸浮粒子裝置或膽留相液晶層。
[0037]本發(fā)明還涉及用于作為上文段落中的光學裝置的示例來說明的可切換窗的供電系統(tǒng)。所述供電系統(tǒng)包括至少一個控制器、至少一個能量儲存系統(tǒng)(優(yōu)選為至少一個電池)，其中在一個實施例中所述供電系統(tǒng)能從可切換窗可逆地移除。“能可逆地移除”意指供電系統(tǒng)機械地并且電子地連接到可切換窗，其中供電系統(tǒng)的更換不破壞可切換窗。在本發(fā)明中，供電系統(tǒng)和可切換窗之間的簡單的電連接對于光學裝置而言不是能可逆地移除的。
[0038]優(yōu)選地，供電系統(tǒng)可位于可切換窗的窗框架中，其中所述框架至少部分地覆蓋光學裝置(這意指所述框架至少部分地包圍供電系統(tǒng))。術(shù)語“可位于窗框架中”意指供電系統(tǒng)從窗的平面延伸不超過5mm，優(yōu)選小于2mm。而且，因為窗框架的凹處可能含有水分，供電系統(tǒng)例如通過使用合適的灌封材料來密封以防止水分進入。
[0039]至少一個光伏元件優(yōu)選是供電系統(tǒng)的部件。
[0040]對于針對光學裝置描述的控制器、至少一個能量儲存元件(電池)或光伏元件的所有實施例也可以用于并且優(yōu)選用于供電系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0041]圖1示意性地示出了結(jié)合光伏元件和光學裝置的供電系統(tǒng)。
[0042]圖2是示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的供電系統(tǒng)的布置的側(cè)視圖。
[0043]圖3是示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的供電系統(tǒng)的布置的平面圖。
[0044]圖4示出了具有被設(shè)置為垂直于第一平面和第二平面的光伏元件的光學裝置的兩張照片。
[0045]圖5示意性地示出了具有供電系統(tǒng)的布置的圖4的示例的側(cè)視圖和垂直布置的光伏元件。
[0046]圖6示意性地示出了具有供電系統(tǒng)的布置的圖4的示例的平面圖。
[0047]圖7示意性地示出了用于供電系統(tǒng)的布置的另一個示例。
[0048]圖8示意性地示出了作為具有供電系統(tǒng)和光伏元件的光學裝置的可切換窗。
[0049]圖9示意性地示出了第一輔助平面、第二輔助平面、第三輔助平面和第四輔助平面和距離L、L’和L”。
[0050]圖10示出了置于光學裝置的不同側(cè)面上的不同的光伏元件在一個白天之內(nèi)生成的功率。
[0051]圖11a示出了在數(shù)月之內(nèi)光伏元件上的垂直輻照度。
[0052]圖lib示出了面向南的光學裝置在數(shù)月之內(nèi)的電池充電情況。
【具體實施方式】
[0053]在圖1中示意性地示出用于光學裝置的供電系統(tǒng)。在光照之下，光伏元件7 (也被稱為PV 7)生成電功率