專利名稱：安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種基于光伏電池形成的太陽能系統(tǒng)，特別是，涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動降溫的安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏建筑物一體化(BIPV)系統(tǒng)是一種將太陽能系統(tǒng)安裝在建筑物上的可再生能源利用系統(tǒng)。在這種太陽能系統(tǒng)中，許多光伏板組成的電池板陣列通過安裝框架安裝在建筑物的外實體墻壁上。許多光伏板電串聯(lián)在一起，由此形成一個總的電源系統(tǒng)。然而，在這種將光伏電板與建筑物結(jié)合的太陽能系統(tǒng)中，隨著光伏發(fā)電過程的進行，太陽能以熱量的形式進行轉(zhuǎn)換，這就造成了光伏板的背板溫度不斷升高，導致光伏發(fā)電效率逐漸降低 ’另夕卜，由于建筑物的實體墻作為用于安裝光伏板的安裝基面，對光伏板的溫度升高不能進行有效冷卻，造成了能源的浪費。已研發(fā)了多種冷卻技術(shù)來降低光伏板的溫度，例如在光伏板的背板上安裝散熱片、水循環(huán)系統(tǒng)等，但這些解決方案要么增加了整個太陽能系統(tǒng)的復雜性，要么沒有對產(chǎn)生的熱能進行再利用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)，使得光伏板與建筑物的外壁，例如由雙層鋼化玻璃組成的玻璃幕墻，結(jié)合在一起形成抽吸空腔，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，又可以對光伏板產(chǎn)生的熱能進行再利用。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的實施例，提供一種安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)，包括 多個電池板陣列，每個電池板陣列包括至少一個光伏板，并具有與太陽光照射方向相反的背面；多個第一安裝架，多個所述第一安裝架沿建筑物的高度方向大致平行地安裝在所述建筑物的外壁上，其中所述電池板陣列安裝在兩個相鄰的所述第一安裝架之間，兩個相鄰的電池板陣列之間密封結(jié)合，并且由所述電池板陣列、兩個相鄰的第一安裝架、以及建筑物的所述外壁之間限定抽吸空腔；以及排氣通道，所述排氣通道與所述抽吸空腔的第一端連通，以將從所述抽吸空腔的與所述第一端相對的第二端流入所述抽吸空腔的空氣排出所述抽吸空腔。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述建筑物的外壁包括玻璃幕墻，并且所述第一安裝架安裝在所述玻璃幕墻的支撐裝置上。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述玻璃幕墻包括雙層的鋼化玻璃。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述第一安裝架包括主體部，所述主體部在第一端安裝在所述建筑物的外壁上；以及安裝部，所述安裝部一體地形成在所述主體部的第二端，所述電池板陣列通過結(jié)合裝置安裝在所述安裝部上。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述安裝部的寬度小于所述主體部的寬度，從而在所述主體部的第二端形成兩個第一臺階部，在兩個相鄰的第一安裝架的第一臺階部上設有第二安裝架。 在上述太陽能系統(tǒng)中，所述第二安裝架上設有流體冷卻系統(tǒng)，以對所述電池板陣列的背面進行冷卻。 在上述太陽能系統(tǒng)中，所述結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件，所述第一結(jié)合件可拆卸地結(jié)合到第一安裝架上，并在安裝所述電池板陣列的一端形成兩個第二臺階部；以及第二結(jié)合件，所述第二結(jié)合件設置在所述第二臺階部和所述電池板陣列之間，以將所述電池板陣列結(jié)合到所述第一結(jié)合件上。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件，所述第一結(jié)合件在安裝所述電池板陣列的一端形成兩個第二臺階部；第二結(jié)合件，所述第二結(jié)合件設置在所述第二臺階部和所述電池板陣列之間；以及第三結(jié)合件，所述第三結(jié)合件具有凸緣，并且所述第三結(jié)合件通過所述凸緣將所述電池板陣列、所述第一結(jié)合件以及所述第二結(jié)合件可拆卸地結(jié)合到所述第一安裝架上。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述結(jié)合裝置為涂覆在所述電池板陣列的背面和所述安裝部之間的粘合劑。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述排氣通道包括切換裝置，以有選擇地將抽吸空腔中的空氣排放到所述建筑物內(nèi)或者建筑物外。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述抽吸空腔的下部設有空氣過濾裝置。在上述太陽能系統(tǒng)中，所述排氣通道中設有電動排氣裝置。根據(jù)本發(fā)明的安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)，將建筑物的玻璃幕墻與光伏電熱裝置形成為一體化結(jié)構(gòu)，使得光伏板、安裝架與建筑物的外壁結(jié)合在一起形成抽吸空腔，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，又可以對光伏板產(chǎn)生的熱能進行再利用。


為了使本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點能更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)的原理示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)的一種實施例的局部剖視示意圖；圖3是顯示圖2所示A部分的放大意圖；圖4是顯示圖2所示太陽能系統(tǒng)的平面示意圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)的另一種實施例的局部剖視示意圖；圖6是顯示圖5所示B部分的一種實施例的放大意圖；以及圖7是顯示圖5所示B部分的另一種實施例的放大意圖；。
具體實施例方式雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應了解本領域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時獲得本發(fā)明的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對本領域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實施例。參照圖1-5，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)的原理示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)的一種實施例的局部剖視示意圖；圖3是顯示圖2所示A部分的放大意圖；圖4是顯示圖2所示太陽能系統(tǒng)的平面示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施例的安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)100，包括多個電池板陣列1，每個電池板陣列包括至少一個光伏板11 (參見圖4)，并具有與太陽光照射方向相反的背面；多個第一安裝架2，沿建筑物的高度方向大致平行地安裝在所述建筑物的外壁3上，其中電池板陣列1安裝在兩個相鄰的第一安裝架2之間，兩個相鄰的電池板陣列之間密封結(jié)合，并且由電池板陣列1、 兩個相鄰的第一安裝架2、以及建筑物的外壁3之間限定抽吸空腔4 ；以及排氣通道5，所述排氣通道5與抽吸空腔4的第一端(例如圖1和2中的上端)連通，以將從抽吸空腔4的與第一端相對的第二端(例如圖1和2中的下端)流入抽吸空腔4的空氣從上部排出抽吸空腔4。在一種示例性實施例中，建筑物的外壁3可以是直立的外墻壁，也可以是傾斜的頂部外表面，甚至是水平的頂部外表面。在進一步的實施例中，外壁3包括玻璃幕墻，并且第一安裝架2安裝在玻璃幕墻的支撐裝置上。進一步地，玻璃幕墻為雙層的雙白鋼化玻璃，這種鋼化玻璃的總厚度為6+12+6(毫米)，其中外部的兩層玻璃的厚度為6毫米，中間空腔的厚度為12毫米。根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)，由光伏板組成的電池板陣列1與建筑物的外壁3結(jié)合， 并在電池板陣列1的背面形成抽吸空腔4，在電池板陣列1接收太陽光照射的過程中，光伏板11的溫度將升高并加熱抽吸空腔4的空氣，在抽吸空腔4內(nèi)由于熱壓原理產(chǎn)生煙囪效應，從而使得抽吸空腔4內(nèi)的空氣從下至上流動，并通過排氣通道5排到抽吸空腔4之外， 從而對光伏板11的溫度進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對光伏板11的冷卻。進一步地，排氣通道5中設有例如排風扇之類的排氣裝置51，從而使垂直或者傾斜設置的抽吸空腔4中的煙@效應增強，加速空氣的流動，進而提高對光伏板11的降溫效果。通過空氣在光伏板11背面的流動， 可以從光伏板11的背面吸收熱量，降低光伏板的溫度，根據(jù)光伏性能，光伏板11溫度的降低，會提高光伏板的發(fā)電效率，提升了太陽能的綜合利用效率，并延長光伏板的使用壽命。在進一步的實施例中，參見圖1，排氣通道5包括切換裝置52，以有選擇地將抽吸空腔4中的空氣排放到所述建筑物內(nèi)或者建筑物外。例如，在冬季，操作切換裝置52，使得熱空氣進入建筑物內(nèi)，即可以提高建筑物內(nèi)的溫度，還可以為建筑物提供新鮮舒適的空氣， 提升室內(nèi)的舒適度。而在夏季，一般通過切換裝置將抽吸空腔4內(nèi)的空氣通過排氣通道5 排放到建筑物之外。進一步地，可在用于將熱空氣進入建筑物內(nèi)的空氣通道中安裝空氣過濾裝置53，以凈化從抽吸空腔4進入建筑物內(nèi)的熱空氣。參見圖2，在抽吸空腔4的第二端也設有空氣過濾裝置41，以凈化從外部進入抽吸空腔4內(nèi)的熱空氣。在本發(fā)明中，空氣過濾裝置53和41例如可以是百葉窗、過濾網(wǎng)等能夠?qū)諝膺M行過濾和凈化的任何裝置。這樣， 本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)包括由空氣過濾裝置41、抽吸空腔4、排氣通道5、以及空氣過濾裝置 53組成的一體的流動空氣加熱系統(tǒng)，并可通過空氣的自然對流或強制換熱實現(xiàn)對光伏板的冷卻，即降低了光伏板的溫度，提高了光伏板11的發(fā)電效率，又充分利用了在降溫過程中產(chǎn)生的熱能，實現(xiàn)了建筑物的節(jié)能效果。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可根據(jù)抽吸空腔4的垂直高度、需要產(chǎn)生的熱量和風量等具體條件而設定抽吸空腔4的厚度，在實現(xiàn)對光伏板降溫的同時，也起到了隔音的作用。下面描述根據(jù)本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)中用于安裝電池板陣列的安裝架。其中，參見圖3-6，在一種示例性實施例中，第一安裝架2包括主體部21，所述主體部21在第一端安裝在建筑物的外壁3上，例如安裝在用于固定鋼化玻璃31的安裝裝置32上；以及安裝部 22，所述安裝部22 —體地形成在21主體部的第二端，電池板陣列1通過結(jié)合裝置(下面將要進一步描述)安裝在安裝部22上。在一種實施例中，主體部21通過固定件23和密封膠墊對結(jié)合到安裝裝置32上。參見圖6，安裝部22的寬度小于主體部21的寬度，從而在主體部21的第二端形成兩個例如對稱的第一臺階部25，在兩個相鄰的第一安裝架2的第一臺階部25上設有第二安裝架6。電池板陣列1設置在第二安裝架6的上方，并且可以與電池板陣列1直接接觸也可以不接觸。一組第二安裝架6與一個電池板陣列相應地，例如，第二安裝架6可以是平板結(jié)構(gòu)，也可以是框架結(jié)構(gòu)，以對電池板陣列1提供支撐。在兩個沿建筑物的高度方向延伸的相鄰第一安裝架2之間可安裝多個電池板陣列1，如圖4所示，同一電池板陣列1的每個光伏板11之間、以及不同電池板陣列1的每個光伏板11之間都采用例如密封膠條12之類的密封件密封結(jié)合，從而使得兩個相鄰第一安裝架2之間的設有光伏板11組成抽吸空腔4的一個密封表面。在進一步的實施例中，第二安裝架6上設有流體冷卻系統(tǒng)(未示出)，該流體冷卻系統(tǒng)與電池板陣列1的表面接觸，以對電池板陣列1的背面進行冷卻。在一種示例性實施例中，參見圖6，結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件沈，所述第一結(jié)合件沈例如通過卡扣結(jié)合方式或者掛鉤結(jié)合方式可拆卸地結(jié)合到第一安裝架2上，并在安裝電池板陣列1的一端形成兩個第二臺階部；以及第二結(jié)合件27，所述第二結(jié)合件27設置在第二臺階部261和電池板陣列1之間，以將電池板陣列1結(jié)合到第一結(jié)合件沈上。在一種實施例中，第二結(jié)合件27為具有粘合作用的膠墊，以將電池板陣列1邊緣粘合到第一結(jié)合件26的第二臺階部261上。在兩個相鄰的電池板陣列1的光伏板11之間也設有密封膠，以使相鄰的電池板陣列1在高度方向上也密封結(jié)合。在另一種示例性實施例中，如圖7所述，結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件沈’，所述第一結(jié)合件26’在安裝電池板陣列1的一端形成兩個第二臺階部；第二結(jié)合件27，所述第二結(jié)合件27設置在第二臺階部和電池板陣列1之間；以及第三結(jié)合件觀’，所述第三結(jié)合件28，具有凸緣觀1，，并且第三結(jié)合件28，通過其凸緣觀1，將電池板陣列1、第一結(jié)合26’件以及第二結(jié)合件27’例如采用卡扣結(jié)合方式、掛鉤結(jié)合方式、或者螺栓結(jié)合方式可拆卸地結(jié)合到第一安裝架2上。這樣，第三結(jié)合件28’通過其凸緣結(jié)合到第一安裝架2上，能夠增加電池板陣列1的牢固性。在進一步的實施例中，結(jié)合裝置為涂覆在電池板陣列1的背面和安裝部22之間的粘合劑。這樣直接將電池板陣列1粘合到安裝部22上，省去了其它結(jié)合部件，簡化了安裝結(jié)構(gòu)，但需要粘合劑具有足夠的粘合力和粘合壽命。參照圖2和3，在抽吸空氣4的第一端(即上端)設置排氣通道5。在一種實施例中，排氣通道5包括殼體M和設置在殼體M上的排氣口 55，其中殼體M的一部分通過例如螺栓56之類的固定件結(jié)合到抽吸空氣4的最上部的一個安裝架7的上。為增強穩(wěn)定性， 可在殼體M和安裝架7之間設置彈簧墊片57。殼體M的另一部分可直接連接到建筑物的外壁3上，也可以通過密封結(jié)構(gòu)連接到建筑物的頂部表面上。該排氣通道5可包括用于使熱風流動的排氣管道和百葉換氣窗，在夏季時可將排氣管道與室內(nèi)連接端關(guān)閉，將百葉換氣窗開啟，抽吸空腔4內(nèi)產(chǎn)生的熱量將通過煙囪效應或風機引風作用通過此百葉換氣窗排到室外，提高電池板的發(fā)電效率；冬季則將百葉窗關(guān)閉，通過風機及煙 效應將熱風送入設置在建筑物內(nèi)的新風機房，與新風系統(tǒng)結(jié)合，并通過風機盤管系統(tǒng)送入室內(nèi)，起到對室內(nèi)供暖送新風的作用。本領域的技術(shù)人員可以理解，上面所描述的實施例都是示例性的，并且本領域的技術(shù)人員可以對其進行改進，各種實施例中所描述的結(jié)構(gòu)在不發(fā)生結(jié)構(gòu)或者原理方面的沖突的情況下可以進行自由組合，從而在解決本發(fā)明的技術(shù)問題的基礎上，實現(xiàn)更多種太陽能系統(tǒng)。在詳細說明本發(fā)明的較佳實施例之后，熟悉本領域的技術(shù)人員可清楚的了解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護范圍與精神下可進行各種變化與改變，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)，包括多個電池板陣列，每個電池板陣列包括至少一個光伏板，并具有與太陽光照射方向相反的背面；多個第一安裝架，多個所述第一安裝架沿建筑物的高度方向大致平行地安裝在所述建筑物的外壁上，其中所述電池板陣列安裝在兩個相鄰的所述第一安裝架之間，兩個相鄰的電池板陣列之間密封結(jié)合，并且由所述電池板陣列、兩個相鄰的第一安裝架、以及建筑物的所述外壁之間限定抽吸空腔；以及排氣通道，所述排氣通道與所述抽吸空腔的第一端連通，以將從所述抽吸空腔的與所述第一端相對的第二端流入所述抽吸空腔的空氣排出所述抽吸空腔。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述建筑物的外壁包括玻璃幕墻，并且所述第一安裝架安裝在所述玻璃幕墻的支撐裝置上。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述玻璃幕墻包括雙層的鋼化玻璃。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一安裝架包括主體部，所述主體部在第一端安裝在所述建筑物的外壁上；以及安裝部，所述安裝部一體地形成在所述主體部的第二端，所述電池板陣列通過結(jié)合裝置安裝在所述安裝部上。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述安裝部的寬度小于所述主體部的寬度， 從而在所述主體部的第二端形成兩個第一臺階部，在兩個相鄰的第一安裝架的第一臺階部上設有第二安裝架。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第二安裝架上設有流體冷卻系統(tǒng)，以對所述電池板陣列的背面進行冷卻。
7.如權(quán)利要求4所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件，所述第一結(jié)合件可拆卸地結(jié)合到第一安裝架上，并在安裝所述電池板陣列的一端形成兩個第二臺階部；以及第二結(jié)合件，所述第二結(jié)合件設置在所述第二臺階部和所述電池板陣列之間，以將所述電池板陣列結(jié)合到所述第一結(jié)合件上。
8.如權(quán)利要求4所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述結(jié)合裝置包括第一結(jié)合件，所述第一結(jié)合件在安裝所述電池板陣列的一端形成兩個第二臺階部；第二結(jié)合件，所述第二結(jié)合件設置在所述第二臺階部和所述電池板陣列之間；以及第三結(jié)合件，所述第三結(jié)合件具有凸緣，并且所述第三結(jié)合件通過所述凸緣將所述電池板陣列、所述第一結(jié)合件以及所述第二結(jié)合件可拆卸地結(jié)合到所述第一安裝架上。
9.如權(quán)利要求4所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述結(jié)合裝置為涂覆在所述電池板陣列的背面和所述安裝部之間的粘合劑。
10.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述排氣通道包括切換裝置， 以有選擇地將抽吸空腔中的空氣排放到所述建筑物內(nèi)或者建筑物外。
11.如權(quán)利要求10所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述抽吸空腔的下部設有空氣過濾裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述排氣通道中設有電動排氣裝置。
全文摘要
一種安裝在建筑物上的太陽能系統(tǒng)，包括多個電池板陣列，每個電池板陣列包括至少一個光伏板，并具有與太陽光照射方向相反的背面；多個第一安裝架，多個所述第一安裝架沿建筑物的高度方向大致平行地安裝在所述建筑物的外壁上，其中所述電池板陣列安裝在兩個相鄰的所述第一安裝架之間，兩個相鄰的電池板陣列之間密封結(jié)合，并且由所述電池板陣列、兩個相鄰的第一安裝架、以及建筑物的所述外壁之間限定抽吸空腔；以及排氣通道，所述排氣通道與所述抽吸空腔的第一端連通，以將從所述抽吸空腔的與所述第一端相對的第二端流入所述抽吸空腔的空氣排出所述抽吸空腔。本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)將建筑壁面和光伏板結(jié)合在一起，實現(xiàn)了對光伏板的冷卻降溫，又可以對光伏板產(chǎn)生的熱能進行再利用。
文檔編號H02N6/00GK102468780SQ201010534590
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者徐吉富, 方振雷, 馬佳貴 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司, 新奧能源服務有限公司