一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆的製作方法

2023-08-03 04:21:46 1

專利名稱：一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於太陽能發電建築一體化(簡稱BIPV)技術領域，特別涉及一種利用強制通風降低太陽能光伏組件背板溫度的雙層通風式外牆。
技術背景:太陽能資源豐富，太陽能利用是緩解能源緊張的一種有效途徑，其中太陽能發電建築一體化(簡稱BIPV)是當前太陽能利用的主流趨勢。太陽能電池板和建築有效結合成一體，不需要額外的空間，產生的能源就地利用，減少了輸送能耗。BIPV的結合方式有多種，光電屋面、光電外牆、光電幕牆、光電遮陽構件等。然而，太陽能電池板發電過程中產生的熱效應，不僅降了自身的發電效率，並且使建築物本身受到強烈的熱輻射，不得不採用空調降溫，增加了建築的運行能耗。已有相關研究降低BIPV太陽能熱效應的方法，多數為太陽能電池板自身結構增加冷卻部件，或者太陽能發電系統回收熱量，控制太陽能電池板的溫度。這些研究沒有針對太陽能電池與建築相結合的特點，沒有充分利用建築物作為載體輔助降溫。一些幕牆廠家針對光電幕牆做了特殊通風降溫設計，並申報獲取了相應專利。這些專利的原理大致相同，將密閉的光電幕牆改成開敞式幕牆。光電幕牆通常情況下設計成雙層結構，外層為太陽能電池板組合而成的光電幕牆，內層(靠近建築物室內)為透光的玻璃或者其他材料，雙層中間預留了空腔，上下增加通風口，利用「煙囪效應」或者強制通風，帶走外層光電幕牆的多餘熱量，減少光電幕牆對內層玻璃的熱輻射影響。倘若採用強制通風，可利用部分光電幕牆發電量，給通風扇提供電力供應。上述專利充分利用了 BIPV的特點，改善電池板和建築結合部件和結構組成，值得借鑑。不足之處，為了產生「煙園效應」，光電幕牆空腔的寬度和高度都必須有嚴格要求，才能順利的將熱量排走。而強制通風方式，風速的控制也有要求，這些專利均沒有涉及。這些專利僅實現了通風的功能，但無法保障通風的效果。很多BIPV工程更傾向採用太陽能電池板與實體外牆相結合的方式，將太陽能電池板安裝在建築的南立面或者東西立面窗間牆的位置。這種BIPV方式，避免了光電幕牆和室內採光之間的矛盾，更容易被建築師或業主接受。太陽能電池板在夏季日光強烈的情況下溫度上升至70°C 10(TC，對內側為實體外牆也有顯著地熱輻射效果。為了解決此問題，本實用新型提供一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆結構。

實用新型內容本實用新型設計了一種利用強制通風方式冷卻太陽能電池板的雙層通風外牆，技術方案是:建築朝陽面(多為東立面、南立面和西立面)窗間牆位置安裝太陽能光伏電池板，形成雙層結構，外層為單塊或者多塊拼接的太陽能電池板，內層為建築窗間牆。一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，包括實體牆6與通過化學錨栓3連接固定在實體牆6外側的太陽能電池板1，所述的實體牆6與太陽能電池板I中間預留了空腔5 ;空腔5上方設置了出風口，出風口處安裝有出風閥7，空腔5下方設置了進風口，進風口處安裝有進風閥8。空腔內5安裝了溫度傳感器4，溫度傳感器4的控制端連接到控制器9將監測的溫度發送給控制器9。控制器9的輸出端連接控制出風閥7和進風閥8並控制出風閥7和進風閥8的開啟和關閉。空腔5的出風口內處安裝了直流風機10，控制器9的控制端連接直流風機10控制直流風機10的啟停。部分太陽能電池板I為控制器9和直流風機10供電。太陽能電池板I為多晶矽、單晶矽、薄膜非晶矽或者多元化合物型電池晶片串聯組成的太陽能電池板。所述的空腔5的寬度為50mnTl00mm。化學錨栓3設置於混凝土承重構件中且避開鋼筋位置，化學錨栓有效錨固深度不小於8d，d為化學錨栓的直徑。倘若非採暖季測量溫度超過30 V，控制器開啟進風口和出風口的風閥，開啟直流風機，在風壓的驅動力下，冷空氣從進風口進入空腔，熱空氣從出風口排出。採暖季節進風口和出風口風閥全部關閉，停止運行直流風機，空腔內形成一個溫室，增強建築物本身的保溫性能本實用新型針對太陽能電池板與實體外牆相結合的BIPV方式，在太陽能電池板和實體外牆間預留空腔，通過直流風機強制通風帶走太陽能電池板發電過程中的產熱量，減少對建築物外牆的熱輻射效應。本實用新型的有益效果(I)降低了太陽能電池板工作溫度，提高了發電效率；(2)減少了建築物外牆的輻射得熱量，減少了建築空調運行能耗；(3)通過風機進行強制通風，通過控制風速保證冷卻效果；(4)採用直流風機，由太陽能電池板供電，減少了外部電源的輸入，結構簡單；(5)降低了建築物外牆的表面溫度，避免對室內的熱舒適效果的負面影響，改善室內的生活質量和提高了工作效率。

圖1為窄通道雙層通風外牆正視圖；圖2為窄通道雙層通風外牆剖面圖；圖3為窄通道雙層通風外牆a-a側視圖；圖4為窄通道雙層通風外牆b_b側視圖； 圖5為窄通道雙層通風外牆的通風示意圖。圖中:1、太陽能電池板，2、角鋼，3、化學錨栓，4、溫度傳感器，5、空腔，6、實體牆，7、出風閥，8、進風閥，9、控制器，10、直流風機。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對於本實用新型作進一步的說明。如圖1，太陽能電池板I拼接成方陣，安裝在建築朝陽立面，通常為南立面、西立面或東立面。如圖2，實體牆6由混凝土結構6-1外側黏貼了 A級防火保溫材料6_2組成的。[0026]如圖3，太陽能電池板I通過角鋼2固定在混凝土結構6-1內。如圖4，太陽能電池板I與外牆混凝土結構6-1通過化學錨栓3連接固定，化學錨栓3設置於混凝土承重構件中且避開鋼筋位置，化學錨栓有效錨固深度不小於8d (八倍直徑)。如圖4，外牆6和太陽能電池板I之間留有空腔5，空腔5的尺寸控制在5(Tl00mm，從而減少空氣流量的阻力，保證足夠的空氣流量。空腔5下方設計了進風口和風閥8，空腔上方設計了出風口風閥7。空腔上方設計了直流風機10，部分太陽能電池板I為直流風機10供電。空腔內安裝溫度傳感器4，通過弱電RVVP線與控制器9相連。其中控制器9為示意位置。控制器9根據溫度傳感器4監測的溫度，控制進風口風閥8和出風口風閥7的開啟或關閉。控制器9控制直流風機10的開啟或關閉。建築內不需要供暖的情況下，根據傳感器4監測的溫度值，倘若溫度超過30°C，控制器9打開進風口風閥8和出風口風閥7，開啟直流風機10，在電機風壓的驅動下冷空氣進入空腔5，在空腔5內形成良好的強制通風狀態，帶走熱量後，從出風口流出。由於空腔5寬度不低於50mm，通風量的方向和流量均能夠得到保障。倘若室內需要供暖，控制器9關閉進風口風閥8和出風口風閥7，直流風機10停止運行，空腔5內形成溫室。在夏熱冬暖地區等常年不需要供暖的情況下，外牆6-2的材料為面磚、塗料或者其他裝飾材料。根據傳感器4監測的溫度值，倘若溫度超過30°C，控制器9打開進風口風閥8和出風口風閥7，開啟直流風機10，在電機風壓的驅動下冷空氣進入空腔5，在空腔5內形成良好的強制通風狀態，帶走熱量後，從出風口流出。由於空腔5寬度不低於50_，通風量的方向和流量均能夠得到保障。
權利要求1.一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，包括實體牆(6)與通過化學錨栓(3)連接固定在實體牆(6)外側的太陽能電池板(1)，其特徵在於:所述的實體牆(6)與太陽能電池板(I)中間預留了空腔(5);空腔(5)上方設置了出風口，出風口處安裝有出風閥(7)，空腔(5)下方設置了進風口，進風口處安裝有進風閥(8);所述的空腔(5)的寬度為50mnTl00mmo
2.根據權利要求1所述的利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，其特徵在於:空腔內(5)安裝了溫度傳感器(4)，溫度傳感器(4)的控制端連接到控制器(9)將監測的溫度發送給控制器(9);控制器(9)的輸出端連接控制出風閥(7)和進風閥(8)並控制出風閥(7)和進風閥(8)的開啟和關閉。
3.根據權利要求2所述的利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，其特徵在於:空腔(5)的出風口內處安裝了直流風機(10 )，控制器(9 )的控制端連接直流風機(10 )控制直流風機(10)的啟停。
4.根據權利要求3所述的利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，其特徵在於:部分太陽能電池板(I)為控制器(9 )和直流風機(10 )供電。
5.根據權利要求4所述的利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，其特徵在於:太陽能電池板(I)為多晶矽、單晶矽、薄膜非晶矽或者多元化合物型電池晶片串聯組成的太陽能電池板。
6.根據權利要求1所述的一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，其特徵在於:化學錨栓(3)設置於混凝土承重構件中且避開鋼筋位置，化學錨栓有效錨固深度不小於8d，d為化學錨栓的直徑。
專利摘要一種利用光伏發電的窄通道雙層通風外牆，屬於太陽能發電建築一體化技術領域。本實用新型包括實體牆(6)與通過化學錨栓(3)連接固定在實體牆(6)外側的太陽能電池板(1)，所述的實體牆(6)與太陽能電池板(1)中間預留了空腔(5)；空腔(5)上方設置了出風口，出風口處安裝有出風閥(7)，空腔(5)下方設置了進風口，進風口處安裝有進風閥(8)。本實用新型針對太陽能電池板與實體外牆相結合的BIPV方式，在太陽能電池板和實體外牆間預留空腔，通過直流風機強制通風帶走太陽能電池板發電過程中的產熱量，減少對建築物外牆的熱輻射效應。
文檔編號E04B2/00GK203049828SQ20122073616
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者薛志峰, 張永寧 申請人:北京唯綠建築節能科技有限公司