專利名稱：一種利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電建筑一體化(簡(jiǎn)稱BIPV)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可降低太陽(yáng)能光伏組件背板溫度的雙層通風(fēng)式外墻。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能資源豐富，太陽(yáng)能利用是緩解能源緊張的一種有效途徑，其中太陽(yáng)能發(fā)電建筑一體化(簡(jiǎn)稱BIPV)是當(dāng)前太陽(yáng)能利用的主流趨勢(shì)。太陽(yáng)能電池板和建筑有效結(jié)合成一體，不需要額外的空間，產(chǎn)生的能源就地利用，減少了輸送能耗。BIPV的結(jié)合方式有多種，光電屋面、光電外墻、光電幕墻、光電遮陽(yáng)構(gòu)件等。然而，太陽(yáng)能電池板發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，不僅降了自身的發(fā)電效率，并且使建筑物本身受到強(qiáng)烈的熱輻射，不得不采用空調(diào)降溫，增加了建筑的運(yùn)行能耗。已有相關(guān)研究降低BIPV太陽(yáng)能熱效應(yīng)的方法，多數(shù)為太陽(yáng)能電池板自身結(jié)構(gòu)增加冷卻部件，或者太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)回收熱量，控制太陽(yáng)能電池板的溫度。這些研究沒(méi)有針對(duì)太陽(yáng)能電池與建筑相結(jié)合的特點(diǎn)，沒(méi)有充分利用建筑物作為載體輔助降溫。一些幕墻廠家針對(duì)光電幕墻做了特殊通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)，并申報(bào)獲取了相應(yīng)專利。這些專利的原理大致相同，將密閉的光電幕墻改成開(kāi)敞式幕墻。光電幕墻通常情況下設(shè)計(jì)成雙層結(jié)構(gòu)，外層為太陽(yáng)能電池板組合而成的光電幕墻，內(nèi)層(靠近建筑物室內(nèi))為透光的玻璃或者其他材料，雙層中間預(yù)留了空腔，上下增加通風(fēng)口，利用“煙囪效應(yīng)”或者強(qiáng)制通風(fēng)，帶走外層光電幕墻的多余熱量，減少光電幕墻對(duì)內(nèi)層玻璃的熱輻射影響。倘若采用強(qiáng)制通風(fēng)，可利用部分光電幕墻發(fā)電量，給通風(fēng)扇提供電力供應(yīng)。上述專利充分利用了 BIPV的特點(diǎn)，改善電池板和建筑結(jié)合部件和結(jié)構(gòu)組成，值得借鑒。不足之處，為了產(chǎn)生“煙園效應(yīng)”，光電幕墻空腔的寬度和高度都必須有嚴(yán)格要求，才能順利的將熱量排走。而強(qiáng)制通風(fēng)方式，風(fēng)速的控制也有要求，這些專利均沒(méi)有涉及。這些專利僅實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)的功能，但無(wú)法保障通風(fēng)的效果。很多BIPV工程更傾向采用太陽(yáng)能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的方式，將太陽(yáng)能電池板安裝在建筑的南立面或者東西立面窗間墻的位置。這種BIPV方式，避免了光電幕墻和室內(nèi)采光之間的矛盾，更容易被建筑師或業(yè)主接受。太陽(yáng)能電池板在夏季日光強(qiáng)烈的情況下溫度上升至70°C 10(TC，對(duì)內(nèi)側(cè)為實(shí)體外墻也有顯著地?zé)彷椛湫Ч榱私鉀Q電池板發(fā)電對(duì)實(shí)體外墻的熱輻射影響，，本實(shí)用新型提供一種利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中，溫度升高導(dǎo)致自身發(fā)電效率降低和對(duì)建筑室內(nèi)的熱輻射影響的問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種利用自然通風(fēng)方式冷卻太陽(yáng)能電池板的雙層通風(fēng)外墻，建筑朝陽(yáng)面(多為東立面、南立面和西立面)窗間墻位置安裝太陽(yáng)能光伏電池板，形成雙層結(jié)構(gòu)，外層為多塊拼接的太陽(yáng)能電池板，內(nèi)層為建筑窗間墻。[0008]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其包括實(shí)體墻6和通過(guò)化學(xué)錨栓3連接固定在實(shí)體墻6外側(cè)的太陽(yáng)能電池板1，所述的實(shí)體墻6與太陽(yáng)能電池板I中間預(yù)留了空腔5?？涨?的寬度控制在15(T200mm內(nèi)，空腔5上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝出風(fēng)閥7，空腔5下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝進(jìn)風(fēng)閥8?？涨粌?nèi)5安裝了溫度傳感器4，溫度傳感器4地輸入端連接到控制器9將監(jiān)測(cè)的溫度發(fā)送給控制器9?？刂破?的控制端與出風(fēng)閥7和進(jìn)風(fēng)閥8連接控制出風(fēng)閥7和進(jìn)風(fēng)閥8的開(kāi)啟和關(guān)閉。太陽(yáng)能電池板I是由多塊電池板拼接組成的方陣，方陣豎向高度控制在8 10米；兩個(gè)方陣間留有廣2米的間隙，減少方陣之間的熱串風(fēng)現(xiàn)象。太陽(yáng)能電池板I的輸出端連接控制器9為控制器9供電。太陽(yáng)能電池板I為采用多晶硅、單晶硅、薄膜非晶硅或者多元化合物型電池芯片串聯(lián)組成的太陽(yáng)能電池板?；瘜W(xué)錨栓3設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開(kāi)鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d，d為化學(xué)錨栓直徑。倘若非采暖季測(cè)量溫度超過(guò)30 °C，控制器開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，空腔內(nèi)形成煙囪效應(yīng)，在熱壓的驅(qū)動(dòng)力下，冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空腔，在太陽(yáng)能電池板的熱輻射下溫度升高，熱空氣從出風(fēng)口排出。采暖季節(jié)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口風(fēng)閥全部關(guān)閉，空腔內(nèi)形成一個(gè)溫室，增強(qiáng)建筑物本身的保溫性能。本實(shí)用新型針對(duì)太陽(yáng)能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的BIPV方式，在太陽(yáng)能電池板和實(shí)體外墻間預(yù)留空腔，通過(guò)“煙囪效應(yīng)”帶走太陽(yáng)能電池板發(fā)電過(guò)程中的產(chǎn)熱量，減少對(duì)建筑物外墻的熱輻射效應(yīng)。本實(shí)用新型的有益效果(I)降低了太陽(yáng)能電池板工作溫度，提高了發(fā)電效率；(2)采用自然通風(fēng)的方式冷卻太陽(yáng)能電池板，不需要電動(dòng)通風(fēng)設(shè)備，冷卻過(guò)程無(wú)能量消耗；(3)采用自然通風(fēng)的方式冷卻太陽(yáng)能電池板，不需要電動(dòng)通風(fēng)設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，施工安裝方便，不需要后續(xù)維護(hù)維修工作；(4)減少了建筑物外墻的輻射得熱量，減少了建筑空調(diào)運(yùn)行能耗；(5)降低了建筑物外墻的表面溫度，避免對(duì)室內(nèi)的熱舒適效果的負(fù)面影響，改善室內(nèi)的生活質(zhì)量和提高了工作效率。

:圖1為寬通道雙層通風(fēng)外墻正視圖。圖2為寬通道雙層通風(fēng)外墻局部放大圖。圖3為寬通道雙層通風(fēng)外墻剖面圖。圖4為寬通道雙層通風(fēng)外墻側(cè)視圖。圖5、圖6為寬通道雙層通風(fēng)外墻通風(fēng)示意圖圖中:1、太陽(yáng)能電池板，2、角鋼，3、化學(xué)錨栓，4、溫度傳感器，5、空腔，6、實(shí)體墻，7、出風(fēng)閥，8、進(jìn)風(fēng)閥，9、控制器，6-1、外墻混凝土結(jié)構(gòu)，6-2、A級(jí)防火保溫材料。
具體實(shí)施方式
:如圖1，太陽(yáng)能電池板I拼接成方陣，安裝在建筑朝陽(yáng)立面，通常為南立面、西立面或東立面。方陣豎向高度控制在8 10米，從而保證“煙囪效應(yīng)”達(dá)到足夠的熱壓，橫向尺度根據(jù)建筑物確定。兩個(gè)方陣間留有Γ2米的間隙，減少方陣之間的熱串風(fēng)現(xiàn)象。實(shí)體墻6由外墻混凝土結(jié)構(gòu)6-1外側(cè)黏貼A級(jí)防火保溫材料6-2構(gòu)成。如圖2，實(shí)體墻6由混凝土結(jié)構(gòu)6-1外側(cè)黏貼了 A級(jí)防火保溫材料6-2組成的。如圖3，太陽(yáng)能電池板I通過(guò)角鋼2固定在混凝土結(jié)構(gòu)6-1內(nèi)。。如圖4，太陽(yáng)能電池板I與混凝土結(jié)構(gòu)6-1通過(guò)化學(xué)錨栓3連接固定，化學(xué)錨栓3設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開(kāi)鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d (八倍直徑)。如圖4，外墻6和太陽(yáng)能電池板I之間留有空腔5，空腔5的尺寸控制在15(T200mm，從而確保足夠的空氣流量。空腔5下方設(shè)計(jì)了進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)閥8，空腔上方設(shè)計(jì)了出風(fēng)口和風(fēng)閥7?？涨粌?nèi)安裝溫度傳感器4，通過(guò)弱電RVVP線與控制器9相連。其中控制器9為示意位置。如圖5，控制器9根據(jù)溫度傳感器4監(jiān)測(cè)的溫度，控制進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7的開(kāi)啟或關(guān)閉。建筑內(nèi)不需要供暖的情況下，根據(jù)傳感器4監(jiān)測(cè)的溫度值，倘若溫度超過(guò)30°C，打開(kāi)進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，在熱壓的驅(qū)動(dòng)下冷空氣進(jìn)入空腔5，在空腔5內(nèi)形成良好的自然通風(fēng)狀態(tài)，帶走熱量后，從出風(fēng)口流出。由于空腔5寬度和高度的控制，自然通風(fēng)量的方向和流量均能夠得到保障。倘若室內(nèi)需要供暖，控制器9關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，空腔5內(nèi)形成溫室。在夏熱冬暖地區(qū)等常年不需要供暖的情況下，外墻6-2的材料為面磚、涂料或者其他裝飾材料。根據(jù)傳感器4監(jiān)測(cè)的溫度值，倘若溫度超過(guò)30°C，控制器9打開(kāi)進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，在熱壓的驅(qū)動(dòng)下冷空氣進(jìn)入空腔5，在空腔5內(nèi)形成良好的自然通風(fēng)狀態(tài)，帶走熱量后，從出風(fēng)口留`出。由于空腔5寬度和高度的控制，自然通風(fēng)量的方向和流量均能夠得到保障。
權(quán)利要求1.一種利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其包括實(shí)體墻(6)和通過(guò)化學(xué)錨栓(3)連接固定在實(shí)體墻(6)外側(cè)的太陽(yáng)能電池板(1)，其特征在于:所述的實(shí)體墻(6)與太陽(yáng)能電池板(I)中間預(yù)留了空腔(5 )?？涨?5 )的寬度控制在15(T200mm內(nèi)，空腔(5 )上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝出風(fēng)閥(7)，空腔(5)下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝進(jìn)風(fēng)閥(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:空腔內(nèi)(5)安裝了溫度傳感器(4)，溫度傳感器(4)地輸入端連接到控制器(9)將監(jiān)測(cè)的溫度發(fā)送給控制器(9)?？刂破?9)的控制端與出風(fēng)閥(7)和進(jìn)風(fēng)閥(8)連接控制出風(fēng)閥(7)和進(jìn)風(fēng)閥(8)的開(kāi)啟和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:太陽(yáng)能電池板(I)是由多塊電池板拼接組成的方陣，方陣豎向高度控制在8 10米；方陣間留有廣2米的間隙，減少方陣之間的熱串風(fēng)現(xiàn)象。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:太陽(yáng)能電池板(I)的輸出端連接控制器(9)為控制器(9)供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:太陽(yáng)能電池板(I)為采用多晶硅、單晶硅、薄膜非晶硅或者多元化合物型電池芯片串聯(lián)組成的太陽(yáng)能電池板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:化學(xué)錨栓(3)設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開(kāi)鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d，d為化學(xué)錨栓直徑。
專利摘要一種利用光伏發(fā)電的寬通道雙層通風(fēng)外墻，屬于太陽(yáng)能發(fā)電建筑一體化技術(shù)領(lǐng)域。其包括實(shí)體墻(6)和通過(guò)化學(xué)錨栓(3)連接固定在實(shí)體墻(6)外側(cè)的太陽(yáng)能電池板(1)，其特征在于所述的實(shí)體墻(6)與太陽(yáng)能電池板(1)中間預(yù)留了空腔(5)?？涨?5)的寬度控制在150~200mm內(nèi)，空腔(5)上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝出風(fēng)閥(7)，空腔(5)下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝進(jìn)風(fēng)閥(8)。本實(shí)用新型針對(duì)太陽(yáng)能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的BIPV方式，在太陽(yáng)能電池板和實(shí)體外墻間預(yù)留空腔，通過(guò)“煙囪效應(yīng)”帶走太陽(yáng)能電池板發(fā)電過(guò)程中的產(chǎn)熱量，減少對(duì)建筑物外墻的熱輻射效應(yīng)。
文檔編號(hào)E04B2/00GK203049829SQ201220736660
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者薛志峰, 張永寧 申請(qǐng)人:北京唯綠建筑節(jié)能科技有限公司