專利名稱：太陽能板組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對太陽輻射進行熱能利用的太陽能板組件，該太陽能板組件可組成為用于覆蓋建筑物的屋頂或外墻單元，其包括有傳遞片或傳遞板、吸收器構(gòu)件和吸收器托架。其中，傳遞板適于使太陽輻射通過；吸收器構(gòu)件包括用于將太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射 /熱傳導(dǎo)的部件，以及用于將熱輻射/熱傳導(dǎo)傳遞到至少一條管子的部件，該管子與吸收器構(gòu)件相連接并內(nèi)含吸熱液體介質(zhì)；而吸收器托架則包括用于連接傳遞片或傳遞板的部件。
背景技術(shù)：
眾所周知，為了使用太陽能板組件，通常需要將其安裝在屋頂中日照最多的位置上。太陽能板組件通常是一個獨立的單元，安裝在其它屋頂覆蓋物之上。有時候，太陽能板組件會置于周圍的屋頂覆蓋物之中，通過對應(yīng)屋頂窗戶反射的方法，使其受到陽光的照射。最后，近幾年來，太陽能板已被逐漸整合為建筑物中的一部分。如美國專利US2005/00165M所述，其中，由吸收器托架和吸收器構(gòu)件組成的多個吸收板被放置在位于半透明瓦片屋頂下的板條之間，該半透明瓦片為玻璃片，其覆蓋著對應(yīng)的石板瓦片。這種方法的缺點是，安裝吸收器和半透明瓦片時需要非常小心、及時，且沒有降落雨水等雜質(zhì)，因為只有半透明瓦片的內(nèi)側(cè)面上沒有污垢、灰塵和油漬，才能保證太陽能板具有良好的效率和外觀。此外，該效率也取決于各個單獨的吸收板之間的密封情況， 而密封是為了避免熱能通過對流上升至太陽能板的頂部，由此降低吸收板的總體效率。這種方案只能勉強保證密封效果，這就是對此類型的太陽能板，必須要對由于對流作用所造成的相對較大熱損失進行計算的原因。為了保證足夠的使用壽命和良好的密封，這一工作需要在沒有降雨的安裝條件下非常小心地進行，要密封完整以抵抗陽光和溫度的大幅度波動。因此，需要選擇熟練的技術(shù)人員以及合適的天氣來安裝這種類型的太陽能板。專利文件W02007/099291提及了一種太陽能板組件，該太陽能板組件能夠作為一個完整的單元對應(yīng)安裝在墻面板上，該墻面板與相應(yīng)太陽能板組件側(cè)邊的接合處密封，太陽能板組件與位于其下方的另一太陽能板組件相互交疊。該技術(shù)的缺點是，專利文件所公開的太陽能板組件，在外觀上與人們熟知的作為屋頂和外墻覆蓋物的有所不同，這是因為該太陽能板組件在其交疊邊緣是通過玻璃和吸收器托架中的支座法蘭連接。這使得相互交疊的兩個太陽能板組件之間存在相對較大的高度差。同時，屋頂?shù)谋砻鏁霈F(xiàn)兩種類型的材料，由于彩色的表面會隨著時間流逝而褪色，這些材料在陽光、風(fēng)和天氣的作用下會產(chǎn)生不同程度的綠銹。此外，該吸收器托架根據(jù)要求制造，它可以是一個模制單元，也可以是一個擠壓產(chǎn)品，然后再通過機器銑削出排水位、通風(fēng)口和固定點。再者，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也要求有一定的設(shè)計，因為板條的間隔對正確的實施十分關(guān)鍵。因此，所述的太陽能板組件不太適合于附加在現(xiàn)有建筑物的覆蓋物中
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種太陽能板組件以及一種用于制造和安裝該太陽能板組件的方法，其中，該太陽能板組件可以構(gòu)成一個完整且外觀吸引的覆蓋單元，用于覆蓋在建筑物的外層，優(yōu)選地，該太陽能板組件可以在不改變現(xiàn)有底層結(jié)構(gòu)的情況下安裝，并可沿著建筑機構(gòu)，在建筑物外圍覆蓋層上安裝。此外，也希望能夠在保證質(zhì)量的前提下，完成對太陽能板組件的完全安裝或部分安裝，其中，可通過減小由于太陽能板組件中的對流而造成的熱量損失的可能性，使該太陽能板組件的效率達到最佳。本發(fā)明的目的是通過提供一種太陽能板組件實現(xiàn)的，該太陽能板組件是獨有的， 其在沿著其一個或多個邊緣上設(shè)有凸出部件，這些部件形成與周圍的建筑覆蓋層之間直接或間接的過渡，同時這些部件也是傳遞板的延伸。如此，該太陽能板組件就可以構(gòu)成屋頂或外墻覆蓋瓦片，在保證質(zhì)量的前提下，其能夠在工廠或類似的地方制造。傳遞元件、吸收器構(gòu)件和吸收器托架可在生產(chǎn)過程中進行裝配，但必須高度保持同樣的質(zhì)量，包括要保證玻璃的純度。這可以減少裝配太陽能板組件的安裝時間，降低對裝配工熟練程度的要求，并且可以防止安裝過程中可能出現(xiàn)的失誤和消耗。吸收器托架是指太陽能板組件中被配置在傳遞元件下部和/或側(cè)邊的部件，其有助于固定吸收器構(gòu)件。該吸收器托架可以由各種類型的材料制成，例如金屬、塑料、復(fù)合材料等，并且可以采用所需要的材料通過模制，或者通過彎曲/擠壓/擠拉成形加上端蓋制得。 該吸收器托架具有可放置吸收器構(gòu)件的空腔，下方有絕緣的級階。通過在吸收器托架中相對的內(nèi)壁上，分別設(shè)置凹陷的縱向凹槽、以及突出的支撐棒或者突出的縱向凸緣，組成了用于固定吸收器構(gòu)件的吸收器托架結(jié)構(gòu)。傳遞板是半透明的，適于透過陽光，通常是由玻璃制成的，但也可以由透光的塑料或復(fù)合材料制成。某些類型的玻璃，其表面上有壓花，使得玻璃對陽光的反射性降低，從而使輻射比平板玻璃更高。由于太陽能板組件的傳遞板相對于一般的覆蓋瓦片具有一定的厚度，太陽能板組件可容易地附加在現(xiàn)有的覆蓋層上，無需增加它們交疊處相互之間的距離，也無需增加安裝高度，因而無需改變覆蓋表面的尺寸。該太陽能板組件的表面與現(xiàn)有的覆蓋物一樣，可用作覆蓋建筑表面。例如，這意味著天然石板或纖維-水泥石板的屋頂和外墻覆蓋物可以增設(shè)一個高效的太陽能板組件，而無需對建筑作實質(zhì)性的改變。若部分建筑物的整個表面由該太陽能板組件覆蓋，則會獲得一個比目前墻面板 (如石板瓦片)的形狀更加吸引的外觀。覆蓋組件部分可以不設(shè)置吸收器構(gòu)件，由此，建筑表面可呈現(xiàn)完全一致的景像。該太陽能板組件中面向建筑物外側(cè)的表面是由同一種材料制成的，其所形成的綠銹也是一致的。例如，其表面沒有顯著的顏色，也不會隨著時間流逝而褪色和改變顏色。本發(fā)明所述的太陽能板組件可以整合在大部分現(xiàn)有的屋頂系統(tǒng)中，包括使用木條的標準建筑物，其不必改變屋頂?shù)讓咏Y(jié)構(gòu)，也不必調(diào)整板條。因此，可以相對簡單地移走現(xiàn)有的屋頂和外墻覆蓋物，并立即安裝含有太陽能板組件的屋頂或外墻。通常，屋頂或外墻覆蓋物的表面相對于水平面呈20°至90°傾斜。通過在太陽能板組件上設(shè)置凸出部件，可將太陽能板組件完全整合在一個屋頂表面上。因為凸出部件可以布置在鄰近的覆蓋層件之上或之下，由此保證了屋頂表面的景觀不被擾亂。通過本發(fā)明，可以在屋頂表面，使用預(yù)定尺寸的、但又不至于清晰可見的太陽能板組件。尤其是，可通過在太陽能板組件上設(shè)置與屋頂覆蓋物相應(yīng)或類似的波紋，實現(xiàn)這種效果。優(yōu)選地，可對該凸出部件進行調(diào)整，由此使其易于與周圍的覆蓋層件配合。該凸出部件大體上是配接體，其安裝在傳遞元件和/或吸收器托架上，可設(shè)計為與周圍的屋頂組件相對應(yīng)，以使其適合于放置在與相鄰屋頂組件的交疊部分之下。配接體可安裝在太陽能板組件的任何邊緣上。將配接體安裝至傳遞元件時，可以將配接體固定在傳遞元件的下方、側(cè)邊和/或上方。優(yōu)選地，配接體可采用深顏色物質(zhì)，因為將其放置在半透明的傳遞元件的交疊部分之下，其將與位于傳遞元件下方的吸收器部分呈現(xiàn)差不多的顏色。配接體可由金屬、塑料、復(fù)合材料或其它抗風(fēng)雨的材料制成，可以是、或者由附加的密封體制成，例如由EPDM、橡膠或其它纖維材料制成的密封體。在本發(fā)明的具體實施例中，傳遞板可設(shè)計為波紋狀的，例如波紋狀的纖維-水泥板或屋頂瓦片等廣泛應(yīng)用的屋頂材料。通過將太陽能板組件設(shè)計成具有齒形的表面，可將該太陽能板組件整合在所有形式的屋頂和外墻覆蓋層中，從而使太陽能板組件與現(xiàn)有覆蓋物的外形和邊界相適配，該太陽能板組件，在寬度和/或徑向尺寸上，可與多個現(xiàn)有的屋頂組件相一致。因此，太陽能板組件可作為組合單元，安裝在屋頂表面，并且其邊界基本與屋頂表面其余部分相匹配。在另一個具體實施例中，傳遞板可以由數(shù)個傳遞元件組成，例如其尺寸可與對角線鋪設(shè)的石板瓦或瓷瓦元件相同。通過由若干個傳遞元件形成的復(fù)合體，可在垂直、水平和傾斜方向上與現(xiàn)有覆蓋物的外形和邊界更加適配。例如，吸收器托架可以由玻璃板覆蓋，該玻璃板為對角線鋪設(shè)，而作為吸收器托架的固定凸緣，與用于安裝對角線瓦頂?shù)木o固點相匹配。因此，可以使用一個太陽能板組件，其大體上占據(jù)例如10豎列、3橫排瓦片的空間，該太陽能板組件不會偏移到屋頂?shù)钠溆嗖糠?。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，太陽能板組件的尺寸至少對應(yīng)于若干個其它屋頂組件，例如，該太陽能板組件的尺寸對應(yīng)于若干個垂直方向上和水平方向上的屋頂組件。這種太陽能板組件設(shè)有用于對各個豎列和/或橫排傳遞元件之間的空間進行單獨調(diào)整的部件。也就是說，可以對本發(fā)明所述的太陽能板組件進行調(diào)整，使其精確地適用于某些特殊建筑物的板條間隔，其中，太陽能板組件的最終外觀尺寸不會偏離其大致總體外觀尺寸， 因為其對角線、垂直方向和水平方向上的邊界都是固定的。這種太陽能板組件可以具有相當(dāng)于3橫排屋頂組件的高度和相當(dāng)于10豎列屋頂組件的寬度。通過在傳遞板的下方布置水平的和近似垂直的橫梁，可以對傳遞板的各個部分進行單獨的調(diào)整，從而使其與屋頂表面的邊界相適配，而該傳遞板可以設(shè)置在吸收器托架或吸收器構(gòu)件上，或者自成支撐?？梢酝ㄟ^合適的隔板進行上述調(diào)整，隔板可根據(jù)需要進行調(diào)換或選擇。當(dāng)然，這種調(diào)整可以采用不同的方式實現(xiàn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員有能力執(zhí)行這一任務(wù)。典型的調(diào)整間隔在0至50mm之間，但也可以采用更大的調(diào)整間隔。另一種在太陽能板組件上設(shè)立屋頂邊緣的方法是，使用非固定的、在外形上與傳遞板相匹配的板條。這些板條可以粘合在傳遞板上，也可以設(shè)計一個固定裝置將板條固定在傳遞板的邊緣。采用這些板條的目的是，讓人在視覺上覺得太陽能板組件是屋頂表面的一部分。這些板條可以應(yīng)用在平面的和波紋狀的太陽能板組件上。通常，所述的板條是在安裝了太陽能板組件之后再安裝的，由此可以相對于屋頂?shù)钠渌吘夁M行準確的定位。通過一個實施例，根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)容，太陽能板組件可以被設(shè)為各個單獨的、分開的傳遞元件，可以在太陽能板組件上進行即時的改變，其中，吸收器托架仍設(shè)有預(yù)配的傳遞板，并且吸收器構(gòu)件仍能固定在吸收器托架中。優(yōu)選地，吸收器構(gòu)件與傳遞板之間具有一定的間距。此間距可以在Imm至20mm之間，但優(yōu)選地在12mm至16mm之間。通過相對靜止的空氣，可獲得一定的絕緣效果，保證熱能不會返回傳遞板的表面而散發(fā)出去。吸收器構(gòu)件通常是金屬片，其被一種有較高太陽輻射吸收性能的材料所覆蓋， 即所謂的黑材料，能夠捕獲太陽光光譜中的主要部分。吸收器構(gòu)件的金屬片直接與一條或多條管連接，優(yōu)選地，該管為銅管，吸熱介質(zhì)流過這些管，通過管道系統(tǒng)將熱能引入一個單元，該單元將收集到的熱能轉(zhuǎn)化用于加熱，通常是在家居中對熱水水龍頭中的水進行加熱。如上所述，在一個具體的實施例中，本發(fā)明可以設(shè)有一個波紋狀的傳遞板，例如波紋狀的纖維-水泥板或屋頂瓦片。通過把吸收器構(gòu)件，或者吸收器托架的底面設(shè)置成相應(yīng)或大致對應(yīng)的波紋，這會取得更好的效果，因為在傳遞板和吸收器構(gòu)件之間，會形成一個恒定的或者基本恒定的間隔，以提供更為均一的、改善了的熱傳遞，由此太陽能板組件就會有更高的效率。在另一個可能的實施例中，吸收器構(gòu)件與傳遞板間隔開，吸收器構(gòu)件與傳遞板之間的間隔是由至少一個空腔構(gòu)成的，優(yōu)選地，空腔里充滿了不流通的環(huán)境空氣。通過這一方案，可略為加強空腔的絕緣效果，因為空腔內(nèi)所形成的熱氣層不會因為對流作用而穿透至外界周圍的環(huán)境。此外，在密閉的空腔內(nèi)填充惰性氣體，例如氬氣，是有好處的，因為這種氣體的傳熱能力較低。另外，空腔可以是真空的，這也保證了較少熱能從吸收器構(gòu)件傳遞至傳遞板。上述方案均能減少向外的熱損失，不會減弱太陽能的熱輻射。在一個具體的優(yōu)選實施例中，吸收器構(gòu)件與傳遞板之間的間隔可由數(shù)個空腔構(gòu)成，并對各個空腔之間的氣體流通進行限制。盡管已在尋求一些方法來限制與環(huán)境大氣有關(guān)聯(lián)的空腔，但若傳遞板與吸收器構(gòu)件之間的空腔太大，該空腔內(nèi)的對流作用仍可能會增強。這是因為太陽能板組件上的熱作用，以及均衡壓力隨時間變化的自然趨勢，將會使傳遞板與吸收器構(gòu)件之間空腔內(nèi)的大氣增加。太陽能板組件的持續(xù)熱作用會對這空氣大氣進行加熱，對于體積太大的空腔，受熱的大氣會上升并積聚在空腔的最上部。這意味著，熱能通過與傳遞板接觸被傳遞至四周。為了避免這一對流問題，可以將傳遞板與吸收器構(gòu)件之間的空腔劃分為適當(dāng)數(shù)量的小空腔，從而減少空腔的體積?？梢栽谌我馄矫嫔蠈涨贿M行劃分。在另一個具體的實施例中，各個空腔之間的相互流通限制可以通過設(shè)置一個或多個二級傳遞板來實現(xiàn)，優(yōu)選地，該二級傳遞板與吸收器構(gòu)件大致平行地排布。眾所周知，對于由兩個或多個平行的玻璃嵌板構(gòu)成的絕緣玻璃單元，當(dāng)玻璃之間的間隔超過16mm時，U 值會降低。兩個玻璃嵌板之間的空間內(nèi)的對流作用是引起U值降低的原因。當(dāng)由于外部要求，例如外觀上的要求，需要使太陽能板組件具有一定的厚度時，若吸收器構(gòu)件與傳遞板之間的空間超過16mm，則會對該太陽能板組件的效率產(chǎn)生一些負面的影響。這一問題可通過插入一個或多個二級傳遞元件來解決，如此，來自吸收器構(gòu)件的，因?qū)α髯饔枚a(chǎn)生的熱輻射會減少。例如，這可以通過在吸收器構(gòu)件上設(shè)置一個雙層或三層的絕緣玻璃單元，并隨后將傳遞元件以及復(fù)合的和/或波紋狀的傳遞元件放置在絕緣玻璃單元上來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一個變化的實施例中，各個空腔之間的流通限制可以通過設(shè)置一個或多個與傳遞板相連接的隔板構(gòu)件來實現(xiàn)。將隔板構(gòu)件直接放置在傳遞元件之下，空氣在受熱上升的過程中會受隔板的阻擋，從而限制空氣的進一步上升，達到阻礙對流作用的目的。 該隔板構(gòu)件可以采用傳遞系數(shù)較低的半透明材料，例如丙烯酸塑膠或其它類型的塑料?；蛘撸?dāng)傳遞元件是連續(xù)的、或者復(fù)合的和/或波紋狀的傳遞元件時，隔板構(gòu)件可以是整合在傳遞元件之上和之下的懸臂肋。在本發(fā)明另一個變化的實施例中，各個空腔之間的流通限制可通過設(shè)置一個或多個與吸收器構(gòu)件相連接的隔板構(gòu)件來實現(xiàn)。所述空腔的形成可通過一個簡單的技術(shù)方案來實現(xiàn)，因為與吸收器構(gòu)件連接的隔板構(gòu)件，并不需要是具有高度半透明性的材料。相反地， 這些隔板構(gòu)件由技術(shù)上的黑材料組成，或采用技術(shù)上的黑材料則更為有利，這可用于收集進入太陽能板組件的太陽輻射所散發(fā)的熱能，由此，太陽輻射不僅可以被吸收器構(gòu)件所吸收，也可以被隔板構(gòu)件所吸收，并通過吸收器構(gòu)件傳遞至熱吸收介質(zhì)。該隔板構(gòu)件可以為安裝在或整合在吸收器構(gòu)件上的懸臂肋。與傳遞元件連接的隔板構(gòu)件以及與吸收器構(gòu)件連接的隔板構(gòu)件，可以分別設(shè)有一個與吸收器構(gòu)件和傳遞元件相對的密封件。由此提供了進一步的方法來保證各個空腔之間的流通限制，從而避免太陽能板組件內(nèi)的對流作用。此外，可以將太陽能板組件的隔板構(gòu)件上的第一部分連接于吸收器構(gòu)件，將太陽能板組件的隔板構(gòu)件上的第二部分連接于傳遞元件。所有上述的隔板構(gòu)件均可以設(shè)計為各種能想到的幾何圖形和形狀，其中，在減少對流作用的同時也增加了太陽能板組件的美觀度。同樣，所有上述的隔板構(gòu)件均可以采用任何，在太陽能板組件內(nèi)的溫度下，尺寸穩(wěn)定、不變形的材料來制造。這些材料可以是塑料、金屬、復(fù)合物、玻璃或其他合適材料。在一個優(yōu)選的實施例中，各個空腔之間的流通限制可通過設(shè)置多個隔板構(gòu)件來實現(xiàn)，這些隔板構(gòu)件組成一個隔板單元，例如一個肋狀單元，其中，肋狀單元之間的空腔可呈現(xiàn)任意的幾何形狀，例如矩形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形或者若干個幾何形狀的結(jié)合。 可由工廠生產(chǎn)實現(xiàn)隔板單元的成型，同時通過設(shè)計這種隔板單元，得到解決對流問題的方案，而不會對傳遞元件或吸收器構(gòu)件的最佳設(shè)計方案造成干擾。該隔板單元可以是采用柔性材料制成的狹板，通過組合對復(fù)合材料獲得所期望的硬度。因此，硬紙箱及包裝工業(yè)中， 其所有在先技術(shù)都可以采用，因為這些技術(shù)同樣涉及到通過應(yīng)用柔性材料來形成空腔，即通過組裝方法獲得比原始材料更高的強度/硬度。該隔板單元可以分別固定在吸收器托架、吸收器構(gòu)件或傳遞板上，或者固定在若干個上述的部件上?；蛘?，該隔板單元可以非固定地設(shè)置在太陽能板組件內(nèi)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，太陽能板組件可適合于固定在建筑物的背部，例如通過將傳遞板固定在屋頂或外墻結(jié)構(gòu)上?，F(xiàn)有技術(shù)中的固定方法，包括可緊夾覆蓋物材料邊緣的卡圈，毫無問題地，可用于緊夾傳遞元件的四周，因為傳遞元件的尺寸與其它覆蓋材料的尺寸相當(dāng)。例如，在由擋風(fēng)板瓦及矩形天然石板瓦組成的屋頂中，可加裝太陽能板組件使之成為屋頂?shù)囊徊糠郑渲?，可以用卡圈分別將石板瓦片和太陽能板組件的下緣固定在最接近的板條上，卡圈可緊夾在下緣的四周。覆蓋單元的上緣可以用另一個卡圈固定在最接近的板條上，該卡圈具有彈性，該彈性通過彈性材料或者其內(nèi)的彈簧力實現(xiàn)。為了通過改變板條間隔來進行調(diào)整，這種彈性是必須的。如W003/023164所述的擋風(fēng)板屋頂?shù)墓潭ǚ椒ǎ蔡貏e適用于矩形石板瓦片與本發(fā)明所述的太陽能板組件的簡易安裝。在一個具體實施例中，太陽能板組件可適合于固定在建筑物的背部，例如通過將吸收器托架固定在屋頂或外墻結(jié)構(gòu)上。這可以實現(xiàn)太陽能板組件的隱形固定，就是在沒有可見固定物的條件下，將太陽能板組件與現(xiàn)有的屋頂類型建在一起。這通過將太陽能板組件固定在一個夾鉗內(nèi)來實現(xiàn)，該夾鉗固定在下方的建筑架構(gòu)上，并可將吸收器托架扣合在夾鉗上。此方案特別適合于結(jié)合到石板瓦和瓷瓦屋頂中，其中，僅屋頂瓷瓦片采用有形固定。在沒有強風(fēng)作用的區(qū)域內(nèi)，石板瓦片通常不會設(shè)有用于緊夾在石板瓦片下緣四周的所謂的抗風(fēng)暴卡圈。屋頂瓷瓦片常常通過夾板進行固定，該夾板則固定在底層結(jié)構(gòu)上，并安裝在屋頂瓷瓦片內(nèi)側(cè)的小孔或凹口內(nèi)。當(dāng)然，該夾鉗可以進一步設(shè)置為卡圈，由此，該夾鉗可同時用于固定傳遞元件和吸收器托架的下緣。在一個優(yōu)選的實施例中，吸收器構(gòu)件在面對建筑物的一側(cè)上設(shè)有一個由絕熱材料制成的覆蓋物。由此可以將熱量保留在管道的周圍，實現(xiàn)對熱吸收的控制。此外，這也保證了其溫度不會損壞下層材料，例如屋頂下層、木材和絕緣材料。在另一個可能的實施例中，傳遞板具有涂層，優(yōu)選地，該涂層設(shè)置在其內(nèi)側(cè)面上， 該涂層采用的是對太陽輻射具有高傳遞性并且對熱輻射具有低傳遞性的材料。此涂層材料廣泛應(yīng)用在所謂的低能量絕緣玻璃單元中，能夠保證透過建筑物窗戶的熱輻射量為最小。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的變化實施例中，所述將太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射/熱傳導(dǎo)的方法以及將熱輻射/熱傳導(dǎo)傳遞到至少一條管的方法，是通過一種對太陽輻射具有高吸收性能的材料實現(xiàn)的，例如所謂的技術(shù)上的黑材料，其能夠吸收太陽光光譜中的主要部分。這對太陽能板組件是有好處的，即吸收器構(gòu)件對照在其上的太陽光具有較高的吸收性能。由此，可以將盡可能多的太陽能從吸收器構(gòu)件傳遞至太陽能板組件的管子，例如，通過吸收器構(gòu)件與管子之間的金屬連接進行傳遞。由此，可以將能量轉(zhuǎn)移至流經(jīng)設(shè)置在太陽能收集器內(nèi)的管子內(nèi)的液體，其中，該管子系統(tǒng)設(shè)有進口和出口接頭，該接頭設(shè)置在例如太陽能板組件的邊緣或下方。本發(fā)明所述的太陽能板組件可大體設(shè)計為一個矩形板，其設(shè)有從吸收器托架的四周突出的傳遞板，該傳遞板相對周圍的屋頂或外墻單元的邊緣，延伸出一個適當(dāng)?shù)拈L度。沿著太陽能板組件的邊緣，排布有用于排水的隱藏的防水板。為了獲得一個如上所述的、盡可能均一的屋頂表面，太陽能板組件采用安裝在傳遞板上板條的形式，從而與屋頂?shù)倪吘壩呛?。這些板條可分別排布在偏斜、水平和垂直的方向上，可采用金屬或者其它適于固定在傳遞板外側(cè)和/或內(nèi)層的材料制成。通過一個如上所述的隱形防水板，凸出部件作為一個配接體延伸出來，由此，無需在配接體與覆蓋層之間設(shè)置精確且完整的緊密連接件，即可將太陽能板組件應(yīng)用于覆蓋層中。這種與建筑物單元相連接的并沿著其一個或多個邊緣設(shè)有凸出部件的防水板，可應(yīng)用于建筑架構(gòu)的若干個位置上。例如，可用于與上述的太陽能收集器連接，也可以應(yīng)用于進光孔和非傾斜的屋頂窗，這是合適的，因為實際的建筑物單元可以以未知的以及整合的方式進行安裝。因為建筑物單元可以安裝在與覆蓋物余留部分相關(guān)的交疊處，或者精確地、 以與覆蓋物余留部分相關(guān)的狹縫間隔，安裝在相同的水平上，從而獲得一個吸引和美觀的方案。


現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，其中圖1顯示了本發(fā)明所述的設(shè)有平面?zhèn)鬟f板的太陽能板組件；圖2顯示了一個建筑物的屋頂，其中，太陽能板組件構(gòu)成屋頂?shù)囊徊糠?；圖3顯示了本發(fā)明所述的成形傳遞板的太陽能板組件；圖4顯示了本發(fā)明所述的復(fù)合傳遞板的太陽能板組件；圖fe顯示了太陽能板組件上位于傳遞板下緣的緊固件；圖恥顯示了太陽能板組件上位于吸收器支架和傳遞板下緣的緊固件；圖5c顯示了太陽能板組件上的另一個緊固件；圖6顯示了設(shè)有凸出部件的平面型太陽能板組件的橫截面；圖7顯示了設(shè)有凸出部件的波紋狀太陽能板組件的橫截面；圖8顯示了設(shè)有可調(diào)整板條的太陽能板組件；圖9顯示了設(shè)有可調(diào)整板條的太陽能板組件的橫截面；圖10顯示了一個太陽能板組件的橫截面，其傳遞板和吸收器構(gòu)件呈統(tǒng)一的波紋狀；圖11顯示了設(shè)有隱藏防水板的平面型太陽能板組件的橫截面；圖12顯示了設(shè)有隱藏防水板的平面型太陽能板組件的第二個橫截面；圖13顯示了在安裝前設(shè)置了防水板的太陽能板組件。
具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明所述的對太陽輻射2進行熱能利用的太陽能板組件1。該太陽能板組件1包括有傳遞板3、吸收器托架4和吸收器構(gòu)件5。傳遞板3用于為太陽輻射2提供通道。吸收器構(gòu)件5設(shè)有用于將太陽輻射2轉(zhuǎn)化為熱輻射/熱傳導(dǎo)的部件6，以及用于將熱輻射/熱傳導(dǎo)傳遞至兩個所示管子8的部件7。管子8用于為吸熱介質(zhì)9提供通道。 吸收器托架4設(shè)有用于固定吸收器構(gòu)件5的部件10。吸收器托架4設(shè)有兩個固定凸緣11。 傳遞板3具有一個內(nèi)側(cè)面12，其固定在吸收器托架4的兩個固定凸緣11上。吸收器托架4 沿著傳遞板3的內(nèi)側(cè)面12伸出的部分小于傳遞板3伸出的部分。圖2顯示了如何將太陽能板組件1構(gòu)造成為建筑架構(gòu)14的屋頂15上的一個屋頂覆蓋單元13。太陽能板組件1裝在現(xiàn)有的屋頂13中，其不會導(dǎo)致與現(xiàn)有的覆蓋層17交疊部分16相互之間距離的增加。由此也不會大幅改變屋頂15的尺寸。圖3顯示了一個具有成形表面18的太陽能板組件1，成形表面18與標準的波紋狀纖維-水泥板一致。此外，在一個傳遞板3之下可放置多個吸收器托架4，此處放置了兩個吸收器托架4，為處于兩個吸收器托架4之間的現(xiàn)有板條提供空間。為了避免熱量在吸收器構(gòu)件5中流失，在吸收器托架4的固定凸緣11與傳遞板3的內(nèi)側(cè)面12之間設(shè)有密封件。如圖4所示，傳遞板3由數(shù)個傳遞元件19組成。此處顯示了如何按照標準尺寸的斜線石板瓦，對玻璃片進行切割、構(gòu)造成傳遞元件19。吸收器托架4裝配有固定凸緣11，固定凸緣11與用于安裝斜線石板瓦屋頂?shù)某Ｓ霉潭c相匹配。圖fe顯示了結(jié)合有太陽能板組件Ia和Ib的屋頂15的一個詳細部分。太陽能板組件Ia通過傳遞板3上的卡圈扣20，將其下緣21固定在下方的建筑架構(gòu)14上?？ㄈ?2 通過釘在板條23上，使卡圈22固定在位于最下方凸緣M的板條23上。通過將傳遞板3的上緣25推進同一個卡圈22，使傳遞板3的上緣25得以固緊?？ㄈ?2的設(shè)計，以及在吸收器托架4的固定凸緣11那里的傳遞板下緣懸臂沈的尺寸，使得卡圈22和太陽能板組件1 能夠適用在屋頂15的板條23之間的其它間隔內(nèi)。因此，可以生產(chǎn)出標準尺寸的太陽能板組件，這些標準尺寸能適配于大部分的屋頂架構(gòu)。圖恥顯示了另一種可行的固定方法，其中，太陽能板組件1通過夾鉗27固定在下方的建筑架構(gòu)14上，夾鉗27用于固定吸收器托架4。此外，可通過帶卡圈部件觀的長形夾鉗27，將傳遞板3的下緣21固定住。通過使用沒有卡圈部件觀的夾鉗觀，可實現(xiàn)太陽能板組件1的隱形固定。圖5c顯示了另一種可選的固定方法。太陽能板組件Ia和Ib通過一個縱向的緊固件四，例如彎曲的、面朝上、呈深顏色的鋁質(zhì)橫桿，固定在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)14上?？v向緊固件 29固定在板條23的頂部，縱然板條23的延伸導(dǎo)致細微的不規(guī)則，亦可使之盡量呈水平狀態(tài)。縱向緊固件四設(shè)有一個懸臂30，懸臂30與太陽能板組件Ia上的吸收器托架4中相對應(yīng)的狹槽31相匹配。通過將太陽能板組件Ib的上方末端放置在縱向緊固件四的下方， 從而對太陽能板組件Ib進行固定?？v向緊固件四的下方懸臂分別設(shè)有一個相對太陽能板組件Ia和Ib的密封件32。通過圖5c所示的固定方案，可獲得一個視覺理想的緊固件，同時，板條和其它基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由深顏色的覆蓋物覆蓋，由此使構(gòu)建好的屋頂呈現(xiàn)均一性。除了上述的實施例，吸收器托架4也可直接與吸收器構(gòu)件5相連接，因為吸收器托架4與傳遞元件3之間的絕緣包裝會減少吸收器托架4上的吸收器部件到傳遞元件3的熱量傳遞。此外，吸收器托架4的固定凸緣11可忽略掉，由此，吸收器構(gòu)件可以通過中間的絕緣材料間接地固定在傳遞板3上，傳遞板3和吸收器構(gòu)件5均結(jié)合在該絕緣材料上。為了避免弄臟太陽能板組件1，以及隨后可對其進行周期性的清洗，傳遞板3上可涂上表面涂層，通過光催化和/或親水和/或疏水作用，該涂層可實現(xiàn)自動清潔。圖6顯示了一個太陽能板組件1的橫截面，其中，傳遞板3是平面型的，沿著其側(cè)邊設(shè)有凸出部件33。在吸收器托架4的內(nèi)側(cè)可見數(shù)個吸收器構(gòu)件5。圖7再次顯示了一個太陽能板組件1，其設(shè)有波紋狀的傳遞板3和波紋狀的凸出部件33。圖6和圖7所示的兩個太陽能板組件都有凸出部件33，凸出部件33是傳遞板3 的延伸部分。該凸出部件可以由金屬、塑料或者其它合適的材料制成，可與周圍的覆蓋層單元相配合。傳遞板3上的波紋狀表面基本上不需要與周圍覆蓋層單元的波紋完全一致。因此，為了使太陽能板組件1能夠與各種不同的覆蓋層單元相連接，傳遞板3可設(shè)置為幾種標準的波紋形狀，因為傳遞板3與覆蓋層單元的差異并不明顯。因此，適用于各種不同波紋形狀的、通用的設(shè)計是較為合適的。圖8顯示了一個太陽能板組件1，其上設(shè)有傳遞板3，傳遞板3上排布有四個可調(diào)節(jié)的板條34。此處僅僅在橫向方向上顯示板條34，但板條34同樣可以在縱向或者偏斜方向上進行安裝。板條34可以多個方向地安裝在傳遞板3上，這是毫無問題的。板條34可以粘合在傳遞板3，也可以采用其它方式進行固定。安裝太陽能板組件1后，可以對板條34 進行安裝或者調(diào)整，從而使之與周圍的覆蓋層單元齊平，這樣，太陽能板組件1就不會與它所安裝的表面有顯著的差別。圖9顯示了一個太陽能板組件1的橫截面，其中，傳遞板3安裝在吸收器托架4上， 數(shù)個吸收器構(gòu)件5配合安裝在吸收器托架4中。傳遞板3的外部安裝有板條34，在板條34 末端上設(shè)有鉤狀構(gòu)件35，板條34通過鉤狀構(gòu)件35安裝在傳遞板3上。板條34可以采用鋼鐵制造，并且可以像彈簧一樣抓合在傳遞板3上。圖10顯示了太陽能板組件1的一個變化方案，其中，傳遞板3呈波紋狀，而吸收器構(gòu)件5也設(shè)計為大體對應(yīng)的波紋形狀，由此，傳遞板3與吸收器構(gòu)件5之間的間隔是大致相同的。圖11顯示了一個太陽能板組件1的橫截面，其包括有傳遞板3、吸收器托架4和數(shù)個吸收器構(gòu)件5。本實施例所示的傳遞板3安裝在與周圍的覆蓋單元36相同的水平面上。 沿著吸收器托架4的側(cè)邊安裝有防水板37，防水板37在屋頂表面的方向上是看不見的，但防水板37是必須要設(shè)置的，因為傳遞板3與周圍的覆蓋單元36之間存在狹縫38。圖12是圖11所示太陽能板組件1的橫截面，是從太陽能板組件1的側(cè)面角度得到的，并同時顯示了與圖中未示出的屋頂結(jié)構(gòu)斜面相一致的典型傾斜度。在吸收器托架4 的上緣設(shè)有防水板37，其與圖11所示的大體相一致，這里用一條沿著吸收器托架4底部的一條粗線表示。在太陽能板組件1的底部可見防水板37，防水板37設(shè)有彎曲部39，這樣， 可通過防水板37對水進行引導(dǎo)，使之在外部屋頂表面流走。圖13顯示的是與圖11和圖12所示的同樣的太陽能板組件1，此處等比例地顯示了防水板37、39和板條34。
權(quán)利要求
1.一種對太陽輻射進行熱能利用的太陽能板組件，該太陽能板組件構(gòu)成覆蓋建筑物頂部或外墻的組件，其包括有傳遞片或傳遞板、吸收器構(gòu)件和吸收器托架，其中，傳遞板適于使太陽輻射通過，吸收器構(gòu)件包括用于將太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射/熱傳導(dǎo)的部件以及用于將熱輻射/熱傳導(dǎo)傳遞到至少一個管子的部件，該管子與吸收器構(gòu)件相連接并內(nèi)含熱吸收液體介質(zhì)，吸收器托架包括用于連接傳遞片或傳遞板的部件；其特征在于該太陽能板組件在其一個或多個邊緣上設(shè)有凸出部件，這些凸出部件與周圍覆蓋層形成直接或間接的過渡，同時也是傳遞板的延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板組件，其特征在于該太陽能板組件被設(shè)計為波紋狀，例如波紋狀的纖維-水泥板或屋頂瓦片，所述凸出部件被設(shè)計為可與周圍的覆蓋層單元相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的太陽能板組件，其特征在于所述傳遞板由數(shù)個傳遞元件組成，例如與斜石板瓦或瓷瓦片具有相同尺寸的傳遞元件，其中，這些傳遞元件設(shè)有用于進行自我相互調(diào)節(jié)以及相對于其它覆蓋單元進行調(diào)節(jié)的部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的太陽能板組件，其特征在于所述傳遞板設(shè)有在縱向、對角和/或斜向方向上表示周圍覆蓋單元邊界的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的太陽能板組件，其特征在于所述吸收器構(gòu)件與所述傳遞板分隔開，吸收器構(gòu)件與傳遞板之間的間隔空間中，設(shè)置有至少一個空腔，優(yōu)選地，其有限度地與環(huán)境大氣接通，其中，至少一個空腔含有比大氣重的氣體，或者具有比大氣壓力小的氣壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的太陽能板組件，其特征在于吸收器構(gòu)件與傳遞板之間的間隔空間中，設(shè)置有數(shù)個空腔，并且各個空腔之間的相互氣體流通是有限制的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能板組件，其特征在于各個空腔之間、有限制的氣體流通是通過設(shè)置一個或多個二級傳遞板來實現(xiàn)的，優(yōu)選地，該二級傳遞板與吸收器構(gòu)件大致平行地排布。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能板組件，其特征在于各個空腔之間、有限制的氣體流通是通過設(shè)置一個或多個與傳遞板或者吸收器構(gòu)件連接的隔板構(gòu)件來實現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8所述的太陽能板組件，其特征在于各個空腔之間、有限制的氣體流通是通過設(shè)置多個隔板構(gòu)件來實現(xiàn)，這些隔板構(gòu)件組成隔板元件，例如肋狀元件，其中，肋狀元件之間的空腔可呈現(xiàn)任意的幾何形狀，例如矩形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形或者若干個幾何形狀的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的太陽能板組件，其特征在于傳遞板和吸收器構(gòu)件，以及吸收器托架的底面，均為一致的或者基本一致的波紋形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的太陽能板組件，其特征在于沿著太陽能板組件的至少一個側(cè)邊，優(yōu)選的是沿著其幾個側(cè)邊，設(shè)置有防水板，該防水板及太陽能板組件被設(shè)計為該防水板隱藏在周圍的覆蓋層單元中，或者，隱藏在所述的凸出部件中。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提出一種太陽能板組件以及一種用于制造和安裝該太陽能板組件的方法，其中，該太陽能板組件可以構(gòu)成一個完整的而且外觀吸引的覆蓋物元件，用于覆蓋在建筑物的外層，該太陽能板組件可以在不改變現(xiàn)有底層結(jié)構(gòu)的情況下安裝，并遵循建筑物周圍覆蓋物的構(gòu)造。此外，本發(fā)明的目的在于對在質(zhì)量保證的條件下完成或部分完成的太陽能板元件進行安裝。本發(fā)明的目的是通過提供一種太陽能板組件實現(xiàn)的，該太陽能板組件包括有傳遞板、吸收器托架和吸收器構(gòu)件。在本發(fā)明所述的太陽能板組件中，傳遞板設(shè)有比吸收器托架更大的延伸部分，與吸收器托架相比，傳遞板具有一個凸體部分，優(yōu)選地，該凸體部分用于在屋頂或外墻元件上實現(xiàn)交疊。
文檔編號F24J2/46GK102203519SQ200980141704
公開日2011年9月28日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者尼爾斯·海特曼 申請人:北歐能源集團控股有限公司