光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保節(jié)能型太陽能建筑一體化領域，尤其是一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的建筑窗戶隔熱效果很差，夏熱冬冷；近年來光伏系統(tǒng)憑借其日益成熟的技術(shù)正逐步擴大它在建筑領域的發(fā)展，形成了很多太陽能建筑一體化技術(shù)。
[0003]目前國內(nèi)的光伏窗(如專利CN 302056150)，雖然可以起到發(fā)電作用，但由于其表面溫度過高，導致其光電轉(zhuǎn)換效率低，從而影響其發(fā)電效率，發(fā)電總體成本過高。其次，光伏板發(fā)電后會有很大的一部分熱能損失，從而降低了光電光熱綜合效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有光伏窗存在的不足，本發(fā)明提供一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，采用雙層密封窗體結(jié)構(gòu)，在光伏發(fā)電的同時通以冷卻介質(zhì)，解決光伏板溫度過高發(fā)電效率差，熱量損失等問題，減少建筑能耗。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，包括光伏雙層窗、供熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，所述的光伏雙層窗包括光伏板，所述供熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)均由所述光伏板提供能量。
[0006]所述的光伏雙層窗還包括窗體框架和玻璃板，所述的光伏板和玻璃板相對設置且通過窗體框架形成密閉中空結(jié)構(gòu)；所述的窗體框架上設有管路，所述管路具有進口和出口，所述進口和出口均與所述密閉中空結(jié)構(gòu)連通。所述進口和出口分別經(jīng)過多個均勻分布的接口與所述密閉中空結(jié)構(gòu)連通；所述的光伏板和玻璃板嵌入在窗體框架內(nèi)，所述密閉中空結(jié)構(gòu)通過窗體框架的上下側(cè)均勻設置的多個所述的接口與窗體框架相連。
[0007]還包括水箱，所述密閉中空結(jié)構(gòu)和水箱之間通過管路連通，所述水箱通過栗向所述供熱系統(tǒng)供熱。管路內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)進入密閉中空結(jié)構(gòu)，吸收光伏板的熱量后從出口回到水箱完成一個循環(huán)；所述的供熱系統(tǒng)可以通過地熱系統(tǒng)對室內(nèi)供暖，水箱里的水溫達到溫控系統(tǒng)的要求，則將熱水送入房間的循環(huán)管道，通過輻射采暖的方式，對建筑室內(nèi)進行制熱；實現(xiàn)太陽能建筑一體化應用，可大大減少建筑室內(nèi)負荷。
[0008]所述進口位于室內(nèi)，所述出口位于室外。管路內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)可以是空氣，將出口連接到室外，冷空氣從進口進入光伏雙層窗對光伏板進行冷卻，溫度升高后從出口直接排到室外，防止熱量進入室內(nèi)，因此夏季能起到很好地隔熱效率。而在冬季，從出口出來的熱空氣可以直接用于建筑供熱，改善室內(nèi)熱環(huán)境。
[0009]所述發(fā)電系統(tǒng)包括電路和匯流箱，所述電路設置在窗體框架上，所述光伏板通過電路連接匯流箱，所述匯流箱連接蓄電池或逆變器。
[0010]所述玻璃板為Low-E玻璃板，所述的光伏板是透視型薄膜光伏板，光伏板背面覆蓋有絕緣層。
[0011]所述的光伏雙層窗是由多個光伏板形成的陣列，且相鄰的兩光伏板之間電路串耳關。
[0012]所述的管路為同程管路，保證循環(huán)工質(zhì)能夠均勻流過密閉中空結(jié)構(gòu)，從而保證整個光伏板溫度的均勻性。所述管路內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)為水或者空氣，若為水，則冬季可以通過地熱系統(tǒng)等進行室內(nèi)供暖；若為空氣，則夏季需將熱空氣排出室外。
[0013]所述的供熱系統(tǒng)包括地熱系統(tǒng)，所述地熱系統(tǒng)為在建筑地板夾層鋪設的回折型地埋管。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下所示:
[0015]1.本發(fā)明將供熱和發(fā)電相結(jié)合，供熱系統(tǒng)能夠降低光伏板的表面溫度，提高光伏板的光電轉(zhuǎn)換效率，從而提高發(fā)電效率，解決了傳統(tǒng)光伏窗發(fā)電效率低的問題；
[0016]2.本發(fā)明在光伏板與玻璃板之間通以冷卻工質(zhì)，能有效降低光伏電池的表面溫度，提高其光電轉(zhuǎn)化效率，此外還能獲得相應的熱能，大大提高了系統(tǒng)的綜合效率；
[0017]3.本發(fā)明采用光伏窗串聯(lián)陣列的模式，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便；
[0018]4.本發(fā)明將太陽能與建筑窗戶及地暖等相結(jié)合，無需額外占用建筑面積，同時能夠大大降低建筑能耗，改善室內(nèi)熱環(huán)境。
[0019]5.本發(fā)明可以用于住宅建筑墻體南向窗戶，還可以應用于大型商業(yè)建筑的采光屋頂?shù)取?br>【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0021]圖1是本發(fā)明的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)最優(yōu)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是圖1所示的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)的主視圖。
[0023]圖3是圖1所示的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)中循環(huán)工質(zhì)為水的工作示意圖。
[0025]圖中100、光伏雙層窗，200、供熱系統(tǒng)，300、發(fā)電系統(tǒng)，1、光伏板，2、窗體框架，3、電路，4、進口，5、出口，6、接口，7、玻璃板，8、密閉中空結(jié)構(gòu)，9、地熱系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。
[0027]如圖1-3所不，本發(fā)明的一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，包括光伏雙層窗100、供熱系統(tǒng)200和發(fā)電系統(tǒng)300，所述的光伏雙層窗100包括光伏板1、窗體框架2和玻璃板7，所述供熱系統(tǒng)200和發(fā)電系統(tǒng)300均由所述光伏板1提供能量。所述的窗體框架2要滿足建筑窗體的強度及密封要求，所述的光伏雙層窗100是由多個光伏板1形成的陣列，且相鄰的兩光伏板1之間電路串聯(lián)。所述玻璃板7為Low-E玻璃板，所述的光伏板1是透視型薄膜光伏板，光伏板1背面覆蓋有絕緣層。所述的光伏板1和玻璃板7相對設置且通過窗體框架2形成密閉中空結(jié)構(gòu)8 ;所述的窗體框架2上設有管路，所述管路具有進口 4和出口 5，所述進口 4和出口 5均與所述密閉中空結(jié)構(gòu)8連通。所述的管路為同程管路，所述管路內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)為水或者空氣。
[0028]所述進口 4和出口 5分別經(jīng)過多個均勻分布的接口 6與所述密閉中空結(jié)構(gòu)8連通；所述的光伏板1和玻璃板7嵌入在窗體框架2內(nèi)，所述密閉中空結(jié)構(gòu)8通過窗體框架2的上下側(cè)均勻設置的多個所述的接口 6與窗體框架2相連。
[0029]循環(huán)工質(zhì)如水從進口 4進入光伏雙層窗100，通過多個接口 6流經(jīng)光伏板1，對光伏板1進行冷卻散熱，循環(huán)工質(zhì)最終從出口 5流出。循環(huán)工質(zhì)經(jīng)過多次循環(huán)吸收光伏窗的熱量升溫后進入供熱系統(tǒng)200，為建筑室內(nèi)提供熱源。
[0030]所述發(fā)電系統(tǒng)300包括電路3和匯流箱，電路3為多個光伏板1相互串聯(lián)的電路，光伏板1嵌套在窗體框架2內(nèi)，并保證其絕緣性能。所述電路3設置在窗體框架2上，所述光伏板1通過電路3連接匯流箱，所述匯流箱連接蓄電池或逆變器。太陽光照射在光伏板1上發(fā)電通過電路3進入發(fā)電系統(tǒng)300，既可以進入蓄電池供給建筑室內(nèi)用電，也可以通過逆變器并網(wǎng)進入公用電網(wǎng)。
[0031]還包括水箱，所述密閉中空結(jié)構(gòu)8和水箱之間通過管路連通，所述水箱通過栗向所述供熱系統(tǒng)200供熱。如圖4所示，所述的供熱系統(tǒng)200包括地熱系統(tǒng)9，所述地熱系統(tǒng)9為在建筑地板夾層鋪設的回折型地埋管。通過光伏雙層窗100所收集的熱水送入水箱后，水箱里的水溫達到溫控系統(tǒng)的要求，則將熱水送入房間的循環(huán)管道，通過輻射采暖的方式，對建筑室內(nèi)進行制熱；實現(xiàn)太陽能建筑一體化應用，可大大減少建筑室內(nèi)負荷。
[0032]所述進口 4位于室內(nèi)，所述出口 5位于室外。即也可將循環(huán)冷卻工質(zhì)改為空氣，直接將出口 5連接到室外，冷空氣從進口 4進入光伏雙層窗100對光伏板1進行冷卻，溫度升高后從出口 5直接排到室外，防止熱量進入室內(nèi)，因此夏季能起到很好地隔熱效率。而在冬季運行模式中從出口 5出來的熱空氣可以直接用于建筑供熱，改善室內(nèi)熱環(huán)境。
[0033]本發(fā)明的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)并不僅限于住宅建筑墻體南向窗戶，還可以應用于大型商業(yè)建筑的采光屋頂?shù)?。管路?nèi)的循環(huán)工質(zhì)通過密閉中空結(jié)構(gòu)將光伏板發(fā)電剩余的熱能帶入保溫水箱。在冬季通過地熱管道對室內(nèi)供暖，夏季可用于建筑物供熱需求。本發(fā)明既能滿足傳統(tǒng)窗戶的采光要求，同時能解決房屋室內(nèi)隔熱問題；光伏發(fā)電的同時供應熱量，可以大大降低建筑的室內(nèi)能耗。
[0034]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:包括光伏雙層窗(100)、供熱系統(tǒng)(200)和發(fā)電系統(tǒng)(300)，所述的光伏雙層窗(100)包括光伏板(1)，所述供熱系統(tǒng)(200)和發(fā)電系統(tǒng)(300)均由所述光伏板(1)提供能量。2.如權(quán)利要求1所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的光伏雙層窗(100)還包括窗體框架(2)和玻璃板(7)，所述的光伏板(1)和玻璃板(7)相對設置且通過窗體框架(2)形成密閉中空結(jié)構(gòu)(8);所述的窗體框架(2)上設有管路，所述管路具有進口(4)和出口(5)，所述進口(4)和出口(5)均與所述密閉中空結(jié)構(gòu)⑶連通。3.如權(quán)利要求2所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述進口(4)和出口(5)分別經(jīng)過多個均勻分布的接口(6)與所述密閉中空結(jié)構(gòu)(8)連通；所述的光伏板(1)和玻璃板(7)嵌入在窗體框架(2)內(nèi)，所述密閉中空結(jié)構(gòu)(8)通過窗體框架(2)的上下側(cè)均勻設置的多個所述的接口(6)與窗體框架(2)相連。4.如權(quán)利要求2所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:還包括水箱，所述密閉中空結(jié)構(gòu)(8)和水箱之間通過管路連通，所述水箱通過栗向所述供熱系統(tǒng)(200)供熱。5.如權(quán)利要求2所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述進口(4)位于室內(nèi)，所述出口(5)位于室外。6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電系統(tǒng)(300)包括電路(3)和匯流箱，所述電路(3)設置在窗體框架(2)上，所述光伏板(1)通過電路(3)連接匯流箱，所述匯流箱連接蓄電池或逆變器。7.如權(quán)利要求1所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述玻璃板(7)為Low-E玻璃板，所述的光伏板(1)是透視型薄膜光伏板，光伏板(1)背面覆蓋有絕緣層。8.如權(quán)利要求1所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的光伏雙層窗(100)是由多個光伏板(1)形成的陣列，且相鄰的兩光伏板(1)之間電路串聯(lián)。9.如權(quán)利要求2所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的管路為同程管路，所述管路內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)為水或者空氣。10.如權(quán)利要求1所述的光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的供熱系統(tǒng)(200)包括地熱系統(tǒng)(9)，所述地熱系統(tǒng)(9)為在建筑地板夾層鋪設的回折型地埋管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光伏窗發(fā)電供熱系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括光伏雙層窗、供熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。其中光伏雙層窗是由光伏板和Low-E玻璃通過窗體框架形成的一個密閉中空結(jié)構(gòu)。循環(huán)工質(zhì)通過密閉中空結(jié)構(gòu)將光伏板發(fā)電剩余的熱能帶入水箱。在冬季通過地熱管道對室內(nèi)供暖，夏季可用于建筑物供熱需求。本發(fā)明既能滿足傳統(tǒng)窗戶的采光要求，同時能解決房屋室內(nèi)隔熱問題；光伏發(fā)電的同時供應熱量，可以大大降低建筑的室內(nèi)能耗。
【IPC分類】F24D3/14, H02S20/26, H02S40/44, E06B3/66
【公開號】CN105352004
【申請?zhí)枴緾N201510907195
【發(fā)明人】陳海飛, 郭晶晶, 王超偉, 蔡寶瑞
【申請人】常州大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月10日