可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件

摘要

本发明公开了可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，包括太阳能电池、冷却装置、热交换介质管、逆变器、热交换器和组件框架形成的光电光热单元，太阳能电池背面与冷却装置通过组件框架粘接，太阳能电池与逆变器通过太阳能电池输出线连接，冷却装置、热交换介质管和热交换器依次连接，还设置有包括外槽、内槽和两侧安装板的支架，光电光热单元安装在安装板和外槽之间，组件框架之间、组件框架与支架之间设置有胶垫，通过螺栓固定支架、组件框架和胶垫；组件框架与组件框架之间、组件框架与支架之间的连接处通过密封胶密封；本发明将光电光热太阳能组件替代建筑墙面、屋顶，直接吸收太阳能，避免墙面和屋顶温度过高，降低建筑耗能总量。

权利要求

1.可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，所述光电光热组件由太阳能电池(10)、冷却装置(11)、热交换介质管(13)、逆变器(16)、热交换器(17)和组件框架(9)形成的多个光电光热单元组成，太阳能电池(10)的背面与冷却装置(11)通过组件框架(9)固定粘接成一体，太阳能电池(10)与逆变器(16)通过太阳能电池输出线(12)连接，冷却装置(11)、热交换介质管(13)和热交换器(17)依次连接，其特征在于：还设置有包括外槽(3)、内槽(4)和两侧的安装板(5)的型材式支架(1)，所述多个光电光热单元排列紧密安装在支架(1)间的安装板(5)和外槽(3)之间，所述组件框架(9)与组件框架(9)之间、组件框架(9)与支架(1)之间分别设置有密封的胶垫(7)，并通过螺栓(8)固定支架(1)、组件框架(9)和胶垫(7)；所述组件框架(9)与组件框架(9)之间、组件框架(9)与支架(1)之间的连接处还通过密封胶密封。

2.根据权利要求1所述的可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，其特征在于：所述支架(1)两侧的安装板(5)设置有用于固定支架(1)、组件框架(9)和胶垫(7)的螺栓孔(2)。

3.根据权利要求1所述的可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，其特征在于：所述外槽(3)的槽壁上设置有太阳能电池电源线通孔(6)，太阳能电池输出线(12)通过太阳能电池电源线通孔(6)与外部的逆变器(16)连接。

4.根据权利要求1所述的可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，其特征在于：所述外槽(3)的槽壁上还设置有介质管道孔(18)，热交换介质管(13)通过外槽(3)的槽壁上的介质管道孔(18)固定在外槽(3)槽内。

5.根据权利要求1所述的可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，其特征在于：所述外槽(3)和内槽(4)分别设置有外槽封盖(14)和内槽封盖(15)。

说明书

可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能光电光热电池组件领域，具体地说涉及到可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件。

背景技术

[0002] 目前普通的太阳能电池组件一般都采用低铁钢化玻璃做盖板，复合材料或玻璃做背板，EVA胶膜将电池片和盖板背板连在一起，没有专门的散热构件。

[0003] 当把普通太阳能组件直接安装在建筑外墙和屋顶时，就会存在如下问题：

[0004] 1、普通太阳能电池组件在发电的同时发热，工作温度会较高，特别是在夏季晴天阳光的暴晒下，温度可达70-80℃。 当普通太阳能电池组件安装在外墙和屋顶上，由于没有专门的散热构件，所以必须留足与墙体之间间隔至少200毫米的空间，用于通风散热。 但是，这样安装后，建筑的整体外形非常不美观，同时由于直接安装于墙体和屋顶，还会同时加热房屋，导致建筑能耗增加。

[0005] 2、众所周知，太阳能电池组件最佳工作温度25℃，普通太阳能电池组件的散热主要靠背板后和组件间的空气流动，如果将普通太阳能电池组件用于直接替代房顶和墙面，背板将直接面对封闭的房屋，组件间也不会有空气流动，这样因为普通太阳能电池组件背面没有良好的散热条件，由于温度过高，会导致发电功率大幅度下降，特别是在夏季，甚至不能正常工作。

[0006] 因此，采用普通太阳能组件替代建筑材料，一般采用挂装附在建筑外表上不仅会增加建筑负荷，还会影响美观。

[0007] 对于新型的具有冷却装置的太阳能组件，本申请人已经申请了专利，仍然是以挂装的形式安装在建筑外表，只是解决了可以完全贴墙安装的问题，但是没有实现可以代替建筑墙体和屋顶的方案，而本申请则是取消挂装的方式，可以完全替代墙体和屋顶的方案。

发明内容

[0008] 本发明专利的目的是提供一种可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，将本发明安装在墙体和屋顶后，可以直接吸收太阳能，避免墙面和屋顶温度过高，可以降低建筑耗能总量。

[0009] 本发明的技术方案如下：

[0010] 可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，所述光电光热组件由太阳能电池、冷却装置、热交换介质管、逆变器、热交换器和组件框架形成的多个光电光热单元组成，太阳能电池的背面与冷却装置通过组件框架固定粘接成一体，太阳能电池与逆变器通过太阳能电池输出线连接，冷却装置、热交换介质管和热交换器依次连接，其特征在于：还设置有包括外槽、内槽和两侧安装板的型材式支架，所述多个光电光热单元排列紧密安装在支架间的安装板和外槽之间，所述组件框架与组件框架之间、组件框架与支架之间分别设置有密封的胶垫，并通过螺栓固定支架、组件框架和胶垫；所述组件框架与组件框架之间、组件框架与支架之间的连接处还通过密封胶密封。

[0011] 所述支架两侧的安装板设置有用于固定支架、组件框架和密封胶垫的螺栓孔。

[0012] 所述外槽的槽壁上设置有太阳能电池电源线通孔，太阳能电池输出线通过太阳能电池电源线通孔与外部的逆变器连接，这样所有的太阳能电池输出线均放置在外槽槽内。

[0013] 所述外槽的槽壁上还设置有介质管道孔，用于通过热交换介质管，热交换介质管通过外槽的槽壁上介质管道孔固定在外槽槽内。

[0014] 所述外槽和内槽分别设置有外槽封盖和内槽封盖，这样太阳能电池输出线、交换介质管等均可以通过封盖遮挡，保证了整体的外表美观性。

[0015] 本发明利用密封胶垫，通过螺栓将支架、胶垫和组件框架压在一起，实现对防水的端面密封，同时安装完成后再使用玻璃胶密封，达到建筑的防水要求；同时电池组件连接线在支架的上的外槽内经过一定的串、并联后到逆变器后上电网，电池组件背面的冷却系统热交换介质管也在支架的外槽内实现连接后至热交换器；利用了将光电光热电池组件及支架等替代建筑墙体，并将光电光热电池组件的光电、光热分别引出，予以应用。

[0016] 本发明的有益效果如下：

[0017] 本发明可以将光热效应利用起来，保持太阳能电池在最佳的光电转换效率下工作，将光电光热太阳能组件替代建筑墙面、屋顶，直接吸收太阳能，避免墙面和屋顶温度过高，还用于夏季热水供应和冬季取暖；在不断提高人们居住环境舒适度的同时，既降低建筑耗能总量，还节省了建筑材料，并获取了清洁、环保的太阳能电，在节能减排的大环境下有着深远的意义。

附图说明

[0018] 图1为本发明支架的结构示意图

[0019] 图2为本发明支架的结构示意图

[0020] 图3为本发明支架的俯视结构示意图

[0021] 图4为本发明的安装结构示意图

[0022] 图5为本发明的正面结构示意图

[0023] 图6为本发明的背面结构示意图

[0024] 其中：1-支架 2-螺栓孔 3-外槽 4-内槽 5-安装板 6-太阳能电池电源线通孔7-胶垫 8-螺栓 9-组件框架 10-太阳能电池 11-冷却装置 12-太阳能电池输出线 13-热交换介质管 14-外槽封盖 15-内槽封盖 16-逆变器 17-热交换器 18-介质管道孔。

具体实施方式

[0025] 如图1-6所示，可替代建筑墙体和屋顶的光电光热组件，所述光电光热组件由太阳能电池10、冷却装置11、热交换介质管13、逆变器16、热交换器17和组件框架9形成的多个光电光热单元组成，太阳能电池10的背面与冷却装置11通过组件框架9固定粘接成一体，太阳能电池10与逆变器16通过太阳能电池输出线12连接，冷却装置11、热交换介质管13和热交换器17依次连接，其特征在于：还设置有包括外槽3、内槽4和两侧的安装板5的型材式支架1，所述多个光电光热单元排列紧密安装在支架1间的安装板5和外槽3之间，所述组件框架9与组件框架9之间、组件框架9与支架1之间分别设置有密封的胶垫7，并通过螺栓8固定支架1、组件框架9和胶垫7；所述组件框架9与组件框架9之间、组件框架9与支架1之间的连接处还通过密封胶密封。

[0026] 所述支架1两侧的安装板5设置有用于固定支架1、组件框架9和胶垫7的螺栓孔2。

[0027] 所述外槽3的槽壁上设置有太阳能电池电源线通孔6，太阳能电池输出线12通过太阳能电池电源线通孔6与外部的逆变器16连接，这样所有的太阳能电池输出线12均放置在外槽3内部。

[0028] 所述外槽3的槽壁上还设置有介质管道孔18，用于通过热交换介质管13，热交换介质管13通过外槽3的槽壁上介质管道孔18固定在外槽3内。

[0029] 所述外槽和内槽分别设置有外槽封盖14和内槽封盖15，这样太阳能电池输出线12、交换介质管13等均可以通过封盖遮挡，保证了整体的外表美观性。

[0030] 建筑防水、承重、防风实现过程：

[0031] 将支架1按照光电光热电池组件框架9的外型尺寸，将各支架1间距离固定好，然后在组件框架9与组件框架9之间、组件框架9与支架1之间设置一层密封胶垫7；螺栓8通过支架1、胶垫7和组件框架9，拧紧螺栓8，将胶垫7、支架1、和组件框架9压在一起，实现防水的端面密封，同时安装完成后在组件框架9与组件框架9之间、组件框架9与支架1之间的连接处再使用玻璃胶密封，起到双重防水作用，达到或者超过建筑的防水要求。 支架槽低部成槽钢形状，便于建筑承重和防风。

[0032] 光电光热安装实现过程：

[0033] 太阳能电池输出线12通过支架1上太阳能电池电源线通孔6穿入支架1上的支架外槽3内，经过串、并联后到逆变器16，逆变器16将太阳能组件发的电能输送到电网。同时光电光热组件发电同时发热，当温度超过冷却装置11里面的交换介质汽化温度时(如25℃)，交换介质汽化，通过热交换介质管13，热交换介质管13通过支架1上介质管道孔18穿入支架1上的支架外槽3内，经过连接后到热交换器17，在热交换器17冷却后变为液体后流回冷却装置11，完成光热的利用，保证了电池组件在最佳温度下进行光电转换，同时墙面、屋顶处于一个人体舒适的温度。上述安装完毕后，在支架外槽3、支架内槽4分别加装支架外槽装饰封盖14和支架内槽装饰封盖15，盖住线路及螺栓8，使外观更漂亮；检修时拆下装饰盖即可，检修完后再装上，容易操作。

[0034] 本发明可以代替整栋建筑的一面墙体和屋顶，也可以根据具体需求代替某一层建筑的墙体，都可以视情况而定。