太阳能光伏保温外墙系统的制作方法
【专利摘要】太阳能光伏保温外墙系统，包括：保温墙；光伏系统，包括位于保温墙外侧并与保温墙间隔一定距离的太阳能光伏板；以及光伏板调节支架，与太阳能光伏板连接，用于调整太阳能光伏板与保温墙之间的角度。本发明所提供的太阳能光伏保温外墙系统通过调整太阳能光伏板与保温墙之间的角度，从而提高发电效率并改善室内热环境。
【专利说明】太阳能光伏保温外墙系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能光伏保温外墙系统。
【背景技术】
[0002]目前，光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电组件安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏组件与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏组件与建筑的结合。另一类是光伏组件与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。目前，在采用光伏系统与建筑集成的太阳能光伏保温外墙系统中，光伏组件与保温墙之间的角度通常都是固定的，一方面，由于太阳高度角在不同的季节通常是不一样的，因而使得太阳不能直射在光伏组件上，从而使得光伏系统发电的效率降低。此外，现有的太阳能光伏保温外墙系统通常也不具有调节室内热环境的功能。
【发明内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本发明的目的是提供一种发电效率高且能够改善室内热环境的太阳能光伏保温外墙系统来克服现有技术的不足。
[0005]( 二 )技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能光伏保温外墙系统，包括:
[0007]保温墙；
[0008]光伏系统，包括位于保温墙外侧并与保温墙间隔一定距离的太阳能光伏板；以及
[0009]光伏板调节支架，与太阳能光伏板连接，用于调整太阳能光伏板与保温墙之间的角度。
[0010]其中，光伏板调节支架包括调节组件和在竖直方向上大致位于保温墙中间处的固定支撑件，固定支撑件的一端固定在保温墙上，另一端与太阳能光伏板铰接；调节组件包括位于保温墙和上楼板之间仅能横向移动的横向杆、在太阳能光伏板和保温墙之间仅能竖直方向移动的竖向杆，以及其两端分别与横向杆位于室外侧的一端和竖向杆的上端铰接的斜向杆，其中，在竖向杆的下端分别铰接呈大致倒V形结构的两根连接杆，两根连接杆的自由端分别与保温墙和太阳能光伏板固定。
[0011]其中，保温墙从室外侧向室内侧依次包括防水层、混凝土板、钢柱、第一空气层和保温层。
[0012]其中，在保温墙内侧贴附有调湿内饰板。
[0013]其中，混凝土板采用蒸压轻质加气混凝土板。
[0014]其中，保温层包括两层保温板以及位于两层保温板之间的第二空气层。
[0015]其中，保温墙的上部和下部分别设置有将室外和第一空气层连通的室外侧通风管道，在第一空气层上部设置有直流风机。
[0016]其中，直流风机由光伏系统产生的电能驱动。
[0017]其中，保温墙的上部和下部还分别设置有将室内和第一空气层连通的室内侧通风管道。
[0018]其中，在第一空气层中还设置有湿度传感器，用于检测第一空气层中的湿度。
[0019](三)有益效果
[0020]与现有技术相比，优点在于:首先，夏季通过改变太阳能光伏板与竖直的保温墙之间的夹角，一方面使得太阳光直射在太阳能光伏板上以提高发电效率，另一方面，由于太阳能光伏板倾斜，使得太阳能光伏板上部与上楼板的间隙以及下部与下楼板的空隙增大，促进了太阳能光伏板背面侧空气流动，因而降低了太阳能光伏板背面温度，进一步调高了发电效率，同时也减小了建筑外墙在夏季的太阳辐射得热；而在冬季将太阳能光伏板调节成与竖直的保温墙平行，减小光伏板与上下楼板的空隙，阻碍光伏板背面侧空气流动，增强墙体的保温效果。此外，该太阳能光伏板保温外墙系统根据夏季、冬季室内得热量需求的不同,分别向室外侧和室内侧排湿,除去墙体内湿量的同时,也改善了室内的热环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明的太阳能光伏保温外墙系统在夏季工作时的结构示意图；
[0022]图2示出了太阳能光伏保温外墙系统在夏季时的第一空气层流动状况；
[0023]图3为本发明的太阳能光伏保温外墙系统在冬季工作时的结构示意图；以及
[0024]图4示出了太阳能光伏保温外墙系统在冬季时的第一空气层流动状况。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0026]图1至图4示出了根据本发明的太阳能光伏保温外墙系统的一个优选实施例。其中，图1和图2示出了太阳能光伏保温外墙系统在夏季工作时的状态，而图3和图4示出了太阳能光伏保温外墙系统在冬季工作时的状态。在该实施例中，太阳能光伏保温外墙系统包括竖直的保温墙和光伏系统，其中光伏系统包括位于保温墙外侧并与保温墙间隔一定距离的太阳能光伏板(9)，该光伏板(9)经逆变器(未示出)连接蓄电池(未示出)或者直接向用电器供电。其中，该太阳能光伏保温外墙系统还包括与太阳能光伏板(9)连接用于调整太阳能光伏板(9)与保温墙之间的角度的光伏板调节支架。
[0027]具体地，光伏板调节支架包括在竖直方向上大致位于保温墙中间处的固定支撑件
(10)和调节控制组件。固定支撑件(10)的一端固定在保温墙上，另一端与太阳能光伏板
(9)铰接。调节控制组件包括位于保温墙和上楼板(3)之间的横向杆(4)，在太阳能光伏板(9)和保温墙之间的竖向杆(6)，以及两端分别与横向杆位于室外的一端和竖向杆的上端铰接的斜向杆。其中，横向杆(4)与固定在上楼板(3)上的导向圈配合，使得其只能沿水平方向移动，竖向杆(6)与固定在保温墙上的导向圈配合，使得其只能沿竖直方向移动。在竖向杆(6)的下端分别铰接两根连接杆，并呈大致倒V形结构，两根连接杆的自由端分别与保温墙和太阳能光伏板(9)固定。当向室外侧水平推动横向杆⑷时，由于导向圈的导向作用，横向杆(4)只能沿水平方向移动，并带动斜向杆运动，进而带动竖向杆￠)向下移动，以使得倒V形结构的夹角增大，从而推动太阳能光伏板(9)下部向外移动，由于固定支撑件
(10)与光伏板(9)铰接，使得光伏板(9)上部向保温墙侧移动，光伏板(9)发生倾斜，从而增大太阳能光伏板(9)与保温墙之间的角度。同理，当向室内侧水平拉动横向杆⑷时，可减小太阳能光伏板(9)与保温墙之间的角度。
[0028]夏季，如图1所示，根据太阳高度角利用光伏板调节支架调整太阳能光伏板(9)与竖直的保温墙之间的角度，使得太阳光能够直射太阳能光伏板(9)，以提高发电效率。由于太阳能光伏板(9)倾斜，太阳能光伏板(9)上部与上楼板(3)的间隙以及下部与下楼板的空隙增大，同时太阳能光伏板(9)背面热量积累，促进了太阳能光伏板(9)背面侧空气流动(如图2所示)，空气的流动带走背面空气热量，因而降低了太阳能光伏板背面温度，进一步调高了发电效率，同时减小了建筑外墙在夏季的太阳辐射得热。冬季，如图3所示，冬季太阳高度角小，则将太阳能光伏板(9)调节成与竖直的保温墙平行，减小光伏板(9)上下部分别与上下楼板的空隙，阻碍光伏板(9)背面侧空气流动，增强墙体的保温效果。
[0029]其中，在该实施例中，保温墙从左至右(即从室外侧向室内侧)依次为防水层(8)、混凝土板(11)、钢柱(12)、第一空气层(13)以及保温层。优选地，在保温墙内侧还贴附有调湿内饰板(17)，调湿内饰板(17)是一种利用调湿材料对水蒸气的自动吸放作用调节室内空气湿度的建筑墙体材料，主要成分是调湿材料和胶结料。调湿内饰板(17)对水蒸气的吸收与释放取决于于其表面的水蒸气分压力及周围环境空气的水蒸气分压力，只要将调湿内饰板应用于围护结构内表面，它便能自动调节室内湿度，调湿过程连续、无能耗。
[0030]此外，混凝土板(11)优选为蒸压轻质加气混凝土(ALC)板，ALC板是一种轻质板，其质量只有普通混凝土板的五分之一。进一步地，保温层包括两层保温板(15)以及位于两层保温板之间的第二空气层(16)，以提高保温效果，此外通过运用多种密度的墙板，并且具有2层空气层，使声音在传播过程中受到多重阻碍，具有良好的隔声效果。此外，保温板
(15)采用金属夹芯形式，再加上钢柱(12)的使用，在减轻墙体自重的同时，也保证了墙体的承重能力。
[0031]进一步地，在保温墙的上部和下部分别设置有将室外和第一空气层(13)连通的室外侧通风管道(I);在第一空气层(13)上部，靠近上部室外侧通风管道(I)处设置有直流风机(2)，虽然外墙有防水层，但还是会有水蒸气渗透进入第一空气层(13)，当第一空气层(13)内空气相对湿度超过设定值时，夏季，通过定时打开室外侧通风管道(1)，将积累的湿量随空气流动排除保温外墙系统，与此同时，带走了墙内部分蓄热，减少了夏季室内得热；在该实施例中，直流风机(2)固定于钢柱(12)上，并由光伏系统产生的电能驱动，需要说明的是，直流风机(2)也可采用其它供电方式。进一步地，在保温墙上部和下部还分别设置有将室内和第一空气层(13)连通的室内侧通风管道(5)。冬季，当第一空气层(13)内空气相对湿度超过设定值时，通过定时打开室内侧通风管道(5)，除去墙体内湿量的同时，也不至于减少室内得热。总之，轻质太阳能光伏保温外墙系统，在除湿的同时，也改善了室内热环境。
[0032]进一步，太阳能光伏保温外墙系统还包括控制器(未示出)，该控制器分别与直流风机(2)、室外侧通风管道⑴和室内侧通风管道(5)连接，用于分别控制直流风机(2)的开启和关闭，室外侧通风管道(I)的开启和关闭以及室内侧通风管道(5)的开启和关闭。
[0033]此外，在第一空气层(13)中还设置有湿度传感器(7)，用于检测第一空气层(13)中的湿度，以便根据检测到的湿度来开启室外侧通风管道(I)、室内侧通风管道(5)以及风机(2)。优选地，湿度传感器(7)经由信号线(14)与控制器连接，湿度传感器(7)检测的湿度上传给控制器，控制器根据湿度传感器(7)监测到的湿度来开启直流风机(2)。夏季，当湿度传感器(7)检测到第一空气层(13)相对湿度超过设定值I (上限值)时，通过控制器将室外侧通风管道(I)定时打开，当湿度传感器(7)检测到第一空气层(13)相对湿度下降至IJ设定值2 (下限值)时，关闭室外侧通风管道(I)。而在冬季，当湿度传感器(7)检测到第一空气层(13)相对湿度超过设定值3 (上限值)时，控制器将室内侧通风管道(5)定时打开，并开启直流风机(2)将积累的湿量随空气流动排除保温外墙系统，除去墙体内湿量的同时，将墙体内蓄热带入室内，冬季不至于减少室内得热。当湿度传感器(7)检测到第一空气层(13)相对湿度下降到设定值4 (下限值)时，关闭室内侧通风管道(5)。
[0034]本发明利用光伏板(9)角度改变调节光伏板(9)发电量，同时控制墙体内相对湿度，不仅保证墙体的结构稳定性，还有效控制了墙体向室内的传热传湿量，从而改善室内热环境。轻质墙体的特点在于自重轻，加了多层空气层的保温轻质外墙不仅具有较好的保温效果，还具有良好的隔声效果。
[0035]以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏保温外墙系统，包括: 保温墙; 光伏系统，包括位于保温墙外侧并与保温墙间隔一定距离的太阳能光伏板；以及 光伏板调节支架，与太阳能光伏板连接，用于调整太阳能光伏板与保温墙之间的角度。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中光伏板调节支架包括调节组件和在竖直方向上大致位于保温墙中间处的固定支撑件，固定支撑件的一端固定在保温墙上，另一端与太阳能光伏板铰接；调节组件包括位于保温墙和上楼板之间仅能横向移动的横向杆、在太阳能光伏板和保温墙之间仅能竖直方向移动的竖向杆，以及其两端分别与横向杆位于室外侧的一端和竖向杆的上端铰接的斜向杆，其中，在竖向杆的下端分别铰接呈大致倒V形结构的两根连接杆，两根连接杆的自由端分别与保温墙和太阳能光伏板固定。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中保温墙从室外侧向室内侧依次包括防水层、混凝土板、钢柱、第一空气层和保温层。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中在保温墙内侧贴附有调湿内饰板。
5.根据权利要求3所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中混凝土板采用蒸压轻质加气混凝土板。
6.根据权利要求3所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中保温层包括两层保温板以及位于两层保温板之间的第二空气层。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中保温墙的上部和下部分别设置有将室外和第一空气层连通的室外侧通风管道，在第一空气层上部设置有直流风机。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中直流风机由光伏系统产生的电能驱动。
9.根据权利要求7所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中保温墙的上部和下部还分别设置有将室内和第一空气层连通的室内侧通风管道。
10.根据权利要求7所述的太阳能光伏保温外墙系统，其中在第一空气层中还设置有湿度传感器，用于检测第一空气层中的湿度。
【文档编号】E04B2/00GK104196147SQ201410451904
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】韩星, 陈玉祥 申请人:上海理工大学