建筑集成光伏设备作为智能传感器在智能建筑能源管理系统的应用_3

文档序号:8947476阅读:来源:国知局
,本发明可以多种不同形式呈现,而不应认为仅限于本文所阐述的实施方式;相反,这些实施方式的提供使得本发明更为全面和完整,并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
[0031]现参照附图,如图1所示的具有分离的发电、传感器数据生成和可控建筑组件的传统智能建筑能源管理系统,将用于对比说明如图2-5所示的PV设备,其将发电和传感器数据的生成结合成一个单一单元,以简化整个智能建筑能源管理系统。
[0032]如上所述,附图1为具有分离的发电、传感器数据生成和可控建筑组件的传统智能建筑能源管理系统的示意图,在这种示例性的传统智能建筑能源管理系统中,来自于安装在屋顶的两个PV阵列101的电力通过它们各自的电源调节装置(逆变器)102提供给建筑控制单元103,所述建筑控制单元103利用来自于两个独立安装在屋顶的传感器104的其它信息来确定是否启动顶楼风扇(或热栗)105。
[0033]现参考附图2-5,对PV设备的示例性实施方式进行描述。所述PV设备的示例性实施方式可被配置成将发电和传感器数据生成结合成一个单一单元,从而相对于传统建筑能源管理系统,如图1所示的传统实施方式,简化了整个智能建筑能源管理系统。
[0034]图2为智能建筑能源管理系统的示例性实施方式的示意图,其中,所述PV阵列向能源管理系统提供电力和传感器数据。在该实施方式中,两个安装在屋顶的PV阵列201,可含有一种或多种PV技术,包括但不限于:晶体硅、无机薄膜技术如碲化镉、CIGS或非晶硅或0PV,或是一种或多种PV技术的组合;所述安装在屋顶的PV阵列201将它们的电力传送给它们各自的电源调节装置(逆变器)202。该实施方式示出了两个安装在屋顶的PV阵列201。然而,可设置一个或多个安装在屋顶的PV阵列201。随后,电源调节装置202将来自于PV阵列201的电力转换成恰当的适合于当前使用的电源形式,例如,用于直流(DC)应用如用于储能的或直流微电网的充电电池应用的无调节或电压转换,或者有助于为较大的电网基础设施提供交流电(AC)的逆变器。输出的电压和电流参数描述了由PV阵列201所产生的电力,且由这些参数确定电力的适当使用。由此,可监控和利用这些参数,且在一些情况下,可始终监控和利用这些参数,作为控制电力输出(实线)的智能建筑能源管理系统203的输入参数。通过将这些输出参数与特定条件(即,理想的AM1.5G1-太阳照射)下获得的基准值进行对比,可用于提供关于当前光照强度和/或温度条件的信息,以及其它信息。因此,该输出参数可作为传感器数据(虚线)传送到能源管理系统203,且所述控制单元可利用一校准图来将数据转换成关于建筑物环境,如光照强度和环境温度的有用信息。然后,所述能源管理系统203可利用这些数据来确定是否启动一个或多个顶楼风扇(或热栗),如图2所示的两个顶楼风扇(或热栗)204。在这种方式中,PV设备201的示例性实施方式可被配置成将发电和传感器数据生成结合成一个单一单元,从而相对于传统建筑能源管理系统,如图1所示的传统实施方式,简化了整个智能建筑能源管理系统。上述实施方式描述了一个极简的建筑控制系统以说明本发明的特点。在操作中,建筑控制系统可包括多个PV发电和传感器发电单元,其它的传感器单元以及其它的可控建筑元件。
[0035]图3为智能建筑能源管理系统的另一种示例性实施方式的示意图,其中,安装在屋顶的PV阵列向能源管理系统提供电力和传感器数据。在该实施方式中,一小型的PV设备也可提供传感器数据和能允许无线传输该传感器数据的足够电力。所述安装在屋顶的PV阵列301向其电源调节装置(逆变器)302发送电力,所述电源调节装置可向能源管理系统303提供电力(实线)和传感器数据(虚线)。所述安装在屋顶的小型PV传感器设备304向无线发射器305直接提供电力,所述无线发射器305将PV传感器设备的输出参数产生的传感器数据传输给无线接收器306,随后,该无线接收器306将所述传感器信息传送给能源管理系统303。所述能源管理系统可利用来自于PV阵列301和/或PV传感器设备304的传感器数据来确定是否打开顶楼风扇(或热栗)307。在这种方式中,所述安装在屋顶的PV阵列301的示例性实施方式可向能源管理系统303提供电力和传感器数据,以及另外或可选地,小型PV设备304可提供传感器数据以及足以允许无线传输所述传感器数据的电力,从而相对于传统建筑能源管理系统,例如图1所示的传统实施方式,简化了整个智能建筑能源管理系统。
[0036]图4为智能建筑能源管理系统的另一种示例性实施方式的示意图,其中,例如为半透明窗户单元如Solar Window?形式的BIPV设备,向能源管理系统提供电力和传感器数据。所述半透明窗户单元BIPV设备401向其电源调节装置(逆变器)402传送电力,所述电源调节装置402向所述能源管理系统403传输来自于输出参数的电力(实线)和传感器数据(虚线),可确定电致变色窗户元件404是否应处于其高VLT或低VLT状态。以这种方式,该示例性实施方式可使得BIPV设备401向能源管理系统403提供电力和传感器数据,从而相对于传统建筑能源管理系统,例如图1所示的传统实施方式,简化了整个智能建筑能源管理系统。
[0037]图5为智能建筑能源管理系统的另一种示例性实施方式的示意图,其中,BIPV设备,如半透明BIPV设备,可向能源管理系统提供传感器数据。如图5所示,半透明BIPV设备直接向无线发射器502提供电力,该无线发射器502将采自于PV传感器设备输出参数的传感器数据传送给无线接收器503,然后该无线接收器503向能源管理系统504发送传感器信息。随后,该能源管理系统504可确定是否升起或垂下动态窗帘元件504。以这种方式,该示例性实施方式可使得BIPV设备501向能源管理系统503提供电力和传感器数据,从而相对于传统建筑能源管理系统,例如图1所示的传统实施方式,简化了整个智能建筑能源管理系统。
[0038]总之,示例性实施方式提供了一种利用光伏设备作为传感器的方法,其中,将该设备的电压和电流输出参数与特定基准条件下获得的值进行对比,以提供关于光强度和环境温度的信息,可供智能建筑能源管理系统作为输出参数使用以助于确定制热、制冷、以及各种动态节能建筑元件的最佳设置。
[0039]所述光伏设备可以是基于下述一种或多种光伏技术中的传统屋顶光伏阵列,所述光伏技术包括:晶体硅、碲化镉、铜-铟-镓-砸化物、铜-锌-锡-硫化物、非晶硅或有机光伏技术,且电力输出和传感输出可供建筑能源管理系统使用。
[0040]所述光伏设备可以是小型屋顶光伏模块或单元,且该设备的电力输出可用于供无线发射器向建筑能源管理系统发送传感器数据输出。
[0041]所述光伏设备可以是基于下述一种或多种光伏技术的半透明建筑集成光伏模块或单元,所述光伏技术包括:晶体娃、碲化镉、铜-铟-镓-砸化物、铜-锌-锡-硫化物、或非晶硅,且电力输出和传感输出可供建筑能源管理系统使用。
[0042]所述光伏设备可以是基于下述一种或多种光伏技术的半透明建筑集成光伏模块或单元,所述光伏技术包括:晶体娃、碲化镉、铜-铟-镓-砸化物、铜-锌-锡-硫化物、或非晶硅,且输出的电力可供无线发射器向建筑能源管理系统发送传感输出数据。
[0043]所述光伏设备可以是基于有机光伏技术的半透明建筑集成光伏模块或单元,且其电力输出和传感输出可供建筑能源管理系统使用。
[0044]所述光伏设备可以是基于倒置结构有机光伏技术的半透明建筑集成光伏模块或单元,且其电力输出和传感输出可供建筑能源管理系统使用。
[0045]所述光伏设备可以是基于倒置结构有机光伏技术的半透明建筑集成光伏模块或单元,且输出的电力可供无线发射器向建筑能源管理系
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