专利名称：安装在建筑物上的太阳能系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于光伏电池形成的太阳能系统，特别是，涉及一种能够实现自动降温的安装在建筑物上的太阳能系统。
背景技术：
光伏建筑物一体化(BIPV)系统是一种将太阳能系统安装在建筑物上的可再生能源利用系统。在这种太阳能系统中，许多光伏板组成的电池板阵列通过安装框架安装在建筑物的外实体墙壁上。许多光伏板电串联在一起，由此形成一个总的电源系统。然而，在这种将光伏电板与建筑物结合的太阳能系统中，随着光伏发电过程的进行，太阳能以热量的形式进行转换，这就造成了光伏板的背板温度不断升高，导致光伏发电效率逐渐降低 ’另夕卜，由于建筑物的实体墙作为用于安装光伏板的安装基面，对光伏板的温度升高不能进行有效冷却，造成了能源的浪费。已研发了多种冷却技术来降低光伏板的温度，例如在光伏板的背板上安装散热片、水循环系统等，但这些解决方案要么增加了整个太阳能系统的复杂性，要么没有对产生的热能进行再利用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种安装在建筑物上的太阳能系统，使得光伏板与建筑物的外壁，例如由双层钢化玻璃组成的玻璃幕墙，结合在一起形成抽吸空腔，实现了对光伏板的冷却降温，又可以对光伏板产生的热能进行再利用。根据本发明的一个方面的实施例，提供一种安装在建筑物上的太阳能系统，包括 多个电池板阵列，每个电池板阵列包括至少一个光伏板，并具有与太阳光照射方向相反的背面；多个第一安装架，多个所述第一安装架沿建筑物的高度方向大致平行地安装在所述建筑物的外壁上，其中所述电池板阵列安装在两个相邻的所述第一安装架之间，两个相邻的电池板阵列之间密封结合，并且由所述电池板阵列、两个相邻的第一安装架、以及建筑物的所述外壁之间限定抽吸空腔；以及排气通道，所述排气通道与所述抽吸空腔的第一端连通，以将从所述抽吸空腔的与所述第一端相对的第二端流入所述抽吸空腔的空气排出所述抽吸空腔。在上述太阳能系统中，所述建筑物的外壁包括玻璃幕墙，并且所述第一安装架安装在所述玻璃幕墙的支撑装置上。在上述太阳能系统中，所述玻璃幕墙包括双层的钢化玻璃。在上述太阳能系统中，所述第一安装架包括主体部，所述主体部在第一端安装在所述建筑物的外壁上；以及安装部，所述安装部一体地形成在所述主体部的第二端，所述电池板阵列通过结合装置安装在所述安装部上。在上述太阳能系统中，所述安装部的宽度小于所述主体部的宽度，从而在所述主体部的第二端形成两个第一台阶部，在两个相邻的第一安装架的第一台阶部上设有第二安装架。 在上述太阳能系统中，所述第二安装架上设有流体冷却系统，以对所述电池板阵列的背面进行冷却。 在上述太阳能系统中，所述结合装置包括第一结合件，所述第一结合件可拆卸地结合到第一安装架上，并在安装所述电池板阵列的一端形成两个第二台阶部；以及第二结合件，所述第二结合件设置在所述第二台阶部和所述电池板阵列之间，以将所述电池板阵列结合到所述第一结合件上。在上述太阳能系统中，所述结合装置包括第一结合件，所述第一结合件在安装所述电池板阵列的一端形成两个第二台阶部；第二结合件，所述第二结合件设置在所述第二台阶部和所述电池板阵列之间；以及第三结合件，所述第三结合件具有凸缘，并且所述第三结合件通过所述凸缘将所述电池板阵列、所述第一结合件以及所述第二结合件可拆卸地结合到所述第一安装架上。在上述太阳能系统中，所述结合装置为涂覆在所述电池板阵列的背面和所述安装部之间的粘合剂。在上述太阳能系统中，所述排气通道包括切换装置，以有选择地将抽吸空腔中的空气排放到所述建筑物内或者建筑物外。在上述太阳能系统中，所述抽吸空腔的下部设有空气过滤装置。在上述太阳能系统中，所述排气通道中设有电动排气装置。根据本发明的安装在建筑物上的太阳能系统，将建筑物的玻璃幕墙与光伏电热装置形成为一体化结构，使得光伏板、安装架与建筑物的外壁结合在一起形成抽吸空腔，实现了对光伏板的冷却降温，又可以对光伏板产生的热能进行再利用。
为了使本发明的目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，其中图1是显示根据本发明的太阳能系统的原理示意图；图2是显示根据本发明的太阳能系统的一种实施例的局部剖视示意图；图3是显示图2所示A部分的放大意图；图4是显示图2所示太阳能系统的平面示意图；图5是显示根据本发明的太阳能系统的另一种实施例的局部剖视示意图；图6是显示图5所示B部分的一种实施例的放大意图；以及图7是显示图5所示B部分的另一种实施例的放大意图；。
具体实施例方式虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明，同时获得本发明的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。参照图1-5，其中图1是显示根据本发明的太阳能系统的原理示意图；图2是显示根据本发明的太阳能系统的一种实施例的局部剖视示意图；图3是显示图2所示A部分的放大意图；图4是显示图2所示太阳能系统的平面示意图。根据本发明的一种示例性实施例的安装在建筑物上的太阳能系统100，包括多个电池板阵列1，每个电池板阵列包括至少一个光伏板11 (参见图4)，并具有与太阳光照射方向相反的背面；多个第一安装架2，沿建筑物的高度方向大致平行地安装在所述建筑物的外壁3上，其中电池板阵列1安装在两个相邻的第一安装架2之间，两个相邻的电池板阵列之间密封结合，并且由电池板阵列1、 两个相邻的第一安装架2、以及建筑物的外壁3之间限定抽吸空腔4 ；以及排气通道5，所述排气通道5与抽吸空腔4的第一端(例如图1和2中的上端)连通，以将从抽吸空腔4的与第一端相对的第二端(例如图1和2中的下端)流入抽吸空腔4的空气从上部排出抽吸空腔4。在一种示例性实施例中，建筑物的外壁3可以是直立的外墙壁，也可以是倾斜的顶部外表面，甚至是水平的顶部外表面。在进一步的实施例中，外壁3包括玻璃幕墙，并且第一安装架2安装在玻璃幕墙的支撑装置上。进一步地，玻璃幕墙为双层的双白钢化玻璃，这种钢化玻璃的总厚度为6+12+6(毫米)，其中外部的两层玻璃的厚度为6毫米，中间空腔的厚度为12毫米。根据本发明的太阳能系统，由光伏板组成的电池板阵列1与建筑物的外壁3结合， 并在电池板阵列1的背面形成抽吸空腔4，在电池板阵列1接收太阳光照射的过程中，光伏板11的温度将升高并加热抽吸空腔4的空气，在抽吸空腔4内由于热压原理产生烟囱效应，从而使得抽吸空腔4内的空气从下至上流动，并通过排气通道5排到抽吸空腔4之外， 从而对光伏板11的温度进行调节，实现对光伏板11的冷却。进一步地，排气通道5中设有例如排风扇之类的排气装置51，从而使垂直或者倾斜设置的抽吸空腔4中的烟@效应增强，加速空气的流动，进而提高对光伏板11的降温效果。通过空气在光伏板11背面的流动， 可以从光伏板11的背面吸收热量，降低光伏板的温度，根据光伏性能，光伏板11温度的降低，会提高光伏板的发电效率，提升了太阳能的综合利用效率，并延长光伏板的使用寿命。在进一步的实施例中，参见图1，排气通道5包括切换装置52，以有选择地将抽吸空腔4中的空气排放到所述建筑物内或者建筑物外。例如，在冬季，操作切换装置52，使得热空气进入建筑物内，即可以提高建筑物内的温度，还可以为建筑物提供新鲜舒适的空气， 提升室内的舒适度。而在夏季，一般通过切换装置将抽吸空腔4内的空气通过排气通道5 排放到建筑物之外。进一步地，可在用于将热空气进入建筑物内的空气通道中安装空气过滤装置53，以净化从抽吸空腔4进入建筑物内的热空气。参见图2，在抽吸空腔4的第二端也设有空气过滤装置41，以净化从外部进入抽吸空腔4内的热空气。在本发明中，空气过滤装置53和41例如可以是百叶窗、过滤网等能够对空气进行过滤和净化的任何装置。这样， 本发明的太阳能系统包括由空气过滤装置41、抽吸空腔4、排气通道5、以及空气过滤装置 53组成的一体的流动空气加热系统，并可通过空气的自然对流或强制换热实现对光伏板的冷却，即降低了光伏板的温度，提高了光伏板11的发电效率，又充分利用了在降温过程中产生的热能，实现了建筑物的节能效果。根据本发明的实施例，可根据抽吸空腔4的垂直高度、需要产生的热量和风量等具体条件而设定抽吸空腔4的厚度，在实现对光伏板降温的同时，也起到了隔音的作用。下面描述根据本发明的太阳能系统中用于安装电池板阵列的安装架。其中，参见图3-6，在一种示例性实施例中，第一安装架2包括主体部21，所述主体部21在第一端安装在建筑物的外壁3上，例如安装在用于固定钢化玻璃31的安装装置32上；以及安装部 22，所述安装部22 —体地形成在21主体部的第二端，电池板阵列1通过结合装置(下面将要进一步描述)安装在安装部22上。在一种实施例中，主体部21通过固定件23和密封胶垫对结合到安装装置32上。参见图6，安装部22的宽度小于主体部21的宽度，从而在主体部21的第二端形成两个例如对称的第一台阶部25，在两个相邻的第一安装架2的第一台阶部25上设有第二安装架6。电池板阵列1设置在第二安装架6的上方，并且可以与电池板阵列1直接接触也可以不接触。一组第二安装架6与一个电池板阵列相应地，例如，第二安装架6可以是平板结构，也可以是框架结构，以对电池板阵列1提供支撑。在两个沿建筑物的高度方向延伸的相邻第一安装架2之间可安装多个电池板阵列1，如图4所示，同一电池板阵列1的每个光伏板11之间、以及不同电池板阵列1的每个光伏板11之间都采用例如密封胶条12之类的密封件密封结合，从而使得两个相邻第一安装架2之间的设有光伏板11组成抽吸空腔4的一个密封表面。在进一步的实施例中，第二安装架6上设有流体冷却系统(未示出)，该流体冷却系统与电池板阵列1的表面接触，以对电池板阵列1的背面进行冷却。在一种示例性实施例中，参见图6，结合装置包括第一结合件沈，所述第一结合件沈例如通过卡扣结合方式或者挂钩结合方式可拆卸地结合到第一安装架2上，并在安装电池板阵列1的一端形成两个第二台阶部；以及第二结合件27，所述第二结合件27设置在第二台阶部261和电池板阵列1之间，以将电池板阵列1结合到第一结合件沈上。在一种实施例中，第二结合件27为具有粘合作用的胶垫，以将电池板阵列1边缘粘合到第一结合件26的第二台阶部261上。在两个相邻的电池板阵列1的光伏板11之间也设有密封胶，以使相邻的电池板阵列1在高度方向上也密封结合。在另一种示例性实施例中，如图7所述，结合装置包括第一结合件沈’，所述第一结合件26’在安装电池板阵列1的一端形成两个第二台阶部；第二结合件27，所述第二结合件27设置在第二台阶部和电池板阵列1之间；以及第三结合件观’，所述第三结合件28，具有凸缘观1，，并且第三结合件28，通过其凸缘观1，将电池板阵列1、第一结合26’件以及第二结合件27’例如采用卡扣结合方式、挂钩结合方式、或者螺栓结合方式可拆卸地结合到第一安装架2上。这样，第三结合件28’通过其凸缘结合到第一安装架2上，能够增加电池板阵列1的牢固性。在进一步的实施例中，结合装置为涂覆在电池板阵列1的背面和安装部22之间的粘合剂。这样直接将电池板阵列1粘合到安装部22上，省去了其它结合部件，简化了安装结构，但需要粘合剂具有足够的粘合力和粘合寿命。参照图2和3，在抽吸空气4的第一端(即上端)设置排气通道5。在一种实施例中，排气通道5包括壳体M和设置在壳体M上的排气口 55，其中壳体M的一部分通过例如螺栓56之类的固定件结合到抽吸空气4的最上部的一个安装架7的上。为增强稳定性， 可在壳体M和安装架7之间设置弹簧垫片57。壳体M的另一部分可直接连接到建筑物的外壁3上，也可以通过密封结构连接到建筑物的顶部表面上。该排气通道5可包括用于使热风流动的排气管道和百叶换气窗，在夏季时可将排气管道与室内连接端关闭，将百叶换气窗开启，抽吸空腔4内产生的热量将通过烟囱效应或风机引风作用通过此百叶换气窗排到室外，提高电池板的发电效率；冬季则将百叶窗关闭，通过风机及烟 效应将热风送入设置在建筑物内的新风机房，与新风系统结合，并通过风机盘管系统送入室内，起到对室内供暖送新风的作用。本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本发明的技术问题的基础上，实现更多种太阳能系统。在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本发明亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。
权利要求
1.一种安装在建筑物上的太阳能系统，包括多个电池板阵列，每个电池板阵列包括至少一个光伏板，并具有与太阳光照射方向相反的背面；多个第一安装架，多个所述第一安装架沿建筑物的高度方向大致平行地安装在所述建筑物的外壁上，其中所述电池板阵列安装在两个相邻的所述第一安装架之间，两个相邻的电池板阵列之间密封结合，并且由所述电池板阵列、两个相邻的第一安装架、以及建筑物的所述外壁之间限定抽吸空腔；以及排气通道，所述排气通道与所述抽吸空腔的第一端连通，以将从所述抽吸空腔的与所述第一端相对的第二端流入所述抽吸空腔的空气排出所述抽吸空腔。
2.如权利要求1所述的太阳能系统，其中，所述建筑物的外壁包括玻璃幕墙，并且所述第一安装架安装在所述玻璃幕墙的支撑装置上。
3.如权利要求2所述的太阳能系统，其中，所述玻璃幕墙包括双层的钢化玻璃。
4.如权利要求1-3中任一项所述的太阳能系统，其中，所述第一安装架包括主体部，所述主体部在第一端安装在所述建筑物的外壁上；以及安装部，所述安装部一体地形成在所述主体部的第二端，所述电池板阵列通过结合装置安装在所述安装部上。
5.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述安装部的宽度小于所述主体部的宽度， 从而在所述主体部的第二端形成两个第一台阶部，在两个相邻的第一安装架的第一台阶部上设有第二安装架。
6.如权利要求5所述的太阳能系统，其中，所述第二安装架上设有流体冷却系统，以对所述电池板阵列的背面进行冷却。
7.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述结合装置包括第一结合件，所述第一结合件可拆卸地结合到第一安装架上，并在安装所述电池板阵列的一端形成两个第二台阶部；以及第二结合件，所述第二结合件设置在所述第二台阶部和所述电池板阵列之间，以将所述电池板阵列结合到所述第一结合件上。
8.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述结合装置包括第一结合件，所述第一结合件在安装所述电池板阵列的一端形成两个第二台阶部；第二结合件，所述第二结合件设置在所述第二台阶部和所述电池板阵列之间；以及第三结合件，所述第三结合件具有凸缘，并且所述第三结合件通过所述凸缘将所述电池板阵列、所述第一结合件以及所述第二结合件可拆卸地结合到所述第一安装架上。
9.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述结合装置为涂覆在所述电池板阵列的背面和所述安装部之间的粘合剂。
10.如权利要求1-3中任一项所述的太阳能系统，其中，所述排气通道包括切换装置， 以有选择地将抽吸空腔中的空气排放到所述建筑物内或者建筑物外。
11.如权利要求10所述的太阳能系统，其中，所述抽吸空腔的下部设有空气过滤装置。
12.如权利要求1所述的太阳能系统，其中，所述排气通道中设有电动排气装置。
全文摘要
一种安装在建筑物上的太阳能系统，包括多个电池板阵列，每个电池板阵列包括至少一个光伏板，并具有与太阳光照射方向相反的背面；多个第一安装架，多个所述第一安装架沿建筑物的高度方向大致平行地安装在所述建筑物的外壁上，其中所述电池板阵列安装在两个相邻的所述第一安装架之间，两个相邻的电池板阵列之间密封结合，并且由所述电池板阵列、两个相邻的第一安装架、以及建筑物的所述外壁之间限定抽吸空腔；以及排气通道，所述排气通道与所述抽吸空腔的第一端连通，以将从所述抽吸空腔的与所述第一端相对的第二端流入所述抽吸空腔的空气排出所述抽吸空腔。本发明的太阳能系统将建筑壁面和光伏板结合在一起，实现了对光伏板的冷却降温，又可以对光伏板产生的热能进行再利用。
文档编号H02N6/00GK102468780SQ201010534590
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者徐吉富, 方振雷, 马佳贵 申请人:新奥科技发展有限公司, 新奥能源服务有限公司