建筑光伏系统的制作方法

本实用新型涉及建筑光伏领域，具体地说是一种具有余热回收功能的建筑光伏系统。

背景技术：

光伏组件在公共建筑的应用越来越多，尤其是光伏与建筑一体化的应用，但光伏组件与建筑一体化也存在一些问题，如光伏组件背板升温问题，光伏组件背板温度越高，其发电效率就越低，光伏背板的温度夏季时有50-60°C，冬季时有20-30°C，如何低成本地降低光伏背板温度以提高光伏组件发电效率是当前十分重要的研究内容。

专利号为201020140526.7，名称为“一种与建筑屋面一体化的光伏方阵余热水冷回收系统”通过在光伏组件背面设置多根冷却水管来回收光伏板的余热和降低光伏板的温度，该技术方案虽然降低了光伏板的温度，提高了光伏组件的发电功率，但应用成本太高，且冷却水管吸收的热量过少，回收的热水温度过低，冬季一般在20°C～25°C，夏季一般在30°C～40°C，对于普通的家庭热水要求不能满足，此外，由于冷却水管布置较多，导致回收的低温热水供应量较大，对应普通家庭来说当天只能使用部分热水，多余低温热水的热量会大量浪费，只有对于如游泳馆、饭店等需要大量热水的场合才能完全使用完热水，应用场合较小。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有余热回收功能的建筑光伏系统，将建筑光伏板散热和高温热水回收技术结合起来，可同时提高光伏板的发电效率和水的热回收效率。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：一种建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃、电池单元和第二透光玻璃，所述第一透光玻璃与第二透光玻璃间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔和下部空腔，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔内的太阳能电池片，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔内的太阳能电池片，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片之间形成第一透光区，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片之间形成第二透光区，所述建筑光伏系统还包括设置在所述上部空腔内的换热盘管、设有水泵的储水箱、第一水管和第二水管，所述换热盘管由多个纵向水管和多个横向水管组成，所述纵向水管设置在所述第一透光区内，所述横向水管设置在所述上部电池单元的前后两侧，所述第一水管的进水口与换热盘管的出水口连通，出水口设置在储水箱内，所述第二水管的进水口与水泵连通，出水口与换热盘管的进水口连通。

进一步地，所述上部电池单元的太阳能电池片排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片的排列间距。

进一步地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器、水泵连接，用于将温度传感器采集的数据与预设温度值对比来控制水泵的打开与关闭。

本实用新型还采用如下的技术方案：一种建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃、电池单元和第二透光玻璃，所述第一透光玻璃与第二透光玻璃间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔和下部空腔，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔内的太阳能电池片，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔内的太阳能电池片，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片之间形成第一透光区，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片之间形成第二透光区，所述建筑光伏系统还包括设置在所述光伏板背面的换热盘管、设有水泵的储水箱、第一水管和第二水管，所述换热盘管由多个纵向水管和多个横向水管组成，所述纵向水管设置在所述第一透光区背面，所述第一水管的进水口与换热盘管的出水口连通，出水口设置在储水箱内，所述第二水管的进水口与水泵连通，出水口与换热盘管的进水口连通。

进一步地，所述上部电池单元的太阳能电池片排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片的排列间距。

进一步地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器、水泵连接，用于将温度传感器采集的数据与预设温度值对比来控制水泵的打开与关闭。

本实用新型还采用如下的技术方案：一种建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃、电池单元和第二透光玻璃，所述第一透光玻璃与第二透光玻璃间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔和下部空腔，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔内的太阳能电池片，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔内的太阳能电池片，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片之间形成第一透光区，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片之间形成第二透光区，所述建筑光伏系统还包括安装在光伏板背面的多个支架、可移动安装在支架上的换热盘管、气缸、设有水泵的储水箱、第一水管和第二水管，所述换热盘管由多个纵向水管和多个横向水管组成，所述第一水管采用软水管，其进水口与换热盘管的出水口连通，出水口设置在储水箱内，所述第二水管采用软水管，其进水口与水泵连通，出水口与换热盘管的进水口连通，所述气缸的一端与换热盘管固定连接，用于带动换热盘管在第一位置和第二位置之间移动，其中，在所述第一位置，所述换热盘管的纵向水管位于所述第一透光区背面，在所述第二位置，所述换热盘管的纵向水管位于所述上部电池单元的电池片的背面。

进一步地，所述上部电池单元的太阳能电池片排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片的排列间距。

进一步地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器、水泵、气缸连接，用于设置系统使用模式，并根据系统使用模式和温度传感器采集的数据来控制水泵与气缸的工作。

进一步地，所述控制装置包括设置模块、第一移动控制模块、第二移动控制模块、第一控制模块和第二控制模块，所述设置模块用于设置系统使用模式，其中，系统使用模式包括第一热回收模式和第二热回收模式，所述第一移动控制模块用于在系统使用模式处于第一热回收模式时控制气缸工作使其带动换热盘管移动至第一位置；所述第二移动控制模块用于在系统使用模式处于第二热回收模式时控制气缸工作使其带动换热盘管移动至第二位置；所述第一控制模块用于在系统使用模式处于第一热回收模式时将温度传感器采集的数据与第一预设温度值进行对比来控制水泵的打开与关闭，所述第二控制模块用于在系统使用模式处于第二热回收模式时将温度传感器采集的数据与第二预设温度值进行对比来控制水泵的打开与关闭。

本实用新型的有益效果是：

（1）将换热盘管设置在光伏板的上半部的透光区域，使换热盘管可同时吸收太阳光照射的热量和光伏板因发电而产生的热量，有效提高了换热盘管回收的热水温度，使光伏系统的热回收效率进一步提高；

（2）将换热盘管设置在光伏板的上半部的透光区域，同时采用光伏板上部区域的太阳能电池片排列间距大于下部区域的布置方式，使光伏板的上半部温度明显低于下半部，从而在光伏板表面形成自下而上的热气流，进一步加快了光伏板的散热，使其发电效率进一步提高；

（3）将换热盘管可移动安装在光伏板背面，并通过气缸驱动换热盘管在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置换热盘管可同时吸收太阳光照射的热量和光伏板因发电而产生的热量，在第二位置换热盘管只吸收光伏板因发电而产生的热量，使光伏系统具有多种功能，满足了用户不同的使用需求。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的建筑光伏系统侧视结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例的建筑光伏系统俯视结构示意图。

图3为换热盘管结构示意图。

图4为本实用新型第二实施例的建筑光伏系统侧视结构示意图。

图5为本实用新型第二实施例的建筑光伏系统俯视结构示意图。

图6为本实用新型第三实施例中换热盘管处于第一位置时的建筑光伏系统侧视结构示意图。

图7为本实用新型第三实施例中换热盘管处于第一位置时的建筑光伏系统俯视结构示意图。

图8为本实用新型第三实施例中换热盘管处于第二位置时的建筑光伏系统侧视结构示意图。

图9为本实用新型第三实施例中换热盘管处于第二位置时的建筑光伏系统俯视结构示意图。

图10为本实用新型第三实施例中换热盘管可移动安装在光伏板背面的结构示意图。

附图标记说明：1-下部空腔，2-第一透光玻璃，3-太阳能电池片，4-第二透光玻璃，5-换热盘管，6-上部空腔，7-第一透光区，8-第二透光区，9-第一水管，10-储水箱，11-第二水管，12-水泵，13-横向水管，14-纵向水管，15-气缸，16-支架，17-温度传感器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细阐述。

实施例1：如图1、图2和图3所示，本实施例提供的一种的建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃2、电池单元和第二透光玻璃4，所述第一透光玻璃2与第二透光玻璃4间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔6和下部空腔1，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔6内的太阳能电池片3，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔1内的太阳能电池片3，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片3之间形成第一透光区7，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片3之间形成第二透光区8，所述建筑光伏系统还包括设置在所述上部空腔6内的换热盘管5、设有水泵12的储水箱10、第一水管9和第二水管11，所述换热盘管5由多个纵向水管14和多个横向水管13组成，所述纵向水管14设置在所述第一透光区7内，所述横向水管13设置在所述上部电池单元的前后两侧，所述第一水管9的进水口与换热盘管5的出水口连通，出水口设置在储水箱10内，所述第二水管11的进水口与水泵12连通，出水口与换热盘管5的进水口连通。其中，所述换热盘管5为等间距排列的多弯曲金属管，金属管表面最好涂有吸热材料。

需要说明的是，所述太阳能电池片3可以由多个小尺寸的光伏电池片组成。

为了进一步加快光伏板的散热，优选地，所述上部电池单元的太阳能电池片3排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片3的排列间距。其中，所述所述上部电池单元的太阳能电池片的排列间距最好为下部电池单元的太阳能电池片的排列间距的1.2～2倍。

优选地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器17和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器17、水泵12连接，用于将温度传感器采集的数据与预设温度值对比来控制水泵12的打开与关闭。

具体地，所说控制装置具体包括：判断温度传感器采集的数据是否大于预设温度值，若温度传感器采集的数据大于预设温度值，则控制水泵打开，若温度传感器采集的数据小于或等于预设温度值，则控制水泵关闭。

优选地，所述预设温度值为40°C～50°C。

实施例2：如图3、图4和图5所示，本实施例提供的一种建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃2、电池单元和第二透光玻璃4，所述第一透光玻璃2与第二透光玻璃4间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔6和下部空腔1，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔内的太阳能电池片3，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔1内的太阳能电池片3，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片3之间形成第一透光区7，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片3之间形成第二透光区8，所述建筑光伏系统还包括设置在所述光伏板背面的换热盘管5、设有水泵12的储水箱10、第一水管9和第二水管11，所述换热盘管5由多个纵向水管14和多个横向水管13组成，所述纵向水管14设置在所述第一透光区7背面，所述第一水管9的进水口与换热盘管5的出水口连通，出水口设置在储水箱10内，所述第二水管11的进水口与水泵12连通，出水口与换热盘管5的进水口连通。

其中，所述换热盘管5为等间距排列的多弯曲金属管，金属管表面最好涂有吸热材料。需要说明的是，所述太阳能电池片3可以由多个小尺寸的光伏电池片组成。

为了进一步加快光伏板的散热，优选地，所述上部电池单元的太阳能电池片3排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片3的排列间距。其中，所述所述上部电池单元的太阳能电池片的排列间距最好为下部电池单元的太阳能电池片的排列间距的1.2～2倍。

优选地，所述换热盘管5的下侧设有隔热板。

优选地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器17和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器17、水泵12连接，用于将温度传感器采集的数据与预设温度值对比来控制水泵12的打开与关闭。

具体地，所说控制装置具体包括：判断温度传感器采集的数据是否大于预设温度值，若温度传感器采集的数据大于预设温度值，则控制水泵打开，若温度传感器采集的数据小于或等于预设温度值，则控制水泵关闭。

优选地，所述预设温度值为40°C～50°C。

实施例3：如图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例提供的一种建筑光伏系统，包括安装在建筑屋顶的光伏板，所述光伏板包括第一透光玻璃2、电池单元和第二透光玻璃4，所述第一透光玻璃2与第二透光玻璃4间隔预设距离形成一空腔，所述空腔包括上部空腔6和下部空腔1，所述电池单元包括上部电池单元和下部电池单元，所述上部电池单元包括多个等间距排列设置在上部空腔内的太阳能电池片3，所述下部电池单元包括多个等间距排列设置在下部空腔1内的太阳能电池片3，所述上部电池单元在相邻的太阳能电池片3之间形成第一透光区7，所述下部电池单元中在相邻的太阳能电池片3之间形成第二透光区8，所述建筑光伏系统还包括安装在光伏板背面的多个支架16、可移动安装在支架16上的换热盘管5、气缸15、设有水泵12的储水箱10、第一水管9和第二水管11，所述换热盘管5由多个纵向水管14和多个横向水管13组成，所述第一水管9采用软水管，其进水口与换热盘管5的出水口连通，出水口设置在储水箱10内，所述第二水管11采用软水管，其进水口与水泵12连通，出水口与换热盘管5的进水口连通，所述气缸15的一端与换热盘管5固定连接，用于带动换热盘管5在第一位置和第二位置之间移动，其中，在所述第一位置，所述换热盘管5的纵向水管14位于所述第一透光区7背面，在所述第二位置，所述换热盘管5的纵向水管14位于所述上部电池单元的电池片3的背面。其中，所述换热盘管5为等间距排列的多弯曲金属管，金属管表面最好涂有吸热材料。

具体地，所示支架优选为U型支架，所述换热盘管5的横向水管13放置在U型支架的U型槽中，其中，横向水管13的直径小于U型槽的最大宽度，横向水管13在U型槽的移动可实现换热盘管5可移动安装在支架16上。需要说明的是，换热盘管5可移动安装在支架16上还可以采用其他现有技术。

具体地，所述气缸15安装在光伏板背面，它包括可移动的活塞杆，所述活塞杆的一端与换热盘管5固定连接，其中，活塞杆的移动方向与横向水管13的轴线方向平行，由于换热盘管5可在支架16在移动，当活塞杆移动时可带动换热盘管移动。其中，气缸还可以用直线电机等装置代替，本实施例并不仅限于气缸。

为了进一步加快光伏板的散热，优选地，所述上部电池单元的太阳能电池片3排列间距大于所述下部电池单元的太阳能电池片3的排列间距。其中，所述所述上部电池单元的太阳能电池片的排列间距最好为下部电池单元的太阳能电池片的排列间距的1.2～2倍。

优选地，所述建筑光伏系统还包括设置在光伏板背面的温度传感器17和控制装置，所述控制装置分别与温度传感器17、水泵12、气缸15连接，用于设置系统使用模式，并根据系统使用模式和温度传感器17采集的数据来控制水泵12与气缸15的工作。

具体地，所述控制模块包括设置模块、第一移动控制模块、第二移动控制模块、第一控制模块和第二控制模块，所述设置模块用于设置系统使用模式，其中，系统使用模式包括第一热回收模式和第二热回收模式，所述第一移动控制模块用于在系统使用模式处于第一热回收模式时控制气缸15工作使其带动换热盘管5移动至第一位置；所述第二移动控制模块用于在系统使用模式处于第二热回收模式时控制气缸15工作使其带动换热盘管5移动至第二位置；所述第一控制模块用于在系统使用模式处于第一热回收模式时将温度传感器17采集的数据与第一预设温度值进行对比来控制水泵12的打开与关闭，所述第二控制模块用于在系统使用模式处于第二热回收模式时将温度传感器17采集的数据与第二预设温度值进行对比来控制水泵12的打开与关闭。其中，第一热回收模式主要用于光伏板降温和温度较高的热水回收，即用户同时需要热水和光伏板降温；第二热回收模式主要用于光伏板降温，即用户对热水不需要或需求较少。

优选地，所述第一预设温度值为35°C～45°C，所述第二预设温度值为45°C～55°C。

在本实施例中，用户在使用前先设置系统使用模式，控制装置根据用户设置的系统使用模式来控制气缸和水泵的工作。

若用户设置系统使用模式为第一热回收模式，控制装置控制气缸工作使其带动换热盘管移动至第一位置（换热盘管处于第一透光区的背面，可同时吸收太阳光照射的热量和光伏板产生的热量，回收的热水温度较高），并判断温度传感器采集的数据是否大于第一预设温度值，若是，则控制水泵打开，若否，则控制水泵关闭，该模式下换热盘管即可较好地降低光伏板的温度，又可回收大量的温度较高的热水。

若用户设置系统使用模式为第二热回收模式，控制装置控制气缸工作使其带动换热盘管移动至第二位置（换热盘管处于上部电池单元的电池片3的背面，只吸收光伏板产生的热量，回收的热水温度较低且所需的水也较少），并判断温度传感器采集的数据是否大于第二预设温度值，若是，则控制水泵打开，若否，则控制水泵关闭，该模式下由于换热盘管只需降低光伏板温度，用于光伏板降温所需的冷水使用量较少，回收的热水温度也较低。

本实施例通过将换热盘管可移动安装在光伏板背面，并通过气缸驱动换热盘管在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置换热盘管可同时吸收太阳光照射的热量和光伏板因发电而产生的热量，在第二位置换热盘管只吸收光伏板因发电而产生的热量，使光伏系统具有多种功能，满足了用户不同的使用需求。

在本实用新型的三个实施例中，通过将换热盘管设置在光伏板的上半部的透光区域，使换热盘管可同时吸收太阳光照射的热量和光伏板因发电而产生的热量，有效提高了换热盘管的热回收效率和光伏板的发电效率；同时采用光伏板上部区域的太阳能电池片排列间距大于下部区域的布置方式，使光伏板的上半部温度明显低于下半部，从而在光伏板表面形成自下而上的热气流，进一步加快了光伏板的散热，使其发电效率进一步提高。

本实用新型的保护范围并不局限于上述描述，任何在本实用新型的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。