一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统的制作方法

1.本发明属于一种光伏幕墙系统，尤其涉及一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统。


背景技术：

2.太阳能发电，又称为光伏发电，其与建筑的结合主要分为两种方式，
3.1.第一种较为常见，为“bipv”(building integrated photovoltaic)：即与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的太阳能光伏发电系统，也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能，甚至还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成完美的统一体。
4.2.第二种为“bapv”(building attached photovoltaic)：附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，也称为“安装型”太阳能光伏建筑。它的主要功能是发电，与建筑物功能不发生冲突，不破坏或削弱原有建筑物的功能。
5.目前市场上，光伏幕墙大部分是通过新建建筑而实现，即“bipv”方式。例如应用于新建建筑的光伏幕墙、光伏天窗、光伏瓦片等。然而事实上，将光伏幕墙运用在既有建筑比新建建筑大得多的市场，且政府与市场均有光伏改造的政策与需求，目前缺少的就是突破光伏应用的技术，是制约光伏产业发展的瓶颈。主要存在如下问题：
6.1.针对新建建筑光伏系统(bipv)技术特点是“大而全”，无法应对既有建筑已经存在，且大多无法改造的基础条件，例如，消防系统、通风系统、采光要求等均不能有所更改。
7.2.既有建筑的体量千差万别，外墙形式也形态各异。而bipv常规的建筑光伏的做法是就要进行针对性设计，并不适用于的既有建筑广泛的需求。
8.3.既有建筑外立面(及屋面)大多存在各种附加的设施，或有增加设施(例如监控、泛光照明)等需求，如不加以“集成”处理，不仅影响外立面效果，更有漏电、影响光照隐患。
9.4.“bipv”及“bapv”都存在设备、线路及光伏玻璃组件需要维护保养实际需要。以往的是“bipv”方式的光伏玻璃组件，都并未针对光伏玻璃组件的维护保养作为一个经常性行为进行设计。
10.以上太阳能光伏幕墙在实际应用，特别是在既有建筑应用的缺点，已经严重制约了“bipv”及“bapv”技术的应用与普及，属于“最后一公里”的问题，由此而错失了很多的市场机会。
11.为解决上述问题，设计了一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统，将光伏与幕墙技术相融合，同时集成其他专业需求，应用于既有建筑的专利技术，能将光伏幕墙系统应用在现有的建筑上，具有现实意义与良好的应用前景。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统，旨在解决所述背
景技术中存在的问题。为实现所述目的，本发明采用的技术方案是：
13.一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统，包括：支撑模块、构件模块、线路保护模块与感应模块，
14.所述支撑模块固定安装在建筑外立面上，所述支撑模块为所述光伏幕墙集成系统提供力学支撑点，通过所述支撑模块将所述光伏幕墙集成系统固定安装在既有建筑的建筑外立面上，可以满足常见的大部分应用常见，例如混凝土墙面、各种幕墙表面甚至架空空间，只要存在构成平面体系的结构支点，就可以安装所述光伏幕墙集成系统；
15.所述构件模块与所述支撑模块固定安装，所述构件模块包括光伏面板，用于光伏发电并调节光伏面板的角度；
16.所述线路保护模块固定安装在所述构件模块的背部，所述线路保护模块包括所述光伏幕墙集成系统的全部相关线路集成支护构件，用于保护所述光伏幕墙集成系统的线路；
17.所述感应模块与所述构件模块电性连接或信号连接，所述感应模块用于感应环境并控制所述构件模块调整光伏面板。
18.作为优选的，所述支撑模块包括连墙支撑杆件，所述连墙支撑杆件固定安装在建筑外立面上，所述连墙支撑杆件为所述光伏幕墙集成系统提供力学支撑点，以承担所述光伏幕墙集成系统的各种力学荷载，主要包括：风荷载、自重荷载、上人荷载与地震荷载。
19.作为优选的，所述支撑模块包括横向杆件，所示横向杆件用于所述光伏幕墙集成系统与建筑外立面进行力学传递，所述光伏幕墙集成系统通过所述横向杆件获得更好的力学支撑效果，更加稳固可靠。
20.作为优选的，所述构件模块包括固定边框，光伏面板组件与光伏开窗器，其中光伏开窗器选用电动链式开窗器；
21.所述固定边框作为所述构件模块的基础力学构件，与所述支撑模块固定安装；
22.所述光伏面板组件的顶部与所述固定边框的顶部转动连接，所述光伏面板组件用于光伏发电；
23.所述光伏开窗器安装在所述固定边框上，所述光伏开窗器的驱动端与所述光伏面板组件的背部连接，所述光伏开窗器用于调整所述光伏面板组件的角度，所述光伏开窗器通过所述驱动端伸出或缩回控制所述光伏面板组件的仰角，所述光伏开窗器还用于日常检修时展开所述光伏面板组件。
24.作为优选的，所述光伏面板组件包括光伏面板与固定框架，所述固定框架沿所述光伏面板的边沿设置，所述固定框架与所述固定边框铰接。
25.作为优选的，所述构件模块还包括装饰连接支座，所述装饰连接支座安装在所述固定框架上，所述装饰连接支座用于装饰建筑外立面。所述装置线条可以安装led灯具，当夜晚时亮起led灯具并控制灯光变化，可以起到良好装饰建筑外立面的效果。
26.作为优选的，所述线路保护模块包括电缆桥架与功能件接线盒，所述电缆桥架与所述功能件接线盒分别安装在所述构件模块的背部，所述电缆桥架用于集成容纳所述光伏幕墙集成系统的电缆，所述功能件接线盒用于集成与容纳功能件(功能件包括但不限于光伏面板、光伏开窗器、led灯具等)的电线。
27.作为优选的，所述感应模块包括太阳光跟踪控制器，所述太阳光跟踪控制器用于
接收太阳光线信号并控制构件模块调整光伏面板的角度与方向；
28.太阳光跟踪控制器连接有以太阳光跟踪感应器，用于感应太阳光感应信号，太阳光跟踪控制器根据太阳光感应信号控制光伏开窗器，从而调整光伏面板角度与方向，使得光伏组件受光面与太阳光线垂直，提高太阳光能利用率。
29.作为优选的，所述感应系统包括风雨感应器，所述风雨感应器用于感应风、雨，并控制构件模块在大风与下雨环境下收回光伏面板。
30.作为优选的，所述感应系统包括监视器，所述监视器用于监视周围环境。
31.本发明的有益效果：
32.1.本发明提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统服务于既有建筑，而既有建筑的外立面千差万别，若根据各自的建筑特点分别设计，从经济上、技术上都不合算。因此，采用本专利技术，将适用于大多数建筑的应用场景。建筑外立面仅需部分可供支撑模块连接的支撑点，支撑模块便可灵活构建出基本的支撑系统。如果进一步标准化，将可以覆盖类似“城中村”这类建筑群落，集中安装并集中管控。
33.2.便于光伏系统的维护与保养，光伏开窗器在其他场景应用时已或的可靠性验证，可以保证在本系统中正常运行。结合太阳光自动跟踪控制器及控制终端的使用，光伏开窗器又能够辅助太阳能光伏板的角度调整。
34.3.可按需增加各种常见的附加电子系统功能(如监控系统、风雨感应器与太阳光跟踪控制器等)，功能丰富灵活。
35.4.本发明集成了光伏发电、泛光照明、风光雨感应装置、监控系统的需求，构建了从发电到应用的集成体系，即各类型接线盒及电缆桥架等，在低成本下为建筑提供了光电开发及应用的可能性。
附图说明
36.图1为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统光伏面板打开状态示意图；
37.图2为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统框架结构示意图；
38.图3为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统光伏面板关闭状态结构示意图；
39.图4为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统光伏面板打开状态结构示意图；
40.图5为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统太阳光自动跟踪控制器示意图；
41.图6为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统风雨感应器示意图；
42.图7为本发明实施例提供的一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统监视器示意图。
43.其中，图中各附图标记：
44.1.连墙支撑杆件；2.横向杆件；3.固定边框；4.光伏面板组件；41.光伏面板；42.固
定框架；5.光伏开窗器；6.装饰连接支座；61.led灯；7.电缆桥架；8.光伏接线盒；9.光伏开窗器接线盒；10.太阳光自动跟踪控制器接线盒；11.风雨感应器接线盒；12.备用接线盒；13.太阳光自动跟踪控制器；14.风雨感应器；15.监视器。
具体实施方式
45.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式，本文所使用的术语“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“前端”、“后端”以及类似的表达是参考附图的位置关系。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
48.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
49.如图1～7所示，本发明实施例提供了一种既有建筑多功能光伏幕墙集成系统，包括支撑模块、构件模块、线路保护模块与感应模块，
50.支撑模块用于为光伏幕墙集成系统提供力学支撑点，光伏幕墙集成系统通过支撑模块固定安装在建筑的外立面上；
51.构件模块的背部与支撑模块固定安装，构件模块设有光伏面板41，用于光伏发电，同时构件模块可以调节光伏面板41的角度，使得光伏幕墙集成系统更充分利用太阳光能量；
52.线路保护模块安装在构件模块的背部，光伏幕墙集成系统的所有线束与线缆集成容纳在线路保护模块中；
53.感应模块与构件模块电性连接，用于感应环境的变化并控制构件模块调整光伏面板41，也能按照实际使用需求增加功能性集成模块，在低成本下为建筑提供了光电开发及应用的可能性。
54.在本实施例中，支撑模块包括连墙支撑杆件1，连墙支撑杆件1固定安装在建筑外立面上，为光伏幕墙集成系统提供力学支撑点。
55.在本实施例中，支撑模块包括横向杆件2，横向杆件2连接安装在构件模块的背部，横向杆件2的左右两端连接连墙支撑杆安装，横向连杆起到力学传递作用，使得光伏幕墙集成系统固定在墙上能够将重力通过横向杆件2与连墙支撑杆分散至建筑外立面上，更加稳固可靠。
56.其中，连墙支撑杆件1的铆接深度大或固定边框3采用特殊固定结构等情况时，支
撑模块可以单独采用连墙支撑杆件1将光伏幕墙集成系统安装在建筑外立面上；当建筑外立面本身具有可用作光伏幕墙集成系统力学支撑点的结构时，支撑模块可以单独采用横向杆件2对光伏幕墙集成系统与建筑外立面实现力学传递；也可以将连墙支撑杆件1与横向杆件2两者结合使用，在一些特殊的建筑外立面上可再增加其他构件，以使得支撑模块能够将光伏幕墙集成系统牢固安装在建筑外立面上。
57.在本实施例中，构件模块包括固定边框3、光伏面板组件4与光伏开窗器5；
58.固定边框3的背部固定安装有支撑模块，固定边框3作为构件模块基础力学构件，用作光伏幕墙集成系统整体的框架，同时通过其背部安装的横向杆件2与连墙支撑杆固定安装在建筑外立面上；
59.光伏面板组件4包括光伏面板41与固定框架42，光伏面板41与固定框架42通过光伏面板41进行光伏发电，固定框架42环绕光伏面板41的外边沿设置，同时，固定框架42的顶部与固定边框3的顶部通过铰接件铰接，因此光伏面板组件4可以以固定框架42的顶部为翻转轴进行翻转；
60.光伏开窗器5固定安装在固定边框3上，其中光伏开窗器5可采用单链式电动开窗器与双链式电动开窗器，光伏开窗器5的驱动端与光伏面板组件4的背部连接，当光伏开窗器5的驱动端伸出时光伏面板组件4以固定框架42顶部为翻转轴向上翻转，光伏面板41的仰角改变，光伏开窗器5的驱动端收回时，光伏面板组件4向下翻转；在进行日常检修与维护时，光伏开窗器5可以将光伏面板组件4翻起，方便工作人员对线路保护模块及线路、线缆进行维护与保养。
61.在本实施例中，构件模块还包括装饰连接支座6，装饰连接支座6安装在固定边框3的上端，装饰连接支架上安装有led灯61，在夜晚时通过led灯61能对建筑起到装饰作用。
62.如图5所示，在本实施例中，感应模块包括太阳能跟踪控制器，太阳能跟踪控制器用于检测太阳光线的直射角度同时控制光伏开窗器5调整光伏面板41的角度，使得光伏面板41的角度与太阳光线的直射角度垂直，使得光伏幕墙集成系统能够更好利用太阳光的能量。
63.如图6所示，在本实施例中，感应模块还包括风雨感应器14，风雨感应器14用于感应户外环境的风力及下雨情况，当户外处于下雨与吹大风的情况下，风雨感应器14控制光伏开窗器5将光伏面板41收回，以保证安全。
64.如图7所示，在本实施例中，感应模块还包括监视器15。
65.在本实施例中，线路保护模块包括电缆桥架7、光伏接线盒8、光伏开窗器接线盒9、太阳光自动跟踪控制器接线盒10、风雨感应器接线盒11与备用接线盒12；
66.电缆架桥安装在固定边框3的背部并且通过连墙支撑杆件1进行支撑，电缆架桥容纳光伏幕墙集成系统的主线缆，当光伏幕墙集成系统通过设置多个构件模块拼接时，各个构件模块的主线缆通过电缆架桥收纳与集成；
67.光伏接线盒8用于容纳与集成光伏面板41的线路与接线端；
68.光伏开窗器接线盒9用于容纳与集成光伏开窗器5的线路与接线端；
69.太阳光自动跟踪控制器接线盒10用于容纳与集成太阳光自动跟踪控制器13的线路与接线端；
70.风雨感应器接线盒11用于容纳与集成风雨感应器14的线路与接线端；
71.备用接线盒12用于容纳与集成监视器15、led灯61等线路与接线端。
72.在本实施例中，光伏幕墙集成系统通过上述设计，可以选装泛光照明灯具、监视器15、感应器等户外电器设施，提供配套的连接构件及预留空间。
73.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。