晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户

本申请涉及一种太阳能光伏光热装置，尤其涉及一种晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户。

背景技术：

随着世界经济的高速发展，各产业对能源的需求不断增强，传统化石燃料已经难以满足社会的需求。同时随着人们环保意识的增强，太阳能作为清洁能源被大力推广使用已是大势所趋。其中太阳能窗户作为光伏建筑一体化的代表已得到一定程度的研究。

太阳能窗户是将太阳能产热或发电系统与窗户构件集成在一起，不仅能够承担该建筑构件在楼体中的建筑职能，同时还可以进行光热或光电转换，为系统负载提供热能和电力。完善的蓄能系统是保证太阳能热能利用系统运行高效，不间断工作的有力保证。它帮助减少能源供需之间的不平衡，降低供能峰值负荷。

现在国际市场上的太阳能窗户大都结构复杂，安装困难，且光伏供给电压低，也无法在保证光伏效率和室内得到充足的光照之间做到双赢。而太阳能光热的应用在市场上极少，热水供给的稳定性和效率也很难以得到保障。

技术实现要素：

为了解决以上的现有技术问题，本申请提供了晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户。

晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户，包括双层玻璃、太阳能电动旋杆、集热鳍板、晶硅板、电源模块、相变材料集热管、保温管、换热器、散热器、导线、逆变器以及蓄电池；所述双层玻璃为两块，分别安装在窗户的最外侧和最内侧；所述太阳能电动旋杆与晶硅板连接；集热鳍板一端固定在相变材料集热管上，另一端与晶硅板上的太阳能电动旋杆相连；所述晶硅板、逆变器、蓄电池通过导线依次连接。

进一步的，所述的太阳能电动旋杆上设有太阳追踪装置。

进一步的，所述的晶硅板由晶硅单元和透明玻璃排列组合而成。

进一步的，所述电源模块安装在晶硅板上。

进一步的，所述相变材料集热管安装在晶硅片后方，集热管内填充有相变材料。

进一步的，所述相变材料集热管为u型的空心铜管。

进一步的，所述换热器为壳管式换热器，管中为相变材料，管外为热水。

进一步的，所述换热器中装有电加热器。

进一步的，所述保温管为聚氨酯保温管。

进一步的，所述散热器为肋片式铜铝复合散热器。

晶硅作为目前市场上最理想的太阳能电池材料之一，具有光电转换效率高，运行稳定的特点。将晶硅单元与普通透光玻璃进行组合得到新的晶硅板，且可通过连杆机构调节晶硅板的角度，这样既保证了光伏效率又使室内得到充足的光照。

相变材料集热管布置在晶硅板后，可吸收来自晶硅板运行时产生的余热。而使用相变材料来代替普通热水蓄热，则是因为相变材料蓄热能力强的优点，同时，相变蓄热管道末端与散热器相连，可以达到白天相变蓄热，夜晚再相变向室内散热提高室内温度的理想效果，对改善诸如云南这样的冬季光照充足但气温低的南方城市的室内环境具有重要意义。

双层玻璃安装在窗的最外侧和最内侧，隔绝室内外热交换，尽量减少室内能源消耗。

太阳能电动旋杆安装在晶硅板后部，且旋杆上装有球形的太阳追踪装置，使晶硅板可以以旋杆为轴自行旋转，直至到达能获得最大光伏效率的角度。

集热鳍板一端固定在相变材料集热管上，另一端与晶硅板上的太阳能电动旋杆相连，起到固定旋杆位置作用的同时，也能收集晶硅板上余热并传递给相变材料集热管。

晶硅板由晶硅单元和透明玻璃组合而成，既可以进行光伏发电又可以进行自然采光。

相变材料集热管安装在晶硅片后方，管内装有相变材料，吸收晶硅板发电时产生的余热。

相变材料为微胶囊悬浮液(mcpcm)。

换热器通过保温管将窗户的集热管道与散热器连接，在白天将已经相变的材料储存在内部进行蓄热，在晚上通过内部的换热结构将热量传递至热水中。

换热器中装有电加热器，当槽中相变材料温度低于设计值时，可自行开启，对介质进行加热。

换热器为壳管式换热器，管中为相变材料，管外为热水，白天时，升温并发生相变后的相变材料储存在换热器的管道中；在夜晚时，管中的相变材料和管外的热水发生热量交换。

保温管为聚氨酯保温管，从里到外分别为：工作钢管层+聚氨酯保温层+高密度聚乙烯保护层。

散热器在夜间开启，热水开始循环流动，散热器翅片因此通过向室内散发热量，来提升室内温度和改善室内热环境。

逆变器将晶硅所发的直流电转换为交流电，再通过导线将交流电传输至蓄电池。

蓄电池将交流电进行储存，待使用时再进行放电，将电传输给用电器。

本实用新型旨在将光伏光热一体化与窗户相结合，达到充分利用太阳能的目的，对降低化石能源能耗和改善室内光热环境均具有重要意义。

附图说明

图1为晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户的系统原理图；

图2为晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户的正视图；

图3为晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户的后视图；

图4为晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户的侧视图；

图5为晶硅板与相变材料集热管的连接示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本申请多种实施方式中的一种优选实施案例。

具体实施如图1-5所示，晶硅光伏与相变蓄热一体化窗户，其包括双层玻璃、太阳能电动旋杆、集热鳍板、晶硅板、电源模块、相变材料、热水、相变材料集热管、保温管、换热器、散热器、导线、逆变器以及蓄电池。

双层玻璃1为两块，分别安装在窗的最外侧和最内侧，隔绝室内外热交换，尽量减少室内能源消耗。

太阳能电动旋杆2安装在晶硅板3后部，且旋杆上装有球形的太阳追踪装置，使晶硅板3可以以旋杆为轴自行旋转，直至到达能获得最大光伏效率的角度。

集热鳍板4一端固定在相变材料集热管5上，另一端与晶硅板3上的太阳能电动旋杆2相连，起到固定旋杆位置作用的同时，也能收集晶硅板3上余热并传递给相变材料集热管。

晶硅板3由晶硅单元和透明玻璃组合而成，既可以进行光伏发电又可以进行自然采光。电源模块6安装在晶硅板3上。

相变材料集热管5安装在晶硅片3后方，管内装有相变材料，吸收晶硅板3发电时产生的余热。晶硅板3后的相变材料集热管5为u型的空心铜管。相变材料为微胶囊悬浮液(mcpcm)。

换热器7通过保温管8将相变材料集热管5与散热器9连接，在白天将已经相变的材料储存在内部进行蓄热，在晚上通过内部的换热结构将热量传递至热水中。

所述换热器中7装有电加热器，当槽中相变材料温度低于设计值时，可自行开启，对介质进行加热。

换热器7为壳管式换热器，管中为相变材料，管外为热水。白天时，升温并发生相变后的相变材料储存在换热器的管道中；在夜晚时，管中的相变材料和管外的热水发生热量交换。

保温管8为聚氨酯保温管，从里到外分别为：工作钢管层+聚氨酯保温层+高密度聚乙烯保护层。

散热器9为肋片式铜铝复合散热器，散热器9在夜间开启，热水开始循环流动，散热器翅片因此通过向室内散发热量，来提升室内温度和改善室内热环境。

逆变器11将晶硅板3所发的直流电转换为交流电，再通过导线10将交流电传输至蓄电池12。蓄电池12将交流电进行储存，待使用时再进行放电，将电传输给用电器。