太陽能光伏保溫外墻系統的制作方法
【專利摘要】太陽能光伏保溫外墻系統，包括：保溫墻；光伏系統，包括位于保溫墻外側并與保溫墻間隔一定距離的太陽能光伏板；以及光伏板調節支架，與太陽能光伏板連接，用于調整太陽能光伏板與保溫墻之間的角度。本發明所提供的太陽能光伏保溫外墻系統通過調整太陽能光伏板與保溫墻之間的角度，從而提高發電效率并改善室內熱環境。
【專利說明】太陽能光伏保溫外墻系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能光伏保溫外墻系統。
【背景技術】
[0002]目前，光伏建筑一體化，是應用太陽能發電的一種新概念，簡單地講就是將太陽能光伏發電組件安裝在建筑的圍護結構外表面來提供電力。根據光伏組件與建筑結合的方式不同，光伏建筑一體化可分為兩大類:一類是光伏組件與建筑的結合。另一類是光伏組件與建筑的集成。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂等。目前，在采用光伏系統與建筑集成的太陽能光伏保溫外墻系統中，光伏組件與保溫墻之間的角度通常都是固定的，一方面，由于太陽高度角在不同的季節通常是不一樣的，因而使得太陽不能直射在光伏組件上，從而使得光伏系統發電的效率降低。此外，現有的太陽能光伏保溫外墻系統通常也不具有調節室內熱環境的功能。
【發明內容】
[0003](一 )要解決的技術問題
[0004]本發明的目的是提供一種發電效率高且能夠改善室內熱環境的太陽能光伏保溫外墻系統來克服現有技術的不足。
[0005]( 二 )技術方案
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種太陽能光伏保溫外墻系統，包括:
[0007]保溫墻；
[0008]光伏系統，包括位于保溫墻外側并與保溫墻間隔一定距離的太陽能光伏板；以及
[0009]光伏板調節支架，與太陽能光伏板連接，用于調整太陽能光伏板與保溫墻之間的角度。
[0010]其中，光伏板調節支架包括調節組件和在豎直方向上大致位于保溫墻中間處的固定支撐件，固定支撐件的一端固定在保溫墻上，另一端與太陽能光伏板鉸接；調節組件包括位于保溫墻和上樓板之間僅能橫向移動的橫向桿、在太陽能光伏板和保溫墻之間僅能豎直方向移動的豎向桿，以及其兩端分別與橫向桿位于室外側的一端和豎向桿的上端鉸接的斜向桿，其中，在豎向桿的下端分別鉸接呈大致倒V形結構的兩根連接桿，兩根連接桿的自由端分別與保溫墻和太陽能光伏板固定。
[0011]其中，保溫墻從室外側向室內側依次包括防水層、混凝土板、鋼柱、第一空氣層和保溫層。
[0012]其中，在保溫墻內側貼附有調濕內飾板。
[0013]其中，混凝土板采用蒸壓輕質加氣混凝土板。
[0014]其中，保溫層包括兩層保溫板以及位于兩層保溫板之間的第二空氣層。
[0015]其中，保溫墻的上部和下部分別設置有將室外和第一空氣層連通的室外側通風管道，在第一空氣層上部設置有直流風機。
[0016]其中，直流風機由光伏系統產生的電能驅動。
[0017]其中，保溫墻的上部和下部還分別設置有將室內和第一空氣層連通的室內側通風管道。
[0018]其中，在第一空氣層中還設置有濕度傳感器，用于檢測第一空氣層中的濕度。
[0019](三)有益效果
[0020]與現有技術相比，優點在于:首先，夏季通過改變太陽能光伏板與豎直的保溫墻之間的夾角，一方面使得太陽光直射在太陽能光伏板上以提高發電效率，另一方面，由于太陽能光伏板傾斜，使得太陽能光伏板上部與上樓板的間隙以及下部與下樓板的空隙增大，促進了太陽能光伏板背面側空氣流動，因而降低了太陽能光伏板背面溫度，進一步調高了發電效率，同時也減小了建筑外墻在夏季的太陽輻射得熱；而在冬季將太陽能光伏板調節成與豎直的保溫墻平行，減小光伏板與上下樓板的空隙，阻礙光伏板背面側空氣流動，增強墻體的保溫效果。此外，該太陽能光伏板保溫外墻系統根據夏季、冬季室內得熱量需求的不同,分別向室外側和室內側排濕,除去墻體內濕量的同時,也改善了室內的熱環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的太陽能光伏保溫外墻系統在夏季工作時的結構示意圖；
[0022]圖2示出了太陽能光伏保溫外墻系統在夏季時的第一空氣層流動狀況；
[0023]圖3為本發明的太陽能光伏保溫外墻系統在冬季工作時的結構示意圖；以及
[0024]圖4示出了太陽能光伏保溫外墻系統在冬季時的第一空氣層流動狀況。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0026]圖1至圖4示出了根據本發明的太陽能光伏保溫外墻系統的一個優選實施例。其中，圖1和圖2示出了太陽能光伏保溫外墻系統在夏季工作時的狀態，而圖3和圖4示出了太陽能光伏保溫外墻系統在冬季工作時的狀態。在該實施例中，太陽能光伏保溫外墻系統包括豎直的保溫墻和光伏系統，其中光伏系統包括位于保溫墻外側并與保溫墻間隔一定距離的太陽能光伏板(9)，該光伏板(9)經逆變器(未示出)連接蓄電池(未示出)或者直接向用電器供電。其中，該太陽能光伏保溫外墻系統還包括與太陽能光伏板(9)連接用于調整太陽能光伏板(9)與保溫墻之間的角度的光伏板調節支架。
[0027]具體地，光伏板調節支架包括在豎直方向上大致位于保溫墻中間處的固定支撐件
(10)和調節控制組件。固定支撐件(10)的一端固定在保溫墻上，另一端與太陽能光伏板
(9)鉸接。調節控制組件包括位于保溫墻和上樓板(3)之間的橫向桿(4)，在太陽能光伏板(9)和保溫墻之間的豎向桿(6)，以及兩端分別與橫向桿位于室外的一端和豎向桿的上端鉸接的斜向桿。其中，橫向桿(4)與固定在上樓板(3)上的導向圈配合，使得其只能沿水平方向移動，豎向桿(6)與固定在保溫墻上的導向圈配合，使得其只能沿豎直方向移動。在豎向桿(6)的下端分別鉸接兩根連接桿，并呈大致倒V形結構，兩根連接桿的自由端分別與保溫墻和太陽能光伏板(9)固定。當向室外側水平推動橫向桿⑷時，由于導向圈的導向作用，橫向桿(4)只能沿水平方向移動，并帶動斜向桿運動，進而帶動豎向桿￠)向下移動，以使得倒V形結構的夾角增大，從而推動太陽能光伏板(9)下部向外移動，由于固定支撐件
(10)與光伏板(9)鉸接，使得光伏板(9)上部向保溫墻側移動，光伏板(9)發生傾斜，從而增大太陽能光伏板(9)與保溫墻之間的角度。同理，當向室內側水平拉動橫向桿⑷時，可減小太陽能光伏板(9)與保溫墻之間的角度。
[0028]夏季，如圖1所示，根據太陽高度角利用光伏板調節支架調整太陽能光伏板(9)與豎直的保溫墻之間的角度，使得太陽光能夠直射太陽能光伏板(9)，以提高發電效率。由于太陽能光伏板(9)傾斜，太陽能光伏板(9)上部與上樓板(3)的間隙以及下部與下樓板的空隙增大，同時太陽能光伏板(9)背面熱量積累，促進了太陽能光伏板(9)背面側空氣流動(如圖2所示)，空氣的流動帶走背面空氣熱量，因而降低了太陽能光伏板背面溫度，進一步調高了發電效率，同時減小了建筑外墻在夏季的太陽輻射得熱。冬季，如圖3所示，冬季太陽高度角小，則將太陽能光伏板(9)調節成與豎直的保溫墻平行，減小光伏板(9)上下部分別與上下樓板的空隙，阻礙光伏板(9)背面側空氣流動，增強墻體的保溫效果。
[0029]其中，在該實施例中，保溫墻從左至右(即從室外側向室內側)依次為防水層(8)、混凝土板(11)、鋼柱(12)、第一空氣層(13)以及保溫層。優選地，在保溫墻內側還貼附有調濕內飾板(17)，調濕內飾板(17)是一種利用調濕材料對水蒸氣的自動吸放作用調節室內空氣濕度的建筑墻體材料，主要成分是調濕材料和膠結料。調濕內飾板(17)對水蒸氣的吸收與釋放取決于于其表面的水蒸氣分壓力及周圍環境空氣的水蒸氣分壓力，只要將調濕內飾板應用于圍護結構內表面，它便能自動調節室內濕度，調濕過程連續、無能耗。
[0030]此外，混凝土板(11)優選為蒸壓輕質加氣混凝土(ALC)板，ALC板是一種輕質板，其質量只有普通混凝土板的五分之一。進一步地，保溫層包括兩層保溫板(15)以及位于兩層保溫板之間的第二空氣層(16)，以提高保溫效果，此外通過運用多種密度的墻板，并且具有2層空氣層，使聲音在傳播過程中受到多重阻礙，具有良好的隔聲效果。此外，保溫板
(15)采用金屬夾芯形式，再加上鋼柱(12)的使用，在減輕墻體自重的同時，也保證了墻體的承重能力。
[0031]進一步地，在保溫墻的上部和下部分別設置有將室外和第一空氣層(13)連通的室外側通風管道(I);在第一空氣層(13)上部，靠近上部室外側通風管道(I)處設置有直流風機(2)，雖然外墻有防水層，但還是會有水蒸氣滲透進入第一空氣層(13)，當第一空氣層(13)內空氣相對濕度超過設定值時，夏季，通過定時打開室外側通風管道(1)，將積累的濕量隨空氣流動排除保溫外墻系統，與此同時，帶走了墻內部分蓄熱，減少了夏季室內得熱；在該實施例中，直流風機(2)固定于鋼柱(12)上，并由光伏系統產生的電能驅動，需要說明的是，直流風機(2)也可采用其它供電方式。進一步地，在保溫墻上部和下部還分別設置有將室內和第一空氣層(13)連通的室內側通風管道(5)。冬季，當第一空氣層(13)內空氣相對濕度超過設定值時，通過定時打開室內側通風管道(5)，除去墻體內濕量的同時，也不至于減少室內得熱。總之，輕質太陽能光伏保溫外墻系統，在除濕的同時，也改善了室內熱環境。
[0032]進一步，太陽能光伏保溫外墻系統還包括控制器(未示出)，該控制器分別與直流風機(2)、室外側通風管道⑴和室內側通風管道(5)連接，用于分別控制直流風機(2)的開啟和關閉，室外側通風管道(I)的開啟和關閉以及室內側通風管道(5)的開啟和關閉。
[0033]此外，在第一空氣層(13)中還設置有濕度傳感器(7)，用于檢測第一空氣層(13)中的濕度，以便根據檢測到的濕度來開啟室外側通風管道(I)、室內側通風管道(5)以及風機(2)。優選地，濕度傳感器(7)經由信號線(14)與控制器連接，濕度傳感器(7)檢測的濕度上傳給控制器，控制器根據濕度傳感器(7)監測到的濕度來開啟直流風機(2)。夏季，當濕度傳感器(7)檢測到第一空氣層(13)相對濕度超過設定值I (上限值)時，通過控制器將室外側通風管道(I)定時打開，當濕度傳感器(7)檢測到第一空氣層(13)相對濕度下降至IJ設定值2 (下限值)時，關閉室外側通風管道(I)。而在冬季，當濕度傳感器(7)檢測到第一空氣層(13)相對濕度超過設定值3 (上限值)時，控制器將室內側通風管道(5)定時打開，并開啟直流風機(2)將積累的濕量隨空氣流動排除保溫外墻系統，除去墻體內濕量的同時，將墻體內蓄熱帶入室內，冬季不至于減少室內得熱。當濕度傳感器(7)檢測到第一空氣層(13)相對濕度下降到設定值4 (下限值)時，關閉室內側通風管道(5)。
[0034]本發明利用光伏板(9)角度改變調節光伏板(9)發電量，同時控制墻體內相對濕度，不僅保證墻體的結構穩定性，還有效控制了墻體向室內的傳熱傳濕量，從而改善室內熱環境。輕質墻體的特點在于自重輕，加了多層空氣層的保溫輕質外墻不僅具有較好的保溫效果，還具有良好的隔聲效果。
[0035]以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種太陽能光伏保溫外墻系統，包括: 保溫墻; 光伏系統，包括位于保溫墻外側并與保溫墻間隔一定距離的太陽能光伏板；以及 光伏板調節支架，與太陽能光伏板連接，用于調整太陽能光伏板與保溫墻之間的角度。
2.根據權利要求1所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中光伏板調節支架包括調節組件和在豎直方向上大致位于保溫墻中間處的固定支撐件，固定支撐件的一端固定在保溫墻上，另一端與太陽能光伏板鉸接；調節組件包括位于保溫墻和上樓板之間僅能橫向移動的橫向桿、在太陽能光伏板和保溫墻之間僅能豎直方向移動的豎向桿，以及其兩端分別與橫向桿位于室外側的一端和豎向桿的上端鉸接的斜向桿，其中，在豎向桿的下端分別鉸接呈大致倒V形結構的兩根連接桿，兩根連接桿的自由端分別與保溫墻和太陽能光伏板固定。
3.根據權利要求2所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中保溫墻從室外側向室內側依次包括防水層、混凝土板、鋼柱、第一空氣層和保溫層。
4.根據權利要求3所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中在保溫墻內側貼附有調濕內飾板。
5.根據權利要求3所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中混凝土板采用蒸壓輕質加氣混凝土板。
6.根據權利要求3所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中保溫層包括兩層保溫板以及位于兩層保溫板之間的第二空氣層。
7.根據權利要求1所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中保溫墻的上部和下部分別設置有將室外和第一空氣層連通的室外側通風管道，在第一空氣層上部設置有直流風機。
8.根據權利要求7所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中直流風機由光伏系統產生的電能驅動。
9.根據權利要求7所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中保溫墻的上部和下部還分別設置有將室內和第一空氣層連通的室內側通風管道。
10.根據權利要求7所述的太陽能光伏保溫外墻系統，其中在第一空氣層中還設置有濕度傳感器，用于檢測第一空氣層中的濕度。
【文檔編號】E04B2/00GK104196147SQ201410451904
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】韓星, 陳玉祥 申請人:上海理工大學