一種可翻轉太陽能窗的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可翻轉太陽能窗，包括薄膜太陽能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉窗框，薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件設有間隙，平行安裝在可旋轉窗框上，可旋轉窗框的上、下端的中部對稱設有一個旋轉軸，可旋轉窗框與外框通過旋轉軸連接。實用新型克服了現有技術的不足，設計簡單，結構合理，通過設置旋轉軸，應季節溫度需要轉動，將薄膜太陽能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進行對調。
【專利說明】—種可翻轉太陽能窗
【技術領域】
[0001]實用新型涉及太陽能利用【技術領域】，具體屬于一種可翻轉太陽能窗。
【背景技術】
[0002]目前，大多使用的窗戶只是具有通風透光、遮風擋雨和防寒保暖作用，致使太陽能這一純天然的、清潔的、取之不盡的良好能源白白浪費掉。目前晶體硅太陽能屋頂、太陽能幕墻多數適合在單體建筑上使用，難以應用于一家一戶式樓房，而太陽能窗或封閉陽臺窗可一家一戶單獨安裝。目前已經試用的一些太陽能單層窗，太陽能利用率較低。如果能設計出一種新型太陽能窗，既能利用光伏發電，又能利用部分太陽熱量，提高窗戶太陽能利用率，還不影響窗戶的美觀和通透性等使用功能，該有多好呀。
[0003]現有利用太陽能節能窗和太陽能幕墻的技術報道，但這些技術能夠利用投射到窗面上的太陽輻射，減少太陽輻射直接進入室內，但商業晶硅電池的轉換效率只有17 %左右，非晶硅電池效率更低，在8%左右，剩下的80%左右的太陽輻射被反射或被轉化為熱量使太陽能電池的溫度升高，在降低電池效率的同時，夏季時其中30%以上的太陽輻射以熱能形式進入室內，增加室內熱負荷，而冬季時室外溫度較低，60%以上的熱能又流失到室外。同時由于太陽能窗和太陽能幕墻溫度的升高，還將導致靠近幕墻和靠近窗戶位置的室內熱舒適度大大降低，如機場的候機大廳。
實用新型內容
[0004]實用新型的目的是提供了一種可翻轉太陽能窗，克服了現有技術的不足，設計布局合理，通過設置旋轉軸，使薄膜太陽能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進行對調，達到夏天降低室內溫度冬天保持室內溫度的效果。薄膜太陽能雙層窗比普通玻璃窗具有發電和保溫效果，比普通雙層玻璃窗具有發電的功能，比單層太陽能光伏窗保溫效果明顯，不僅能發電減少傳統能源消耗，而且能增強建筑保溫隔熱效果。
[0005]實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種可翻轉太陽能窗，包括薄膜太陽能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉窗框，所述的薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件平行安裝在可旋轉窗框上，薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間設有間隙，所述的高透玻璃組件上、下面，左、右面均與可旋轉窗框接觸，所述的薄膜太陽能電池玻璃組件上、下端與可旋轉窗框之間設有空氣進出流道，可旋轉窗框轉動設置于外框上。
[0007]所述的可旋轉窗框的上、下端的中部對稱設有一個旋轉軸，可旋轉窗框與外框通過旋轉軸連接。
[0008]所述的薄膜太陽能電池玻璃組件采用透明薄膜太陽能非晶硅電池。
[0009]所述的薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間間隙為l-3cm。
[0010]所述的薄膜太陽能電池玻璃組件上、下端通過固定橫梁固定于可旋轉窗框內。
[0011]所述的外框上設有固定窗，固定窗一側通過轉動軸固定外框上。[0012]所述的固定橫梁和可旋轉窗框為一體。
[0013]與已有技術相比，實用新型的有益效果如下:
[0014]實用新型通過可旋轉窗框設置旋轉軸，使薄膜太陽能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進行對調，達到夏季降溫、冬季保溫作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為實用新型的結構示意圖；
[0016]圖2為實用新型夏季工作原理圖；
[0017]圖3為實用新型夏季工作原理圖；
[0018]圖4為實用新型與普通單層太陽能光伏窗溫度對比夏季模式；
[0019]圖5為實用新型與普通單層太陽能光伏窗溫度對比冬季模式。
【具體實施方式】
[0020]參見附圖，一種可翻轉太陽能窗，包括薄膜太陽能電池玻璃組件1、高透玻璃組件2和可旋轉窗框3，薄膜太陽能電池玻璃組件I和高透玻璃組件2平行安裝在可旋轉窗框3上，薄膜太陽能電池玻璃組件I和高透玻璃組件2之間設有間隙，間隙為l-3cm。高透玻璃組件2上、下面，左、右面均與可旋轉窗框3接觸，薄膜太陽能電池玻璃組I件上、下端與可旋轉窗框3之間設有空氣進出流道，可旋轉窗框3轉動設置于外框4上。可旋轉窗框3的上、下端的中部對稱設有一個旋轉軸301，可旋轉窗框3與外框4通過旋轉軸連接。薄膜太陽能電池玻璃組件I采用透明薄膜太陽能非晶硅電池。薄膜太陽能電池玻璃組件I上、下端通過固定橫梁5固定于可旋轉窗框3內。固定橫梁5和可旋轉窗框3為一體。外框4上設有固定窗6，固定窗6 —側通過轉動軸固定外框4上。考慮在模型窗外加裝窗框，既是為了固定窗戶使它不隨便翻轉，同時也可發揮防盜功能。同時為保證玻璃安全，需要像普通窗一樣在中間加裝支撐，減小區域玻璃面積，提高安全性。所述的可旋轉窗框可橫向設置，上下進行翻轉。還可以利用太陽能發電帶動燈泡和風扇，指示還需考慮選擇合適大小的薄膜太陽能電池。窗體結構可以是塑鋼或型材。
[0021]可翻轉太陽能雙層窗具有兩種工作模式:夏季工作模式和冬季工作模式。
[0022]夏季工作模式工作原理如圖2:
[0023]薄膜太陽電池玻璃組件處在室外側，與高透玻璃之間留有空氣流道，空氣流道上下兩端為空氣流通的進出口，通過空氣流動對薄膜太陽電池玻璃組件進行冷卻。由于透明玻璃對于4微米波長以上的紅外輻射是不通透的，紅外輻射不會透過透明玻璃進入室內，而是加熱空氣流道內的空氣，使其向上運動，熱虹吸作用下使得空氣從下通風口進入，從上通風口流出，這種空氣的流動帶走了部分薄膜太陽電池玻璃組件產生的熱量，從而降低了薄膜太陽電池的溫度，使薄膜太陽電池保持較高的發電效率，同時降低高透玻璃外部溫度，減少對室內的熱傳遞。
[0024]冬季工作模式工作原理如圖3:
[0025]相比于夏季，將可翻轉太陽能雙層窗一百八十度翻轉，薄膜太陽電池玻璃組件在室內側，空氣流道內的空氣在冷卻薄膜太陽電池的同時，又可以將吸收的熱量帶到室內，增加冬季房間內的熱量，同時也降低了窗戶向室外散失的熱量。[0026]為對比測試太陽能雙層窗與普通單層太陽能窗的發電效率，需要尋找室外封閉房間進行溫度對比測試。經過在大學、科研院所反復尋找，終于找到并借用封閉房間安裝薄膜太陽能電池玻璃進行測試。
[0027]在兩間相同封閉房間分別安裝普通薄膜太陽能窗和雙層薄膜太陽能窗，并檢查封閉性，注意薄膜太陽能電池板的串并聯，首先使用紅外測溫儀測量兩扇窗玻璃溫度，發現不同測量點的溫度有所不同，難以精確測量，經請教老師，改用紅外熱像儀測量面溫度解決了這一問題。
[0028]在測量發電功率過程中，根據物理學W(功率)=U(電壓)*1(電流)定理，首先要測量電壓和電流，我借用母親單位的萬用表進行測量，開始發現數值很小，兩扇窗幾乎沒有區別，通過選擇準確度更高、量程更小的萬用表，才將兩扇窗的數值明顯區別開來。
[0029]在測量功率過程中，我發現光線的入射角度對發電效率影響較大，直射時發電效率高，入射角大時發電效率低，我就想在開窗換氣時手動調節窗戶旋轉角度追蹤太陽光使發電效率最大，這樣只能采用左右翻轉方式，防止重力影響從而使窗戶可以停在任意位置。
[0030]為測試驗證可翻轉太陽能雙層窗相較于普通單層太陽能窗溫度和發電效率的提高，我將可翻轉太陽能雙層窗和普通單層太陽能窗安裝在同樣朝南房間的墻上，房間溫度控制在25±0.5°C，做了兩組對比實驗。
[0031]實驗設備:
[0032]1、紅外熱像儀 FLUKE Τ?32
[0033]2、數字萬用表 FLUKE
[0034]3、紅外測溫儀 Raytek `RAYST60XBAP
[0035]4、鋼卷尺5M
[0036]研究對象:
[0037]可翻轉太陽能雙層窗:
[0038]高透玻璃組件:外形尺寸1.2X1.15m,透光率0.92
[0039]薄膜太陽電池玻璃組件:外形尺寸1.2X1.0m,透光率0.2
[0040]風口尺寸:1.2X0.075m
[0041]空氣通風流道寬度:0.02m
[0042]普通單層太陽能窗:
[0043]外形尺寸1.2X1.15m
[0044]高透玻璃部分:1.2 X 0.075m,透光率0.92
[0045]薄膜太陽電池玻璃部分:1.2 X 1.0m，透光率0.2
[0046]1、兩種結構的太陽能窗的溫度比對試驗
[0047]夏季工作模式
[0048]房間溫度基本在25°C左右，兩種太陽能光伏窗處在同樣的光照條件下，測試時間為上午9點到下午5點，每I小時使用非接觸式紅外熱像儀測量雙層太陽能光伏通風窗及普通單層太陽能窗的玻璃表面溫度并記錄。溫度曲線如圖4。
【權利要求】
1.一種可翻轉太陽能窗，包括薄膜太陽能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉窗框，其特征在于:所述的薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件平行安裝在可旋轉窗框上，薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間設有間隙，所述的高透玻璃組件上、下面，左、右面均與可旋轉窗框接觸，所述的薄膜太陽能電池玻璃組件上、下端與可旋轉窗框之間設有空氣進出流道，可旋轉窗框轉動設置于外框上。
2.根據權利要求1所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的可旋轉窗框的上、下端的中部對稱設有一個旋轉軸，可旋轉窗框與外框通過旋轉軸連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽能電池玻璃組件采用透明薄膜太陽能非晶硅電池。
4.根據權利要求3所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間間隙為l-3cm。
5.根據權利要求1所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽能電池玻璃組件上、下端通過固定橫梁固定于可旋轉窗框內。
6.根據權利要求4所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的外框上設有固定窗，固定窗一側通過轉動軸固定外框上。
7.根據權利要求5所述的一種可翻轉太陽能窗，其特征在于:所述的固定橫梁和可旋轉窗框為一體。
【文檔編號】E06B7/28GK203430365SQ201320520032
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】朱澗箐, 季杰, 何偉 申請人:朱澗箐