整合太阳能帷幕墙系统技术方案

本发明专利技术公开了一种整合太阳能帷幕墙系统，将太阳能单元整合于帷幕墙面板，相邻的太阳能帷幕墙面板之间电性连接，从而不会影响帷幕墙的防水性能，且能够从建筑物内部更换太阳能单元。

【技术实现步骤摘要】

本申请案根据美国专利法第119(e)来主张申请于2015年8月6日的美国临时申请案第62/201,920号的优先权。本专利技术涉及一种外部帷幕墙，其于帷幕墙选择的区域具有太阳能板。
技术介绍
外帷幕墙通过许多墙面与相邻的墙面以垂直与水平方向组合封装而成，其主要包含项目建筑师提供的美观设计以及外墙系统设计师或供货商所提供的内部环境保护的设计，而众所皆知的内部环境保护的设计的三个最重要的指标为风力阻抗、防水效果以及阻热；为了于帷幕墙系统中增加太阳能板，需要考虑以下因素：第一，太阳能板的位置要选择能够接收日照，譬如可以接收最大日照海拔或是距离地面最高的墙面。第二，必须采用拉线的方式将太阳能板所产生的电力带到建筑物内部，为了满足此功能要求，电线必须穿过帷幕墙，而电线穿过的地方就有可能发生渗水的问题；因此减少电线穿过位置的数量将是有益的。为了达到此目的，目前市场上的太阳能墙板具有下面特征：(1)太阳能墙板为水平排列；(2)每一单元上采用工厂组装正、负极连接器，以方便与相邻的单元以串联方式卡入连接；(3)电线开孔位置邻近墙角或是末端墙面框；(4)针对外露的电线与连接器设置永久保护盖。第三，具有太阳能板的帷幕墙允许替换损坏或是功能异常的太阳能单元，替换个别的太阳能单元的目的是维护整体功能，有以下两种方式可替换个别的太阳能单元：第一种方式是将太阳能单元整合于帷幕墙系统内，此方式可使电线系统所产生的美观冲击最小化，然而，要将太阳能单元整合入帷幕墙系统具有以下困难：(1)要并联的相邻帷幕墙单元的内部或外部连接器的电线带出，则必然要于每一墙面单元的特定部件开孔，因此，由于开孔上完美密封的要求，使得水渗漏的风险相当高；(2)如果电连接器藏于竖立的帷幕墙系统内，则当需要将旧的单元替换时，要将其连接器拔除并接上新的单元的连接器会非常困难；(3)假如电连接器曝露于内部或外部，帷幕墙系统的美观将会被额外增设的电线系统保护盖所破坏。第二种方式是将太阳能板外挂于竖立的帷幕墙，其优点如下：(1)额外增设太阳能板所产生渗水的风险相当有限，因为其最终电线开口位置一般位于墙角或是末端墙面框；(2)替换个别的太阳能板的技术困难度较低。而其缺点则为：(1)帷幕墙系统外部的美观会受到太阳能板区域的影响；(2)大幅增加成本；(3)需要外部连接设备来替换个别的太阳能板；(4)于具有景观玻璃的高耸建筑物，其于受到太阳能板夹设的楼板玻璃区域，会因为外挂的太阳能板导致清洗外部玻璃变得相当困难。几乎所有现存太阳能墙系统均采用外挂的方式，但是整合太阳能单元的帷幕墙系统且不具有渗水风险在现有技术中难以实现，这也是本领域技术人员的一个重要研究方向。
技术实现思路
本专利技术所提出的较佳实施例的太阳能墙板设计具有一个或是一个以上的以下特征：(1)可以整合任何市面上可取得的太阳能单元进入帷幕墙面板或单元，而不会有渗水的风险；(2)在所有帷幕墙效能的功能上兼容于一般非太阳能面板或单元；(3)不论于室内或室外都无需额外美观用的电线盖；(4)可以由建筑物内部简单地替换个别的太阳能单元；(5)相较于现有外挂式太阳能墙板单元能大幅降低成本。于本专利技术的较佳实施例，太阳能板整合于空气回路帷幕墙单元，于空气回路系统中(合并参考美国专利公告第5,598,671号以及第7,134,247号专利)，帷幕墙系统渗水的问题可以通过周围内、外空气回路来将气密隔离于防水密封而能有效解决；环绕于每个面板的外空气回路通过三层阻障来达到天候的保护，分别为水气驱除阻障、水气密封线、以及气密线。水气驱除阻障将能驱除大部分风吹雨打的水气，并允许外界空气进入墙板接合来使得整个墙板接合槽压力平衡，水气驱除阻障以及水气密封线之间的空间为湿润外空气回路部分，并具有实时排水机制；水气密封线以及气密线之间的空间则为干燥外气体回路部分。由于所有的墙板接合槽都形成压力平衡，空气回路系统可以于水气密封线以及气密在线承受较高的瑕疵，从而不会引起渗水；因此，于需要整合太阳能板的帷幕墙面板框架上的电线，可以于压力平衡的两个空间穿越，而不会增加渗水的风险。于较佳实施例中，太阳能板通过空气回路帷幕墙面板框架固定，框架构件形成环绕太阳能板周围的压力平衡的空气回路；当帷幕墙竖立时，邻接于帷幕墙单元的太阳能板则可以通过穿越每一个帷幕墙单元的头框架构件的孔洞、以及位于帷幕墙单元的间的竖框，来构成串联的电性连接。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种整合太阳能帷幕墙系统，其包含：一第一空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第一周围框架的第一太阳能单元；一第二空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第二周围框架的第二太阳能单元；一竖框，设置于该第一空气回路帷幕墙面板与该第二空气回路帷幕墙面板之间；及一竖框电线，穿过该第一周围框、该竖框、该第二周围框并电性连接该第一太阳能单元与该第二太阳能单元。为了达到上述目的，本专利技术还提供了另一种整合太阳能帷幕墙系统，其包含：一第一空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第一周围框架的第一太阳能单元；一第二空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第二周围框架的第二太阳能单元，其中该第一周围框架与该第二周围框架为水平接合；一竖框，接合于该第一空气回路帷幕墙面板与该第二空气回路帷幕墙面板；及一竖框电线，穿过该第一周围框、该竖框、该第二周围框来并电性连接第一太阳能单元与该第二太阳能单元。在本专利技术的一实施例中，能够从一建筑物的内部将该第一太阳能单元从该第一周围框移除。在本专利技术的一实施例中，该第一太阳能单元为一隔热玻璃太阳能单元。在本专利技术的一实施例中，该第一太阳能单元为一单一玻璃太阳能单元。附图说明图1为典型隔热玻璃太阳能单元结合于本专利技术的墙板的立体示意图；图2为单一玻璃太阳能单元结合本专利技术的墙板的立体示意图；图3为较佳工厂组装且用来作为本专利技术结合图1中的隔热玻璃太阳能单元的竖立空气回路面板的后视立体图；图4为较佳工厂组装且用来作为本专利技术结合图2中的单一玻璃太阳能单元的竖立空气回路面板的后视立体图；图5A为较佳工厂预先穿线并作为本专利技术的竖立空气回路竖框，用以串联电性连接于相邻太阳能板的部分立体示意图；图5B为图5A中的竖框的部分剖面立体示意图；图6A为工厂预先穿线并作为本专利技术的竖立空气回路竖框，用以电性连接一列太阳能面板的一端至较低起始列的太阳能面板、或是至建筑物的电源分配中心的配线系统的部分立体示意图；图6B为图6A中的竖框的部分剖面立体示意图；图7为两相邻竖立太阳能面板连接于两相邻面板之间的部分立体内部示图；图8为工厂制造头窗户压条，其于电连接器位置上具有缺槽的部分立体示意图；图9为已经安装的具有太阳能面板的墙面的部分内视图，其显示没有电路外露，且较佳的线路布局为隐藏的串联走线系统；图10为图9中沿着剖面线10-10的剖面示意图，其绘示通过规则排列的非太阳能面板与隔热玻璃太阳能面板所构成的水平连接；图11为图9中沿着剖面线11-11的剖面示意图，其绘示单一玻璃太阳能单元之间所构成的水平连接。附图标记说明：10-太阳能单元；11-外玻璃墙面；12-内玻璃墙面；13-正极输出线；14-正极连接器；15-负极输出线；16-负极连接器；20-太阳能单元；21-玻璃墙面；22-线槽；23-正极输出线；24-正极连接器；25-负极输出线；26-负极连接器；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合太阳能帷幕墙系统，其特征在于，包含：一第一空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第一周围框架的第一太阳能单元；一第二空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第二周围框架的第二太阳能单元；一竖框，设置于该第一空气回路帷幕墙面板与该第二空气回路帷幕墙面板之间；及一竖框电线，穿过该第一周围框、该竖框、该第二周围框并电性连接该第一太阳能单元与该第二太阳能单元。

【技术特征摘要】
2015.08.06 US 62/201,9201.一种整合太阳能帷幕墙系统，其特征在于，包含：一第一空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第一周围框架的第一太阳能单元；一第二空气回路帷幕墙面板，包含一固定于一第二周围框架的第二太阳能单元；一竖框，设置于该第一空气回路帷幕墙面板与该第二空气回路帷幕墙面板之间；及一竖框电线，穿过该第一周围框、该竖框、该第二周围框并电性连接该第一太阳能单元与该第二太阳能单元。2.根据权利要求1所述的帷幕墙系统，其特征在于，能够从一建筑物的内部将该第一太阳能单元从该第一周围框移除。3.根据权利要求1所述的帷幕墙系统，其特征在于，该第一太阳能单元为一隔热玻璃太阳能单元。4.根据权利要求1所述的帷幕墙系统，其特征在于，该第一太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明朗，
申请(专利权)人：丁明朗，
类型：发明
国别省市：美国;US