一种可配色的建筑一体化光伏光热联供组件制造技术

本实用新型专利技术涉及太阳能光伏光热技术和建筑幕墙技术相结合的领域，特别涉及一种适宜垂直安装作为建筑物幕墙的可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，其垂直安装后从阳光入射方向依次包括平面玻璃、保温空腔、折扇面型的主体结构和保温外壳。所述主体结构包括沿长边相互拼接的阳面长条单元和阴面长条单元，当所述光伏光热联供组件垂直安装后，阳面长条单元面向阳光入射方向依次叠装条状的光伏元件和光热元件从而具供电供热功能，阴面长条单元面向地面不具采集太阳能功能但它可进入地面观察者的视野，由于阴面长条单元不搭载光伏元件故配色不受约束，建筑师可利用本实用新型专利技术开展建筑艺术设计，本实用新型专利技术突破了太阳能光伏光热技术与建筑一体化障碍。

【技术实现步骤摘要】
一种可配色的建筑一体化光伏光热联供组件
本技术涉及太阳能光伏供电同时供热和建筑幕墙技术相结合的领域，特别涉及一种适宜垂直安装作为建筑物幕墙或阳台围墙的可配色的建筑一体化光伏光热联供组件。
技术介绍
2017年全球年度总光伏装机量超过80GW，估计仍会高速增长，中国预计全国人均光伏装机量于2035年超过1000W和2050年超过2000W，当光伏供电发展为主流电源而平价储电技术又未同步跟进时，间歇性的光伏发电会冲击电网稳定性和增加远程输电设施的实用成本，为了舒缓这些矛盾，全球光伏强国开始策划在对供电需求高增长地点依据日照实况合理配置分布式光伏发电。因为供电需求高增长地点往往是人口密度和楼宇厂房密度高的地点，而且普遍建筑能耗约占社会总能耗的1/3，把光伏发电融入建筑设计中的光伏建筑一体化是分布式光伏产业的必然发展。虽然光伏建筑一体化的意念早在本世纪前已有讨论，但至今市场额度仍低，其发展主要受限于：(1)建筑设计讲究外墻色彩与环境的反差与协调,建筑师不接受光伏组件的单调深沉色彩限制；(2)一般太阳能光伏组件转化效率目前只有18％，光伏组件安装为垂直幕墙时日照入射错偏又再导致严重损失单位面积光伏组件的发电效率，低效采集太阳能未对抵消建筑高能耗产生关键影响。关于克服光伏组件的单调深沉色彩限制，2016年瑞士Ballif等专利技术在光伏组件表面贴半透光的光散射膜调校日照下光伏组件的色彩感观，成功展示包括白色和任何色调的光伏组件[国际专利申请号PCT/EP2014/057615和美国际专利申请号US2016/0064577A1]。但这方案无可避免地降低太阳光转化为光伏供电的效率和增加生产成本。关于克服光伏组件安装为垂直幕墙时的低太阳能使用效率，可参考其他在建筑物上采集太阳能的有效案例。目前日照强的地区广泛使用屋顶太阳能热水炉降减建筑能耗，太阳能热水炉简单利用金属氧化物涂层吸光烧水，太阳能转化率可达或超过60％，市场额量与目前光伏组件市场也相约。由于光伏电池生产成本与售价急剧下降，采用光伏电池吸收日照将18％转为电能并结合太阳能热水炉原理把剩余82％太阳能部份用于供热，构成总太阳能利用率约75％的光伏光热联供组件确更适合高效采集太阳能来抵消建筑高能耗的绿色发展，但至今仍未有技术方案可克服建筑一体化的光伏光热联供组件幕墙的色彩感观限制和日照入射错偏的弊端。例如闫芳等于2018年获授权题为“光伏光热系统与建筑一体化安装构件及安装方法”的专利技术专利[CN105674590B]只涉及光伏或光热组件在建筑表壳的安装而并非光伏光热联供组件融入包括外观配色的建筑设计方法。此外，王璋元等题为“一种光伏光热建筑一体化系统”[CN103986414B]的授权专利技术专利亦只涉及平板式热交换器通过热水管道及冷水管道与光伏光热模块连接，光伏光热模块通过蓄电池及逆变控制器与直流循环水泵连接等供电供热的连接方法而并无针对建筑外观色彩及优化光伏光热模块收集日照的效率优化。总言之，既要光伏光热联供又要垂直安装后的光伏光热联供组件符合建筑师对建筑幕墙绚丽的美感设计，墙色不受限于一般光伏光热组件单调颜色，还要有高太阳能转化率和低成本从而提升盈利空间，并将建筑表壳采太阳能转化产生的电能热能直接全部融为支撑建筑日常设施与功能营运，是目前普及高效利用太阳能与化解建筑高能耗的发展障碍。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适宜垂直安装作为建筑物幕墙或阳台围墙的可配色的建筑一体化光伏光热联供组件。所述组件突破了太阳能光伏光热联供技术与建筑技术的一体化障碍，尤其是建筑师不接受幕墙和围墙色彩受限于一般光伏光热组件单调颜色。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，垂直安装后从阳光入射方向依次包括：用于采收太阳光和保护主体结构的平面玻璃；保温空腔，所述保温空腔为真空或填充有用于保温的气体；所述主体结构，包括若干块阳面长条单元和若干块阴面长条单元，阳面长条单元和阴面长条单元两两交错地沿长边拼接，形成折扇面型结构；所述主体结构被配置为，当所述可配色的建筑一体化光伏光热联供组件垂直安装后，阳面长条单元面向阳光入射方向，阴面长条单元面向地面；所述阳面长条单元从阳光入射方向依次包括依次叠合的条状的光伏元件和光热元件，所述阴面长条单元包括外观可配色的板材；以及，保温外壳。本技术方案中，所述光伏元件用于吸收太阳能，并将太阳能转化为电能，所述光热元件主要用于迅速吸收光伏元件在光电转化期间所产生的热量，使光伏元件散热，进而确保光伏元件的光电转化效率不会因温升而降低。同时可阻止光伏元件产生的热量热辐射至室内，造成室内温升。最终光热元件所收集的热能作为清洁热能可被利用。并且由于当所述光伏光热组件作为建筑物幕墙或阳台围墙垂直安装后，主体结构上的光伏元件面向阳光入射方向，而不进入地面观察者的视野，因此建筑物的外观色彩不会受限于光伏元件的单调颜色。主体结构的阴面长条单元面向地面，可进入地面观察者的视野，由于阴面长条单元不搭载光伏元件，建筑师可充分利用该部分开展建筑艺术设计。本技术方案提供的光伏组件解决了
技术介绍
中提到的问题，突破了太阳能光伏技术与建筑一体化障碍。进一步地，所述光伏元件包括依次叠合的：第一塑料封装层，用于封装太阳能电池片的正面；所述太阳能电池片；以及，第二塑料封装层，用于封装太阳能电池片的背面，并固定所述太阳能电池片在光热元件上；所述光热元件包括用于承载光伏元件的平板结构和用于集热的集热液流通管道。本改进技术方案中，所述阳光入射方向是指阳光从所述光伏光热组件的正面(即平面玻璃面)方向入射。第一塑料封装层和第二塑料封装层用于保护太阳能电池片在25～30年有效发电期期间不受湿气氧气破坏和失效。并且利用塑料代替现有技术中的钢化玻璃作为太阳能电池片的封装层，在保护太阳能电池片不受湿气氧气破坏和失效的同时，还有效地降减了所述光伏光热组件的总重。选用塑料封装代替现有技术中常用的钢化玻璃封装具有可行性，原因在于现有技术中钢化玻璃作为封装层用于保护电池片免于机械破坏，同时用于防止湿气氧气降解腐蚀封装粘结层以及太阳能电池片，而本技术方案中，在已有平面玻璃用于避免太阳能电池片遭受机械破坏的前提下，可选用塑料封装仅用于隔绝湿气氧气。虽然与平面玻璃相比，塑料封装的耐候性不及平面玻璃，但是已有的平面玻璃可隔绝大部分湿气氧气，极少的湿气氧气能渗透至组件内部，塑料封装完全可隔绝这部分湿气氧气。进一步地，所述第一塑料封装层包括依次叠合的透光层、防水层和黏胶，其中所述黏胶覆盖在所述太阳能电池片的正面；所述第二塑料封装层包括依次叠合的防水层、电绝缘导热层和黏胶，其中所述黏胶覆盖在所述太阳能电池片的背面。作为举例，所述透光层可选用聚甲基丙烯酸甲酯层、聚苯乙烯层或聚碳酸酯层等封装材料，所述黏胶可选用EVA胶，所述防水层可选用防水胶片，所述绝缘导热层可选用导热塑料。进一步地，所述太阳能电池片为薄膜太阳能电池片或晶硅太阳能电池片。其中，选用CIGS或CdTe薄膜太阳能电池片在升温时光伏转化率下降幅度比晶硅太阳能电池低而且生产长条状电池成本也比晶硅太阳能电池低，并且选用薄膜太阳能电池片的好处在于其具有轻薄的优点，可进一步控制所述光伏光热组件的总重。选用晶硅太阳能电池片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，其特征在于，垂直安装后从阳光入射方向依次包括：用于采收太阳光和保护主体结构的平面玻璃；保温空腔，所述保温空腔为真空或填充有用于保温的气体；所述主体结构，包括若干块阳面长条单元和若干块阴面长条单元，阳面长条单元和阴面长条单元两两交错地沿长边拼接，形成折扇面型结构；所述主体结构被配置为，当所述可配色的建筑一体化光伏光热联供组件垂直安装后，阳面长条单元面向阳光入射方向，阴面长条单元面向地面；所述阳面长条单元从阳光入射方向依次包括依次叠合的条状的光伏元件和光热元件，所述阴面长条单元包括外观可配色的板材；以及，保温外壳。

【技术特征摘要】
1.一种可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，其特征在于，垂直安装后从阳光入射方向依次包括：用于采收太阳光和保护主体结构的平面玻璃；保温空腔，所述保温空腔为真空或填充有用于保温的气体；所述主体结构，包括若干块阳面长条单元和若干块阴面长条单元，阳面长条单元和阴面长条单元两两交错地沿长边拼接，形成折扇面型结构；所述主体结构被配置为，当所述可配色的建筑一体化光伏光热联供组件垂直安装后，阳面长条单元面向阳光入射方向，阴面长条单元面向地面；所述阳面长条单元从阳光入射方向依次包括依次叠合的条状的光伏元件和光热元件，所述阴面长条单元包括外观可配色的板材；以及，保温外壳。2.根据权利要求1所述的可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，其特征在于，所述光伏元件包括依次叠合的：第一塑料封装层，用于封装太阳能电池片的正面；所述太阳能电池片；以及，第二塑料封装层，用于封装太阳能电池片的背面，并固定所述太阳能电池片在光热元件上；所述光热元件包括用于承载光伏元件的平板结构和用于集热的集热液流通管道。3.根据权利要求2所述的可配色的建筑一体化光伏光热联供组件，其特征在于，所述第一塑料封装层包括依次叠合的透光层、防...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕明，黄迎春，魏涛，
申请(专利权)人：四川聚创石墨烯科技有限公司，刘焕明，
类型：新型
国别省市：四川,51