太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件及其制備方法

專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用太陽(yáng)能發(fā)電和產(chǎn)熱的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件及其制備方法。該太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件既可作為建筑物的朝陽(yáng)墻體，又可作為發(fā)電和產(chǎn)熱裝置。把它設(shè)置在建筑物的朝陽(yáng)表面，用于把捕獲到的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)變成電能和熱能，再分別從不同端口或出口輸出以資利用。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是人類(lèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和永恒利用的能源。人們?cè)谖蓓敾蚱降厣习惭b太陽(yáng)電池發(fā)電裝置已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐活動(dòng)。這些裝置需要把一個(gè)一個(gè)的太陽(yáng)電池板固定在鋼制的安裝框架或支架上，再把支架裝置固定在屋頂或空曠的平地上。如此，對(duì)安裝基礎(chǔ)要進(jìn)行一定的預(yù)處理方可使用，同時(shí)也使太陽(yáng)能發(fā)電裝置的使用面積受到了一定的限制。由于安裝支架是鋼制的還需采取防雷擊措施。上述安裝支架，安裝基礎(chǔ)預(yù)處理和防雷擊以及安裝施工等內(nèi)容大大增加了太陽(yáng)能發(fā)電裝置的成本。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1132340A公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光電熱能收集結(jié)構(gòu)，它與常規(guī)的太陽(yáng)能光電(伏)或光熱系統(tǒng)比較可以方便的安裝在屋頂或墻側(cè)。但該結(jié)構(gòu)的熱循環(huán)性能和耐低溫性能存在缺陷。該結(jié)構(gòu)把水箱放置在建筑物的屋頂上增加了房屋的承載負(fù)荷。它還存在強(qiáng)度，互換性或成本等問(wèn)題。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1207830A描述了在建筑物的屋面鋪設(shè)光電池的裝置。它存在溫度性能和維護(hù)性能等問(wèn)題。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1381658A描述了一種太陽(yáng)能的光電和光熱復(fù)合裝置并把它安裝在建筑物的屋頂上。它把太陽(yáng)能發(fā)電，太陽(yáng)能空氣集熱器和太陽(yáng)能熱水集熱器組合在一起進(jìn)行使用。它存在系統(tǒng)成本和系統(tǒng)效率等一系列問(wèn)題。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1407684A專(zhuān)利描述了把常規(guī)的太陽(yáng)電池板擴(kuò)大成幕墻，然后再按常規(guī)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)加以組合利用。作為墻體，它的強(qiáng)度，保溫性，安全性，光污染等問(wèn)題均需進(jìn)一步考慮解決。
中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN1144297C描述了一種太陽(yáng)能屋頂構(gòu)件及其制造和安裝方法。它采用的是非晶體硅太陽(yáng)電池。該構(gòu)件存在太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率較低和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜以及維護(hù)性等問(wèn)題。
還有一些涉及太陽(yáng)能發(fā)電或產(chǎn)熱的專(zhuān)利。所有這些專(zhuān)利它們所考慮的都是如何與建筑相結(jié)合的問(wèn)題和如何安裝在建筑物的屋頂?shù)鹊慕Y(jié)構(gòu)與裝置。
常規(guī)的太陽(yáng)電池板都需要先固定在一個(gè)鋼制的框架或支架上，再把該支架固定在空曠的地面上或屋頂上，有時(shí)還需添置避雷裝置。這樣既增加了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)附件的種類(lèi)和數(shù)量又使安裝任務(wù)的工作量變大。如，預(yù)先埋置和用水泥澆灌膨脹螺栓等，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)工，并且增加了整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的成本。還有一個(gè)缺陷就是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的使用受到了場(chǎng)地限制。因?yàn)榭諘绲耐恋刭Y源成本較高，屋頂?shù)拿娣e十分有限，對(duì)樓房情況更嚴(yán)重。這在一定程度上使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的利用受到制約。
諸多新的專(zhuān)利和科研成果僅僅在一定程度上解決或減少了這些問(wèn)題。它們構(gòu)思或研發(fā)了新的太陽(yáng)電池裝置，這些新的裝置可較方便的安裝在建筑物的屋頂上或作為屋頂材料的一部分進(jìn)行使用，但又出現(xiàn)了新的問(wèn)題，如強(qiáng)度，安全性，互換性，保溫性，成本等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述背景技術(shù)的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件及其制備方法，本發(fā)明將太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件制成建筑墻體的構(gòu)件，既可作為建筑物的朝陽(yáng)墻體，又具有太陽(yáng)能發(fā)電和產(chǎn)熱的功能，適合大面積推廣和應(yīng)用。與上述文獻(xiàn)公開(kāi)的內(nèi)容相比，他們之間存在著本質(zhì)的區(qū)別。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，一種太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件，包括一與建筑墻體結(jié)合的墻基體，該墻基體上依次設(shè)置有加強(qiáng)板裝置、串聯(lián)或并聯(lián)的太陽(yáng)電池和透光板；太陽(yáng)電池和透光板由粘結(jié)劑粘接在一起，并與加強(qiáng)板裝置密封；其特征在于，加強(qiáng)板裝置設(shè)置在該墻基體內(nèi)，加強(qiáng)板裝置上有熱能輸送管道，其熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體周邊引出。
所述的墻基體周邊有燕尾槽，用于熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體引出。
上述太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的制備方法，把高透光率的透光板和多個(gè)按串聯(lián)和/或并聯(lián)的太陽(yáng)電池粘接，并使太陽(yáng)電池受光面朝向透光板；其特征在于，至少還包括以下步驟1)制作一表面積與透光板相同、并與建筑墻體結(jié)合的獨(dú)立墻體，該墻體上下兩個(gè)邊留有燕尾槽；墻體的中間層預(yù)置一帶有熱能輸送管道的加強(qiáng)板裝置；2)把密封好的太陽(yáng)電池與透光板和墻體預(yù)置的加強(qiáng)板裝置粘接后密封。
其詳細(xì)制備過(guò)程是1.首先，按圖2太陽(yáng)電池連接示意圖把太陽(yáng)電池按一定的串聯(lián)和/或并聯(lián)要求連接好。其次，用粘結(jié)劑膜在太陽(yáng)電池上下各覆蓋一層。然后，用模壓板把太陽(yáng)電池與粘結(jié)劑進(jìn)行熱熔封(層)壓。再進(jìn)行固化處理。
2.制作加強(qiáng)板裝置加強(qiáng)板裝置包括基板和熱能輸送管道，其中基板選用熱扎薄鋼板，而熱能輸送管道選用圓管或方管；基板與熱能輸送管道采用焊接合成一體，并盡可能增大兩者的接觸面積。
3.制作墻基體首先，把工業(yè)爐渣，石灰和粘土預(yù)先碾壓成粉末狀。其次，把粉末狀的工業(yè)爐渣，石灰和粘土與少量的干細(xì)沙和水泥均勻摻和成干的混合粉。第三步，用摻入微量膠粘劑的水噴灑干的混合粉使其成為濕的混合粉。第四步，給加強(qiáng)板裝置的熱能輸送管道的管道中填灌滿(mǎn)干沙。第五步，把加強(qiáng)板裝置放入墻基體模壓箱的最底部，要使熱能輸送管道所在面向上，再給加強(qiáng)板裝置向上的面鋪撒少量水泥粉，接著把濕的混合粉放入墻基體模壓箱中，并在中途放入一定的麻。第六步，對(duì)墻基體模壓箱施加一定的壓力使?jié)竦幕旌戏蹓褐瞥尚?。第七步，脫去墻基體模具并把墻基體涼干；然后，倒出熱能輸送管道中的干沙，并用水沖凈該管道。至此，已經(jīng)做好了墻基體與加強(qiáng)板裝置的合成體。
4.制作透光板把高透光率的透光板的朝陽(yáng)面進(jìn)行減反射處理，然后進(jìn)行去油去污清潔處理以備待用。
5.把經(jīng)過(guò)減反射處理的透光板與經(jīng)過(guò)熱熔封壓的太陽(yáng)電池采用熱微熔法壓封成一體，要使太陽(yáng)電池受光面朝向透光板。
6.把步驟5制成的固壓體再和上述墻基體與加強(qiáng)板裝置的合成體采用熱微熔法壓封成一體，要使太陽(yáng)電池的背光面朝向加強(qiáng)板裝置，并使太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端分別位于墻基體中燕尾槽和燕尾槽處。
7.用密封膠把透光板和加強(qiáng)板裝置的四周進(jìn)行密封膠結(jié)，以防止水或其它氣體透過(guò)粘結(jié)劑滲入到太陽(yáng)電池的表面影響其性能和壽命。
8.分別對(duì)透光板，太陽(yáng)電池的正極輸出端負(fù)極輸出端和熱能輸送管道的兩個(gè)端頭(輸入和輸出口)采取防劃傷，短路或損壞的保護(hù)處理措施。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列特點(diǎn)①建材化 只使太陽(yáng)能發(fā)電裝置與建筑物結(jié)合在一起或容易裝配成一體還是不夠的，它在美觀上是一個(gè)大的進(jìn)步。本發(fā)明則是使得建筑構(gòu)件本身成為太陽(yáng)能發(fā)電裝置或器件，這種器件具有建筑構(gòu)件本身的和利用太陽(yáng)能發(fā)電的雙重功效與作用。
②提高能源利用量 這有二層含義。一層含義是擴(kuò)大了捕獲太陽(yáng)輻射能的面積，作為墻體捕獲太陽(yáng)能不占用空曠土地，它比屋頂?shù)氖芄饷娣e大很多，對(duì)于樓房墻體的受光照面積要比屋(樓)頂受光照面積大若干倍。由于捕獲陽(yáng)光的面積增加，那么太陽(yáng)能的利用量也隨之增加。另一層含義是提高太陽(yáng)能的利用率。當(dāng)今世界先進(jìn)水平的太陽(yáng)電池也只能把照射在它表面太陽(yáng)輻射能的不足20％轉(zhuǎn)變成直流電能，其余絕大部分能量變成熱能而白白散失掉了。這些熱能的滯留還會(huì)降低光能轉(zhuǎn)變成電能的效率。本發(fā)明則是將這些熱能迅速輸送走，再加以利用。從而提高了太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的發(fā)電量，又可獲得相當(dāng)?shù)臒崮?，可謂一舉兩得。因此，它大大提高了太陽(yáng)能的利用率。
③綠色性 本發(fā)明制備的構(gòu)件不僅在運(yùn)行工作過(guò)程中不產(chǎn)生污染，而且在生產(chǎn)和加工過(guò)程中也不產(chǎn)生污染。它還有消聲隔音，防火阻燃，絕熱保溫一系列功能。同時(shí)它還是一個(gè)產(chǎn)出能量的構(gòu)件。因此它是一個(gè)“綠色”建材器件，也是實(shí)現(xiàn)零耗建筑或綠色建筑的重要構(gòu)件。
④低成本 由于充分發(fā)揮了墻體各種材料的作用并且盡可能的選用價(jià)格低廉的材料，再使各種材料的性能相互取長(zhǎng)補(bǔ)短以達(dá)最佳效果，從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的低成本。如，由于使用金屬材料作為加強(qiáng)板裝置105，而使墻基體106可以大量采用工業(yè)爐渣，粘土等這些廢棄物和價(jià)格極低的原料，并且墻106還不用燒結(jié)既可減少能耗又利于環(huán)境保護(hù)。


圖1是按本發(fā)明方法制備的構(gòu)件剖面圖，圖中的符號(hào)為101-透光板，102-太陽(yáng)電池，103-密封膠，104-粘結(jié)劑，105-加強(qiáng)板裝置，106-墻基體。
圖2太陽(yáng)電池連接示意圖。圖中的符號(hào)為201-正極接線(xiàn)端子，202-匯流串焊帶，203-太陽(yáng)電池片，204-負(fù)極接線(xiàn)端子。
圖3加強(qiáng)板裝置示意圖。圖中的符號(hào)為301-基板，302-熱能輸送管道，303——墻體固連筋。
圖4太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的墻基體示意圖。圖中的符號(hào)401，402，403和404均為燕尾槽；圖5實(shí)施例示意圖，圖中的符號(hào)為501-控制變換器，502-循環(huán)泵，503——貯熱箱。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)附圖，圖1是墻體剖面圖，顯示了太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件各部分的相對(duì)位置關(guān)系。透光板101，太陽(yáng)電池102，密封膠103，粘結(jié)劑104，加強(qiáng)板裝置105，墻基體106依次連接并密封。
加強(qiáng)板裝置設(shè)置在該墻基體內(nèi)，加強(qiáng)板裝置上有熱能輸送管道，其熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體周邊引出。
墻基體周邊有燕尾槽，用于熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體引出。
其制備方法是透光板101可選用價(jià)格低和透射率高的材料以替代常用的鋼化玻璃；如選用低鐵白玻璃或一些抗輻射的有機(jī)材料。對(duì)于低鐵玻璃要降低它表面的反射率以免產(chǎn)生光污染和提高透射率。為達(dá)到該目的，可采取表面處理措施，如進(jìn)行化學(xué)腐蝕或鍍膜等。
太陽(yáng)電池102由晶體硅材料制造，其工作原理是根據(jù)“光生伏打效應(yīng)”吸收太陽(yáng)光而發(fā)出直流電能的。
粘結(jié)劑104選用熱固性熱熔膠膜，透光率要高，耐紫外光不老化。它一方面要把太陽(yáng)電池102封密起來(lái)，使太陽(yáng)電池102不能與外界接觸產(chǎn)生氧化反應(yīng)影響發(fā)電性能，同時(shí)也起一定緩沖作用以增加太陽(yáng)電池的耐沖擊能力；另一方面它要把太陽(yáng)電池102與透光板101和加強(qiáng)板裝置105粘接在一起，大大克服太陽(yáng)電池機(jī)械性能方面的缺陷。
加強(qiáng)板裝置105選用廉價(jià)的普通薄板鋼材替代常用的TPT材料。作為建材使用，即使很薄的鋼板也要比常用的TPT材料性能高若干個(gè)數(shù)量級(jí)。
墻基體106是把工業(yè)爐渣、石灰和粘土預(yù)先碾壓成粉末再與少量的細(xì)沙，麻，水泥一系列材料混合壓制成型。它不要進(jìn)行燒結(jié)，這樣既可減少能耗又可減輕墻體的重量。墻基體也可單獨(dú)作為一種輕型非承重建筑墻體。墻基體周邊有燕尾槽，熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端分別從位于墻基體的燕尾槽中引出。
圖2太陽(yáng)電池連接示意圖。太陽(yáng)電池102發(fā)出的是直流電，它有正極和負(fù)極之分。正極接線(xiàn)端子和負(fù)極接線(xiàn)端子204是一塊墻體的二個(gè)電力輸出端，務(wù)必呈幾何對(duì)稱(chēng)分布并位于墻體長(zhǎng)度尺寸靠短邊的1/4位置處。這樣，當(dāng)數(shù)塊太陽(yáng)能發(fā)電墻砌壘在一起時(shí)，可根據(jù)需要很方便的進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)連接并且保證不會(huì)發(fā)生短路事故。
匯流串焊帶202的作用是把一塊太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件中的太陽(yáng)電池片根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
圖3是加強(qiáng)板裝置103示意圖。基板301的作用主要有三點(diǎn)，①大幅增加墻體承載性能；②保護(hù)太陽(yáng)電池片免遭室內(nèi)在太陽(yáng)能發(fā)電墻上敲或砸硬物而損壞；③收集熱能，太陽(yáng)電池可接受照射在它表面90％左右的光能，只有不到20％的光能轉(zhuǎn)換成了電能，其余絕大部分變成熱能白白散失掉了，而基板301可把該熱能的大部分收集起來(lái)。
熱能輸送管道302作用是把基板301收集的熱能輸送出去。它的兩端須呈對(duì)稱(chēng)分布，分別位于墻體長(zhǎng)度尺寸靠?jī)蓚€(gè)短邊的1/4位置處，這樣當(dāng)多塊發(fā)電墻砌在一起時(shí)便于連接。熱能輸送管道302是加強(qiáng)板的一部分，它與基板301合為一體并左右盤(pán)繞整個(gè)基板301以便把基板301收集的熱能迅速傳輸出去。管道中的熱媒可以是空氣也可以是水或其它流體。因此，要求管道在基板301上盤(pán)繞時(shí)向上有一定的斜度可防止積水。夏季太陽(yáng)輻射較強(qiáng)時(shí)，用水作熱媒，它一個(gè)收益可生產(chǎn)熱水供洗浴用，另一收益可隔離或短路朝陽(yáng)墻體因太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱量，使該熱量不能傳入室內(nèi)，具有空調(diào)作用。冬季太陽(yáng)輻射達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，用空氣作熱媒并把加熱過(guò)的空氣再通入室內(nèi)，具有取暖作用。
墻體固連筋303主要作用是進(jìn)一步加強(qiáng)墻體各部分的連接性和整體性并提高墻體的力學(xué)性能。
圖4太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的墻基體示意圖。墻基體留有4個(gè)燕尾槽，編號(hào)分別為401，402，403和404。要求它們上下左右分別呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，以便按需要分別設(shè)置不同用途。其中燕尾槽401和403為導(dǎo)線(xiàn)引出轉(zhuǎn)接處，它是太陽(yáng)能發(fā)電墻所產(chǎn)生的直流電能的輸出接線(xiàn)端處。如果燕尾槽401為正極接線(xiàn)端處，則403為負(fù)極接線(xiàn)端處。由于燕尾槽的對(duì)稱(chēng)性，當(dāng)多塊太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件砌壘使用時(shí)，根據(jù)墻體間直流電串聯(lián)和/或并聯(lián)的需要可很方便的調(diào)整每塊墻體上端和下端的正負(fù)輸出極性(繞墻中心旋轉(zhuǎn)180°既可)。燕尾槽402和404為熱能輸送管道轉(zhuǎn)接處，一端為輸入口，則另一端為輸出口。
燕尾槽除了起到電能或熱能的輸送轉(zhuǎn)接處的作用外，還有一個(gè)重要作用，那就是由于它的幾何形狀，用沙灰水泥等可把上下相鄰的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件非常牢固的砌壘起來(lái)。
以下是發(fā)明人給出的具體實(shí)施例。
如圖5所示，它是本發(fā)明的構(gòu)件的一個(gè)實(shí)例簡(jiǎn)圖。本發(fā)明的構(gòu)件作為外墻砌立于建筑物的朝陽(yáng)面。
透光板101選用厚度為3.2mm，F(xiàn)e2O3含量低于或等于3.5‰的平板玻璃并用氟硅酸對(duì)其朝陽(yáng)表面進(jìn)行減反射處理，可作為替代方案也可選用經(jīng)減反射處理的鋼化玻璃。
太陽(yáng)電池102選用面積大于或等于150×150的單晶硅或多晶硅體材料的太陽(yáng)電池片，它的光電轉(zhuǎn)換效率要等于或大于15％。
密封膠103采用硅酮膠。
粘結(jié)劑104可選用乙烯乙酸乙烯共聚物，乙烯丙烯酸乙酯共聚物或聚乙烯醇縮丁醛。采且乙烯乙酸乙烯共聚物的熱熔層壓溫度為132℃±5℃。固化溫度為158℃±5℃。熱微熔法選取溫度為120℃±3℃。恒溫7～9分鐘。
加強(qiáng)板裝置105選用熱軋薄鋼板，鍍銅鋼板或鋁合金板。
墻基體106成份按體積分工業(yè)爐渣32％，粘土24％和石灰22％，其余為細(xì)沙，麻和水泥等壓制而成。
當(dāng)陽(yáng)光照射太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件時(shí)，會(huì)有電能和熱能產(chǎn)生。電能可通過(guò)正極接線(xiàn)端子201或負(fù)極接線(xiàn)端子204輸出至控制變換器501?？刂谱儞Q器501把該電能輸送給負(fù)載或送入交流電網(wǎng)。熱能則由循環(huán)泵502強(qiáng)制水循環(huán)，經(jīng)由熱能輸送管道302把熱帶入貯熱箱503，以降低太陽(yáng)電池102的溫度，從而增加其發(fā)電量。
按照本實(shí)施例的制作的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件，其主要特點(diǎn)和投入使用后的技術(shù)效果如下1.當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件朝陽(yáng)面上時(shí)，約有90％的光可以穿過(guò)透光板101到達(dá)太陽(yáng)電池表面。其余光的絕大部分又返回空(大)氣中去了，因?yàn)橥腹獍?01的朝陽(yáng)表面采取了減反射處理，這部分光是以散射光的形式返回的而不是以通常的反射光(直射光)形式返回；這樣就可以避免產(chǎn)生光污染。
2.透光板101可選用價(jià)格低廉的低鐵水白玻璃以替代常用的價(jià)格相當(dāng)高的鋼化玻璃。雖然水白玻璃承冰雹撞擊遠(yuǎn)不如鋼化玻璃，但墻體一般都是鉛垂豎立的，其受力方向發(fā)生了變化，因此本發(fā)明的構(gòu)件所能承受的冰雹沖擊與傾斜放置的鋼化玻璃所能承受的沖擊相差不大。另外，如因突發(fā)事件使水白玻璃受到撞擊，它會(huì)破裂，由于粘結(jié)劑104的作用使其不會(huì)立即掉下而造成傷害，又因采用了熱微熔技術(shù)可把破裂的玻璃拿下來(lái)進(jìn)行更換，一般不至于損壞昂貴的太陽(yáng)電池。而通常鋼化玻璃采用熱熔層壓技術(shù)，如因突發(fā)事件受到大的撞擊，它會(huì)破碎，不但會(huì)損壞太陽(yáng)電池，而且還會(huì)造成人身傷害。所以，本發(fā)明產(chǎn)品具有一定的安全性和良好的互換性。
3.太陽(yáng)電池102可以把照射在它上面的光的一部分轉(zhuǎn)變成電能進(jìn)行輸出，而其余大部分轉(zhuǎn)變成了熱能傳遞給基板301。
4.太陽(yáng)電池102經(jīng)熱熔層壓后，已被粘結(jié)劑104圍裹，使太陽(yáng)電池不與外界接觸，以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致性能下降，同時(shí)粘結(jié)劑104對(duì)太陽(yáng)電池還有緩沖力的作用。這些措施使得太陽(yáng)電池可以工作使用20年以上其電性能幾乎不下降。所以本發(fā)明的構(gòu)件具有壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
5.加強(qiáng)板裝置105可把太陽(yáng)電池傳遞來(lái)的熱能輸送出去。一年四季中，當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí)，可用水作熱媒強(qiáng)制水通過(guò)熱能輸送管道302而把熱量攜帶走以資利用。在冬季，陽(yáng)光較充足時(shí)，可用空氣作熱媒使空氣通過(guò)熱能輸送管道把熱量帶至房間用于取暖。在冬季陽(yáng)光較弱或無(wú)陽(yáng)光時(shí)，由于熱能輸送管道302的幾何布置可自動(dòng)使管內(nèi)的水放凈而不至于結(jié)冰脹裂管道302。
熱媒攜帶走熱量會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)電池的溫度下降。太陽(yáng)電池溫度越低它所發(fā)出的電能就越多。所以，與常規(guī)太陽(yáng)電池組件相比，本發(fā)明不僅增加了產(chǎn)出熱能的功效，還使所發(fā)出的電能增加許多；夏季當(dāng)陽(yáng)光曝曬時(shí)，它的發(fā)電量可相對(duì)增加20％以上。
6.加強(qiáng)板裝置105和墻基體106的結(jié)構(gòu)與組成使得本墻體自身重量輕，而且具有較好的承載能力和抗剪切力。
7.墻基體106與透光板101和加強(qiáng)板裝置104的組合使得本發(fā)明的構(gòu)件具有良好的吸音和隔音效果。
8.本發(fā)明的構(gòu)件均由不燃燒材料組成，是一個(gè)不燃燒體。因此，它具有良好的防火阻燃性能。
9.基板301和熱能輸送管道302及墻基體106的有效組合使本墻體構(gòu)件整體上具有較大的熱阻R或很小的傳熱系數(shù)K，以致于它有良好的保溫和隔熱性能。按單砌240磚墻標(biāo)準(zhǔn)，其熱阻約增大10％。
10.透光板101，加強(qiáng)板裝置105和墻基體106均有一物多能作用，使得本發(fā)明的構(gòu)件達(dá)到了成本較低的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件，包括一與建筑墻體結(jié)合的墻基體，該墻基體上依次設(shè)置有加強(qiáng)板裝置、串聯(lián)或并聯(lián)的太陽(yáng)電池和透光板；太陽(yáng)電池和透光板由粘結(jié)劑粘接在一起，并與加強(qiáng)板裝置密封；其特征在于，加強(qiáng)板裝置設(shè)置在該墻基體內(nèi)，加強(qiáng)板裝置上有熱能輸送管道，其熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體周邊引出。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件，其特征在于，所述的墻基體周邊有燕尾槽，用于熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端從墻基體引出。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的制備方法，將高透光率的透光板和多個(gè)按串聯(lián)和/或并聯(lián)的太陽(yáng)電池粘接，并使太陽(yáng)電池受光面朝向透光板；其特征在于，至少還包括以下步驟1)制作一表面積與透光板相同、并與建筑墻體結(jié)合的墻基體，該墻基體上下兩個(gè)邊留有燕尾槽；墻基體的中間安置一帶有熱能輸送管道的加強(qiáng)板裝置，熱能輸送管道的進(jìn)出口從墻基體周邊引出；2)把密封好的太陽(yáng)電池與透光板和墻基體內(nèi)預(yù)置的加強(qiáng)板裝置粘接后密封。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述的墻基體與加強(qiáng)板裝置的合成體采用熱微熔法壓封成一體，太陽(yáng)電池的背光面朝向加強(qiáng)板裝置，墻基體周邊有燕尾槽，并使熱能輸送管道的進(jìn)出口和太陽(yáng)電池的正極輸出端和負(fù)極輸出端分別從位于墻基體的燕尾槽中引出。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述的墻基體與加強(qiáng)板裝置合成體的制作工藝過(guò)程是首先，把粉末狀的工業(yè)爐渣，石灰和粘土與干細(xì)沙和水泥均勻摻和成干的混合粉；然后用摻入微量膠粘劑的水噴灑干的混合粉使其成為濕的混合粉；第三步，給加強(qiáng)板裝置的熱能輸送管道的管道中填灌滿(mǎn)干沙，把加強(qiáng)板裝置放入墻基模壓箱的最底部，使熱能輸送管道所在面向上，再給加強(qiáng)板裝置向上的面鋪撒少量水泥粉；第四步，接著把濕的混合粉放入墻基體模壓箱中，對(duì)墻基體模壓箱施加壓力使?jié)竦幕旌戏蹓褐瞥尚?；第五步，脫去墻基模體具并把墻基涼干；然后，倒出熱能輸送管道中的干沙即成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件及其制備方法。該太陽(yáng)墻體發(fā)電構(gòu)件由墻體朝陽(yáng)最外層的透光板，太陽(yáng)電池，粘結(jié)劑，加強(qiáng)板裝置和墻體室內(nèi)最表層的墻基體幾個(gè)部分構(gòu)成。它可把照射在其表面太陽(yáng)輻射能分別轉(zhuǎn)變成電能和熱能給予輸出以資利用。該構(gòu)件的成分和構(gòu)造決定了其墻體具有發(fā)電量較大，重量輕，易維護(hù)，消聲隔音，防火阻燃，絕熱保溫一系列特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能器件的建材化，它大大提高了建筑物利用太陽(yáng)能的功能和性能，對(duì)實(shí)現(xiàn)“零能耗”和“綠色”建筑具有一定的積極意義。
文檔編號(hào)E04D13/18GK1584250SQ200410026219
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者施鈺川, 黃國(guó)華 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)