[發明專利]一種太陽能建筑一體化裝置

無效

• 申請號: 201210289636.3
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN103590546A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 劉陽
• 申請（專利權）人: 北京兆陽能源技術有限公司
• 主分類號: E04D13/18
• 分類號: E04D13/18;G02B19/00;G02B7/198
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技術領域

本發明涉及一種太陽能裝置，特別涉及一種與建筑結合的太陽能一體化裝置。

背景技術

目前，國內建筑能耗占全社會能耗的比重比較大，熱水、空調和采暖能耗占建筑能耗的65%左右，而綜合利用太陽能，全面實現太陽能與建筑一體化及太陽能光熱光電應用一體化，太陽能熱水可補充15%的建筑能耗，采暖、制冷系統可解決50%的建筑能耗，光伏發電可節約30%的建筑能耗，就可建成最理想的零能耗房。

不同加熱系統具有不同的加熱能耗，例如以每天生產10噸60℃熱水，該熱水的起始溫度為20℃，則需要的熱量為467KWh（定義電價0.64元/?KWh，柴油價格6.4元/L）；其中電鍋爐所耗電量490.5?KWh（314元）；燃煤116Kg（116元），天然氣60.3m3（241元）；燃油鍋爐消耗51.3L柴油（328元）；太陽能建筑一體化所需要接收面積為186m2（每平米每天產生的熱量2.5?KWh），對于一個大面積的廠房或者庫房或者居民房可以提供足夠受光面積。

常見的太陽能建筑一體化裝置多為太陽能熱水器和平板光伏模組，前者由于缺乏監管力度及設計意識，導致太陽能熱水器到處亂裝，與建筑缺乏統一性，影響建筑外觀；目前集熱器主要有全玻璃真空管太陽能集熱管和平板集熱器，其中前者易爆管，抗壓抗震、抗擊能力較差；后者4mm鋼化玻璃，鋁合金邊框，可承壓運行，易于與建筑結合，但單個模組成本高。在與傾斜向陽屋頂結構結合設計時，一般取當地緯度冬天加10°，夏天減10°；對于平板光伏模組，一般傾斜布置于建筑屋頂結構或者布置于墻體壁面，接收太陽能光進行發電，但光伏電池只能接收一個太陽光強能量，需要通過較大的光伏電池面積才能獲得特定發電量，雖然光伏電池價格有所下調，但整體模組成本及安裝成本也很高；另外，還有一種光伏/光熱建筑一體化（熱電聯產）的模式，使用水對光伏電池模組進行冷卻，在光伏電池發電過程中，獲得一定溫度的熱水；例如2005年國際太陽能協會（IEA）制定了為期3年的“PV/T?太陽能系統”研究計劃；通過熱像儀可知水冷PV/T電池片溫度比不冷卻的電池片溫度低大約20℃；一般太陽硅電池的效率在溫度超過25℃時，每增加1℃，效率下降約0.4%；雖然如此，想獲得更多的能量，使用1個太陽光照，仍然需要較大光伏電池接收面積，成本依舊居高不下，很難在農村的新農村建設中大規模使用；如何獲得一種光伏電池使用量少，同時兼顧太陽能光伏發電和光熱利用的低成本綜合利用技術，成為太陽能建筑一體化大規模實施的重要瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種太陽能建筑一體化裝置，在只需要很少的集熱管道和/或太陽能光伏電池的情況下，實現單獨提供光熱利用或者光伏發電，也可以同時提供熱水供應和發電的輸出裝置，該裝置可以實現大規模安裝利用，降低建筑墻壁和屋頂結構的溫度，并滿足建筑內部用戶的熱水或電力使用。本發明提供一種太陽能建筑一體化裝置，包括至少兩棟平行布置的第一屋頂結構和第二屋頂結構、第一屋頂結構上布置的聚光器及第二屋頂結構上的接收器；所述屋頂結構面向陽坡面傾斜布置；所述聚光器將太陽光反射至接收器內部；所述接收器將匯聚太陽光轉化成電能和/或熱能。

進一步地，所述聚光器為各反射鏡旋轉軸東西方向布置，且與第一屋頂結構相近傾斜方向的菲涅爾陣列反射聚光器；即菲涅爾陣列反射聚光器與第一屋頂結構都向陽坡面傾斜布置，二者的傾斜角度可以不完全相同，可以在屋頂結構面建設一定支撐架以支撐反射鏡聚光器。

進一步地，所述菲涅爾陣列反射聚光器的反射鏡陣列組間隔不等地布置；例如當菲涅爾陣列反射聚光器向陽坡面傾斜布置于房屋建筑頂面時，連續布置可能遮擋太陽光，一體化裝置為了避免與建筑內部的生活發生視覺或陽光需求上的沖突，反射鏡陣列組間采取間隔不等地布置。

進一步地，所述菲涅爾陣列反射聚光器統一聯動驅動；多個反射鏡為一維弧形反射鏡，統一由端部的驅動完成對太陽光線的匯聚。

進一步地，所述接收器為光熱接收裝置或光伏接收裝置或光熱光伏混合接收裝置；位于第二屋頂結構上的一體化裝置的接收器，可以為單獨的光熱接收裝置，直接將匯聚來的太陽光，通過集熱器，將換熱介質水進行加熱；也可以為單獨的光伏電池接收裝置，直接將匯聚來的太陽光進行多倍太陽光強度光伏發電；還可以為光伏接收裝置與光熱接收裝置相結合的光熱光伏混合裝置，實現熱水和電量的雙重輸出，滿足日常生活用水和生活用電需求。