[發明專利]一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃

有效

• 申請號: 201911189007.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111081801B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 胡玥;毛超民;劉明昭;呂輝;徐靜移;王詩琪
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/054
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 劉丹;朱必武

本發明公開一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃。由聚光器、封裝材料和置于雙層玻璃之間的太陽能電池板組成。入射到表面的光通過頂部玻璃層發生透射，表面以下的聚光器通過內全反射使光集中。太陽能電池板將部分入射輻射轉化為電能，其余的則以熱能的形式消散。聚光器之間有一定的間距，允許光直接傳輸，這有助于為建筑內部提供日間照明，保證在太陽光得到高效利用的前提下室內照明不受到影響。系統的應用基于窗戶但不局限與窗戶，可適用與多角度多場景的全面應用。不僅增強太陽光利用效率，且保證了太陽能電池板工作的可靠程度，在生產能耗的同時可根據不同場景照明需求對聚光器間距進行調整以滿足室內正常照明需要。

技術領域

本發明屬于太陽能綜合利用及高效光伏技術領域，屬于一次能源，具體說是涉及一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃。

背景技術

根據世界能源理事會的報告，建筑是目前最大的電力消耗者，占大多數國家能源消耗的40％左右，只有提供經濟上可行的解決方案，并能很好地與現有架構相結合時，才能扭轉能源消耗不斷增加的趨勢。而太陽能因為其無污染、且儲量豐富等優點，正在被各個國家列入補充能源的隊列中，積極開發著各種系統來合理利用太陽能。

與典型的光伏系統相比，安裝建筑集成光伏系統的凈成本要低很多，但此類系統受到太陽能電池效率的限制。同種光伏設備中系統光學元件上的輻射經折射、反射、散射再傳輸到太陽能電池上，這種輻射通常是不均勻的，這樣的輻射會在一定程度上影響太陽能電池板的可靠性。

而提高這類系統性能的最有效方法之一是集中入射光，典型的聚光光伏系統包括較大尺寸的光學元件、聚光器、較小尺寸的太陽能電池和連接在一起的散熱系統。入射到光學元件上的陽光集中在太陽能上，可將聚光光伏集成到建筑的任何部分。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃。

本發明的設計思想為：為了合理利用建筑集成光伏系統且保證太陽能電池的工作效率，實現太陽能的高效利用，采用建筑集成光伏系統基礎上且不影響白天室內的正常照明。陽光在輻射太陽能電池板前先由一定幾何形狀的結構來對光線進行會聚，然后再被太陽能電池板加以利用。

基于上述特點，提出一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃。所研究的系統本質上由聚光器、封裝材料和置于兩片玻璃之間的太陽能電池組成。入射到表面的光通過頂部玻璃層發生透射，表面以下的聚光器通過全反射使光集中。太陽能電池將部分入射輻射轉化為電能，其余的則以熱能的形式消散。聚光器之間有一定的間距，允許光直接傳輸，這有助于為建筑內部提供日間照明，保證在太陽光得到高效利用的前提下室內照明不受到影響。系統的應用基于窗戶但不局限與窗戶，可適用與多角度多場景的全面應用。不僅增強太陽光利用效率，且保證了太陽能電池板工作的可靠程度，在生產能耗的同時可根據不同場景照明需求對聚光器間距進行調整以滿足室內正常照明需要，是一項應用前景良好的太陽能利用技術。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：一種輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃，其特征在于，包括：高透過率雙層玻璃，以及設置在高透過率雙層玻璃之間的間隔設置的多個聚光器/太陽能電池板模組，所述聚光器/太陽能電池板模組和高透過率雙層玻璃之間通過硅橡膠封裝材料固定；每個所述聚光器/太陽能電池板模組均包括一個聚光器和一個太陽能電池板，所述聚光器由透明聚氨酯材料晶體制備，透光率達95％，采用倒梯形設計，倒梯形聚光器的下底與外層玻璃通過硅橡膠封裝材料相連，倒梯形聚光器的上底與太陽能電池板相連，進而通過硅橡膠封裝材料與內層玻璃相連；所述多個聚光器/太陽能電池板模組等間隔設置，且聚光器的安裝個數及相鄰聚光器間的安裝距離可以依據需求調整，通過改變其安裝時的間距，進而使透過間距照射入室內的進光量可控，滿足不同的照明需求。

如上所述的輻射透射比可調的采光發電一體化玻璃，其特征在于：所述倒梯形聚光器兩條腰所在的面貼有一層高反射銀膜，可以使90～95％的進入聚光器的太陽光匯聚到太陽能電池表面，保證光伏真空玻璃的發電效率。