CN110067330A - 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的*** - Google Patents

一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的*** Download PDF

Info

Publication number
CN110067330A
CN110067330A CN201811441705.1A CN201811441705A CN110067330A CN 110067330 A CN110067330 A CN 110067330A CN 201811441705 A CN201811441705 A CN 201811441705A CN 110067330 A CN110067330 A CN 110067330A
Authority
CN
China
Prior art keywords
translucent construction
glass
curtain wall
glass curtain
solar photo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811441705.1A
Other languages
English (en)
Inventor
冯朝卿
洪铭
许钊
张丽壮
陈小刚
陈永艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University of Technology
Original Assignee
Inner Mongolia University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University of Technology filed Critical Inner Mongolia University of Technology
Priority to CN201811441705.1A priority Critical patent/CN110067330A/zh
Publication of CN110067330A publication Critical patent/CN110067330A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及玻璃幕墙技术领域，公开了一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***，包括：外层玻璃；内层玻璃，内层玻璃与外层玻璃呈相对式设置，在内层玻璃和外层玻璃之间构造有安装空间；光电转化装置设置在安装空间内，其包括内部装载有冷却液的透光结构，其中，透光结构的第一端朝向外层玻璃，透光结构的第二端朝向内层玻璃，第一端的口径大于第二端的口径；以及光电电池，设置在透光结构的第二端的外侧面，其中，根据太阳光线入射角度的不同，太阳光线在透光结构的内部经多次的折射和全反射后最终会射入到光电电池中或射在透光结构的侧壁上。该太阳能光热玻璃幕墙具有在确保光电电池发电效率的同时，还能有效地确保室内的采光的优点。

Description

一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***
技术领域
本发明涉及玻璃幕墙技术领域，特别是涉及一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***。
背景技术
目前，现有的光伏/光热***中的玻璃幕墙的有效发电面积较少。光伏电池通常位于百叶结构的叶片上，百叶结构位于两层玻璃的空隙中，由于玻璃在建筑中承担着透光的功能，当光伏电池需要吸收太阳能进行发电时，就需要使得百叶闭合。这样，大量的光伏电池就会影响建筑室内的光照情况。因此，玻璃幕墙中的光伏电池布置的不宜太密，但与此同时又会使得单位面积的太阳能利用率无法再进一步提高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***，以解决现有技术中的玻璃幕墙无法在既能保证建筑室内的光照的同时，又能保证光伏电池的充电效率，以达到充分利用太阳能的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，还提供一种太阳能光热玻璃幕墙，包括：外层玻璃；内层玻璃，所述内层玻璃与所述外层玻璃呈相对式设置，在所述内层玻璃和所述外层玻璃之间构造有安装空间；光电转化装置，设置在所述安装空间内，所述光电转化装置包括内部装载有冷却液的透光结构，其中，所述透光结构的第一端朝向所述外层玻璃，所述透光结构的第二端朝向所述内层玻璃，所述第一端的口径大于所述第二端的口径；以及光电电池，设置在所述透光结构的第二端的外侧面，其中，根据太阳光线入射角度的不同，太阳光线在所述透光结构的内部经多次的折射和全反射后最终会射入到所述光电电池中或射在所述透光结构的侧壁上。
其中，所述透光结构为多个，并分别沿所述安装空间的横向呈间隔式布置。
其中，各个所述透光结构均包括本体，在所述本体的内部构造有能够容纳循环冷却液的容纳空间，所述本体的第一端与所述外层玻璃的内侧面固定连接，所述本体的第二端朝向所述内层玻璃延伸并悬置在所述安装空间内。
其中，所述本体的整体构造为口径从第二端至第一端逐渐增大的锥形结构、抛物线结构或半椭圆形结构。
其中，所述本体的侧壁构造为圆形面、弧形面、椭圆面、抛物面和曲面中的其中一种或是其中任意种的组合。
其中，在所述本体的第二端和所述光电电池之间设有增透膜。
其中，所述太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到所述安装空间内的太阳光的热量和所述光电电池发电产生的热量进行降温的第一换热结构。
其中，所述第一换热结构包括设置在各个所述透光结构的第一端的上端面的总回水管，所述总回水管分别与相对应的所述透光结构的内部连通。
其中，所述第一换热结构还包括设置在各个所述透光结构的第一端和第二端之间的总供水管，所述总供水管分别与相对应的所述透光结构的内部连通。
其中，所述太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到所述安装空间内的太阳光的热量和所述光电电池发电产生的热量进行降温的第二换热结构。
其中，所述内层玻璃和所述外层玻璃的两端分别通过侧板密封连接，所述第二换热结构包括设置在其中的一个侧板上的进风口、设置在其中的另一个侧板上的出风口，以及设置在该出风口处并能使得吹入的外部空气在所述安装空间内进行循环流动的风机。
根据本申请的第二方面，还提供一种太阳能光热玻璃幕墙***，包括冷却塔和上述所述的太阳能光热玻璃幕墙，其中，所述冷却塔的出水口通过第一管路与第一换热结构中的供水管连通，所述冷却塔的回水口通过第二管路与第一换热结构中的回水管连通。
(三)有益效果
本发明提供的太阳能光热玻璃幕墙，与现有技术相比，具有如下优点：
当太阳光线垂直入射到外层玻璃上时，由于太阳光线是由空气射向外层玻璃，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃的界面会发生一次折射。
之后，太阳光线会射到透光结构中的侧壁面与冷却液的结合界面，由于空气对玻璃的折射率大约为1.5，而对水的折射率为1.33，属于从光密介质射入光疏介质。但由于这两种材料的折射率相差的较小，临界入射角较大，因而不易发生全反射。因此，太阳光线会射入水中。
之后，太阳光线又经过透光结构的侧壁面发生一次折射，进入侧壁面中并射入侧壁面与空气的界面，由于满足全反射的条件，因而在透光结构的侧壁面发生一次全反射之后，太阳光线会射向玻璃与水的界面，再经过2次的折射，汇聚于设置在透光结构的第二端的光电电池中。就样，就可以顺利地完成光电电池的充电过程。
当太阳光线斜入射时，入射角较大，太阳光线为有效照明光线，其入射点同为A点，且与入射面法线构成的夹角为α，有效照明光线在透光结构中的传播路径可为：由于有效照明光线是由空气射向外层玻璃，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃发生一次折射。
之后，射到透光结构的侧壁面与水的界面再次折射进入水中，有效照明光线又经过透光结构的侧壁面B点发生一次折射，进入玻璃中射入玻璃与空气的界面。此时的入射角为γ，由于满足全反射条件，因而，会在透光结构的侧壁面C点发生一次全反射。之后，有效照明光线在D点向玻璃与水的界面再次折射，由于入射角α大于β，有效照明光线继而射向透光结构的另一侧壁面，由水中进入透光结构的侧壁面，并再次射入侧壁面与空气的界面，在此界面，有效照明光线不满足全反射的条件，其由光密介质射向光疏介质，发生一次折射之后最终由透光结构的第二端射出，透过内层玻璃进入建筑室内实现采光。
由此可见，在本申请中，通过增设透光结构，从而使得太阳能得到了充分的利用，即，本申请的太阳能光热玻璃幕墙可以在保证早晚建筑室内的光照的同时最大限度地利用正午多余的太阳辐射来发电、生热，较好地避免了建筑室内采光和光电电池发生争光的情况。
附图说明
图1为本申请的实施例的太阳能光热玻璃幕墙的整体结构示意图；
图2为本申请的实施例的太阳能光热玻璃幕墙的俯视结构示意图；
图2a为图1中的光电转化装置、第一换热结构和第二换热结构的位置关系的结构示意图；
图3为图2a中的透光结构的整体结构示意图；
图4为图2a中的I的局部放大结构示意图；
图5为图3中的II的局部放大结构示意图；
图6为本申请的实施例的太阳能光热玻璃幕墙***的整体结构示意图。
图中，1：外层玻璃；2：内层玻璃；3：安装空间；4：光电转化装置；41：中空透光结构；411：本体；411a：容纳空间；41a：第一端；41b：第二端；42：侧壁面；5：光电电池；6：增透膜；7：第一换热结构；71：回水管；72：供水管；8：第二换热结构；9：侧板；81：进风口；82：出风口；83：风机；201：冷却塔；202：第一管路；203：第二管路；13：有效照明光线；14：太阳光线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1至图5所示，图中示意性地显示了该太阳能光热玻璃幕墙包括外层玻璃1、内层玻璃2、安装空间3、光电转化装置4以及光电电池5。
在本申请的实施例中，该内层玻璃2与该外层玻璃1呈相对式设置，在该内层玻璃2和该外层玻璃1之间构造有安装空间3。也就是说，该外层玻璃1与内层玻璃2呈间隔式设置。
该安装空间3设置的目的在于，能够方便放置如下所述的光电转化装置4。
该光电转化装置4设置在该安装空间3内，该光电转化装置4包括透光结构41，其中，该透光结构41的第一端41a朝向该外层玻璃1，该透光结构41的第二端41b朝向该内层玻璃2，该第一端41a的口径大于该第二端41b的口径。需要说明的是，通过使得该第一端41a的口径大于该第二端41b的口径，从而可以增大太阳光线14的入射面积，在单位时间内使得尽可能多的太阳光线14射入到透光结构41的内部。
此外，通过使得该第一端41a的口径大于该第二端41b的口径，从而可以使得该透光结构41的侧壁具有斜面或斜曲面。这样，就可以使得入射到透光结构41内的太阳光线14能够发生折射和全反射。
光电电池5设置在该透光结构41的第二端41b的外侧面。其中，根据太阳光线14入射角度的不同，太阳光线14在该透光结构41的内部经多次的折射和全反射后最终会射入到该光电电池5中或射在该透光结构41的侧壁面42上。需要说明的是，该透光结构41的制造材质可为玻璃，位于该透光结构41的内部的冷却液可为水。具体地，当太阳光线14垂直入射到外层玻璃1上时，由于太阳光线14是由空气射向外层玻璃1，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃1的界面会发生一次折射。
之后，太阳光线14会射到透光结构41中的侧壁面42与冷却液的结合界面，由于空气对玻璃的折射率大约为1.5，而对水的折射率为1.33，属于从光密介质射入光疏介质。但由于这两种材料的折射率相差的较小，临界入射角较大，因而不易发生全反射。因此，太阳光线14会射入水中。
之后，太阳光线14又经过透光结构41的侧壁面42发生一次折射，进入侧壁面42中并射入侧壁面42与空气的界面，由于满足全反射的条件，因而在透光结构41的侧壁面42发生一次全反射之后，太阳光线14会射向玻璃与水的界面，再经过2次的折射，汇聚于设置在透光结构41的第二端41b的光电电池5中。就样，就可以顺利地完成光电电池5的充电过程。
当太阳光线14斜入射时，入射角较大，太阳光线14为有效照明光线13，其入射点同为A点，且与入射面法线构成的夹角为α，有效照明光线13在透光结构41中的传播路径可为：由于有效照明光线13是由空气射向外层玻璃1，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃1发生一次折射。
之后，射到透光结构41的侧壁面42与水的界面再次折射进入水中，有效照明光线13又经过透光结构41的侧壁面42的B点发生一次折射，进入玻璃中射入玻璃与空气的界面。此时的入射角为γ，由于满足全反射条件，因而，会在透光结构41的侧壁面42的C点发生一次全反射。之后，有效照明光线13在D点向玻璃与水的界面再次折射，由于入射角α大于β，有效照明光线13继而射向透光结构41的另一侧壁面42，由水中进入透光结构41的侧壁面42，并再次射入侧壁面42与空气的界面，在此界面，有效照明光线13不满足全反射的条件，其由光密介质射向光疏介质，发生一次折射之后最终由透光结构41的第二端射出，透过内层玻璃2进入建筑室内实现采光。
由此可见，在本申请中，通过增设透光结构41，从而使得太阳能得到了充分的利用，即，本申请的太阳能光热玻璃幕墙可以在保证早晚建筑室内的光照的同时最大限度地利用正午多余的太阳辐射来发电、生热，较好地避免了建筑室内采光和光电电池5发生争光的情况。
如图1、图2a和图3所示，在本申请的一个优选的实施例中，该透光结构41为多个，并分别沿该安装空间3的横向呈间隔式布置。也就是说，通过增设多个透光结构41，从而可以进一步地提高单位面积内的太阳能的利用率。
如图2a和图3所示，在本申请的另一个优选的实施例中，各个该透光结构41均包括本体411，在该本体411的内部构造有能够容纳冷却液的容纳空间411a。
该本体411的第一端与该外层玻璃1的内侧面固定连接，该本体411的第二端朝向该内层玻璃2延伸并悬置在该安装空间3内。
需要说明的是，太阳光线14入射到安装空间3内后，太阳光线14本身就带有一定的热量，光电电池5在发电的同时也会释放出一定的热量，通过在该本体411的内部装有循环冷却液，通过循环冷却液的流动，便会将上述热量带走，从而达到降低建筑室内的温度的目的，进一步地，降低建筑室内的空调能耗，达到节能环保的目的。
需要说明的是，上述冷却液始终充满本体411的内部，以使得太阳光线14顺利地完成折射、反射和全反射。
为进一步优化上述技术方案中的本体411，在上述技术方案的基础上，该本体411的整体构造为口径从第二端41b至第一端41a逐渐增大的锥形结构、抛物线结构或半椭圆形结构。具体地，通过使得该第二端41b的口径小于第一端41a的口径，从而可以提高单位面积内的太阳光线14的入射率，同时，通过使得该本体411的整体外形是锥形、抛物线形或半椭圆形，从而可以使得入射进透光结构41中的太阳光线14能够发生折射、反射和全反射，从而提高太阳能的利用率。
在另一个实施例中，该本体411的侧壁构造为圆形面、弧形面、椭圆面、抛物面和曲面中的其中一种或是其中任意种的组合。也就是说，当将该本体411的侧壁设计为曲面时，会更有利于太阳光线14在透光结构41的侧壁面42上发生折射、反射和全反射。
如图4所示，图中还示意性地显示了在该本体411的第二端和该光电电池5之间设有增透膜6。具体地，由于玻璃和空气的密度相差较大，因而，容易导致太阳光线14发生全反射，造成光电电池5接收太阳光线14的接收率减少，从而就会降低光电电池5的发电效率。
然而，通过在本申请中增设增透膜6，该增透膜6的密度介于空气和玻璃之间，大大地缩小了空气和玻璃的密度差，使得太阳光线14在透光结构41的第二端41b不会发生全反射，增加光电电池5所能接收的太阳光线14的数量、增大太阳光线14的通过率，提高光电电池5的发电率。
还需要说明的是，该增透膜6可通过粘贴的方式设置在透光结构41的第二端41b的外侧面。
如图2a所示，为进一步优化上述技术方案中的太阳能光热玻璃幕墙，在上述技术方案的基础上，该太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到该安装空间3内的太阳光的热量和该光电电池5发电产生的热量进行降温的第一换热结构7。也就是说，该第一换热结构7的设置，能够起到给安装空间3进行散热的作用，进一步地，降低建筑室内的温度、降低空调的能耗。
如图2和图2a所示，为进一步优化上述技术方案中的第一换热结构7，在上述技术方案的基础上，该第一换热结构7包括设置在各个该透光结构41的第一端41a的上端面的总回水管71，该总回水管71分别与相对应的该透光结构41的内部连通。需要说明的是，该总回水管71的设置，能够将各个透光结构41中多余的冷却液进行收集。
在另一个优选的实施例中，该第一换热结构7还包括设置在各个该透光结构41的第一端41a和第二端41b之间的总供水管72，该总供水管72分别与相对应的该透光结构41的内部连通。需要说明的是，该总供水管72的设置，能够同时向各个透光结构41内输送冷却液，提高供液效率。
还需要说明的是，虽然透光结构41中的冷却液始终注满该透光结构41的内部，但该冷却液始终处于自下向上进行流动的状态。冷却液在流动的过程中，会与安装空间3内的热量(太阳光线14的热量和光电电池5发电产生的热量)发生热交换，从而达到给安装空间3进行降温的目的，进一步地，降低建筑室内的温度。
此外，水受热后，密度会变小，因而，会自动地沿着透光结构41的纵向从下向上进行流动，这样，便可以大大地节省如下所述的动力泵的功耗。
如图2a所示，在本申请的一个优选的实施例中，该太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到该安装空间3内的太阳光的热量和该光电电池5发电产生的热量进行降温的第二换热结构8。需要说明的是，该第二换热结构8的设置，能够在上述第一换热结构7的基础上进一步地与安装空间3中的热量进行热交换，从而达到给建筑室内的温度进行降温的目的。
如图2a所示，为进一步优化上述技术方案中的第二换热结构8，在上述技术方案的基础上，该内层玻璃2和该外层玻璃1的两端分别通过侧板9密封连接。该第二换热结构8包括设置在其中的一个侧板9上的进风口81、设置在其中的另一个侧板9上的出风口82，以及设置在该出风口82处并能使得吹入的外部空气在该安装空间3内进行循环流动的风机83。具体地，开启风机83，空气流经对侧进风口81进入光电转化装置4内，被光电电池5加热的同时冷却该光电电池5。这样，可以提高光电电池5的发电效率、延长寿命，之后，热量从出风口82处排出后被加以热利用。
如图6所示，根据本申请的第二方面，还提供一种太阳能光热玻璃幕墙***，包括冷却塔201和上述太阳能光热玻璃幕墙，其中，该冷却塔201的出水口通过第一管路202与第一换热结构7中的供水管72连通，该冷却塔201的回水口通过第二管路203与第一换热结构7中的回水管71连通。
需要说明的是，为了实现冷却液的循环流动，从而有效地与安装空间3内的热量进行散热，达到给建筑室内进行降温的目的，可在该第一管路202上设有动力泵，从而为冷却液的循环提供动力。
综上所述，当太阳光线14垂直入射到外层玻璃1上时，由于太阳光线14是由空气射向外层玻璃1，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃1的界面会发生一次折射。
之后，太阳光线14会射到透光结构41中的侧壁面42与冷却液的结合界面，由于空气对玻璃的折射率大约为1.5，而对水的折射率为1.33，属于从光密介质射入光疏介质。但由于这两种材料的折射率相差的较小，临界入射角较大，因而不易发生全反射。因此，太阳光线14会射入水中。
之后，太阳光线14又经过透光结构41的侧壁面42发生一次折射，进入侧壁面42中并射入侧壁面42与空气的界面，由于满足全反射的条件，因而在透光结构41的侧壁面42发生一次全反射之后，太阳光线14会射向玻璃与水的界面，再经过2次的折射，汇聚于设置在透光结构41的第二端41b的光电电池5中。就样，就可以顺利地完成光电电池5的充电过程。
当太阳光线14斜入射时，入射角较大，太阳光线14为有效照明光线13，其入射点同为A点，且与入射面法线构成的夹角为α，有效照明光线13在透光结构41中的传播路径可为：由于有效照明光线13是由空气射向外层玻璃1，属于从光疏介质射向光密介质，因此，在外层玻璃1发生一次折射。
之后，射到透光结构41的侧壁面42与水的界面再次折射进入水中，有效照明光线13又经过透光结构41的侧壁面42的B点发生一次折射，进入玻璃中射入玻璃与空气的界面。此时的入射角为γ，由于满足全反射条件，因而，会在透光结构41的侧壁面42的C点发生一次全反射。之后，有效照明光线13在D点向玻璃与水的界面再次折射，由于入射角α大于β，有效照明光线13继而射向透光结构41的另一侧壁面42，由水中进入透光结构41的侧壁面42，并再次射入侧壁面42与空气的界面，在此界面，有效照明光线13不满足全反射的条件，其由光密介质射向光疏介质，发生一次折射之后最终由透光结构41的第二端射出，透过内层玻璃2进入建筑室内实现采光。
由此可见，在本申请中，通过增设透光结构41，从而使得太阳能得到了充分的利用，即，本申请的太阳能光热玻璃幕墙可以在保证早晚建筑室内的光照的同时最大限度地利用正午多余的太阳辐射来发电、生热，较好地避免了建筑室内采光和光电电池5发生争光的情况。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，包括：
外层玻璃；
内层玻璃，所述内层玻璃与所述外层玻璃呈相对式设置，在所述内层玻璃和所述外层玻璃之间构造有安装空间；
光电转化装置，设置在所述安装空间内，所述光电转化装置包括内部装载有冷却液的透光结构，其中，所述透光结构的第一端朝向所述外层玻璃，所述透光结构的第二端朝向所述内层玻璃，所述第一端的口径大于所述第二端的口径；以及
光电电池，设置在所述透光结构的第二端的外侧面，其中，根据太阳光线入射角度的不同，太阳光线在所述透光结构的内部经多次的折射和全反射后最终会射入到所述光电电池中或射在所述透光结构的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述透光结构为多个，并分别沿所述安装空间的横向呈间隔式布置。
3.根据权利要求2所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，各个所述透光结构均包括本体，在所述本体的内部构造有能够容纳循环冷却液的容纳空间，所述本体的第一端与所述外层玻璃的内侧面固定连接，所述本体的第二端朝向所述内层玻璃延伸并悬置在所述安装空间内。
4.根据权利要求3所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述本体的整体构造为口径从第二端至第一端逐渐增大的锥形结构、抛物线结构或半椭圆形结构。
5.根据权利要求3所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述本体的侧壁构造为圆形面、弧形面、椭圆面、抛物面和曲面中的其中一种或是其中任意种的组合。
6.根据权利要求3所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，在所述本体的第二端和所述光电电池之间设有增透膜。
7.根据权利要求2所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到所述安装空间内的太阳光的热量和所述光电电池发电产生的热量进行降温的第一换热结构。
8.根据权利要求7所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述第一换热结构包括设置在各个所述透光结构的第一端的上端面的总回水管，所述总回水管分别与相对应的所述透光结构的内部连通。
9.根据权利要求7所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述第一换热结构还包括设置在各个所述透光结构的第一端和第二端之间的总供水管，所述总供水管分别与相对应的所述透光结构的内部连通。
10.根据权利要求1所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述太阳能光热玻璃幕墙还包括能够对入射到所述安装空间内的太阳光的热量和所述光电电池发电产生的热量进行降温的第二换热结构。
11.根据权利要求10所述的太阳能光热玻璃幕墙，其特征在于，所述内层玻璃和所述外层玻璃的两端分别通过侧板密封连接，所述第二换热结构包括设置在其中的一个侧板上的进风口、设置在其中的另一个侧板上的出风口，以及设置在该出风口处并能使得吹入的外部空气在所述安装空间内进行循环流动的风机。
12.一种太阳能光热玻璃幕墙***，其特征在于，包括冷却塔和上述权利要求1至11中任一项所述的太阳能光热玻璃幕墙，其中，所述冷却塔的出水口通过第一管路与第一换热结构中的供水管连通，所述冷却塔的回水口通过第二管路与第一换热结构中的回水管连通。
CN201811441705.1A 2018-11-29 2018-11-29 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的*** Pending CN110067330A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811441705.1A CN110067330A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811441705.1A CN110067330A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110067330A true CN110067330A (zh) 2019-07-30

Family

ID=67365836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811441705.1A Pending CN110067330A (zh) 2018-11-29 2018-11-29 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110067330A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116566288A (zh) * 2023-04-26 2023-08-08 龙元明筑科技有限责任公司 一种易散热的光伏墙板和循环冷却***

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1458363A (zh) * 2003-05-05 2003-11-26 崔建伟 一种对阳光有选择性分光功能的复合玻璃及应用
KR20060107730A (ko) * 2005-04-11 2006-10-16 황우성 고 집속，수광 밀도 균일화 집속장치
CN201868441U (zh) * 2010-08-30 2011-06-15 河南安彩高科股份有限公司 带有花纹结构的太阳能电池盖板玻璃
CN103973216A (zh) * 2014-04-29 2014-08-06 北京理工大学 光伏、光热及采光能量综合利用装置
CN107178914A (zh) * 2017-07-10 2017-09-19 广东工业大学 一种免跟踪太阳能聚光装置
CN108301732A (zh) * 2017-12-13 2018-07-20 清华大学深圳研究生院 一种全息内反射太阳能玻璃窗
CN209468892U (zh) * 2018-11-29 2019-10-08 内蒙古工业大学 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1458363A (zh) * 2003-05-05 2003-11-26 崔建伟 一种对阳光有选择性分光功能的复合玻璃及应用
KR20060107730A (ko) * 2005-04-11 2006-10-16 황우성 고 집속，수광 밀도 균일화 집속장치
CN201868441U (zh) * 2010-08-30 2011-06-15 河南安彩高科股份有限公司 带有花纹结构的太阳能电池盖板玻璃
CN103973216A (zh) * 2014-04-29 2014-08-06 北京理工大学 光伏、光热及采光能量综合利用装置
CN107178914A (zh) * 2017-07-10 2017-09-19 广东工业大学 一种免跟踪太阳能聚光装置
CN108301732A (zh) * 2017-12-13 2018-07-20 清华大学深圳研究生院 一种全息内反射太阳能玻璃窗
CN209468892U (zh) * 2018-11-29 2019-10-08 内蒙古工业大学 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116566288A (zh) * 2023-04-26 2023-08-08 龙元明筑科技有限责任公司 一种易散热的光伏墙板和循环冷却***
CN116566288B (zh) * 2023-04-26 2024-02-20 龙元明筑科技有限责任公司 一种易散热的光伏墙板和循环冷却***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201259343Y (zh) 多曲面复合线聚焦槽式太阳能中高温集热储热***
CN103225900B (zh) 基于槽式抛物面反射镜的承压式太阳能集热器
CN207603554U (zh) 一种复合聚光型太阳能光伏发电装置
CN102322694A (zh) 含内凹玻璃罩的球形腔式太阳能吸热器
CN103973216A (zh) 光伏、光热及采光能量综合利用装置
CN101777597B (zh) 复合抛物面型光伏热水集热器
CN209468892U (zh) 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***
CN110067330A (zh) 一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的***
US20130306059A1 (en) Dish-Type Solar Thermal Power Generation System And Heat Collector Thereof
CN209541198U (zh) 一种中高温型太阳能光热光伏装置
CN202328465U (zh) 一种太阳能供暖装置
CN217737565U (zh) 一种锥形螺旋管太阳能集热器
CN202216425U (zh) 含内凹玻璃罩的球形腔式太阳能吸热器
CN205373096U (zh) 具有保温层的双水箱太阳能热水器
CN105577105B (zh) 一种可固定安装的非对称聚光光伏光热***
CN205403187U (zh) 一种太阳能发电蓄热恒温水暖供热***
CN113606798A (zh) 一种太阳能与地热能耦合的聚光分频光伏光热地热一体化***
CN210157147U (zh) 一种折平板聚光分频光伏光热利用装置
CN210440172U (zh) 一种能实现全天发电的太阳能发电***
CN102914064B (zh) 反射塔底式太阳能聚焦集热装置
CN105509340B (zh) 一种采用导光缆传输聚集光束的太阳能集热***
CN111059773A (zh) 一种低温环境的单体***平板太阳能水水交换集热器
CN205373087U (zh) 一种采用导光缆传输聚集光束的太阳能集热***
CN208282424U (zh) 太阳能供热集成装置
CN217876504U (zh) 固体颗粒储能光热发电***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination