專利名稱：與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑節(jié)能、可再生能源利用領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種應(yīng)用在新建建筑或 既有建筑中與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，常規(guī)能源的日益短缺和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，全世界越來(lái)越關(guān)注清潔可 再生能源的利用，隨著光伏方陣(其為多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成的太陽(yáng)能電池板，也稱太陽(yáng) 能電池方陣或光伏組件)制造工藝的不斷提高，光伏方陣的價(jià)格持續(xù)下降，且世界各國(guó)補(bǔ) 貼力度仍在加強(qiáng)，在此背景下，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)化效率成為推進(jìn)光伏發(fā)電系統(tǒng) 應(yīng)用的研究關(guān)鍵。光伏方陣在標(biāo)準(zhǔn)條件(AMI. 5太陽(yáng)光譜的輻照強(qiáng)度1000W/m2，電池溫度 25°C)下光電轉(zhuǎn)化率為8% 17%，還有超過(guò)80%的太陽(yáng)能未被利用，而且光伏方陣的溫度對(duì) 其發(fā)電效率有很大影響，理論研究表明單晶硅太陽(yáng)能電池在0°C時(shí)的最大理論轉(zhuǎn)化效率有 30 %。在光強(qiáng)一定的條件下，當(dāng)硅電池自身溫度升高時(shí)，其輸出功率將下降，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研 究表明，硅電池自身溫度升高1V，轉(zhuǎn)化率下降約1%，而光伏方陣與建筑屋面一體化后，勢(shì) 必造成光伏方陣的溫度升高，從而直接影響了光伏發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其在位于建筑 斜屋面上的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的同時(shí)，利用本發(fā)明的屋面風(fēng)冷系統(tǒng)，以降低光伏方陣 自身的溫度，提高光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)達(dá)到夏季降低屋頂表面溫度，減少空調(diào)能耗；冬季利 用機(jī)械抽風(fēng)回收的熱空氣，直接供建筑物作為提供采暖及新風(fēng)使用。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其采 用以下步驟形成。1)在建筑物的斜屋面保溫層上鋪設(shè)防水波形瓦，解決屋面防水、滲漏雨水或光伏 方陣下表面冷凝水等排放的問(wèn)題，防水波形瓦的上方設(shè)有與屋面結(jié)構(gòu)層連接的支架，所述 的支架為金屬支架或混凝土支架。2)在支架的頂面鋪設(shè)光伏方陣，防水波形瓦與光伏方陣之間形成一空間，對(duì)該空 間的前、后兩側(cè)面進(jìn)行密封，使光伏方陣與防水波形瓦之間形成風(fēng)道，風(fēng)道的下方開有進(jìn)風(fēng) 口，位于屋脊處的風(fēng)道處設(shè)有拔風(fēng)口，在春、夏和秋季，進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)的空氣與光伏方陣下表 面進(jìn)行對(duì)流換熱，利用熱壓形成自然拔風(fēng)，降低光伏方陣本身的溫度；靠近屋脊處的支架上 設(shè)有機(jī)械抽風(fēng)管，在冬季利用機(jī)械設(shè)備抽取風(fēng)道內(nèi)的空氣，降低光伏方陣本身的溫度，同時(shí) 將抽取的熱空氣為室內(nèi)供暖。作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明采取以下技術(shù)措施
上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，所述的光伏方陣通常布置在位于朝南的斜屋面上，充分利 用太陽(yáng)能；也可布置在位于朝北的斜屋面上，太陽(yáng)能利用率相對(duì)低一些。上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，屋脊處的支架高于兩側(cè)的支架，所述的拔風(fēng)口開在高出部分的兩側(cè)，屋脊處的防水波形瓦上粘貼防水塑膠帶，增加防水性能。拔風(fēng)口開在側(cè)面的 拔風(fēng)效果最好，因?yàn)轱L(fēng)往往都是側(cè)向吹的，對(duì)流換熱速度快，能快速降低光伏方陣本身的溫度。上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口處和屋脊的拔風(fēng)口處設(shè)置有防鳥格柵， 防止鳥進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)。上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，金屬支架與多根固定錨栓的上端固接，固定錨栓的下 端依次穿過(guò)防水波形瓦、屋面保溫層和屋面找平層后固定在鋼筋砼屋面上，通過(guò)固定錨栓 將金屬支架固定在屋面上；混凝土支架直接澆濤在屋面找平層上。上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，光伏方陣的背面粘貼鋁箔，利用鋁箔傳熱效果較好的 特點(diǎn)，可以加強(qiáng)通風(fēng)空氣與光伏方陣間的對(duì)流換熱，達(dá)到快速降溫的目的。上述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，機(jī)械抽風(fēng)管的管壁上有多個(gè)小通孔或開口，風(fēng)道內(nèi)的 空氣通過(guò)小通孔或開口進(jìn)入機(jī)械抽風(fēng)管內(nèi)，通過(guò)設(shè)置小通孔或開口的數(shù)量、間距來(lái)控制進(jìn) 風(fēng)量及達(dá)到均勻通風(fēng)的目的。本發(fā)明具有以下有益效果1)屋面建光伏發(fā)電系統(tǒng)較墻面可獲得更豐富的太陽(yáng) 能資源，提高光伏發(fā)電量；2)防水波形瓦的使用，可保證屋面防水及排水，同時(shí)由于沿斜屋 面敷設(shè)，波形瓦的波形空間可以利用熱壓達(dá)到加強(qiáng)自然通風(fēng)的效果；3)鋁箔的使用，可以 加強(qiáng)通風(fēng)空氣與光伏方陣間的對(duì)流換熱，達(dá)到進(jìn)一步降溫的目的；4)光伏方陣屋面風(fēng)冷系 統(tǒng)的工況分為自然拔風(fēng)和機(jī)械抽風(fēng)兩種，在春、夏、秋季，由于外界太陽(yáng)能輻射量較強(qiáng)，光伏 電池板的發(fā)電量較大，同時(shí)電池板溫度也較高，此時(shí)可利用熱壓進(jìn)行自然通風(fēng)，在冬季，利 用風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械抽風(fēng)，降低光伏方陣溫度的同時(shí)，獲得的熱空氣直接供建筑物作為采暖及 新風(fēng)使用；5)本發(fā)明提高了光伏發(fā)電效率，同時(shí)將光伏發(fā)電廢熱進(jìn)行部分回收，達(dá)到了提 高太陽(yáng)能的綜合利用效率、降低屋面溫度及降低能耗的目的。下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1的A-A向剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示的與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，建筑物的斜屋面保溫層1上 鋪設(shè)防水波形瓦2，防水波形瓦2的上方設(shè)金屬支架3，金屬支架3的頂面鋪設(shè)光伏方陣4， 其背面粘貼鋁箔。光伏方陣4大部分設(shè)在位于朝南的斜屋面上，小部分設(shè)在位于朝北的斜 屋面上；防水波形瓦與光伏方陣之間形成一空間，該空間的前、后兩側(cè)面進(jìn)行密封，使光伏 方陣4與防水波形瓦2之間形成風(fēng)道5，風(fēng)道的下方開有進(jìn)風(fēng)口 51，屋脊處的金屬支架高于 兩側(cè)的金屬支架，高出部分的兩側(cè)開有拔風(fēng)口 52，在春、夏和秋季，進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)的空氣與光 伏方陣下表面進(jìn)行對(duì)流換熱，利用熱壓形成自然拔風(fēng)，降低光伏方陣本身的溫度。靠近屋脊 處的金屬支架上設(shè)有機(jī)械抽風(fēng)管6，機(jī)械抽風(fēng)管的管壁上開有多個(gè)小通孔，在冬季利用機(jī)械 設(shè)備抽取風(fēng)道內(nèi)的空氣，降低光伏方陣本身的溫度，同時(shí)將抽取的熱空氣為室內(nèi)供暖。
屋脊處的防水波形瓦上粘貼防水塑膠帶7，風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口處和屋脊的拔風(fēng)口處設(shè) 置有防鳥格柵8。金屬支架3與多根固定錨栓9的上端固接，固定錨栓9的下端依次穿過(guò)防 水波形瓦2、屋面保溫層1和屋面找平層10后固定在鋼筋砼屋面11上，通過(guò)固定錨栓將金 屬支架固定在屋面上。以上所述，僅是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)手段及本發(fā)明應(yīng)用的實(shí)施方式，并非對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案及用途作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上技術(shù)手段及實(shí) 施方式所做的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其采用以下步驟形成1)在建筑物的斜屋面保溫層(1)上鋪設(shè)防水波形瓦(2)，所述防水波形瓦(2)的上方設(shè)有與屋面結(jié)構(gòu)層連接的支架，所述的支架為金屬支架(3)或混凝土支架；2)在支架的頂面鋪設(shè)光伏方陣(4)，防水波形瓦與光伏方陣之間形成一空間，對(duì)該空間的前、后兩側(cè)面進(jìn)行密封，使光伏方陣與防水波形瓦之間形成風(fēng)道(5)，風(fēng)道的下方開有進(jìn)風(fēng)口(51)，位于屋脊處的風(fēng)道處設(shè)有拔風(fēng)口(52)，在春、夏和秋季，進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)的空氣與光伏方陣下表面進(jìn)行對(duì)流換熱，利用熱壓形成自然拔風(fēng)，降低光伏方陣本身的溫度；靠近屋脊處的支架上設(shè)有機(jī)械抽風(fēng)管(6)，在冬季利用機(jī)械設(shè)備抽取風(fēng)道內(nèi)的空氣，降低光伏方陣本身的溫度，同時(shí)將抽取的熱空氣為室內(nèi)供暖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于屋脊處的支架高于兩側(cè)的支 架，所述的拔風(fēng)口(52)開在高出部分的兩側(cè)，屋脊處的防水波形瓦上粘貼防水塑膠帶(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口處和屋脊的拔 風(fēng)口處設(shè)置有防鳥格柵(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于所述的金屬支架(3)與多根 固定錨栓(9)的上端固接，固定錨栓(9)的下端依次穿過(guò)防水波形瓦(2)、屋面保溫層(1) 和屋面找平層(10)后固定在鋼筋砼屋面(11)上，通過(guò)固定錨栓將金屬支架固定在屋面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于所述的混凝土支架直接澆濤 在屋面找平層(10)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于所述光伏方陣的背面粘 貼鋁箔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)械抽風(fēng)管的管壁上有 多個(gè)小通孔或開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在建筑物中與建筑屋面一體化的光伏方陣風(fēng)冷系統(tǒng)?，F(xiàn)有的光伏方陣與建筑屋面一體化后，勢(shì)必造成光伏方陣的溫度升高，從而直接影響了光伏發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明采用以下步驟形成1)在建筑物的斜屋面保溫層上鋪設(shè)防水波形瓦，防水波形瓦的上方設(shè)有與屋面結(jié)構(gòu)層連接的支架；2)在支架的頂面鋪設(shè)光伏方陣，防水波形瓦與光伏方陣之間形成一空間，對(duì)該空間的前、后兩側(cè)面進(jìn)行密封，使光伏方陣與防水波形瓦之間形成風(fēng)道，風(fēng)道的下方開有進(jìn)風(fēng)口，位于屋脊處的風(fēng)道處設(shè)有拔風(fēng)口。本發(fā)明提高了光伏發(fā)電效率，同時(shí)將光伏發(fā)電廢熱進(jìn)行部分回收，達(dá)到了提高太陽(yáng)能的綜合利用效率、降低屋面溫度及降低能耗的目的。
文檔編號(hào)F24J3/00GK101942892SQ20101028161
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者周琪, 曾憲純, 曾慶路, 李海波, 杜先, 林奕, 邢艷艷 申請(qǐng)人:浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司