一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的系统技术方案

本发明专利技术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系统，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。

A solar photothermal glass curtain wall and its system

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的系统
本专利技术涉及玻璃幕墙
，特别是涉及一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的系统。
技术介绍
目前，现有的光伏/光热系统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。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种太阳能光热玻璃幕墙及具有其的系统，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，根据本专利技术的第一方面，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系统，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)有益效果本专利技术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系统的整体结构示意图。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，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，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专利技术中的具体含义。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。也就是说本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯朝卿，洪铭，许钊，张丽壮，陈小刚，陈永艳，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15