光伏相变蓄热节能墙体系统技术方案

本技术提供一种光伏相变蓄热节能墙体系统，该系统采用模数制，构造简单，可实现自行冷却，对热回收利用，并提高光电转化效率。它包括光伏电池组件（1）、可调风口百叶（5-8）、风机（9）、可调遮热百叶（10）和相变蓄热节能墙板模块（12）；可调遮热百叶（10）安装在光伏电池组件（1）和相变蓄热节能墙板模块（12）之间的空腔（11）处，引导空腔（11）内的空气流动的风机（9）安装在空腔（11）内或靠近空腔（11）口处；可调风口百叶（5）在光伏相变蓄热节能墙体的外侧的上部，可调风口百叶（6）在墙体内侧的上部，可调风口百叶（7）在光伏相变蓄热节能墙体的外侧下部，可调风口百叶（8）在光伏相变蓄热节能墙体的内侧下部。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能光伏电池组件在建筑上安装后的光电效率以及光伏板背面的热利用问题，具体是设计一种通用型的光伏相变蓄热节能墙体系统，通过简单易行的相变蓄热材料和传统建筑材料的结合，以及可调百叶和风机的共同作用，控制光伏电池组件背面的温度，提高建筑光伏发电效率。同时根据不同季节的气候，通过百叶和风机控制相变蓄热墙体是否吸收和放出热量，调整室内热舒适度。
技术介绍
使用相变材料的首次尝试可以追溯到20世纪40年代有关被动式太阳能收集器的开发和建造。暂时存储过剩的热能，然后将热能释放给室内。这项任务需要材料具有高度的导纳能力(即能量存储容量)。在基本构造中可以使用具有蓄热容量特别高的材料增加有效的热能聚集。由于通常建筑材料导纳能力较低，因此它们的效率也较低。在使用热存储方式时，如果不能改变物理状态而又要获得极大的热量，那就需要特别重、表面积巨大的装置。在这方面相变材料极有希望成为这种新型材料，因为这种材料可以在相对较小的温度范围内，存储较大的热量，同时重量很轻。相变材料应用于建筑材料的研究始于1982年，20世纪90年代以相变材料处理建筑材料(如石膏板、墙板与混凝土构件等)的技术开始发展起来。随后，相变材料在混凝土试块、石膏墙板等建筑材料中研究和应用。1999年，国外又在墙板或轻型混凝土预制板、地板中使用相变材料，可以保持室内适宜的温度。国内对相变建筑材料的研究起步较晚，近两年，北京广域相变科技有限公司与国内几家顶尖的研究机构合作研究相变材料的高效结合，共同研制相变材料微胶囊，将相变材料做成微胶囊再与建筑材料掺混，为相变材料在建筑保温材料中的应用开拓了更广阔的天地。但是，相变材料微胶囊在建材方面仍存在一些问题，比如热导率低，稳定性不好，寿命短，与建筑材料不容易相容，可塑性差等。与此同时，光伏建筑一直困扰于光伏电池板背面温度过高而导致发电效率下降的问题。温度对晶体硅PV组件和光伏阵列在发电效率和寿命方面的影响是众所周知的。大多数PV阵列的光电转换效率在很大程度上受温度的影响，随着工作环境温度的升高，其效率会大大降低；同时PV的寿命也会缩短。本技术针对相变材料、轻质建筑结构以及光伏建筑面临的效率和寿命问题，设计了一种光伏相变蓄热节能墙体系统，对太阳能高效利用和节能减排具有实用价值和创新意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光伏相变蓄热节能墙体系统，该系统采用模数制，构造简单，可实现自行冷却，对热回收利用，并提高光电转化效率。本光伏相变蓄热节能墙体系统，包括光伏电池组件1、可调风口百叶5-8、风机9、可调遮热百叶10和相变蓄热节能墙板模块12 ；可调遮热百叶10安装在光伏电池组件1和相变蓄热节能墙板模块12之间的空腔11处，引导空腔11内的空气流动的风机9安装在空腔11内或靠近空腔11 口处；可调风口百叶5在光伏相变蓄热节能墙体的外侧的上部，可调风口百叶6在墙体内侧的上部，可调风口百叶7在光伏相变蓄热节能墙体的外侧下部，可调风口百叶8在光伏相变蓄热节能墙体的内侧下部。所述光伏电池组件形式不限，光伏电池组件与相变蓄热节能墙之间的连接构造根据光伏电池组件的具体形式(如有边框、无边框或薄膜等)而定，因此具有一定的灵活性。所述可调遮热百叶位于光伏电池组件和相变蓄热节能墙板模块之间的空腔处，可调遮热百叶的叶片可以成任意角度旋转，遮挡热辐射，控制不同季节下相变蓄热节能墙板模块是否吸收或释放热量。所述可调风口百叶根据不同的气候条件，控制各个可调风口百叶的开和关及其相应的程度，从而控制光伏相变蓄热节能墙体系统的工作状态。所述风机位于光伏电池组件和相变蓄热节能墙板模块之间的空腔内或者上述空腔上方或下方，主要引导空腔内的空气流动。所述相变蓄热节能墙体系统，针对冬季(夏季)白天有太阳和没有太阳以及冬季 (夏季)夜间几个不同的气候条件，有相应的工作状态，能减少室内冷/热负荷，提高光伏发电效率，具体工作状态如下对于冬季白天有太阳的时候，可调风口百叶5和8关闭，可调风口百叶6和7打开，可调遮热百叶10打开。室外新鲜冷空气从可调风口百叶7进入，经空腔11加热后从可调风口百叶6进入室内。打开可调遮热百叶10，相变蓄热墙体开始吸收太阳辐射热量并蓄能。对于冬季夜晚或冬季白天没有太阳的时候，四个可调风口百叶5-8均关闭，可调遮热百叶10关闭，减少蓄热墙体向外辐射的热损失。对于夏季白天有太阳的时候，可调风口百叶5和7打开，可调风口百叶6和8均关闭，可调遮热百叶10关闭，风机9打开，可降低光伏电池板的温度并减少室内冷负荷。对于夏季夜晚或夏季白天没有太阳且室外比室内凉爽的时候，四个可调风口百叶 5-8均打开，可调遮热百叶10打开，即可实现自然通风来调节室内环境。对于夏季夜晚或夏季白天没有太阳且室外比室内热的时候，可调风口百叶6关闭，可调风口百叶5、7和8打开，可调遮热百叶10关闭，风机9打开，以实现机械通风降温。因此，本技术的有益效果与现有技术相比，本技术不但设计简单、方便、灵活，安装成本低，而且可以利用光伏电池组件背面的热量，并提高建筑光伏发电效率，在推广太阳能光伏建筑应用方面具有较大意义，能进一步推进建筑节能的创新应用。上述的光伏相变蓄热节能墙体系统，风机9安装在可调遮热百叶10的上方。上述的光伏相变蓄热节能墙体系统，所述相变蓄热节能墙板模块12包括预制钢筋混凝土空心墙板18、密封在预制钢筋混凝土空心墙板18的空心部分内的建筑用相变材料3。所述相变蓄热节能墙板模块12还包括位于预制钢筋混凝土空心墙板18内侧的内保温层4，和包括固定在预制钢筋混凝土空心墙板18上预埋连接件。建筑用相变材料3为石蜡、聚氧乙烯、结晶性脂方酸、烷烃、酯类及其混合物，其相变温度为23 ^TC。室温变化超出这一范围时，相变材料便会熔化或凝固来吸收或放出热量。所述相变蓄热节能墙板模块中的建筑用相变材料成一定形状密封在钢筋混凝土的空心部分中，具体形式是将钢筋混凝土墙板预制成空心状，空心部分的形状可以是矩形、正方形、梯形、多边形、椭圆或圆形等形状，最大尺寸可控制在20-30mm范围内，并成一定序列排列。同时，在预制钢筋混凝土空心墙板内预埋3个连接件，共同组成相变蓄热节能墙板模块。所述相变蓄热节能墙体模块化设计，应用合适的模数，由统一的预制模块组合而成，便于实现工业化生产。对于自然通风房间占绝对主导的房间，无内保温层，直接抹灰，效果会更加好。上述的光伏相变蓄热节能墙体系统，进入可调风口百叶7的风是凉风，如地道风或水面风等。上述的光伏相变蓄热节能墙体系统，可调遮热百叶10上涂有高反射率材料。 附图说明图1为本技术的剖面示意图2为本技术中相变蓄热节能墙板模块第一种结构示意图； 图3为本技术中相变蓄热节能墙板模块第二种结构示意图； 图4为本技术中相变蓄热节能墙板模块第三种结构示意图； 图5为相变蓄热节能墙板模块的组装示意图； 图6本技术系统示意图。具体实施例方式以下结合附图对本技术做进一步描述如图1所示，光伏相变蓄热节能墙体系统，包括光伏电池组件1、可调风口百叶5-8、风机9、可调遮热百叶10和相变蓄热节能墙板模块12。所述光伏电池组件1形式不限，光伏电池组件1与相变蓄热节能墙2之间的连接构造根据光伏电池组件1的具体形式(如有边框、无边框或薄膜等)而定，因此具有一定的灵活性。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭昌海，黄莹，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：