專利名稱：太陽能光伏屋頂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，尤其是一種具有太陽能光伏功能和集雨功能的屋頂系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對建立資源節(jié)約型社會重要認(rèn)識的不斷深入，實施“節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)境友好”可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略，節(jié)約資源已經(jīng)提升到了基本國策的高度，能源為改善人類生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必須，與此同時，能源也可能造成空氣污染、 全球變暖等健康問題和環(huán)境問題。光電建筑節(jié)能推動太陽能光伏事業(yè)及建筑節(jié)能事業(yè)的飛速發(fā)展，而綠色環(huán)保能源與節(jié)能兩大重點更加突出?？茖W(xué)合理的整合設(shè)計，使建筑中的環(huán)保、隔熱、節(jié)能、節(jié)水、綠色有機(jī)結(jié)合于一體，打造光電建筑行業(yè)綜合智能標(biāo)準(zhǔn)建筑也成為當(dāng)前的主要目標(biāo)。房屋頂層有相當(dāng)廣闊的利用空間，利用屋頂安裝光伏組件，將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，為用電設(shè)備供或向電網(wǎng)輸送電能，適宜當(dāng)前節(jié)能降耗的社會發(fā)展需要，是一件利國利民的事情?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了屋頂安裝光伏組件的技術(shù)，例如專利申請?zhí)枮?200710052996. 0的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，該屋頂系統(tǒng)將光伏組件直接鋪設(shè)在屋頂表面，實現(xiàn)光伏發(fā)電的效果，雖然有效利用了太陽能，但是由于光伏組件與屋頂表面平行鋪設(shè)，光伏組件反射的太陽光將對周圍居住人群造成極大的光污染，同時屋頂?shù)母魺嵝Ч膊粔蚝?。因此，如何有效利用太陽能的同時減少光污染，改進(jìn)光伏屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)并降低電池板組件溫度，使其具有光伏、低光污染、隔熱、集雨等多功能的用途，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，包括發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括支架、若干個電池板組件和反光鏡組件，各個電池板組件和反光鏡組件依次交替排列安裝在支架上，相鄰的電池板組件和反光鏡組件之間設(shè)置有夾角，各個電池板組件和反光鏡組件安裝組合后整體形成為波浪結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，相鄰的相對設(shè)置的一對所述電池板組件和反光鏡組件組成一個工作單元，其電池板的工作面和反光鏡的反光面相互對應(yīng)設(shè)置。進(jìn)一步，所述屋頂系統(tǒng)還包括雨水收集裝置，該雨水收集裝置包括設(shè)置在建筑物頂部的匯流箱、設(shè)置在地面處的集雨尊、及連接匯流箱和集雨尊的雨水管。進(jìn)一步，所述支架設(shè)置在所述匯流箱上方，所述工作單元中的一對所述電池板組件和反光鏡組件的接合處設(shè)置有允許雨水流入?yún)R流箱的縫隙。進(jìn)一步，所述電池板組件和反光鏡組件之間的夾角為15-180度，反光鏡組件將太陽光反射到電池板組件，以增加電池板組件的接受功率。進(jìn)一步，從所述反射鏡組件和電池板組件上反射出的太陽光，限定在一個確定的平面附近，該平面由一點和一條直線確定一點為太陽，一條直線為反射鏡組件和電池板交界線。進(jìn)一步，所述波浪結(jié)構(gòu)形成兩個波紋側(cè)面，其上側(cè)面對著天空構(gòu)成反射結(jié)構(gòu)，下側(cè)面對著所述匯流箱構(gòu)成三角棱柱形的隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)為所述波浪結(jié)構(gòu)與所述匯流箱之間圍成的若干條南北走向的空氣通道。進(jìn)一步，在所述電池板組件和反光鏡組件接合處的縫隙下方設(shè)置有沉積槽，該沉積槽的橫截面為凸字形，凸字形水平臺階上開設(shè)若干通孔形成側(cè)開口，雨水通過所述縫隙首先流入沉積槽內(nèi)、再經(jīng)由側(cè)開口排入所述匯流箱，在收集雨水的同時阻隔雜物并使得灰塵沉淀于沉積槽底部。進(jìn)一步，所述屋頂系統(tǒng)可以設(shè)置在任何建筑物頂部或加設(shè)在已建成的屋頂上。本發(fā)明將光伏與光熱技術(shù)結(jié)合起來，具有太陽能綠色高效發(fā)電、節(jié)水環(huán)保、光污染低、隔熱節(jié)電性能好、電池板溫度低等優(yōu)點。


圖1分本發(fā)明光伏集雨屋頂系統(tǒng)的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2分本發(fā)明光伏集雨屋頂系統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的屋頂結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)示意圖； 圖4為本發(fā)明的凸形沉積槽的截面示意圖。
具體實施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。圖1、圖2、圖3示出了本發(fā)明的光伏集雨屋頂系統(tǒng)的正面、側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。建筑物的屋頂5上設(shè)有發(fā)電裝置和雨水收集裝置，發(fā)電裝置包括支架4、若干個接受太陽能的電池板組件2和反光鏡組件3，在支架4上依次交替排列電池板組件2和反光鏡組件3，使得電池板組件2和反光鏡組件3之間具有夾角，若干兩種組件在整體上形成類似石棉瓦外形的波浪結(jié)構(gòu)。相鄰的相對設(shè)置的一對電池板組件和反光鏡組件組成一個工作單元，其電池板的工作面和反光鏡的反光面相互對應(yīng)設(shè)置。
如圖1的太陽光軌跡1所示，當(dāng)晴天太陽光由天空射來時，經(jīng)電池板組件2與反射鏡組件3的多次吸收反射沿箭頭方向射回空間，反射光線被限制在太陽與反射鏡組件和電池板交界線所形成的平面附近，該平面由一點和一條直線確定一點為太陽，一條直線即為反射鏡組件和電池板交界線。同時電池板組件2從直射光和反射鏡組件3的反射光中吸收能量發(fā)電。反光鏡組件3將太陽光反射到電池板組件2，一方面增加電池板組件2的接受功率，另一方面由電池板組件2、反光鏡組件3相互垂直、邊邊相靠組成的反射結(jié)構(gòu)中，兩者受光面朝向天空，當(dāng)入射光照到一種組件受光面后反射到另一種組件的受光面，再反射到天空時，光線被限定在一點與一條直線所構(gòu)成的平面內(nèi)，一點為太陽，一條直線指組件排列線。利用平面直角反射鏡的性質(zhì)，將從反射鏡組件3上、太陽能電池板組件2上反射出的太陽光，限定在太陽與電池板組件排列軌跡線所確定的平面內(nèi)，對除此以外的空間沒有光污
^fe ο如圖3所示的電池板組件和反射鏡組件的細(xì)節(jié)布置，電池板組件2和反光鏡組件 3之間的夾角設(shè)置為15-180度之間，最佳角度為90度，該角度設(shè)置使得電池板組件2能夠接受最多的太陽光照和反射鏡組件3反射的光。圖1和2還示出了雨水收集裝置，其包括設(shè)置在建筑物頂部的匯流箱7、設(shè)置在地面處的集雨尊9以及連接匯流箱7和集雨尊9的雨水管8。在圖3和4中示出了匯流箱內(nèi)雨漏結(jié)構(gòu)16的示意圖，雨水6可順延傾斜設(shè)置的一對電池板組件和反光鏡組件表面流下， 并匯集在其底部。支架4設(shè)置在匯流箱7的上方，電池板組件2和反光鏡組件3的接合處具有允許雨水流入?yún)R流箱的縫隙10。在電池板組件2和反光鏡組件3的接合處的縫隙下方設(shè)置有沉積槽14，沉積槽14位于匯流箱7的上部，并對應(yīng)于波浪結(jié)構(gòu)19波谷的位置，沉積槽14的橫截面為凸字形，凸字形水平臺階上開設(shè)若干通孔形成側(cè)開口 15，雨水通過縫隙首先流入凸形沉積槽14內(nèi)再經(jīng)由側(cè)開口 15排入?yún)R流箱7。在收集雨水的同時阻隔雜物并使得灰塵沉淀于凸形沉積槽14底部。本發(fā)明屋頂系統(tǒng)可以設(shè)置在任何建筑物頂部或加設(shè)在已建成的屋頂上。波浪結(jié)構(gòu)形成兩個波紋側(cè)面，其上側(cè)面對著天空構(gòu)成反射結(jié)構(gòu)，下側(cè)面對著匯流箱7構(gòu)成三角棱柱形的隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)18。由所述波浪結(jié)構(gòu)與所述匯流箱之間圍成的若干條南北走向的隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)18，由于建筑物南北光照的差別產(chǎn)生南北溫差、氣壓差，南北兩邊又正好存在隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)18，因此，空氣將沿氣流方向11流動帶走屋頂5附近的熱量，起到隔熱作用， 有助于空氣流通調(diào)節(jié)溫度給屋頂降溫。在建筑物頂部首先固定安置匯流箱7，匯流箱7上部固定設(shè)置支架4，支架4上部依照排列的不同朝向分別固定安裝電池板組件2、反光鏡組件3 ；若干雨水管8的上端連接安置于匯流箱7的底部和側(cè)部，雨水管8沿建筑物頂部及側(cè)面固定，其下端固定連接地面上的集雨尊9。工作過程
一、光照發(fā)電及通風(fēng)隔熱過程當(dāng)晴天太陽光由天空射來時，經(jīng)電池板組件2與反射鏡組件3的多次吸收反射沿箭頭1方向射回空間，反射光線被限制在太陽與反射鏡組件和電池板交界線所形成的平面附近，同時電池板組件2從直射光和反射鏡組件3的反射光中吸收能量發(fā)電。與此同時由于建筑物南北光照的差別產(chǎn)生南北溫差、氣壓差，南北向又正好設(shè)置有隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)18，因此，空氣將沿氣流方向11流動帶走屋頂5附近的熱量起到隔熱作用。二、集水過程當(dāng)下雨時，雨水順電池板組件2與反射鏡組件3的斜坡匯集到波浪結(jié)構(gòu)19的波谷，并通過縫隙10流入雨漏結(jié)構(gòu)16，再經(jīng)側(cè)開口結(jié)構(gòu)15流入?yún)R流箱7。圖 4中箭頭曲線20為雨水從組件斜面到匯流箱7的流經(jīng)路線。本發(fā)明具有如下優(yōu)勢
其一，反射結(jié)構(gòu)利用平面直角反射鏡的性質(zhì)，將從反射鏡上、太陽能電池板上反射出的太陽光，反射光線被限制在太陽與反射鏡組件和電池板交界線所形成的平面附近，對以外的空間沒有光污染。其它功能還有太陽能電池板除直接接收太陽光外，還接收反射鏡的反射光，接受功率加大。其二，隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)波浪結(jié)構(gòu)下側(cè)面對著匯流箱，圍成的若干三角棱柱形空間即為隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)。南北走向兩端均有開口，可通過氣流流通調(diào)節(jié)屋頂上氣溫，使屋頂盡量避免高熱。其三，雨漏結(jié)構(gòu)利用凸形沉積槽凹陷空間匯集雨水；側(cè)開口結(jié)構(gòu)將匯集的雨水排入?yún)R流箱。兩個結(jié)構(gòu)一起組成雨漏結(jié)構(gòu)，收集雨水的同時使灰塵等雜物被阻或沉淀于凹槽底部。本發(fā)明既采用光伏發(fā)電組件又采用光熱反射鏡，將二者相結(jié)合發(fā)揮各自長處達(dá)到相比較的最高效率。實現(xiàn)發(fā)電的同時具有低光污染、降低電池板組件溫度、通風(fēng)隔熱、集水節(jié)水等有益效果，發(fā)展空間十分廣闊。
權(quán)利要求
1.太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，該屋頂系統(tǒng)包括發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括支架、若干個電池板組件和反光鏡組件，各個電池板組件和反光鏡組件依次交替排列安裝在支架上，相鄰的電池板組件和反光鏡組件之間設(shè)置有夾角，各個電池板組件和反光鏡組件安裝組合后整體形成為波浪結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的相對設(shè)置的一對所述電池板組件和反光鏡組件組成一個工作單元，其電池板的工作面和反光鏡的反光面相互對應(yīng)設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述屋頂系統(tǒng)還包括雨水收集裝置，該雨水收集裝置包括設(shè)置在建筑物頂部的匯流箱、設(shè)置在地面處的集雨尊、及連接匯流箱和集雨尊的雨水管。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述支架設(shè)置在所述匯流箱上方，所述工作單元中的一對所述電池板組件和反光鏡組件的接合處設(shè)置有允許雨水流入?yún)R流箱的縫隙。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述電池板組件和反光鏡組件之間的夾角為15-180度，反光鏡組件將太陽光反射到電池板組件，以增加電池板組件的接受功率。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，從所述反射鏡組件和電池板組件上反射出的太陽光，限定在一個確定的平面附近，該平面由一點和一條直線確定一點為太陽，一條直線為反射鏡組件和電池板交界線。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述波浪結(jié)構(gòu)形成兩個波紋側(cè)面，其上側(cè)面對著天空構(gòu)成反射結(jié)構(gòu)，下側(cè)面對著所述匯流箱構(gòu)成三角棱柱形的隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述隔熱通風(fēng)道結(jié)構(gòu)為所述波浪結(jié)構(gòu)與所述匯流箱之間圍成的若干條南北走向的空氣通道。
9.如權(quán)利要求4所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，在所述電池板組件和反光鏡組件接合處的縫隙下方設(shè)置有沉積槽，該沉積槽的橫截面為凸字形，凸字形水平臺階上開設(shè)若干通孔形成側(cè)開口，雨水通過所述縫隙首先流入沉積槽內(nèi)、再經(jīng)由側(cè)開口排入所述匯流箱，在收集雨水的同時阻隔雜物并使得灰塵沉淀于沉積槽底部。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，其特征在于，所述屋頂系統(tǒng)可以設(shè)置在任何建筑物頂部或加設(shè)在已建成的屋頂上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能光伏屋頂系統(tǒng)，包括發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括支架、若干個電池板組件和反光鏡組件，各個電池板組件和反光鏡組件依次交替排列安裝在支架上，相鄰的電池板組件和反光鏡組件之間設(shè)置有夾角，各個電池板組件和反光鏡組件安裝組合后整體形成為波浪結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將光伏與光熱技術(shù)結(jié)合起來，具有太陽能綠色高效發(fā)電、降低電池板組件溫度、節(jié)水環(huán)保、光污染低、隔熱節(jié)電性能好等優(yōu)點。
文檔編號H02N6/00GK102505811SQ20111031991
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請人:中海陽新能源電力股份有限公司