一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，包括薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉(zhuǎn)窗框，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件設(shè)有間隙，平行安裝在可旋轉(zhuǎn)窗框上，可旋轉(zhuǎn)窗框的上、下端的中部對(duì)稱設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)窗框與外框通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸連接。實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)合理，通過(guò)設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，應(yīng)季節(jié)溫度需要轉(zhuǎn)動(dòng)，將薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進(jìn)行對(duì)調(diào)。
【專利說(shuō)明】—種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體屬于一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多使用的窗戶只是具有通風(fēng)透光、遮風(fēng)擋雨和防寒保暖作用，致使太陽(yáng)能這一純天然的、清潔的、取之不盡的良好能源白白浪費(fèi)掉。目前晶體硅太陽(yáng)能屋頂、太陽(yáng)能幕墻多數(shù)適合在單體建筑上使用，難以應(yīng)用于一家一戶式樓房，而太陽(yáng)能窗或封閉陽(yáng)臺(tái)窗可一家一戶單獨(dú)安裝。目前已經(jīng)試用的一些太陽(yáng)能單層窗，太陽(yáng)能利用率較低。如果能設(shè)計(jì)出一種新型太陽(yáng)能窗，既能利用光伏發(fā)電，又能利用部分太陽(yáng)熱量，提高窗戶太陽(yáng)能利用率，還不影響窗戶的美觀和通透性等使用功能，該有多好呀。
[0003]現(xiàn)有利用太陽(yáng)能節(jié)能窗和太陽(yáng)能幕墻的技術(shù)報(bào)道，但這些技術(shù)能夠利用投射到窗面上的太陽(yáng)輻射，減少太陽(yáng)輻射直接進(jìn)入室內(nèi)，但商業(yè)晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率只有17 %左右，非晶硅電池效率更低，在8%左右，剩下的80%左右的太陽(yáng)輻射被反射或被轉(zhuǎn)化為熱量使太陽(yáng)能電池的溫度升高，在降低電池效率的同時(shí)，夏季時(shí)其中30%以上的太陽(yáng)輻射以熱能形式進(jìn)入室內(nèi)，增加室內(nèi)熱負(fù)荷，而冬季時(shí)室外溫度較低，60%以上的熱能又流失到室外。同時(shí)由于太陽(yáng)能窗和太陽(yáng)能幕墻溫度的升高，還將導(dǎo)致靠近幕墻和靠近窗戶位置的室內(nèi)熱舒適度大大降低，如機(jī)場(chǎng)的候機(jī)大廳。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]實(shí)用新型的目的是提供了一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)布局合理，通過(guò)設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，使薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進(jìn)行對(duì)調(diào)，達(dá)到夏天降低室內(nèi)溫度冬天保持室內(nèi)溫度的效果。薄膜太陽(yáng)能雙層窗比普通玻璃窗具有發(fā)電和保溫效果，比普通雙層玻璃窗具有發(fā)電的功能，比單層太陽(yáng)能光伏窗保溫效果明顯，不僅能發(fā)電減少傳統(tǒng)能源消耗，而且能增強(qiáng)建筑保溫隔熱效果。
[0005]實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，包括薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉(zhuǎn)窗框，所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件平行安裝在可旋轉(zhuǎn)窗框上，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間設(shè)有間隙，所述的高透玻璃組件上、下面，左、右面均與可旋轉(zhuǎn)窗框接觸，所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件上、下端與可旋轉(zhuǎn)窗框之間設(shè)有空氣進(jìn)出流道，可旋轉(zhuǎn)窗框轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于外框上。
[0007]所述的可旋轉(zhuǎn)窗框的上、下端的中部對(duì)稱設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)窗框與外框通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸連接。
[0008]所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件采用透明薄膜太陽(yáng)能非晶硅電池。
[0009]所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間間隙為l-3cm。
[0010]所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件上、下端通過(guò)固定橫梁固定于可旋轉(zhuǎn)窗框內(nèi)。
[0011]所述的外框上設(shè)有固定窗，固定窗一側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定外框上。[0012]所述的固定橫梁和可旋轉(zhuǎn)窗框?yàn)橐惑w。
[0013]與已有技術(shù)相比，實(shí)用新型的有益效果如下:
[0014]實(shí)用新型通過(guò)可旋轉(zhuǎn)窗框設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，使薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件與高透玻璃組件的位置進(jìn)行對(duì)調(diào)，達(dá)到夏季降溫、冬季保溫作用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為實(shí)用新型夏季工作原理圖；
[0017]圖3為實(shí)用新型夏季工作原理圖；
[0018]圖4為實(shí)用新型與普通單層太陽(yáng)能光伏窗溫度對(duì)比夏季模式；
[0019]圖5為實(shí)用新型與普通單層太陽(yáng)能光伏窗溫度對(duì)比冬季模式。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見附圖，一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，包括薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件1、高透玻璃組件2和可旋轉(zhuǎn)窗框3，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件I和高透玻璃組件2平行安裝在可旋轉(zhuǎn)窗框3上，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件I和高透玻璃組件2之間設(shè)有間隙，間隙為l-3cm。高透玻璃組件2上、下面，左、右面均與可旋轉(zhuǎn)窗框3接觸，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組I件上、下端與可旋轉(zhuǎn)窗框3之間設(shè)有空氣進(jìn)出流道，可旋轉(zhuǎn)窗框3轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于外框4上。可旋轉(zhuǎn)窗框3的上、下端的中部對(duì)稱設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸301，可旋轉(zhuǎn)窗框3與外框4通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸連接。薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件I采用透明薄膜太陽(yáng)能非晶硅電池。薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件I上、下端通過(guò)固定橫梁5固定于可旋轉(zhuǎn)窗框3內(nèi)。固定橫梁5和可旋轉(zhuǎn)窗框3為一體。外框4上設(shè)有固定窗6，固定窗6 —側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定外框4上?？紤]在模型窗外加裝窗框，既是為了固定窗戶使它不隨便翻轉(zhuǎn)，同時(shí)也可發(fā)揮防盜功能。同時(shí)為保證玻璃安全，需要像普通窗一樣在中間加裝支撐，減小區(qū)域玻璃面積，提高安全性。所述的可旋轉(zhuǎn)窗框可橫向設(shè)置，上下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。還可以利用太陽(yáng)能發(fā)電帶動(dòng)燈泡和風(fēng)扇，指示還需考慮選擇合適大小的薄膜太陽(yáng)能電池。窗體結(jié)構(gòu)可以是塑鋼或型材。
[0021]可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能雙層窗具有兩種工作模式:夏季工作模式和冬季工作模式。
[0022]夏季工作模式工作原理如圖2:
[0023]薄膜太陽(yáng)電池玻璃組件處在室外側(cè)，與高透玻璃之間留有空氣流道，空氣流道上下兩端為空氣流通的進(jìn)出口，通過(guò)空氣流動(dòng)對(duì)薄膜太陽(yáng)電池玻璃組件進(jìn)行冷卻。由于透明玻璃對(duì)于4微米波長(zhǎng)以上的紅外輻射是不通透的，紅外輻射不會(huì)透過(guò)透明玻璃進(jìn)入室內(nèi)，而是加熱空氣流道內(nèi)的空氣，使其向上運(yùn)動(dòng)，熱虹吸作用下使得空氣從下通風(fēng)口進(jìn)入，從上通風(fēng)口流出，這種空氣的流動(dòng)帶走了部分薄膜太陽(yáng)電池玻璃組件產(chǎn)生的熱量，從而降低了薄膜太陽(yáng)電池的溫度，使薄膜太陽(yáng)電池保持較高的發(fā)電效率，同時(shí)降低高透玻璃外部溫度，減少對(duì)室內(nèi)的熱傳遞。
[0024]冬季工作模式工作原理如圖3:
[0025]相比于夏季，將可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能雙層窗一百八十度翻轉(zhuǎn)，薄膜太陽(yáng)電池玻璃組件在室內(nèi)側(cè)，空氣流道內(nèi)的空氣在冷卻薄膜太陽(yáng)電池的同時(shí)，又可以將吸收的熱量帶到室內(nèi)，增加冬季房間內(nèi)的熱量，同時(shí)也降低了窗戶向室外散失的熱量。[0026]為對(duì)比測(cè)試太陽(yáng)能雙層窗與普通單層太陽(yáng)能窗的發(fā)電效率，需要尋找室外封閉房間進(jìn)行溫度對(duì)比測(cè)試。經(jīng)過(guò)在大學(xué)、科研院所反復(fù)尋找，終于找到并借用封閉房間安裝薄膜太陽(yáng)能電池玻璃進(jìn)行測(cè)試。
[0027]在兩間相同封閉房間分別安裝普通薄膜太陽(yáng)能窗和雙層薄膜太陽(yáng)能窗，并檢查封閉性，注意薄膜太陽(yáng)能電池板的串并聯(lián)，首先使用紅外測(cè)溫儀測(cè)量?jī)缮却安Ａ囟龋l(fā)現(xiàn)不同測(cè)量點(diǎn)的溫度有所不同，難以精確測(cè)量，經(jīng)請(qǐng)教老師，改用紅外熱像儀測(cè)量面溫度解決了這一問(wèn)題。
[0028]在測(cè)量發(fā)電功率過(guò)程中，根據(jù)物理學(xué)W(功率)=U(電壓)*1(電流)定理，首先要測(cè)量電壓和電流，我借用母親單位的萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，開始發(fā)現(xiàn)數(shù)值很小，兩扇窗幾乎沒有區(qū)別，通過(guò)選擇準(zhǔn)確度更高、量程更小的萬(wàn)用表，才將兩扇窗的數(shù)值明顯區(qū)別開來(lái)。
[0029]在測(cè)量功率過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)光線的入射角度對(duì)發(fā)電效率影響較大，直射時(shí)發(fā)電效率高，入射角大時(shí)發(fā)電效率低，我就想在開窗換氣時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶旋轉(zhuǎn)角度追蹤太陽(yáng)光使發(fā)電效率最大，這樣只能采用左右翻轉(zhuǎn)方式，防止重力影響從而使窗戶可以停在任意位置。
[0030]為測(cè)試驗(yàn)證可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能雙層窗相較于普通單層太陽(yáng)能窗溫度和發(fā)電效率的提高，我將可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能雙層窗和普通單層太陽(yáng)能窗安裝在同樣朝南房間的墻上，房間溫度控制在25±0.5°C，做了兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[0031]實(shí)驗(yàn)設(shè)備:
[0032]1、紅外熱像儀 FLUKE Τ?32
[0033]2、數(shù)字萬(wàn)用表 FLUKE
[0034]3、紅外測(cè)溫儀 Raytek `RAYST60XBAP
[0035]4、鋼卷尺5M
[0036]研究對(duì)象:
[0037]可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能雙層窗:
[0038]高透玻璃組件:外形尺寸1.2X1.15m,透光率0.92
[0039]薄膜太陽(yáng)電池玻璃組件:外形尺寸1.2X1.0m,透光率0.2
[0040]風(fēng)口尺寸:1.2X0.075m
[0041]空氣通風(fēng)流道寬度:0.02m
[0042]普通單層太陽(yáng)能窗:
[0043]外形尺寸1.2X1.15m
[0044]高透玻璃部分:1.2 X 0.075m,透光率0.92
[0045]薄膜太陽(yáng)電池玻璃部分:1.2 X 1.0m，透光率0.2
[0046]1、兩種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能窗的溫度比對(duì)試驗(yàn)
[0047]夏季工作模式
[0048]房間溫度基本在25°C左右，兩種太陽(yáng)能光伏窗處在同樣的光照條件下，測(cè)試時(shí)間為上午9點(diǎn)到下午5點(diǎn)，每I小時(shí)使用非接觸式紅外熱像儀測(cè)量雙層太陽(yáng)能光伏通風(fēng)窗及普通單層太陽(yáng)能窗的玻璃表面溫度并記錄。溫度曲線如圖4。
【權(quán)利要求】
1.一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，包括薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件、高透玻璃組件和可旋轉(zhuǎn)窗框，其特征在于:所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件平行安裝在可旋轉(zhuǎn)窗框上，薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間設(shè)有間隙，所述的高透玻璃組件上、下面，左、右面均與可旋轉(zhuǎn)窗框接觸，所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件上、下端與可旋轉(zhuǎn)窗框之間設(shè)有空氣進(jìn)出流道，可旋轉(zhuǎn)窗框轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于外框上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的可旋轉(zhuǎn)窗框的上、下端的中部對(duì)稱設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，可旋轉(zhuǎn)窗框與外框通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件采用透明薄膜太陽(yáng)能非晶硅電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件和高透玻璃組件之間間隙為l-3cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的薄膜太陽(yáng)能電池玻璃組件上、下端通過(guò)固定橫梁固定于可旋轉(zhuǎn)窗框內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的外框上設(shè)有固定窗，固定窗一側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定外框上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可翻轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窗，其特征在于:所述的固定橫梁和可旋轉(zhuǎn)窗框?yàn)橐惑w。
【文檔編號(hào)】E06B7/28GK203430365SQ201320520032
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】朱澗箐, 季杰, 何偉 申請(qǐng)人:朱澗箐