[实用新型]一种太阳能建筑一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能装置，特别涉及一种与建筑结合的太阳能一体化装置。 

背景技术

目前，国内建筑能耗占全社会能耗的比重比较大，热水、空调和采暖能耗占建筑能耗的65%左右，而综合利用太阳能，全面实现太阳能与建筑一体化及太阳能光热光电应用一体化，太阳能热水可补充15%的建筑能耗，采暖、制冷系统可解决50%的建筑能耗，光伏发电可节约30%的建筑能耗，就可建成最理想的零能耗房。 

不同加热系统具有不同的加热能耗，例如以每天生产10吨60℃热水，该热水的起始温度为20℃，则需要的热量为467KWh（定义电价0.64元/KWh，柴油价格6.4元/L）；其中电锅炉所耗电量490.5KWh（314元）；燃煤116Kg（116元），天然气60.3m3（241元）；燃油锅炉消耗51.3L柴油（328元）；太阳能建筑一体化所需要接收面积为186m2（每平米每天产生的热量2.5KWh），对于一个大面积的厂房或者库房或者居民房可以提供足够受光面积。 

常见的太阳能建筑一体化装置多为太阳能热水器和平板光伏模组，前者由于缺乏监管力度及设计意识，导致太阳能热水器到处乱装，与建筑缺乏统一性，影响建筑外观；目前集热器主要有全玻璃真空管太阳能集热管和平板集热器，其中前者易爆管，抗压抗震、抗击能力较差；后者4mm钢化玻璃，铝合金边框，可承压运行，易于与建筑结合，但单个模组成本高。在与倾斜向阳屋顶结构结合设计时，一般取当地纬度冬天加10°，夏天减10°；对于平板光伏模组，一般倾斜布置于建筑屋顶结构或者布置于墙体壁面，接收太阳能光进行发电，但光伏电池只能接收一个太阳光强能量，需要通过较大的光伏电池面积才能获得特定发电量，虽然光伏电池价格有所下调，但整体模组成本及安装成本也很高；另外，还有一种光伏/光热建筑一体化（热电联产）的模式，使用水对光伏电池模组进行冷却，在光伏电池发电过程中，获得一定温度的热水；例如2005年国际太阳能协会（IEA）制定了为期3年的“PV/T太阳能系统”研究计划；通过热像仪可知水冷PV/T电池片温度比不冷却的电池片温度低大约20℃；一般太阳硅电池 的效率在温度超过25℃时，每增加1℃，效率下降约0.4%；虽然如此，想获得更多的能量，使用1个太阳光照，仍然需要较大光伏电池接收面积，成本依旧居高不下，很难在农村的新农村建设中大规模使用；如何获得一种光伏电池使用量少，同时兼顾太阳能光伏发电和光热利用的低成本综合利用技术，成为太阳能建筑一体化大规模实施的重要瓶颈。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种太阳能建筑一体化装置，在只需要很少的集热管道和/或太阳能光伏电池的情况下，实现单独提供光热利用或者光伏发电，也可以同时提供热水供应和发电的输出装置，该装置可以实现大规模安装利用，降低建筑墙壁和屋顶结构的温度，并满足建筑内部用户的热水或电力使用。本实用新型提供一种太阳能建筑一体化装置，包括至少两列东西轴向平行布置的第一屋顶结构、第二屋顶结构、第一屋顶结构上布置的聚光器及第二屋顶结构上布置的接收器；其特征在于，所述第一屋顶结构和/或第二屋顶结构面向阳坡面倾斜布置；所述聚光器与第一屋顶结构倾斜方向相近；所述接收器靠近第二屋顶结构布置；所述聚光器将太阳光反射至接收器内部；所述接收器将汇聚太阳光转化成电能和/或热能。 

进一步地，所述聚光器为各反射镜旋转轴东西方向布置，且与第一屋顶结构相近倾斜方向的菲涅尔阵列反射聚光器；即菲涅尔阵列反射聚光器与第一屋顶结构都向阳坡面倾斜布置，二者的倾斜角度可以不完全相同，可以在屋顶结构面建设一定支撑架以支撑反射镜聚光器。 

进一步地，所述菲涅尔阵列反射聚光器的反射镜阵列组间隔不等地布置；例如当菲涅尔阵列反射聚光器向阳坡面倾斜布置于房屋建筑顶面时，连续布置可能遮挡太阳光，一体化装置为了避免与建筑内部的生活发生视觉或阳光需求上的冲突，反射镜阵列组间采取间隔不等地布置。 

进一步地，所述菲涅尔阵列反射聚光器统一联动驱动；多个反射镜为一维弧形反射镜，统一由端部的驱动完成对太阳光线的汇聚。 

进一步地，所述接收器为光热接收装置或光伏接收装置或光热光伏混合接收装置；位于第二屋顶结构上的一体化装置的接收器，可以为单独的光热接收 装置，直接将汇聚来的太阳光，通过集热器，将换热介质水进行加热；也可以为单独的光伏电池接收装置，直接将汇聚来的太阳光进行多倍太阳光强度光伏发电；还可以为光伏接收装置与光热接收装置相结合的光热光伏混合装置，实现热水和电量的双重输出，满足日常生活用水和生活用电需求。