一种玻璃组件及建筑外墙

本发明涉及光伏设备，特别是涉及一种玻璃组件及建筑外墙。

背景技术：

1、太阳能是可再生能源可利用的最大资源之一，其有效利用尚待开发。迄今为止，已经证明使用光伏(pv)技术将入射的太阳辐射转换为电能是一种有效的能源产生方式。通过使用光学集中的概念，将大量的太阳能集中在小型太阳能电池上，使得该过程变得更加高效，这不仅有助于提高太阳能电池的效率，而且还将每单位太阳能电池材料产生的能量放大了几倍，即所谓的聚光光伏发电(cpv)技术。将此类系统集成到建筑平台，形成了建筑一体化聚光光伏系统(bicpv)，进而得到了聚光光伏玻璃，聚光光伏玻璃具有减少相关碳足迹以及减少与清洁能源生产相关的总成本的巨大潜力。

2、在实际应用过程中，bicpv系统的光伏转换效率远不及常规光伏系统，仍存在极大的提升空间。例如，常规量产单晶硅光伏电池转换效率可以达到16％～18％，karimi基于bicpv系统提出的线性菲涅尔系统在户外实验测试获得的光电效率只有7.63％，相比标况下降一半以上。其根本原因在于bicpv系统的实际能量转换效率受到诸多因素的影响，包括am1.5大气环境下的太阳光谱、不同时间太阳入射角度、太阳光锥角、安装误差、光学误差、辐射场不均匀性和电池串并联策略等诸多因素。同时，高温环境对光伏电池的影响不可忽略，会在各个光伏模块之间形成不均匀温度场，在光电组件附近形成了半透明介质辐射-自然对流耦合换热效应。

3、综合来讲，聚光光伏玻璃是基于光-热-电多场耦合下的复杂能量转换过程实现的，各个光伏模块在物理结构层次上相互贯通，在能量转化层次上相互依存和制约。现有的聚光光伏玻璃多采用类矩形光伏电池阵列排列，其发电效率在阳光角度的改变下变化较大，发电效率不稳定，同时该排列方式会导致聚光光伏玻璃的透光率较低，当其应用于玻璃幕墙时，会对室内的采光造成影响，不能很好的满足采光需求与美观需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种玻璃组件及建筑外墙，解决了现有聚光光伏玻璃组件发电效率不稳定，且不能很好的满足采光需求与美观需求的问题。

2、第一方面，本发明提供一种玻璃组件，包括：

3、框架，所述框架为六边形，其一侧设有前玻璃，另一侧设有后玻璃，中部为空腔；

4、多组聚光器模块，设置在空腔内部，均匀排列在框架的三条对角线上，所述聚光器模块用于采集太阳光；

5、多组光伏电池，设置在所述后玻璃上，每组光伏电池并联，多组光伏电池之间串联；所述光伏电池用于接收聚光器模块采集到的太阳光并进行电能转换。

6、优选的，多组所述光伏电池的位置与多组聚光器模块相互对应。

7、优选的，所述聚光器模块和光伏电池的数量均为12个，每组聚光器模块和光伏电池的数量均为2个。

8、优选的，通过多轴车床加工获得聚光器模块，所述聚光器模块顶部为圆形，底部为方形。

9、优选的，所述聚光器模块的表面积为363.28mm2，所述前玻璃的表面积为55570.41mm2，所述玻璃组件的采光率为92.15％。

10、优选的，所述前玻璃的热传导系数为0.19w/(m2·k)，空腔的厚度为0.01616m。

11、优选的，其热传导系数为0.492w/(m2·k)。

12、第二方面，本发明还提供一种建筑外墙，包括多个上述的玻璃组件。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明采用模块化设计理念设计多组聚光器模块和多组光伏电池，并将其相互对应的均匀排列在六边形框架的三条对角线上，便于接收各种角度下的太阳光，减少因阳光角度变化而降低发电效率。本发明可以根据需求进行特定的设计，匹配不同数目的聚光器模块，使其达到不同发电量的使用要求。本发明在应用于大型建筑物的玻璃幕墙时，可以很好的满足采光需求与美观需求。

技术特征：

1.一种玻璃组件，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，多组所述光伏电池(6)的位置与多组聚光器模块(3)相互对应。

3.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，所述聚光器模块(3)和光伏电池(6)的数量均为12个，每组聚光器模块(3)和光伏电池(6)的数量均为2个。

4.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，通过多轴车床加工获得聚光器模块(3)，所述聚光器模块(3)顶部为圆形，底部为方形。

5.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，所述聚光器模块(3)的表面积为363.28mm2，所述前玻璃(5)的表面积为55570.41mm2，所述玻璃组件的采光率为92.15％。

6.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，所述前玻璃(5)的热传导系数为0.19w/(m2·k)，空腔的厚度为0.01616m。

7.如权利要求1所述的一种玻璃组件，其特征在于，其热传导系数为0.492w/(m2·k)。

8.一种建筑外墙，其特征在于，包括多个如权利要求1-7任一项所述的玻璃组件。

技术总结本发明公开了一种玻璃组件及建筑外墙，涉及光伏设备技术领域，包括框架，框架为六边形，其一侧设有前玻璃，另一侧设有后玻璃，中部为空腔；多组聚光器模块，设置在空腔内部，均匀排列在框架的三条对角线上，聚光器模块用于采集太阳光；多组光伏电池，设置在后玻璃上，光伏电池用于接收聚光器模块采集到的太阳光并进行电能转换。本发明采用模块化设计理念设计多组聚光器模块和多组光伏电池，并将其相互对应的均匀排列在六边形框架的三条对角线上，便于接收各种角度下的太阳光，减少因阳光角度变化而降低发电效率。同时该排列方式使得玻璃组件的采光率大大提升。本发明在应用于大型建筑物的玻璃幕墙时，可以很好的满足采光需求与美观需求。技术研发人员：孟宪龙,解岷谚,朱轩辰,刘存良,徐晨耀,李新宇,任福鹏,李永嘉受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2