一种太阳能发电设备的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电设备技术领域，具体涉及一种太阳能发电设备。

背景技术：

随着太阳能发电设备的快速发展，太阳能发电设备的种类越来越多。例如，太阳能发电设备可以被安装在屋顶上，或者，太阳能发电设备还可以安装在墙面上。目前作为外墙安装的太阳能发电设备中，光伏组件的两侧通常设置有钢化玻璃等加强结构，为了提升太阳能发电设备的隔热和隔音效果，通常将具有隔热和隔音效果的功能组件与光伏组件层叠设置。功能组件在隔热保温的同时也影响了光伏组件的散热，如果这种太阳能发电设备工作过程中所产生的热量无法及时有效的散出，可能导致光伏组件的光电转换效率下降，甚至存在安全隐患。

技术实现要素：

(一)本实用新型要解决的技术问题是：目前的太阳能发电设备在工作过程中存在热量无法散出的问题，安全隐患较高。

(二)技术方案

为了实现上述技术问题，本实用新型提供了一种太阳能发电设备，其包括第一边框、第二边框、光伏组件和功能组件；

其中，所述第一边框和所述第二边框相对设置，所述光伏组件和所述功能组件层叠设置在所述第一边框和所述第二边框之间，且所述功能组件与所述光伏组件之间形成气体通道；

所述第一边框上设置有第一进气口和第一排气口，所述第二边框上设置有第二进气口和第二排气口，所述第一进气口、所述第一排气口、所述第二进气口和所述第二排气口均与所述气体通道连通。

可选地，所述第一排气口进一步包括第一向排气口和第二向排气口，所述第一向排气口和所述第二向排气口的排气方向相反，且所述第一向排气口和所述第二向排气口能够分别单独受控打开或闭合。

可选地，所述第一边框上与所述第一排气口对应的位置处进一步包括挡板和转轴，所述转轴固定在所述第一边框上，所述挡板可旋转地连接在所述转轴上。

可选地，所述第一排气口边缘设置有垂直于排气方向的凸起，所述凸起能够限制所述挡板的运动。

可选地，所述第一边框包括第一支撑板，所述第一进气口设置在所述第一支撑板上与所述气体通道对应的位置。

可选地，所述第一支撑板进一步包括第一限位凹槽和第二限位凹槽，所述第一限位凹槽和所述第二限位凹槽设置在所述第一进气口两侧，分别用于固定所述光伏组件和所述功能组件。

可选地，所述第二边框包括第二进气板和第二支撑板，所述第二进气口设置在所述第二进气板上，所述第二排气口设置在所述第二支撑板上与所述气体通道对应的位置。

可选地，所述第二进气板包括至少两个第二进气口。

可选地，所述第二支撑板进一步包括第三限位凹槽和第四限位凹槽，所述第三限位凹槽和所述第四限位凹槽设置在所述第二排气口两侧，分别用于固定所述光伏组件和所述功能组件。

可选地，还包括第三边框和第四边框，所述第三边框和所述第四边框均连接在所述第一边框和所述第二边框之间；所述光伏组件和所述功能组件均与所述第三边框和所述第四边框连接。

(三)有益效果

本实用新型提供一种太阳能发电设备，其可以应用在建筑结构中，作为建筑外墙。该太阳能发电设备中的光伏组件和功能组件均安装在第一边框和第二边框之间，且光伏组件与功能组件之间设置有气体通道，第一边框上设置有第一进气口和第一排气口，第二边框上设置有第二进气口和第二排气口，第一进气口、第一排气口、第二进气口和第二排气口均与气体通道连通，进而在该太阳能发电设备的工作过程中，可以借助第一进气口、第一排气口、第二进气口和第二排气口与气体通道配合，将气体通道内的热量导出，保证光伏组件具有较高的光电转换效率，排除安全隐患。

附图说明

本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例所提供的太阳能发电设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的太阳能发电设备在另一方向上的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所提供的太阳能发电设备的一种工作过程示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的太阳能发电设备的另一种工作过程示意图。

附图标记

1-第一边框；

10-第一进气口；

11-第一向排气口；

12-第二向排气口；

13-第一支撑板；

14-凸起；

15-第一限位凹槽；

16-第二限位凹槽；

2-第二边框；

20-第二排气口；

21-第二进气口；

22-第二支撑板；

23-第二进气板；

24-第三限位凹槽；

25-第四限位凹槽；

3-第三边框；

4-第四边框；

5-光伏组件；

51-正极；

52-负极；

6-功能组件；

7-挡板；

8-转轴；

9-墙体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-4所示，本实用新型提供一种太阳能发电设备，其可以应用在建筑结构上，以为建筑提供电能等清洁能源。该太阳能发电设备包括第一边框1、第二边框2、光伏组件5和功能组件6。光伏组件5可以将太阳能转换为电能，可以包括晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。功能组件6具有保温隔热功能的钢化玻璃、中空玻璃等。

第一边框1和第二边框2相对设置，以作为光伏组件5和功能组件6的安装基础，光伏组件5和功能组件6均安装在第一边框1和第二边框2之间，从而形成“幕墙”式结构，以用于充当建筑的外墙。在该太阳能发电设备的组装过程中，光伏组件5与功能组件6层叠设置，将光伏组件5的受光面(接受阳光以用于发电的一面)朝向该太阳能发电设备的外侧，光伏组件5的背光面(与受光面相对的一面)朝向功能组件6，从而保证光伏组件5能接收足够的太阳光进行发电，功能组件6的设置可以为整个太阳能发电设备提供较好的隔音和隔热作用。在图示的实施例中，功能组件6为中空玻璃，功能组件6内可以填充干燥空气或惰性气体等，以保证功能组件6具有较高的结构强度和结构稳定性。为了防止太阳能发电设备在工作过程中因内部热量无法散出而影响光伏组件5的发电性能，该太阳能发电设备的光伏组件5和功能组件6之间设置有设定间隙，以形成气体通道。相应地，如图1和图2所示，第一边框1上设置有第一进气口10和第一排气口，第二边框2上设置有第二排气口20和第二进气口21，第一进气口10、第二进气口21、第一排气口和第二排气口20均与前述气体通道连通，从而使气体通道内的气体能够与外部气体进行交换，实现解决太阳能发电设备中太阳能组件5的散热问题的目的。并且，第二进气口21还与光伏组件5的受光侧连通，也即借助第二进气口21和第一排气口可以实现连通气体通道和外部空间的目的。

如图1和图2所示，光伏组件5和功能组件6均可以为矩形等平面状结构，以便于采用该太阳能发电设备形成规则形状的建筑外墙；当然，光伏组件5还可以为曲面结构，以适应不同建筑风格，本文对此不作限定；功能组件6的结构可以与光伏组件5的结构相适，以提升整个太阳能发电设备的结构强度；光伏组件5可以是铜铟镓硒(cigs)类型的薄膜太阳能电池，以通过cigs电池将太阳能转化为电能等清洁能源，如图2所示，光伏组件5的相对两侧设置有正极51和负极52，在安装该太阳能发电设备的过程中，正极51和负极52可以与对应电气元件连接，以输出太阳能发电设备转化出的电能；或者，在太阳能发电设备设置有多组的情况下，可以使各太阳能发电设备内的正极51和负极52对应连接，形成发电系统。优选地，光伏组件5背离功能组件6的一侧可以贴合连接有超白钢化玻璃，以为光伏组件5提供一定的保护作用；功能组件6可以采用钢化玻璃等材料形成，且功能组件6的两侧壁之间的具体尺寸可以根据实际情况确定，相似地，功能组件6与光伏组件5之间的间隔也可以根据实际情况确定。

光伏组件5和功能组件6与第一边框1和第二边框2之间的连接方式也有多种，例如，可以通过卡接、铆接等连接件将光伏组件5固定连接在第一边框1和第二边框2之间，相应地，功能组件6也可以借助连接件固定连接在第一边框1和第二边框2之间。或者，还可以通过胶水等材料将光伏组件5功能组件6二者粘接连接在第一边框1和第二边框2之间。光伏组件5和功能组件6的左右两侧可以与另外的太阳能发电设备中的光伏组件5通过胶接等方式直接连接，也可以直接安装在建筑的墙体内。

具体地，第一边框1和第二边框2均可以采用铝合金等硬质材料形成，且二者的具体尺寸可以根据光伏组件5和功能组件6的实际结构确定，第二边框2上的第二排气口20和第二进气口21均可以采用钻加工等方式形成，第二进气口21的尺寸和数量可以根据实际需求确定；可选地，如图2所示，第二边框可以包括第二进气板23和第二支撑板22，第二进气口21可以设置在第二进气板23上，第二排气口20可以设置在第二支撑板22上，且第二支撑板22可以设置在与气体通道对应的位置，以保证第二排气口20能与气体通道形成连通关系。优选地，第二进气口21可以设置有多个，且可以使多个第二进气口21均匀排布在第二进气板23上，一方面尽可能防止外界杂物进入太阳能发电设备内，另一方面还可以提升气体通道内气体流动的均匀程度；第二支撑板22上也可以设置有多个第二排气口20。第一排气口和第一进气口10可以采用可调式出风管道形成，即出风管道的相对两端分别为第一排气口和第一进气口10，以在不同条件下改变出风管道的朝向。更具体地，前述出风管道可以与气体通道连通，且在第一边框1的相对两侧分别设置贯穿孔，从而在不同条件下，通过改变管道的出风朝向，实现向室外排气或向室内排气的目的。当然，能实现向室外排气或向室内排气的具体实施方式还有多种，如增设阀门，通过改变阀门的开闭状态，也可以改变气流的流动方向，考虑文本简洁，此处不再赘述。

优选地，如图1所示，第一支撑板13上可以设置有第一限位凹槽15和第二限位凹槽16，第一限位凹槽15和第二限位凹槽16设置在第一进气口10的相对两侧，分别用于固定所述光伏组件5和所述功能组件6。相应地，第二边框2上可以设置有第三限位凹槽24和第四限位凹槽25，第三限位凹槽24和第四限位凹槽25设置在第二排气口20两侧，分别用于固定光伏组件5和功能组件6，从而在该太阳能发电设备的组装过程中，借助第一限位凹槽15、第二限位凹槽16、第三限位凹槽24和第四限位凹槽25安装和限位光伏组件5和功能组件6。太阳能发电设备在采用这种结构形式时，组装过程简单方便，且还可以提升第一边框1和第二边框2二者与光伏组件5和功能组件6之间的连接稳定性，且还可以提升光伏组件5和第一边框1与第二边框2之间的气密性。

具体地，第一限位凹槽15、第二限位凹槽16、第三限位凹槽24和第四限位凹槽25的深度均可以根据实际情况设计，四者的宽度则可以根据光伏组件5和功能组件6的厚度对应设计，且一限位凹槽15和第二限位凹槽16可以随第一边框1一体成型，第三限位凹槽24和第四限位凹槽25可以随第二边框2的形成一体成型，以简化加工流程，提升第一边框1和第二边框2的一体化程度。在该太阳能设备的安装过程中，可以使第一边框1和第二边框2均与建筑的墙体9连接，以构成建筑结构的外墙。

可选地，如图2所示，本实用新型所提供的太阳能发电设备还可以包括第三边框3和第四边框4，第三边框3和第四边框4均连接在第一边框1和第二边框2之间，且光伏组件5和功能组件6均与第三边框3和第四边框4连接，这使得该太阳能发电组件在使用过程中，可以单独安装，也可以多个并排安装，进一步降低安装该太阳能发电组件对建筑结构本身的要求，使该太阳能发电组件能广泛安装在各式各样的建筑上。

具体地，第三边框3和第四边框4均可以采用铝合金材料制成，且第三边框3和第四边框4与第一边框1和第二边框2之间可以采用专用连接件连接牢固，形成太阳能发电设备的外框结构，这种结构的安全性较高，可以保证整个太阳能发电设备具有较高的结构可靠性，应用至建筑结构之后能保证建筑结构具有满足使用要求的结构强度。更具体地，第三边框3和第四边框4上也可以根据光伏组件5和功能组件6对应设置有安装槽，以进一步提升光伏组件5和功能组件6与第三边框3和第四边框4之间的连接可靠性；并且，在光伏组件5和功能组件6安装至第三边框3和第四边框4的安装槽内之后，也可以借助密封胶或玻璃胶等在安装槽的槽口处为光伏组件5和功能组件6提供进一步的密封和连接作用。

进一步地，第一排气口可以包括第一向排气口11和第二向排气口12，且使第一向排气口11和第二向排气口12的排气方向相反，可以通过设定手段，使第一向排气口11和所述第二向排气口12能够分别单独受控打开或闭合，从而在不同情况下，单独打开第一向排气口11和第二向排气口12。

具体地，可以借助阀门实现上述过程，第一边框1的相对两侧均可以安装有阀门，且使阀门均与第一进气口10连通，进而通过改变阀门的通断情况，使气体通道内的气体流向设定开口，即第一向排气口11和所述第二向排气口12。更具体地，阀门的结构形式可以有多种，如阀门可以包括板状结构，或者阀门还可以具体为闸阀或蝶阀等，并通过卡接或胶接等方式固定连接在安装缺口处。

考虑到本实用新型所提供的太阳能发电设备的尺寸相对较大，相应地，气体通道的容积也相对较大，可选地，如图1所示，所述第一边框上与所述第一排气口对应的位置处进一步可以包括挡板7和转轴8，转轴8固定在第一边框1上，挡板7可旋转地连接在转轴8上。采用这种结构时，处于打开状态的挡板7能使整个第一边框1的第一排气口的流量相对较大，且整体结构简单，便于控制；并且，挡板7在转动时所需的力相对较小，转轴8设置于挡板7的中部，使得挡板7处于打开状态时的平衡程度相对较高，几乎无需外力作用也可以保持打开状态。

具体地，挡板7和转轴8均可以采用塑料、金属或复合材料等硬质材料制成，且二者可以通过焊接或插接等方式形成固定连接关系；优选地，挡板7和转轴8均可以采用如塑料或隔热材料等导热系数较低的材料制成，这可以进一步防止在需要利用气体通道内的热量时，较多的热量自挡板7处散发出去，导致能量的利用效率较低。挡板7的形状可以与第一向排气口11和第二向排气口12的形状相适，如前述二者为矩形结构，则挡板7也可以为矩形结构，前述二者为圆形结构，则挡板7也可以为圆形结构，且为了保证挡板7与安装缺口之间具有较高的密封连接效果，挡板7在某一方向上的尺寸可以稍大于安装缺口在对应方向上的尺寸；转轴8与第一边框1之间可以通过插接或焊接等方式形成固定连接关系；或者，为了降低挡板7与第一边框1之间转动时产生的噪音的大小，挡板7与转轴8之间还可以通过轴承连接。

可选地，第一向排气口11或第二向排气口12处可以仅安装有一个挡板7，或者，如图1所示，第一向排气口11或第二向排气口12处可以安装有多个挡板7，这使得单个挡板7的可控性更强，且即便出现某一挡板7因意外无法打开，也不会影响整个太阳能发电设备的正常工作。

具体地，第一向排气口11或第二向排气口12可以安装多个挡板7，多个挡板7形成挡板组，且挡板组中的多个挡板7沿垂直于转轴8的轴向依次排布，以与第一向排气口11或第二向排气口12封堵配合。多个挡板7的结构和尺寸可以相同，以降低备件、加工及组装难度。多个挡板7中的转轴8可以依次转动连接于第一边框1上。在该太阳能发电设备的工作过程中，可以借助连接或传动机构，使多个挡板7同时动作，以进一步降低对多个挡板7的控制难度。

并且，第一向排气口11和第二向排气口12处均可以分别安装有多个挡板7，具体可以为两个或三个，且分别安装于第一向排气口11或第二向排气口12处的多个转轴8的排布方向均可以为横向，也即，多个转轴8的轴向为水平方向；或者，多个转轴8的轴向也可以均为竖直方向，本领域技术人员可以根据实际情况选定。

进一步地，如图1所示，第一向排气口11或第二向排气口12的边缘可以设置有凸起14，凸起14沿垂直于排气方向延伸，从而在该太阳能发电设备组装完成之后，使得凸起14可以与挡板组中位于尾部的挡板7形成限位配合关系，从而在太阳能发电设备的工作过程中，使该挡板7只能沿设定方向翻转；同时，还可以使挡板组中任一相邻的两个挡板7搭接配合，并且可以根据前述位于挡板组尾部的挡板7与凸起14之间的限位配合关系，灵活确定相邻的两个挡板7的具体搭接配合关系，防止出现某一或某些挡板7因受其他挡板7的限制，而不能产生翻转动作，影响太阳能发电设备的正常工作。

具体地，如图1所示，凸起14可以设置有两个，两个凸起14可以沿多个挡板7的分布方向间隔设置，且均连接于第一边框1上，凸起14可以在第一边框1的形成过程中直接形成。多个挡板7依次排布，从挡板组的尾部算起，分别可以为第一挡板、第二挡板、……等，凸起14可以设置于前述第一挡板的外侧，则前述第二挡板则可以搭接连接于前述第一挡板的内侧，前述第三挡板也可以搭接连接于前述第二挡板的内侧，以此类推，另一凸起14则可以设置于位于挡板组另一尾部的挡板7的内侧，从而保证各挡板7均沿设定的同一方向翻转，保证各挡板7均可以在设定条件下打开，且各挡板7之间，以及挡板7和凸起14之间可以产生互锁效应，防止挡板7受外力影响而自动打开，影响太阳能发电设备的正常工作。

优选地，可以使各转轴8的轴向均与水平方向平行，一方面可以借助挡板7为气体的流动提供导向作用；另一方面在需要关闭挡板7时，挡板7自身的重力可以作为挡板7转动的动力；另外，在挡板7处于关闭状态时，挡板7的重力作用于挡板7自身，可以为挡板7提供自锁作用，防止挡板7在风力等外力的作用下自动打开。

基于上述实施例所提供的太阳能发电设备，本实用新型还提供该太阳能发电设备的一种具体工作场景和控制过程，如下：

该太阳能发电设备可以应用在建筑中，且第二进气口21可以与建筑外侧连通。详细地说，如图3所示，在北方夏季等炎热条件下，可以使第一向排气口11向室外侧排气，从而使外界气体自第二进气口21进入，镜第二排气口20进入气体通道，流经气体通道并携带太阳能发电设备内的热量，自第一进气口10进入第一边框，并最终从第一向排气口11排向室外，达到为太阳能发电设备降温的目的；而在北方冬季等寒冷条件下，如图4所示，可以通过检测气体通道内的气体的温度，如果气体通道内的气体的温度大于室内的气体的温度，可以借助第二向排气口12向室内侧排气，其他过程不变，一方面可以置换室内的气体，达到改善室内空气的目的，且可以提升室内的温度；如果气体通道内的气体的温度小于室内的气体的温度，则可以使第一向排气口11向室外排气，带走太阳能发电设备内的热量，保证太阳能发电设备的安全运行。图3和图4中的箭头指代气体的流动方向。

需要说明的是，在该太阳能发电设备的工作过程中，可以通过人工检测的方式检测气体通道内的气体的实时温度，并与室内的气体的温度进行对比，且通过手动打开和关闭对应开口(包括第一向排气口11和第二向排气口12)的方式，使气体通道内的气体流向设定区域；或者，还可以通过向太阳能发电设备内增加温度计等检测部件、工控机等控制部件和电机等驱动部件，使太阳能发电设备的自动化程度更高，其在工作过程中，通过检测部件检测气体通道内的温度，并传输至控制部件，以借助控制部件通过对比前述温度与室内温度，控制驱动部件驱动对应开口，从而在不同条件下，打开或关闭对应开口，实现使气体向设定区域内流动的目的。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。