一种高效发电的光伏绿化复合系统

技术领域

本发明涉及光伏发电与屋面绿化领域，具体涉及一种高效发电的光伏绿化复合系统。

背景技术

光伏绿化复合系统是将太阳能光伏组件架空安装在绿化屋面上，可有效提高屋面资源的利用率，使建筑屋面具有绿化和光伏发电的双重功能。然而，光伏绿化复合系统在应用时也存在一些缺点，如光伏板升温问题，光伏板温度越高，其发电效率就越低，光伏板的温度夏季时有50-60°C，会明显降低光伏板的发电效率，又如采用大面积的光伏板时只能通过增大光伏板的架空高度来满足光伏板下方的绿化植物的采光需求，架空较高的光伏板在高层或超高层建筑屋面安装后存在安全隐患，架空较低的光伏板又会使大面积的光伏板中间区域下方的绿化植物采光较少，从而会影响该区域的绿化植物的正常生长，有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对上述现有技术存在的缺陷进行完善与改进，提供一种高效发电的光伏绿化复合系统，用于解决现有的光伏绿化复合系统中光伏组件因夏季温度较高而影响其发电效率和大面积的光伏板中间区域下方的绿化植物采光较少的缺陷。

为此，本发明采用以下的技术方案：一种高效发电的光伏绿化复合系统，包括绿化植物和架空设置在绿化植物上的光伏板，所述光伏绿化复合系统还包括设置在光伏板下方的导光通风结构和供水系统，所述供水系统包括第一水管和设有水泵的冷水箱，所述导光通风结构包括设有多个透光孔的底板、两块侧板和两块分别固定在底板前后两侧的挡水板，所述底板和光伏板预设间隔形成一导光通风通道，所述导光通风通道的左侧和右侧分别通过侧板密封，所述底板的上表面和两块侧板的内表面均设有反射涂料；所述光伏板包括透光玻璃、EVA胶、太阳能电池片、透明塑料板、两个分别设置在太阳能电池片左右两侧的透光降温部件和边框，所述透光降温部件包括用于粘结透光玻璃与透明塑料板的透明导热胶和埋设在透明导热胶中的透明水管，所述太阳能电池片的上表面通过EVA胶与透光玻璃粘结，下表面通过EVA胶与透明塑料板粘结，所述透明水管、透明导热胶和透明塑料板上均设有多个用于将透明水管中的水引导至导光通风通道中的滴水孔或滴水管，所述透明水管的一端封堵，另一端通过第一水管与水泵连通。

进一步地，所述绿化植物采用盆栽绿化植物，所述透光孔位于盆栽绿化植物的正上方。

进一步地，所述光伏绿化复合系统还包括第一控制装置，所述第一控制装置与水泵电连接，用于在当前时间处于预设时间段时控制水泵打开。

进一步地，所述光伏绿化复合系统还包括埋设在绿化植物的土壤中的土壤湿度传感器和第二控制装置，所述土壤湿度传感器用于检测绿化植物的土壤湿度，所述第二控制装置分别与土壤湿度传感器、水泵电连接，用于在当前时间处于预设时间段时根据绿化植物的土壤湿度与预设土壤湿度控制水泵的工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有效效果：

（1）通过在光伏板左右两侧区域采用透光玻璃、透光降温部件、透明塑料板等透光材料和在光伏板下方设置导光通风结构，使照射到光伏板左右两侧的太阳光可分别透过透光玻璃、透光降温部件、透明塑料板进入导光通风通道内，并经过导光通风通道内反射涂料的多次反射，部分太阳光可照射到太阳能电池片的背面使光伏板的发电功率大大提高，另一部分太阳光可透过底板上的多个透光孔照射到光伏板下方的绿化植物上使光伏板中间区域下方的绿化植物的采光大大增强；

（2）将透明水管埋设在太阳能电池片两侧的透明导热胶中，并通过设置滴水孔将透明水管中的水导引至导光通风通道中和通过底板上的多个透光孔将在底板上流动的水引导至绿化植物中，使透明水管中的水在降低透光玻璃、透明塑料板、导光通风通道的温度的同时还可用于绿化植物的滴灌，从而使光伏板的温度大大降低，进一步提高了光伏板的发电效率。

附图说明

图1为光伏绿化复合系统的第一三维结构示意图。

图2为光伏绿化复合系统的第二三维结构示意图。

图3为光伏绿化复合系统的第三三维结构示意图。

图4为导光通风结构的三维结构示意图。

图5为光伏板与导光通风结构的平面结构示意图。

图6为供水系统的结构示意图。

附图标记说明：1-侧板，2-光伏板，3-透明水管，4-底板，5-绿化植物，6-挡水板，7-支架，8-导光通风通道，9-透光孔，10-透明导热胶，11-反射涂料，12-透光玻璃，13- EVA胶，14-太阳能电池片，15-透明塑料板，16-边框，17-滴水孔或滴水管，18-导光通风结构，19-第一水管，20-冷水箱，21-水泵。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种高效发电的光伏绿化复合系统，包括设置在屋面上的绿化植物5和架空设置在绿化植物上的光伏板2，绿化植物5可以是盆栽绿化植物，也可以是覆土绿化植物，光伏板2通过支架7设置在绿化植物上方，光伏板最好采用晶硅太阳能电池板，在高层建筑或超高层建筑的屋面上安装光伏板时，支架的高度应尽量小。

光伏绿化复合系统还包括设置在光伏板下方的导光通风结构18和供水系统，供水系统包括第一水管19和设有水泵21的冷水箱20，如图6所示，导光通风结构18包括设有多个透光孔9的底板4、两块侧板1和两块分别固定在底板前后两侧的挡水板6，如图4所示，挡水板6的高度为3cm～10cm，底板4和两块侧板1最好采用铝板且一体成型，当绿化植物采用盆栽绿化植物时，透光孔最好位于盆栽绿化植物的正上方。

如图5所示，底板和光伏板预设间隔形成一导光通风通道8，导光通风通道8的左侧和右侧分别通过侧板密封，底板的上表面和两块侧板的内表面均设有反射涂料1用于多次反射进入导光通风通道内的太阳光，导光通风通道8的前后两侧为最好南北朝向布置，左右两侧最好东西朝向布置，空气在导光通风通道内流动可形成用于光伏板背面降温的风道。

光伏板2包括透光玻璃12、EVA胶13、太阳能电池片14、透明塑料板15、两个分别设置在太阳能电池片左右两侧的透光降温部件和边框16，透光降温部件包括用于粘结透光玻璃与透明塑料板的透明导热胶10和埋设在透明导热胶中的透明水管3，透明导热胶将透明水管固定在透光玻璃与透明塑料板之间和将透明水管的冷量分别传递至透光玻璃、透明塑料板和太阳能电池片，太阳能电池片的上表面通过EVA胶与透光玻璃粘结，下表面通过EVA胶与透明塑料板粘结，透明水管、透明导热胶和透明塑料板上均设有多个用于将透明水管中的水引导至导光通风通道中的滴水孔17或滴水管17，即透明水管的下部、透明水管下方的透明导热胶和透明塑料板上均开设通孔，该通孔可直接作为滴水孔，也可用于安装滴水管，透明水管3的一端封堵，另一端通过第一水管与水泵连通，即第一水管的进水口与水泵连通，出水口与透明水管的冷水进口连通，其中，当光伏绿化复合系统中有多块光伏板时，透明水管封堵的一端可与相邻的光伏板中透明水管的冷水进口连通，水泵工作时冷水箱的水可分别经过第一水管、光伏板内部的透明水管、滴水孔、底板、透光孔后流入绿化植物中，冷水流动时光伏板内部、透光玻璃、透明塑料板、底板的温度会大大降低，可使光伏板的发电效率大大提高。

需要说明的是，当光伏板下方选用采光需求较大的绿化植物时，太阳能电池片对应的透明塑料板的下表面还可设置反射涂料，以使进入导光通风通道内的太阳光更多地照射到绿化植物上。

在本实施例中，太阳光照射到光伏板上时，光伏板左右两侧区域的太阳光分别透过透光玻璃、透光降温部件、透明塑料板进入导光通风通道内，并经过导光通风通道内反射涂料的多次反射，反射的太阳光一部分照射到太阳能电池片的背面使光伏板的发电功率大大提高，另一部分透过多个透光孔照射到绿化植物上使绿化植物的采光效果大大增强。同时，为有效降低光伏板的温度和满足绿化植物生长需求，在光伏板内部埋设透明水管并开设滴水孔将透明水管中的水导引至底板上，底板上流动的水通过透光孔流入绿化植物中，冷水在透明水管、滴水孔、底板上流动时可大大降低光伏板内部、透光玻璃、透明塑料板和导光通风通道的温度，使光伏板的发电效率大大提高。

优选地，光伏绿化复合系统还包括第一控制装置，第一控制装置与水泵电连接，用于在当前时间处于预设时间段时控制水泵打开，预设时间段可以是太阳光光照强度较大且气温较高的时间段，如11:00～12:00。

优选地，所述光伏绿化复合系统还包括埋设在绿化植物的土壤中的土壤湿度传感器和第二控制装置，所述土壤湿度传感器用于检测绿化植物的土壤湿度，所述第二控制装置分别与土壤湿度传感器、水泵电连接，用于在当前时间处于预设时间段时根据绿化植物的土壤湿度与预设土壤湿度控制水泵的工作。

具体地，第二控制装置具体包括：

判断当前时间是否处于预设时间段，若是，则将绿化植物的土壤湿度与预设土壤湿度进行对比，如果绿化植物的土壤湿度小于预设土壤湿度，则控制水泵打开预设时间，如果绿化植物的土壤湿度大于或等于预设土壤湿度，则控制水泵关闭。

在本实施例中，水泵的工作模式可分为夏季模式和非夏季模式，在夏季模式中，由于太阳光光照强度大且气温较高，光伏板发电时温度较高和绿化植物需水量较大，水泵可采用定时滴灌方式工作，如第一控制装置定时控制水泵打开用于光伏板降温和绿化植物滴灌；在非夏季模式下，由于太阳光光照强度一般且气温较低，光伏板发电时温度不会太高和绿化植物需水量较少，水泵可采用基于绿化植物的土壤湿度的方式来工作，如第二控制装置在预设时间段内根据绿化植物的土壤湿度与预设土壤湿度控制水泵的工作。

本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。