[发明专利]一种光电光热储能储热一体化产能建筑系统

说明书

本发明涉及产能建筑技术领域，且公开了一种光电光热储电储热一体化产能建筑系统，包括铺装于建筑屋面和墙面的光伏与空气能热利用新型产能建材和智能控制系统；所述光伏与空气能热利用新型产能建材能够代替传统建筑屋面和外墙材料，提供电能和热能，并将电能和热能传回储能系统，并通过智能控制系统实现自动运行。该光电光热储能储热一体化产能建筑系统，能够将光伏发电和发热技术以及储能和储热结合，通过新型产能建材提供的电能和热能，配合储能和储热，能够极大提高太阳能的利用率，同时本系统易于实现，符合实际，能够满足建筑用电和用热需求，实现产能建筑，零碳建筑。

技术领域

本发明涉及产能建筑技术领域，具体为一种光电光热储能储热一体化产能建筑系统。

背景技术

建筑节能是大势所趋。建筑能耗占社会总碳排放量的51%，是最大的碳排行业。从节能降耗转向建筑发电成为必然趋势。建筑光伏一体化作为建筑节能增效、降低碳排放的基础工具，越来越受到国家的重视。

为了实现建筑零能耗，就需要建筑自身能够产生能量，最直接的方式就是对太阳能、空气中各类能源的高效利用，目前太阳能的利用主要分为太阳能发电利用以及太阳能聚热利用，空气能主要是空气焓能、雨水能、风能等的直接或间接升级利用。

其中太阳能发电利用的光伏技术目前应用广泛，主要用于大型地面电站，简称PV，近些年随着建筑节能的发展，光伏技术开始在建筑上的附着式应用，简称BAPV，又进一步发展出光伏与建筑面材的结合形成发电建材，简称BIPV。但由于传统光伏技术并非针对建筑设计，所以无论从光伏组件还是光伏系统都无法实现和建筑的完美融合，传统光伏技术应用于建筑不具备保温、防水、防火功能，不能直接作为建筑结构或建筑材料，造成有很多安全风险，增加屋面荷载，加大火灾隐患，不符合建筑电气安全，给建筑使用者带来安全风险；同时也因为难以应对灾害天气等，同时还存在很多技术痛点问题，例如民用化成本较高，利用率不高，高压直流拉弧，热斑效应，PID效应，光伏屋面温度高影响光伏发电效率，散热问题难以解决，影响光伏发电效率；

太阳能聚热利用的空气能中的多元态能量，包含阳光热辐射能、焓能、雨水能、风能等，是将这些多元态的能源和压缩机热泵技术结合的领先技术，将多元态的能源提升为建筑需求的热能或冷能，简称PVT。目前也同样存在安装铺设占地、利用率不高等问题，普通聚热材料例如真空玻璃热管等难以实现和建筑的结合，只能附加于建筑上，无法直接作为建材使用，近几年随着热泵技术的发展，空气能（也有叫异聚态，太空能）等多元能利用可以提高效率，大大提升从宏观环境获取能源效率，但其产品各自独立，难成功能全面，智能易用的产品，有很高的环境局限性，安装复杂，成本高，运行管理专业分工多，无法大范围推广使用。

为此，我们设计了一种光电光热储能储热一体化产能建筑系统，将这两条技术路线进行结合统一，这样能有效互补，解决两套系统的很多问题，有效提高太阳能和空气能的利用率，可以通过多元能源的高效利用降低光伏系统的温度，提高光伏发电的效率，利用光伏的发电和控制系统来控制热泵系统，再配合储能技术，以建材化设计将两者结合形成一种全新的产能建材，以建筑应用和电气要求设计整套光电光热储能储热一体化产能建筑系统，为建筑提供电能和热能，同时还为建筑外表面进行保温，提升建筑保温性能，能使建筑更好的实现产能，真正实现零碳建筑，更加适用于实际生产生活应用。更进一步在亚热带热带地区可以提供电能和冷能（制冷）储存。

发明内容

本发明提供了一种光电光热储能储热一体化产能建筑系统，可以用于建筑产能，在建筑外表面通过安装产能建材将太阳能光伏发电产生的电能、太阳能辐射热、空气焓能、风能、雨水能等多元态能源通过建筑光伏光热一体化材料传导到专用的储电和储热装置中，对电能和热能进行智能控制管理，为建筑提供电能、热能、外维护的真空绝热保温的整套系统。通过本系统提供的电能和热能，能够提供给建筑内的照明、设备用电、采暖、制冷、热水等使用，从而实现建筑产能，真空绝热保温材料实现建筑的被动式恒温，为零碳建筑，零能耗建筑和五恒建筑（恒温、恒湿、恒氧、恒洁、恒静）提供了全面的能源自产支撑，实现第六恒，即恒碳。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：