[0001] 本申请涉及建筑幕墙技术领域，特别涉及一种光谱分频式的聚光太阳能光伏集热百叶窗幕墙。

[0002] 太阳能因其丰富和安全清洁得到了人们广泛的关注，随着城市的扩张，拥挤的建筑区域将出现更多可利用的垂直表面面积，将太阳能利用技术应用在建筑上能有效增加城市空间的太阳能利用潜力。如光伏幕墙，太阳光在立面窗口上形成天然的照明提高室内的采光质量，可以在节约电能能耗的同时发电。但是光电转换过程中同时增加了接受面的得热，影响建筑物的热工舒适性的同时浪费了部分的清洁能源。

[0003] 光电效率过低的一个原因是硅材料对太阳光谱的选择性，大部分热辐射转化低温热能，

[0004] 现有技术中的幕墙直接集成光伏板的应用不会对吸收光谱进行分频，由于光伏电池材料的带隙限制，部分波段无法转换为电能而是产生低温热能，传统光伏幕墙对热能的利用需要在光伏电池吸收太阳辐射升温后再以对流换热的方式获得热量。而且光伏板直接与幕墙玻璃表面的结合虽然增加了建筑可再生能源的利用率，但是导致幕墙失去了原有的自然照明功能。因此现有幕墙的结构无法满足太阳能多功能利用的需要。

[0042] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

[0043] 光谱分频技术是提高太阳能利用效率的一种新途径，分离可见与近红外波段的太阳光入射至光伏电池产生高品位的电能，较低品味的辐射用于转化低温热能，因此出现了新型光伏光热复合利用结构。光伏光热系统与分频方法结合的幕墙结构一方面改善了光伏电池的发热情况，另一方面幕墙热通道直接受到辐射得热，与光伏光热集热板的对流传热相比热量品级有所提高，是一种新的建筑太阳能利用改进思路。

[0044] 一种光谱分频式的聚光太阳能光伏集热百叶窗幕墙，包括，明框支架1、玻璃面板2、热通道出风口5、室内排风口6以及百叶装置组成；其中百叶装置包括多个结构相同的百叶单元；百叶单元包括光伏电池10,聚光透镜板条13，选择性分光镜14；

[0045] 明框支架1为幕墙的支撑框架；

[0046] 3块玻璃面板2相互平行设置，相互间隔一定的距离；其中，第一玻璃面板和第二玻璃面板之间的空腔为集热通风空腔4；第二玻璃面板和第三玻璃面板之间的空腔为封闭空腔3；集热通风空腔4在建筑物室内侧的；封闭空腔3在建筑物室外侧；

[0047] 封闭空腔3平行均匀间隔设置多个聚光透镜板条13；每个聚光透镜板条13对应一个光伏电池10以及一个选择性分光镜14；

[0048] 明框支架1通过预埋件与建筑相连；

[0049] 聚光透镜板条13为具有聚光作用的透镜，用于收集直射光进行聚光利用，同时透过散射光为室内照明；光伏电池10布置于聚光透镜板条13后方，利用选择性分光镜14保留聚光光束中的可见光A，使光伏电池10发电。百叶装置与集热通风空腔4以中间层玻璃面板2隔开，透过百叶装置的非可见光B在集热通风空腔4内用于光热转化。

[0050] 如图3所示，百叶装置的封装外壳15和固定连接件16由金属薄板钣金、打孔制成；百叶装置中，透镜板条13与选择性分光镜14通过固定连接件16形成固定的45°夹角；光伏电池10与透镜板条13垂直设置；

[0051] 百叶装置通过聚光透镜板条13两侧的挂钩17的高度差调整聚光透镜板条的倾斜角度；

[0052] 在聚光透镜板条13的外壳两侧都留有两个螺纹孔18，与两个金属连接件16垂直安装，两个金属连接件16之间保持平行；

[0053] 光伏电池10的外壳两侧预留了三个螺纹孔18，螺纹孔相对位置构成一个直角三角形；光伏电池10固定于直角边；选择性分光镜14与光伏电池10外壳的斜边连接；金属连接件16的另一端设置有螺纹孔，分别与光伏电池10外壳的两处连接；

[0054] 当太阳光照射到聚光透镜板条13时，太阳光在透镜13背后形成聚焦的入射光束；入射光束达到选择性分光镜14根据光谱的波段分成反射可见光A和非可见光透射光束B；选择性分光镜14与光伏电池10固定45°夹角。如图2所示，反射可见光A经过一次45°反射角的反射达到光伏电池10表面进行光电转化，光伏电池对反射可见光波段的太阳辐射能量具有较好的吸收效果，减少了作为低温热能损失的能量。非可见光束并没有直接辐射到光伏电池表面，而没有像以往技术中所有的光均被辐射到光伏电池表面，减少不可吸收的热辐射得热，提高了光电转化效率，非可见光波段带有部分太阳辐射能量，穿过第二玻璃面板，进入集热空腔4，加热幕墙内循环回风C，使内循环送风D温度提高，增加建筑的太阳能热效益。

[0055] 光伏电池10、透镜板条13、选择性分光镜14镶嵌在封装外壳15的预设位置处；

[0056] 每一个百叶单元通过封装外壳15两侧突出的挂钩17与柔性拉绳22固定连接；

[0057] 柔性拉绳22设置在封闭空腔3的两侧；百叶装置在自身重力作用下使柔性拉绳自然下垂。

[0058] 封闭空腔3的顶端设置有金属板7围合形成的电机空腔，电机空腔用于控制电机21；控制电机21调整转轴旋转使得柔性拉绳22两端下垂的长度变化形成高低差，从而使百叶单元发生相对偏转，控制电机21根据预先计算好的太阳高度角日变化调节转动控制聚光透镜板条13的平面与光束入射方向垂直，也可以人为调节室内的采光情况。

[0059] 幕墙分为两个空腔，封闭空腔3位于外侧，百叶单元依靠柔性拉绳22安装在封闭空腔中。所述光伏电池10的电缆通过幕墙支架1预留的线槽汇集到一起与建筑配电系统连接。

[0060] 集热通风空腔4为集热蓄热的通风热通道，穿过选择性分光镜14的聚光光束以热辐射形式加热通道空气，内侧玻璃上侧设置送风口6，下侧设置回风口5，为建筑运行提供循环的热空气。明框支架1集热通风空腔4内部设置有横梁，送风口5与回风口6分别安装在横梁处，在风口的横梁之间通过插芯和螺钉固定滤网；集热通风空腔4顶部和底部分别设有密封垫，密封垫连接电动风门25，用于控制通风的启停，并且在一定程度上起到了隔音的效果。

[0061] 百叶装置上，选择性分光镜14安装在聚光透镜板条13后方；选择性分光镜14有针对可见光波段的滤光镀膜，在可见光波段有较大的反射率，可见光光束经反射照射在光伏电池10上，所述光伏电池10安装在百叶装置整体框架的下侧；光伏电池10表面与可见光束反射方向垂直。

[0062] 每组电池组通过封闭空腔4两侧的电缆完成并联连接。

[0063] 如图6所述，同一水平线上的光伏电池10形成的电池组串接线，电缆19经过封装外壳15上预留的过线孔20连接到明框支架1的侧面线槽中，从而接入建筑配电箱，电缆从过线孔垂直穿出固定到幕墙侧面的封修板上，之后连接到线槽接口23的走线固定在封修板上；过线孔设置于同一侧两个挂钩(17)的对称点处，使百叶单元角度旋转不影响电缆的连接。

[0064] 电池板长度与百叶单元长度相同；需要说明的是，根据实际需要，当玻璃面板的宽度较宽，单个百叶单元无法横跨整个玻璃面板时，可以将多个百叶单元中的光伏电池10进行串联，从而横跨玻璃面板的同一水平线形成一组电池组。

[0065] 百叶板为聚光透射板条13，直射入射光在透射后会在聚光透射板条13背面聚焦，对其他方向的散射光路影响较小，使得室内过强的眩光被减弱，散射光提供正常采光环境。

[0066] 百叶板条封装外壳15采用轻质金属薄板钣金加工而成，重量与强度适合用于百叶板条组装。

[0067] 封闭空腔(4)热通道设有控制通风的风门25，风门25用于控制送风口6以及回风口5的开关；当风门25开启时，送风口6以及回风口5打开集热空腔(4)提供加热后的空气。当太阳辐射较小或室内不需要幕墙集热时关闭风门，风门25关闭，送风口6以及回风口5关闭，幕墙作为两层空气层的良好隔热结构工作，提高了隔热效果。

[0068] 送风口5、回风口6、风门25通过明框支架1上的预埋槽和紧固螺钉固定在明框支架1上，风口面板可整体拆卸，从而实现方便的安装与拆卸。

[0069] 以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。