[发明专利]具有一体化太阳能收集装置的屋顶

说明书

技术领域

本发明涉及具有一体化太阳能收集装置的屋顶。除了其他太阳能收集或传能部件外，还组合使用了太阳能反射器和反射太阳能收集器收集照射到建筑物或有顶建筑物屋顶上的太阳能。反射器或反射器底板与其他屋顶构件连成一体而形成一防风雨屋顶。因此，本发明的收集照射到建筑物或有顶建筑物顶上的太阳能的办法可降低构件的重量和成本。

现有技术

以往，在使用建筑物或有顶建筑物顶上的太阳能收集装置收集太阳能时可有两种方案。一种方案是把用于地面上的太阳能收集装置装到有顶建筑物的顶上。这种方法可收集太阳能，但需要大大提高屋顶的承重。这种方法还大大提高了成本。而且，在把该装置放到有顶建筑物顶上时必须修理底下的屋顶。屋顶上的这种非一体化的太阳能收集装置提高了修理屋顶的难度和成本。

第二种方案是把大部分屋顶与一太阳能收集装置制成一体。这种一体化的反射器的方法可见Barr的US-3,994,435。尽管Barr克服了第一种方案的缺点，但其代价是太阳能收集量下降。其半圆形反射器和固定的收集器所收集的太阳能没有几何形状更佳的地面用太阳能收集装置多。而且，Barr专利要求底下的建筑物的形状与反射器相同，从而建筑物的两端必须以与反射器相同的弧形向上翘起。这一要求显然使得第二种方案很难使用在许多商用或工业用平顶建筑物上。

本发明概述

因此，本发明的目的是提供一种具有一体化太阳能收集装置的屋顶，其采用屋顶表面作为主反射面收集太阳能，以克服现有技术中(例如US4291679)所采用的主反射器价格昂贵、难于制造等缺点。

本发明的另一目的是提供一种具有一体化太阳能收集装置的屋顶，其能够使周围日光充分集中而产生流体能源。

本发明的又一目的是提供一种具有一体化太阳能收集装置的屋顶，其太阳能收集装置能够简单地跟踪和收集太阳能。

本发明提出了一种具有一体化太阳能收集装置的屋顶。除了其他太阳能收集或传能部件外，还组合使用了太阳能反射器和反射太阳能收集器收集照射到建筑物或有顶建筑物屋顶上的太阳能。反射器或反射器底板与其他屋顶构件连成一体而形成一防风雨屋顶。因此，本发明的收集照射到建筑物或有顶建筑物顶上的太阳能的办法可降低构件重量和成本。本领域普通技术人员可看出，由于本发明装置暴露在空中，因此本发明制作材料的选择必须考虑到使用地点的气候的影响。

本发明包括始于许多屋顶跨越件的若干部件。(对于本发明来说，“屋顶跨越件”包括桁架或梁之类的支撑屋顶的现有承载构件。)每一屋顶跨越件从一有顶建筑物的第一直立承载建筑件跨越到该有顶建筑物的第二直立承载建筑件。(对于本发明来说，“直立承载建筑件”包括屋顶跨越件的常见的支撑件，例如墙壁或立柱。)每一屋顶跨越件与一相邻屋顶跨越件之间的距离至少足以在该距离中放置一反射器底板或一太阳能反射器。在实用中，相邻两屋顶跨越件之间的最小距离至少为8英尺，而屋顶跨越件的最短长度为16英尺。但是，本领域普通技术人员不难看出，按照所选择的屋顶跨度设计和材料，该跨越距离可大得多。每一屋顶跨越件包括许多顶板支撑点、许多底板支撑点或顶板支撑点与底板支撑点的组合。这些板支撑点在本发明第一种主要变形中用来连接、支撑反射器底板；在本发明第二种主要变形中用来连接、支撑反射器或连接、支撑可取代反射器或反射器底板的非反射屋面板。底板支撑点向外、向下离开顶板支撑点。这许多屋顶跨越件的尺寸和形状做成支撑下文中的所有受屋顶支撑的部件以及公知的死载荷和活载荷的重量。

具有反射器底板的屋顶

在本发明的第一种变形中，许多反射器底板用作防风雨屋面的一部分。每相邻两屋顶跨越件之间至少有一反射器底板。每一反射器底板呈达180°的圆弧形下凹面，包括一底边、一顶边和两弧形侧边。(对本发明来说，反射器或反射器底板的“顶”和“底”未必表示两边之间的相对位置。例如，若反射器呈180°弧形，则这两边相对该反射器的一支撑面等高。)这些反射器底板可两两邻接地横置在相邻两屋顶跨越件之间而形成等于屋顶跨越件全长的一排反射器底板。每一排反射器底板中的至少一个反射器底板的至少一个弧形侧边或是连接到底下屋顶跨越件的顶板支撑点上或是连接到底下屋顶跨越件的底板支撑点上或是同时连接到这类顶板支撑点和底板支撑点上。每一反射器底板放置成该下凹面为朝阳面。此外，每一反射器底板的尺寸和形状做成它们可沿着其弧形侧边两两邻接而构成其长度正好等于底下屋顶跨越件的长度的一排反射器底板。本领域普通技术人员可使用各种材料制成上述反射器底板，包括金属或合金型板和模制层压板或其复合板。