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CN114902427A - 太阳能可变换玻璃系统 - Google Patents

太阳能可变换玻璃系统 Download PDF

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CN114902427A
CN114902427A CN202080089717.1A CN202080089717A CN114902427A CN 114902427 A CN114902427 A CN 114902427A CN 202080089717 A CN202080089717 A CN 202080089717A CN 114902427 A CN114902427 A CN 114902427A
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Abstract

一种自供能层压可变换玻璃系统。层压可变换玻璃系统具有内部钢化玻璃层和外部钢化玻璃层。透明发光太阳能集中器层与可变换玻璃膜层设置在内部玻璃层和外部玻璃层之间。太阳能层向可变换玻璃膜层供电以允许可变换玻璃膜的选择性不透明度。

Description

太阳能可变换玻璃系统
技术领域
本申请涉及用于车辆的玻璃，并且特别是一种具有透明发光太阳能集中器的可变换或可选光玻璃膜，该透明发光太阳能集中器为膜供能并且可以安装在机动车辆中。
背景技术
诸如机动车辆的车辆包括：挡风玻璃、侧窗玻璃和后窗玻璃，并且可以包括车顶玻璃。而随着车辆中透明玻璃材料的增多，诸如温度调节差、内饰劣化、缺乏隐私性、安全性较低的缺点成为了车主们非常关心的问题。
发明内容
本申请所公开的系统控制来自太阳的可见光、紫外光和红外光的量，以提供改进的车辆舱室温度调节、内饰保护、隐私性和安全性。在机动车辆玻璃的应用中，透明发光太阳能集中器和可变换玻璃膜的组合提供了一种自供能玻璃系统。
本申请所公开的系统包括在机动车辆玻璃应用中对透明发光太阳能集中器与可变换玻璃膜的组合使用。透明发光太阳能集中器吸收紫外线和红外线并将其转化为电力。与透明发光太阳能集中器配合的可变换玻璃膜阻挡了大部分波长光。
因此，本申请所公开系统的一个目的是提供一种自供能可变换玻璃系统。所公开的系统可以具有广泛的适用性，包括在机动车辆工业之外的用途，例如在建筑物、房屋和包括窗户的其他结构中的用途。
附图说明
根据以下描述以及在附图中所示出的随附示例性实施例，本申请的技术特征、方面与优点将显而易见，这些示例性实施例将在下文进行简要描述。
图1是具有可变换玻璃系统的车辆。
图2是一种自供能可变换玻璃系统。
图3是自供能可变换玻璃系统的分解图。
图4是以电容作为电源的示例性电路。
图5A示出了在商业建筑或住宅建筑中使用的可变换玻璃系统。
图5B示出了住宅房屋中使用的可变换玻璃系统。
具体实施方式
根据一个公开的实施例，诸如挡风窗、侧窗、后窗或车顶的车辆玻璃面板可以包括自供能可变换玻璃系统。自供能可变换玻璃系统由外部和内部钢化玻璃层、透明发光太阳能集中层、可变换玻璃膜层组成。太阳能层和可变换玻璃膜层夹设在外部钢化玻璃层与内部钢化玻璃层之间。太阳能层吸收紫外光和红外光并产生电力。可变换层可以是电致变色材料及其他材料(如悬浮粒子装置(SPD)或聚合物分散液晶装置(PDLC))。已知，这些材料会在暴露于紫外线情况下劣化。太阳能层置于可变换层外部，从而允许太阳能层通过吸收紫外波长光来保护可变换层。而后，可变换层将根据用户的需要选择性地阻挡其余波长光中的一些或全部。
图1示出了具有可变换玻璃系统10的车辆1。可变换玻璃系统10可以设置在车辆的挡风窗、侧窗、后窗或车顶上。车辆可以包括主电池(图中未示出)，其中主电池为驱动车辆的车轮的电动机(图中未示出)供能。
图2示出了可变换玻璃系统10。可变换玻璃系统10包括外部层压玻璃11和内部层压玻璃12，两者可以都是钢化玻璃。透明发光太阳能集中层13置于可变换玻璃膜层14外部。可以将构造为接收从太阳能层13所产生的电能的电源15设置在汽车车辆中。电源15可以是辅助电池，其被构造为向可变换玻璃膜层14供能。电源15也可以是电动车辆的主电池，例如，附件电池、主推进电池或车辆的电动机/发电机的电池。电源15也可以是电容。太阳能层14的额定功率输出足够电力以向可变换玻璃膜层供能，因此允许可变换玻璃系统10自维持。每个玻璃系统10都可以具有专用辅助电池。例如，风挡可变换玻璃系统可以具有与后风挡可变换玻璃系统分开的单独电池。车辆的每个可变换玻璃系统也可以连接到同一电池系统。
图3示出了可变换玻璃系统10的分解图。太阳能层13能够阻挡大部分(即使不能阻挡全部)红外光和紫外光。可见光被允许通过太阳能层13。可以对可变换层的不透明度进行控制，使得用户可以控制进入车辆的光的量。可变换玻璃膜层14的不透明度也可以由控制器(图中未示出)进行控制。控制器可以根据经由温度传感器获得的车辆乘客车厢的温度或其他变量(诸如一天中的时间或可用日光量等)来控制可变换玻璃膜层14的不透明度。控制器是可编程的以允许用户控制可变换玻璃膜层的行为以控制进入车辆的可见光的量。可见光的量也可以由汽车的乘客或驾驶员经由车辆的中控台或由每个乘客车窗的控制开关进行手动控制。
图4示出了具有多个电容中的一个的示例性电路使得不需要用电池对可变换玻璃膜层进行供能。由于示例性实施例系统不需要外部电池电源(例如，车辆电池)，所以这种构造允许可变换玻璃系统10因其紧凑封装和自供能系统而被加入到现有车辆和未来车辆中。在该实施例中，可变换层可以在日光可用的任何时候使用。系统以延长时间段进行操作的能力取决于电容的存储容量和大小。然而，这种实施例对于可变换层通常在高日光条件下进行使用的机动车辆应用而言可能是理想的。图4所示的实施例也可优选地用于其他应用中，其中当日光可用且太阳能容易获得以为可变换层供能时可变换层操作且可用而不需要大容量存储装置。图4中的示例性电路20包括：太阳能层或集中器13，以及电容17。电容17作为电能存储装置以接收来自太阳能层13的电能并为可变换玻璃膜层14供能。电容17允许太阳能层13的操作即便在因云或太阳受到阻挡而形成短暂黑暗时刻时也不会中断。示例性电路20可以包括多于一个电容17，并且一个或多个电容17可以是一个或多个超级电容。
图5A和图5B示出了其中可以使用可变换玻璃系统10的其他系统。如图5A所示，建筑物30可包括位于所示出的建筑物的窗户31或一个或多个门32上的可变换玻璃系统10。如图5B所示，可变换玻璃系统10也可位于房屋40的窗户41上。可变换玻璃系统10可用于可能期望遮光帘、百叶窗或窗帘的系统中。上述可变换玻璃系统有利地允许对通过的光的量进行更好控制，同时减少对诸如传统电网的外部供电的依赖，并允许实现清洁自维持的可变换玻璃系统。
如本申请说明书所用，术语“大约”、“约”、“基本上”及类似的术语旨在具有与本申请所属领域中普通技术人员的常见并接受的用法相一致的广泛含义。阅读本公开的本领域技术普通人员应当理解，这些术语旨在对描述和要求保护的某些特征进行描述，而并非将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应被解释为表明对所描述并要求保护的主题的非实质性或者细微的修饰或改动仍视为落入所附权利要求书所限定的范围内。
应当注意的是，本申请中用于描述各种实施例的术语“示例性”旨在表明这种实施例是可能示例、表示和/或对于可能实施例的说明(并且此类术语并非暗示这种实施例为非同寻常的实例或最佳的实例)。
本申请使用的术语“联接”、“连接”等是指两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是静态的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连接可以通过两个构件或两个构件和任何额外中间构件彼此一体地形成为单个整体的主体而实现，或者通过两个构件或两个构件和任何额外中间构件彼此附接来实现。
本申请中对元件位置的参考(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅用于描述图中各种元件的定向。应当注意的是，各种元件的定向可以根据其他示例性实施例而不同，并且这些变化旨在被本公开所涵盖。
需要特别注意的是，各种示例性实施例中所示的可变换玻璃系统的构造和设置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施例，但参阅本申请说明书的本领域技术人员容易理解的是，在实质上并不背离本申请所描述主题的新颖教导与优点的前提下，许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状、比例，参数值，安装设置，材料使用，颜色，定向等)是可能的。例如，图中示出为整体形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或者位置是可以被改变或更改。任何过程或方法步骤的次序或顺序都是可以根据替代性实施例而变化或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施例的设计、操作条件和设置中进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (20)

1.一种层压可变换玻璃系统，包括：
外部层压层；
透明发光太阳能集中器层，其被构造为产生电力并将所述电力储存在电能存储装置中，其中，所述透明发光太阳能集中器层设置于所述外部层压层内侧并与所述外部层压层相邻；
可变换玻璃层，其被构造为从所述电能存储装置接收供能，其中，所述可变换玻璃层设置于所述透明发光太阳能集中器层内侧并与所述透明发光太阳能集中器层相邻；以及
内部层压层，其设置于所述可变换玻璃层内侧并与所述可变换玻璃层相邻。
2.根据权利要求1所述的可变换玻璃系统，其中，所述外部层压层和所述内部层压层是钢化玻璃。
3.根据权利要求1所述的可变换玻璃系统，其中，所述可变换玻璃层是电致变色装置、悬浮粒子装置和聚合物分散液晶装置中的一种。
4.根据权利要求1所述的可变换玻璃系统，进一步包括控制器，所述控制器被构造为控制所述可变换玻璃层的不透明度。
5.根据权利要求1所述的可变换玻璃系统，其中，所述电能存储装置是电池。
6.根据权利要求1所述的可变换玻璃系统，其中，所述电能存储装置是电容。
7.根据权利要求4所述的可变换玻璃系统，其中，所述控制器通过从温度传感器接收输入的控制系统而自动化。
8.一种车辆，包括：
乘客车厢；
电池；
外部层压层；
透明发光太阳能集中器层，其被构造为产生电力并将所述电力储存在电池中，其中，所述透明发光太阳能集中器层设置于所述外部层压层内侧并与所述外部层压层相邻；
可变换玻璃层，其被构造为从所述电池接收供能，其中，所述可变换玻璃层设置于所述透明发光太阳能集中器层内侧并与所述透明发光太阳能集中器层相邻；以及
内部层压层，其设置于所述可变换玻璃层内侧并与所述可变换玻璃层相邻，其中，所述内部层压层与所述乘客车厢相邻。
9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述外部层压层和所述内部层压层是钢化玻璃。
10.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述可变换玻璃层是电致变色装置、悬浮粒子装置和聚合物分散液晶装置中的一种。
11.根据权利要求7所述的车辆，进一步包括控制器，所述控制器被构造为控制所述可变换玻璃层的不透明度。
12.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述控制器由用户手动操作。
13.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述控制器通过从读取所述乘客车厢的温度的温度传感器接收输入的控制系统而自动化。
14.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述车辆包括推进电动机，所述推进电动机被构造为驱动所述车辆的车轮，并且其中，电池被构造为向所述推进电动机供能。
15.根据权利要求10所述的车辆，进一步包括推进电动机，所述推进电动机被构造为驱动所述车辆的车轮，并且其中，电池被构造为向所述推进电动机供能。
16.一种车辆，包括：
乘客车厢；
多个乘客车厢开口；
其中，所述多个乘客车厢开口中的每个乘客车厢开口均包括：
外部钢化玻璃层；
透明发光太阳能集中器层，其被构造为产生电力并将所述电力储存在电池中，其中，所述透明发光太阳能集中器层设置于所述外部钢化玻璃层内侧并与所述外部钢化玻璃层相邻；
可变换玻璃层，其被构造为从所述电池接收供能，其中，所述可变换玻璃层设置于所述透明发光太阳能集中器层内侧并与所述透明发光太阳能集中器层相邻；以及
内部钢化玻璃层，其设置于所述可变换玻璃层内侧并与所述可变换玻璃层相邻。
17.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述多个乘客车厢开口中的至少一个乘客车厢开口是所述车辆的车门玻璃。
18.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述多个乘客车厢开口中的至少一个乘客车厢开口是车辆车顶。
19.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述多个乘客车厢开口中的至少一个乘客车厢开口是后风挡。
20.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述多个乘客车厢开口中的每个进一步包括控制器，所述控制器被构造为控制乘客车厢开口的所述可变换玻璃层中的每个的不透明度。
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