【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種用于建筑外部的太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今世界，節(jié)能已經(jīng)成為時(shí)代主題，我國(guó)建筑能耗占了全社會(huì)總能耗的27.8％以上，外窗作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中節(jié)能最薄弱的環(huán)節(jié)，能耗列居首位。因此建筑遮陽(yáng)已經(jīng)成為當(dāng)前建筑節(jié)能領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。另外，太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的建筑外遮陽(yáng)產(chǎn)品，不論是固定的或是可調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)構(gòu)件，都只是僅僅滿足遮陽(yáng)要求，但不能夠與太陽(yáng)能光伏板有效結(jié)合，達(dá)到既滿足遮陽(yáng)要求又能收集太陽(yáng)能發(fā)電的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有能耗問題與不足，提供一種用于建筑外部的太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)，所述的光伏遮陽(yáng)葉片既作為建筑遮陽(yáng)構(gòu)件，起到遮陽(yáng)作用，又承載集成了光伏電池，輸出電力?？筛鶕?jù)每一天不同時(shí)間段的太陽(yáng)照射角度以及室外光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整角度。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種用于建筑外部的太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)，包括支撐結(jié)構(gòu)、光伏遮陽(yáng)板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述的支撐結(jié)構(gòu)包括型材和鋼結(jié)構(gòu)框架，光伏遮陽(yáng)板固定在型材上，型材的兩端分別固定有非驅(qū)動(dòng)端蓋和驅(qū)動(dòng)端蓋，驅(qū)動(dòng)端蓋上的軸套接在支座的連接螺栓上，支座與鋼結(jié)構(gòu)框架固定；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉桿和驅(qū)動(dòng)盤，拉桿上的軸套通過軸套連接桿與驅(qū)動(dòng)端蓋鉸接，驅(qū)動(dòng)盤一端與拉桿固定連接；所述的控制系統(tǒng)包括電機(jī)、變速器和推桿，電機(jī)通過變速器驅(qū)動(dòng)推桿，推桿與驅(qū)動(dòng)盤另一端連接；所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)與設(shè)置在非驅(qū)動(dòng)端蓋上的接線盒電連接。

所述的型材上設(shè)置有軸承塊，軸一端與軸承塊上的軸鎖連接固定。

所述的光伏遮陽(yáng)板通過密封膠與型材連接。

所述的太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)通過鋼結(jié)構(gòu)框架固定在建筑物南向及西向窗上。

所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)通過并網(wǎng)逆變器接入建筑物的交流配電柜中，用于給建筑物內(nèi)提供電能。

所述的并網(wǎng)逆變器還通過防逆流控制器接入建筑物的交流配電柜中，防逆流控制器與電網(wǎng)側(cè)的電壓、電流監(jiān)控裝置連接。

還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度及亮度傳感器和plc控制器；所述的電機(jī)由電機(jī)控制器控制，所述的溫度及亮度傳感器、電機(jī)控制器均與plc控制器連接。

發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明包括支撐結(jié)構(gòu)及遮陽(yáng)板、電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏遮陽(yáng)葉片既作為建筑遮陽(yáng)構(gòu)件，起到遮陽(yáng)作用，又承載集成了光伏電池，輸出電力。同時(shí)受到電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，遮陽(yáng)板角度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)和變化，可根據(jù)每一天不同時(shí)間段的太陽(yáng)照射角度以及室外光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整角度。同時(shí)其光伏電池所產(chǎn)生的電能向蓄電池充電，為電機(jī)、單片機(jī)或者其他直流設(shè)備供電，也可經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化為日常使用的交流電。

進(jìn)一步，單片機(jī)外接光敏傳感器和時(shí)鐘芯片，光敏傳感器測(cè)試室外光強(qiáng)變化，為單片機(jī)提供光強(qiáng)信號(hào)輸入，時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)間信號(hào)，供單片機(jī)讀取。當(dāng)室外光線較強(qiáng)時(shí)，單片機(jī)讀取當(dāng)前時(shí)間，與存儲(chǔ)的時(shí)間——電機(jī)運(yùn)行時(shí)間表比較、查詢，輸出控制信號(hào)，經(jīng)電機(jī)控制器、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將遮陽(yáng)板運(yùn)行至指定角度。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明遮陽(yáng)系統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏遮陽(yáng)板截面示意圖；

圖2為本發(fā)明太陽(yáng)能光伏板與主體結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖3為本發(fā)明遮陽(yáng)系統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)交流接入及防逆流設(shè)計(jì)原理示意圖；

圖5為本發(fā)明太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)并網(wǎng)系統(tǒng)電氣原理示意圖；

圖6為本發(fā)明太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)防逆流控制器工作原理示意圖。

其中，1、光伏遮陽(yáng)葉片；2、密封膠；3、型材；4、防水接線盒；5、非驅(qū)動(dòng)端蓋；6、軸承塊；7、軸鎖；8、驅(qū)動(dòng)端蓋；9、軸；10、軸套；11、軸套連接桿；12、拉桿；13、連接螺栓；14、支座；15、鋼結(jié)構(gòu)框架；16、驅(qū)動(dòng)盤；17、推桿；18、電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述：

如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種用于建筑外部的太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)，包括支撐結(jié)構(gòu)及遮陽(yáng)板(光伏遮陽(yáng)板1)、電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)。支撐結(jié)構(gòu)包括型材3和鋼結(jié)構(gòu)框架15，光伏遮陽(yáng)板1通過密封膠2與型材3連接。型材3的兩端分別固定有非驅(qū)動(dòng)端蓋5和驅(qū)動(dòng)端蓋8，驅(qū)動(dòng)端蓋8上的軸9套接在支座14的連接螺栓13上，支座14與鋼結(jié)構(gòu)框架15固定；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括拉桿12和驅(qū)動(dòng)盤16，拉桿12上的軸套10通過軸套連接桿11與驅(qū)動(dòng)端蓋8鉸接，驅(qū)動(dòng)盤16一端與拉桿12固定連接；型材3上設(shè)置有軸承塊6，軸9一端與軸承塊6上的軸鎖7連接固定。所述的控制系統(tǒng)包括電機(jī)18、變速器和推桿17，電機(jī)18通過變速器驅(qū)動(dòng)推桿17，推桿17與驅(qū)動(dòng)盤16另一端連接；所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)與設(shè)置在非驅(qū)動(dòng)端蓋5上的接線盒電4連接。

本發(fā)明的原理為：太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)通過鋼結(jié)構(gòu)框架15固定在建筑物南向及西向窗上。所述的光伏遮陽(yáng)板1既作為建筑遮陽(yáng)構(gòu)件，起到遮陽(yáng)作用，又承載集成了光伏電池，輸出電力。光伏遮陽(yáng)板1角度變化受單片機(jī)控制，可根據(jù)每一天不同時(shí)間段的太陽(yáng)照射角度以及室外光強(qiáng)變化自動(dòng)調(diào)整角度。同時(shí)其光伏電池所產(chǎn)生的電能向蓄電池充電，為電機(jī)、單片機(jī)或者其他直流設(shè)備供電，也可經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化為日常使用的交流電。單片機(jī)外接光敏傳感器和時(shí)鐘芯片，光敏傳感器測(cè)試室外光強(qiáng)變化，為單片機(jī)提供光強(qiáng)信號(hào)輸入，時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)間信號(hào)，供單片機(jī)讀取。當(dāng)室外光線較強(qiáng)時(shí)，單片機(jī)讀取當(dāng)前時(shí)間，與存儲(chǔ)的時(shí)間——電機(jī)運(yùn)行時(shí)間表比較、查詢，輸出控制信號(hào)，經(jīng)電機(jī)控制器、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將遮陽(yáng)板運(yùn)行至指定角度。每臺(tái)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由各自的電機(jī)控制器控制。具體結(jié)構(gòu)如下：

如圖1和2所示，太陽(yáng)能光伏板的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏遮陽(yáng)板1采用型材3與光伏發(fā)電裝置組裝，如圖1所示。每塊光伏遮陽(yáng)板1通過軸承塊6、軸9、軸鎖7、連接螺栓13、支座14與鋼機(jī)構(gòu)框架15連接。在組件的一端連接驅(qū)動(dòng)端蓋8，通過軸套10、軸套連接件11與不銹鋼拉桿12連接，驅(qū)動(dòng)拉桿12可實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏遮陽(yáng)板1的控制。在組件的另一端連接非驅(qū)動(dòng)端蓋5，其上安裝防水接線盒4，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電電力的輸出。

如圖3所示，旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能光伏板遮陽(yáng)系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器和太陽(yáng)能光伏板，所述的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器包括直流電機(jī)18、變速器、推桿17。電機(jī)18轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)推桿17伸縮轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)盤16以及不銹鋼拉桿12，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏遮陽(yáng)板1的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

如圖4所示，使用并網(wǎng)逆變器作為電能轉(zhuǎn)換裝置，將太陽(yáng)能組件陣列所發(fā)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?80v交流電，并入建筑物配電柜中。該并網(wǎng)逆變器可自動(dòng)跟蹤建筑既有的市電參數(shù)，其所產(chǎn)生的380v交流電在電壓和頻率上與市電網(wǎng)絡(luò)完全同步變化，從而實(shí)現(xiàn)與原有電網(wǎng)的無縫連接。由于在不同的季節(jié)，以及每一天的不同的時(shí)間段，太陽(yáng)光對(duì)組件的照射條件都在隨時(shí)變化，該并網(wǎng)逆變器采用先進(jìn)的mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)技術(shù)，保證了在所有條件下，太陽(yáng)能電池組件都工作在最佳的電壓和電流條件下，以最大的功率進(jìn)行輸出。

交流接入、防逆流和并網(wǎng)設(shè)計(jì)原理如下：

圖5和圖6分別給出了本光伏發(fā)電系統(tǒng)交流接入、防逆流設(shè)計(jì)和并網(wǎng)電氣原理圖。如圖5所示，本光伏電站所產(chǎn)生的380v三相交流電，通過防逆流控制器后接入建筑物交流配電柜中。如圖6所示，當(dāng)光伏電站所發(fā)電能大于辦公樓消耗的電能的時(shí)候，辦公樓將優(yōu)先采用光伏電站所發(fā)電能，不再向公共電網(wǎng)取電，配電柜市電接入側(cè)的電能表不轉(zhuǎn)；當(dāng)光伏電站所發(fā)電能不足時(shí)，欠缺部分由公共電網(wǎng)補(bǔ)充，配電柜市電接入側(cè)的電能表正轉(zhuǎn)；當(dāng)市電網(wǎng)絡(luò)停電檢修時(shí)，并網(wǎng)逆變器將自動(dòng)斷開與公共電網(wǎng)的連接，防止對(duì)公共電網(wǎng)造成危害。為保證光伏電站所發(fā)電能優(yōu)先向本建筑物供電，而不會(huì)饋送至電網(wǎng)，需加裝防逆流控制器。該設(shè)備可隨時(shí)監(jiān)控公共電網(wǎng)側(cè)的電壓與電流，一旦發(fā)現(xiàn)向電網(wǎng)輸入能量，會(huì)立即控制逆變器降低輸出電流，減小光伏電站發(fā)電功率；當(dāng)出現(xiàn)通訊故障或其它系統(tǒng)故障時(shí)，防逆流控制器會(huì)控制輸出接觸器斷開，從而徹底停止向電網(wǎng)供電。

另外，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度及亮度傳感器和plc控制器；溫度及亮度傳感器用于實(shí)時(shí)采集建筑物內(nèi)的溫度及亮度，所述的溫度及亮度傳感器、電機(jī)控制器與plc控制器連接。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非僅限于本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明專利范圍的內(nèi)容所做的等效變化和修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。