CN101929301B - 光追踪可收放太阳能百叶窗 - Google Patents

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光追踪可收放太阳能百叶窗，窗盒10内安装叶片收放电机1和光追踪电机2，窗盒10两端向下各连接一导轨7，叶片4纵向两端分别通过负极5和正极11连接各自滑动式自动绕线器6，滑动式自动绕线器6安装在导轨7上，负极5一侧和正极11一侧的滑动式自动绕线器6各自通过电路连接电缆连接头14，光追踪电机2驱动轴通过光追踪传动索3连接叶片4横向侧边，叶片收放电机1驱动轴通过收放索8自上而下从水平放置状态的叶片4中部穿过并固定连接托盘9，电缆连接头14与控制柜13接通。通过追踪太阳光，进行光电转换，并将转换后的电能存储在电池等储能元件或直接通过并网逆变器连接到电网，并可根据用户要求，设置百叶窗收放时间和状态。

Description

光追踪可收放太阳能百叶窗
一、技术领域
本发明涉及一种太阳能利用装置，或一种电驱动百叶窗，尤其是光追踪可收放太阳能百叶窗。
二、技术背景
太阳能作为一种新型的清洁能源，具有资源潜力大，环境污染低，可永续利用等优点，太阳能利用符合现实需要，发展空间广阔。另外，现阶段与建筑相关的产品的节能技术也日益受到重视，如市内采光或避光领域，既能提高太阳能利用效率，同时又能改善方便生活舒适需要的技术受到重视，在建筑上，为了保持室内温度舒适，要求适当减少采光以及提高墙体隔热性能，这在增加建筑成本消耗的同时也客观的浪费包括太阳能在内的多种能源，而同时自然的生活本身又要求有一定的外窗采光面积，百叶窗是一种安装于室内采光窗洞上的的常见遮阳装置，因而，可人工调节采光的百叶窗受到人们欢迎。结合以上分析，发现诸如百叶窗类型的原本用于遮挡部分阳光照射的产品，事实上同时也浪费了较多的太阳能。
中国专利200720170836涉及到一种装设有硅片太阳能电池组的太阳能百叶窗。其由多个百叶窗叶片组成，各百叶窗叶片通过转轴和滑轮装设于滑轨上，相邻的百叶窗叶片之间用限长线相连接，所述的百叶窗叶片由一铝基板和装设于铝基板上的太阳能电池组组成，该硅片太阳能电池组由平行排列的硅片组成，硅片的上侧依次设有EVA胶膜层和PET膜层，硅片、EVA胶膜层和PET膜层高温固化于铝基板上，所述的限长线为具有导电性的定长线，百叶窗叶片通过定长线连接MCU控制系统，该MCU控制系统还电连接一用于给电器供电的蓄电装置。再如CN200820059518.2太阳能中空百叶窗，它包括上梁、下梁和隔条及它们之间的由拉绳一次连接的一组遮阳物，该遮阳物的两侧设有玻璃，所述上梁为中空结构，内设有若干卷绳器和驱动卷绳器的电机，所述上梁的一侧外表面连接有太阳能板，该太阳能板以导线依次连接控制线路板和充电电池，所述电机和控制线路板电气连接。再如，一种白天储能晚上照明的太阳能百叶窗，可以收集太阳能，人们在使用百叶窗时总是习惯不断的调整开合的角度，让适当的阳光照到屋内。这也保证了百叶窗上的太阳能储蓄板在白天能捕捉收集到更多的阳光。白天储蓄太阳能的电池将为百叶窗上安装的电极金属发光薄片提供电能，用于夜晚为屋内照明。
研究已公开的相关技术发现存在现实使用中的技术缺陷，如百叶窗叶片需要手动调节遮光角度，并且加装太阳能装置后，造成叶片系统开启闭合不便。
三、发明内容
本发明的发明目的在于，提出一种能够自动跟踪太阳光照射移动轨迹，调节叶片受光角度，同时方便收起放下叶片系统的百叶窗太阳能利用装置，或太阳能为主要驱动能量的百叶窗，即光追踪可收放太阳能百叶窗。
本发明的发明目的通过以下措施实现，窗盒内安装叶片收放电机和光追踪电机，窗盒两端向下各连接一导轨，叶片纵向两端分别通过负极和正极连接各自滑动式自动绕线器，滑动式自动绕线器安装在导轨中，负极一侧和正极一侧的滑动式自动绕线器各自通过电路连接电缆连接头，光追踪电机驱动轴通过光追踪传动索连接叶片横向侧边，叶片收放电机驱动轴通过收放索自上而下从水平放置状态的叶片中部穿过并固定连接托盘，电缆连接头与控制柜接通。
本发明通过安装在百叶窗上的太阳能组件追踪太阳光，进行光电转换，并将转换后的电能存储在电池等储能元件或直接通过并网逆变器连接到电网，并可根据用户要求，设置百叶窗收放时间和状态。百叶窗与太阳能发电装置结合，不仅满足遮阳要求，还可以利用太阳光进行发电。技术方案简明，易于实施。
四、附图说明
图1是本发明实施例1的示意图
图2是本发明实施例1的叶片收起示意图
附图标记包括：叶片收放电机1，光追踪电机2，光追踪传动索3，叶片4，负极5，滑动式自动绕线器6，导轨7，收放索8，托盘9，窗盒10，正极11，拉杆12，控制柜13，电缆连接头14，固定销15、固定式自动绕线器16、充电指示灯17、充电插座18、直流负载插头19、液晶显示屏20、调节按键21、控制器层22、独立式逆变器层23、储能器件层24、交流负载插座25、独立式逆变器26、逆变器开关27。
五、具体实施方式
实施例1：窗盒10内安装叶片收放电机1和光追踪电机2，窗盒10两端向下各连接一导轨7，叶片4纵向两端分别通过负极5和正极11连接各自滑动式自动绕线器6，滑动式自动绕线器6安装在导轨7中，负极5一侧和正极11一侧的滑动式自动绕线器6各自通过电路线连接电缆连接头14，光追踪电机2驱动轴通过光追踪传动索3连接叶片4横向侧边，叶片收放电机1驱动轴通过收放索8自上而下从水平放置状态的叶片4中部穿过并固定连接托盘9，电缆连接头14与控制柜13接通。
叶片4为太阳能电池，叶片4有2-50只。导轨7下部通过固定销15安装固定式自动绕线器16，连接负极5一侧和正极11一侧的电路线绕过固定式自动绕线器16连接电缆连接头14。
滑动式自动绕线器6安装在导轨7里，可以沿导轨7上下滑动。
两根光追踪传动索3分别连接叶片4横向对应的两个侧边。光追踪传动索3与叶片4固定连接，相邻叶片4匀距间隔定位。当光追踪电机2转动时，光追踪传动索3带动所有叶片4转动姿势一致。
由叶片4、负极5、滑动式自动绕线器6、正极11和连接电缆形成太阳能电池组。光追踪电机2为步进电机。电缆连接头14为接电插头。电缆连接头14为充电插头。
控制柜13上固定拉杆12，便于人工移动。控制柜13三层结构，上层为控制器层22，中层为独立式逆变器层23，底层为储能器件层24。控制柜13上控制器层22外壁固定有充电指示灯17、充电插座18、直流负载插头19、液晶显示屏20、调节按键21；独立式逆变器层23外壁固定交流负载插座25、独立式逆变器26、逆变器开关27；控制柜13预留插头功能包括充电插头、220V交流电源插头、9V、12V直流电源插头。控制柜13控制器作用在于控制系统充放电状态，控制叶片4采光角度，控制百叶窗收放。独立式逆变器26作用在于，给控制柜13上220V交流电源供电，供用户使用。储能器件层24中作为储能元件的蓄电池的作用在于，将太阳能转化后的电能进行存储，为控制柜逆变器供电。
太阳光自动追踪的工作原理：通过控制柜13采集到的太阳能百叶窗叶片的电压、电流值，计算出太阳能百叶窗实际的输出功率，通过控制器的软件算法得出控制结论，控制步进电机光追踪电机2转动，带动光追踪传动索3收放，使叶片4以水平线为轴进行转动，改变叶片4采光的角度，从而实现太阳能百叶窗的最大功率输出，最大程度上利用太阳能发电。转动过程由控制柜13控制器计算的功率之进行控制，每相隔一定的时间，控制器自动转动叶片4，并检测电池板的电流及电压，计算功率，判定是否比原位置功率大，若比原位置功率大，则保持现有角度，若没有原位置功率大，则转回到原位置。光追踪功能，保证太阳能电池组件以最大输出功率发电。
百叶窗的收放工作原理：通过控制柜13控制步进电机叶片收放电机1转动，带动收放索8收放，向上收起叶片4时，先控制光追踪电机2，使叶片4转动处于水平状态，收放索8向上拉托盘9，托盘9从最下一片叶片4底部向上托，自下而上的逐次将叶片4向上叠合收起，叶片4两端滑动式自动绕线器6在导轨7上滑动，在向下放时，向下放松收放索8，叶片4自上而下滑落放下。用户可以设定收放时间，收放过程由控制柜13中控制器计算的功率之进行控制。可收放功能方便用户清洁窗户。
收放功能可设三种收放模式：①根据用户设定的时间自动收放；②根据用户设定时间自动放下，根据光照强度自动收起；③通过控制器按键实现任意时间的收放。
①根据用户设定的时间自动收放的原理
该模式是指，用户可以通过控制器上的按键和液晶显示的内容，设定收放时间。该时间为固定时间，即按时放下，按时收起。此功能可使太阳能百叶窗实现无人监控的自动控制。
②根据用户设定时间自动放下，根据光照强度自动收起的原理
该模式是指，用户可以通过控制器上的按键和液晶显示的内容，设定太阳能百叶窗的下放时间，而太阳能百叶窗的收起时间则根据实际日照强度，由控制器自动控制。
③通过控制器按键实现任意时间的收放的原理
该模式是指，用户在任意时间想收放百叶窗时，可通过控制器上的“收起”和“下放”按键控制百叶窗的收放。
本实施例中，通过安装在百叶窗上的太阳能组件追踪太阳光，进行光电转换，并将转换后的电能存储在电池等储能元件或直接通过并网逆变器连接到电网，并可根据用户要求，设置百叶窗收放时间和状态。百叶窗与太阳能发电装置结合，不仅满足遮阳要求，还可以利用太阳光进行发电。技术方案简明，易于实施。

Claims (6)

1.光追踪可收放太阳能百叶窗，特征在于，窗盒(10)内安装叶片收放电机(1)和光追踪电机(2)，窗盒(10)两端向下各连接一导轨(7)，叶片(4)纵向两端分别通过负极(5)和正极(11)连接各自滑动式自动绕线器(6)，滑动式自动绕线器(6)安装在导轨(7)中，负极(5)一侧和正极(11)一侧的滑动式自动绕线器(6)各自通过电路连接电缆连接头(14)，光追踪电机(2)驱动轴通过光追踪传动索(3)连接叶片(4)横向侧边，叶片收放电机(1)驱动轴通过收放索(8)自上而下从水平放置状态的叶片(4)中部穿过并固定连接托盘(9)，电缆连接头(14)与控制柜(13)接通；通过控制柜(13)采集到的太阳能百叶窗叶片的电压、电流值，计算出太阳能百叶窗实际的输出功率，通过控制器的软件算法得出控制结论，控制光追踪电机(2)转动，带动光追踪传动索(3)收放，使叶片(4)以水平线为轴进行转动，改变叶片(4)采光的角度，从而实现太阳能百叶窗的最大功率输出，最大程度上利用太阳能发电，转动过程由控制柜(13)控制器计算的功率值进行控制，每相隔一定的时间，控制器自动转动叶片(4)，并检测电池板的电流及电压，计算功率，判定是否比原位置功率大，若比原位置功率大，则保持现有角度，若没有原位置功率大，则转回到原位置。
2.如权利要求1所述的光追踪可收放太阳能百叶窗，其特征在于，叶片(4)为太阳能电池，叶片(4)有2-50只。
3.如权利要求1所述的光追踪可收放太阳能百叶窗，其特征在于，两根光追踪传动索(3)分别连接叶片(4)横向对应的两个侧边。
4.如权利要求1所述的光追踪可收放太阳能百叶窗，其特征在于，控制柜(13)三层结构要求，上层为控制器层(22)，中层为独立式逆变器层(23)，底层为储能器件层(24)，控制柜(13)上控制器层(22)外壁固定有充电指示灯(17)、充电插座(18)、直流负载插头(19)、液晶显示屏(20)、调节按键(21)；独立式逆变器层(23)外壁固定交流负载插座(25)、独立式逆变器(26)、逆变器开关(27)。
5.如权利要求1所述的光追踪可收放太阳能百叶窗，其特征在于，导轨(7)下部通过固定销(15)安装固定式自动绕线器(16)，连接负极(5)一侧和正极(11)一侧的电路线绕过固定式自动绕线器(16)连接电缆连接头(14)。
6.如权利要求1所述的光追踪可收放太阳能百叶窗，其特征在于，通过控制柜(13)控制步进电机叶片收放电机(1)转动，带动收放索(8)收放，向上收起叶片(4)时，先控制光追踪电机(2)，使叶片(4)转动处于水平状态，收放索(8)向上拉托盘(9)，托盘(9)从最下一片叶片(4)底部向上托，自下而上的逐次将叶片(4)向上叠合收起，叶片(4)两端滑动式自动绕线器(6)在导轨(7)上滑动，在向下放时，向下放松收放索(8)，叶片(4)自上而下滑落放下。 
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