CN102251738B - 中空玻璃太阳能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供中空玻璃太阳能系统，特征在于包括：马达，上述两张玻璃板各个内侧贴紧基架，马达位于基架的上部；减速器，其连接于上述马达的前方；驱动齿轮，其固定于马达旋转轴的向上述减速器前方凸出的端部；动作齿轮，其安装于上述驱动齿轮的下部；旋转杆，其沿水平方向以轴毂联结方式结合于上述动作齿轮的旋转轴；竖直连杆，其分别用销轴向下方连接于上述旋转杆的两端部，随旋转杆的旋转而竖直动作；水平连杆，用销轴水平连接于竖直连杆上并旋转动作；旋转支撑部，其同时连接于上述两侧水平连杆的相对的端部；板条，其结合于板条旋转轴上；太阳能电池，其贴装于上述板条的上部面，用于发电。

Description

中空玻璃太阳能系统
技术领域
本发明涉及夹层玻璃系统，特别是涉及一种为了在自然地保持室内向外部通透的同时，调节太阳光入射量、遮阳、隔音、防止侵害私生活及节能，在夹层玻璃系统中内置百叶窗型板条使用，并在板条上贴装太阳能电池，可以环保地发电的中空玻璃太阳能系统。
背景技术
一般而言，现有的BIPV系统(Building Integrated Photovoltaic System：光伏-建筑一体化)是在夹层玻璃外部玻璃面贴装太阳能电池，实现太阳能发电，但当安装于建筑物的窗户上时，室内向外部不通透，存在在室内无法看到外部情况的问题，如果竖直安装于建筑表面进行太阳能发电，由于太阳相对于地球的移动，不能时刻照射一定部分，因此存在效率低下的问题。
另一方面，现有夹层玻璃内置型百叶窗在构成是在两张玻璃板之间，在四角组装支撑杆，在上部箱内按一定间隔排列圆形辊，排列于上部箱下部的铝板条被梯带固定并连接，在位于上部箱侧面的马达、减速器等的驱动下动作。但是，这种方式存在的问题是，梯带的影子遮挡百叶窗上贴装的太阳能电池表面，影响太阳能发电效率。
发明内容
要解决的技术问题
本发明正是为了解决如上以往技术问题而提出的，目的在于提供一种新概念中空玻璃太阳能系统，可以自然地保持室内向室外的通透，体现没有原来百叶窗安装时用到的梯带、拉绳等的内部装饰概念设计，使板条上贴装的太阳能电池在一定的时段自动位于最高效的位置，可以最大限度地利用作为新型可再生能源的太阳能。
技术方案
为实现上述目的，针对在窗框内侧以密闭方式固定着两张玻璃板的中空玻璃太阳能系统，本发明提供的中空玻璃太阳能系统特征在于包括：马达，上述两张玻璃板各个内侧贴紧基架，马达位于基架的上部，用于使马达旋转轴旋转；减速器，其连接于上述马达的前方，调节马达的旋转力与旋转数；驱动齿轮，其固定于马达旋转轴的向上述减速器前方凸出的端部，向下部传递旋转力；动作齿轮，其安装于上述驱动齿轮的下部，可与驱动齿轮的轮齿啮合旋转；旋转杆，其沿水平方向以轴毂联结方式结合于上述动作齿轮的旋转轴，可双向对称旋转；竖直连杆，其分别用销轴向下方连接于上述旋转杆的两端部，随旋转杆的旋转而竖直动作；水平连杆，其以上述两侧竖直连杆的中间为中心，用销轴水平连接于竖直连杆上并旋转动作；旋转支撑部，其同时连接于上述两侧水平连杆的相对的端部，支撑水平连杆的轴旋转；板条，其结合于板条旋转轴上，可前后旋转，上述板条旋转轴向基架内侧以轴毂联结方式结合于上述旋转支撑部；太阳能电池，其贴装于上述板条的上部面，用于发电。
有益效果
本发明的中空玻璃太阳能系统在其内部可旋转地安装百叶窗型板条，可以自动或手动调节太阳光入射量，可根据时段或用户喜好而遮阳、隔音，进一步增大了夹层玻璃系统的效果，并能够起到百叶窗的作用，使外部无法窥视室内，防止侵害私生活。
而且，板条上贴装太阳能电池，通过太阳能电池发电，可以用作驱动板条所需电力及包括外围电气电子设备在内的电力系统的电源，因此具有节能效果。同时，可以使太阳能电池在一定时段自动位于最高效的位置吸收太阳光。而且，供电配线、传感器及信号接收部等内置于夹层玻璃系统的内部，可以体现设计优美的夹层玻璃系统。
再者，可以以手动或摇控等半自动方式控制板条，或是另行带有控制器，在控制器中内置控制程序，按一定时段、季节、安装地区，将太阳能电池的最佳角度进行编程，以此控制马达，调节太阳能电池的旋转。
另外，由于发电的太阳能电池安装于两张玻璃板之间，只需清洗玻璃板外部等简单的管理，便可以防止太阳能电池效率下降，维护管理十分便利，所有构成要素安装于夹层玻璃系统的内部，不存在容易腐蚀、破损及被盗之忧。
附图说明
图1是本发明的中空玻璃太阳能系统的整体斜视图，
图2是本发明的主要部分的局部分解斜视图，
图3是本发明的横截面示意图，
图4a及图4b是本发明的中空玻璃太阳能系统的动作状态图，
图5及图6是本发明的中空玻璃太阳能系统另一实施例的正面截面构成图，
图7是本发明的中空玻璃太阳能系统又一实施例的构成图。
具体实施方式
下面参照附图，进一步详细说明本发明的具体内容。
图1是本发明的中空玻璃太阳能系统的整体斜视图，图2是本发明的主要部分的局部分解斜视图，图3是本发明的侧截面构成图。
如图1至图3所示，本发明的中空玻璃太阳能系统包括：马达(10)，上述两张玻璃板(3)密闭结合于窗框(5)两侧，形成夹层玻璃系统，马达(10)位于夹层玻璃系统内部，用于使马达旋转轴(11)旋转；减速器(20)，其连接于上述马达(10)；驱动齿轮(30)，其安装于上述马达旋转轴(11)的端部；动作齿轮(40)，其与驱动齿轮(30)轮齿啮合旋转；旋转杆(50)，其以轴毂联结方式结合于上述动作齿轮(40)；竖直连杆(60)，其分别用销轴(61)连接于上述旋转杆(50)两侧；水平连杆(70)，其分别用销轴(61)连接于竖直连杆(60)上；旋转支撑部(80)，其同时连接于上述两侧水平连杆(70)的相对的端部，支撑水平连杆(70)的旋转轴；板条(90)，其结合于板条旋转轴(81)上，板条旋转轴(81)以轴毂联结方式结合于上述旋转支撑部(80)；太阳能电池(100)，其贴装于上述板条(90)的上部面。
本发明的中空玻璃太阳能系统具有太阳能发电装置，在如上以轴向旋转的板条(90)上贴装接收太阳光进行发电的太阳能电(100)，并带有感知太阳能电池(100)电量的发电量测定传感器(102)。
如图2及图3所示，两张玻璃板(3)贴紧固定于矩形框形状的基架(2)上，玻璃板(3)与基架(2)的外围四周用窗框(5)包围，构成夹层玻璃系统，上述所有构成要素安装于夹层玻璃系统内部。
上述构成要素中的马达(10)固定于基架(2)的上部，其前面安装着调节马达旋转力与旋转数的减速器(20)。
在上述减速器(20)的前方凸出形成有马达旋转轴(11)，在马达旋转轴(11)的端部带有驱动齿轮(30)，向下部传递旋转力，在其下部安装着与驱动齿轮(30)的轮齿啮合旋转的动作齿轮(40)。上述驱动齿轮(30)及动作齿轮(40)作为通过减速器(20)传递旋转量的结合结构，由直齿轮结构或螺旋齿轮结构等构成。
在上述动作齿轮(40)的旋转轴(41)上，以轴毂联结方式结合杆(bar)状的旋转杆(50)。如图2及图3所示，旋转杆(50)由两侧水平方向对称的形态构成。
在上述旋转杆(50)的两侧，用销轴(61)连接杆(bar)状的竖直连杆(60)，向下侧竖直方向连接安装。如图2所示，竖直连杆(60)沿竖直方向安装于基架(2)一侧的侧面部，虽然从上部到下部可以由一个竖直连杆(60)构成，但是，由于需要通过竖直连杆(60)按多个纵列安装板条(90)，考虑到动作的流畅性，最好是采用用销轴(61)连接多个竖直连杆(60)的结构。
在上述两侧竖直连杆(60)上，用销轴(61)连接杆(bar)状的水平连杆(70)，以两侧竖直连杆(60)之间空间为中心水平安装旋转支撑部(80)，旋转支撑部(80)同时连接于水平安装的两侧水平连杆(70)的相对的端部，用以支撑水平连杆(70)轴向旋转。此时，如果将水平连杆(70)同时连接于多个竖直连杆(60)之间连接的销轴(61)上，这种构成的动作流畅性会更好。
如图2所示，上述动作齿轮(40)、旋转杆(50)、竖直连杆(60)、水平连杆(70)及旋转支撑部(80)安装于基架(2)一侧侧面外侧。
在上述旋转支撑部(80)内，向基架(2)的内侧结合着板条旋转轴(81)，在该板条旋转轴(81)上以轴毂联结方式结合着板条(90)，随着板条旋转轴(81)的旋转，板条(90)向前方、后方旋转动作。此时，在未安装动作齿轮(40)、旋转杆(50)、竖直连杆(60)、水平连杆(70)及旋转支撑部(80)的另一侧侧面部上，也需要可旋转的支撑板条旋转轴(81)，因此，需要安装具有相同功能的旋转支撑部(80)或轴承等，这是不言而喻的。
于是，旋转支撑部(80)沿竖直方向分离安装，向旋转支撑部(80)两侧连接着水平连杆(70)，随着连接于驱动齿轮(30)的动作齿轮(40)的旋转，如图4a所示，竖直连杆(60)的一侧(附图中的左侧)下降，另一侧(附图中的右侧)上升，于是，竖直连杆(60)内侧连接的旋转支撑部(80)的板条旋转轴(81)逆时针方向旋转，板条(90)随之向上方旋转，相反，如图4b所示，竖直连杆(60)的一侧(附图中的左侧)上升，另一侧(附图中的右侧下降，于是，竖直连杆(60)内侧连接的旋转支撑部(80)的板条旋转轴(81)顺时针方向旋转，板条(90)随之向下方旋转。结果，两侧竖直连杆(60)沿相互相反方向竖直动作，使板条(90)实现开合动作。
当然，也可以相反构成，板条旋转轴(81)顺时针方向旋转，板条(90)随之向上方旋转，板条旋转轴(81)逆时针方向旋转，板条(90)随之向下方旋转。
利用上述板条(90)的旋转，可以限制及调节外部的太阳光入射量。因此，可以获得隔音、遮阳、防止侵害私生活等效果。
如图5所示，本发明的中空玻璃太阳能系统可以在两侧全部安装与马达(10)联动的驱动结构。如果在在一侧安装，虽然不至于影响板条(90)旋转，但为了以更稳定的结构进行驱动，可以在两侧全部安装。
本发明的中空玻璃太阳能系统即可在基架(2)内部沿横向由一个板条(90)构成，但也可以如图6所示，由多个板条(90)分开构成。
在上述板条(90)的上部面上，贴装利用太阳光发电的太阳能电池(100)。太阳能电池(100)所发的电被发电量测定传感器(102)感知，通过控制器(13)传递给马达(10)。即，成为马达(13)的供电电源。
上述太阳能电池(100)虽然未在附图中标出，但相互间可以采用串联、并联或串-并联混合方式连接安装。其连接可在太阳能电池(100)贴装的板条(90)两侧或其一侧完成。
另外，上述太阳能电池(100)所产生的电可以供应给夹层玻璃系统外围的室内或室外安装的其它电气电子设备等电力系统。在这种情况下，由于现在的电气电子设备及电力系统主要利用交流电工作，因此需要具备使太阳能电池(100)所产生的直流电(DC)转换为交流电(AC)的逆变器(104)。
另一方面，在位于基架(2)上部的马达(10)的后方，安装着对马达(10)进行控制并最终调节板条(90)角度的控制器(13)。
上述控制器(13)安装于窗框(5)内部，接收用于感知太阳能电池(100)电量的发电量测定传感器(102)的信号，对马达(10)进行控制，调节板条(90)的旋转角度。
此时，控制器(13)接收发电量测定传感器(102)的信号，可以计算出最大值的发电量，实时控制马达(10)，调节板条(90)的角度，另外，也可以接收发电量测定传感器(102)的信号，按时段计算出最大值的发电量，按时段控制马达(10)，调节板条(90)的角度。
如果利用上述控制器(13)使马达(10)不间断地工作，会缩短马达(10)的寿命，因此，控制器(13)可以利用按一定时段计算出的板条(90)土贴装的太阳能电池(100)的姿势数据，按时段控制马达(10)，在控制器(13)中内置程序，按一定时段、季节、安装地区，对太阳能电池(100)的最佳角度进行编程并控制马达(10)，调节太阳能电池(100)的角度。此时，即使没有发电量测定传感器(102)，控制器(13)也可以完成对马达(10)的控制。
上述控制器(13)与发电量测定传感器(102)最好是小巧精制，安装于盒子等的内部，安装于窗框(5)的内部。
在本发明中，多个太阳能电池(100)利用透过玻璃板(3)的太阳光发电，只需清洗玻璃板外部沾染的灰尘等简单的管理，便可以轻松保持太阳能电池(100)的发电效率。
另一方面，在本发明以上说明中，中空玻璃系统的板条(90)是同时一并驱动的，但可以变形设计，通过上述控制器(13)分别驱动。此时，作为变形设计的示例，可以安装多个马达(10)使用，另外，也可以对连接于马达(10)的连接手段进行变形设计，使各个板条(90)可以独立地驱动。
下面对如上构成的本发明的中空玻璃太阳能系统的动作进行说明。
首先，如图1及图2所示，在基架(2)内侧，按一定间隔排列着贴装了太阳能电池(100)的多个板条(90)。如图所示，板条(90)如果沿竖直方向排列，外部太阳光无法照射到内部，起到遮阳作用，太阳光被板条(90)上贴装的太阳能电池(100)吸收。于是，太阳能电池(100)把吸收的太阳光转换为电能，电能被发电量测定传感器(102)感知，向驱动板条(90)的控制器及包括外围电气电子设备在内的电力系统供电。
板条(90)根据与控制器(13)内置的安装条件及用户喜好相应的程序进行旋转，调节太阳光入射量，同时发挥遮阳功能与隔音作用。此时，用户可以根据需要输入多种程序选择使用，还可以设置为不随意选择，而是根据天气或时间自动工作。
上述板条(90)的动作除了基于控制器(13)内置的程序之外，还可以利用手动调节驱动齿轮(30)的方式等进行动作，也可以通过摇控器(图中未标出)，由用户直接以半自动方式调节。
其中：
2：基架                  3：玻璃板
5：窗框                  10：马达
11：马达旋转轴           13：控制器
20：减速器               30：驱动齿轮
40：动作齿轮             41：旋转轴
50：旋转杆               60：竖直连杆
61：销轴                 70：水平连杆
80：旋转支撑部           81：板条旋转轴
90：板条                 100：太阳能电池
102：发电量测定传感器    104：逆变器

Claims (10)

1.一种中空玻璃太阳能系统，针对在窗框内侧以密闭方式固定着两张玻璃板的中空玻璃太阳能系统，其特征在于包括：
马达(10)，上述两张玻璃板(3)各个内侧贴紧基架(2)，马达(10)位于基架(2)的上部，用于使马达旋转轴(11)旋转；
减速器(20)，其连接于上述马达(10)的前方，调节马达(10)的旋转力与旋转数；
驱动齿轮(30)，其固定于马达旋转轴(11)的向上述减速器(20)前方凸出的端部，向下部传递旋转力；
动作齿轮(40)，其安装于上述驱动齿轮(30)的下部，可与驱动齿轮(30)轮齿啮合旋转；
旋转杆(50)，其沿水平方向以轴彀联结方式结合于上述动作齿轮(40)的旋转轴(41)，可双向对称旋转(50)；
竖直连杆(60)，其分别用销轴(61)向下方连接于上述旋转杆(50)两端部，随旋转杆(50)的旋转而竖直动作；
水平连杆(70)，其以两侧上述竖直连杆(60)的中间为中心，用销轴(61)水平连接于竖直连杆(60)上并旋转动作；
旋转支撑部(80)，其同时连接于两侧上述水平连杆(70)相对的端部，支撑水平连杆(70)的轴向旋转；
板条(90)，其结合于板条旋转轴(81)上，可前后旋转，上述板条旋转轴(81)向基架(2)内侧以轴彀联结方式结合于上述旋转支撑部(80)；
太阳能电池(100)，其贴装于上述板条(90)的上部面，用于发电。
2.根据权利要求1所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述驱动齿轮(30)与动作齿轮(40)由直齿轮或螺旋齿轮结构构成。
3.根据权利要求1所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
基架(2)的两侧均安装上述马达(10)及板条(90)的驱动结构。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述板条(90)排成多个纵列，通过控制器(13)各自独立驱动。
5.根据权利要求1或权利要求3所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述板条(90)横向分成多块，通过控制器(13)各自独立驱动。
6.根据权利要求1所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
用于感知上述太阳能电池(100)电量的发电量测定传感器(102)和用于控制上述马达(10)调节板条(90)角度的控制器(13)安装于中空玻璃太阳能系统的内部或外部。
7.根据权利要求6所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述控制器(13)接到发电量测定传感器(102)的信号，计算出最大值的发电量，实时控制马达(10)，调节板条(90)的角度。
8.根据权利要求6所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述控制器(13)接到发电量测定传感器(102)的信号，按时段计算出最大值的发电量，按时段控制马达(10)，调节板条(90)的角度。
9.根据权利要求6所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
上述控制器(13)按一定时段、季节、安装地区，对太阳能电池(100)的最佳角度进行编程，个别或整体地控制马达(10)，调节太阳能电池(100)的角度。
10.根据权利要求1或权利要求6所述的中空玻璃太阳能系统，其特征在于：
具有将上述太阳能电池(100)产生的直流电转换成交流电的逆变器(104)，向包括中空玻璃太阳能系统外围安装的电气电子设备在内的电力系统供电。
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