CN103410425B - 一种太阳能铝合金窗 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能铝合金窗，包括窗户框架、传动机构、转动机构和太阳能供电单元，传动机构包括电机和与电机连接的相互串联的蜗杆；转动机构包括与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮连接的转轴和固定安装在转轴上的窗扇；太阳能供电单元包括依次连接的太阳能电池板、第一光敏传感器和处理单元，处理单元与电机电连接；第一光敏传感器将检测到的光信号发送给处理单元，由处理单元通过电机控制转轴旋转，进而调整太阳能电池板的受光角度。本发明结构简单，与窗户一体化，可以安装于任何房屋，能将太阳能高效得加以利用，既美观又实用，并且环保节能，可以满足部分用电需求，实现光伏建筑一体化。

Description

一种太阳能铝合金窗

技术领域

本发明涉及一种太阳能铝合金窗。

背景技术

目前国际能源主要以石油，煤炭等不可再生能源为主，而随着这些不可再生能源的逐渐消耗，不仅世界能源危机的问题越来越严峻，而且由于石油和煤炭等的使用释放出各种污染，加剧了日趋严重的环境问题。各国政府正在积极发展和推广可再生能源，而太阳能是最环保并且可再生的能源。因此，需要将太阳能有效合理地加以利用，以缓和日益严重的能源危机。目前利用太阳能的例子有太阳能热水器、太阳能空调等，并且还有光伏建筑一体化形式，光伏建筑一体化是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力，根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类：第一类是光伏方阵与建筑的结合，这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用；第二类是光伏方阵与建筑的集成，这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分，但是它造价较高，发电成本高，不能充分利用太阳能，目前只是用于一些公共机构，并不能实施于寻常百姓家，局限性较大，因此，如何高效利用太阳能，使太阳能得到更为广泛的应用仍然是一个有待研究的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能铝合金窗，可以安装于任何房屋，它能将太阳能高效利用起来，满足部分用电需求，实现了光伏建筑一体化，既美观又实用，并且环保节能。

为解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种太阳能铝合金窗，它包括窗户框架、传动机构、转动机构和太阳能供电单元，所述传动机构安装在窗户框架内，包括电机以及与电机连接的至少一个蜗杆，所述蜗杆通过联轴器串联；所述转动机构包括与所述蜗杆啮合的蜗轮、与所述蜗轮连接的转轴以及固定安装在所述转轴上的窗扇；所述太阳能供电单元，包括安装在所述窗扇上的太阳能电池板、测量光照角度的第一光敏传感器和处理单元，所述处理单元与电机电连接；所述太阳能电池板将太阳光能转化为电能并存贮于可充电电池，第一光敏传感器将检测到的光信号发送给处理单元，由处理单元控制电机旋转，进而调整太阳能电池板的受光角度。结构简单，与窗户一体化，可以安装于任何房屋，能将太阳能高效得加以利用，既美观又实用，并且环保节能。

进一步的，所述窗户框架包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱侧部设置有第一轴孔，所述第二立柱侧部设置有第二轴孔，所述转轴通过第一轴孔和第二轴孔。所述第一轴孔和第二轴孔起到支撑作用。

进一步的，所述第一立柱顶端设置有导向孔，所述导向孔的长度根据蜗杆运动的形成来定。导向孔对蜗杆的上下运动起到导向作用。

进一步的，所述太阳能电池板上设置有可伸缩的用于遮挡电池板的遮挡片，所述太阳能供电单元还包括用于侦测待充电设备和可充电电池的充电信息的侦测单元，所述侦测单元与处理单元电连接，并通过处理单元控制遮挡片的伸缩。当侦测到的待充电设备和可充电电池充电满时，遮挡片伸出遮住太阳能电池板，太阳能电池板不再吸收光能，否则，遮挡片缩回，太阳能电池板继续进行光电转换。

进一步的，所述太阳能供电单元还包括显示单元，所述侦测单元将侦测到的待充电设备和可充电电池的充电状态信息反馈给处理单元，所述处理单元控制所述显示单元显示所述充电状态信息。可以实时监控待充电设备和可充电电池的充放电状态。

进一步的，所述处理单元还用于根据充电状态信息，判断充电设备完成充电所剩余的时间，并控制所述显示单元显示剩余充电时间。

进一步的，所述太阳能电池板为多块非晶硅太阳能电池片串联而成，所述窗户框架上设置有测量光照强度的第二光敏传感器，所述第二光敏传感器与处理单元电连接，处理单元根据光照强度来控制所述太阳能电池片的伸缩。

进一步的，所述太阳能供电单元还包括充电控制单元，用于控制所述可充电电池进行充电；逆变器，用于将所述可充电电池的直流电压转换成交流电压；供电接口，用于连接外部用电设备进行充电；供电控制单元，用于控制所述交流电压对用电设备进行充电。

进一步的，所述窗扇上设置有把手，所述把手内侧设置有将所述窗扇锁紧的开关。

采用以上技术方案，本发明所取得的有益效果是：本发明提供的太阳能铝合金窗，可以安装于任何房屋，它能将太阳能高效利用起来，满足部分用电需求，实现了光伏建筑一体化，既美观又实用，并且环保节能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步的详细说明：

图1为本发明太阳能铝合金窗的整体结构图；

图2为图1所示A-A视图；

图3为图2所示B-B视图；

图4为本发明太阳能铝合金窗的硬件架构图。

其中：1—窗户框架；11—第一立柱；111—第一轴孔；112—导向孔；12—第二立柱；121—第二轴孔；2—窗扇；21—把手；211—开关；22—转轴；301—太阳能电池板；302—第一光敏传感器；303—处理单元；304—第二光敏传感器；305—充电控制单元；306—充电接口；307—待充电设备；308—可充电电池；309—逆变器；310—供电控制单元；311—供电接口；312—用电设备；313—侦测单元；314—显示单元；4—蜗杆；5—蜗轮；6—电机；7—联轴器。

具体实施方式

如图1所示，本发明太阳能铝合金窗，包括窗户框架1、传动机构、转动机构和太阳能供电单元，所述传动机构安装在窗户框架1内，包括电机6以及与电机6连接的至少一个蜗杆4，所述蜗杆4通过联轴器7串联；所述转动机构包括与所述蜗杆4啮合的蜗轮5、与所述蜗轮5连接的转轴22以及固定安装在所述转轴22上的窗扇2；所述太阳能供电单元包括安装在窗扇2上的太阳能电池板301、测量光照角度的第一光敏传感器302和处理单元303，所述第一光敏传感器302与处理单元303以及电机6电连接，所述太阳能电池板301将太阳光能转化为电能并存贮于待充电设备307，第一光敏传感器302将检测到的光信号发送给处理单元303，由处理单元303通过电机6控制转轴22旋转，进而调整太阳能电池板301的受光角度。

第一光敏传感器302将探测到的光照信息反馈给处理单元303，处理单元303通过分析计算并控制电机6转动，电机6转动带动蜗杆4转动，由于蜗杆4之间用联轴器7串联在一起，所有蜗杆4同步转动，与蜗杆4啮合的蜗轮5同步转动，带动与蜗轮5连接的转轴22转动，进而带动窗扇2转动，从而调整太阳能电池板301的受光角度。所述蜗杆4也可以做成一个整体，与所述蜗轮5啮合。采用蜗轮蜗杆传动方式，能精确控制转轴22的转动角度，并且蜗轮蜗杆具有自锁功能，只能蜗杆4带动蜗轮5转动，而不会因为窗扇2的重力或施加在窗扇2上的外界风力导致蜗轮5转动，而影响转轴22转动的精度，窗扇2旋转的角度范围为0-180°，旋转范围大，可通过旋转窗扇2使得太阳能电池板301较大程度得吸收太阳能，例如，当正午太阳光垂直照射时，通过第一光敏传感器302的检测，将检测到的光照信息反馈给处理单元303，由处理单元303分析计算后，控制传动装置运动，进一步控制转动装置运动，在转动装置的作用下，窗扇2旋转到与窗户框架呈90°，使得太阳能电池板301能够最大程度得吸收太阳光，将太阳能有效利用起来，满足部分用电需求，实现了光伏建筑一体化，既美观又实用。

窗户框架1包括第一立柱11和第二立柱12，第一立柱11为型材切割而成，截面为方形，所述传动机构及蜗轮5设置在第一立柱11里，第一立柱11上设置有第一轴孔111，第二立柱12上设置有第二轴孔121，转轴22的一端通过第一轴孔111，另一端通过第二轴孔121，转轴22与第一轴孔111之间以及转轴22与第二轴孔121之间均设置有轴承，第一轴孔111和第二轴孔121起到承载转轴22的作用，防止转轴22弯曲变形，第一立柱11上端还设置有导向孔112，导向孔112的深度略大于蜗杆4运动的行程，对蜗杆4的自由端起到限位和引导的作用。

太阳能电池板301设置在窗扇2的下端，太阳能电池板301为多块非晶硅太阳能电池片串联而成，非晶硅太阳能电池片具有较高的光吸收系数，特别是在0.3-0.75um的可见光波段，它的吸收系数比单晶硅要高出一个数量级，因而它比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右，用很薄的非晶硅膜（约1um厚）就能吸收90%有用的太阳能，并且成本低，污染小。

太阳能电池板301上设置有可伸缩的用于遮挡太阳能电池板301的可伸缩的遮挡片，所述太阳能供电单元还包括用于侦测待充电设备和可充电电池的充电信息的侦测单元313，所述侦测单元313与处理单元303和充电接口306电连接，并通过处理单元303控制遮挡片的伸缩，当侦测到的充电满时，遮挡片伸出将太阳能电池板301遮住。

所述窗户框架1上设置有测量光照强度的第二光敏传感器304，所述第二光敏传感器304与处理单元303电连接，根据光照强度来控制所述太阳能电池片的伸缩，所述太阳能电池片层叠在一起，并可依次滑动展开，太阳能电池片可部分展开，也可整体展开，整体展开时覆盖半个窗扇，当光照强时，处理单元303控制太阳能电池片伸出，当光照较弱时；处理单元303控制太阳能电池片缩回；处理单元303可根据光照强度控制太阳能电池片的伸出片数和缩回片数，即可采光发电，又不影响室内采光，并且与窗户浑然一体，实用美观。

所述太阳能供电单元还包括显示单元314，显示单元314与处理单元303电连接，处理单元303用于控制显示单元314显示充电状态信息，该充电状态信息包括待充电设备和可充电电池的已充入电量，充电剩余时间，所述侦测单元313将侦测到的充电状态信息发送给处理单元303，经过处理单元303的分析处理，控制显示单元314显示所述充电状态信息，所述充电状态信息通过显示单元314显示出来，显示单元314为设置在窗户框架1上的LED，显示单元314还用于显示时钟，日期，并且，处理单元303还用于控制显示单元314显示当前光照强度。

所述太阳能供电单元还包括充电控制单元305、逆变器309、供电接口311和供电控制单元310，充电控制单元305用于控制待充电设备307进行充电；逆变器309用于将待充电设备307的直流电压转换成交流电压；供电接口311用于连接外部用电设备312进行充电；供电控制单元310用于控制所述交流电压对用电设备312进行充电。太阳能电池板301吸收太阳能并将太阳能转化成电能，再由充电控制单元305控制将电能通过充电接口306充入待充电设备307，或者由充电控制单元305控制可充电电池308进行充电，再由逆变器309将充得的直流电转换为交流电，然后通过供电控制单元310控制所述交流电对用电设备312进行充电，逆变器309输出的电也可以直接用于显示单元314、处理单元303和电机6。

窗扇2侧边设置有把手21，把手21内侧设置有将所述窗扇锁紧的开关211，握住把手21并按压开关211就可以将窗扇2打开或关闭。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能铝合金窗，其特征在于：

包括窗户框架；

传动机构，安装在窗户框架内，包括电机以及与电机连接的至少一个蜗杆，所述蜗杆通过联轴器串联；

转动机构，包括与所述蜗杆啮合的蜗轮、与所述蜗轮连接的转轴以及固定安装在所述转轴上的窗扇；

太阳能供电单元，包括安装在所述窗扇上的太阳能电池板、测量光照角度的第一光敏传感器和处理单元，所述处理单元与电机电连接；

所述太阳能电池板将太阳光能转化为电能并存贮于可充电电池，第一光敏传感器将检测到的光信号发送给处理单元，由处理单元控制电机旋转，进而调整太阳能电池板的受光角度；

所述太阳能电池板上设置有可伸缩的用于遮挡电池板的遮挡片，所述太阳能供电单元还包括用于侦测待充电设备和可充电电池的充电信息的侦测单元，所述侦测单元与处理单元电连接，并通过处理单元控制遮挡片的伸缩；

所述窗户框架包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱侧部设置有第一轴孔，所述第二立柱侧部设置有第二轴孔，所述转轴通过第一轴孔和第二轴孔。

2.根据权利要求1所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述第一立柱顶端设置有导向孔，所述导向孔的长度根据蜗杆运动的形成来定。

3.根据权利要求1所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述太阳能供电单元还包括显示单元，所述侦测单元将侦测到的充电状态信息反馈给处理单元，所述处理单元控制所述显示单元显示充电状态信息。

4.根据权利要求3所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述处理单元还用于根据充电状态信息，判断充电设备完成充电所剩余的时间，并控制所述显示单元显示剩余充电时间。

5.根据权利要求1所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述太阳能电池板为多块非晶硅太阳能电池片串联而成。

6.根据权利要求5所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述窗户框架上设置有测量光照强度的第二光敏传感器，所述第二光敏传感器与处理单元电连接，处理单元根据光照强度来控制所述太阳能电池片的伸缩。

7.根据权利要求1所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述太阳能供电单元还包括充电控制单元，用于控制所述可充电电池进行充电；

逆变器，用于将所述可充电电池的直流电压转换成交流电压；

供电接口，用于连接外部用电设备进行充电；

供电控制单元，用于控制所述交流电压对用电设备进行充电。

8.根据权利要求1所述的太阳能铝合金窗，其特征在于：所述窗扇上设置有把手，所述把手内侧设置有将所述窗扇锁紧的开关。