CN104218880B - 分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置。该分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，包括墙体和光伏板，其特征是：在所述每层楼墙体上窗口的上侧和下侧分别设置一块光伏板，在所述光伏板两侧的中部分别设有一个竖向孔，在竖向孔上各铰接一个支撑摇壁，在所述光伏板两侧的上端部分别设有支撑孔和绳索夹孔，支撑摇臂的另一端分别设有支撑孔和绳索夹孔，在光伏板两侧的墙体上各设有一条导轨，在导轨上除了设置有与光伏板上或支撑摇臂的支撑孔连接的支撑部件外，还设置有带动每层楼窗口上侧和下侧的光伏板相向摆动整体闭合在墙体或整体闭合窗口上。不占用室内的地面及空间；也符合建筑美，适应当前产业政策。

Description

分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置
技术领域
本发明涉及一种分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，适用在建筑物的外墙上。
背景技术
利用清洁能源太阳能发展生态建筑，以人为本，天人合一，遵循自然，利用自然为人类生活服务之思想，调整高低温天气对室内的影响，降低建筑物对能源的消耗。
近几年光伏产业快速发展，发电能力虽已具备，国家也投入巨额资金建设了不少光伏发电站，但是逆变配电、高压并网输电一直是困扰着光伏发电产业进入到生活用电的一大瓶颈。
然而在地面上建设光伏发电站，为人类生活提供用电有个难以解决的现实问题，那就是用电多的地区人多地少，用电少地区人少地多。
目前楼顶自建分布式光伏电站的发展也遇到了困难，由于楼顶的管理与维护涉及各方利益，缺少合作动力，并且随着建筑物越来越高楼顶面积有限，实现并网发电难度也会非常大。
利用太阳能光伏矩阵和建筑物外墙体有效结合是发展新能源、利用新能源为人类服务的捷径；且产权清晰便于管理；光伏电源与建筑物有效结合利用可产生很大的社会效益和经济效益；并改善了人类生存环境。
光伏建筑一体化使建筑物有了新属性，首先使建筑物具有了能源的功能，建筑物不光是能够供人居住，还提供能源。随着光伏建筑一体化的发展，今后房产的升值将会逐步地转变到更多依靠科技价值的含量和提升，丰富建筑物的科技内涵，提高建筑物的使用价值。成为产品附加值高的高产出行业。（BIPV）建筑在不久的将来成为房地产行业发展方向。
现有2种在安装光伏板的方式，其一是墙体外整体安装光伏板，该方式影响室内通风和采光，另一种是在窗口的上方或下方安装太阳能板，该种方法利用率低，不便于整体使用。如何科学合理利用有限的建筑物外墙体、更大限度的安装光伏发电组件并形成矩阵，对建筑物产生积极的有益效果；即：光伏组件对建筑物发电、遮阳 、隔音，调节室内光线之功能，成为发展分布式光伏发电产业需要克服的问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种不影响建筑物采光的太阳能光伏矩阵设置和整体调节方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，包括墙体和光伏板其特征是：在所述每层楼墙体上窗口的上侧和下侧分别设置一块光伏板，在所述光伏板两侧的中部分别设有一个竖向孔，在竖向孔上各铰接一个支撑摇壁，在所述光伏板两侧的上端部分别设有支撑孔和绳索夹孔，支撑摇臂的另一端分别设有支撑孔和绳索夹孔，在光伏板两侧的墙体上各设有一条导轨，在导轨上除了设置有与光伏板上或支撑摇臂的支撑孔连接的支撑部件外，还设置有带动每层楼窗口上侧和下侧的光伏板相向摆动整体闭合在墙体或整体闭合窗口上的动力装置和绳索牵引机构。
所述绳索牵引机构包括定滑轮和绳索，在所述绳索牵引机构的上下两端各设有一个定滑轮，两定位滑轮之间设置绳索，所述绳索是依据每层楼窗口上下侧的光伏板移动闭合方向对应绳索运动方向,绳索与光伏板上的绳索夹孔和支撑摇臂上的绳索夹孔分别用绳索夹固定连接。
所述导轨上设有T型滑槽，并在一支撑孔上连接有滑动轮或滑块而另一支撑孔有支撑件与导轨连接。
所述动力装置为普通电动机，所述普通电动机直接带动传动轴，通过转动轴带动卷扬器转动。
所述动力装置为直线电机，直线电机上的伸缩杆与绳索固定连接，通过绳索带动带动卷扬器转动带动卷扬器转动；带动卷扬器带动所在的轴转动。
所述导轨为在墙体上至上而下直线导轨或在每层楼墙体上一端伸出墙体另一端固定在墙体上的曲线导轨，其导轨横截面为为槽式、圆柱式或燕尾槽式。
为平衡光伏板在定滑轮两侧绳索上的重力，使系统机构平稳，降低动力消耗，所述绳索牵引机构两定滑轮的之间还设置有用于平衡扭转力的换向定滑轮；所述绳索夹在绳索卷扬器或双联定滑轮上下方的量相等，所述绳索在卷扬器或双联定滑轮上绕至少一圈，并将其绳索上的一点与卷扬器或双联定滑轮固定在一起组成一个限位循环绳索，所述支撑部件为定滑轮，两个相邻的定滑轮之间用一套绳索相连，两套绳索之间共用一个双联定滑轮，所述双联定滑轮是用于光伏组件的列阵扩展、重力分配和扭力平衡。
本发明分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置的有益效果：使光伏板与建筑有效结合，不影响室内采光、还具有隔音，遮阳、调节室内光线之功能有效结合起来，室内无任何管道和设备，不占用室内空间；也符合建筑美，适应当前产业政策。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明光伏板结构示意图；
图2为本发明的支撑摇臂的结构示意图；
图3为为本发明的光伏板与支撑摇臂的结构示意图；
图4为本发明的光伏板矩阵在墙体上展开状态图；
图5为本发明的光伏板矩阵闭合在墙体上的状态图；
图6本发明的光伏板运动原理图：
图7本发明的另一种动力运动方式：
图中，1、光伏板，2、竖向孔，3、绳索夹孔，4、支撑孔，5、支撑摇臂，6、导轨，7、传动轴，8、窗口，9、卷扬器，10、电动机，11、滑块，12、定滑轮，13、绳索，14、换向定滑轮，15、绳索夹，16、伸缩杆。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括墙体和光伏板，其特征是：在所述每层楼墙体上窗口的上侧和下侧分别设置一块光伏板，在所述光伏板两侧的中部分别设有一个竖向孔2，在竖向孔上各铰接一个支撑摇壁5，在所述光伏板两侧的上端部分别设有支撑4孔和绳索夹孔3，支撑摇臂5的另一端分别设有支撑孔4和动力孔3，在光伏板两侧的墙体上各设有一条导轨6，在导轨6上除了设置有与光伏板上或支撑摇臂的支撑孔连接的支撑部件外，还设置有带动每层楼窗口上侧和下侧的光伏板相向摆动整体闭合在墙体或整体闭合窗口上的动力装置和绳索牵引机构，所述动力装置为电动机11和传动轴7，所述绳索牵引机构包括定滑轮12、绳索13和双联定滑轮；依据每层楼窗口上下侧的光伏板移动闭合方向对应绳索运动方向、绳索与光伏板上的绳索夹孔和支撑摇臂上的绳索夹孔分别用绳索夹15固定连接，所述导轨6上设有T型滑槽，并在支撑孔4上连接有动滑轮或滑块11，所述电动机10通过传动轴7带动卷扬器9转动并轴固定在导轨或墙体上，，所述绳索在卷扬器9或双联定滑轮上绕至少一圈，并将其绳索上的一点与卷扬器9或双联定滑轮固定在一起组成一个限位循环绳索。所述电动机10也可以用直线电机通过伸缩杆带动绳索上下运动，其伸缩杆的的上端连接在绳索上，所述定滑轮的之间还设置有用于平衡扭转力的换向定滑轮14，所述光伏板1在卷扬器9或双联定滑轮上下侧的数量相当，所述支撑部件为定滑轮，两个相邻的定滑轮之间用一套绳索相连，两套绳索之间共用一个双联定滑轮。
采用了窗口上下端安装光伏板组件，如图4至图6所示本发明不影响建筑物室内采光，并对建筑物产生积极有利影响；窗口上下端光伏板组件在调整角度时各组件的运动方向不同；采用了定滑轮给于光伏板机构单元的牵引力转向。
在列阵中各光伏板机构单元产生的重力是很大的，为避免重力集中在一个定滑轮上，根据列阵的大小要进行重力分配，在牵引机构中采用多个定滑轮；故两个定滑轮之间用一套绳索，两套绳索之间共用一个双联定滑轮；联动方式采用卷扬器的方法；卷扬器在机构中也起到定滑轮的作用，可视为相邻两套绳索起到联动作用的双联定滑轮；这样列阵中光伏板的重力就分配到各个定滑轮上。
因为列阵中各光伏板机构单元的运动方向是按建筑物采光要求确定的，而连接在定滑轮两侧绳索上的光伏板组件数量是不一样的，在定滑轮两侧会出现重力不平衡，会对动力传输机构产生扭力，如果产生了扭力集中会对整个机械机构造成破坏性的结果。 因此要利用定滑轮使绳索换向在双联定滑轮上进行冲减；实现动力传输轴在平衡状态下工作；这样即减少了动力消耗也实现整个系统平稳。

Claims (7)

1.一种分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，包括墙体和光伏板，其特征是：在每层楼墙体上窗口的上侧和下侧分别设置光伏板，在所述光伏板两侧的中部分别设有一个竖向孔(2)，在竖向孔上各铰接一个支撑摇臂(5)，在所述光伏板两侧的上端部分别设有支撑孔(4)和绳索夹孔(3)，支撑摇臂(5)的另一端分别设有支撑孔(4)和绳索夹孔(3)，在光伏板两侧的墙体上各设有一条导轨(6)，在导轨(6)上除了设置有与光伏板上或支撑摇臂的支撑孔连接的支撑部件外，还设置有带动每层楼窗口上侧和下侧的光伏板相向摆动整体闭合在墙体或整体闭合在窗口上的动力装置和绳索牵引机构；所述绳索牵引机构包括定滑轮和绳索(13)，所述绳索牵引机构的上下两端各设有一个定滑轮，两定滑轮之间用一套绳索(13)，所述绳索是依据每层楼窗口上下侧的光伏板移动闭合方向对应绳索运动方向，绳索与光伏板上的绳索夹孔和支撑摇臂上的绳索夹孔分别用绳索夹(15)固定连接，同一条导轨(6)上所设置的绳索牵引机构为至少两套，相邻的两套绳索牵引机构在其相邻位置共用一个双联定滑轮，所述绳索牵引机构两定滑轮之间还设置有用于平衡扭转力的换向定滑轮(14)。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，其特征是：所述导轨(6)上设有T型滑槽，并在一支撑孔(4)上连接有滑动轮或滑块(11)而另一支撑孔有支撑件与导轨连接。
3.根据权利要求2所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，其特征是：所述动力装置为电动机(10)，所述电动机(10)直接带动传动轴，通过转动轴(7)带动卷扬器(9)转动。
4.根据权利要求2所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，其特征是：所述动力装置为直线电机，直线电机上的伸缩杆(16)与绳索固定连接，通过绳索带动卷扬器(9)转动；卷扬器(9)带动所在的轴转动。
5.根据权利要求1所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，其特征是：所述导轨为在墙体上至上而下直线导轨或在每层楼墙体上一端伸出墙体另一端固定在墙体上的曲线导轨，其导轨横截面为为槽式、圆柱式或燕尾槽式。
6.根据权利要求1所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，其特征是：所述绳索夹(15)在绳索卷扬器或双联定滑轮上下方的数量相等。
7.根据权利要求3或4所述的分布式光伏发电矩阵及其整体调节装置，所述绳索在卷扬器(9)或双联定滑轮上绕至少一圈，并将其绳索上的一点与卷扬器(9)或双联定滑轮固定在一起组成一个限位循环绳索。
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