CN105113919B - 一种可发电并蓄能的外窗台板系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可发电并蓄能的外窗台板系统，其既能够防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水，又能够利用太阳能发电，并蓄能供用户使用。这种可发电并蓄能的外窗台板系统，其包括太阳能电池板、金属板、充电电池、插座，金属板的内侧通过安装螺钉固定到窗户下框的外侧上，在金属板和窗户下框之间设有密封结构，金属板上设有凹陷，太阳能电池板容纳在凹陷中，太阳能电池板利用窗户外的阳光产生电能，通过充电电池储存并通过插座为用户提供电能。

Description

一种可发电并蓄能的外窗台板系统

技术领域

本发明属于建筑构件的技术领域，尤其涉及一种可发电并蓄能的外窗台板系统，其既能作为外窗台板来防止雨水在窗框底部淤积，又能够发电并蓄能来为用户提供电能。

背景技术

国内的现有门窗的施工规范中，对门窗与外墙的细节是：在土建结构完成，并预留窗的安装洞口后，由窗生产厂家安装经过防锈处理的钢管结构的附框之后，由土建总包单位负责在外保温完成后，在做表面砂浆防护时与钢附框抹平，并预留一定角度，以利于排水。窗框与附框中间用发泡胶填充，然后在外侧用密封胶密封。

不过，这只是施工规范所要求的。在现实条件下，要达到规范的要求是有难度的。比如：窗框和附框中间的发泡胶填充是无法保证饱和发泡状态的；外部的密封胶密封也无法保证100％的密封有效性，另外随着时间的延长，胶的老化也会影响密封效果；外部的砂浆面无法完全保证所需要的角度，自然的排水功能无法保证。那么会导致雨水在窗框底部淤积，而产生向室内漏水的可能。

目前，由于环保和节能的要求，国内在大力发展太阳能发电和相关应用。对于智能硬件等科技产品的相关创业，国家也给予了高度重视。太阳能电池发电在城市家庭里的应用等于是空白，因为能安装太阳能发电装置的空间是有局限的，而且有相当的难度。室外墙面安装，难度也很高，而且有危险性，也不利于维护。而屋顶空间也是有限的，一般也不允许高楼住户随意安装。相应的建筑内部改造和布线都存在一定的难度，相对于发电产生的效益和关联投资，性价比不好。而对于智能家居方面的应用或智能门窗系统的控制同样有这样的困难，(传感器、控制装置、执行装置)取电不方便，如果在室内重新布线到窗户的位置，产生的费用会很高。

现有的可以移动的太阳能充电板，由于尺寸、电压等方面的原因，无法直接安装在窗台上，不好匹配使用，不方便使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可发电并蓄能的外窗台板系统，其既能够防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水，又能够利用太阳能发电，并蓄能供用户使用。

解决上述问题的技术方案是：这种可发电并蓄能的外窗台板系统，其包括太阳能电池板、金属板、充电电池、插座，金属板的内侧通过安装螺钉固定到窗户下框的外侧上，在金属板和窗户下框之间设有密封结构，金属板上设有凹陷，太阳能电池板容纳在凹陷中，太阳能电池板利用窗户外的阳光产生电能，通过充电电池储存并通过插座为用户提供电能。

由于金属板覆盖窗户底部处的建筑外墙，并且在金属板和窗户下框之间设有密封结构，所以能够防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水；因为金属板上设有凹陷，太阳能电池板容纳在凹陷中，所以太阳能电池板的尺寸可以根据金属板的凹陷的尺寸进行调整，并且这种非垂直于楼面的布置方式的发电效率远远高于太阳能电池板垂直于楼面的布置方式，因此能够利用太阳能发电，并蓄能供用户使用。

附图说明

图1是根据本发明的可发电并蓄能的外窗台板系统的一个优选实施例的结构示意图。

图2是根据本发明的可发电并蓄能的外窗台板系统的一个优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，这种可发电并蓄能的外窗台板系统，其包括太阳能电池板1、金属板2、充电电池8、插座7，金属板的内侧通过安装螺钉5固定到窗户下框的外侧上，在金属板和窗户下框之间设有密封结构4，金属板上设有凹陷21，太阳能电池板容纳在凹陷中，太阳能电池板1利用窗户外的阳光产生电能，通过充电电池储存并通过插座为用户提供电能。例如，目前流行的智能门窗所要求的供电都可以通过本发明来解决，而不用再在室内进行布线或加装电池。

由于金属板覆盖窗户底部处的建筑外墙，并且在金属板和窗户下框之间设有密封结构，所以能够防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水；因为金属板上设有凹陷，太阳能电池板容纳在凹陷中，所以太阳能电池板的尺寸可以根据金属板的凹陷的尺寸进行调整，并且这种非垂直于楼面的布置方式的发电效率远远高于太阳能电池板垂直于楼面的布置方式，因此能够利用太阳能发电，并蓄能供用户使用。

太阳能电池板的效率因为材质的不同，转换率也是不一样的。在本发明中可以选择单晶硅，其是转换率相对较高的一种，可以达到20％。太阳能电池板所处的纬度、具体位置都会对其功率产生影响。安装的角度影响也是很大的，最好的角度是倾斜30％左右。当然，最佳方案是用追日系统，时刻根据阳光的方向随时调整，才能达到最大的功率，但是这样成本过高，不适宜作为外窗台板使用。

如果在相同位置部署同等面积、同样材质的太阳能电池板，垂直安装和窗台板安装的功率差异，按相同转换率20％计算，垂直安装的太阳能板与带倾角安装的太阳能板的差异应该是在40％以上。按30W计算，实际发电功率是6W；则垂直安装的同样功率的太阳能发电板的转换功率应为2.4W左右。

另外，太阳能电池板在门窗系统中的部署，如果用太阳能电池板充当玻璃的外层使用，会影响建筑物的内部采光。而且更换和部署难度远远大于以窗台板的方式进行部署。

并且，从日常清洁维护的角度，所述的外窗台板系统也有无法替代的优势。

另外，所述金属板与窗户的夹角大于90°且小于180°。优选地，夹角范围在91°-120°，这样有利于排水，防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水，而且采用这样的夹角设计，有利于太阳能电池板吸收太阳能，提高发电效率。具体地，可以根据窗户底部处的建筑外墙的结构来确定夹角度数。

另外，所述太阳能电池板胶粘在凹陷处，凹陷被太阳能电池板和胶合剂(最好是防水材料的胶合剂)填平。这样有利于排水，防止雨水在窗框底部淤积，避免产生向室内漏水。当然，也可以采用其它方式将太阳能电池板安装在凹陷处，例如通过螺钉，然后通过一些填充材料将凹陷填平，填充材料最好是防水材料。这样易于部署和维护检修，通过在窗框上开孔，将电源线引入窗型材中或室内侧。

另外，所述充电电池安装在金属板下或室内邻近窗户的地方。如图1所示，可以将充电电池直接安装在凹陷底部所对应的金属板的下表面处，这样布线简单，电能损耗小。如果为了避免该可发电并蓄能的外窗台板系统在窗户外侧的部分过重，可以选择将充电电池安装在室内邻近窗户的地方，只要在金属板的下表面和建筑外墙的向外突出部分之间布线即可。

另外，所述插座是USB插座，其安装在室内的窗框上。一般从充电电池输出的电为直流电平(5V或12V)，移动终端(例如，手机)等电子设备可以插入USB插座来获取电能，这样非常节能环保，长期使用会为用户节省大笔的电费开支。

另外，该系统还包括窗台支撑3，其设在金属板和建筑外墙的向外突出部分9之间，所述金属板的外侧向下弯折形成下延部22(下延部可以更有利于排水，避免水存留在金属板上)，所述窗台支撑与所述下延部连接。这样能够更好地保持金属板的结构平稳。当然，窗台支撑也可以设在金属板下方的建筑外墙上，窗台支撑的一端固定到建筑外墙且另一端支撑住金属板，这样结构简单，也能够保持金属板的结构平稳。

图1给出了一个具体的实施例，其中窗台支撑3具有平直部31、桥形部32和弯折部33，平直部在建筑外墙的向外突出部分上，桥形部32从平直部向外延伸且桥形部的顶端朝向金属板，弯折部从桥形部向外延伸并弯折成凹槽，金属板的下延部的中段向内延伸并弯折而形成扣合部23，弯折部33和扣合部23连接在一起。采用如此的结构，可以使支撑更加稳固。

另外，该系统还包括称重传感器6，其设在所述窗台支撑3与所述下延部22之间。具体地，如图1所示，称重传感器设在弯折部33和扣合部23之间。称重传感器6可以直接由充电电池8来供电，这样节能环保，而且减轻称重传感器的重量，从而减轻整个外窗台板系统的重量。当然，也可以通过自带纽扣电池来为称重传感器提供电能。当外力施加在金属板2的上表面时，会导致金属板2和窗台支撑3之间的挤压，由于称重传感器6设在所述窗台支撑3与所述下延部22之间，则挤压力会使称重传感器6工作，产生相应的读数，经过电路分析，则可以判断大概的重量，以用于判断压在金属板2上的物体大小，如果反馈的信息与人的大概重量相符，则判断有非法侵入。采用如图1所示的结构，可以使称重传感器的灵敏度大大提高，有助于准确判断是否有非法侵入。

另外，如图1所示，为了更准确灵敏地判断是否存在非法侵入，所述称重传感器6还设在金属板和窗台下框之间。这样即使以上称重传感器未感应到物体，设在金属板内侧和窗台下框之间的称重传感器也能够感应到非法侵入。当然，在金属板的其它位置也可以考虑设置称重传感器，例如金属板的中部的下表面上。

另外，如图2所示，该系统还包括控制电路(图1中未示出)，充电电池、插座、称重传感器分别连接到控制电路，控制电路与充电电池安装在一起或与插座安装在一起。通过控制电路可以控制充电电池中电能的使用，判断称重传感器的感应重量是否达到非法侵入的阈值。阈值可以设置为成人体重的平均值，例如50千克。

另外，该系统还包括报警单元，所述控制电路通过有线或无线方式连接报警单元。通过有线方式连接报警单元，出现非法侵入时，报警单元通过音频或灯光进行警告，提醒用户。通过无线方式时，可以远程连接到用户的移动终端，来通知用户家中出现非法侵入；当然，也可以通过蓝牙、WiFi等无线方式告知用户出现非法侵入。

本发明通过对金属板的细微调整，可同时用于不同的窗型(如内开窗，外开窗，推拉窗，内倒窗，外旋窗，内倒推拉门，提升推拉门，折叠门窗等)和窗型材(如塑钢型材、铝合金型材、木型材等多种材料及结构的型材)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。本领域的普通技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：其包括太阳能电池板(1)、金属板(2)、充电电池(8)、插座(7)，金属板的内侧通过安装螺钉(5)固定到窗户下框的外侧上，在金属板和窗户下框之间设有密封结构(4)，金属板上设有凹陷(21)，太阳能电池板容纳在凹陷中，太阳能电池板(1)利用窗户外的阳光产生电能，通过充电电池储存并通过插座为用户提供电能，

该系统还包括窗台支撑(3)，其设在金属板和建筑外墙的向外突出部分之间，所述金属板的外侧向下弯折形成下延部(22)，所述窗台支撑与所述下延部连接，

该系统还包括称重传感器(6)，其设在所述窗台支撑与所述下延部之间，当外力施加在金属板的上表面时，导致金属板和窗台支撑之间的挤压，挤压力使称重传感器工作，产生相应的读数，经过电路分析，判断大概的重量，以用于判断压在金属板上的物体大小，如果反馈的信息与人的大概重量相符，则判断有非法侵入。

2.根据权利要求1所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：所述金属板与窗户的夹角大于90°且小于180°。

3.根据权利要求1所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：所述太阳能电池板胶粘在凹陷处，凹陷被太阳能电池板和胶合剂填平。

4.根据权利要求1所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：所述充电电池安装在金属板下或室内邻近窗户的地方。

5.根据权利要求1所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：所述插座是USB插座，其安装在室内的窗框上。

6.根据权利要求5所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：所述称重传感器(6)还设在金属板和窗台下框之间。

7.根据权利要求5或6所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：该系统还包括控制电路，充电电池、插座、称重传感器分别连接到控制电路，控制电路与充电电池安装在一起或与插座安装在一起。

8.根据权利要求7所述的可发电并蓄能的外窗台板系统，其特征在于：该系统还包括报警单元，所述控制电路通过有线或无线方式连接报警单元。