CN106656002B - 太阳能蓄电供暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能蓄电供暖系统，通过太阳能光伏组件蓄电为电热膜供电，设有旋转控制器和定时器，定时器设定有多个时间节点，相应地，旋转控制器设定有多个转动角度数值，控制旋转连接件带动太阳能电池板在不同时间节点转动不同的角度，实现了太阳能电池板全天候近似垂直的接收太阳光线，最大化的利用太阳能，提高光电转换效率。半导体压力传感器可感应太阳能电池板表面是否有异物积压，当遇到雪天或有异物落在其表面时，半导体压力传感器将其转为电信号传送至旋转控制器，从而将太阳能电池板倾斜，可清除雪或异物。电动卷帘可将太阳能电池板覆盖保护，与外界隔离，延长太阳能电池板的使用寿命。

Description

太阳能蓄电供暖系统
技术领域
本发明涉及太阳能供暖领域。更具体地说，本发明涉及一种太阳能蓄电供暖系统。
背景技术
随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，也面临着能源不断枯竭、环境不断恶化的威胁。随着科技的进步和环保意识的不断增强，目前，世界能源消费结构完成由煤炭向石油的转换后，正朝着高清洁，低碳的天然气、核能、太阳能、风能等方向发展。太阳能是可再生资源的一种，开发利用太阳能对于节约常规能源、保护环境、减缓气候变化等具有非常重要的意义。
低温电热膜供暖是从西方引进，以电力为能源，通过红外线辐射传热的供暖新技术，其具有环保、舒适、节能、节材、安全、不占用空间和无污染等特点，是国际公认的先进供暖方式之一，被誉为“绿色供暖革命”。电热膜为半导体材料，具有膜牢固、均匀、寿命长、无电感、热效率高、发热温度高等优点。电热膜供暖也越来越多的得到人民的广泛认可。市面上的电热膜供暖系统，都是利用传统的电力，而城市的用电量很大，国家电网不能满足城市用电高峰时的用电量。随着能源危机不断呈现，电力价格的不断上涨，资源、环境的矛盾日益尖锐，迫切需要一种新的能源代替。
现有的太阳能供暖系统存在最佳供暖时间段和取暖时间段不一致的现实问题，由于太阳能是不定时的能源，在白天晴好的天气供暖效果好，但晚上供暖效果不佳或几乎没什么效果，而对于用户而言，迫切需要取暖的时间段更多地集中在晚上，特别是在寒冷的冬季。而且，现有的太阳能供暖系统大多采用水流介质，需要设置较大的太阳能集热器采光面积和储水箱，占用较大的空间，不利于安装和推广。
利用太阳能光伏组件将太阳能转化成电能给房屋供暖成为一种新的途径。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种太阳能蓄电供暖系统，其利用可转动的太阳能光伏组件将太阳能转化为电能，提高了光电转换效率，利用蓄电池组储存富余的电能，并提供电驱动定时转动部分，更好的吸收太阳光，将太阳光能转化为电能；通过电热膜发热实现恒温供暖，克服了环境污染和能源短缺的问题，解决了传统供暖系统容易出现的弊病。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种太阳能蓄电供暖系统，通过太阳能光伏组件蓄电为电热膜供电，其特征在于，太阳能光伏组件包括方形太阳能电池板、位于太阳能电池板下方固定连接的支架、及位于支架下方活动连接的上表面水平的底座，支架与底座通过旋转连接件实现转动连接，其中，支架包括四个杆体，四个杆体的一端分别与太阳能电池板固定连接，另一端分别固定在旋转连接件上；
旋转连接件与旋转控制器、定时器、蓄电池依次电连接，定时器设定有多个时间节点，使得太阳能电池板在每个时间节点有相应的转动角度；旋转连接件包括与底座固定连接的轴线水平的套筒、固定在套筒内部的电机、沿套筒轴向与电机固定连接的连杆、与连杆通过轴承连接的转动块；电机与旋转控制器相连，支架的四个杆体固定在转动块上；
旋转连接件可实现多个转动角度，转动角度是太阳能电池板的垂线与底座的上表面的夹角，在旋转控制器上设定有多个时间节点相应的转动角度数值，当定时器到达每一个时间节点时，旋转控制器控制旋转连接件将太阳能电池板转动；
定时器的多个时间节点，分别是6时、8时、10时、12时、14时、16时、18时，其中，8时、10时、12时、14时、16时依次对应旋转控制器的多个转动角度数值，分别是30°、55°、90°、125°、150°，以使太阳能电池板在每个转动角度的位置均保持2小时，当转动角度为90°时，太阳能电池板处于初始位置，当定时器到达18时，旋转控制器控制旋转连接件转动使得太阳能电池板回到初始位置；
优选的是，太阳能电池板表面的四个顶角处分别设置四个半导体压力传感器，包括位于套筒轴线一侧的第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器，位于套筒轴线另一侧的第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器；
四个半导体压力传感器的量程均为0.1～0.2kg/cm2，其均与旋转控制器电连接，且每个半导体压力传感器均配设有各自的权重，当任意一个半导体压力传感器显示在0.12～0.16kg/cm2范围内，发送电信号，旋转控制器对每个半导体压力传感器检测的压力进行加权后的数值大于或等于0.12kg/cm2时，控制旋转连接件带动太阳能电池板顺时针或逆时针摆动，将太阳能电池板倾斜，之后自动归位，旋转控制器设置有相应的摆动角度，摆动角度是摆动前与摆动后的太阳能电池板的垂线的夹角；
其中，当转动角度数值为90°时，每个半导体压力传感器的权重均为0.25，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为60°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为90°时的位置；当转动角度数值为30°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.35，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.15，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为30°时的位置；当转动角度数值为55°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.3，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.2，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为55°时的位置；当转动角度数值为125°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.2，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.3，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为125°时的位置；当转动角度数值为150°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.15，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.35，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为150°时的位置。
优选的是，太阳能电池板的一侧进一步设置与定时器、蓄电池电连接的电动卷帘，沿卷帘伸展的方向在太阳能电池板两侧设置有滑槽，以使卷帘沿滑槽移动延伸，滑槽与太阳能电池板的水平间距为1～2cm，垂直间距为0.5～1cm；当定时器到达18时，电动卷帘展开，覆盖太阳能电池板，当定时器到达6时，电动卷帘收合，将太阳能电池板露出。
优选的是，卷帘由尼龙塑料层及覆盖在其上的防水层复合而成，且其从卷帘初始固定位置沿滑槽方向的厚度逐渐变薄，其中，尼龙塑料层包括以下重量份的原料：85～95重量份的尼龙-66、5～8重量份的己二酸二辛脂、4～6重量份的双马来酰亚胺、2～3重量份的抗氧剂MB、耐热稳定剂2～4份、3～6重量份的三氧化二锑。
优选的是，旋转连接件的转动块为圆柱形块体，其直径与套筒相同，连杆的长度大于套筒的深度。
优选的是，旋转连接件的套筒在设置电机的一端设有盖体。本发明至少包括以下有益效果：
本发明的太阳能蓄电供暖系统，设有旋转控制器和定时器，蓄电池将储存的富余的电能通过定时器和旋转控制器为电旋转连接件提供动力，定时器与旋转控制器设定有时间节点和相应的转动角度，使得太阳能电池板在不同时间节点转动不同的角度，实现了太阳能电池板全天候近似垂直的接收太阳光线，最大化的利用太阳能，提高光电转换效率。
本发明的太阳能蓄电供暖系统，在太阳能电池板表面设置半导体压力传感器，当遇到雪天或有异物落在其表面时，半导体压力传感器将其转为电信号传送至旋转控制器，从而将太阳能电池板倾斜，可清除雪或异物。
本发明的太阳能蓄电供暖系统，在太阳能电池板的一侧设置电动卷帘，在晚上18时至第二天6时之间的时间段内，卷帘将太阳能电池板覆盖保护，与外界隔离，延长太阳能电池板的使用寿命。
本发明的太阳能蓄电供暖系统，由太阳能电池板转化的电能经蓄电池组给电热膜加热，此外，旋转连接件的转动、半导体压力传感器的设置、定时器的设置、电动卷帘的控制等所有的动力驱动均来源于蓄电池组储存的电能，充分利用了太阳能，节能环保。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的太阳能光伏组件的结构示意图；
图2为本发明的太阳能光伏组件的旋转示意图；
图3为本发明电动卷帘上卷帘的层结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种太阳能蓄电供暖系统，通过太阳能光伏组件蓄电为电热膜供电，其中，如图1所示，太阳能光伏组件包括方形太阳能电池板1、位于太阳能电池板1下方固定连接的支架2、及位于支架2下方活动连接的上表面水平的底座3，支架2与底座3通过旋转连接件实现转动连接，其中，支架2包括四个杆体，四个杆体的一端分别与太阳能电池板1固定连接，另一端分别固定在旋转连接件上；
旋转连接件与旋转控制器、定时器、蓄电池依次电连接，定时器设定有多个时间节点，使得太阳能电池板1在每个时间节点有相应的转动角度；旋转连接件包括与底座3固定连接的轴线水平的套筒41、固定在套筒41内部的电机42、沿套筒41轴向与电机42固定连接的连杆43、与连杆43通过轴承连接的转动块44；电机42与旋转控制器相连，支架2的四个杆体固定在转动块44上；
旋转连接件可实现多个转动角度，转动角度是太阳能电池板1的垂线与底座3的上表面的夹角，在旋转控制器上设定有多个时间节点相应的转动角度数值，当定时器到达每一个时间节点时，旋转控制器控制旋转连接件将太阳能电池板1转动；具体为：电机42驱动连杆43及与连杆轴承连接的转动块44转动，由于支架2的四个杆体与转动块44固定连接，从而带动太阳能电池板1转动；
定时器的多个时间节点，分别是6时、8时、10时、12时、14时、16时、18时，其中，8时、10时、12时、14时、16时依次对应旋转控制器的多个转动角度数值，分别是30°、55°、90°、125°、150°，以使太阳能电池板1在每个转动角度的位置均保持2小时，当转动角度为90°时，太阳能电池板1处于初始位置，当定时器到达18时，旋转控制器控制旋转连接件转动使得太阳能电池板1回到初始位置；
在上述技术方案中，通过蓄电池将储存的富余的电能为定时器、旋转控制器、电旋转连接件提供动力，定时器与旋转控制器设定有时间节点和相应的转动角度，使得太阳能电池板1在不同时间节点转动不同的角度，如图2所示，例如，每天太阳从东边升起，当定时器到达8时，旋转控制器以30°的转动角度数值控制旋转连接件的转动块44带动太阳能电池板1转动，使其近似正对太阳，充分吸收太阳光；当定时器到达10时，旋转控制器以55°的转动角度数值控制旋转连接件带动太阳能电池板1转动，使其近似正对太阳，充分吸收太阳光；当定时器到达12时，旋转控制器以90°的转动角度数值控制旋转连接件的转动块44带动太阳能电池板1转动，使其近似正对太阳，充分吸收太阳光，此时，太阳能电池板1与底座3平行；当定时器到达14时，旋转控制器以125°的转动角度数值控制旋转连接件的转动块44带动太阳能电池板转动，使其近似正对太阳，充分吸收太阳光；当定时器到达16时，旋转控制器以150°的转动角度数值控制旋转连接件的转动块44带动太阳能电池板转动，使其近似正对太阳，充分吸收太阳光。由此实现了太阳能电池板全天候近似垂直的接收太阳光线，最大化的利用太阳能，提高光电转换效率。
在另一种技术方案中，太阳能电池板表面的四个顶角处分别设置四个半导体压力传感器，包括位于套筒轴线一侧的第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器，位于套筒轴线另一侧的第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器；
四个半导体压力传感器的量程均为0.1～0.2kg/cm2，其均与旋转控制器电连接，且每个半导体压力传感器均配设有各自的权重，当任意一个半导体压力传感器显示在0.12～0.16kg/cm2范围内，发送电信号，旋转控制器对每个半导体压力传感器检测的压力进行加权后的数值大于或等于0.12kg/cm2时，控制旋转连接件带动太阳能电池板顺时针或逆时针摆动，将太阳能电池板倾斜，之后自动归位，旋转控制器设置有相应的摆动角度，摆动角度是摆动前与摆动后的太阳能电池板的垂线的夹角；
其中，当转动角度数值为90°时，每个半导体压力传感器的权重均为0.25，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为60°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为90°时的位置；当转动角度数值为30°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.35，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.15，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为30°时的位置；当转动角度数值为55°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.3，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.2，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为55°时的位置；当转动角度数值为125°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.2，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.3，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为125°时的位置；当转动角度数值为150°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.15，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.35，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为150°时的位置。
半导体压力传感器可感应太阳能电池板1表面是否有异物积压，当遇到雪天或有异物落在其表面时，半导体压力传感器将其转为电信号传送至旋转控制器，从而将太阳能电池板倾斜，可清除雪或异物。例如，当转动角度数值为90°时，太阳能电池板1表面上的异物使得四个半导体压力传感器均处于0.12kg/cm2，则旋转控制器对每个半导体压力传感器检测的压力进行加权后的数值等于0.12kg/cm2，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为60°顺时针摆动，太阳能电池板1表面上的异物滑落，当加权后的数值小于0.12kg/cm2时，回到转动角度数值为90°时的位置；当转动角度数值为30°时，太阳能电池板1表面上的异物使得第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器处于0.16kg/cm2，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器处于0.12kg/cm2，则旋转控制器对每个半导体压力传感器检测的压力进行加权后的数值为0.148kg/cm2，大于0.12kg/cm2，故旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°顺时针摆动，使得太阳能电池板1表面上的异物滑落，当加权后的数值小于0.12kg/cm2时，回到转动角度数值为30°时的位置，依次类推，其他转动角度数值的加权原理同上。
在另一种技术方案中，太阳能电池板1的一侧进一步设置与定时器、蓄电池电连接的电动卷帘，沿卷帘伸展的方向在太阳能电池板1两侧设置有滑槽，以使卷帘沿滑槽移动延伸，滑槽与太阳能电池板1的水平间距为1～2cm，垂直间距为0.5～1cm；当定时器到达18时，电动卷帘展开，覆盖太阳能电池板1，当定时器到达6时，电动卷帘收合，将太阳能电池板1露出。
电动卷帘用以防护太阳能电池板1，在晚上18时至第二天6时之间的时间段内，卷帘将太阳能电池板覆盖保护，与外界隔离，延长太阳能电池板的使用寿命。
在另一种技术方案中，卷帘由尼龙塑料层及覆盖在其上的防水层复合而成，且其从卷帘初始固定位置沿滑槽方向的厚度逐渐变薄，其中，尼龙塑料层包括以下重量份的原料：85～95重量份的尼龙-66、5～8重量份的己二酸二辛脂、4～6重量份的双马来酰亚胺、2～3重量份的抗氧剂MB、耐热稳定剂2～4份、3～6重量份的三氧化二锑。
尼龙塑料层具有耐寒、耐热特性，可在炎热的夏天或寒冷的冬天使用，且添加了三氧化二锑，具有一定的阻燃性能，可防止由于受外界的干扰而引发火灾。同时，卷帘的由厚渐薄的具有一定的倾斜度的层结构，在保护太阳能电池板1的同时可使部分落在太阳能电池板表面的异物滑落。
在另一种技术方案中，旋转连接件的转动块44为圆柱形块体，其直径与套筒41相同，连杆43的长度大于套筒41的深度，可防止转动块44因自身的转动而与套筒41产生相互摩擦，从而造成不必要的损坏。
在另一种技术方案中，旋转连接件的套筒41在设置电机42的一端设有盖体，保护电机42。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种太阳能蓄电供暖系统，通过太阳能光伏组件蓄电为电热膜供电，其特征在于，太阳能光伏组件包括方形太阳能电池板、位于太阳能电池板下方固定连接的支架、及位于支架下方活动连接的上表面水平的底座，支架与底座通过旋转连接件实现转动连接，其中，支架包括四个杆体，四个杆体的一端分别与太阳能电池板固定连接，另一端分别固定在旋转连接件上；
旋转连接件与旋转控制器、定时器、蓄电池依次电连接，定时器设定有多个时间节点，使得太阳能电池板在每个时间节点有相应的转动角度；旋转连接件包括与底座固定连接的轴线水平的套筒、固定在套筒内部的电机、沿套筒轴向与电机固定连接的连杆、与连杆通过轴承连接的转动块；电机与旋转控制器相连，支架的四个杆体固定在转动块上；
旋转连接件可实现多个转动角度，转动角度是太阳能电池板的垂线与底座的上表面的夹角，在旋转控制器上设定有多个时间节点相应的转动角度数值，当定时器到达每一个时间节点时，旋转控制器控制旋转连接件将太阳能电池板转动；
定时器的多个时间节点，分别是6时、8时、10时、12时、14时、16时、18时，其中，8时、10时、12时、14时、16时依次对应旋转控制器的多个转动角度数值，分别是30°、55°、90°、125°、150°，以使太阳能电池板在每个转动角度的位置均保持2小时，当转动角度为90°时，太阳能电池板处于初始位置，当定时器到达18时，旋转控制器控制旋转连接件转动使得太阳能电池板回到初始位置；
太阳能电池板表面的四个顶角处分别设置四个半导体压力传感器，包括位于套筒轴线一侧的第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器，位于套筒轴线另一侧的第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器；
四个半导体压力传感器的量程均为0.1～0.2kg/cm2，其均与旋转控制器电连接，且每个半导体压力传感器均配设有各自的权重，当任意一个半导体压力传感器显示在0.12～0.16kg/cm2范围内，发送电信号，旋转控制器对每个半导体压力传感器检测的压力进行加权后的数值大于或等于0.12kg/cm2时，控制旋转连接件带动太阳能电池板顺时针或逆时针摆动，将太阳能电池板倾斜，之后自动归位，旋转控制器设置有相应的摆动角度，摆动角度是摆动前与摆动后的太阳能电池板的垂线的夹角；
其中，当转动角度数值为90°时，每个半导体压力传感器的权重均为0.25，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为60°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为90°时的位置；当转动角度数值为30°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.35，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.15，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为30°时的位置；当转动角度数值为55°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.3，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.2，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°顺时针摆动，之后回到转动角度数值为55°时的位置；当转动角度数值为125°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.2，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.3，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为25°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为125°时的位置；当转动角度数值为150°时，第一半导体压力传感器、第二半导体压力传感器的权重均为0.15，第三半导体压力传感器、第四半导体压力传感器的权重均为0.35，旋转控制器控制旋转连接件以摆动角度为15°逆时针摆动，之后回到转动角度数值为150°时的位置。
2.如权利要求1所述的太阳能蓄电供暖系统，其特征在于，太阳能电池板的一侧进一步设置与定时器、蓄电池电连接的电动卷帘，沿卷帘伸展的方向在太阳能电池板两侧设置有滑槽，以使卷帘沿滑槽移动延伸，滑槽与太阳能电池板的水平间距为1～2cm，垂直间距为0.5～1cm；当定时器到达18时，电动卷帘展开，覆盖太阳能电池板，当定时器到达6时，电动卷帘收合，将太阳能电池板露出。
3.如权利要求2所述的太阳能蓄电供暖系统，其特征在于，卷帘由尼龙塑料层及覆盖在其上的防水层复合而成，且其从卷帘初始固定位置沿滑槽方向的厚度逐渐变薄，其中，尼龙塑料层包括以下重量份的原料：85～95重量份的尼龙-66、5～8重量份的己二酸二辛脂、4～6重量份的双马来酰亚胺、2～3重量份的抗氧剂MB、耐热稳定剂2～4份、3～6重量份的三氧化二锑。
4.如权利要求1所述的太阳能蓄电供暖系统，其特征在于，旋转连接件的转动块为圆柱形块体，其直径与套筒相同，连杆的长度大于套筒的深度。
5.如权利要求1所述的太阳能蓄电供暖系统，其特征在于，旋转连接件的套筒在设置电机的一端设有盖体。
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