CN106988457A - 一种光热互补发电的智能玻璃幕墙及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃幕墙技术领域，特指一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，包括由外层玻璃与内层玻璃组成的腔体，腔体内设有集热装置、发电装置、控制装置与储电装置，集热装置电连接于控制装置，发电装置电连接于控制装置与储电装置，外层玻璃上设有光强传感器，光强传感器通过信号线电连接于控制装置。本发明采用这样的结构设置，通过太阳能发电模块与温差发电模块进行发电，一部分电量提供给单片机，使单片机在使用过程中不需要额外的电能输入，另一部分电量通过蓄电池进行储存，可供夜间室内照明或者其它用电设备使用，有效解决目前玻璃幕墙能耗大、光污染严重的现象。

Description

一种光热互补发电的智能玻璃幕墙及工作方法
技术领域
本发明涉及玻璃幕墙技术领域，特指一种光热互补发电的智能玻璃幕墙及其工作方法。
背景技术
随着现代建筑的发展，玻璃幕墙在全世界得到普及，但使用玻璃幕墙不恰当会带来许多问题：能源消耗大、严重光污染、视线干扰等，随着世界范围内环境、能源问题突显，人们对于玻璃幕墙由于保温性差而造成的能源过度消耗等种种弊端更加重视起来，有些地方已开始限制使用高能耗、光污染严重的玻璃幕墙。
目前发达国家建筑能耗占国家总能源的20～30％，建筑节能已成为人们最关注的问题之一。参照国外玻璃幕墙建筑的历程与经验，我国的玻璃幕墙建筑设计只能也必须向环保、节能与智能化发展。近年来我国双层玻璃幕墙的应用就是我国建筑逐步走向节能化、智能化的一个体现。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种光热互补发电的智能玻璃幕墙及其工作方法，有效解决目前玻璃幕墙能耗大、光污染严重的现象，从而实现在特定入射光下，智能调节入射光强，并且同时可以达到发电的效果，在建筑的不同朝向用不同的安装方法从而使发电效率达到最高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，包括由外层玻璃与内层玻璃组成的腔体，腔体内设有集热装置、发电装置、控制装置与储电装置，集热装置电连接于控制装置，发电装置电连接于控制装置与储电装置，外层玻璃上设有光强传感器，光强传感器通过信号线电连接于控制装置。
进一步而言，所述集热装置包括太阳能电池板与集热板，太阳能电池板与集热板贴紧设置，集热装置通过信号线连接于控制装置。
进一步而言，所述集热装置采用百叶窗结构设置，集热装置上对应设置有旋转主轴，旋转主轴通过步进电机驱动，步进电机电连接于控制装置。
进一步而言，所述发电装置包括太阳能发电模块与温差发电模块，发电装置通过供电线连接于控制装置与储电装置。
进一步而言，所述控制装置包括单片机，单片机采用以STM32F103ZET6处理器为核心。
进一步而言，所述储电装置包括蓄电池。
进一步而言，所述外层玻璃采用钢化玻璃，内层玻璃采用普通透光玻璃。
一种光热互补发电的智能玻璃幕墙的工作方法，包括以下步骤：
步骤一，照射到外层玻璃的光强通过光强传感器进行感应，并将数据通过信号线传输至单片机；
步骤二，单片机通过计算得到在适宜透光条件下能产生的最大发电量，并由此通过控制步进电机对旋转主轴进行旋转的方向与角度；
步骤三，通过太阳能电池板与集热板进行热量收集；
步骤四，通过太阳能发电模块与温差发电模块进行发电，并通过供电线将电量一部分传送至单片机，另一部分传送至蓄电池。
本发明有益效果：
1.通过太阳能发电模块与温差发电模块进行发电，一部分电量提供给单片机，使单片机在使用过程中不需要额外的电能输入，另一部分电量通过蓄电池进行储存，可供夜间室内照明或者其它用电设备使用；
2.集热装置采用百叶窗结构设置，能够最大限度保证入射光照的同时，一定程度上还可调节幕墙内的气温，使得室内的制冷或者制热效果更好，达到节能效果；
3.有效解决目前玻璃幕墙能耗大、光污染严重的现象，在建筑的不同朝向用不同的安装方法从而使发电效率达到最高。
附图说明
图1是本发明整体结构图；
图2是本发明控制系统图。
11.外层玻璃；12.光强传感器；13.旋转主轴；14.太阳能电池板；15.内层玻璃；16.集热板；17.信号线；18.供电线；19.单片机；20.蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和图2所示，本发明一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，包括由外层玻璃11与内层玻璃15组成的腔体，腔体内设有集热装置、发电装置、控制装置与储电装置，集热装置电连接于控制装置，发电装置电连接于控制装置与储电装置，外层玻璃11上设有光强传感器12，光强传感器12通过信号线17电连接于控制装置。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，其工作原理：通过光强传感器12感应照射到外层玻璃11上的光强度，并将其数据反馈至控制装置，通过控制装置控制集热装置进行热量收集，并通过发电装置进行发电，一部分电量提供给控制装置，使控制装置在使用过程中不需要额外的电能输入，另一部分电量通过储电装置进行储存，可供夜间室内照明或者其它用电设备使用，达到节能效果，有效解决目前玻璃幕墙能耗大、光污染严重的现象。
更具体而言，所述集热装置包括太阳能电池板14与集热板16，太阳能电池板14与集热板16贴紧设置，集热装置通过信号线17连接于控制装置，集热装置采用百叶窗结构设置，集热装置上对应设置有旋转主轴13，旋转主轴13通过步进电机驱动，步进电机电连接于控制装置。采用这样的结构设置，通过太阳能电池板14与集热板16对照射到外层玻璃11上的光强度进行收集，并通过信号线17反馈至控制装置，控制装置通过计算得到在适宜透光条件下能产生的最大发电量，并由此通过控制步进电机对旋转主轴13进行旋转的方向与角度，优选的，不同朝向的墙体太阳能百叶窗设计不同，墙体南北朝向时集热装置上的旋转主轴13水平设置，东西朝向时集热装置上的旋转主轴13竖直设置。
更具体而言，所述发电装置包括太阳能发电模块与温差发电模块，发电装置通过供电线18连接于控制装置与储电装置。采用这样的结构设置，阳光直射太阳能电池板14时，温度升高，通过集热板16收集热量，并利用集热板16和空气的温差进行发电，将发出的电传输至控制装置与储电装置。
更具体而言，所述控制装置包括单片机19，单片机19采用以STM32F103ZET6处理器为核心。本发明以STM32F103ZET6微控制器作为处理器，通过光强传感器12反馈光强信息，处理器通过步进电机控制百叶窗结构的集热装置上的旋转主轴13调节百叶窗的开合程度和角度，保证室内光强满足要求的前提下使得太阳能发电模块和温差发电模块效益达到最大，使玻璃幕墙更为节能。
更具体而言，所述储电装置包括蓄电池20。通过蓄电池20进行电量的储存，可供夜间室内照明或者其它用电设备使用，达到节能效果。
更具体而言，所述外层玻璃11采用钢化玻璃，有足够的强度抵御日晒雨淋，内层玻璃15采用普通透光玻璃，具有一定的隔热效果。
一种光热互补发电的智能玻璃幕墙的工作方法，包括以下步骤：
步骤一，照射到外层玻璃11的光强通过光强传感器12进行感应，并将数据通过信号线17传输至单片机19；
步骤二，单片机19通过计算得到在适宜透光条件下能产生的最大发电量，并由此通过控制步进电机对旋转主轴13进行旋转的方向与角度；
步骤三，通过太阳能电池板14与集热板16进行热量收集；
步骤四，通过太阳能发电模块与温差发电模块进行发电，并通过供电线18将电量一部分传送至单片机19，另一部分传送至蓄电池20。
以上结合附图对本用新型的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，包括由外层玻璃(11)与内层玻璃(15)组成的腔体，其特征在于：所述腔体内设有集热装置、发电装置、控制装置与储电装置，所述集热装置电连接于控制装置，所述发电装置电连接于控制装置与储电装置，所述外层玻璃(11)上设有光强传感器(12)，所述光强传感器(12)通过信号线(17)电连接于控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述集热装置包括太阳能电池板(14)与集热板(16)，所述太阳能电池板(14)与集热板(16)贴紧设置，所述集热装置通过信号线(17)连接于控制装置。
3.根据权利要求1所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述集热装置采用百叶窗结构设置，所述集热装置上对应设置有旋转主轴(13)，所述旋转主轴(13)通过步进电机驱动，所述步进电机电连接于控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述发电装置包括太阳能发电模块与温差发电模块，所述发电装置通过供电线(18)连接于控制装置与储电装置。
5.根据权利要求1至4所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述控制装置包括单片机(19)，所述单片机(19)采用以STM32F103ZET6处理器为核心。
6.根据权利要求1或4所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述储电装置包括蓄电池(20)。
7.根据权利要求1所述的一种光热互补发电的智能玻璃幕墙，其特征在于：所述外层玻璃(11)采用钢化玻璃，所述内层玻璃(15)采用普通透光玻璃。
8.一种光热互补发电的智能玻璃幕墙的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，照射到外层玻璃(11)的光强通过光强传感器(12)进行感应，并将数据通过信号线(17)传输至单片机(19)；
步骤二，单片机(19)通过计算得到在适宜透光条件下能产生的最大发电量，并由此通过控制步进电机对旋转主轴(13)进行旋转的方向与角度；
步骤三，通过太阳能电池板(14)与集热板(16)进行热量收集；
步骤四，通过太阳能发电模块与温差发电模块进行发电，并通过供电线(18)将电量一部分传送至单片机(19)，另一部分传送至蓄电池(20)。
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