CN107707185A - 一种建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，包括表面设有若干折等距叠线的可折叠的入射光受光导光元件、与建筑立面匹配安装的固定框架，以及固定框架后部集成在建筑立面上或内置于入射光受光导光元件的光伏组件。本发明的建筑立面光伏集成高效自动动态优化系统，可以利用新型入射光受光导光元件形态动态优化的创新方法，减少入射角过大带来的大量发射光损失，使集成的太阳能光伏电池板（内置或后置等）拥有最大入射光量，从而使得光伏系统发电效率最大化。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，特别涉及一种建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统。
背景技术
现有的集成方式主要有传统的平板集成、简单弯曲，以及较新型的静态照射面角度优化和百叶窗式电池板面动态跟踪式等。
平板集成，即将片状光伏元件平行地安装到建筑物立面的幕墙玻璃或墙面装饰板等硬质立面材料上。如文献CN103422642A提出的一种外墙柔性光伏装饰壁材，文献CN1702251A提出的一种用于幕墙玻璃的组合式光电模板，文献CN103410289A提出的一种泡沫玻璃保温光伏装饰一体化板，均是平板集成的典型代表。
简单弯曲，即使柔性光伏元件按照建筑外墙曲面形式及曲率要求，通过特殊建筑一体化构件，将柔性光伏元件安装到曲面建筑外墙表面材料上。如文献CN205490321U提出的一种基于CIGS柔性薄膜光伏的建筑一体化构件，文献CN104037254提出了将多个平面光伏模块与一个弯曲框架结合；类似地，FR2953645提出在具有高曲率半径的弯曲框架上应用光伏模块图；CN103337537A文献提出了一种对制备光伏模块的BIPV曲面的生产过程的改进。
传统的集成方式，无论是平板集成还是简单弯曲，由于安装后，入射光的入射角度均严重偏离最佳入射方向，导致大量入射光被反射，从而导致光伏组件的输出功率严重偏低。
较新型的静态照射面角度优化是利用模制成型工艺形成具有复杂形状的静态模块化玻璃外表面，以面向阳光的照射面优化来提升光伏元件的能量转换效率。如文献CN106449841A提出了一种多棱锥形态的光伏反射膜元件，以反射微结构增加的入射光线多次反射增加电池片的光能吸收，文献JP2014150142则提出了一种在装饰结构中集成光伏模块的方法。
而百叶窗式电池板面动态跟踪式是动态自适应改变光伏元件板面的法向朝向来提升光伏元件的能量转换效率。如文献CN202047738U提出了一种太阳能发电遮阳百叶窗帘，而文献CN1766273A则提出了一种内置光伏百叶中空玻璃。
静态照射面角度优化相较于传统的集成方式一定程度上降低了模块化玻璃外表面的反射光，从而提升了集成光伏元件的输出功率。但其复杂形状的玻璃形态极大地提升了制备工艺的难度和成本；且产品的静态外表面并不能实现建筑外立面在全天日照时间内的持续最优；同时在应用于建筑外立面时，大大提升了立面外表面的清洁难度。
而百叶窗式电池板面动态跟踪式可通过动态调整接受面来改善照射到光伏电池板面上的入射光的入射角度，从而减少了反射光损失。但由于其复杂的形态和结构组成，对与建筑立面建材产品的集成提出了更高的要求。外置式的光伏百叶若外部集成于建筑立面，存在显著的清洗维护困难、稳定性不佳的问题。而外置式的光伏百叶若内部集成于建筑立面，则和内置式的光伏百叶中空玻璃一样，由于立面外侧的平板玻璃接受面角度不佳，在入射光到达百叶状光伏电池片时，已损失了相当一部分的能量，未能充分发挥该集成设计的优势，同时内置式的光伏百叶大大提升了产品制备工艺的难度和成本。
综上所述，现有传统和新型的集成方式普遍存在如下一些问题：
或由于入射面的入射光照射角度优化不足，造成大量反射光损失而导致产能偏低；或由于对入射光的入射面形态复杂优化，造成产能提升后入射面清洁困难，即减少反射光光损失和清洁简便无法兼得；且对入射面优化后的集成系统，都不适宜在已安装完工的普通建筑立面上附加安装，而需使用集成了光伏模块的产品对原有产品进行替换，导致维护困难且成本高企。
本发明在继承利用电池板接受面角度动态调整的基础上，提出了新型立面光伏集成的高效自动动态优化系统可基于全日内不同入射角度动态调整入射光接收面角度，通过受光导光元件的几何形态优化或电池板内部集成达到电池板最大入射光量，减少了反射光损失而提高相对产能；同时还可通过受光导光元件的可变形态设置，调整形态降低清洁难度，同时，独立化的外置导光或集成光伏组件层设置，可在尽量不撤换已安装普通建筑立面上附加安装，极大降低维护难度和成本，是可以极大提升建筑立面光伏集成的新型系统技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种在建筑物立面中集成自动动态优化而高效产能的光伏模块的系统技术方案，旨在解决现有建筑立面光伏模块集成中的普遍问题。
通过本发明的建筑立面光伏集成高效自动动态优化系统，可以利用新型入射光受光导光元件形态动态优化的创新方法，减少入射角过大带来的大量发射光损失，使集成的太阳能光伏电池板（内置或后置等）拥有最大入射光量，从而使得光伏系统发电效率最大化。
同时，通过该系统的新型入射光受光导光元件的延展可变形态和全展幅状态控制，以及受光导光元件材料的表面高平滑度特性，可大大提升集成光伏组件自洁能力和清洁维护便利程度。
同时，通过该系统的外置独立化导光层或集成光伏组件层设置，可在尽量不撤换已安装普通建筑立面上附加安装，极大降低维护难度和成本。
本发明的技术方案是：
一种建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，包括表面设有若干折等距叠线的可折叠的入射光受光导光元件、与建筑立面匹配安装的固定框架，以及固定框架后部集成在建筑立面上或内置于入射光受光导光元件的光伏组件；
所述入射光受光导光元件上端与固定框架上端固定连接，入射光受光导光元件下端与平行固定在框架下端的转轴固定连接；
所述固定框架左右两端分别安装有竖直导轨，所述入射光受光导光元件两端翼缘处安装有滑台，所述滑台分别与两边的竖直导轨适配；
所述固定框架底部安装电机，所述电机通过联轴器与转轴配合安装，用于驱动转轴转动。
优选的，所述入射光受光导光元件上端固定连接在与所述固定框架匹配安装的固定硬条上；所述固定框架下端靠近转轴安装有与转轴平行且与固定框架刚性连接的档杆。
优选的，所述滑台活动嵌于直线导轨内；所述滑台底部与直线导轨之间安装有驱动制动机构。
优选的，所述固定框架上边框中部安装有太阳光入射高度角角度传感器；所述直线导轨顶端安装有电控驱动装置盒；所述角度传感器通过数据线与处理器相连；所述处理器通过数字电路和控制器相连；所述固定框架底部后方安装有第一伺服电机；所述处理器通过驱动电路连接到第一伺服电机和电控驱动装置实现自动控制；所述控制器通过电机驱动电路连接到第一伺服电机 和电控驱动装置实现手动控制；所述第一伺服电机 通过联轴器与转轴配合安装；所述直线导轨底端安装有联动装置盒。
优选的，所述直线导轨内部结构中，底部装有导轨底座；所述直线导轨顶端驱动装置盒下方安装有同步轮组和第二伺服电机；所述直线导轨侧边有导轨侧板；所述导轨侧板上设有滑槽；所述滑槽内嵌有滑台；所述滑台套装于丝杆上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块上；所述滑台后方安装有定位件；所述定位件通过驱动索驱动滑块精确滑动；所述驱动索通过前固定件与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒；所述电控驱动装置盒通过联动索再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒。
优选的，所述电控驱动装置盒内部结构中，与伺服电机盒通过伺服电机电机轴连接有同轴第三同步轮；所述第三同步轮同一侧设有第二同步轮；所述第三同步轮和第二同步轮之间设有转带；第二同步轮穿过电池固定块通过固定轴和第一同步轮相连。
优选的，所示所述底端联动装置盒内部结构中，丝杆由底端固定块固定于导轨底座上；驱动索和联动索通过后固定件与直线导轨底端联结穿过所述导轨底座进入所述底端联动装置盒，与第四同步轮相联；所述第四同步轮下方盖板内设有位移传感器对定位索进行定位；底部装有导轨底座；所述直线导轨顶端驱动装置盒下方安装有同步轮组和第二伺服电机；所述直线导轨侧边有导轨侧板；所述导轨侧板上设有滑槽；所述滑槽内嵌有滑台；所述滑台套装于丝杆上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块上；所述滑台后方安装有定位件；所述定位件通过驱动索驱动滑块精确滑动；所述驱动索通过前固定件与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒；所述电控驱动装置盒通过联动索再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒。
优选的，所述角度传感器、处理器、数字电路、控制器形成光感控制系统，所述光感控制系统单独为每个独立入射光受光导光元件单独配置，或为整套建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统配置一套系统。
优选的，所述入射光受光导光元件外侧设有固定边幅层；所述边幅层沿入射光受光导光元件两边翼缘上设有固定孔，可将所述入射光受光导光元件固定在滑台上；所述入射光受光导光元件底部设有平整部分。
优选的，所述入射光受光导光元件按照等距叠线分为若干薄层，依顺序分别为奇数薄层和偶数薄层；所述薄膜基底元件两端翼缘处安装的滑台为多个，分别对应安装于偶数薄层两端翼缘处。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1．与现有技术相比，本发明的建筑立面光伏集成高效自动动态优化系统，可以利用新型入射光受光导光元件形态动态优化的创新方法，减少入射角过大带来的大量发射光损失，使集成的太阳能光伏电池板（内置或后置等）拥有最大入射光量，从而使得光伏系统发电效率最大化。
2．与现有技术相比，本发明的建筑立面光伏集成高效自动动态优化系统，通过该系统的新型入射光受光导光元件的延展可变形态和全展幅状态控制，以及受光导光元件材料的表面高平滑度特性，可大大提升集成光伏组件自洁能力和清洁维护便利程度。
3．与现有技术相比，本发明的建筑立面光伏集成高效自动动态优化系统，可以通过该系统的外置独立化导光层或集成光伏组件层设置，可在尽量不撤换已安装普通建筑立面上附加安装，极大降低维护难度和成本。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统的结构爆炸图；
图2为所述直线导轨的内部结构示意图；
图3为所述电控驱动装置盒内部结构示意图；
图4为所述底端联动装置盒内部结构示意图；
图5为所述入射光受光导光元件外侧设有固定边幅层的示意图；
图6为实施例1所示的建筑立面光伏集成自动高效动态照射面优化技术方案的示意图；
图7为实施例1入射光线通过导光层后对光伏电池板的入射角度的示意图；
图8为实施例1导光层折叠收起的示意图；
图9为实施例1导光层全部展开进入全展幅状态的示意图；
图10实施例2所示的建筑立面的自动动态高效膜基一体化光伏组件方案的示意图；
图11为实施例2的可动态调节建筑立面入射光线对内置光伏电池板的入射角度的示意图；
图12为实施例2的薄膜基底层折叠收起的示意图；
图13为实施例2的薄膜基底元件全部展开进入全展幅状态的示意图。
具体实施方式
如图1所示的本发明的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，包括入射光受光导光元件1；与建筑立面匹配安装的固定框架2；所述入射光受光导光元件1一端匹配所述固定框架2安装有固定硬条3；所述入射光受光导光元件1另一端安装有与固定硬条3平行的转轴4；所述入射光受光导光元件1同一端靠近转轴4安装有与之平行且与框架2刚性连接的档杆5；所述入射光受光导光元件1薄层处两端翼缘处安装有滑台6；所述滑台6活动嵌于直线导轨7内；所述固定框架2上边框中部安装有太阳光入射高度角角度传感器8；所述直线导轨7顶端安装有电控驱动装置盒9；所述角度传感器8通过数据线10与处理器11相连；所述处理器11通过数字电路12和控制器13相连；所述固定框架2底部后方安装有第一伺服电机14；所述处理器11通过驱动电路15连接到第一伺服电机 14和电控驱动装置9实现自动控制；所述控制器13通过电机驱动电路15连接到第一伺服电机 14和电控驱动装置9实现手动控制；所述第一伺服电机 14通过联轴器16与转轴4配合安装；所述直线导轨7底端安装有联动装置盒17；以及后置或内置的供集成的光伏组件43；以及供外部输电的外接电路。
具体的，如图2所示所述直线导轨内部结构中，底部装有导轨底座20；所述直线导轨7顶端驱动装置盒9下方安装有同步轮组18和第二伺服电机19；所述直线导轨7侧边有导轨侧板21；所述导轨侧板21上设有滑槽22；所述滑槽22内嵌有滑台6；所述滑台套装于丝杆25上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块26上；所述滑台后方安装有定位件23；所述定位件23通过驱动索27驱动滑块精确滑动；所述驱动索27通过前固定件24与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒9；所述电控驱动装置盒9通过联动索28再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒17。
具体的，如图3所示所述电控驱动装置盒9内部结构中，与伺服电机盒33通过伺服电机电机轴连接有同轴第三同步轮32； 所述第三同步轮 32同一侧设有第二同步轮 31；所述第三同步轮 32和第二同步轮 31之间设有转带；第二同步轮 31穿过电池固定块34通过固定轴30和第一同步轮 29相连。
具体的，如图4所示所述底端联动装置盒17内部结构中，丝杆25由底端固定块35固定于导轨底座20上；驱动索27和联动索28通过后固定件39与直线导轨底端联结穿过所述导轨底座20进入所述底端联动装置盒17，与第四同步轮 36相联；所述第四同步轮 36下方盖板38内设有位移传感器对定位索27,28进行精准定位。底部装有导轨底座20；所述直线导轨7顶端驱动装置盒9下方安装有同步轮组18和第二伺服电机19；所述直线导轨7侧边有导轨侧板21；所述导轨侧板21上设有滑槽22；所述滑槽22内嵌有滑台6；所述滑台套装于丝杆25上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块26上；所述滑台后方安装有定位件23；所述定位件23通过驱动索27驱动滑块精确滑动；所述驱动索27通过前固定件24与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒9；所述电控驱动装置盒9通过联动索28再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒17。
具体的，如图5所示，所述入射光受光导光元件1外侧设有固定边幅层41；所述边幅层沿入射光受光导光元件1两边翼缘上设有固定孔，可将所述入射光受光导光元件1固定在滑台上；所述入射光受光导光元件1底部设有平整部分42。
具体的，所述处理器、控制器、数字电路为一体化套件，所述控制器和电机驱动电路均由外部电源供电。角度传感器、处理器、数字电路、控制器等形成光感控制系统，根据技术方案所需，可为每个独立薄膜基底元件元件单独配置，也可为整套建筑立面光伏集成系统配置一套系统。
实施例1
如图6所示的建筑立面光伏集成自动高效动态照射面优化技术方案，包括导光层元件1；与建筑立面匹配安装的固定框架2；所述导光层元件1一端匹配所述固定框架2安装有固定硬条3；所述导光层元件1另一端安装有与固定硬3条平行的转轴4；所述导光层元件1同一端靠近转轴4安装有与之平行且与框架2刚性连接的档杆5；所述导光层元件1偶数薄层处两端翼缘处安装有滑台6；所述滑台6活动嵌于直线导轨7内；所述滑台6底部与直线导轨7之间安装有电控驱动装置9；所述固定框架2上边框中部安装有太阳光入射高度角角度传感器8；所述角度传感器8通过数据线10与处理器11相连；所述处理器11通过数字电路12和控制器13相连；所述固定框架2底部后方安装有第一伺服电机 14；所述处理器11通过驱动电路15连接到第一伺服电机 14和电控驱动装置9实现自动控制；所述控制器13通过电机驱动电路15连接到第一伺服电机 14和驱动制动机构8实现手动控制；所述第一伺服电机14通过联轴器16与转轴4配合安装。
以及后部供建筑立面集成的光伏组件43（包含光伏电池模块）。
其中，所述处理器11、控制器13、数字电路12为一体化套件；所述控制器13和电机驱动电路15均由外部电源供电；所述技术方案中，角度传感器8、处理器11、数字电路12、控制器13等形成光感控制系统，根据技术方案所需，可为每个独立导光层元件单独配置，也可为整套建筑立面光伏集成系统配置一套系统。
其中对应图1系统技术方案，其独立入射光受光导光元件1为经形态优化的导光层元件，通过其入射光接受面及折射光出射面面幅及角度变化等特殊的参数化形态设计，可动态调节建筑立面入射光线通过导光层后对光伏电池板的入射角度，如图7所示。
其可供集成的光伏组件 43 为后置式集成,其形式种类可随实际应用本方案的立面情况变化。
使用时，使用者可通过控制器按钮对系统按自动还是手动模式运行进行控制。
在自动控制模式下，使用者无须操作，角度传感器将感知到的太阳高度角信号传给处理器，处理器通过内置程序自动控制转轴转动展开或收起导光层，和驱动制动机构上下滑动滑块，控制导光层展开或折叠收起，确保其太阳光照射面处于最优位置，如图8所示。
在手动控制模式下，使用者可手动操作控制器按钮控制导光层展开或折叠收起。在雨雪天气或需清洁导光层外侧时，使用者可手动控制使导光层全部展开进入全展幅状态，如图9所示，使导光层外部形成垂直光滑平面，便于导光层自洁或人工清洁。
实施例2
如图10所示的建筑立面的自动动态高效膜基一体化光伏组件方案，包括薄膜基底元件1；所述薄膜基底元件夹层中内嵌的光伏电池片43；与建筑立面匹配安装的固定框架2；所述薄膜基底元件1一端匹配所述固定框架2安装有固定硬条3；所述薄膜基底元件1另一端安装有与固定硬条3平行的转轴4；所述薄膜基底元件1同一端靠近转轴4安装有与转轴平行且与框架3刚性连接的档杆5；所述薄膜基底元件1偶数薄层处两端翼缘处安装有滑台6；所述滑台6活动嵌于直线导轨7内；所述直线导轨7内侧安装有与所述光伏电池片43两侧在滑移过程中始终保持接触的导电条44；所述滑台6底部与直线导轨7之间安装有电控驱动装置9；所述固定框架2上边框中部安装有太阳光入射高度角角度传感器8；所述角度传感器8通过数据线10与处理器11相连；所述处理器11通过数字电路12和控制器13相连；所述固定框架2底部后方安装有第一伺服电机 14；所述处理器11通过电机驱动电路15连接到第一伺服电机14和驱动制动机构10实现自动控制；所述控制器通15过电机驱动电路15连接到第一伺服电机 14和电控驱动装置9实现手动控制；所述第一伺服电机 14通过联轴器16与转轴4配合安装。
与实施例1不同的是，其独立入射光受光导光元件1为供集成内置光伏电池片的元件，因而其集成框架直接和建筑立面框架进行集成而无需和后置光伏组件框架进行集成，如图10所示。
通过其独立入射光受光元件1的入射光接受面角度调节，可动态调节建筑立面入射光线对内置光伏电池板的入射角度，如图11所示。
其可供内置集成的光伏组件 43形式种类可随实际应用本方案的需要而采用多种柔性光伏技术包括非晶硅薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池等；所述光伏电池片43输出电能方式采用可导电的直线导轨7和电刷的结构，光伏电池片43的正负极分别连接到电池片两侧的导轨7内导电条44，通过两侧的电刷导出。
其中，所述处理器11、控制器13、数字电路12为一体化套件；所述控制器13和电机驱动电路15均由外部电源供电；所述技术方案中，角度传感器8、处理器11、数字电路12、控制器13等形成光感控制系统，根据技术方案所需，可为每个独立组件元件单独配置，也可为整套建筑立面光伏集成系统配置一套系统。
使用时，使用者可通过控制器按钮对系统按自动还是手动模式运行进行控制。
在自动控制模式下，使用者无须操作，角度传感器将感知到的太阳高度角信号传给处理器，处理器通过内置程序自动控制转轴转动展开或收起薄膜基底元件，和驱动制动机构上下滑动滑块，控制薄膜基底层展开或折叠收起，确保其内的光伏电池片太阳光入射面处于最优位置和角度，如图12所示。
在手动控制模式下，使用者可手动操作控制器按钮控制薄膜基底元件展开或折叠收起。在雨雪天气或需清洁薄膜基底层外侧时，使用者可手动控制使薄膜基底元件全部展开进入全展幅状态，如图13所示，使薄膜基底层外部形成垂直光滑平面，便于薄膜基底层自洁或人工清洁。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，包括表面设有若干折等距叠线的可折叠的入射光受光导光元件、与建筑立面匹配安装的固定框架，以及固定框架后部集成在建筑立面上或内置于入射光受光导光元件的光伏组件；
所述入射光受光导光元件上端与固定框架上端固定连接，入射光受光导光元件下端与平行固定在框架下端的转轴固定连接；
所述固定框架左右两端分别安装有竖直导轨，所述入射光受光导光元件两端翼缘处安装有滑台，所述滑台分别与两边的竖直导轨适配；
所述固定框架底部安装电机，所述电机通过联轴器与转轴配合安装，用于驱动转轴转动。
2.根据权利要求1所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述入射光受光导光元件上端固定连接在与所述固定框架匹配安装的固定硬条上；所述固定框架下端靠近转轴安装有与转轴平行且与固定框架刚性连接的档杆。
3.根据权利要求2所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述滑台活动嵌于直线导轨内；所述滑台底部与直线导轨之间安装有驱动制动机构。
4.根据权利要求3所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述固定框架上边框中部安装有太阳光入射高度角角度传感器；所述直线导轨顶端安装有电控驱动装置盒；所述角度传感器通过数据线与处理器相连；所述处理器通过数字电路和控制器相连；所述固定框架底部后方安装有第一伺服电机；所述处理器通过驱动电路连接到第一伺服电机和电控驱动装置实现自动控制；所述控制器通过电机驱动电路连接到第一伺服电机 和电控驱动装置实现手动控制；所述第一伺服电机 通过联轴器与转轴配合安装；所述直线导轨底端安装有联动装置盒。
5.根据权利要求4所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，直线导轨内部结构中，底部装有导轨底座；所述直线导轨顶端驱动装置盒下方安装有同步轮组和第二伺服电机；所述直线导轨侧边有导轨侧板；所述导轨侧板上设有滑槽；所述滑槽内嵌有滑台；所述滑台套装于丝杆上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块上；所述滑台后方安装有定位件；所述定位件通过驱动索驱动滑块精确滑动；所述驱动索通过前固定件与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒；所述电控驱动装置盒通过联动索再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒。
6.根据权利要求5所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述电控驱动装置盒内部结构中，与伺服电机盒通过伺服电机电机轴连接有同轴第三同步轮；所述第三同步轮同一侧设有第二同步轮；所述第三同步轮和第二同步轮之间设有转带；第二同步轮穿过电池固定块通过固定轴和第一同步轮相连。
7.根据权利要求6所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所示所述底端联动装置盒内部结构中，丝杆由底端固定块固定于导轨底座上；驱动索和联动索通过后固定件与直线导轨底端联结穿过所述导轨底座进入所述底端联动装置盒，与第四同步轮相联；所述第四同步轮下方盖板内设有位移传感器对定位索进行定位；底部装有导轨底座；所述直线导轨顶端驱动装置盒下方安装有同步轮组和第二伺服电机；所述直线导轨侧边有导轨侧板；所述导轨侧板上设有滑槽；所述滑槽内嵌有滑台；所述滑台套装于丝杆上；所述丝杆顶端固定于顶端固定块上；所述滑台后方安装有定位件；所述定位件通过驱动索驱动滑块精确滑动；所述驱动索通过前固定件与直线导轨顶端联结并进入电控驱动装置盒；所述电控驱动装置盒通过联动索再次联结直线导轨内部及底端联动装置盒。
8.根据权利要求4所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述角度传感器、处理器、数字电路、控制器形成光感控制系统，所述光感控制系统单独为每个独立入射光受光导光元件单独配置，或为整套建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统配置一套系统。
9.根据权利要求1所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述入射光受光导光元件外侧设有固定边幅层；所述边幅层沿入射光受光导光元件两边翼缘上设有固定孔，可将所述入射光受光导光元件固定在滑台上；所述入射光受光导光元件底部设有平整部分。
10.根据权利要求所述的建筑立面光伏集成的高效自动动态优化系统，其特征在于，所述入射光受光导光元件按照等距叠线分为若干薄层，依顺序分别为奇数薄层和偶数薄层；所述薄膜基底元件两端翼缘处安装的滑台为多个，分别对应安装于偶数薄层两端翼缘处。
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| KR20210101746A (ko) * | 2020-02-11 | 2021-08-19 | 동서대학교 산학협력단 | 창문 장착용 교체형 투명색상 솔라셀 구조체 |
| CN114513950A (zh) * | 2019-09-24 | 2022-05-17 | 英索莱特股份公司 | 用于农业产品的曝光量调节和能量生产的设备和方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102287033A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-21 | 北京百润水艺环境工程技术有限公司 | 一种伸缩式太阳能遮阳棚 |
| CN207677671U (zh) * | 2017-09-29 | 2018-07-31 | 范征宇 | 一种基于动态照射面的建筑立面光伏集成装置 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102287033A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-21 | 北京百润水艺环境工程技术有限公司 | 一种伸缩式太阳能遮阳棚 |
| CN207677671U (zh) * | 2017-09-29 | 2018-07-31 | 范征宇 | 一种基于动态照射面的建筑立面光伏集成装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114513950A (zh) * | 2019-09-24 | 2022-05-17 | 英索莱特股份公司 | 用于农业产品的曝光量调节和能量生产的设备和方法 |
| KR20210101746A (ko) * | 2020-02-11 | 2021-08-19 | 동서대학교 산학협력단 | 창문 장착용 교체형 투명색상 솔라셀 구조체 |
| KR102357844B1 (ko) | 2020-02-11 | 2022-01-28 | 동서대학교산학협력단 | 창문 장착용 교체형 투명색상 솔라셀 구조체 |
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