CN108462450A - 一种全天候自动获取阳光的太阳能装置 - Google Patents

Abstract

一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，涉及一种太阳能装置，所述装置包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层、二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层尖顶式房屋东西两侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板、二层平顶式房屋西侧安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器；本装置进行太阳光高精度的跟踪，实现全天候多方位吸收太阳光能，提高太阳能的吸收和转化效率，更好为房屋内电器设备提供电能。

Description

一种全天候自动获取阳光的太阳能装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能装置，特别是涉及一种全天候自动获取阳光的太阳能装置。

背景技术

随着科学技术的飞速进步，人类对石油、煤炭等传统能源的开采能力迅速提高。同时，人类社会的发展对这些能源的需求也与日俱增，而传统能源污染环境、不可再生的特点决定了人类必将要寻找清洁、绿色、可再生的新能源来取代传统能源，而太阳能就是这样的能源之一。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。在人类面临生存环境破坏日益严重和能源危机的今天，如何开发设计环保节能的住宅成为一个焦点话题。太阳能作为一种免费、清洁的能源，在住宅建筑中的利用，将关系到可持续发展的战略，无论是从能源环保还是从经济效益方面，都可谓意义深远。

太阳能等可再生能源在建筑上的切实应用一直以来都是相关领域技术人员的追求和创新点，太阳能装置与建筑房屋结合创造的低能耗高舒适的健康居住环境，不仅让住户家庭生活的更自然环保，而且能实现节能减排，对社会的可持续发展具有深远意义。目前，现有房屋建筑上利用太阳能发电的装置，虽然有采用水平固定式、斜坡固定式和阳光追踪技术的安装方式，但是现有发明中设计的太阳能装置都是采用单一的太阳能电池板安装方式，无法保证最大限度地全天候吸收光能，以致于太阳能在房屋建筑发电方面的利用率仍然较低。为落实中国对世界承诺的节能减排目标，倡导能源环保、节约用电，针对上述问题，本发明提出一种能全天候自动获取阳光的太阳能装置，将水平固定式、斜坡固定式和阳光追踪技术的安装方式三种安装太阳能电池板的方式综合应用，保证全天候多方位吸收太阳光能，并将收集的太阳能全部作为生态屋中所有电器设备的电能来源，保证太阳能在使用过程中的实用性。

采用太阳能电池板发电提供有力能源保障的方案，符合我国倡导能源环保、节能减排发展目标的要求，因此，本发明考虑房屋采光特点，采取多种方式组合安装太阳能电池板获取并存贮光能，结构简单、安装方便、可操控性强、低碳环保、节约能源，与现有技术相比具有明显的优势，有效改善房屋能源利用问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，本装置在房屋东、南、西三个方向外墙安装太阳能电池板，同时在屋顶外部安装可调角度的太阳能电池板，进行太阳光高精度的跟踪，实现全天候多方位吸收太阳光能，提高太阳能的吸收和转化效率，更好为房屋内电器设备提供电能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，所述装置包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层、二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层尖顶式房屋东西两侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板、二层平顶式房屋西侧安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器、蓄电装置、太阳能电池板支撑架、螺丝、底座、钢板支架、转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置、转轴、轴套；太阳能电池板连接设置在一层屋内的蓄电装置，蓄电装置连接电器设备；太阳能电池板与太阳光跟踪器连接，在房屋东、南、西三个方向的外部墙面上，分别安装数块太阳能电池板；屋顶外部设底座，底座左上方安装配电箱，在底座上安装钢板支架，底座与钢板支架用连接底座与钢板支架的螺丝连接固定，钢板支架与电机支架用连接钢板支架与电机支架的螺丝固定连接，电机支架一侧安装电机，电机支架另一侧安装轴套，轴套上安装转轴，转轴与太阳能电池板支撑架通过转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置相连，太阳能电池板支撑架上安装屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板，在屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板上设有太阳光跟踪器，所有太阳能电池板连接一个蓄电装置，蓄电装置将连接屋内所有电器设备。

所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，所述一层、二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板安装在一层、二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板安装在二层房屋南侧外墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板安装在一层房屋南侧外墙上。

所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，所述一层房屋东侧安装的太阳能电池板和一层房屋西侧安装的太阳能电池板分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层尖顶式房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板和二层尖顶式房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板分别安装在二层房屋东西两侧斜坡屋顶上。

所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，所述一层、二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板安装在一层二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板安装在二层房屋南侧外墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板安装在一层房屋南侧外墙上，二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板安装在二层屋顶外部。

所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，所述一层房屋东侧安装的太阳能电池板和一层房屋西侧安装的太阳能电池板分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层房屋西侧安装的太阳能电池板安装在二层房屋西侧外墙上。

本发明的优点与效果是：

本发明全天候自动获取阳光的太阳能装置，在房屋东、南、西三个方向外墙安装太阳能电池板，同时在屋顶外部安装可调角度的太阳能电池板，进行太阳光高精度的跟踪，便于高效利用太阳光，从而实现全天候多方位吸收太阳光能，提高太阳能的吸收和转化效率，更好为房屋内电器设备提供电能。通过屋顶外部安装可调角度的太阳能电池板不但避免了采用水平固定式安装太阳能电池板的缺陷，而且也有效解决了房屋外墙安装太阳能电池板与阳光接触时间短和角度小的问题，采用屋顶和外墙同时安装太阳能电池板进行工作，不仅可以使二者同时吸收太阳光，而且当其中一个因阳光照射不全或因故障无法正常工作时，另一个仍可以继续工作，实现连续的光电转化，提高了太阳能的转化效率，为房屋用电提供了有力的能源保障，有效的改善了能源使用和能源环保的问题。同时，整个太阳能装置与蓄电装置相连接，能在夜间解决房屋用电问题；能解决水平固定式安装的太阳能电池板不能高效吸收太阳光能源的问题、斜坡屋顶固定式安装的太阳能电池板难以跟踪发电的问题、阳光追踪技术太阳能电池板和太阳能外墙不能充分吸收太阳能光源的问题。

附图说明

图1本发明装置的整体结构实物外形图；

图2本发明装置的整体结构实物外形图图1中A处放大结构实物外形图；

图3本发明尖顶式房屋太阳能装置的南侧主视图；

图4本发明尖顶式房屋太阳能装置东西两侧侧视图；

图5本发明平顶式房屋太阳能装置南侧主视图；

图6本发明平顶式房屋太阳能装置东西两侧侧视图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明一种能全天候自动获取阳光的太阳能装置，太阳能装置的整体结构实物外形图如图1和图2所示。包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层尖顶式房屋东西两侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板、二层平顶式房屋西侧安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器、蓄电装置、太阳能电池板支撑架、螺丝、底座、钢板支架、转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置、转轴、轴套。所有太阳能电池板连接一个置放在一层房屋内的蓄电装置，蓄电装置将连接所有电器设备。作为本发明的一种优选技术方案，所述太阳能电池板与太阳光跟踪器连接，使太阳能电池板始终与太阳光保持垂直，跟踪器采用12V供电L298N电机驱动，安全可靠。由于中国地理位置处在北半球，阳光在房屋南侧较为充裕，所以在布置一层屋顶太阳能电池板时使其稍微向南倾斜，摆动方向随着太阳的升起到落下自东向西摆动，始终跟随太阳的移动而改变角度，最大限度地使太阳能电池板吸收光能，提高发电效率。同时在房屋东、南、西三个方向的外部墙面上，分别安装数块太阳能电池板，从而使整个太阳能装置能够全天候的吸收光能。

图1所示：1.一层二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板 2.二层房屋南侧安装的太阳能电池板 3.一层房屋南侧安装的太阳能电池板 4.一层房屋西侧安装的太阳能电池板 5.一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板 6.二层尖顶式房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板 7.二层尖顶式房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板 8.一层房屋东侧安装的太阳能电池板 9.二层房屋西侧安装的太阳能电池板10.一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板 11.蓄电装置 12.电器设备 13.二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板。

图2所示：21.钢板支架 22.连接钢板支架与电机支架的螺丝23.转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置 24.转轴25.轴套。

图3所示：1.一层二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板 2.二层房屋南侧安装的太阳能电池板 3.一层房屋南侧安装的太阳能电池板10.一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板 11.蓄电装置14.配电箱 15.阳光追踪器16.太阳能电池板支撑架 17.电机支撑架 18.电机 19.连接底座与钢板支架的螺丝 20.底座。

图4所示：4.一层房屋西侧安装的太阳能电池板 5.一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板 6.二层尖顶式房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板 7.二层尖顶式房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板 8.一层东侧房屋安装的太阳能电池板。

图5所示：1.一层二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板 2.二层房屋南侧安装的太阳能电池板 3.一层房屋南侧安装的太阳能电池板10.一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板 11.蓄电装置 13.二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板14.配电箱 15.阳光追踪器16.太阳能电池板支撑架 17.电机支撑架18.电机 19.连接底座与钢板支架的螺丝 20.底座。

图6所示：4.一层房屋西侧安装的太阳能电池板 5.一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板9.二层房屋西侧安装的太阳能电池板8.一层东侧房屋安装的太阳能电池板。

实施例一：

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，一种能全天候自动获取阳光的尖顶式房屋太阳能装置，包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层房屋东西两侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器、蓄电装置、太阳能电池板支撑架、螺丝、底座、钢板支架、转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置、转轴、轴套。如图2和图3所示，一层二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板1安装在一层二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板2安装在二层房屋南侧外

墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板3安装在一层房屋南侧外墙上。在一层屋顶外部设底座20，底座20左上方安装配电箱14，在底座20上安装钢板支架21，底座20与钢板支架21用连接底座与钢板支架的螺丝19连接固定，钢板支架21与电机支架17用连接钢板支架与电机支架的螺丝22固定连接，电机支架17一侧安装电机18，电机支架17另一侧安装轴套25，轴套25上安装转轴24，转轴24与太阳能电池板支撑架16通过转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置23相连，太阳能电池板支撑架16上安装一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10，在一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10上设有太阳光跟踪器15，所有太阳能电池板连接一个蓄电装置11，蓄电装置11将连接屋内所有电器设备。如图4所示，一层房屋东侧安装的太阳能电池板8和一层房屋西侧安装的太阳能电池板4分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板5安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层尖顶式房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板7和二层尖顶式房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板6分别安装在二层房屋东西两侧斜坡屋顶上。

本发明具体使用时，早晨太阳升起开始照射一层房屋东侧安装的太阳能电池板8和房屋南侧安装的所有太阳能电池板1、2、3，随着太阳逐渐上升，一层房屋东侧安装的太阳能电池板8难以直接接受阳光，上午二层房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板7开始接受阳光，太阳的继续升高直至中午，二层房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板6与二层房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板7共同接受阳光，随着时间的推移，中午过后太阳高度逐渐降低，房屋西侧安装的太阳能电池板5、4开始接受太阳光直至傍晚太阳落下，在房屋南侧上安装的太阳能电池板则可以全天候与阳光接触吸收光能。其中由于一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10整体偏南布置，在太阳升起一定高度后，太阳光跟踪器15会感应阳光照射角度，通过转轴24使一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10跟随阳光进行转动，始终保持与阳光成垂直角度，充分接收光源，从而使整个房屋全天候多方位最大限度地自动获取阳光，提高光能转化率，为屋内电器设备储存能源。

实施例二：

本发明另外一种实施方式，适合于一种平顶式房屋的安装方式，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，一种能全天候自动获取阳光的平顶式房屋太阳能装置，包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层房屋西侧安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器、蓄电装置、太阳能电池板支撑架、螺丝、底座、钢板支架、转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置、转轴、轴套。如图2和图5所示，一层二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板1安装在一层二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板2安装在二层房屋南侧外墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板3安装在一层房屋南侧外墙上，二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13安装在二层屋顶外部。在一层和二层屋顶外部设底座20，底座20左上方安装配电箱14，在底座20上安装钢板支架21，底座20与钢板支架21用连接底座与钢板支架的螺丝19连接固定，钢板支架21与电机支架17用连接钢板支架与电机支架的螺丝22固定连接，电机支架17一侧安装电机18，电机支架17另一侧安装轴套25，轴套25上安装转轴24，转轴24与太阳能电池板支撑架16通过转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置23相连，太阳能电池板支撑架16上分别安装一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13，在一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10和二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13上分别设有太阳光跟踪器15，所有太阳能电池板连接一个蓄电装置11，蓄电装置11将连接屋内所有电器设备。如图6所示，一层房屋东侧安装的太阳能电池板8和一层房屋西侧安装的太阳能电池板4分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板5安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层房屋西侧安装的太阳能电池板9安装在二层房屋西侧外墙上。

本发明具体使用时，早晨太阳升起开始照射一层房屋东侧安装的太阳能电池板8和房屋南侧安装的所有太阳能电池板1、2、3，随着太阳逐渐上升，一层房屋东侧安装的太阳能电池板8难以直接接受阳光，上午二层房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板7开始接受阳光，太阳的继续升高直至中午，一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10和二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13开始接受阳光，随着时间的推移，中午过后太阳高度逐渐降低，二层房屋西侧安装的太阳能电池板9、一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板5和一层房屋西侧安装的太阳能电池板4开始接受太阳光直至傍晚太阳落下，在房屋南侧上安装的太阳能电池板则可以全天候与阳光接触吸收光能。其中由于一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10和二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13分别采取整体偏南的布置方式，在太阳升起一定高度后，太阳光跟踪器15会感应阳光照射角度，通过转轴24使一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板10和二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板13跟随阳光进行转动，始终保持与阳光成垂直角度，充分接收光源，从而使整个房屋全天候多方位最大限度地自动获取阳光，提高光能转化率，为屋内电器设备储存能源。

在具体实施时，可根据房屋构造的不同，结合实际情况增减太阳能电池板的数量或调整太阳能电池板的安装位置。

Claims (5)

1.一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，其特征在于，所述装置包括一层房屋东西两侧安装的太阳能电池板、一层房屋南侧安装的太阳能电池板、一层、二层房屋中间东南两侧安装的太阳能电池板、二层房屋南侧安装的太阳能电池板、二层尖顶式房屋东西两侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板、二层平顶式房屋西侧安装的太阳能电池板、一层屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、二层平顶式屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板、配电箱、电机、电机支撑架、阳光跟踪器、蓄电装置、太阳能电池板支撑架、螺丝、底座、钢板支架、转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置、转轴、轴套；太阳能电池板连接设置在一层屋内的蓄电装置，蓄电装置连接电器设备；太阳能电池板与太阳光跟踪器连接，在房屋东、南、西三个方向的外部墙面上，分别安装数块太阳能电池板；屋顶外部设底座（20），底座（20）左上方安装配电箱（14），在底座（20）上安装钢板支架（21），底座（20）与钢板支架（21）用连接底座与钢板支架的螺丝（19）连接固定，钢板支架（21）与电机支架（17）用连接钢板支架与电机支架的螺丝（22）固定连接，电机支架（17）一侧安装电机（18），电机支架（17）另一侧安装轴套（25），轴套（25）上安装转轴（24），转轴（24）与太阳能电池板支撑架（16）通过转轴与太阳能电池板支撑架的连接装置（23）相连，太阳能电池板支撑架（16）上安装屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板（10），在屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板（10）上设有太阳光跟踪器（15），所有太阳能电池板连接一个蓄电装置（11），蓄电装置（11）将连接屋内所有电器设备。

2.根据权利要求1所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，其特征在于，所述一层、二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板（1）安装在一层、二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板（2）安装在二层房屋南侧外墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板（3）安装在一层房屋南侧外墙上。

3.根据权利要求2所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，其特征在于，所述一层房屋东侧安装的太阳能电池板（8）和一层房屋西侧安装的太阳能电池板（4）分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板（5）安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层尖顶式房屋东侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板（7）和二层尖顶式房屋西侧斜坡屋顶上安装的太阳能电池板（6）分别安装在二层房屋东西两侧斜坡屋顶上。

4.根据权利要求1所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，其特征在于，所述一层、二层房屋中间南侧安装的太阳能电池板（1）安装在一层二层房屋中间的南侧外墙上，二层房屋南侧安装的太阳能电池板（2）安装在二层房屋南侧外墙上，一层房屋南侧安装的太阳能电池板（3）安装在一层房屋南侧外墙上，二层平顶式房屋屋顶外部安装的可调角度的太阳能电池板（13）安装在二层屋顶外部。

5.根据权利要求4所述的一种全天候自动获取阳光的太阳能装置，其特征在于，所述一层房屋东侧安装的太阳能电池板（8）和一层房屋西侧安装的太阳能电池板（4）分别安装在一层房屋东西两侧的外墙上，一层二层房屋中间西侧安装的太阳能电池板（5）安装在一层二层房屋中间的西侧外墙上，二层房屋西侧安装的太阳能电池板（9）安装在二层房屋西侧外墙上。