CN108779630A - 模块化太阳能和雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置包括：收集器支架(12)，所述收集器支架适于固定到建筑物和角度可调支撑件(110)上；多个雨水收集器(14)，所述多个雨水收集器可由所述收集器支架(12)支撑，每个雨水收集器(14)具有基座(18)和至少一个太阳能电池固定器(20)，所述太阳能电池固定器用于相对于至少一个所述雨水收集器(14)的所述基座(18)而将至少一个太阳能电池(22)固定；以及连接装置(16)，所述连接装置用于将多个类似的雨水收集器(14)刚性地互连，使得所述基座(18)可彼此实现邻接的液体连通，从而形成模块化雨水收集区域(36)。

Description

模块化太阳能和雨水收集装置

技术领域

发明涉及一种太阳能和雨水收集装置，更确切地但并非排它地涉及一种用于收集太阳能和雨水的便携式模块化装置。

背景技术

已知在组合装置中收集水和太阳能。这种装置通常用于商业和家庭应用。

随着全球能源消耗的增加，人们越来越重视替代能源的开发。太阳能系统无污染，可为环境提供重要保护。因此，它们被视为一种有吸引力的资源，可用于实现可持续发展的未来。尽管永久性安装可以认为是相对昂贵，但成本通常是合理的，因为成本会在这种系统的长寿命期内摊销。

另外，全球近四分之一的人口面临经济缺水。因此，类似于开发可再生能源的需求，人们越来越意识到有必要开发有效的雨水和相关降水收集方法。

水和能源生产在灾区至关重要。1994年至2013年期间，每年平均有2.18亿人受到自然灾害的影响，因此需要经常出现临时解决方案。安装使用昂贵结构和安装方法的系统无法以临时性方式进行。在这种情况下，可以利用临时系统来获得较大优势。

因此，开发一种易于运输的模块化系统是非常可取的，其可配置以满足用户的要求，但仍能提供现有结构的发电系统的益处。对于这样的装置存在着至关重要但尚未满足的需求，尤其是该装置可以容易且有效地部署在所需的任何空间中，同时还为用户提供根据需要增加单元尺寸的选择。最后，优选的是，该装置兼作方便收集和储存来自降水的饮用水的装置。

本发明的一个目的在于提供一种模块化太阳能和雨水收集装置，以避免一个或多个上述问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种模块化太阳能和雨水收集装置，该装置包括：收集器支架，其适于固定到建筑物和角度可调支撑件；多个雨水收集器，其可由收集器支架支撑，每个雨水收集器具有基座，以及至少一个太阳能电池固定器，该太阳能电池固定器用于相对于至少一个所述雨水收集器的基座使至少一个太阳能电池固定；以及连接装置，用于将多个类似的雨水收集器刚性地互连，使得基座可彼此实现邻接的液体连通，从而形成模块化雨水收集区域。

模块化太阳能和雨水收集装置有利之处在于易于运输的模块化系统，该系统可收集太阳能和雨水。该装置的模块化意味着该装置易于配置以满足用户的要求，既高效又紧凑。该装置有利地提供现有结构的益处，特别是既能收集雨水又能用太阳能发电，同时能够利用所产生的电力加热收集到的雨水。

每个雨水收集器可具有不连续的直立周边侧壁。因此，较佳地，连接装置可有利地包括至少一个桥接填充元件，该桥接填充元件将两个邻接的雨水收集器的相邻侧壁的至少部分互连。桥接填充元件可是平面或大致平面的构件，其在平面构件的每个端部处都具有第一桥接连接器部分，用于啮合邻接的雨水收集器的相邻侧壁上的互补的第二桥接连接器部分。

有利地，填充元件有助于设备的模块化。任何数量的类似雨水收集器可通过桥接填充元件互连，从而使模块化太阳能和雨水收集装置可根据用户的要求进行配置。

较佳地，模块化太阳能和雨水收集装置可进一步包括至少一个角填充元件。此外，每个角填充元件可在角填充元件的每个端部处具有第一壁连接器部分，用于啮合每个雨水收集器的不连续的直立周边侧壁上的互补的第二壁连接器部分。有利地，至少一个桥接填充元件和/或至少一个角填充元件可完成模块化雨水收集区域的周边边界。另外，角填充元件可限定模块化太阳能和雨水收集装置的顶点。

角填充元件的优点在于，一旦模块化太阳能和雨水收集装置的尺寸和取向由用户确定，该桥接填充元件或每个桥接填充元件与该角填充元件或每个角填充元件可一起完成模块化雨水收集区域的周边边界，因此可有助于防止或限制任何收集到的雨水无意中溢出。

较佳地，至少一个所述桥接填充元件或角填充元件可包括排放孔，用于排放积聚在模块化雨水收集区域上的径流降水。

有利地，这就能够提供收集在模块化雨水收集区域上的雨水的出口。然后可以在通过排放孔之后根据需要引导雨水。在至少一个所述桥接填充元件或角填充元件中设置排放孔有利于保持模块化太阳能和雨水收集装置的模块化和灵活性，同时使雨水能够从优选位置排出。

每个雨水收集器的基座和不连续的周边侧壁可形成托盘，每个托盘具有用于将该相关太阳能电池或每个相关太阳能电池的连续基座放置其上。此外，模块化雨水收集区域可是具有侧壁的周边水槽。较佳地，每个雨水收集器可包括至少一个太阳能电池支撑件，用于以与相关雨水收集器的基座隔开的关系来支撑该太阳能电池或每个太阳能电池。

有利地，这提供了该太阳能电池或每个太阳能电池不与相关雨水收集器的基座接触，因此不与雨水收集区域连通，从而使更大的区域可用于收集降水并防止任何液体溢出回到太阳能电池表面。

较佳地，太阳能电池固定器可是太阳能电池框架，其与该相关太阳能电池或相关太阳能电池重叠并且可与雨水收集器的基座啮合。最优选地，太阳能电池固定器的上表面包括使径流降水落入相关太阳能电池上的向内斜坡。

此外，太阳能电池固定器可包括过滤器，用于过滤从该相关太阳能电池或每个相关太阳能电池流到模块化雨水收集区域的雨水。较佳地，过滤器可防止或限制碎屑进入模块化雨水收集区域。可选地，过滤器可是太阳能电池固定器的齿形缘。

有利地，这提供了任何降水被引导到相关太阳能电池上，从该太阳能电池通过过滤器到达模块化雨水收集区域。包括过滤器有助于防止或限制碎屑流入模块化雨水收集区域，并有助于防止沉积物积聚和堵塞装置。另外，引导至太阳能电池上表面的降水有利地有助于太阳能电池的自清洁。

此外，太阳能电池固定器的上表面可包括至少一个导管支架，用于与至少一个液体可靠地导管啮合。此外，每个导管支架可包括两个导管固定器，用于以并排关系来可靠地啮合两个液体导管，该导管支架在太阳能电池固定器的内周边侧壁和外周边侧壁之间横向延伸。较佳地，至少一个液体导管可由雨水收集器支撑。最优选地，该液体导管或每个所述液体导管可与该太阳能电池固定器或每个太阳能电池固定器可靠地啮合。

有利地，这提供了该液体导管或每个液体导管可由液体导管支架在太阳能电池固定器上以并排关系可靠地支撑。

模块化太阳能和雨水收集装置可进一步包括雨水蓄积器，该雨水蓄积器用于存储从模块化雨水收集区域排出的累积径流雨水。较佳地，该液体导管或每个液体导管可与雨水蓄积器液体连通，并且包括泵装置，其适于通过液体导管泵送来自雨水蓄积器的径流雨水。最优选地，模块化太阳能和雨水收集装置可包括热水储存器，该热水储存器用于接收在被泵送通过由雨水收集器支撑的液体导管时而被加热的径流雨水。

有利地，该系统提供了在模块化雨水收集区域中收集的径流雨水可在该液体导管或每个液体导管中循环。有利地，径流雨水然后可在被热水储存器接收之前被太阳能加热。

可选地，模块化太阳能和雨水收集装置可进一步包括用于为装置供电的电源。另外，模块化太阳能和雨水收集装置可进一步包括UV净化装置，该UV净化装置设置成通过UV辐射净化由该装置收集的雨水。

有利地，电源可补充该太阳能电池或每个太阳能电池，该电池将太阳能转换成电能并且辅助泵的操作，从而使该装置能够用于循环和加热径流雨水，即使在没有太阳能时也是如此。UV净化装置可以对径流雨水进行处理，并有助于杀灭径流雨水中的细菌。

此外，角度可调支撑件可具有第一和第二元件，该第一元件适于啮合收集器支架，该第二元件适于安装在支撑表面上。较佳地，第一和第二元件可是框架。第一和第二元件也可铰接地互连。有利地，第一和第二元件可适于容纳第一和第二元件之间的雨水蓄积器和热水储存器中的一个或两个。

该结构有利于装置的便携性。该装置可以安装在角度可调支撑件上，其中框架适于容纳雨水蓄积器和热水储存器中的一个或两个。因此，该装置可以部署到任何位置，并且可以用在灾区或需要临时救济的地方。由于支撑件能够提供所需的间距或角度，不需要倾斜或倾斜表面，所以角度可调支撑件有利于使装置比现有解决方案更具适应性。

根据本发明的第二方面，提供一种模块化太阳能和雨水收集装置，该装置包括：收集器支架，其适于固定到建筑物和角度可调支撑件；至少一个用于收集太阳能的太阳能电池；多个可由收集器支架支撑的雨水收集器，每个雨水收集器具有：底座；以及至少一个太阳能电池固定器，该太阳能电池固定器用于相对于至少一个所述雨水收集器的基座固定至少一个太阳能电池；和连接装置，用于将多个类似的雨水收集器刚性地互连，使得基座可彼此实现邻接的液体连通，从而形成模块化雨水收集区域。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式更具体地描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的模块化太阳能和雨水收集装置的俯视分解透视图，其包括四个太阳能电池，每个太阳能电池可位于相关的雨水收集器中；

图2是图1的一部分的放大视图，其更详细地示出了连接装置和夹紧系统；

图3示出图1的模块化太阳能和雨水收集装置的俯视图，该装置包括可位于每个雨水收集器的相关基座上的四个太阳能电池，但省略了太阳能电池固定器；

图4示出图1中所示出的雨水收集器的基座的俯视图；和

图5示出图1的模块化太阳能和雨水收集装置的俯视图，该装置安装在角度可调支撑件上，与支撑在雨水收集器上的液体导管连接，并且出水管与排放孔相连。

具体实施方式

参考附图，图1中所示出为模块化太阳能和雨水收集装置10，其包括收集器支架12、多个雨水收集器14和连接装置16。

每个雨水收集器14具有基座18和太阳能电池固定器20，用于将至少一个相关太阳能电池22与雨水收集器14的基座18固定。较佳地，每个雨水收集器14是矩形的或大致矩形的，并且可固定一个相关太阳能电池22，如整个附图所示，但是应当理解，每个雨水收集器可适于以不同于所述的配置固定多个太阳能电池。

较佳地，每个雨水收集器14的基座18由模制塑料形成，并且还可形成为托盘，该托盘具有平坦或大致平坦的平坦上表面24和下表面26、四个缘28a、28b、28c、28d和不连续的直立周边侧壁30，该侧壁垂直于平坦的平坦上表面24，在四个缘28a、28b、28c、28d处或附近。

虽然在该实施例中，每个雨水收集器14经示出为矩形或大致矩形，但是还可使用其他形状，从而使模块化太阳能和雨水收集装置10保持其模块化。另外，虽然在该实施例中，不连续的直立周边侧壁30形成为每个雨水收集器14的基座18的一部分，但是其他设计、配置或实施例也不无可能。例如，不连续的直立周边侧壁可替代地形成为太阳能电池固定器的一部分，或者可以替代地由多个可拆卸零件形成。

为了提高每个雨水收集器14的基座18的刚度，并确保雨水收集器14之间的连续连接，每个基座18可进一步包括在下表面26上的至少一个凸缘、唇缘或密封件。在这种情况下，基座18的下表面26具有唇缘32，其附接在第一和第二相邻缘28a、28b的至少一部分和基座18的顶点上，以及相应的密封件34，其沿着基座18的第二缘28b的一部分附接，如图4中最佳所示。因此，当雨水收集器14的基座18邻接时，由基座18的上表面24形成连续连接的模块化雨水收集区域36。

另外和/或替代地，模块化雨水收集区域可由具有侧壁的周边水槽形成。

较佳地，收集器支架12由多个固定轨道38形成。固定轨道38可由挤制铝材形成并切割成所需长度。在所描绘的布置中，所需长度可是或大致是模块化雨水收集区域36的长度或宽度。另外，固定轨道可由各种不同的材料形成，例如任何金属或复合材料或塑料。固定轨道也可以不同的配置提供，只要其提供安装装置所需的支撑。例如，可使用单层和/或双层承轨，并且这些可是水平的或垂直的或一起使用的。也可使用其他类型的收集器支架。

为了提高将连接器支架安装到每个雨水收集器14的基座18的容易性，基座18的下表面26也可具有凸起的引导件40，间隔开以引导固定轨道38固定到基座18上。在该实施例中，凸起的引导件40隔开，以便容纳横向或纵向地附接在模块化雨水收集区域36的下侧上的固定轨道38。在其他实施例中，可存在另外的和/或替代的凸起引导件。或者，可省略这些中的一些或全部。

每个雨水收集器的基座18还可包括开口42，该开口设计成用作手柄以有助于提升基座18。如图1中最佳所示，每个开口42具有邻近基座18的上表面24的凸起的边缘44，以便防止或限制收集到的雨水通过开口42溢出。

虽然在该实施例中，开口被描绘为椭圆形，但只要其能够用作手柄，可使用任何这样的替代形状。另外和/或替代地，把手、手柄、脊或替代把柄可附接到基座的下表面，以有助于稳定基座。这个把柄也可省略。

每个雨水收集器14的基座18的上表面26可包括至少一个太阳能电池支撑件46，用于支撑相关太阳能电池22，较佳地，以与相关的雨水收集器14的基座18隔开的关系。在该实施例中，太阳能电池支撑件46是形成肩部48的不连续突出物，太阳能电池22安放在该肩部上并由直立元件50支撑，该直立元件向上延伸超过肩部48，太阳能电池22可以定位在该肩部上和/或与之对齐。

尽管本文示出和描述了太阳能电池支撑件的特定实施例，但是应当理解，这不限于任何特定的设计、配置或实施例。例如，太阳能电池支撑件可以采用连续突出物的形式，或者附接到不连续周边侧壁内部的夹，相关的太阳能电池可与之啮合。此外，该装置可仅设有一个太阳能电池支撑件或多于所描绘和描述的太阳能电池支撑件。

较佳地，每个雨水收集器14的基座18的上表面26包括至少一个接收元件52。有利地，定位在每个雨水收集器14的基座18上的该接收元件52或每个接收元件52与相关太阳能电池固定器20上的相应定位元件54啮合，以便相对于至少一个雨水收集器的基座18固定至少一个太阳能电池22。

在这种情况下，接收元件52是圆形或大致圆形的直立孔，其尺寸适于匹配或大致匹配互补定位元件54。然而，应当理解，除了接收元件52和互补定位元件54之外，可使用其他类型的接收和定位元件。例如，可使用突片、槽、凹坑、销或其他种类的连接器，例如带头的锁定销，其一旦对齐就可通过基座和太阳能电池固定器上的相应孔落下。另外，接收元件可位于太阳能电池固定器和基座上的定位元件上。

较佳地，至少一个桥接填充元件56、56’将两个邻接的类似雨水收集器14的相邻侧壁30互连，如图2中最佳所示。每个桥接填充元件56、56’是平面或大致平面的构件58，在每个端处具有第一桥接连接器部分60。有利地，第一桥接连接器部件60与两个邻接的类似雨水收集器14的相邻侧壁30上的互补的第二桥接连接器部件62啮合。这里，第一桥接连接器部分60由互补的第二桥接连接器部分62通过将桥接填充元件56、56’从上方滑动到相邻侧壁30留下的间隙中而被收纳，因此桥接填充元件56、56’与相邻的侧壁30互锁。桥接填充元件56、56’的尺寸使得其紧密地配合到两个相邻侧壁30之间留下的间隙中。

虽然在该实施例中，使用了啮接，其中每个第一桥接连接器部分60用作榫卯，每个第二桥接连接器部分62用作榫眼，但是应当理解，除本文描述和描绘的类型外，可另外使用其他类型的连接器和接头。例如，可以使用卡扣接头、套接接头、指形接头、燕尾接头或拼合接头，也可使用搭扣或闩锁。

较佳地，至少一个角填充元件64将雨水收集器14的垂直侧壁30互连，如图2和图3中最佳所示。每个角填充元件64是由两个平面或大致平面的部分66、66’形成的“L”形元件，它们彼此垂直或大致彼此垂直。较佳地，每个角填充元件64是单个连续部件，在每个端处具有第一壁连接器部分68。有利地，第一壁接连接器部分68与雨水收集器14的垂直侧壁30上的互补的第二壁连接器部分70啮合。较佳地，第二壁连接器部分70与第二桥接连接器部分62相同或大致相同。第一壁接连接器部分68由互补的第二壁接连接器部分70通过将角填充元件64从上方滑动到垂直侧壁30留下的间隙中而被收纳，因此角填充元件64与垂直侧壁30互锁。较佳地，再次使用啮接装置，其中每个第一壁连接器部分68用作榫卯，每个第二壁连接器部分70用作榫眼。角填充元件的尺寸使得其紧密地配合在垂直侧壁30之间留下的间隙中，因此四个角填充元件64可以完成不连续的直立周边侧壁30以使其连续。

此外，多个该至少一个角填充元件64和该至少一个桥接填充元件56、56’可完成模块化雨水收集区域36的周边边界，其中角填充元件64限定模块化太阳能和雨水收集装置10的顶点。

如图3中最佳所示，有利地，桥接填充元件56可用于构造通道以将雨水朝向排放孔72引导，用于排放积聚在模块化雨水收集区域36中的径流降水。在该实施例中，排放孔72设置在桥接填充元件56’中，具有排放孔72的桥接填充元件56’因此也用作排出口。

有利地，具有排放孔72的桥接填充元件56’允许容易地重新定向该装置，并且模块化太阳能和雨水收集装置10可以横向和纵向两种方式配置。根据用户的要求，该装置还能够使用更多或更少数量的雨水收集器14，并且通过将桥接填充元件56和桥接填充元件56’放置在一起以根据需要定向，其中排放孔72处于不同位置以根据需要构造通道的位置而将径流降水引向排放孔72。

尽管本文示出和描述了模块化太阳能和雨水收集装置10的一个特定实施例，但是应当理解，这不限于任何特定的设计、配置或实施例。或者，排放孔可设置在至少一个角填充元件中。或者，在至少一个桥接填充元件或至少一个角填充元件中可以没有设置排放孔，而是至少一个桥接填充元件或至少一个角填充元件中的至少一个可被省略，从而导致模块化雨水收集区域的不连续周边边界，雨水可通过该区域排出。

尽管在该实施例中，排放孔72包括具有螺纹连接部分76的喷嘴74，其中该螺纹连接部分远离不连续的直立周边侧壁30向外辐射，而排放孔则可以除此之外的合适形式设置。例如，排放孔可包括钻孔通道，或者可使用网、网格或喷口。另外，排放孔可位于该至少一个桥接填充元件或该至少一个角填充元件的中心之外，或者以任何其他配置，前提是液体可从模块化雨水收集区域排出。

在该实施例中，每个雨水收集器14的太阳能电池固定器20是具有上表面78和下表面80以及内周边侧壁82和外周边侧壁84的框架。每个太阳能电池固定器20的下表面80包括至少一个定位元件54，该定位元件经定位成与相关基座18上的相应接收元件52啮合，以便相对于至少一个雨水收集器14的基座而将至少一个太阳能电池22固定。

应当理解，太阳能电池固定器可以不同于所述形式设置。例如，太阳能电池固定器可不是框架，而是由面板或一系列面板或带孔盖组成，只要它用于相对于至少一个所述雨水收集器的基座而将至少一个太阳能电池固定。

在这种情况下，定位元件54是圆形或大致圆形的柱，其尺寸设计成由相关雨水收集器14的基座18上的互补接收元件52收纳。应当理解，如上所述，除了接收元件52和互补定位元件54之外，可使用其他类型的接收和定位元件。

当对齐时，太阳能电池固定器20可放置，使得太阳能电池固定器20的外周边侧壁84与不连续的直立周边侧壁30齐平或大致齐平。每个太阳能电池固定器20的尺寸可设定成与相关的太阳能电池22重叠，其中太阳能电池固定器20的上表面78从外周边侧壁84向内延伸，以重叠并保持相关的太阳能电池22。较佳地，每个太阳能电池固定器20的上表面78包括向内斜坡86，用于将径流降水引导到相关的太阳能电池22上。

尽管本文示出和描述了太阳能电池固定器20的一个特定实施例，但是应当理解，这不限于任何特定的设计、配置或实施例。例如，太阳能电池固定器的外周边侧壁可不与不连续的直立周边侧壁齐平或大致齐平，而是向外延伸，用作围绕相关太阳能电池的保持架。另外，其向内斜坡或其部分可是平的和/或向外的。

较佳地，每个太阳能电池固定器20具有过滤器88，用于过滤从相关太阳能电池22流向模块化雨水收集区域36的雨水。有利地，过滤器88防止或限制碎屑传递到模块化雨水收集区域36中。在该实施例中，过滤器88是太阳能电池固定器20的在内周边侧壁82处或附近的齿形缘。在使用中，过滤器88放置在相关的太阳能电池22的表面上。

应当理解，过滤器不限于任何特定的设计、配置或实施例。例如，过滤器可采用网、防护物、织带、格栅或格子布置，或者可是格栅、刷子或刷毛的形式。或者，在有助于防止或限制碎屑传递到雨水收集器中的同时可省去过滤器。此外，过滤器可沿着太阳能电池固定器的至少一个边中的任何一个或全部延伸。

在该实施例中，相关的太阳能电池22通过夹紧系统夹紧在每个雨水收集器14的基座18上。至少一个样板夹90放置在每个太阳能电池22的一缘上。该样板夹或每个样板夹90与太阳能电池夹紧螺栓92啮合，通过基座18中的相关螺栓孔螺栓连接并由T形杆94固定。有利地，该夹紧系统还可用于将固定轨道38固定到模块化雨水收集区域36的下侧。

应当理解，可使用其他形式的夹紧系统或附接机构，只要该太阳能电池或每个太阳能电池固定到相关的雨水收集器即可。例如，太阳能电池替代地固定到太阳能电池固定器而不是基座，或者仅被固定以便牢固地配合在基座和雨水收集器的太阳能电池固定器之间。

太阳能电池固定器20的上表面78具有至少一个导管支架96，该导管支架在太阳能电池固定器20的内周边侧壁82和外周边侧壁84之间横向延伸。每个导管支架96是成形的支撑件，其包括以彼此平行延伸的并排关系的两个导管固定器98，以便支撑至少两个液体导管100，或两个平行长度的单个液体导管100。这里，每个太阳能电池固定器20具有四个导管支架96，每个导管支架96围绕太阳能电池固定器20的上表面78的一缘的至少一部分延伸，使得太阳能电池固定器20的框架的上表面78的主要部分可用于啮合至少两个液体导管100，或两个平行长度的单个液体导管100。

模块化太阳能和雨水收集装置还可包括至少一个液体导管100，其与导管支架96的导管固定器98可靠地啮合并由雨水收集器14支撑。液体导管100可连接到供水装置并由供水装置供给，以使液体导管100中的液体能够被太阳能加热。

较佳地，液体导管100适于从太阳光线吸收热量，并且可由相对薄的导热材料制成并涂覆有吸热表面涂层(例如哑光黑色涂层)，尽管液体导管可由任何管道施以涂层制成。

如图所示出，该液体导管100或每个液体导管100可设置成围绕雨水收集器14和相关的太阳能电池22的缘循环，使得可暴露于太阳光线的大部分表面区域和雨水由至少一个太阳能电池22和至少一个液体导管100覆盖。这种布置以最有效的方式最大化可用空间，但是应当理解，该液体导管100或每个液体导管100和/或每个太阳能电池22可以任何其他配置设置，无论大部分可暴露的表面区域是否可以被覆盖。此外，模块化太阳能和雨水收集装置可包括一个或多个雨水收集器，其仅具有相关的太阳能电池和/或一个或多个雨水收集器，其上仅安装有液体导管。

较佳地，模块化太阳能和雨水收集装置可包括雨水蓄积器102，其与排放孔72液体连通，例如通过管道104，以便收集和存储从模块雨水收集区域36排出的累积的径流雨水。

通常，液体导管优选地通过管道104’连接到雨水蓄积器102。此外，可设置泵装置以通过液体导管100泵送来自雨水蓄积器102的径流雨水。然而，液体导管可替代地连接到外部水源，例如自来水供应。另外，和/或可替代地，可以没有泵装置，来自雨水蓄积器的液体可在重力作用下流到液体导管中。

模块化太阳能和雨水收集装置10可包括加热水储存器106。通常，液体导管100经由管道104”直接连接到热水储存器，并且来自液体导管100的加热的雨水可被引导到热水储存器106中。

应当理解，热水储存器106和雨水蓄积器102可以不同于此的合适的形式设置。例如，热水储存器和雨水蓄积器可设置在单个单元中。此外，热水储存器可直接连接到雨水蓄积器，并且雨水蓄积器可将雨水供给到热水储存器以通过独立的装置进行加热。另外和/或替代地，模块化太阳能和雨水收集装置可通过外部供水来补充，例如，自来水供应、储水器或其他水箱。

太阳能电池可将太阳能转换成电能，因此能够供电。所供应的电力可连接到可以出售的电力电源，或者连接到用于为安装有模块化太阳能和雨水收集装置的建筑物供电的独立电力供应，或者连接到需要电力的装置。另外，可提供其他装置，用于通过在该液体管道或每个液体导管中收集的热量产生电力，例如通过蒸汽动力发电机。

模块化太阳能和雨水收集装置10还可包括电源，例如图5中所示的电池组108，用于存储未使用的能量并补充由太阳能电池提供的电力，例如该电力可用于加热水或用于操作泵送装置。

在一个替代实施例中，该装置包括UV净化单元，以便通过UV辐射的作用来净化雨水。

模块化太阳能和雨水收集装置可包括角度可调支撑件110。角度可调支撑件110可具有第一和第二元件112、114，其中第一元件112适于与收集器支架12啮合，第二元件114适于安装在支撑表面上，如图5所示。

较佳地，第一和第二元件112、114可有利地是框架。第一和第二元件112、114可各自连接到至少一个铰链接头116，所述至少一个铰链接头由此互连第一和第二元件112、114。每个第一和第二元件可各自具有至少一个从至少一个铰链接头116悬臂伸出的侧臂118。在该实施例中，每个第一和第二元件112、114具有两个悬臂式侧臂118，每个侧臂118从相关的分度铰链116横向延伸，以便在第一和第二元件112、114之间可靠地保持设定角度。有利地，至少一个分度铰链116一旦设定就由于例如在雨水收集器14下方捕获风而限制或防止侧臂118的移动。横梁120将相应的第一和第二元件112、114的第一和第二侧臂118的自由远端互连以形成框架。

此外，可接合每个悬臂118以限定第一和第二部分122、124，第一部分122位于相关的分度铰链116的近侧，第二部分124位于相关的分度铰链116的远侧。接合每个悬臂，以便能够在第一部分124上折叠第二部分124。有利地，这意味着可调节支撑件110是可折叠的。

至少一个分度铰链116可适应的角度因此可调节，使得第一和第二元件112、114平行或大致平行。较佳地，当调节角度可调支撑件110的分度铰链116使得第一和第二元件112、114平行或大致平行时，第一元件112的尺寸可设定成放置于第二元件114内，从而使装置易于运输。此外，在使用中，可改变角度可调支撑件110的分度铰链116以改变雨水收集器14和模块化雨水收集区域36的角度或倾斜度。第一和第二元件112、114之间的角度也可改变，以便在其间容纳雨水蓄积器102和热水储存器106中的一个或两个。此外，第一和第二元件112、114可适于容纳电池组108，如图5所示。

尽管本文示出和描述了角度可调支撑件110的一个特定实施例，但是应当理解，这不限于任何特定的设计、配置或实施例。例如，至少一个分度铰链可是弹簧销和孔、棘轮卡扣、闩锁或滚子和销系统。另外，虽然在图5中，示出了第一或第二元件112、114的每个悬臂式侧臂118与单独的分度铰链116相关联，但是可替代地，可是分度铰链的轴线延伸的单个分度铰链。虽然第一和第二元件112、114在这里经描绘和描述为框架，但是其可替代地或者大致是例如平面构件、小齿轮或板。此外，虽然图5说明角度可调支撑件110绕水平轴旋转，但是应当理解，角度可调支撑件可设置成使得也可实现纵向旋转。另外，两个或更多个类似角度可调支撑件可适于可互连，例如，通过键和键槽连接器，从而实现菊花式链接。

尽管建议在一个平面中枢转，但是该装置还可包括在第二平面中的独立运动，例如，通过结合用于支撑基座14的可旋转支架。另外或替代地，可包括其他铰链或枢轴，使得能够铰接地调节太阳能电池的取向。

此外，该铰链或每个铰链或旋转元件可是机动的。如果包括控制器，则可对其进行编程以跟踪或大致跟踪太阳的运动，从而可以相应地调整太阳能电池的定位。

因此，可以提供模块化太阳能和雨水收集装置，其既模块化又可运输并且能够容易且有效地部署。模块化太阳能和雨水收集装置能够作为供生活在发展中国家的人们使用的独立装置，或者供那些“不入网”生活的人，即那些与电网断开连接且不依靠市政供水的人使用。模块化太阳能和雨水收集装置也可快速有效地部署到灾区。或者，模块化太阳能和雨水收集装置可与家庭环境中的现有供电和供水一起使用，并且可直接附接到倾斜屋顶，或者与平屋顶上的角度可调支撑件一起使用。模块化太阳能和雨水收集装置提供了从雨水和相关降水中收集水的有效且高效的方式，以及提供可再生能源，其可进一步用于加热再循环的集水。

当在本文中参考本发明使用时，词语“包括/其包括”以及词语“具有/包括”用于指定所陈述的特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多其他特征、整体、步骤、部件或其组合。

可以理解的是，为清楚起见，在单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可在单个实施例中以组合形式提供。相反地，为简洁起见，在单个实施例的上下文中所述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供。

上面所述实施例仅作为示例提供，并且在不脱离本文描述和限定的本发明的范围的情况下，各种其他修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (26)

1.一种模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置包括：

收集器支架(12)，所述收集器支架适于固定到建筑物和角度可调支撑件(110)；

多个雨水收集器(14)，所述雨水收集器可由所述收集器支架(12)支撑，每个雨水收集器(14)具有：

基座(18)；以及

至少一个太阳能电池固定器(20)，所述太阳能电池固定器用于相对于至少一个所述雨水收集器(14)的所述基座(18)而将至少一个太阳能电池(22)固定；以及

连接装置，所述连接装置用于将多个类似的雨水收集器刚性地互连，使得所述基座(18)可彼此实现邻接的液体连通，从而形成模块化雨水收集区域(36)。

2.根据权利要求1所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，每个雨水收集器(14)具有不连续的直立周边侧壁(30)。

3.根据权利要求1或2所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述连接装置包括至少一个桥接填充元件(56、56’)，所述至少一个桥接填充元件将两个邻接的雨水收集器(14)的相邻侧壁(30)中的至少一部分互连。

4.根据权利要求3所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述桥接填充元件(56、56’)是平面或大致平面的构件，所述平面或大致平面的构件在每个端部处具有第一桥接连接器部分(60)，用于啮合邻接的雨水收集器(14)的所述相邻侧壁(30)上的互补的第二桥接连接器部分(62)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括至少一个角填充元件(64)，所述角填充元件在所述至少角填充元件(64)的每个端部具有第一壁连接器部分(68)，用于啮合每个雨水收集器(14)的所述不连续的直立周边侧壁(30)上的互补的第二壁连接器部分(70)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述至少一个桥接填充元件(56、56’)和/或所述至少一个角填充元件(64)完成所述模块化雨水收集区域(36)的周边边界。

7.根据权利要求5或6所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述角填充元件(64)限定所述模块化太阳能和雨水收集装置(10)的顶点。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述至少一个所述桥接填充元件(56、56’)和/或角填充元件(64)包括排放孔(72)，所述排放孔用于排放积聚在所述模块化雨水收集区域(36)上的径流降水。

9.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，每个雨水收集器(14)的所述基座(18)和所述不连续的直立周边侧壁(30)形成托盘，每个托盘具有连续的基座，用于将所述或每个相关的太阳能电池(22)放置其上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置，进一步包括至少一个太阳能电池支撑件，所述太阳能电池支撑件用于以与相关雨水收集器的所述基座隔开的关系来支撑所述或每个太阳能电池。

11.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述太阳能电池固定器(20)是太阳能电池框架，所述太阳能电池框架与所述或每个相关太阳能电池(22)重叠，并可与所述雨水收集器(14)的所述基座(18)啮合。

12.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述太阳能电池固定器(20)的上表面(78)包括使径流降水落入相关太阳能电池(22)上的向内斜坡(86)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述太阳能电池固定器(20)包括过滤器(88)，所述过滤器用于过滤从所述或每个相关太阳能电池(22)流向所述模块化雨水收集区域(36)的雨水。

14.根据权利要求13所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述过滤器(88)是所述太阳能电池固定器(20)的齿形缘。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述太阳能电池固定器(20)的所述上表面(78)包括至少一个导管支架(96)，用于可靠地啮合至少一个液体导管(100)。

16.根据权利要求15所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，每个导管支架(96)包括两个导管固定器(98)，所述导管固定器用于以并排关系来可靠地啮合两个液体导管(100)，所述导管支架(96)在所述太阳能电池固定器(20)的内周边侧壁和外周边侧壁之间横向延伸。

17.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括由所述雨水收集器(14)支撑的至少一个液体导管(100)。

18.根据权利要求17所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述或每个所述液体导管(100)与所述或每个太阳能电池固定器(20)可靠地啮合。

19.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括雨水蓄积器(102)，所述雨水蓄积器用于存储从所述模块化雨水收集区域(36)排出的累积径流雨水。

20.根据从属于权利要求17或权利要求18时的权利要求19所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述或每个液体导管(100)与所述雨水蓄积器(102)液体连通，并包括泵装置，所述泵装置适于通过所述液体导管(100)泵送来自所述雨水蓄积器(102)的径流雨水。

21.根据权利要求20所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括热水储存器(106)，所述热水储存器用于接收在被泵送通过由所述雨水收集器(14)支撑的所述液体导管(100)时而被加热的径流雨水。

22.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括UV净化装置，所述UV净化装置设置成通过UV辐射净化由所述装置(10)收集到的雨水。

23.根据前述权利要求中任一项所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置还包括角度可调支撑件(110)，所述角度可调支撑件(110)具有第一和第二元件(112、114)，所述第一元件(112)适于啮合所述收集器支架(12)，所述第二元件(114)适于安装在支撑表面上。

24.根据权利要求23所述的模块化太阳能和雨水收集装置，其中，所述第一和第二元件(112、114)是框架，和/或可铰接地互连。

25.根据从属于权利要求19和/或权利要求21时的权利要求23或24所述的模块化太阳能和雨水收集装置(10)，其中，所述第一和第二元件(112、114)适于容纳第一和第二元件(112、114)之间的所述雨水蓄积器(102)和所述热水储存器(106)中的一个或两个。

26.一种模块化太阳能和雨水收集装置(10)，所述装置包括：

收集器支架(12)，所述收集器支架适于固定到建筑物和角度可调支撑件(110)；

至少一个太阳能电池(22)，所述太阳能电池用于收集太阳能；以及

多个雨水收集器(14)，所述雨水收集器可由所述收集器支架(12)支撑，每个雨水收集器具有：

基座(18)；以及

至少一个太阳能电池固定器(20)，所述太阳能电池固定器用于相对于至少一个所述雨水收集器(14)的所述基座(18)而将至少一个太阳能电池(22)固定；以及

连接装置，所述连接装置用于将多个类似的雨水收集器(14)刚性地互连，使得所述基座(18)可彼此实现邻接的液体连通，从而形成模块化雨水收集区域(36)。