CN115133857A - 充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏建筑技术领域，具体是充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，包括底梁，所述底梁的顶部设有充气膜穹顶，所述充气膜穹顶的内部设有气压传感器，所述充气膜穹顶的一侧底部设有充气模块，所述充气膜穹顶的顶部周侧面通过侧电磁流量阀连通有保护罩，所述保护罩的内部设有发电区，所述发电区的内部均匀阵列设有多组光伏组件；所述充气模块包括控制器，所述控制器与光伏组件的发电输出端电性连接；该装置稳定性高，操作简便，可靠性强，适应性强，同时对发电区内的多组光伏组件的抗风保护性好，结构稳定，各部件之间协同配合，在夜晚时可以对光伏板和排气筒顶部进行风力清洁，清洁效果好，避免蚊虫或者灰尘等对光伏板后续工作造成影响。

Description

充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置及控制方法

技术领域

本发明属于光伏建筑技术领域，具体是充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置及控制方法。

背景技术

由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗，简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电，光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支，具有丰富多彩的造型，建筑特性、结构特性优越，主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。

现有技术中缺少将充气膜穹顶和光伏板结合在一起的装置，同时由于充气膜穹顶具有弹性，随着太阳光的不断移动，光伏板无法长时间正对太阳光，进而会降低光伏板的采光发电效率。

而在光伏板工作时外界的风力会破坏光伏板的稳定性，并且该风力会带动光伏板发生晃动并对其结构造成影响，尤其的是，当夜晚时，由于温度降低会导致充气膜穹顶内的气压降低，同时外界的蚊虫或者灰尘等会在静默状态下落至水平放置的光伏板顶部，进而对后续的采光发电造成影响。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置及控制方法解决以上问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，包括底梁，其特征在于，所述底梁的顶部设有充气膜穹顶，所述充气膜穹顶的内部设有气压传感器，所述充气膜穹顶的一侧底部设有充气模块，所述充气膜穹顶的顶部周侧面通过侧电磁流量阀连通有保护罩，所述保护罩的内部设有发电区，所述发电区的内部均匀阵列设有多组光伏组件；

所述充气模块包括控制器，所述控制器与光伏组件的发电输出端电性连接，所述控制器的输出端分别电性连接有鼓风机和蓄电池，所述蓄电池的输出端与鼓风机的输入端电性连接；

所述保护罩正对发电区的一侧通过电控阀连通有清洁管，所述充气膜穹顶的顶部均匀阵列设有多组排气筒，所述排气筒输入端与充气膜穹顶的顶部通过电磁排气流量阀相连通；

所述光伏组件包括光伏板，所述光伏板转动连接于充气膜穹顶顶部，所述光伏板的底部一侧设有第一支撑气囊，所述第一支撑气囊的底部通过第一电磁流量阀与充气膜穹顶的顶部相连通，所述光伏板的底部另一侧设有第二支撑气囊，所述第二支撑气囊的底部通过第二电磁流量阀与充气膜穹顶的顶部相连通；

多组所述光伏板的输出端均通过电流传感器与控制器的输入端相连通。

优选的，所述清洁管的侧端部设有第一过滤网，所述排气筒的顶部端部设有第二过滤网，所述排气筒和清洁管的顶部均设有遮雨罩。

优选的，所述控制器电性控制各电气元件，所述底梁的底部与建筑顶部相拼接，所述底梁为密封不透气结构，所述充气膜穹顶的内部设有支撑骨架。

优选的，所述第一支撑气囊和第二支撑气囊的顶部均通过铰接座与光伏板的底部转动连接，所述充气膜穹顶、保护罩、第一支撑气囊和第二支撑气囊的材料均相同且为弹性材料。

优选的，所述第一支撑气囊和第二支撑气囊周侧面均设有电磁出气阀，当所述第一支撑气囊和第二支撑气囊的内部不存在气体时，所述光伏板的顶部与排气筒的顶部均平齐，所述清洁管的输出端正对光伏板的顶部，所述保护罩的高度与第一支撑气囊或者第二支撑气囊任一最大高度值相同。

优选的，所述鼓风机的输入端与充气膜穹顶的外界相连通，所述鼓风机的输出端正对充气膜穹顶内部。

优选的，多组所述光伏板的产电量大于鼓风机的耗电量，白天时，所述控制器控制光伏板所发电量的一部分直接驱动鼓风机向充气膜穹顶内部供气，所述光伏板所发电量的另一部分存储到所述蓄电池内部；夜晚时，所述蓄电池向鼓风机供电。

优选的，所述光伏板为不锈钢基底薄膜太阳能电池或者聚酰亚胺基底薄膜太阳能电池。

充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置的控制方法，所述方法利用所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置实现光伏发电，包括以下步骤：

S1、将所述底梁安装至建筑顶部，所述控制器控制鼓风机启动并向充气膜穹顶内部充气，当所述气压传感器检测到的气压值到达所设的气压预设值时，所述控制器控制电磁排气流量阀打开至最大程度，所述充气膜穹顶处于稳定状态；

S2、当太阳从东边升起，所述控制器控制第一电磁流量阀和侧电磁流量阀均打开，所述充气膜穹顶内的气体分别进入第一支撑气囊和保护罩内，所述第一支撑气囊和保护罩的高度均达到最大值，所述光伏板正对太阳光；

S3、所述控制器控制光伏板所发电量的一部分电流直接作用到鼓风机端并驱动鼓风机工作，所述光伏板所发电量的另一部分电流储存到蓄电池内部；

S4、当所述电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，所述控制器控制第二支撑气囊底部的第二电磁流量阀打开，所述充气膜穹顶内的气体沿第二电磁流量阀进入第二支撑气囊内，所述第二支撑气囊内的气体量不断增大且高度不断上升，所述光伏板在底部第一支撑气囊和第二支撑气囊的支撑作用下发生转动，所述光伏板的顶部正对太阳光；

S5、当太阳处于正中位置，所述第一支撑气囊和第二支撑气囊高度相同，当太阳继续移动，所述电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，所述控制器控制第一支撑气囊端部的电磁出气阀打开，所述第一支撑气囊内的气体排出，所述第一支撑气囊体积减小并带动光伏板继续转动并向反方向倾斜；

S6、当夜晚时，所述电流传感器检测到的电流值为零，所述第二支撑气囊端部的电磁出气阀和侧电磁流量阀均打开并将内部气体排出，所述光伏板处于水平位置，所述保护罩高度下降至最小值，所述控制器控制蓄电池内的电流作用到鼓风机端并驱动鼓风机工作；

S7、当外界温度降低时，所述气压传感器检测到的气压值小于所设的气压预设值，所述控制器控制电磁排气流量阀打开程度减小，所述鼓风机向充气膜穹顶内继续补气，当所述气压传感器检测到的气压值到达所设的气压预设值时，所述控制器控制侧电磁流量阀和电控阀打开，所述鼓风机向充气膜穹顶内排入的多余气体沿清洁管排出并对光伏板和排气筒顶部进行风力清洁。

优选的，当所述第一电磁流量阀、第二电磁流量阀和侧电磁流量阀均打开时，所述控制器均控制电磁排气流量阀减小对应的打开程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本申请通过设置充气膜穹顶、充气模块、鼓风机和蓄电池等，在装配完成后，控制器控制白天光伏组件发电一部分驱动鼓风机向充气膜穹顶内鼓风，另一部分储存在蓄电池内部，夜晚时控制器控制蓄电池内的电流驱动鼓风机向充气膜穹顶内进行充气，该装置对光伏组件产生的电流进行合理且高效的分配，结构稳定，且光伏发电利用率高，稳定性强，适应性好，多用性强，各个结构部件之间协同配合，控制逻辑简单可靠，有效的满足各种不同的场景和需求。

2.本申请通过设置第一支撑气囊、第一电磁流量阀、第二支撑气囊、第二电磁流量阀和光伏板等部件的相互配合，当白天光伏板正对太阳发电，电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，控制器控制第二电磁流量阀打开，充气膜穹顶内的气体流至第二支撑气囊内部，光伏板发生转动并继续正对太阳光，该装置稳定性高，操作简便，可靠性强，适应性强，光伏板可以随着太阳的转动自适应调节其倾斜方向和倾斜角度，采光效率高，光伏发电量高。

3.本申请通过设置保护罩、排气管、清洁管和气压传感器等部件的相互配合，当气压传感器检测到的气压值降低时，控制器控制排气管内的电磁排气流量阀打开程度减小，同时侧电磁流量阀和电磁出气阀打开，鼓风机向充气膜穹顶内排入的多余气体沿清洁管排出并对光伏板和排气筒顶部进行清洁，该装置对发电区内的多组光伏组件的抗风保护性好，结构稳定，各部件之间协同配合，在夜晚时可以对光伏板和排气筒顶部进行风力清洁，清洁效果好，避免蚊虫或者灰尘等对光伏板后续工作造成影响。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视示意图；

图3为本发明左视示意图；

图4为充气模块示意图；

图5为图1中A处放大示意图；

图6为本发明正视剖视示意图；

图7为图6中B处放大示意图。

附图标记：1、充气膜穹顶；2、保护罩；3、充气模块；301、控制器；302、鼓风机；303、蓄电池；4、排气筒；5、侧电磁流量阀；6、第一支撑气囊；7、第一电磁流量阀；8、第二支撑气囊；9、第二电磁流量阀；10、光伏板；11、清洁管；12、电控阀；13、第一过滤网；14、电磁排气流量阀；15、第二过滤网；16、底梁；17、发电区；18、光伏组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

如图1-图4所示，充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，包括底梁16，底梁16的顶部设有充气膜穹顶1，充气膜穹顶1的内部设有气压传感器，通过气压传感器对充气膜穹顶1内部的气压值进行检测，底梁16的底部与建筑顶部相拼接，底梁16为密封不透气结构，底梁16的设置方便充气膜穹顶1在建筑顶部进行安装固定，安全便捷高效，充气膜穹顶1的内部设有支撑骨架，借助支撑骨架提高充气膜穹顶1的稳定性和支撑性。

充气膜穹顶1的一侧底部设有充气模块3，充气模块3向充气膜穹顶1内部进行充气，增大充气膜穹顶1的体积，实现其弹性形变保护的效果，充气膜穹顶1的顶部周侧面通过侧电磁流量阀5连通有保护罩2，当侧电磁流量阀5打开时，充气膜穹顶1内的部分气体进入保护罩2内，保护罩2体积增大并对内部进行包围保护，保护罩2的内部设有发电区17，发电区17的内部均匀阵列设有多组光伏组件18，通过光伏组件18为充气模块3进行供电充电，进而保证充气模块3的持续工作，提高充气膜穹顶1的稳定性和保护性。

充气模块3包括控制器301，控制器301电性控制各电气元件，控制器301与光伏组件18的发电输出端电性连接，进而光伏组件18通过光伏作用发电量可以通过控制器301进行调配，控制器301的输出端分别电性连接有鼓风机302和蓄电池303，控制器301控制光伏组件18的发电量分别流入鼓风机302和蓄电池303内，鼓风机302在电流的驱动下进行鼓风，而蓄电池303进行储电，蓄电池303的输出端与鼓风机302的输入端电性连接，当晚上光伏组件18不再进行发电时，通过蓄电池303持续向鼓风机302进行通电进而驱动鼓风机302向充气膜穹顶1内部充气。

尤其的，鼓风机302的输入端与充气膜穹顶1外界相连通，鼓风机302的输出端正对充气膜穹顶1内部，进而鼓风机302将外界的气体排入充气膜穹顶1内部，保证充气膜穹顶1体积的稳定性。

多组光伏板10的产电量大于鼓风机302的耗电量，有效的保证了蓄电池303的蓄电功能，白天时，控制器301控制光伏板10所发电量的一部分直接驱动鼓风机302向充气膜穹顶1内部供气，光伏板10所发电量的另一部分存储到蓄电池303内部；夜晚时，蓄电池303给鼓风机302供电驱动鼓风机302工作，通过对光伏组件18产生的电流进行适应性的调配，提高鼓风机302的工作稳定性和持久性，便于适应各种不同环境，提高充气膜穹顶1的耐用性和稳定性。

充气膜穹顶1的顶部均匀阵列设有多组排气筒4，排气筒4输入端与充气膜穹顶1的顶部通过电磁排气流量阀14相连通，借助排气筒4将充气膜穹顶1内部多余的气体进行排出，保证充气膜穹顶1内部的气压稳定性。

使用时，将底梁16安装至建筑顶部，此时保护罩2对内部的发电区17进行保护，而发电区17内的光伏组件18通过光伏发电作用将产生的电流汇集至控制器301端，控制器301控制部分电流流通至鼓风机302端并驱动鼓风机302工作，鼓风机302将外界的气体排至充气膜穹顶1内部，充气膜穹顶1内部气体量不断增大并带动其体积不断增大，当充气膜穹顶1内部的气压传感器检测到的气压值大于所设的气压预设值时，控制器301控制排气筒4内的电磁排气流量阀14打开至最大程度，充气膜穹顶1内的充气量和排气量相同，充气膜穹顶1内的气压传感器检测到的气压值趋于稳定值，整个充气膜穹顶1稳定工作。

而多组光伏组件18产生的多余电流控制器301控制其回收至蓄电池303内部，蓄电池303对该电流进行储存，当晚上时，由于光伏组件18不能通过光伏发电产生电流，此时控制器301控制蓄电池303向鼓风机302通入电流，进而保证鼓风机302可以继续工作，进一步的保证充气膜穹顶1的稳定性和支撑性，当白天时，继续重复光伏组件18光伏发电的过程，蓄电池303内多余的电流还可以为内部的通电设备提供所需的电流，适应性更强，多用性更好，操作简单且高效。

该装置对光伏组件18产生的电流进行合理且高效的分配，结构稳定，且光伏发电利用率高，稳定性强，适应性好，多用性强，各个结构部件之间协同配合，控制逻辑简单可靠，有效的满足各种不同的场景和需求。

第二实施例

如图5-图7所示，在实际使用时由于太阳光位置不断的在发生变化，因此光伏组件18的光伏发电效率会随着太阳光的变化而不断发生变化，进而造成光伏组件18发电效率降低，影响实际的使用；同时当光伏组件18的角度随着太阳光位置的变化而变化时，光伏组件18的高度不断发生变化，光伏组件18受到风力吹动效果不断增大，进而容易对光伏组件18的稳定性造成影响；而当白天光伏组件18完成工作后，夜晚时外界环境中的蚊虫或者灰尘等在静默环境下会不断落在光伏组件18顶部，进而影响光伏组件18后续使用，为了解决以上问题，提高光伏组件18的采光效率和在白天时的抗风效果，以及在夜晚时对蚊虫或者灰尘的清洁效果，该充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置还包括：充气膜穹顶1的内部设有气压传感器，通过气压传感器可以有效的对充气膜穹顶1内部的气压值进行检测，尤其的是，由于充气膜穹顶1内部的气体具有热胀冷缩的原理，因此当外界温度发生变化时，同时会对充气膜穹顶1内部的气压值造成影响，则夜晚和白天排气筒4内的电磁排气流量阀14的打开程度不同。

保护罩2正对发电区17的一侧通过电控阀12连通有清洁管11，当电控阀12打开时，保护罩2内的气体沿清洁管11排出，进而实现了对光伏组件18顶部的除杂效果。

清洁管11的侧端部设有第一过滤网13，排气筒4的顶部端部设有第二过滤网15，排气筒4和清洁管11的顶部均设有遮雨罩，借助第一过滤网13和第二过滤网15有效的对清洁管11和排气筒4端部进行过滤，避免外界杂质对清洁管11或者排气筒4造成污染堵塞，同时遮雨罩有效的对清洁管11和排气筒4进行遮雨，提高其遮雨防堵效果。

光伏组件18包括光伏板10，光伏板10进行光伏发电，尤其的是，光伏板10为不锈钢基底薄膜太阳能电池或者聚酰亚胺基底薄膜太阳能电池，进而该光伏板10的发电效率高，发电稳定且高效，光伏板10转动连接于充气膜穹顶1顶部，光伏板10会随着太阳光的转动同步发生转动，进一步提高发电效率和发电稳定性，光伏板10的底部一侧设有第一支撑气囊6，第一支撑气囊6的底部通过第一电磁流量阀7与充气膜穹顶1的顶部相连通，通过控制第一电磁流量阀7的打开程度可以有效的对顶部的第一支撑气囊6的高度进行调节，光伏板10的底部另一侧设有第二支撑气囊8，第二支撑气囊8的底部通过第二电磁流量阀9与充气膜穹顶1的顶部相连通，通过对第二电磁流量阀9的打开程度的控制可以有效的对顶部第二支撑气囊8的高度进行调节，借助第一支撑气囊6和第二支撑气囊8之间的高度差，可以有效的对顶部光伏板10的倾斜角度进行调节，适应性更强，稳定性更好。

第一支撑气囊6和第二支撑气囊8的顶部均通过铰接座与光伏板10的底部转动连接，进而光伏板10可以在第一支撑气囊6和第二支撑气囊8顶部实现铰接转动，充气膜穹顶1、保护罩2、第一支撑气囊6和第二支撑气囊8的材料均相同且为弹性材料，该弹性材料的体积可以随内部气体量的变化而发生变化，且支撑性能好，稳定性强，通用性好，结构强度高。

第一支撑气囊6和第二支撑气囊8周侧面均设有电磁出气阀，当电磁出气阀打开时，第一支撑气囊6和第二支撑气囊8内的气体在顶部光伏板10的压力作用下排出部分气体，进而实现对第一支撑气囊6和第二支撑气囊8高度的调节，当第一支撑气囊6和第二支撑气囊8的内部不存在气体时，光伏板10的顶部与排气筒4的顶部均平齐，清洁管11的输出端正对光伏板10的顶部，因此当夜晚时，光伏板10不再进行工作，第一支撑气囊6和第二支撑气囊8内的气体均排出，光伏板10处于水平状态，此时清洁管11的输出端对光伏板10的顶部并进行风力清洁，进一步保证光伏板10顶部的清洁性和的稳定性。

多组光伏板10的输出端均通过电流传感器与控制器301的输入端相连通，则电流传感器可以有效的对光伏板10的光伏发电量进行检测，当电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，说明此时光伏板10没有与太阳光正对，则根据上午和下午调节第一支撑气囊6和第二支撑气囊8的高度差，对应调节光伏板10的转动角度，保证光伏板10正对太阳光，使其发电效率最大，保护罩2的高度与第一支撑气囊6或者第二支撑气囊8任一最大高度值相同，即保证保护罩2的高度与光伏板10顶部最高高度相同，实现了保护罩2对发电区17内部多组光伏组件18的保护挡风性能。

使用时，由第一实施例可知，白天时对充气膜穹顶1进行安装，将充气膜穹顶1底部的底梁16安装至建筑顶部，之后控制器301控制鼓风机302启动向充气膜穹顶1内部充气，充气膜穹顶1体积不断增大且顶部不断上升，当气压传感器检测到的气压值到达所设的气压预设值时，说明此时充气膜穹顶1内的气体量满足所需要求，此时控制器301控制排气筒4内的电磁排气流量阀14打开，鼓风机302持续工作时向充气膜穹顶1内部的进气量与排气筒4的出气量相同，整个充气膜穹顶1处于稳定状态。

当光伏板10工作时，光伏板10通过光伏发电产生的电流量通过电流传感器进行检测，并通过控制器301对光伏板10的清洁角度进行调节，保证光伏板10的光伏发电效率时刻处于最佳状态，尤其的是，当太阳刚刚升出地平线时，设第一支撑气囊6相对第二支撑气囊8位于西边，则此时控制器301控制第一电磁流量阀7打开，充气膜穹顶1内的气体沿第一电磁流量阀7不断流通至第一支撑气囊6内部，第一支撑气囊6内部的气体量不断增大且顶部不断升高，借助第一支撑气囊6的支撑作用带动顶部的光伏板10一端向上不断升起，而第二电磁流量阀9未打开，第二支撑气囊8体积未发生变化，第一支撑气囊6和第二支撑气囊8顶部的光伏板10在底部支撑作用下发生倾斜，且光伏板10向东边发生倾斜，进而实现光伏板10正对东边太阳光，此时光伏板10的发电效率最大，电流传感器检测到的发电电流值到达所设的电流预设值。

同时控制器301控制侧电磁流量阀5打开，则充气膜穹顶1内的气体沿侧电磁流量阀5进入保护罩2内部，保护罩2的高度不断上升且与倾斜状态下的光伏板10的最高高度相同，则借助保护罩2可以对内部发电区17内多组的光伏组件18进行挡风保护，进一步提高内部光伏组件18的稳定性和抗风效果。

而随着太阳的不断升起，太阳与光伏板10之间的夹角不断减小，则光伏板10通过光伏发电作用产生的电流量不断减小，电流传感器检测到的电流值不断减小，当电流传感器检测到的电流值小于所设的预设值时，控制器301控制第二支撑气囊8底部的第二电磁流量阀9打开，充气膜穹顶1内部的部分气体沿第二电磁流量阀9到达第二支撑气囊8内部，第二支撑气囊8体积不断增大并带动顶部的光伏板10另一端上升，进而在第一支撑气囊6和第二支撑气囊8共同支撑作用下，光伏板10在发电区17内发生转动且倾斜角度减小，当电流传感器检测到的电流值到达所设的电流预设值时，控制器301控制第二电磁流量阀9关闭，整个装置恢复稳定状态，且此时光伏板10正对太阳光，光伏板10的发电效率处于最佳状态。

此时由于第一支撑气囊6的高度未发生变化，则保护罩2的高度仍处于最大值，保护罩2对内部发电区17内的光伏组件18的保护效果最佳。

同时当中午太阳处于正中位置时，控制器301控制第一支撑气囊6和第二支撑气囊8高度相同，而当太阳继续转动时，需要光伏板10继续发生转动并向另一方向发生倾斜，此时控制器301控制第一支撑气囊6内的电磁出气阀打开，第一支撑气囊6内的部分气体沿电磁出气阀排出，第一支撑气囊6的高度下降，则光伏板10对应发生向另一侧的倾斜，光伏板10仍正对太阳光，进而保证光伏板10的最佳发电效率，电流传感器检测到的电流值到达所设的电流预设值。

尤其的是，此时由于第二支撑气囊8的高度仍处于最大值且不发生变化，因此保护罩2内的气体并不会排出，且保护罩2的顶部高度仍为最大高度并与光伏板10的最高值相同，保护罩2对发电区17内的多组光伏组件18进行保护。

随着太阳的不断移动，第一支撑气囊6内的气体不断排出，光伏板10的倾斜角度越来越大，光伏板10的光伏发电效率仍不断满足需求，当第一支撑气囊6内的气体全部排出时，说明马上要进入夜晚，即当电流传感器检测到的电流值均消失时，光伏板10不再发电，控制器301控制第二支撑气囊8内的电磁出气阀打开，第二支撑气囊8内的气体均沿电磁出气阀一次性排出，进而保证光伏板10处于水平放置且最底端，光伏板10的顶部高度与排气筒4的高度相同，尤其的是，控制器301控制电控阀12打开，保护罩2内的气体均排出，保护罩2处于最低位置，清洁管11的输出端正对光伏板10的顶部。

同时，当第一支撑气囊6内的第一电磁流量阀7、第二支撑气囊8内的第二电磁流量阀9和保护罩2内的侧电磁流量阀5打开时，均需要充气膜穹顶1内的气体排入，而由于鼓风机302处于稳定工作状态，则充气膜穹顶1内部的部分气体排出会导致充气膜穹顶1的体积减小，为了解决该问题，当对应的第一电磁流量阀7、第二电磁流量阀9或者侧电磁流量阀5打开时，控制器301会同步控制排气筒4内的电磁排气流量阀14打开程度对应减小，进而充气膜穹顶1内的排气量减小，鼓风机302排入充气膜穹顶1内的部分气体沿对应的第一电磁流量阀7、第二电磁流量阀9或者侧电磁流量阀5排入，该过程既不会对充气膜穹顶1的体积造成影响，同时还能对应调节第一支撑气囊6、第二支撑气囊8或者保护罩2内气体含量，操作便捷，适应性强，稳定可靠。

而当夜晚时，由于光伏板10处于水平放置状态，且保护罩2降到最低，同时由于夜晚温度不断下降，且充气膜穹顶1内的气体体积不断减小，则气压传感器检测到的气压值不断减小，且控制器301控制蓄电池303向鼓风机302供电，鼓风机302工作向充气膜穹顶1内部进行供气，充气膜穹顶1仍处于稳定的工作状态，此时由于充气膜穹顶1内由于温度变化造成气压值降低，气压传感器检测到的气压值下降，气压传感器检测到的气压值小于所设的气压预设值，控制器301控制排气筒4内的电磁排气流量阀14的打开程度减小，则排气筒4的排气量减小，在部分时间内鼓风机302向充气膜穹顶1内的进气量大于排气筒4的排气量，充气膜穹顶1内的气体含量不断增大，气压传感器检测到的气压值不断增大，当气压传感器检测到的气压值重新恢复原始值，且保护罩2顶部高度处于最小值时，控制器301控制侧电磁流量阀5和电控阀12均打开，且排气筒4内的电磁排气流量阀14打开程度仍处于减小后的状态，则鼓风机302向充气膜穹顶1内排入的多余气体沿侧电磁流量阀5到达保护罩2内，并沿保护罩2侧端的清洁管11排出，清洁管11正对光伏板10和排气筒4顶部，借助清洁管11排出的气体可以对光伏板10和排气筒4顶部进行清洁保护，进一步避免外界的蚊虫或者灰尘等在夜晚静默状态下落至光伏板10或者排气筒4顶部，进而对后续的光伏发电造成影响，尤其的是，清洁管11持续稳定工作，清洁效率高，清洁效果好。

当太阳重新升起时，控制器301控制电磁排气流量阀14重新打开到最大程度，电控阀12关闭，且第一支撑气囊6底部的第一电磁流量阀7打开，第一支撑气囊6体积增大并带动顶部的光伏板10发生转动向太阳光方向倾斜，且侧电磁流量阀5打开，保护罩2重新恢复最佳高度，进而重复上述过程，保证光伏板10的光伏采光发电效率。

该装置稳定性高，操作简便，可靠性强，适应性强，光伏板10可以随着太阳的转动自适应调节其倾斜方向和倾斜角度，采光效率高，光伏发电量高，同时对发电区17内的多组光伏组件18的抗风保护性好，结构稳定，各部件之间协同配合，在夜晚时可以对光伏板10和排气筒4顶部进行风力清洁，清洁效果好，避免蚊虫或者灰尘等对光伏板10后续工作造成影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，包括底梁（16），其特征在于，所述底梁（16）的顶部设有充气膜穹顶（1），所述充气膜穹顶（1）的内部设有气压传感器，所述充气膜穹顶（1）的一侧底部设有充气模块（3），所述充气膜穹顶（1）的顶部周侧面通过侧电磁流量阀（5）连通有保护罩（2），所述保护罩（2）的内部设有发电区（17），所述发电区（17）的内部均匀阵列设有多组光伏组件（18）；

所述充气模块（3）包括控制器（301），所述控制器（301）与光伏组件（18）的发电输出端电性连接，所述控制器（301）的输出端分别电性连接有鼓风机（302）和蓄电池（303），所述蓄电池（303）的输出端与鼓风机（302）的输入端电性连接；

所述保护罩（2）正对发电区（17）的一侧通过电控阀（12）连通有清洁管（11），所述充气膜穹顶（1）的顶部均匀阵列设有多组排气筒（4），所述排气筒（4）输入端与充气膜穹顶（1）的顶部通过电磁排气流量阀（14）相连通；

所述光伏组件（18）包括光伏板（10），所述光伏板（10）转动连接于充气膜穹顶（1）顶部，所述光伏板（10）的底部一侧设有第一支撑气囊（6），所述第一支撑气囊（6）的底部通过第一电磁流量阀（7）与充气膜穹顶（1）的顶部相连通，所述光伏板（10）的底部另一侧设有第二支撑气囊（8），所述第二支撑气囊（8）的底部通过第二电磁流量阀（9）与充气膜穹顶（1）的顶部相连通；

多组所述光伏板（10）的输出端均通过电流传感器与控制器（301）的输入端相连通。

2.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述清洁管（11）的侧端部设有第一过滤网（13），所述排气筒（4）的顶部端部设有第二过滤网（15），所述排气筒（4）和清洁管（11）的顶部均设有遮雨罩。

3.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述控制器（301）电性控制各电气元件，所述底梁（16）的底部与建筑顶部相拼接，所述底梁（16）为密封不透气结构，所述充气膜穹顶（1）的内部设有支撑骨架。

4.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）的顶部均通过铰接座与光伏板（10）的底部转动连接，所述充气膜穹顶（1）、保护罩（2）、第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）的材料均相同且为弹性材料。

5.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）周侧面均设有电磁出气阀，当所述第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）的内部不存在气体时，所述光伏板（10）的顶部与排气筒（4）的顶部均平齐，所述清洁管（11）的输出端正对光伏板（10）的顶部，所述保护罩（2）的高度与第一支撑气囊（6）或者第二支撑气囊（8）任一最大高度值相同。

6.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述鼓风机（302）的输入端与充气膜穹顶（1）的外界相连通，所述鼓风机（302）的输出端正对充气膜穹顶（1）内部。

7.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，多组所述光伏板（10）的产电量大于鼓风机（302）的耗电量，白天时，所述控制器（301）控制光伏板（10）所发电量的一部分直接驱动鼓风机（302）向充气膜穹顶（1）内部供气，所述光伏板（10）所发电量的另一部分存储到所述蓄电池（303）内部；夜晚时，所述蓄电池（303）向鼓风机（302）供电。

8.根据权利要求1所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置，其特征在于，所述光伏板（10）为不锈钢基底薄膜太阳能电池或者聚酰亚胺基底薄膜太阳能电池。

9.充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置的控制方法，所述方法利用如权利要求1-8任一所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置实现光伏发电，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述底梁（16）安装至建筑顶部，所述控制器（301）控制鼓风机（302）启动并向充气膜穹顶（1）内部充气，当所述气压传感器检测到的气压值到达所设的气压预设值时，所述控制器（301）控制电磁排气流量阀（14）打开至最大程度，所述充气膜穹顶（1）处于稳定状态；

S2、当太阳从东边升起，所述控制器（301）控制第一电磁流量阀（7）和侧电磁流量阀（5）均打开，所述充气膜穹顶（1）内的气体分别进入第一支撑气囊（6）和保护罩（2）内，所述第一支撑气囊（6）和保护罩（2）的高度均达到最大值，所述光伏板（10）正对太阳光；

S3、所述控制器（301）控制光伏板（10）所发电量的一部分电流直接作用到鼓风机（302）端并驱动鼓风机（302）工作，所述光伏板（10）所发电量的另一部分电流储存到蓄电池（303）内部；

S4、当所述电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，所述控制器（301）控制第二支撑气囊（8）底部的第二电磁流量阀（9）打开，所述充气膜穹顶（1）内的气体沿第二电磁流量阀（9）进入第二支撑气囊（8）内，所述第二支撑气囊（8）内的气体量不断增大且高度不断上升，所述光伏板（10）在底部第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）的支撑作用下发生转动，所述光伏板（10）的顶部正对太阳光；

S5、当太阳处于正中位置，所述第一支撑气囊（6）和第二支撑气囊（8）高度相同，当太阳继续移动，所述电流传感器检测到的电流值小于所设的电流预设值时，所述控制器（301）控制第一支撑气囊（6）端部的电磁出气阀打开，所述第一支撑气囊（6）内的气体排出，所述第一支撑气囊（6）体积减小并带动光伏板（10）继续转动并向反方向倾斜；

S6、当夜晚时，所述电流传感器检测到的电流值为零，所述第二支撑气囊（8）端部的电磁出气阀和侧电磁流量阀（5）均打开并将内部气体排出，所述光伏板（10）处于水平位置，所述保护罩（2）高度下降至最小值，所述控制器（301）控制蓄电池（303）内的电流作用到鼓风机（302）端并驱动鼓风机（302）工作；

S7、当外界温度降低时，所述气压传感器检测到的气压值小于所设的气压预设值，所述控制器（301）控制电磁排气流量阀（14）打开程度减小，所述鼓风机（302）向充气膜穹顶（1）内继续补气，当所述气压传感器检测到的气压值到达所设的气压预设值时，所述控制器（301）控制侧电磁流量阀（5）和电控阀（12）打开，所述鼓风机（302）向充气膜穹顶（1）内排入的多余气体沿清洁管（11）排出并对光伏板（10）和排气筒（4）顶部进行风力清洁。

10.根据权利要求9所述的充气膜穹顶建筑光伏储能一体化装置的控制方法，其特征在于，当所述第一电磁流量阀（7）、第二电磁流量阀（9）和侧电磁流量阀（5）均打开时，所述控制器（301）均控制电磁排气流量阀（14）减小对应的打开程度。

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