CN115450549B - 一种透射式中倍太阳能聚光集成窗 - Google Patents

一种透射式中倍太阳能聚光集成窗 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,包括形成在建筑幕墙上的建筑窗框、嵌入所述建筑窗框室外侧的室外侧玻璃,以及嵌入所述建筑窗框室内侧的室内侧玻璃,所述室外侧玻璃、室内侧玻璃之间设置有与建筑窗框固定的透射式中倍太阳能聚光集成组件,所述透射式中倍太阳能聚光集成组件包括若干呈百叶状布置的聚光模块,所述聚光模块包括两端与建筑窗框铰接的固定框,所述固定框内固定有聚光板,所述聚光板靠近室内侧玻璃的一侧设置有与聚光板对应的长条状的聚光电池,能够减少遮光率从而减少对室内光照的影响,结构更加简单。

Description

一种透射式中倍太阳能聚光集成窗
技术领域
本发明涉及集成窗领域,具体涉及一种透射式中倍太阳能聚光集成窗。
背景技术
太阳能资源丰富易得,聚光技术作为新型高效的太阳能利用形式,与建筑集成有很多优势前景。玻璃幕墙和传统窗户对建筑能耗的影响很大,新型的节能型和产能型幕墙和传统窗户的研究也成为研究热点。将聚光技术与建筑幕墙集成,首先需要设计出适用于与建筑的聚光模块。太阳能聚光单元需要对太阳的高度角进行跟踪,以合理的联动控制方式将聚光模块组成的阵列联动控制,可以简化结构,减少系统能耗量,提高太阳能收集效率。
中国专利CN108425613A公开了聚光式太阳能光电建筑集成窗,利用聚光模块对太阳能进行了收集,但是上述专利存在以下缺点:1、上述专利的聚光模块采用的是若干点阵式布置的结构,聚光模块占用空间较大,遮挡面积较大,会影响窗户的正常采光;2、上述专利的点阵式聚光模块的以万向轴承作为支点的联动控制方式的结构相对复杂,不容易加工和安装,使用效果不够理想。
发明内容
针对上述存在的技术不足,本发明的目的是提供一种透射式中倍太阳能聚光集成窗。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,包括形成在建筑幕墙上的建筑窗框、嵌入所述建筑窗框室外侧的室外侧玻璃,以及嵌入所述建筑窗框室内侧的室内侧玻璃,所述室外侧玻璃、室内侧玻璃之间设置有与建筑窗框固定的透射式中倍太阳能聚光集成组件,所述透射式中倍太阳能聚光集成组件包括若干呈百叶状布置的聚光模块,所述聚光模块包括两端与建筑窗框铰接的固定框,所述固定框内固定有聚光板,所述聚光板靠近室内侧玻璃的一侧设置有与聚光板对应的长条状的聚光电池,所述聚光电池固定在电池固定板上,所述电池固定板通过固定支架与固定框固定,所述电池固定板的两端对应设置有副传动臂,若干层所述副传动臂通过固定构件与传动杆连接,所述副传动臂能够随着所述传动杆上、下移动进而带动固定框旋转,所述传动杆通过固定构件连接有主传动臂,所述主传动臂通过活动支撑构件连接有能够驱动传动杆上、下移动的动力驱动器固定,所述动力驱动器通过开窗器支架与所述建筑窗框内侧面固定,所述建筑窗框上安装有太阳跟踪控制器,所述动力驱动器由安装在开窗器支架的电机驱动,所述太阳跟踪控制器与电机电连接。
优选地,所述固定支架的一端与固定框黏贴固定,所述固定支架远离固定框的一端与电池固定板黏贴固定,所述固定支架、固定框、电池固定板形成一个三角形截面结构。
优选地,所述副传动臂形成有与电池固定板对应的钩状结构,所述副传动臂钩状结构端与电池固定板黏贴固定,所述副传动臂远离钩状结构的一端通过固定构件与传动杆固定,所述副传动臂的中部通过固定构件与建筑窗框铰接固定。
优选地,所述电池固定板两端分别设置有正电极和负电极,所述正电极和负电极分别通过导线对应连接所述聚光电池的正极和负极。
优选地,若干个聚光电池采用串联或并联的方式连接。
优选地,所述电池固定板通过导热硅胶与所述聚光电池固定连接。
优选地,所述聚光电池布置于聚光板的光线汇集路径上。
本发明的有益效果在于:
本发明采用长条状聚光电池设置能够减少遮光率从而减少对室内光照的影响,本发明采用传动杆带动副传动臂来带动聚光板旋转,采用单轴旋转跟踪,结构更加简单,制作安装更加方便,能够实现与太阳跟踪控制器的配合,进而提高太阳能的收集效率。
本发明将聚光阵列系统集成在建筑表皮中,依靠窗框完成聚光模块的固定支撑,通过聚光模块设计和联动系统设计将聚光系统集成于建筑中,利用聚光技术高效地收集太阳能,将聚光技术集成运用到建筑表皮中,通过追踪太阳,收集太阳能,产生的电能和热能可以被建筑利用,同时可以营造室内的动态光环境;将该装置集成应用于建筑幕墙或窗户上时,由于模块跟踪太阳时产生的空隙,允许光线进入室内,同时提供必要的自然采光;模块背后采用新型的单轴联动结构,在整个聚光阵列中只需要垂直驱动系统,在开窗器支架处单独设置电机,相比于每个模块单独设置电机,能够减少电机的使用量,简化了系统的复杂程度,也使得在整个聚光阵列的模块的角度联动控制,避免出现个别模块偏差问题。
聚光模块可以作为建筑窗框的构件,起到遮阳、收集太阳能的功能,单轴联动系统充分利用建筑本身的窗框结构来实现系统结构的固定支撑,在简化结构的同时,也在很大程度上加强了系统的稳定性;本发明所采用的以传动臂作为连接杆,以固定构件和活动构件作为节点的联动控制方式在控制形式和结构组成上达到了很大程度上的简化;室内外侧的玻璃可以同时为聚光阵列和单轴联动控制系统提供保护,让聚光系统不受到室外天气影响,同时使室内空间免受聚光组件的影响;本发明聚光模块与建筑集成后不占用室外空间和室内空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明透射式中倍太阳能聚光集成窗外侧的轴测示意图;
图2是本发明透射式中倍太阳能聚光集成窗内侧的轴测示意图;
图3是本发明中聚光模块分解结构示意图;
图4是图1的正面视图;
图5是图1的背面视图;
图6是图1去掉建筑窗框上部分的俯视图;
图7是图1去掉建筑窗框一侧面的侧视图;
图8是本发明的传动杆、主传动臂、动力驱动器、活动支撑构件、电机之间的连接示意图;
图中:1、聚光模块;1-1、固定框;1-2、聚光板;1-3、固定支架;1-4、电池固定板;1-5、聚光电池;1-6、正电极;1-7、负电极;1-8、主传动臂;1-9、副传动臂;1-10、固定构件;2、太阳跟踪控制器;3、传动杆;4、电机;5、开窗器支架;6、动力驱动器;7、活动支撑构件;8、室内侧玻璃;9、室外侧玻璃;10、建筑窗框。
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。
如图1至图8所示,本实施例提供一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,包括有形成在建筑幕墙上的建筑窗框10,嵌入所述建筑窗框10室外侧的室外侧玻璃9以及嵌入所述建筑窗框10室内侧的室内侧玻璃8,所述室外侧玻璃9、室内侧玻璃8之间设置有与建筑窗框10固定的透射式中倍太阳能聚光集成组件,所述透射式中倍太阳能聚光集成组件包括若干呈百叶状布置的聚光模块1,所述聚光模块1包括两端与建筑窗框10铰接的固定框1-1,所述固定框1-1内固定有聚光板1-2,所述聚光板1-2靠近室内侧玻璃8的一侧设置有与聚光板1-2对应的长条状的聚光电池1-5,所述聚光电池1-5固定在电池固定板1-4上,所述电池固定板1-4通过固定支架1-3与固定框1-1固定,所述电池固定板1-4的两端对应设置有副传动臂1-9,若干层所述副传动臂1-9通过固定构件1-10与传动杆3连接,所述副传动臂1-9能够随着所述传动杆3上、下移动进而带动固定框1-1旋转,所述传动杆3通过固定构件1-10连接有主传动臂1-8,所述主传动臂1-8通过活动支撑构件7连接有能够驱动传动杆3上、下移动的动力驱动器6固定,所述动力驱动器6通过开窗器支架5与所述建筑窗框10内侧面固定,所述建筑窗框10上安装有太阳跟踪控制器2,所述动力驱动器6由安装在开窗器支架5的电机4驱动,所述太阳跟踪控制器2与电机4电连接。
所述固定支架1-3的一端与固定框1-1黏贴固定,所述固定支架1-3固定在固定框1-1的四个边角上,所述固定支架1-3远离固定框1-1的一端与电池固定板1-4黏贴固定,所述固定支架1-3、固定框1-1、电池固定板1-4形成一个三角形截面结构。
所述副传动臂1-9形成有与电池固定板1-4对应的钩状结构,所述副传动臂1-9钩状结构端与电池固定板1-4黏贴固定,所述副传动臂1-9远离钩状结构的一端通过固定构件1-10与传动杆3固定,所述副传动臂1-9的中部通过固定构件1-10与建筑窗框10铰接固定,副传动臂1-9以与建筑窗框10铰接固定的固定构件1-10为转轴支点,当传动杆3上、下移动时,副传动臂1-9钩状结构端会带动电池固定板1-4转动进而带动固定框1-1、聚光板1-2转动。
所述电池固定板1-4两端分别设置有正电极1-6和负电极1-7,所述正电极1-6和负电极1-7分别通过导线对应连接所述聚光电池1-5的正极和负极。若干个聚光电池1-5采用串联或并联的方式连接。所述电池固定板1-4通过导热硅胶与所述聚光电池1-5固定连接。所述聚光电池1-5布置于聚光板1-2的光线汇集路径上,聚光模块1能够对垂直入射到聚光板1-2上的直射光线有汇聚作用,从而在聚光电池1-5处接受汇聚光线产生电能。
在实施例中,所述太阳跟踪控制器2是采用成都诱光科技的GZE-103或GZW-104太阳跟踪控制器;或是采用乐清贝豪电器的TY-205M太阳能跟踪控制器。
本实施例的聚光电池1-5采用本领域技术人员所熟知的现有方式并入电网,在此不作详细描述。
本实施例的聚光模块1、固定框1-1、聚光板1-2、固定支架1-3、电池固定板1-4、聚光电池1-5、正电极1-6、负电极1-7、主传动臂1-8、副传动臂1-9、固定构件1-10、太阳跟踪控制器2、传动杆3、电机4、开窗器支架5、动力驱动器6、活动支撑构件7、室内侧玻璃8、室外侧玻璃9、建筑窗框10采用本领域技术人员所熟知的现有产品或结构,其相互之间的连接也采用本领域技术人员所熟知的现有连接方式,在此不再作详细描述。
如图8所示,开窗器支架5通过螺钉与建筑窗框10固定,活动支撑构件7采用带滑槽的T字型结构设置,活动支撑构件7通过电机4采用本领域技术人员所熟知的现有方式与开窗器支架5固定,动力驱动器6包括铰接安装在活动支撑构件7上的偏心转轮、与偏心转轮连接的驱动臂,驱动臂与偏心轮的连接采用本领域技术人员所熟知的现有连接方式,在此不作详细描述,所述驱动臂的一端与电机4采用本领域技术人员所熟知的现有方式固定,主传动臂1-8可滑动设置在活动支撑构件7的滑槽内,主传动臂1-8下端与驱动臂铰接固定,太阳跟踪控制器2根据太阳光的照射情况来控制电机4的旋转角度,电机4旋转带动动力驱动器6旋转,进而带动主传动臂1-8沿着活动支撑构件7内的滑槽进行向上或向下移动,主传动臂1-8移动带动传动杆3进行向上或向下移动,传动杆3带动副传动臂1-9移动进而带动固定框1-1、聚光板1-2旋转,从而根据外部光照,调整聚光板的旋转角度,进而更好的收集太阳能。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,其特征在于,包括形成在建筑幕墙上的建筑窗框(10)、嵌入所述建筑窗框(10)室外侧的室外侧玻璃(9),以及嵌入所述建筑窗框(10)室内侧的室内侧玻璃(8),其特征在于,所述室外侧玻璃(9)、室内侧玻璃(8)之间设置有与建筑窗框(10)固定的透射式中倍太阳能聚光集成组件,所述透射式中倍太阳能聚光集成组件包括若干呈百叶状布置的聚光模块(1),所述聚光模块(1)包括两端与建筑窗框(10)铰接的固定框(1-1),所述固定框(1-1)内固定有聚光板(1-2),所述聚光板(1-2)靠近室内侧玻璃(8)的一侧设置有与聚光板(1-2)对应的长条状的聚光电池(1-5),所述聚光电池(1-5)固定在电池固定板(1-4)上,所述电池固定板(1-4)通过固定支架(1-3)与固定框(1-1)固定,所述电池固定板(1-4)的两端对应设置有副传动臂(1-9),若干层所述副传动臂(1-9)通过固定构件(1-10)与传动杆(3)连接,所述副传动臂(1-9)能够随着所述传动杆(3)上、下移动进而带动固定框(1-1)旋转,所述传动杆(3)通过固定构件(1-10)连接有主传动臂(1-8),所述主传动臂(1-8)通过活动支撑构件(7)连接有能够驱动传动杆(3)上、下移动的动力驱动器(6),所述动力驱动器(6)通过开窗器支架(5)与所述建筑窗框(10)内侧面固定,所述建筑窗框(10)上安装有太阳跟踪控制器(2),所述动力驱动器(6)由安装在开窗器支架(5)的电机(4)驱动,所述太阳跟踪控制器(2)与电机(4)电连接,所述固定支架(1-3)的一端与固定框(1-1)黏贴固定,所述固定支架(1-3)固定在固定框(1-1)的四个边角上,所述固定支架(1-3)远离固定框(1-1)的一端与电池固定板(1-4)黏贴固定,所述固定支架(1-3)、固定框(1-1)、电池固定板(1-4)形成一个三角形截面结构,所述聚光电池(1-5)布置于聚光板(1-2)的光线汇集路径上,长条状聚光电池(1-5)能够减少遮光率从而减少对室内光照的影响。
2.如权利要求1所述的一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,其特征在于,所述副传动臂(1-9)形成有与电池固定板(1-4)对应的钩状结构,所述副传动臂(1-9)钩状结构端与电池固定板(1-4)黏贴固定,所述副传动臂(1-9)远离钩状结构的一端通过固定构件(1-10)与传动杆(3)固定,所述副传动臂(1-9)的中部通过固定构件(1-10)与建筑窗框(10)铰接固定。
3.如权利要求1所述的一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,其特征在于,所述电池固定板(1-4)两端分别设置有正电极(1-6)和负电极(1-7),所述正电极(1-6)和负电极(1-7)分别通过导线对应连接所述聚光电池(1-5)的正极和负极。
4.如权利要求1所述的一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,其特征在于,若干个聚光电池(1-5)采用串联或并联的方式连接。
5.如权利要求1所述的一种透射式中倍太阳能聚光集成窗,其特征在于,所述电池固定板(1-4)通过导热硅胶与所述聚光电池(1-5)固定连接。
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