CN115874908A - 光伏发电百叶窗 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏发电百叶窗，包括：窗体，包括窗框、设在所述窗框上的内层玻璃和外层玻璃；发电装置，包括若干光伏叶片、设在所述窗框上部的驱动件、与驱动件相连的传动管、设在所述传动管上与所述光伏叶片相连的卷绳组件；储能装置，与所述光伏叶片相连，将所述光伏叶片产生的电能存储；其中，所述光伏叶片设在所述内层玻璃和所述外层玻璃的中间隔层中，经所述驱动件的作用使所述传动管转动，进而带动卷绳组件转动所述光伏叶片的角度。采用上述百叶窗可以解决光伏组件在建筑上应用时，倾角固定不变、表面积灰清理困难、故障维修困难、不透光的问题，同时兼顾遮阳百叶帘功能，实现了光伏发电、百叶遮阳及建筑采光等多项功能的完美结合。

Description

光伏发电百叶窗

技术领域

本发明涉及光伏发电百叶窗技术领域，更为具体地，涉及一种光伏发电百叶窗。

背景技术

近年来，随着社会的进步和技术的发展，光伏技术越来越成熟，并且广泛应用于各类建筑上。光伏组件可以作为建筑材料与建筑融为一体，应用于建筑的采光顶、幕墙立面等位置。

但是，在实际应用中，现有的建筑光伏系统与地面光伏电站相比，存在有下述问题。

首先，因受限于建筑方位、外观的影响，相对太阳的方位角和倾角无法改变，尤其是在建筑幕墙立面应用时，难以满足最佳发电效率所需的方位角和倾角，导致发电效率损失。

并且，建筑光伏系统多数应用在高层建筑上，光伏组件表面积灰后清洗很困难，光伏组件以建材形式固定在建筑表面，故障维修需在室外侧进行，维修困难。

此外，目前市场上的光伏组件多为不透光的，为了解决透光性，需牺牲组件的发电功率来实现。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种光伏发电百叶窗，该百叶窗可以解决光伏组件在建筑上应用时，倾角固定不变、表面积灰清理困难、故障维修困难、不透光的问题，同时兼顾遮阳百叶帘功能，实现了光伏发电、百叶遮阳及建筑采光等多项功能的完美结合。

本发明涉及的光伏发电百叶窗，包括：

窗体，包括窗框、设在所述窗框上的内层玻璃和外层玻璃；

发电装置，包括若干光伏叶片、设在所述窗框上部的驱动件、与驱动件相连的传动管、设在所述传动管上与所述光伏叶片相连的卷绳组件；

储能装置，与所述光伏叶片相连，将所述光伏叶片产生的电能存储；

其中，所述光伏叶片设在所述内层玻璃和所述外层玻璃的中间隔层中，经所述驱动件的作用使所述传动管转动，进而带动卷绳组件转动所述光伏叶片的角度。

此外，优选的方案为，在所述窗框的内侧的顶部设有顶槽，所述传动管设在所述顶槽内。

此外，优选的方案为，在所述窗框的内侧的底部设有底梁；所述卷绳组件包括卷绳筒、升降绳和梯绳，所述卷绳筒固定设在所述传动管的外周，所述升降绳自上至下依次贯穿所述光伏叶片，其一侧端部设在所述卷绳筒上，另一侧的端部设在所述底梁上，所述梯绳的端部固定设在所述卷绳筒上且与所述升降绳平行设置在所述光伏叶片的前、后侧面；

其中，所述卷绳筒根据所述传动管的正传或反转，带动所述梯绳使所述光伏叶片的角度同步翻转；

在所述光伏叶片的翻转角度至极限位置时，所述卷绳筒持续转动使所述升降绳缠绕至所述卷绳筒的外壁上，所述光伏叶片由下至上在所述升降绳的作用下被吊起，反之，缠绕在所述卷绳筒上的所述升降绳被释放，使所述光伏叶片由上至下依次释放。

此外，优选的方案为，所述光伏叶片包括叶片、光伏组件和直流互联导线；其中，

所述光伏组件设在所述叶片上，所述光伏组件经所述直流互联导线的串联和/或并联后，与所述储能装置相连。

此外，优选的方案为，还包括：

支撑框，设在所述窗框的内壁上，包括上框、侧轨、底框，在所述侧轨上设有导引槽；

叶片导向杆，一侧设在所述叶片的端部，另一侧设在所述导引槽内。

此外，优选的方案为，还包括：

太阳能跟踪控制器，根据太阳光入射角度的变化实时控制所述驱动件的转动。

此外，优选的方案为，还包括：

通孔，设在所述叶片上；

升降绳护套，设在所述通孔内。

根据本发明的光伏发电百叶窗，将发电装置设置在百叶窗的光伏叶片上，并通过储能装置将光伏叶片中的电能进行存储，解决现有技术中光伏发电装置的倾角固定不变、表面积灰清理困难、故障维修困难、不透光的问题，同时兼顾遮阳百叶帘功能，实现了光伏发电、百叶遮阳及建筑采光等多项功能的完美结合。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的光伏发电百叶窗的装配图；

图2为本发明的光伏发电百叶窗的爆炸图；

图3为本发明的支撑框的结构图；

图4为本发明的发电装置的分解图；

图5为本发明的发电装置的装配图；

图6为本发明的光伏叶片的收起状态图；

图7为本发明的光伏叶片的展开状态图；

图8为本发明的光伏叶片的结构图；

图9为本发明的底梁的示意图。

附图标记说明：

1、窗体；2、发电装置；3、逆控装置；4、储能装置；5、双层固定窗；6、双层开启窗；7、窗框；8、外层玻璃；9、内层玻璃；10、扣条；11、支撑框；12、驱动机构；13、光伏叶片；14、底梁；15、太阳能跟踪控制器；16、上框；17、侧轨；18、底框；19、尼龙衬条；20、顶槽；21、电机支座；22、驱动件；23、转轮；24、传动管；25、皇冠；26、卷绳组件26；27、尾插；28、尾插支座；29、升降绳、30、梯绳；31、卷绳筒；32、卷绳筒支座；33、叶片；34、光伏组件；35、升降绳护套；36、叶片导向杆；37、直流互联导线；38、底梁端盖；39、升降绳固定栓；40、底梁导向杆。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

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。

图1为本发明的光伏发电百叶窗的装配图；图2为本发明的光伏发电百叶窗的爆炸图；图3为本发明的支撑框的结构图；图4为本发明的发电装置的分解图；图5为本发明的发电装置的装配图；图6为本发明的光伏叶片的收起状态图；图7为本发明的光伏叶片的展开状态图；图8为本发明的光伏叶片的结构图；图9为本发明的底梁的示意图。

如图1-图9共同所示，本发明涉及的光伏发电百叶窗，包括窗体1、发电装置2和储能装置4。窗体1包括窗框7、设在窗框7上的内层玻璃9和外层玻璃8，发电装置2包括若干光伏叶片13、设在窗框7上部的驱动件22、与驱动件22相连的传动管24、设在传动管24上与光伏叶片13相连的卷绳组件26，储能装置4与光伏叶片13相连，将光伏叶片13产生的电能存储，其中，光伏叶片13设在内层玻璃9和外层玻璃8的中间隔层中，经驱动件22的作用使传动管24转动，进而带动卷绳组件26转动光伏叶片13的角度。

外层玻璃8与内层玻璃9间隔一定距离形成中间隔层，光伏叶片13设置在中间隔层内，内层玻璃9通过扣条10固定在窗框7上，在室内侧可通过拆除扣条10卸下内层玻璃9，方便对光伏叶片13进行维护维修，同时，光伏叶片13设置在窗体1内，可以根据太阳光的角度进行调节，高效率的进行储能。

具体的，在窗框7的内侧的顶部设有顶槽20，传动管24设在顶槽20内，在窗框7的内侧的底部设有底梁14，底梁14用于容置光伏叶片13。

具体的，卷绳组件26包括卷绳筒31、升降绳29和梯绳30，卷绳筒31固定设在传动管24的外周，升降绳29自上至下依次贯穿光伏叶片13，其一侧端部设在卷绳筒31上，另一侧的端部设在底梁14上，梯绳30的端部固定设在卷绳筒31上且与升降绳29平行设置在光伏叶片13的前、后侧面。

具体的操作，梯绳30调整光伏叶片13的角度，卷绳筒31根据传动管24的正传或反转，带动固定设在卷绳筒31上的梯绳30使光伏叶片13的角度同步翻转。升降绳29调整光伏叶片13的收起和释放的动作，在光伏叶片13的翻转角度至极限位置时，卷绳筒31持续转动使升降绳29缠绕至卷绳筒31的外壁上，光伏叶片13由下至上在升降绳29的作用下被吊起，反之，缠绕在卷绳筒31上的升降绳29被释放，使光伏叶片13由上至下依次释放。

具体的，光伏叶片13包括叶片33、光伏组件34和直流互联导线37，光伏组件34设在叶片33上，光伏组件34经直流互联导线37的串联和/或并联后，与储能装置4相连。在实施例中，通过直流互联导线37将相邻叶片33上光伏组件34依次连接，并通过直流互联导线37与储能装置4连接，光伏组件34将太阳能转换为电能，直流联导线37将电能传输至储能装置4，储能装置4将电能存储为自身能量并可为外界提供电能，完成光伏发电的目的。

还包括太阳能跟踪控制器15，太阳能跟踪控制器15可设在该光伏发电百叶窗的任意位置，例如驱动件22上、光伏叶片13上或者卷绳筒31上，本发明对太阳能跟踪控制器15的设置位置不做限制，均在本发明的保护范围之内，太阳能跟踪控制器15根据太阳光入射角度的变化实时控制驱动件22的转动，实现光伏叶片13的追光角度的调节。

还包括逆控装置3，逆控装置3设在光伏叶片13和储能装置4间，用于将光伏叶片13发出的直流电转换为交流电。

还包括支撑框11，支撑框11设在窗框7的内壁上，包括上框16、侧轨17、底框18，在所述侧轨17上设有导引槽，在使用时，在导引槽的两侧安装有耐磨尼龙衬条19，导引槽为光伏叶片13提供移动的轨道。

还包括叶片导向杆36，叶片导向杆36的一侧设在叶片的端部，另一侧设在导引槽内。

还包括升降绳孔和升降绳护套35，升降绳孔设在叶片33上，升降绳护套35设在升降绳孔内，降低升降绳29的磨损，延长升降绳29的使用寿命。

下面，通过更加具体的实施例对本发明的光伏发电百叶窗详细说明。

一、光伏发电百叶窗组成：

①窗体1包括：窗框7、支撑框11、内层玻璃9、外层玻璃8；

支撑框11包括：上框16、侧轨17、底框18；

②发电装置2包括：若干光伏叶片13、驱动件22、传动管24、卷绳组件26、太阳能跟踪控制器15；

光伏叶片13包括：叶片33、光伏组件34和直流互联导线37；

驱动件22为电机；

卷绳组件26包括：卷绳筒31、升降绳29、梯绳30；

③储能装置4为蓄电池；

④逆控装置3。

二、应用场景

光伏发电百叶窗具有双层的固定窗和双层的开启窗。

三、工作原理

太阳能跟踪控制器15根据太阳光的入射角度实时调整电机的启停，电机带动传动管24和设在传动管24上的梯绳30调整设在双层的固定窗和开启窗内的光伏叶片13的角度，使其充分接收太阳光的能量，最终，通过直流互联导线37将光伏叶片13产生的电能传输至储能装置4内。

同时，当光伏叶片13的角度旋转到极限时，电机持续转动使升降绳29缠绕在卷绳筒31上，实现光伏叶片13的收起和释放。

四、具体实施例

如图1所示，百叶窗为双层固定窗5和双层开启窗6，双层固定窗5和双层开启窗6内均设置有发电装置2，发电装置2经逆控装置3后与储能装置4相连。

如图2所示，为该百叶窗1的爆照示意图。外层玻璃8与内层玻璃9间隔一定距离形成中间隔层，发电装置2的光伏叶片13放置在中间隔层内，内层玻璃9通过扣条10固定在窗框7上，在室内侧可通过拆除扣条10卸下内层玻璃9，方便对光伏叶片13进行维护维修。

如图3所示，为支撑框11的结构示意图，支撑框11固定设置在窗框7的内壁上，支撑框11包括上框16、侧轨17、底框18。侧轨17上设有导向槽，槽口两侧装有耐磨尼龙衬条19，为光伏叶片13提供导向。

如图4所示，为驱动件22、传动管24和光伏叶片13间的位置关系图，其中，太阳能跟踪控制器15固定设置在顶槽20上，根据太阳入射角度的变化，实时控制光伏叶片13的角度，提高太阳能的转换效率。

如图5所示，驱动机构12，包括顶槽20、底梁14、电机支座21、驱动件22为电机、转轮23、传动管24、皇冠25、卷绳组件26、尾插27、尾插支座28、升降绳29、梯绳30。

电机支座21和尾插支座28，作为驱动机构12的支撑部件，分别固定在顶槽20的两侧端部。

驱动件22作为动力输出源，头端方轴与电机支座21相连，尾端输出轴上固定有转轮23；驱动件22与转轮23连接后，插入传动管24内，转轮23与传动管24内壁配合，并可带动传动管24同步转动。

传动管24为内外正多边形管，一端连接皇冠25，一端连接尾插27，尾插27与固定在顶槽20上的尾插支座28相连，尾插27相对尾插支座28可自由转动。

卷绳组件26包括卷绳筒31、卷绳筒支座32、升降绳29和梯绳30，卷绳筒31固定套接在传动管24外周，可随传动管24同步转动，卷绳筒支座32固定在顶槽20内。升降绳29的上端固定在卷绳筒31上，并向下依次穿过光伏叶片13的升降绳孔，下端固定在底梁14上。梯绳30依次与光伏叶片13的前、后侧面固定连接，顶部挂绕在卷绳筒31外壁沟槽上，当卷绳筒31随传动管24正转或反转时，挂绕在卷绳筒31上梯绳30拽动所有光伏叶片13翻转，从而实现光伏叶片13的角度调整。

如图6所示，当驱动件22反转时，通过输出轴带动转轮23转动，转轮23再带动传动管24同步旋转，固定套接在传动管24上的卷绳筒31亦同步旋转，通过卷绳筒31外壁沟槽与梯绳30间的静摩擦力带动固定在梯绳30上的光伏叶片13翻转；当驱动件22停转时，在静摩擦力的作用下，光伏叶片13可保持在任意翻转角度；当百叶帘驱动电机继续反转时，光伏叶片13翻转至极限位置并停止翻转，卷绳筒31外壁沟槽与梯绳30间由静摩擦状态转变为滑动摩擦状态，光伏叶片13保持极限翻转角度，卷绳筒31持续转动，与卷绳筒31固定的升降绳29被旋转缠绕到卷绳筒31的外壁上，固定在升降绳29下端的底梁14被向上吊起，底梁14在向上运动过程中，由下向上依次将相邻光伏叶片13托起，从而实现光伏叶片13的上升收起动作。

如图7所示，当驱动件22输出轴正向转动时，卷绳筒31同步正向旋转，挂绕在卷绳筒31外壁沟槽上的梯绳30，在静摩擦力作用下，带动光伏叶片13正向翻转，当光伏叶片13翻转至极限位置同时，缠绕在卷绳筒31上的升降绳29被逐渐释放，与升降绳29相连的底梁14在重力作用下向下运动，在向下运动过程中，由上至下依次将相邻的光伏叶片13释放，从而实现百叶帘叶片的下降展开动作。

如图8所示，光伏叶片13包括铝合金弧形叶片、条形光伏组件34、升降绳护套35、叶片导向杆36和直流互联导线37。铝合金弧形叶片对条形光伏组件34起到支撑和保护，升降绳护套35安装在铝合金弧形叶片的升降绳孔内，降低升降绳29的磨损。叶片导向杆36安装在铝合金弧形叶片的端头，与侧轨17配合为光伏叶片13提供运动导向。条形光伏组件34具有阳光照射发电功能，通过层压工艺将太能能发电板封装在其内部，并通过汇流条连接至条形光伏组件34背面的正、负电极上；相邻的光伏叶片13通过直流互联导线37串并联接后，接入逆控装置3将条形光伏组件34产生的直流电转换为交流电，同时将多余电流储存在储能装置4中。

如图9所示，底梁14为铝合金底梁，底梁14上设有升降绳固定栓39、底梁导向杆40和底梁端盖38。底梁14对条形光伏组件34起到支撑和保护，同时作为整个百叶帘的运动配重。升降绳29通过升降绳固定栓39安装在底梁14上；底梁端盖38安装固定在底梁14的两端，其上设置有底梁导向杆40安装方孔，底梁导向杆40与侧轨17配合为底梁14提供运动导向。直流互联导线37将安装在底梁14上的条形光伏组件34串并联接到与之相邻的光伏百叶帘叶片上，最终形成一路发电组串接入逆控装置3中。

太阳能跟踪控制器15是根据太阳入射角度的变化，控制驱动件22旋转以获得光伏叶片13最佳发电入射角度的控制器。在本实施例中，可根据太阳光入射角度变化实时控制驱动件22的转动实现光伏叶片13的追光角度调节。逆控装置3将光伏叶片13发出的直流电转换为交流电。储能设备，即蓄电池，通过逆控设备将光伏叶片13所发出的多余电能储存起来备用。

该光伏发电百叶窗，可选配储能装置4单独进行离网发电，也可多组串、并联并网发电。

根据本发明的光伏发电百叶窗，将发电装置设置在双层玻璃的百叶窗的光伏叶片上，并通过储能装置将光伏叶片中的电能进行存储，还设有太阳能跟踪控制器，由太阳能跟踪控制器根据太阳光入射角度变化实时控制电机转动实现光伏叶片的追光角度调节，解决现有技术中光伏发电装置的倾角固定不变、表面积灰清理困难、故障维修困难、不透光的问题，同时兼顾遮阳百叶帘功能，实现了光伏发电、百叶遮阳及建筑采光等多项功能的完美结合。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的光伏发电百叶窗。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的光伏发电百叶窗，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (7)

1.一种光伏发电百叶窗，其特征在于，包括：

窗体，包括窗框、设在所述窗框上的内层玻璃和外层玻璃；

发电装置，包括若干光伏叶片、设在所述窗框上部的驱动件、与驱动件相连的传动管、设在所述传动管上与所述光伏叶片相连的卷绳组件；

储能装置，与所述光伏叶片相连，将所述光伏叶片产生的电能存储；

其中，所述光伏叶片设在所述内层玻璃和所述外层玻璃的中间隔层中，经所述驱动件的作用使所述传动管转动，进而带动卷绳组件转动所述光伏叶片的角度。

2.如权利要求1所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，

在所述窗框的内侧的顶部设有顶槽，所述传动管设在所述顶槽内。

3.如权利要求2所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，

在所述窗框的内侧的底部设有底梁；

所述卷绳组件包括卷绳筒、升降绳和梯绳，所述卷绳筒固定设在所述传动管的外周，所述升降绳自上至下依次贯穿所述光伏叶片，其一侧端部设在所述卷绳筒上，另一侧的端部设在所述底梁上，所述梯绳的端部固定设在所述卷绳筒上且与所述升降绳平行设置在所述光伏叶片的前、后侧面；

其中，所述卷绳筒根据所述传动管的正传或反转，带动所述梯绳使所述光伏叶片的角度同步翻转；

在所述光伏叶片的翻转角度至极限位置时，所述卷绳筒持续转动使所述升降绳缠绕至所述卷绳筒的外壁上，所述光伏叶片由下至上在所述升降绳的作用下被吊起，反之，缠绕在所述卷绳筒上的所述升降绳被释放，使所述光伏叶片由上至下依次释放。

4.如权利要求3所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，

所述光伏叶片包括叶片、光伏组件和直流互联导线；其中，

所述光伏组件设在所述叶片上，所述光伏组件经所述直流互联导线的串联和/或并联后，与所述储能装置相连。

5.如权利要求3所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，还包括：

支撑框，设在所述窗框的内壁上，包括上框、侧轨、底框，在所述侧轨上设有导引槽；

叶片导向杆，一侧设在所述叶片的端部，另一侧设在所述导引槽内。

6.如权利要求1所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，还包括：

太阳能跟踪控制器，根据太阳光入射角度的变化实时控制所述驱动件的转动。

7.如权利要求4所述的光伏发电百叶窗，其特征在于，还包括：

通孔，设在所述叶片上；

升降绳护套，设在所述通孔内。

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