CN117914240B - 一种光伏建筑一体化光伏储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光伏储能技术领域的一种光伏建筑一体化光伏储能装置，包括调节组件、负压组件、建筑本体、两组光伏组件和温度监测组件，建筑本体包括倒V型的屋顶，光伏组件均包括支撑架和太阳能板；温度监测组件进行太阳能板处的温度监测，温度到达第一预设值时，两个太阳能板形成V型，带动负压组件产生负压，并通过空气放大器传送至屋顶一侧，增加了屋顶上气体的流通速度。两个太阳能板形成V型时，两个太阳能板与屋顶形成中部镂空的X形，允许风直接流过，减少了空气在太阳能板上的滞留，从而提高了风的流速。温度到达第二预设值时调节组件进行紧急降温。由此避免了光伏组件温度过高影响光伏组件的转换效率，从而提高其工作效率，增加发电量。

Description

一种光伏建筑一体化光伏储能装置

技术领域

本发明属于光伏储能技术领域，具体是一种光伏建筑一体化光伏储能装置。

背景技术

光伏建筑一体化（BIPV）是一种将太阳能发电与建筑相结合的技术。它通过在建筑物上安装光伏电池板，将太阳能转化为电能，实现建筑物的自给自足或减少对传统电网的依赖。光伏建筑一体化技术不仅有助于减少能源消耗和碳排放，还能为建筑物提供绿色、可再生的能源。

这种装置可以在光伏电池板产生的电能超过建筑物即时消耗时，将这些电能储存起来，并在需要时释放出来。这种装置的应用不仅可以解决光伏建筑一体化技术的能源储存和调度问题，还能提高光伏建筑的能源利用效率和稳定性。光伏建筑一体化光伏储能装置作为一种新型技术，可以有效解决光伏建筑一体化技术的能源储存和调度问题，提高能源利用效率和稳定性。

现有的光伏建筑中，将光伏板表面进行重复清洗，防止光伏板表面出现灰尘积攒，影响其吸收太阳能效果。但是，在增加吸收太阳能效果的同时，大量太阳能被装置吸收后转化为电能，这个过程中会伴随着一定的热量产生，导致装置温度升高。由于光伏组件是基于光电效应工作的，当光子进入光伏组件时，光能转换为电能。但当温度升高时，光伏组件的晶体结构的电荷载流子浓度发生变化，影响了这一光电转换过程。所以，随着温度的升高，光伏组件中的电池电压会降低，导致输出功率减小。因此温度对光伏组件的转换效率有显著影响。高温还会引起光伏组件内部电路的电阻增加，这同样会降低转换效率。同时，高温会导致光伏组件中的电池板发生热衰减，使得电池板的性能下降。因此，本方案提出了一种光伏建筑一体化光伏储能装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种光伏建筑一体化光伏储能装置，以避免光伏组件温度过高影响光伏组件的转换效率，从而提高其工作效率，增加发电量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种光伏建筑一体化光伏储能装置，包括建筑本体、两组光伏组件和温度监测组件，建筑本体包括倒V型的屋顶，两组光伏组件分别安装于屋顶两侧，光伏组件均包括支撑架和太阳能板，太阳能板靠近屋顶顶部一侧均转动连接有辅助杆，辅助杆远离太阳能板一端均转动连接于屋顶上，太阳能板远离屋顶顶部一侧的底部均固定连接有升降杆；

辅助杆一侧设有负压组件，负压组件连通有空气放大器，空气放大器位于屋顶顶部的一侧；温度监测组件信号连接有处理器，处理器信号连接有控制器，控制器信号连接有调节组件，升降杆与控制器信号连接；

温度监测组件用于监测太阳能板处的温度信息，并将温度信息传送至处理器中，当温度到达第一预设值时，控制器控制升降杆运行，使两个太阳能板形成V型；此时带动辅助杆产生转动，并使负压组件产生负压气体，负压组件产生的负压气体传送至空气放大器处，增加屋顶上气体的流通速度；当温度到达第二预设值时，温度监测组件带动调节组件运行，调节组件用于进行紧急降温。

采用上述方案的原理及有益效果：

使用装置时，利用温度监测组件进行太阳能板处的温度信息监测，并将温度信息传送至处理器中，当温度到达第一预设值时，控制器控制升降杆运行，使两个太阳能板产生转动并形成V型；太阳能板转动时带动负压组件产生负压，并通过空气放大器传送至屋顶一侧，增加了屋顶上气体的流通速度。

当两个太阳能板形成V型时，两个太阳能板与屋顶形成中部镂空的X形，此时，X形的中部镂空设计允许风直接流过，减少了空气在太阳能板上的滞留，从而提高了风的流速。太阳能板和屋顶之间的空隙产生的温度差异可以促进自然对流。这种对流效应可以将热空气带走，并引入新鲜的冷空气。随着风的流速增加，太阳能板表面可以更快地散热。这有助于将太阳能板的工作温度维持在一个适宜的范围内，从而提高其光电转换效率。

当温度到达第二预设值时，温度监测组件带动调节组件运行，调节组件用于进行紧急降温。

由此，通过实时监测温度，调节组件可以在温度过高时迅速作出反应，进行紧急降温，保护太阳能板和其他组件不受高温损害。这种调节系统可以确保太阳能板在工作过程中保持稳定的温度状态，避免了光伏组件温度过高影响光伏组件的转换效率，从而提高其工作效率，增加发电量。

进一步，处理器信号连接有太阳跟踪器，太阳跟踪器用于监测太阳光的照射角度，并将照射角度信息传送至处理器中，处理器将照射角度信息进行处理后传送至控制器中，控制器基于照射角度信息控制升降杆运行，从而控制太阳能板的角度。

有益效果：通过实时跟踪太阳的位置并调整太阳能板的角度，可以确保太阳能板最大程度地接收太阳光，从而提高能源的产量。通过调整太阳能板的角度，可以减少直射太阳光的照射时间，从而降低太阳能板的温度。这有助于提高其光电转换效率和使用寿命。

进一步，温度监测组件包括筒体，筒体内滑动配合有活塞，活塞一侧的筒体内装有膨胀液，膨胀液能够热胀冷缩；筒体内侧壁固定连接有压力感应器，压力感应器与处理器信号连接，活塞远离膨胀液一侧固定连接有推杆，推杆远离活塞一端与调节组件连接。

有益效果：膨胀液的热胀冷缩特性使得温度监测组件能够迅速对温度变化作出反应，提高了监测的准确性和响应速度。压力感应器能够准确测量筒体内压力的变化，从而推断出活塞位置的变化，进一步获得温度信息。这种高精度测量技术提高了温度监测的准确性和可靠性。由于活塞和筒体的滑动配合，这种设计减少了机械磨损和摩擦，提高了整个组件的可靠性和使用寿命。通过活塞和推杆的连接，调节组件可以根据温度变化进行自动调节，从而保持太阳能板温度的稳定状态。这有助于提高整个系统的稳定性和可靠性。这种设计结构相对简单，部件较少，因此降低了维护成本和难度。

进一步，调节组件包括空心的壳体，壳体内滑动连接有滑块，滑块一侧与推杆固定连接，滑块中部设有空腔，空腔周侧连通有若干通口，空腔远离推杆一侧连通有输水管，壳体远离推杆的周侧设有若干开口，开口能够与通口对应。

有益效果：调节组件采用空心壳体、滑块和输水管等简单结构组成，设计简洁，降低了制造成本和维护难度。滑块与壳体的滑动连接使得调节组件可以根据需要进行多方向的调节，适应不同的工作场景和环境条件。

当膨胀液膨胀带动活塞和推杆移动时，推杆推动滑块移动，当滑块上的通口与筒体上的开口重合时，输水管将水从开口处输出，由此便于对太阳能板进行紧急降温，同时能够利用水将太阳能板上的灰尘或杂质去除，提高太阳能板的散热效果。

进一步，负压组件包括气筒，气筒内滑动配合有辅助块，辅助块一侧铰接有连接杆，连接杆远离辅助块一端与辅助杆转动连接，气筒远离连接杆一侧连通有单向进气阀和单向出气阀，单向出气阀通过辅助管与空气放大器连通。

有益效果：负压组件中的气筒和辅助块采用滑动配合方式，可以在一定范围内调节，保证负压的稳定性。由于连接杆辅助杆转动连接，辅助杆转动时能够便于推动或拉动连接杆。通过单向进气阀和单向出气阀的设计，负压组件可以快速产生负压，提高空气流通速度。

进一步，活塞、滑块和辅助块外侧均固定连接有橡胶层。

有益效果：橡胶层具有良好的弹性和密封性，可以有效地减少气体泄漏和外界杂质的侵入，提高整个装置的密封性能。橡胶层可以有效地减轻滑动摩擦和碰撞，减少部件磨损，提高整个装置的耐磨性和使用寿命。橡胶层具有较好的减震性能，可以有效地减小机械振动和噪音，提高整个装置的运行稳定性和舒适性。

进一步，开口处连通有辅助管，辅助管上连通有高压喷头。

有益效果：高压喷头可以将水或其他冷却液体雾化，通过辅助管喷向开口处。这种雾化的水流能够增加与太阳能板的接触面积，提高散热效率。

进一步，单向出气阀处连通有压力阀。

有益效果：压力阀可以控制通过单向出气阀的气体压力，使气筒内存储一定的负压后输出。

附图说明

图1为本发明实施例的光伏建筑一体化光伏储能装置示意图。

图2为本发明实施例的太阳能板形成V型时的侧视图。

图3为本发明实施例的筒体和壳体的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：建筑本体1、光伏组件2、温度监测组件3、屋顶4、支撑架5、太阳能板6、升降杆7、负压组件8、空气放大器9、辅助杆10、橡胶层11、调节组件12、太阳跟踪器13、筒体14、活塞15、膨胀液16、压力感应器17、推杆18、壳体19、滑块20、空腔21、通口22、输水管23、开口24、辅助管25、高压喷头26、气筒27、连接杆28。

实施例一

实施例基本如附图1、附图2和附图3所示：

一种光伏建筑一体化光伏储能装置，包括建筑本体1、两组光伏组件2和温度监测组件3，建筑本体1包括倒V型的屋顶4，两组光伏组件2分别安装于屋顶4两侧，光伏组件2均包括支撑架5和太阳能板6，太阳能板6靠近屋顶4顶部一侧均转动连接有辅助杆10，辅助杆10远离太阳能板6一端均转动连接于屋顶4上，太阳能板6远离屋顶4顶部一侧的底部均通过螺钉固定连接有升降杆7。辅助杆10一侧设有负压组件8，负压组件8连通有空气放大器9，空气放大器9位于屋顶4顶部的一侧。

温度监测组件3信号连接有处理器，处理器信号连接有控制器，控制器信号连接有调节组件12，升降杆7与控制器信号连接。温度监测组件3包括筒体14，筒体14底部固定连接于支撑架5上，筒体14内滑动配合有活塞15，活塞15一侧的筒体14内装有膨胀液16，膨胀液16能够热胀冷缩；筒体14内侧壁固定连接有压力感应器17，压力感应器17与处理器信号连接，活塞15远离膨胀液16一侧通过螺钉固定连接有推杆18，推杆18远离活塞15一端与调节组件12连接。

温度监测组件3用于监测太阳能板6处的温度信息，并将温度信息传送至处理器中，当温度到达第一预设值时，控制器控制升降杆7运行，使两个太阳能板6形成V型；此时带动辅助杆10产生转动，并使负压组件8产生负压气体，负压组件8产生的负压气体传送至空气放大器9处，增加屋顶4上气体的流通速度。

调节组件12包括空心的壳体19，壳体19内滑动连接有滑块20，滑块20一侧与推杆18固定连接，滑块20中部设有空腔21，空腔21周侧连通有若干通口22，空腔21远离推杆18一侧连通有输水管23，壳体19远离推杆18的周侧设有若干开口24，开口24能够与通口22对应。开口24处连通有辅助管25，辅助管25上连通有高压喷头26。当温度到达第二预设值时，温度监测组件3带动调节组件12运行，调节组件12用于进行紧急降温。

具体实施过程如下：

安装两组光伏组件2和温度监测组件3至屋顶4上，连接负压组件8和空气放大器9。利用温度监测组件3监测太阳能板6处的温度信息，此时，膨胀液16会根据热胀冷缩的原理产生变化，筒体14内的膨胀液16受热膨胀，带动活塞15在筒体14内向上移动，活塞15向上移动时将挤压压力感应器17，压力感应器17将压力信号转换为电信号，判定温度到达第一预设值。

当温度到达第一预设值时，控制器控制升降杆7上升，升降杆7将两个太阳能板6的两侧向上推，此时太阳能板6带动辅助杆10产生转动，并使两个太阳能板6形成V型。辅助杆10转动时带动负压组件8产生负压气体，负压组件8产生的负压气体传送至空气放大器9处，负压气体经过空气放大器9时，空气放大器9将气体进行放大，增加屋顶4上气体的流通的速度。

当温度持续上升时，膨胀液16持续膨胀，膨胀液16推动活塞15继续向上移动，此时活塞15推动推杆18移动。当滑块20放入通口22与壳体的开口24连通时，判定温度到达第二预设值，此时空腔21内的水通过通口22、开口24和辅助管25流出，最终流至高压喷头26处，高压喷头26将水流以高压形式喷出，实现紧急降温。

通过实时监测温度，调节组件12可以在温度过高时迅速作出反应，进行紧急降温，保护太阳能板6和其他组件不受高温损害。这种调节系统可以确保太阳能板6在工作过程中保持稳定的温度状态，避免了光伏组件2温度过高影响光伏组件2的转换效率，从而提高了其工作效率和发电量。

实施例二

本实施例与上述实施例的区别在于：处理器信号连接有太阳跟踪器13，太阳跟踪器13固定连接于屋顶4上，太阳跟踪器13用于监测太阳光的照射角度，并将照射角度信息传送至处理器中，处理器照射角度信息进行处理后传送至控制器中，控制器基于照射角度信息控制升降杆7运行，从而控制太阳能板6的角度。

具体实施过程如下：

处理器接收到太阳跟踪器13传送的照射角度信息后，进行处理。处理器将处理后的照射角度信息传送至控制器。控制器基于接收到的照射角度信息，通过控制升降杆7的运行，调整太阳能板6的角度。随着太阳位置的变化，控制器持续接收和处理太阳跟踪器13传送的照射角度信息，并调整升降杆7，使太阳能板6始终保持最佳的接收角度。

实施例三

本实施例与上述实施例的区别在于：负压组件8包括气筒27，气筒27内滑动配合有辅助块，辅助块一侧铰接有连接杆28，连接杆28远离辅助块一端与辅助杆10转动连接，气筒27远离连接杆28一侧连通有单向进气阀和单向出气阀，单向出气阀通过辅助管25与空气放大器9连通。活塞15、滑块20和辅助块外侧均固定连接有橡胶层11。单向出气阀处连通有压力阀。

具体实施过程如下：

当辅助杆10转动时，辅助杆10推动连接杆28移动，连接杆28带动辅助块在气筒27内移动，辅助块挤压气筒27一侧的气体，使单向出气阀打开，由于压力阀的阻挡，辅助块挤压气筒27一侧的气体使气筒27内的气体压力增大，当气筒27内的压力增加到压力阀的阀值时，压力阀开启，气筒27内的气体通过单向出气阀和压力阀输出，经过辅助管25和空气放大器9进一步放大后，释放到屋顶4一侧，增加屋顶4上气体的流通速度。当辅助杆10反向转动时，辅助杆10拉动连接杆28移动，连接杆28带动辅助块在气筒27内向反方向移动，利用单向进气阀吸入气体，为下次形成负压气体做准备。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种光伏建筑一体化光伏储能装置，其特征在于：包括建筑本体、两组光伏组件和温度监测组件，建筑本体包括倒V型的屋顶，两组光伏组件分别安装于屋顶两侧，光伏组件均包括支撑架和太阳能板，太阳能板靠近屋顶顶部一侧均转动连接有辅助杆，辅助杆远离太阳能板一端均转动连接于屋顶上，太阳能板远离屋顶顶部一侧的底部均固定连接有升降杆；

辅助杆一侧设有负压组件，负压组件连通有空气放大器，空气放大器位于屋顶顶部的一侧；温度监测组件信号连接有处理器，处理器信号连接有控制器，控制器信号连接有调节组件，升降杆与控制器信号连接；

温度监测组件用于监测太阳能板处的温度信息，并将温度信息传送至处理器中，当温度到达第一预设值时，控制器控制升降杆运行，使两个太阳能板形成V型；此时带动辅助杆产生转动，并使负压组件产生负压气体，负压组件产生的负压气体传送至空气放大器处，增加屋顶上气体的流通速度；当温度到达第二预设值时，温度监测组件带动调节组件运行，调节组件用于进行紧急降温；

温度监测组件包括筒体，筒体内滑动配合有活塞，活塞一侧的筒体内装有膨胀液，膨胀液能够热胀冷缩；筒体内侧壁固定连接有压力感应器，压力感应器与处理器信号连接，活塞远离膨胀液一侧固定连接有推杆，推杆远离活塞一端与调节组件连接；

调节组件包括空心的壳体，壳体内滑动连接有滑块，滑块一侧与推杆固定连接，滑块中部设有空腔，空腔周侧连通有若干通口，空腔远离推杆一侧连通有输水管，壳体远离推杆的周侧设有若干开口，开口能够与通口对应；

开口处连通有辅助管，辅助管上连通有高压喷头。

2.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化光伏储能装置，其特征在于：处理器信号连接有太阳跟踪器，太阳跟踪器用于监测太阳光的照射角度，并将照射角度信息传送至处理器中，处理器将照射角度信息进行处理后传送至控制器中，控制器基于照射角度信息控制升降杆运行，从而控制太阳能板的角度。

3.根据权利要求2所述的光伏建筑一体化光伏储能装置，其特征在于：负压组件包括气筒，气筒内滑动配合有辅助块，辅助块一侧铰接有连接杆，连接杆远离辅助块一端与辅助杆转动连接，气筒远离连接杆一侧连通有单向进气阀和单向出气阀，单向出气阀通过辅助管与空气放大器连通。

4.根据权利要求3所述的光伏建筑一体化光伏储能装置，其特征在于：活塞、滑块和辅助块外侧均固定连接有橡胶层。

5.根据权利要求4所述的光伏建筑一体化光伏储能装置，其特征在于：单向出气阀处连通有压力阀。