CN205725593U - 一种智能光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能光伏发电系统，包括复合光伏发电叶片(1)、中空透明板(2)、叶片转动装置(4)和电能输出装置(5)，复合光伏发电叶片(1)设置在中空透明板(2)内部并分别与叶片转动装置(4)和电能输出装置(5)连接，智能光伏发电系统还包括移动终端和微型控制单元(6)，微型控制单元(6)分别与叶片转动装置(4)、电能输出装置(5)和移动终端连接，微型控制单元(6)内设有发电量计算模块和发电功率计算模块。与现有技术相比，本实用新型集发电、遮阳、隔热于一体，实现智能控制，结构稳定、易于维护，在国家对光伏产业大力支持的情况下对人民社会生产生活具有重要的意义，具有现实的经济效益。

Description

一种智能光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能光伏发电系统，尤其是实现了集隔热、遮阳、发电、智能控制与一体的功能，同时具有玻璃门窗的透光美观之效果的光伏发电系统。

背景技术

随着我国经济建设的发展，玻璃门窗、玻璃幕墙、农业大棚温室建筑越来越普遍，对建筑保温节能的要求越来越高，凡是用于玻璃幕墙的地方均被强制要求选用中空low-e玻璃，且玻璃室内还要做专门的遮阳系统或者窗帘以起到保护隐私，对室内光线强度、温度和湿度的调节起到辅助作用，另外，现在现代化的恒温恒湿农业大棚也越来越多的应用中空透明板幕墙，国家对太阳能发电予以补贴，通过和国家电网并网实现多余电量上传国家电网，使得太阳能光伏具有现实的经济利益。

玻璃幕墙的使用大大方便美化了人们的生活，但是也有以下缺点：

1)仅仅起到保温隔热的作用，而不能对太阳光其进行充分利用，浪费了宝贵的资源。在节能环保概念渐入人心的今天，充分利用太阳光显得尤为珍贵。

2)移动互联网越来越走进我们的生活，家居智能化在现代生活中越来越普遍，单纯靠手动室内光照很不方便。

3)为了隔热，防止阳光直射室内，或出于保护室内隐私的需要，额外增加遮阳系统。

实用新型内容

本实用新型涉及一种智能光伏发电系统，包括复合光伏发电叶片、中空透明板、叶片转动装置和电能输出装置，所述的复合光伏发电叶片设置在中空透明板内部并与叶片转动装置和电能输出装置连接，其特征在于，所述的智能光伏发电系统还包括移动终端和微型控制单元，所述的微型控制单元分别与叶片转动装置、电能输出装置和移动终端连接，所述的移动终端具有用于显示发电量和发电功率的显示屏。

所述的中空透明板为钢化玻璃，分前后二层。

所述的复合光伏发电叶片设有多片，呈百叶窗帘结构排列。

所述的叶片转动装置包括与微型控制单元连接的电机、与所述电机输出轴连接的齿条以及设置在复合光伏发电叶片两端的齿轮，所述的齿轮与齿条啮合，所述的电机转动时，带动齿条和齿轮同步转动，从而带动复合光伏发电叶片整体同步转动。

所述的叶片转动装置具有导电功能，且与电能输出装置连接，安装在中空透明板外部的铝合金外框上。

所述的复合光伏发电叶片内贯穿有用于令叶片转动的内部控制导线，所述的内部控制导线两端与齿轮同轴连接。

所述的电能输出装置包括相互连接的逆变器和电流输出口，所述的叶片转动装置具有导电功能，所述的逆变器与叶片转动装置连接，收集复合光伏发电叶片产生的电流形成标准化的输出接口。

所述的电能输出装置、微控制单元、内部控制导线以及复合光伏发电叶片装配于铝合金外框内。

所述的智能光伏发电系统用于门、窗、建筑幕墙、采光顶和农业大棚中的任意一种或多种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)集智能发电、遮阳、隔热于一体，对人民社会生产生活具有重要的意义，通过移动终端将叶片角度调节指令发送给微型控制单元后，微型控制单元控制叶片转动装置，从而带动叶片转动，实现远程控制叶片角度，调节发电效率和室内光照；或者微型控制单元自动调节叶片角度，实现最大功率发电；叶片在全部闭合状态下起到遮阳帘的作用；通过移动终端还可实时获知发电功率、选择工作方式，实现智能化、个性化控制。

(2)中空透明板若为玻璃材质时选用钢化玻璃，分前后二层，具有隔热、密封安全的功能。

(3)叶片设有多片，叶片由单晶或多晶或铜铟镓硒化合物光伏材料与光伏背板复合而成，叶片呈百叶窗帘结构排列，光能接收面积大，发电量调节方便。

(4)电机转动时，带动齿条和齿轮同步转动，从而带动复合光伏发电叶片整体同步转动，齿条和齿轮稳定性好，齿条与叶片垂直，转动平稳，结构简单便于维护。

(5)叶片转动装置具有导电功能，起到汇流电缆的作用，将电能输送给逆变器，节省安装空间，所发电压低于36伏特对人体无害。

(6)复合光伏发电叶片内贯穿有用于叶片转动的内部控制导线，用于叶片转动，又能收集叶片转化的电流，将电流通过叶片转动装置传输给电能输出装置。

(7)叶片为复合光伏发电叶片，置于封闭的中空透明板内免灰尘，使用寿命超长。

(8)微型控制单元计算发电量及发电功率，并实时传输给移动终端进行显示，可方便查看实时发电量，根据发电量调节叶片角度，以使光伏发电组件以最佳角度面向太阳光，达到最高的转化效率。

(9)移动终端配有专用的APP控制软件，供用户使用，每个移动终端可连接多个叶片转动装置，实现对建筑的智能光伏发电系统的统一管理。

附图说明

图1为本实施例智能光伏发电系统的整体结构示意图；

附图标记：

1为复合光伏发电叶片；2为中空透明板；3为铝合金外框；4为叶片转动装置；5为电能输出装置；6为微控制单元；7为内部控制导线，8为移动终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实用新型涉及一种智能光伏发电系统，包括复合光伏发电叶片1、中空透明板2、叶片转动装置4和电能输出装置5，复合光伏发电叶片1设置在中空透明板2内部并分别与叶片转动装置4和电能输出装置5连接，智能光伏发电系统还包括移动终端8和微型控制单元6，微型控制单元6分别与叶片转动装置4、电能输出装置5和有线连接，微型控制单元6与移动终端8无线连接，微型控制单元6采用控制芯片，芯片内设有发电量计算模块和发电功率计算模块。每个复合光伏发电叶片1是一个独立的发电单元，太阳光通过单晶或多晶或铜铟镓硒化合物光伏材料转 化成电能，电能通过叶片两端的叶片转动装置4汇集至电能输出装置5，所发电压低于36伏特，对人体无害；

移动终端8将叶片角度调节指令发送给微型控制单元6后，微型控制单元6控制叶片转动装置4，从而带动复合光伏发电叶片1整体同步转动。叶片调节指令包括发电模式设置，发电模式包括定时开启或关闭模式、固定转动角度模式、随太阳转动模式；在定时开启或关闭模式中，用户可通过移动终端8中的APP控制软件，同时远程控制多个叶片转动装置4；由于发电叶片与太阳光的最佳发电角度为28-32度，在随太阳转动模式中，微型控制单元6根据发电功率控制叶片转动装置4，从而带动复合光伏发电叶片1整体同步转动，使复合光伏发电叶片1随太阳光角度变化而转动，选择瞬时发电功率最大的叶片角度作为对应时段的叶片角度，实现最大功率发电，微型控制单元6将发电量和发电功率实时传输给移动终端8进行显示，发电量和瞬时发电功率分别由发电量计算模块和发电功率计算模块来计算，瞬时发电功率可根据逆变器转换效率、发电面积、入射光辐照度、环境温度等计算，发电量为有效日照时间内瞬时发电功率的累积。

中空透明板2为钢化玻璃或其他亚克力等透明板材，分前后二层，具有隔热、密封的功能。

复合光伏发电叶片1设有多片，呈百叶窗帘结构排列，单个叶片由太阳能发电组件和树脂材料复合而成，例如采用单晶或多晶或铜铟镓硒化合物光伏材料与光伏背板复合而成，两端连接叶片转动装置4。

叶片转动装置4包括与微型控制单元6连接的变频调控电机、与所述电机输出轴连接的齿条以及设置在复合光伏发电叶片1两端的齿轮，齿轮与齿条啮合，电机转动时，带动齿条和齿轮同步转动，从而带动复合光伏发电叶片1整体同步转动。

叶片转动装置4具有导电功能，安装在中空透明板2外部的铝合金外框上，复合光伏发电叶片1内贯穿有用于令叶片转动的内部控制导线7，内部控制导线7两端与齿轮同轴连接，导线既可用于叶片转动，又能收集叶片转化的电流，将电流通过叶片转动装置4传输给电能输出装置5。

电能输出装置5包括相互连接的逆变器和电流输出口，逆变器与叶片转动装置4连接，为微逆变器，收集复合光伏发电叶片1产生的电流形成标准化的输出接口，可将电能并入市电，也便于多个发电单元的连接。

单晶或多晶或铜铟镓硒化合物光伏材料片1按序装配于铝合金外框3内。

本实施例的智能光伏发电系统可用于门、窗、建筑幕墙、采光顶、农业大棚等，可代替普通玻璃门、窗、建筑幕墙、采光顶、农业大棚等使用，尤其适合作为不作通风用的玻璃门、窗、建筑幕墙、采光顶、农业大棚等。由于其位于建筑物的外围，能最大程度的利用光能。同时具有遮阳的作用，用于大型公用建筑的采光顶尤为适用，是一种新型节能的建筑新产品，在国家大力推行太阳能发电的新形势下具有远大的市场前景，利国利民。

以上海地区为例，对普通玻璃门窗进行改造，假设每个发电系统的叶片发电面积为1.5m²，发电功率为260瓦，上海地区年平均日照时间3.8小时；

平均每天发电量：3.8*260＝988(w·h)，约1度电；

则全年发电约为360度，国家补贴0.42元/度，上海市补贴0.4元/度，办公商业用电1.14元/度，则每度电的经济价值为：0.42+0.4+1.14＝1.96元。

每年发电创造的经济价值合计：360*1.96＝705.6元，国家补贴20年，上海补贴5年。

对于发电面积为1.5m²的发电系统，在原有玻璃门窗基础上进行改造，投入成本约1500元，两年收回可成本，因此具有极大的经济价值和市场前景。

Claims (8)

1.一种智能光伏发电系统，包括复合光伏发电叶片(1)、中空透明板(2)、叶片转动装置(4)和电能输出装置(5)，所述的复合光伏发电叶片(1)设置在中空透明板(2)内部并与叶片转动装置(4)和电能输出装置(5)连接，其特征在于，所述的智能光伏发电系统还包括移动终端和微型控制单元(6)，所述的微型控制单元(6)分别与叶片转动装置(4)、电能输出装置(5)和移动终端连接，所述的移动终端具有用于显示发电量和发电功率的显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的中空透明板(2)为钢化玻璃，分前后二层。

3.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的复合光伏发电叶片(1)设有多片，呈百叶窗帘结构排列。

4.根据权利要求3所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的叶片转动装置(4)包括与微型控制单元(6)连接的电机、与所述电机输出轴连接的齿条以及设置在复合光伏发电叶片(1)两端的齿轮，所述的齿轮与齿条啮合，所述的电机转动时，带动齿条和齿轮同步转动，从而带动复合光伏发电叶片(1)整体同步转动。

5.根据权利要求1或4所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的叶片转动装置(4)具有导电功能，且与电能输出装置(5)连接，安装在中空透明板(2)外部的铝合金外框(3)上。

6.根据权利要求4所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的复合光伏发电叶片(1)内贯穿有用于令叶片转动的内部控制导线(7)，所述的内部控制导线(7)两端与齿轮同轴连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，电能输出装置(5)包括相互连接的逆变器和电流输出口，所述的叶片转动装置(4)具有导电功能，所述的逆变器与叶片转动装置(4)连接，收集复合光伏发电叶片(1)产生的电流形成标准化的输出接口。

8.根据权利要求6所述的一种智能光伏发电系统，其特征在于，所述的电能输出装置(5)、微控制单元(6)、内部控制导线(7)以及复合光伏发电叶片(1) 装配于铝合金外框(3)内。