CN210483493U - 光伏遮阳百叶系统 - Google Patents

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张鹏
胡晓晖
吴琼
徐宁
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National Residential Human Habitat Engineering Consultants Co ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本实用新型涉及一种光伏遮阳百叶系统,属于建筑节能技术领域,解决现有现有技术难以平衡遮光和太阳能利用的问题。光伏遮阳百叶系统包括:框架、光伏机构和电能存储设备;框架为矩形框,固定在窗户外侧;光伏机构设有多个平行设置在框架的一组对边之间;光伏机构包括光伏叶片、转动电机和移动电机;光伏叶片的两端分别通过转接结构与框架连接;同一光伏叶片的两端的转接结构设有同轴的转轴;转动电机能够驱动光伏叶片绕转轴转动,移动电机能够驱动光伏叶片在框架内平动。本实用新型在阻隔辐射进入室内实现降耗目标同时,也起到产能、调光的复合功能,节约占地、减少输电线路的投资和损失以及替代或部分替代建筑材料的优点。

Description

光伏遮阳百叶系统
技术领域
本实用新型涉及建筑节能技术领域,尤其涉及一种光伏遮阳百叶系统。
背景技术
绿色发展要求被提到了前所未有的高度,随之而来的变化是,广大建筑师在进行建筑设计创作时,不再单一地追求形式美与功能空间的设计形式,而是日益强调建筑技术与建筑本体的有效结合。建筑遮阳技术与太阳能技术作为绿色建筑重要的环节与新兴的技术形式,近年来成为热点。
在居住建筑中,阳光通过外窗、天窗等透明围护结构进入室内。在寒冷、夏热冬冷以及夏热冬暖地区,由于阳光辐射得热引起的空调冷负荷占到了总冷负荷近1/3。而进入室内的热量中,90%以上都是辐射得热。建筑外遮阳正是控制太阳辐射热的最有效手段之一,遮阳构件通过对太阳光长波辐射的反射,能将80%的辐射热阻挡在建筑外,从而大大的降低了建筑空调冷负荷。此外,合理有效的遮阳措施,还可以对居室内的光环境有很好的调节作用。
实用新型内容
鉴于上述的分析,本实用新型旨在提供一种光伏遮阳百叶系统,用以解决现有现有技术难以平衡遮光和太阳能利用的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的:
本实用新型的技术方案中,一种光伏遮阳百叶系统,光伏遮阳百叶系统包括:框架、光伏机构和电能存储设备;
框架为矩形框,固定在窗户外侧;光伏机构设有多个平行设置在框架的一组对边之间;光伏机构包括光伏叶片、转动电机和移动电机;光伏叶片为薄板结构,一面为太阳能光伏板,另一面为遮光板;光伏叶片的两端分别通过转接结构与框架连接;同一光伏叶片的两端的转接结构设有同轴的转轴;转动电机能够驱动光伏叶片绕转轴转动,移动电机能够驱动光伏叶片在框架内平动;每个光伏叶片均通过导电结构将电能导向电能存储设备。
本实用新型的技术方案中,框架包括一组连接对边和一组导电对边;光伏机构设置在导电对边之间。
本实用新型的技术方案中,导电对边的侧边设有沿导电对边方向的导电滑槽;导电滑槽的底面为导电面;导电对边穿过转接结构;转接结构设有嵌入在导电滑槽内的滑块,滑块上设有与导电滑槽的导电面电接触的导电刷。
本实用新型的技术方案中,导电对边的两条导电滑槽的导电面分别与电能存储设备连接。
本实用新型的技术方案中,导电对边的侧边设有沿导电对边方向的链条;导电对边穿过转接结构。
本实用新型的技术方案中,移动电机设置在转接结构内,移动电机的输出轴设有与链条配合的链轮。
本实用新型的技术方案中,光伏遮阳百叶系统还包括光强传感器、信号发射器和信号接收器;
光强传感器设置在窗户内侧,用来监测窗户内侧的光强,并通过信号发射器发出控制信号,信号接收器接收控制信号并控制所有转动电机转动相同角度。
本实用新型的技术方案中,光伏遮阳百叶系统还包括叶片开关;叶片开关能够通过信号发射器发出开启信号或关闭信号;
信号接收器接收关闭信号后能够控制所有转动电机转动光伏叶片使光伏叶片与框架的平面垂直,信号接收器接收开启信号后还能够控制所有移动电机将所有光伏叶片依次移动至框架的一端;
信号接收器接收开启信号能够控制所有移动电机使光伏叶片在导电对边上均布。
本实用新型的技术方案中,信号接收器与信号发射器之间的信号为无线电信号,光强和控制信息均以无线电信号的频域信息的形式来传递。
本实用新型的技术方案中,光强I和光伏叶片的转动角度△θ满足:
△θ=k(I-I0)
其中,I0为理想光强,k为预设常数,光伏叶片与框架所在平面的夹角θ,转动角度△θ为正表示夹角θ增大,转动角度△θ为负表示夹角θ减小;
夹角θ满足:0°≤θ≤90°。
本实用新型的技术方案中,光伏遮阳百叶系统的两侧还设有外部围护结构;导电对边和转接结构均设置在外部围护结构内。
本实用新型的技术方案中,外部围护结构的外侧设有拼接槽,且一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构与另一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构能够通过拼接槽拼接在一起。
本实用新型的技术方案中,光伏叶片的长度为100-180cm,宽度为10-20cm。
本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一:
1、本实用新型使用可转动的光伏叶片,能够调整遮光的比例,进而在一定程度上调节室内的光照强度;
2、本实用新型将太阳能光伏板设置在光伏叶片上,能够在遮挡阳光的同时利用太阳能产生电能;
3、本实用新型能够根据室内的光照强度调整光伏叶片的角度,使得室内的光照强度能够尽可能的接近或达到理想光照强度。
本实用新型中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本实用新型的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实用新型实施例原理结构示意图;
图2为本实用新型实施例整体结构示意图;
图3为本实用新型实施例拼接示意图;
附图标记:
1-导电对边;2-光伏叶片;3-转接结构;4-电能存储装置。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理,并非用于限定本实用新型的范围。
现有技术中,太阳能电池和遮光板往往不能良好的兼容,通常为了能够方便安装太阳能光伏板都安装在屋顶,遮光板仅仅用来进行遮光,遮光板遮住的太阳光基本全部浪费,长时间的光照也会导致遮光板的性能提前衰退。
本实用新型的核心在于:在使遮光板能够按照室内光照需求的前提下,使得遮光板挡住的阳光能够用来太阳能发电,充分利用太阳能能源;使其在阻隔辐射进入室内实现降耗目标同时,也起到产能、调光的复合功能,并且具有节约占地、减少输电线路的投资和损失,以及替代或部分替代建筑材料等优点。具体的,如图1所示,本实用新型实施例提供一种光伏遮阳百叶系统,光伏遮阳百叶系统包括:框架、光伏机构和电能存储设备;框架为矩形框,固定在窗户外侧;光伏机构设有多个平行设置在框架的一组对边之间;光伏机构包括光伏叶片2、转动电机和移动电机;光伏叶片2为薄板结构,一面为太阳能光伏板,另一面为遮光板;光伏叶片2的两端分别通过转接结构3与框架连接;同一光伏叶片2的两端的转接结构3设有同轴的转轴;转动电机能够驱动光伏叶片2绕转轴转动,移动电机能够驱动光伏叶片2在框架内平动;每个光伏叶片2均通过导电结构将电能导向电能存储设备。
本实用新型实施例中,为了能够充分利用太阳能,将框架和光伏机构都安装在窗户外侧,还能防止光照使得室内温度上升。光伏机构采用类似百叶窗的形似,但是每个光伏叶片2的转动以及在框架上的平动都通过对应的电机来单独控制,使得可以根据需求来设置光伏叶片2的位置,以提高遮光效率和太阳能利用率,也可使得整个结构更加美观。
考虑到框架为矩形框,而光伏结构设置在一组对边之间,为了方便说明两组对边的结构区别,将矩形框的两组对边按用途命名,具体的,框架包括一组连接对边和一组导电对边1;光伏机构设置在导电对边1之间。需要说明的是,光伏机构不一定与导电对边1垂直,也可倾斜一定角度,但是不能与导电对边1平行;此外,导电对边1不一定竖直设置,也可以水平或倾斜设置。
由于光伏机构设有多个,如果每个光伏机构都用单独的导线,会导致导线的用量十分大,导线的整理也会造成较大的工作负担,此外,由于光伏机构能够在框架内平移,导线很容易因此被拉断。为了解决上述问题,本实用新型实施例中,导电对边1的侧边设有沿导电对边1方向的导电滑槽;导电滑槽的底面为导电面;导电对边1穿过转接结构3;转接结构3设有嵌入在导电滑槽内的滑块,滑块上设有与导电滑槽的导电面电接触的导电刷。每个光伏机构均通过电刷和导电面将电能引出,避免了导线的使用,同时在光伏机构沿导电对边1移动时,电刷能够始终保持与导电面的良好接触,保证电能的稳定输出。滑轨滑块的形式也能保证光伏机构能够稳定地在框架上移动。
本实用新型实施例中,只需要导电对边1的两条导电滑槽的导电面分别与电能存储设备连接,就能都讲所有光伏机构产生的电能均传导致电能存储设备中,结构简单,方便整体的布线设计。需要说明的是,电能存储设备,可以是电池或用电设备,而且电能存储设备的位置不做限制。
本实用新型实施例中,移动电机驱动光伏机构移动的方式可以有很多,示例性的,可以为齿轮齿条传动、链传动或摩擦滚轮传动。考虑到光伏机构的质量可能较大,需要结构稳定,使用寿命长的传动形式。优选的,本实用新型实施例中,导电对边1的侧边设有沿导电对边1方向的链条;导电对边1穿过转接结构3;移动电机设置在转接结构3内,移动电机的输出轴设有与链条配合的链轮。链传动的是与自行车链条结构类似的传动形式,能够承受较大的剪切力矩,保证光伏结构的有效运转,并具备较长的使用寿命。
本实用新型的除了兼具遮光和太阳能发电的功能外,还具备根据室内光强来调整光伏叶片2角度的功能。具体的,本实用新型实施例中,光伏遮阳百叶系统还包括光强传感器、信号发射器和信号接收器;光强传感器设置在窗户内侧,用来监测窗户内侧的光强,并通过信号发射器发出控制信号,信号接收器接收控制信号并控制所有转动电机转动相同角度。光强传感器检测室内的光照强度,并依据理想光照强度,通过信号发射器发出增加或减小遮光的控制信号,信号接收器接收控制信号,并从控制信号中识别增加或减小遮光的信息,进而控制转动电机转动,使光伏机构转动,减小或增加光伏叶片2与框架角度。
具体的,光强传感器的检测结果光强I和光伏叶片2的转动角度△θ满足:
△θ=k(I-I0)
其中,I0为理想光强,k为预设常数,理想光强和预设常数都是在本实用新型实施例在生产制造前都设定好的参数;光伏叶片2与框架所在平面的夹角θ,转动角度△θ为正表示夹角θ增大,转动角度△θ为负表示夹角θ减小;夹角θ满足:0°≤θ≤90°,当光伏叶片2依据转动角度△θ转动时,如果转动后的角度超出0°≤θ≤90°范围,就停止转动电机,使光伏叶片2转至边界处。具体而言,当室内光照强度过低,光伏叶片2转动后夹角θ=90°,即完全放弃遮光,室内的光强也不足以达到理想光强,那么需要通过灯光照明的等方式来增加室内光强;相反的,当室内光强过高,光伏叶片2转动后夹角θ=0°,即完全遮光,室内的光强依然高于理想光强,那么需要通过减少室内照明灯方式来降低室内光强。
考虑到一些特殊情况下可能需要关闭本实用新型实施例,光伏遮阳百叶系统还包括叶片开关;叶片开关能够通过信号发射器发出开启信号或关闭信号;信号接收器接收关闭信号后能够控制所有转动电机转动光伏叶片2使光伏叶片2与框架的平面垂直,信号接收器接收开启信号后还能够控制所有移动电机将所有光伏叶片2依次移动至框架的一端;信号接收器接收开启信号能够控制所有移动电机使光伏叶片2在导电对边1上均布。
为了方便控制信号的传递,本实用新型实施例中,信号接收器可以是一个信号接收器控制所有的电机,也可以是信号接收器和电机一一对应。信号接收器与信号发射器之间的信号为无线电信号。当信号接收器设有多个时,信号发射器可以同时向所有的信号接收器发射信号,也可通过信号的时域特征来分别向各个信号接收器发射信号。控制信息均以无线电信号的频域信息的形式来传递,具体如何实现无线电信号的时域和频域设置,属于信号处理的基本原理,不在赘述。
考虑到本实用新型实施例中导电对边1和转接结构3属于相对精密的部件,需要对其进行保护。如图2所示,本实用新型实施例中,光伏遮阳百叶系统的两侧还设有外部围护结构;导电对边1和转接结构3均设置在外部围护结构内。外部围护结构作为外壳对导电对边1和转接结构3进行保护。
外部围护结构与导电对边1和转接结构3一同使得本实用新型实施例具备能够多个协同使用的功能。具体的,如图3所示,外部围护结构的外侧设有拼接槽,且一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构与另一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构能够通过拼接槽拼接在一起,拼接后可以通过螺栓、卡槽等形式来进行固定。在应用与大面积幕墙时,可以将多个光伏遮阳百叶系统并排拼接到一起,方便了单个光伏遮阳百叶系统的加工、生产和运输。
考虑到光伏遮阳百叶系统的加工、生产和运输,光伏叶片2不宜过大,而过小的光伏叶片2失去了遮光的意义,同等大小的光伏遮阳百叶系统反而需要过多的光伏叶片2,增加了整体的繁琐程度和控制难度。优选的,光伏叶片2的长度为100-180cm,宽度为10-20cm,为了方便加工,光伏叶片2的长度可设置为100cm、150cm、180cm的不同长度规格,光伏叶片2的宽度可为10cm、20cm。
综上所述,本实用新型实施例提供了一种光伏遮阳百叶系统本实用新型使用可转动的光伏叶片2,能够调整遮光的比例,进而在一定程度上调节室内的光照强度;本实用新型将太阳能光伏板设置在光伏叶片2上,能够在遮挡阳光的同时利用太阳能产生电能;本实用新型能够根据室内的光照强度调整光伏叶片2的角度,使得室内的光照强度能够尽可能的接近或达到理想光照强度。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光伏遮阳百叶系统包括:框架、光伏机构和电能存储设备;
所述框架为矩形框,固定在窗户外侧;所述光伏机构设有多个且平行设置在所述框架的一组对边之间;所述光伏机构包括光伏叶片(2)、转动电机和移动电机;所述光伏叶片(2)为薄板结构,一面为太阳能光伏板,另一面为遮光板;所述光伏叶片(2)的两端分别通过转接结构(3)与所述框架连接;同一光伏叶片(2)两端的转接结构(3)设有同轴的转轴;所述转动电机能够驱动所述光伏叶片(2)绕转轴转动,所述移动电机能够驱动所述光伏叶片(2)在所述框架内平动;每个所述光伏叶片(2)均通过导电结构将电能导向所述电能存储设备。
2.根据权利要求1所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述框架包括连接对边和导电对边(1);所述光伏机构设置在所述导电对边(1)之间;所述导电对边(1)的侧边设有导电滑槽,所述导电滑槽的底面为导电面;所述导电对边(1)穿过转接结构(3),所述转接结构(3)设有嵌入在所述导电滑槽内的滑块,所述滑块上设有与所述导电滑槽的导电面电接触的导电刷;所述导电对边(1)的两条导电滑槽的导电面分别与电能存储设备连接。
3.根据权利要求2所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述导电对边(1)的侧边设有用于带动所述光伏叶片(2)移动的链条;所述移动电机设置在转接结构(3)内,所述移动电机的输出轴设有与所述链条配合的链轮。
4.根据权利要求3所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光伏遮阳百叶系统还包括光强传感器、信号发射器和信号接收器;
所述光强传感器设置在窗户内侧,用来监测窗户内侧的光强,并通过信号发射器发出控制信号,所述信号接收器接收控制信号并控制所有转动电机转动相同角度。
5.根据权利要求4所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光伏遮阳百叶系统还包括叶片开关;所述叶片开关能够通过信号发射器发出开启信号或关闭信号;
所述信号接收器接收关闭信号后能够控制所有转动电机转动所述光伏叶片(2)使所述光伏叶片(2)与所述框架的平面垂直,所述信号接收器接收开启信号后还能够控制所有移动电机将所有所述光伏叶片(2)依次移动至所述框架的一端;
所述信号接收器接收开启信号能够控制所有移动电机使所述光伏叶片(2)在所述导电对边(1)上均布。
6.根据权利要求5所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述信号接收器与信号发射器之间的信号为无线电信号,光强和控制信息均以无线电信号的频域信息的形式来传递。
7.根据权利要求6所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光强I和所述光伏叶片(2)的转动角度△θ满足:
△θ=k(I-I0)
其中,I0为理想光强,k为预设常数,所述光伏叶片(2)与框架所在平面的夹角θ,转动角度△θ为正表示夹角θ增大,转动角度△θ为负表示夹角θ减小;
夹角θ满足:0°≤θ≤90°。
8.根据权利要求7所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光伏遮阳百叶系统的两侧还设有外部围护结构;所述导电对边(1)和转接结构(3)均设置在所述外部围护结构内。
9.根据权利要求8所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述外部围护结构的外侧设有拼接槽,且一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构与另一个光伏遮阳百叶系统一侧的外部围护结构能够通过拼接槽拼接在一起。
10.根据权利要求9所述的光伏遮阳百叶系统,其特征在于,所述光伏叶片(2)的长度为100-180cm,宽度为10-20cm。
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