CN215772966U - 窗式太阳能发电储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种窗式太阳能发电储能装置，涉及民用太阳能发电设备技术领域，其包括机壳，机壳上可拆卸连接有封盖，机壳内安装有储能单元和控制模块，机壳的外侧安装有光伏板；机壳上相对的两端分别设置有窗框连接部和玻璃安装部，窗框连接部的两侧对称设置有型材密封面，玻璃安装部远离窗框连接部的一端设置开口的玻璃嵌入槽。解决了现有技术中太阳能发电设备在民用建筑中普及程度低的问题。

Description

窗式太阳能发电储能装置

技术领域

本实用新型涉及民用太阳能发电设备技术领域，特别是涉及一种窗式太阳能发电储能装置。

背景技术

太阳能作为绿色能源用于发电可以减少对煤炭等不可再生资源的使用，有助于环保，目前太阳能发电技术的应用主要为太阳能集中发电和并网供电、太阳能分散式发电和离网供电(如太阳能路灯)、太阳能热水器、太阳能供暖设备等，这些应用中的产品很难与民用建筑领域结合，太阳能热水器一般也是安装于楼顶等使得太阳能发电在民用建筑领域中的利用和普及程度很低。

随着科技的发展，人们对智能家居家电设备的需求大幅增加，诸如电动窗帘、开窗器、电动遮阳设施等其收发装置、墙控开关、变压设备等大量外置暴露在室内空间或集中固定在内墙表面，同时还需要布线为这些设施供电，在已经装修后的房屋中布线不仅麻烦还会让电线暴露在内墙表面，会降低室内的美观效果，也容易带来安全隐患。

现有一些智能家居家电设备的厂家为了解决安装过程中的布线问题，为自家的电器配备了太阳能供电系统，但这些太阳能供电系统均存在不能通用又形态大小各异，安装固定在建筑外立面的位置也非常随意，最终影响到了建筑外立面的整体效果，降低了适用性，在外墙要求严格的建筑中甚至不允许安装。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种窗式太阳能发电储能装置，解决了现有技术中太阳能发电设备在民用建筑中普及程度低的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种窗式太阳能发电储能装置，其包括机壳，机壳上可拆卸连接有封盖，机壳内安装有储能单元和控制模块，机壳的外侧安装有光伏板；机壳上相对的两端分别设置有窗框连接部和玻璃安装部，窗框连接部的两侧对称设置有型材密封面，玻璃安装部远离窗框连接部的一端设置开口的玻璃嵌入槽。

进一步地，光伏板的上端铰接于机壳上，光伏板的中部与推杆机构铰接。

进一步地，推杆机构包括转动连接于机壳上的丝杠，丝杠上螺纹连接有移动块，移动块上固定有推杆，推杆与光伏板滑动连接，移动块与固定于机壳上的限位滑轨滑动连接，丝杠远离光伏板的一端与转动驱动装置传动连接。

进一步地，机壳的外侧板上覆盖固定有隔音隔热层，机壳的内侧板上设置有格栅孔。

进一步地，光伏板嵌装于光伏板安装架上，光伏板安装架与机壳之间设置有隔热腔，光伏板安装架上设置有散热孔和排水孔。

进一步地，光伏板的正面覆盖有玻璃板。

进一步地，控制模块包含有一个或多个MCU模块，每个MCU模块至少具有三个输出接口以及传感器输入接口。

进一步地，储能单元为三元锂电池或磷酸锂电池，储能单元可拆卸卡接于电池支撑架上，电池支撑架固定于机壳的底面上。

进一步地，机壳为宽度与窗框对应的铝合金型材，铝合金型材的两端分别通过多个安装座连接有堵头，光伏板位于窗框的外侧。

本实用新型的有益效果为：机壳内用于放置和安装太阳能发电设备，通过机壳两端的窗框连接部和玻璃安装部能够固定于窗框和玻璃之间，使得本方案中的太阳能发电储能装置能够安装于门窗、幕墙、天窗等建筑透明维护结构之上，安装方便，且为隐藏式安装，简洁美观，对外墙的影响较小，光伏板表面的反光性与玻璃近似，不会产生太突兀的视觉效果。

光伏板将光能转化为电能并通过储能单元储存，控制模块用于控制储能单元的供电过程，为家庭供电系统提供另一种选择，提高环保性的同时，能够为电动窗帘、外墙氛围灯、遮阳设施、电动窗、通风设备和风雨感知设备等临窗的电器供电来避免布线，提高室内装饰效果和用电安全。

附图说明

图1为窗式太阳能发电储能装置的断面图。

图2为图1中推杆机构的立体图。

图3为窗式太阳能发电储能装置安装方式一的示意图。

图4为窗式太阳能发电储能装置的安装方式二的示意图。

其中，1、机壳；11、窗框连接部；12、玻璃安装部；13、型材密封面；14、玻璃嵌入槽；15、隔音隔热层；16、格栅孔；17、安装座；2、封盖；3、光伏板；31、光伏板安装架；32、隔热腔；33、排水孔；4、推杆机构；41、丝杠；42、移动块；43、推杆；44、限位滑轨；45、转动驱动装置；5、窗框；6、玻璃；7、墙体。

具体实施方式

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，该窗式太阳能发电储能装置，其包括机壳1，机壳1上可拆卸连接有封盖2，机壳1内安装有储能单元和控制模块，机壳1的外侧安装有光伏板3；机壳1上相对的两端分别设置有窗框连接部11和玻璃安装部12，窗框连接部11的两侧对称设置有型材密封面13，玻璃安装部12远离窗框连接部11的一端设置开口的玻璃嵌入槽14。

机壳1为宽度与窗框对应的铝合金型材，铝合金型材长度方向的两端使用现有窗框型材所用堵头进行封堵，铝合金型材长度方向的两端内侧分别固定有四个安装座17，安装座17上加工有螺纹孔，螺纹孔用于与堵头连接。机壳1采用窗框常用的铝合金型材，使其能够与窗框在视觉上融为一体，且方便通过螺纹紧固件和密封胶等窗框常用方式固定，且安装人员可以采用常规窗框安装方式进行安装，降低操作难度，提高实用性。

光伏板3位于窗框的外侧，以减小遮挡。光伏板3嵌装于光伏板安装架31上，光伏板安装架31朝向光伏板3的一侧为开口，该开口用于供光伏板3接收太阳能，光伏板安装架31的上端和下端有卡槽用于卡住光伏板3，光伏板安装架31与光伏板3背面紧贴的背板上贯穿加工有散热孔，用于对光伏板3进行散热。光伏板安装架31的底板上加工排水孔33，用于排出光伏板安装架31内积存的雨水，防止光伏板3长期被水浸泡影响使用寿命。

光伏板安装架31与机壳1之间形成有隔热腔32，用于提高本窗式太阳能发电储能装置的隔热、隔音性能。当光伏板3垂直的时候，光伏板安装架31背板与机壳1的外侧板之间形成了一个隔热腔32，隔热腔32用于避免光伏板3与机壳1直接接触时传热而设计的。当光伏板3被推杆机构4推开与机壳1之间有一定夹角时，光伏板3背面不会直接接触到机壳1，不会出现传热，也不会被太阳照射，所以这时隔热腔32由于敞开不具有隔热功能也可以。

光伏板安装架31可以采用固定的方式与机壳1连接，也可以为了提高太阳能的转化率，将光伏板安装架31的上端通过合页铰接于机壳1上，通过在光伏板3的背面设置推杆机构4，来推动光伏板3相对于合页处转动，进而推动光伏板3使其改变角度，使得可以根据太阳的方向适时调整光伏板3的方向。

作为优选实施例，如图2所示，推杆机构4包括转动连接于机壳1上的丝杠41，丝杠41的两端可以通过轴承等方式转动连接于机壳1的外侧板和内侧板上，丝杠41上螺纹套接有移动块42，移动块42上固定有推杆43，推杆43与光伏板安装架31背面的滑槽滑动连接，移动块42的底部骑跨于固定在机壳1上的限位滑轨44上并滑动连接，限位滑轨44优选为燕尾型凸条，丝杠41远离光伏板3的一端与转动驱动装置45传动连接。转动驱动装置45可以是手轮也可以是电机或马达，通过转动驱动装置45带动丝杠41转动，丝杠41转动带动移动块42转动，而移动块42在限位滑轨44的限位作用下无法转动，只能沿着丝杠41的轴向移动，从而推动或拉动光伏板3的中下部绕着上端转动。

光伏板3的正面覆盖有玻璃板，通过玻璃板可以提高位于室外的光伏板的耐候性能，同时玻璃板与窗户的玻璃具有同样的反光效果，可以减小光伏板3对建筑外立面的影响。

为了解决本窗式太阳能发电储能装置的隔热和隔音性能，机壳1的外侧板的内壁面上覆盖固定有隔音隔热层15，隔音隔热层15优选为粘接的隔音隔热棉。机壳1的内侧板上设置有格栅孔16，通过格栅孔16可以让控制模块等设备产生的热量散出。

光伏板3产生的电能储存到储能单元中。控制模块根据本窗式太阳能发电储能装置的具体应用场景包含有不同的内容。首先，控制模块必须包含有太阳能充电控制器。为了保护储能单元以及保证系统的连续平稳工作，必须使用太阳能充电控制器来防止光伏板3对储能单元过度充电以及储能单元对负载的过度放电，本实施例中太阳能充电控制器的优选型号为CM5048。

若本窗式太阳能发电储能装置连接的负载电器需要的电压高于储能单元提供的电压，控制模块还包含有升压控制器，升压控制器优选型号为CTKEV300，通过该型号的升压控制器可以输出24v、36v、48v、60v和72v的电压。

还可以在本窗式太阳能发电储能装置中集成电动窗帘、外墙氛围灯、遮阳设施和电动窗等负载的MCU模块，所以控制模块还可以包含一个或多个MCU模块，一个MCU模块用于控制一台或一组相同电器的供电，每个MCU模块至少具有三个输出接口以及至少一个传感器输入接口，传感器输入接口用于接收红外信号(遥控器)、电磁波(WIFI信号)、身体动作信号、光热信号或语音信号等，通过外接不同的对应信号的转换电路进行信号的接收；三个输出接口中第一个接口可以用于实现负载的升降、翻转、暂停等功能，第二个接口可以用于实现负载的开合、暂停等供能，第三个接口可以用于实现负载的开关功能。每个MCU模块可与相关的负载的红外信号、电磁玻信号设备连接、对码编号。每个MCU模块包含传感器和外接传感器接口，自带传感器包括红外信号、电磁波信号、身体动作信号、烟、语音信号传感器，外界传感器接口主要连接光、热、风和雨等传感器。MCU模块可以优选STM32F103C8单片机。

储能单元优选为三元锂电池或磷酸锂电池，电池一端通过电线连接光伏板3上。储能单元可拆卸卡接于电池支撑架上，电池支撑架固定于机壳1的底面上。

本窗式太阳能发电储能装置安装方式一如图3所示，用于安装到窗框5与玻璃6之间，玻璃嵌入槽14可直接与中空的玻璃6卡接，并与玻璃6形成一个整体之后放入组好的窗框5之中(本装置可放在玻璃上部、下部和侧边部位)，用窗框5的压线将玻璃与本装置固定，再通过打胶等方式粘接牢固并防水。

本安装方式二如图4所示，用于安装到墙体7与窗框5之间，本装置与墙体7连接的一端先用下端开口的矩形型材从封盖2一端盖接到本装置上并通过螺钉连接固定，再通过粘胶或膨胀螺丝的方式将矩形型材与墙体7连接，再将窗框5上端卡入玻璃嵌入槽14中并打胶，使玻璃固定于窗框5上。在图3和图4中本窗式太阳能发电储能装置绘制的均是以光伏板3与机壳1固定安装时作为示意。

本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求机器等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，包括机壳(1)，所述机壳(1)上可拆卸连接有封盖(2)，所述机壳(1)内安装有储能单元和控制模块，所述机壳(1)的外侧安装有光伏板(3)；所述机壳(1)上相对的两端分别设置有窗框连接部(11)和玻璃安装部(12)，所述窗框连接部(11)的两侧对称设置有型材密封面(13)，所述玻璃安装部(12)远离所述窗框连接部(11)的一端设置开口的玻璃嵌入槽(14)。

2.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述光伏板(3)的上端铰接于所述机壳(1)上，所述光伏板(3)的中部与推杆机构(4)铰接。

3.根据权利要求2所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述推杆机构(4)包括转动连接于机壳(1)上的丝杠(41)，所述丝杠(41)上螺纹连接有移动块(42)，所述移动块(42)上固定有推杆(43)，所述推杆(43)与所述光伏板(3)滑动连接，所述移动块(42)与固定于机壳(1)上的限位滑轨(44)滑动连接，所述丝杠(41)远离所述光伏板(3)的一端与转动驱动装置(45)传动连接。

4.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述机壳(1)的外侧板上覆盖固定有隔音隔热层(15)，所述机壳(1)的内侧板上设置有格栅孔(16)。

5.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述光伏板(3)嵌装于光伏板安装架(31)上，所述光伏板安装架(31)与所述机壳(1)之间设置有隔热腔(32)，所述光伏板安装架(31)上设置有散热孔和排水孔(33)。

6.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述光伏板(3)的正面覆盖有玻璃板。

7.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述控制模块包含有一个或多个MCU模块，每个MCU模块至少具有三个输出接口以及传感器输入接口。

8.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述储能单元为三元锂电池或磷酸锂电池，所述储能单元可拆卸卡接于电池支撑架上，所述电池支撑架固定于所述机壳(1)的底面上。

9.根据权利要求1所述的窗式太阳能发电储能装置，其特征在于，所述机壳(1)为宽度与窗框对应的铝合金型材，所述铝合金型材的两端分别通过多个安装座(17)连接有堵头，所述光伏板(3)位于所述窗框的外侧。

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