一种建筑外部太阳能光伏板遮阳系统的制作方法

【技术领域】

本发明属于建筑设计领域，具体涉及一种用于建筑外部的太阳能光伏板遮阳系统。

背景技术：

在当今世界，节能已经成为时代主题，我国建筑能耗占了全社会总能耗的27.8％以上，外窗作为建筑围护结构中节能最薄弱的环节，能耗列居首位。因此建筑遮阳已经成为当前建筑节能领域的热点问题。另外，太阳能作为一种可再生清洁能源，现已广泛应用。现有的建筑外遮阳产品，不论是固定的或是可调节的遮阳构件，都只是仅仅满足遮阳要求，但不能够与太阳能光伏板有效结合，达到既满足遮阳要求又能收集太阳能发电的作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有能耗问题与不足，提供一种用于建筑外部的太阳能光伏板遮阳系统，所述的光伏遮阳叶片既作为建筑遮阳构件，起到遮阳作用，又承载集成了光伏电池，输出电力。可根据每一天不同时间段的太阳照射角度以及室外光强变化自动调整角度。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术措施：

一种用于建筑外部的太阳能光伏板遮阳系统，包括支撑结构、光伏遮阳板、传动机构、控制系统和光伏发电系统；所述的支撑结构包括型材和钢结构框架，光伏遮阳板固定在型材上，型材的两端分别固定有非驱动端盖和驱动端盖，驱动端盖上的轴套接在支座的连接螺栓上，支座与钢结构框架固定；所述的传动机构包括拉杆和驱动盘，拉杆上的轴套通过轴套连接杆与驱动端盖铰接，驱动盘一端与拉杆固定连接；所述的控制系统包括电机、变速器和推杆，电机通过变速器驱动推杆，推杆与驱动盘另一端连接；所述的光伏发电系统与设置在非驱动端盖上的接线盒电连接。

所述的型材上设置有轴承块，轴一端与轴承块上的轴锁连接固定。

所述的光伏遮阳板通过密封胶与型材连接。

所述的太阳能光伏板遮阳系统通过钢结构框架固定在建筑物南向及西向窗上。

所述的光伏发电系统通过并网逆变器接入建筑物的交流配电柜中，用于给建筑物内提供电能。

所述的并网逆变器还通过防逆流控制器接入建筑物的交流配电柜中，防逆流控制器与电网侧的电压、电流监控装置连接。

还包括自动控制系统，自动控制系统包括温度及亮度传感器和plc控制器；所述的电机由电机控制器控制，所述的温度及亮度传感器、电机控制器均与plc控制器连接。

发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明包括支撑结构及遮阳板、电机及传动机构、控制系统、光伏发电系统。光伏遮阳叶片既作为建筑遮阳构件，起到遮阳作用，又承载集成了光伏电池，输出电力。同时受到电机及传动机构的驱动，遮阳板角度可以进行调节和变化，可根据每一天不同时间段的太阳照射角度以及室外光强变化自动调整角度。同时其光伏电池所产生的电能向蓄电池充电，为电机、单片机或者其他直流设备供电，也可经逆变器转化为日常使用的交流电。

进一步，单片机外接光敏传感器和时钟芯片，光敏传感器测试室外光强变化，为单片机提供光强信号输入，时钟芯片产生时间信号，供单片机读取。当室外光线较强时，单片机读取当前时间，与存储的时间——电机运行时间表比较、查询，输出控制信号，经电机控制器、电机、传动机构，将遮阳板运行至指定角度。

【附图说明】

图1为本发明遮阳系统的太阳能光伏遮阳板截面示意图；

图2为本发明太阳能光伏板与主体结构连接示意图；

图3为本发明遮阳系统的侧面结构示意图；

图4为本发明太阳能光伏系统交流接入及防逆流设计原理示意图；

图5为本发明太阳能光伏系统并网系统电气原理示意图；

图6为本发明太阳能光伏系统防逆流控制器工作原理示意图。

其中，1、光伏遮阳叶片；2、密封胶；3、型材；4、防水接线盒；5、非驱动端盖；6、轴承块；7、轴锁；8、驱动端盖；9、轴；10、轴套；11、轴套连接杆；12、拉杆；13、连接螺栓；14、支座；15、钢结构框架；16、驱动盘；17、推杆；18、电机。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1至图3所示，本发明一种用于建筑外部的太阳能光伏板遮阳系统，包括支撑结构及遮阳板(光伏遮阳板1)、电机及传动机构、控制系统、光伏发电系统。支撑结构包括型材3和钢结构框架15，光伏遮阳板1通过密封胶2与型材3连接。型材3的两端分别固定有非驱动端盖5和驱动端盖8，驱动端盖8上的轴9套接在支座14的连接螺栓13上，支座14与钢结构框架15固定；所述的传动机构包括拉杆12和驱动盘16，拉杆12上的轴套10通过轴套连接杆11与驱动端盖8铰接，驱动盘16一端与拉杆12固定连接；型材3上设置有轴承块6，轴9一端与轴承块6上的轴锁7连接固定。所述的控制系统包括电机18、变速器和推杆17，电机18通过变速器驱动推杆17，推杆17与驱动盘16另一端连接；所述的光伏发电系统与设置在非驱动端盖5上的接线盒电4连接。

本发明的原理为：太阳能光伏板遮阳系统通过钢结构框架15固定在建筑物南向及西向窗上。所述的光伏遮阳板1既作为建筑遮阳构件，起到遮阳作用，又承载集成了光伏电池，输出电力。光伏遮阳板1角度变化受单片机控制，可根据每一天不同时间段的太阳照射角度以及室外光强变化自动调整角度。同时其光伏电池所产生的电能向蓄电池充电，为电机、单片机或者其他直流设备供电，也可经逆变器转化为日常使用的交流电。单片机外接光敏传感器和时钟芯片，光敏传感器测试室外光强变化，为单片机提供光强信号输入，时钟芯片产生时间信号，供单片机读取。当室外光线较强时，单片机读取当前时间，与存储的时间——电机运行时间表比较、查询，输出控制信号，经电机控制器、电机、传动机构，将遮阳板运行至指定角度。每台电机的正反转由各自的电机控制器控制。具体结构如下：

如图1和2所示，太阳能光伏板的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏遮阳板1采用型材3与光伏发电装置组装，如图1所示。每块光伏遮阳板1通过轴承块6、轴9、轴锁7、连接螺栓13、支座14与钢机构框架15连接。在组件的一端连接驱动端盖8，通过轴套10、轴套连接件11与不锈钢拉杆12连接，驱动拉杆12可实现对光伏遮阳板1的控制。在组件的另一端连接非驱动端盖5，其上安装防水接线盒4，实现光伏发电电力的输出。

如图3所示，旋转式太阳能光伏板遮阳系统包括运动执行器和太阳能光伏板，所述的运动执行器包括直流电机18、变速器、推杆17。电机18转动带动推杆17伸缩转动，从而带动驱动盘16以及不锈钢拉杆12，实现对光伏遮阳板1的转动控制。

如图4所示，使用并网逆变器作为电能转换装置，将太阳能组件阵列所发直流电转变为380v交流电，并入建筑物配电柜中。该并网逆变器可自动跟踪建筑既有的市电参数，其所产生的380v交流电在电压和频率上与市电网络完全同步变化，从而实现与原有电网的无缝连接。由于在不同的季节，以及每一天的不同的时间段，太阳光对组件的照射条件都在随时变化，该并网逆变器采用先进的mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)技术，保证了在所有条件下，太阳能电池组件都工作在最佳的电压和电流条件下，以最大的功率进行输出。

交流接入、防逆流和并网设计原理如下：

图5和图6分别给出了本光伏发电系统交流接入、防逆流设计和并网电气原理图。如图5所示，本光伏电站所产生的380v三相交流电，通过防逆流控制器后接入建筑物交流配电柜中。如图6所示，当光伏电站所发电能大于办公楼消耗的电能的时候，办公楼将优先采用光伏电站所发电能，不再向公共电网取电，配电柜市电接入侧的电能表不转；当光伏电站所发电能不足时，欠缺部分由公共电网补充，配电柜市电接入侧的电能表正转；当市电网络停电检修时，并网逆变器将自动断开与公共电网的连接，防止对公共电网造成危害。为保证光伏电站所发电能优先向本建筑物供电，而不会馈送至电网，需加装防逆流控制器。该设备可随时监控公共电网侧的电压与电流，一旦发现向电网输入能量，会立即控制逆变器降低输出电流，减小光伏电站发电功率；当出现通讯故障或其它系统故障时，防逆流控制器会控制输出接触器断开，从而彻底停止向电网供电。

另外，自动控制系统包括温度及亮度传感器和plc控制器；温度及亮度传感器用于实时采集建筑物内的温度及亮度，所述的温度及亮度传感器、电机控制器与plc控制器连接。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。