一种风光发电墙体、屋面系统及建筑物的制作方法

本技术属于建筑发电，具体而言涉及一种风光发电墙体、屋面系统及建筑物。

背景技术：

1、风能利用一般需要较丰富的风力资源以及空旷的场地，而满足这两项条件的地区一般处在城市郊区或在戈壁地区或人烟稀少的山区。发电端与用电端的距离远，电力并网和输配问题层出不穷。为了实现风能的就地消纳利用，就必须结合城市特点，基于城市风力资源禀赋，在用电端通过技术创新进一步拓展风力发电场景。

2、事实上，中、高层建筑屋顶风力资源较为优质。由于受边界层效应影响，城市高空中的风速会明显高于地面风速。但目前缺少可以高效利用建筑屋顶风力资源的发电装置与系统，现有技术中对中高层建筑屋顶风力资源的利用率低下。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种风光发电墙体、屋面系统及建筑物，用以解决现有中高层建筑屋顶风力资源的利用率低下的技术问题。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、第一方面，提供一种风光发电墙体，包括：

4、配套女儿墙，设于屋面上；

5、风光发电模组，被配置为将屋面的风能转换为电能；多个风光发电模组并排设置在配套女儿墙上，形成组合女儿墙；且相邻两个风光发电模组之间无空隙。

6、进一步地，风光发电模组包括文丘里管、发电机和金属外框架，文丘里管固定安装于金属外框架的内部空间，发电机的第一部分位于文丘里管内，发电机的第二部分位于文丘里管的外壁与金属外框架的空间内。

7、进一步地，文丘里管包括进风口、出风口以及位于进风口和出风口之间的中央管道，发电机的第一部分设于中央管道内。

8、进一步地，发电机包括动力组件、制动组件、发电组件、电池组件和控制组件；动力组件包括传动轴和不锈钢叶片，传动轴的上部转动设置在中央管道内，且传动轴的轴线与中央管道的中心线垂直；多个不锈钢叶片对称设于传动轴的上部，并且不锈钢叶片为弧形板，弧形板的竖边固定在传动轴上；制动组件设于传动轴的下部，且位于中央管道的外部，被配置为在风速过大时，使传动轴的转速降低至安全工作转速；发电组件连接于传动轴的底端，传动轴转动使发电组件发电；电池组件被配置为储存发电组件产生的电能；控制组件被配置为控制发电机的工作运行；其中，第一部分包括动力组件的不锈钢叶片以及传动轴位于中央管道内的部分；第二部分包括制动组件、发电组件、电池组件和控制组件以及传动轴位于中央管道外的部分。

9、进一步地，动力组件还包括多个abs叶片，每个abs叶片与传动轴均具有上部连接点和下部连接点，abs叶片的两端连接在传动轴上后呈弧形，且多个弧形的abs叶片位于一个球面上，不锈钢叶片位于多个abs叶片围成的球面空间内。

10、进一步地，制动组件包括箱体、固定环、第一离心杆、第二离心杆、离心摆锤、制动环和制动盘；其中，箱体的顶面和底面设有供传动轴穿过的通孔，箱体的底部固定在发电组件上；制动环固定在箱体的底面上通孔处，传动轴穿过制动环；固定环固定安装在传动轴上，固定环位于制动环的上方；固定环与第一离心杆的第一端铰接，第一离心杆的第二端与离心摆锤的上端铰接，离心摆锤的下端与第二离心杆的第一端铰接，第二离心杆的第二端与制动盘铰接；制动盘滑动套设在传动轴上，并能够向上移动与制动环发生摩擦接触。

11、进一步地，制动盘具有套筒和限位部，套筒滑动套设在传动轴上，并与第二离心杆的第二端铰接；限位部设于套筒的外壁上，能够在当制动盘沿传动轴上升时，卡在制动环处。

12、进一步地，限位部为圆环，圆环设于套筒的底端口处，圆环的外径大于套筒的直径以及制动环的内径。

13、进一步地，发电组件包括主齿轮、发电机主体和电机齿轮；其中，发电机主体的数量为四台，主齿轮的直径是电机齿轮的直径的四倍，主齿轮连接于传动轴的底端，电机齿轮的数量为四个，每个电机齿轮连接一个发电机主体的转子轴，四台发电机主体围绕主齿轮均匀布置，且主齿轮同时与四个电机齿轮啮合连接。

14、进一步地，电池组件包括若干三元锂电池组。

15、进一步地，控制组件包括发电控制器和转速传感器；发电控制器被配置为监测电池组件的充放电情况以及监测发电机的实时输出功率；转速传感器被配置为监测发电机的传动轴的实时转速，并将监测到的转速信号传输到发电控制器。

16、进一步地，金属外框架为长方体结构，金属外框架包括由四块不锈钢板依次连接成的矩形筒体，文丘里管同轴布置在矩形筒体内，文丘里管的进风口和出风口分别朝向矩形筒体的两端开口。

17、进一步地，矩形筒体的两端开口均设有进出风口面板，进出风口面板设有通风孔。

18、进一步地，金属外框架还包括顶部光伏板和顶部光伏支架，顶部光伏板通过顶部光伏支架设于矩形筒体的上方；并且，顶部光伏板倾斜布置，迎风面倾斜向上。

19、进一步地，顶部光伏支架具有接闪功能，通过金属框架连接建筑防雷设施。

20、进一步地，文丘里管的进风口和出风口均设有防护网。

21、进一步地，金属外框架的矩形筒体的顶板上设有检修口。

22、进一步地，金属外框架的底部设置底部支架，底部支架固定于矩形筒体的底板上，并且矩形筒体的底板的一侧在横向上超出底部支架，底部支架的高度等于配套女儿墙的墙体高度，矩形筒体的底板在横向上超出底部支架的部分与配套女儿墙的顶面固定连接。

23、进一步地，金属外框架的底部设有女儿墙连接锚点，配套女儿墙上设有预埋连接件，女儿墙连接锚点与预埋连接件固定连接。

24、进一步地，相邻两个风光发电模组通过发电模块串并联接口连接。

25、进一步地，配套女儿墙的转角处设有预留柱，预留柱的顶端凸出于配套女儿墙的顶面；靠近配套女儿墙的转角处的风光发电模组同时与配套女儿墙、预留柱固定连接。

26、进一步地，配套女儿墙包括墙体，墙体的高度等于底部支架的高度；预埋连接件设置于墙体的顶部。

27、进一步地，墙体的外侧设有落水管，被配置为接收从顶部光伏板落下的雨水。

28、进一步地，墙体的侧壁设有排水通道，排水通道被配置为将屋面的雨水排出至落水管。

29、第二方面，提供一种屋面系统，包括第一方面提供的风光发电墙体；

30、具体包括：

31、屋面；

32、配套女儿墙，设于屋面上；

33、风光发电模组，被配置为将屋面的风能转换为电能；多个风光发电模组并排固定设置在配套女儿墙上，形成组合女儿墙；

34、光伏发电组件，光伏发电组件设于组合女儿墙围成空间的屋面中央区域。

35、进一步地，光伏发电组件采用屋面分布式光伏，由分布式光伏阵列组成，与风光发电模组通过电缆连接，统一连接逆变器。

36、进一步地，光伏发电组件的高度低于组合女儿墙的高度。

37、第三方面，提供一种建筑物，包括第二方面提供的屋面系统。

38、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

39、a)本发明提供的风光发电墙体，通过将多个风光发电模组安装在配套女儿墙上，风光发电模组利用文丘里效应激活屋顶风力资源，实现建筑风能的高效利用。

40、b)本发明提供的风光发电墙体，通过多个风光发电模组将建筑屋顶风能转换为电能，减弱屋顶的气流分流效应，减少高风速带来的“风吸力”，显著降低屋顶光伏铺设难度。

41、c)本发明提供的风光发电墙体，通过在配套女儿墙的转角处设有预留柱，能够使成排连接的风光发电模组连接更稳固。

42、d)本发明提供的风光发电墙体，发电机设有制动组件，能够避免在风速过大或其他极端工况下对设备造成不可逆的损伤。

43、e)本发明提供的风光发电墙体，风光发电模组的顶部光伏板倾斜布置，迎风面倾斜向上，能够引导风斜向上流动，空气经顶部光伏板引导后向屋面中心区域的上方流动，这样也能够进一步避免因过大的风速在中、高层建筑顶部形成气流分离效应，避免直接吹向组合女儿墙围成空间屋面上的光伏，显著降低屋顶光伏铺设难度，保证光伏的安全稳定性。

44、f)本发明提供的屋面系统，通过在配套女儿墙上安装成排布置的风光发电模组，形成组合女儿墙，同时在组合女儿墙围成的屋面中心区域布置屋面分布式光伏阵列，形成建筑屋面可再生能源发电系统，具有以下两方面优势：第一，高效利用建筑屋顶风资源，单位面积发电效率高于传统建筑屋面分布式光伏；第二，优化屋面风环境，由于风光发电模组不仅发挥了传统女儿墙的防风作用，同时利用建筑屋顶风能进行风电，降低了屋顶风速，同时削弱了风吸力，对屋面分布式光伏起到保护作用。

45、g)本发明提供的建筑物，不仅实现了建筑风能的高效利用，而且，屋面布置光伏系统，实现对太阳能的利用。