一种房屋节能改造型多功能光伏窗发电系统

1.本实用新型涉及分布式光伏发电的技术领域，尤其涉及一种房屋节能改造型多功能光伏窗发电系统。


背景技术：

2.目前，建筑能耗日益增加，而建筑供热供冷占据了很大一部分，目前农村地区和部分别墅式建筑都追求更大的窗墙比，因此其中的冷热量的散失主要是通过传热系数较大的窗户。同时，太阳能是取之不尽的替代能源，正逐步替代传统能源成为将来的主要新能源，目前对太阳能的开发利用空前繁盛，国内外应用而生了多种太阳能利用方式，各国纷纷出台政策支持太阳能行业的发展，相关节能产品和设备也层出不穷。
3.目前，太阳能发电的主要形式主要是地面、屋顶设置的光伏装置。然而，传统的光伏光热装置占地面积大、功能单一。随着窗式光伏的发展，光伏发电与建筑围护结构相结合，不仅可以实现光伏发电，同时可以实现建筑维护的效果。本实用新型对分布式光伏发电形式进行研究，在屋顶、地面式光伏上进一步拓展，并与建筑一体化设计相结合。


技术实现要素：

4.针对现有光伏光热装置占地面积大，功能单一的技术问题，本实用新型提出一种房屋节能改造型多功能光伏窗发电系统，解决目前农村地区和别墅型建筑为追求更大的窗墙比而引起的室内冷热量散失严重的问题，并且光伏发电可用于提供生活用电，结构简单，可模块化，适用性强。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：包括若干个太阳能电池板、支架系统、动力装置，其特征在于，所述太阳能电池板安装在固定支架机构上，固定支架机构与两侧支柱铰接，支柱安装在窗户附近的墙体上，支柱内设有可以上下伸缩的动力装置，动力装置与支柱顶部相连接；所述固定支架机构与外层支柱之间铰接可以进行角度调节。
6.优选地，所述支柱包括内层支柱和外层支柱，内层支柱通过固定柱固定在墙体上，外层支柱套设在内层支柱外部，且外层支柱通过动力装置与内层支柱活动连接。通过动力装置可以实现固定支架机构的升降，从而带动太阳能电池板上下升降。
7.优选地，所述动力装置为直顶液压式升降机，直顶液压式升降机安装在内层支柱内，直顶液压式升降机的顶部与外层支柱相连接。直顶液压式升降机带动外层支柱上下移动。
8.优选地，所述外层支柱上设有供固定柱通过的开口。开口方便外层支柱的移动，从而不影响内层支柱的固定。
9.优选地，所述内层支柱上设有两个固定柱，固定柱分别固定在内层支柱的上部和下部，上部的固定柱设置在开口内，外层支柱设置在下部的固定柱的上方。两个固定柱保证了内层支柱固定的安全性。
10.优选地，所述太阳能电池板固定在其固定支架机构上，固定支架机构上部通过铰接点铰接在外层支柱上，固定支架机构下部设有角度调节机构。
11.优选地，所述角度调节机构包括支撑杆，支撑杆一端铰接在外层支柱上，支撑杆另一端通过支点与太固定支架的下部相连接。通过支撑杆方便调节太阳能电池板的转动，且方便收纳。
12.优选地，所述支点包括第一支点和第二支点，第二支点设置在固定支架机构的底部，根据太阳光调节太阳能电池板的角度，更好地实现太阳能的收集，第一支点设置在第二支点的上方。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：首先，在夜间无光伏发电时，太阳能电池板可随着其固定支架机构上下移动和角度调节，从而覆盖在窗户外层，来减小室内冷热量的耗散；其次，在有光照进行光伏发电时，可以调节太阳能电池板的倾斜角度，使其在最佳倾斜角进行发电，同时，在需要自然采光时，可以调节液压式动力装置上下调节整个太阳能电池板的固定支架机构使其上升到一定高度，来实现自然采光，也可以遮挡一部分阳光直接照射进室内，防止引起眼睛眩光；最后，可以进行模块化，模块的尺寸可以根据太阳能电池板和实际窗户尺寸进行设计，对各种窗户结构具有很强的适应性。同时，本实用新型相对于屋顶式光伏发电，可以角度调节的太阳能电池板更容易清洁，且竖直时不存在积雪。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为图1中动力装置与支柱连接放大图。
17.图3为本实用新型的支柱剖面图。
18.图中，1为墙体，2为固定柱，3为直顶液压式升降机，4为铰接点，5为固定支架机构，6为第一支点，7为第二支点，8为支撑杆，9为外层支柱，10为内层支柱，11为开口。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，一种房屋节能改造型多功能光伏窗发电系统，包括若干个太阳能电池板、支柱、动力装置，太阳能电池板为市面上普通的太阳能电池板，用于采集窗户外侧的太阳能。所述太阳能电池板安装在其固定支架机构5上，固定支架机构5为太阳能电池板的支撑结构。支柱整体安装在窗户附近的墙体1上，支柱分为内层支柱10和外层支柱9，内层支柱10内设有可以上下伸缩的动力装置，动力装置与外层支柱9顶部相连接；所述太阳能电池板固定支架机构5与外层支柱9之间铰接可以进行角度调节。
21.如图2和图3所示，所述支柱包括内层支柱10和外层支柱9，内层支柱10通过固定柱2固定在墙体1上，外层支柱9套设在内层支柱10外部，外层支柱包裹内层支柱，但不与内层支柱固定，且外层支柱9通过动力装置与内层支柱10活动连接。支架系统的主体通过内层支柱10与墙体1之间的固定柱2固定在窗户侧的墙体上，支架系统由两侧固定支柱、支柱之间的固定结构以及太阳能电池板固定支架机构组成。内层支柱与墙体相连，用于整体结构的固定。
22.所述动力装置为直顶液压式升降机3，直顶液压式升降机3安装在内层支柱10内，直顶液压式升降机3的顶部与外层支柱9相连接。需要上升时，由直顶液压式升降机3将外层支柱9顶起上升，从而带动太阳能电池板5及其上固定支架的上升。
23.如图3所示，所述外层支柱9上设有供固定柱2通过的开口11，防止内层支柱在墙体上的固定柱2阻碍外层支柱9的升降。开口11为长方形开口。固定柱2可以是固定钢筋。开口长度与外层支柱9可上升高度相等、宽度略宽于固定柱2的直径，使上部固定点不会影响外层支柱的上下移动。所述内层支柱10上设有两个固定柱2，固定柱2分别固定在内层支柱10的上部和下部，上部的固定柱2设置在开口11内，外层支柱9设置在下部的固定柱2的上方。外层支柱9上升到最大高度时，开口11底部刚好在上部的固定柱2处，外层支柱9开口下的全包裹部分可以保证上升后的安全性。下部的固定柱2也不影响外层支柱9的升降，且在下降到最低时可以支撑外层支柱9。开口11供上部的固定柱2滑动，外层支柱9的顶部封闭，可以有效保护内层装置即内层支柱10和动力装置不受阳光暴晒和雨水侵蚀。外层支柱9的顶部内侧与直顶液压式升降机顶部焊接，随直顶液压式升降机的升降而升降。
24.所述太阳能电池板安装在其固定支架机构5上，太阳能电池板固定支架机构5上部与铰接点4铰接，铰接点4设置在两侧的外层支柱9上，太阳能电池板固定支架机构5下部设有角度调节机构。外层支柱9与太阳能电池板固定支架机构5上端铰接，使其可以进行角度调节。太阳能电池板固定支架机构5随外层支柱的升降来实现升降，角度调节机构在下部调节太阳能电池板的倾斜角度，实现太阳能电池板角度的调节。
25.所述角度调节机构包括支撑杆8，支撑杆8一端铰接在两侧支柱之间的固定结构的中间；支撑杆8另一端通过支点与太阳能电池板固定支架机构5下部相连接。太阳能电池板固定支架机构5可以通过铰接在中下部中间的支撑杆8来调节角度，支撑杆可以支撑在太阳能电池板固定支架背部的不同支点调节太阳能电池板固定支架机构5的角度即太阳能电池板的角度，以达到光伏发电的最佳倾角，无倾角时支撑杆立于太阳能电池板固定支架机构5内侧，即固定支架和两侧外部支柱之间，且支撑杆8的长度小于固定支架的长度，方便收纳。收纳时可以将支撑杆8收在固定支架机构5与外层支柱9之间。角度调节机构为外开式窗型太阳能电池板固定支架。即支点固定在固定支架机构5背面上，固定支架固定在太阳能电池板5的底部，方便太阳能电池板与其他部件的连接，从而实现太阳能电池板下部的支撑。在支柱之间的固定结构中下部的中间铰接支撑杆8，在太阳能电池板固定支架背面设置不同的支点，调节太阳能电池板的角度，以实现太阳能电池板发电的最佳倾角，或者可以进行部分遮阳。固定支架机构5和角度调节机构的尺寸可根据太阳能电池板和实际情况自行设定，太阳能电池板的横向排列个数和支柱个数可根据实际情况设定，使本发明对不同的窗型有很强的适应性。
26.所述支点包括第一支点6和第二支点7，第二支点7设置在固定支架的底部，具体位
置可根据当地最佳发电倾角确定，根据太阳光调节太阳能电池板的角度，更好地实现太阳能的收集，第一支点6设置在第二支点7的上方，此支点位置由遮光效果确定。当固定支架竖直时，支撑杆8直立收回在内侧。
27.本实用新型可实现在光照充足时，通过支撑杆来调节太阳能电池板不同的角度进行发电，当需要自然采光时，可通过动力装置将支架系统的外层支柱上升一定高度，从而满足在光伏发电的同时不影响自然采光，同时遮挡一部分阳光直接照射进室内，防止引起眼睛眩光，也可以在雨天充当雨搭，在夜间可以将支撑杆竖直收在太阳能电池板固定支架机构内侧，太阳能电池板竖直覆盖在窗户上，阻止室内冷热量的散失。且太阳能电池板竖直时，更容易清洁，并防止积雪。本实用新型的支架系统可实现模块化，其尺寸与数量可以根据实际情况改变。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。