建筑物和用于建筑物的能源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种建筑物和用于建筑物的能源系统。该建筑物包括位于建筑物外侧且能够被太阳光照射的顶部和侧壁以及建筑物内部铺设的地板。该能源系统包括：太阳能电池板，分别安装在建筑物的上述顶部和侧壁上；压电陶瓷片，嵌在地板中；储能装置，连接到太阳能电池板和压电陶瓷片，用于储存分别由太阳能电池板和压电陶瓷片产生的电能。通过更充分地利用清洁的能源，解决了建筑物例如教室对太阳能的利用效率低而对建筑物内人员活动产生的机械能没有利用的技术问题，达到减少环境污染，实现低碳环保，增加教室科技内涵的目的。
【专利说明】建筑物和用于建筑物的能源系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种建筑物和用于建筑物的能源系统。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种可再生的清洁能源，而且其能源总量巨大。在能源越来越匮乏，环境污染越来越严重的今天，如何合理、高效地利用太阳能为社会提供能源成为世界各国都积极关注的课题。我国具有非常丰富的太阳能资源，但太阳能的利用现状并不乐观。
[0003]目前，为了利用建筑物(例如住宅、办公楼、教室、学生宿舍)顶部的多余空间来收集太阳能，已有方案是在建筑物顶部安装太阳能热水器。但是，太阳能热水器存在很多缺陷:
[0004]1、热水管路长达十几米，每次使用需浪费一定的水。
[0005]2、热水器需要一整天的日照才能把水加热到适当稳定，天气好的时候也只能保证晚上有热水，不能保证使用者24小时热水供应，舒适性差。
[0006]3、太阳能热水器仅能提供热水。在炎热的夏天，热水器提供的热水多，但使用者对热水的需求少，这时热水器就处于闲置状态，对太阳能的利用率低。
[0007]另一方面，一些建筑物，例如教室，是一个人口密集的地方,人员，例如学生,在建筑物(教室)里的活动产生了很多的机械能(振动能)。但目前并没有使用任何装置对这些被浪费的机械能进行收集和利用。
实用新型内容
[0008]本实用新型所要解决的一个技术问题是提供了一种建筑物和用于建筑物的新型能源系统，通过更充分地利用清洁的能源，提高对太阳能的利用效率并对建筑物内人员活动产生的机械能加以利用，从而达到减少环境污染，实现低碳环保，增加教室科技内涵的目的。
[0009]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于建筑物的能源系统。该建筑物包括位于建筑物外侧且能够被太阳光照射的顶部和侧壁以及建筑物内部铺设的地板。该能源系统包括:太阳能电池板，分别安装在建筑物顶部和侧壁上；压电陶瓷片，嵌在地板中；储能装置，连接到太阳能电池板和压电陶瓷片，用于储存分别由太阳能电池板和压电陶瓷片产生的电能。
[0010]优选地，该能源系统还包括:支撑架，被配置为固定在顶部或侧壁上；感光调节器，安装在支撑架上，太阳能电池板通过感光调节器可转动地安装在支撑架上；第一工控器，连接到感光调节器，控制感光调节器根据太阳照射方向的变化来调整太阳能电池板的角度，以便尽可能多的吸收太阳能。
[0011]优选地，地板包括:上橡胶层，其内侧具有橡胶芯；下橡胶层；以及软皮层，软皮层中间具有浅槽，压电陶瓷片镶嵌在浅槽中，并被软皮层包裹，并且压电陶瓷片的位置与橡胶芯的位置相对应。[0012]优选地，软皮层具有缓冲橡胶垫。
[0013]优选地，该能源系统还包括:整流装置，连接到压电陶瓷片，被配置为对压电陶瓷片产生的电能进行整流；第一稳压装置，连接到整流装置，被配置为对经过整流的电能进行稳压；第二稳压装置，连接到太阳能电池板，被配置为对太阳能电池板产生的电能进行稳压；充电保护装置，连接到第一稳压装置、第二稳压装置以及储能装置，被配置为在由第一稳压装置和第二稳压装置产生的电能对储能装置充电时对储能装置进行保护。
[0014]优选地，该能源系统还包括:第二工控器；以及升压装置，连接到储能装置，被配置为在第二工控器的控制下，对来自储能装置的电能进行升压，并将升压后的电能提供给该建筑物中的电气设备。
[0015]优选地，该能源系统还包括:市电供电设备，连接到电气设备和第二工控器，第二工控器在检测到储能装置中储存的电能不足时，执行控制以使得由市电供电设备对电气设备进行供电。
[0016]根据本实用新型的另一方面，提供了一种建筑物。该建筑物包括位于建筑物外侧且能够被太阳光照射的顶部和侧壁以及建筑物内部铺设的地板。该建筑物还包括根据本实用新型第一方面的能源系统。
[0017]该建筑物例如可以是教室。
[0018]通过根据本实用新型的能源系统，可以更加充分地利用建筑物从外部接收的太阳能以及内部产生的机械能，达到节能环保的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020]图1是根据本实用新型的能源系统的简化结构示意图；
[0021]图2是根据本实用新型的外部太阳能电池安放位置分布示意图；
[0022]图3是根据本实用新型控制太阳能电池板角度的结构的示意图；
[0023]图4是根据本实用新型的压电陶瓷片分布示意图；
[0024]图5是根据本实用新型的橡胶地板剖视图；
[0025]图6是根据本实用新型的能源系统的示例的简化结构示意图；
[0026]图7是根据本实用新型的内部电气设备分布图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步详细描述。
[0028]图1示意性地示出了根据本实用新型的能源系统的简化结构。
[0029]如图1所示，根据本实用新型的能源系统包括压电陶瓷片1、太阳能电池板2以及储能装置3。储能装置3储存压电陶瓷片I和太阳能电池板2产生的电能。根据实际情况，压电陶瓷片I和太阳能电池板2均可以设置多个。
[0030]图2是根据本实用新型的太阳能电池板2安放位置分布示意图。
[0031]如图2所示，多个太阳能电池板2分别安装在位于建筑物外侧的顶部和侧壁上，尤其是能够被太阳光照射的顶部和侧壁上。
[0032]可以根据太阳照射方向的变化来调整太阳能电池板2的角度。[0033]作为示例，图3给出了控制太阳能电池板2的角度的结构的示意图。
[0034]如图3所示，可以在建筑物顶部或侧壁上固定多个支撑架302，以便安装太阳能电池板2。
[0035]在支撑架上安装感光调节器301，每一个太阳能电池板2通过感光调节器301可转动地安装在一个支撑架302上。
[0036]连接到多个感光调节器的工控器(图3中未示出)对感光调节器301进行控制，以根据太阳照射方向(例如高度角和/或方位角)的变化来调整太阳能电池板2的角度，以便尽可能多地吸收太阳能。
[0037]另一方面，压电陶瓷片I嵌在建筑物内部铺设的地板4中。
[0038]图4是根据本实用新型的压电陶瓷片I的分布示意图。
[0039]如图4所示，多个嵌入了压电陶瓷片I的地板4可以铺设在建筑物(例如教室内)人员活动较为频繁的地方)。当然，也可以在整个建筑物内部地面上全都铺设地板4。
[0040]图4中还示出了部分电气设备，如电脑603、投影仪604、插座605，图7中将更进一步示出电气设备的示例。
[0041]地板4可以是橡胶地板。作为示例，图5是根据本实用新型的地板剖视图。
[0042]如图5所示，地板4可以包括上橡胶层502、下橡胶层503以及软皮层504。
[0043]上橡胶层502内侧可以具有橡胶芯505，用来向下传递压力。橡胶芯505可以具有各种形状，例如圆柱形。
[0044]软皮层504中间具有浅槽。压电陶瓷片I镶嵌在浅槽中，并被软皮层504包裹。嵌在软皮层504中的压电陶瓷片I的位置与上橡胶层502内侧的橡胶芯505的位置相对应。施加在地板上的力通过橡胶芯505作用在压电陶瓷片I上，使得压电陶瓷片发生压电效应，并产生电能。压电陶瓷片I可以采用键盘式嵌入结构镶入橡胶地板4中。
[0045]当人员在建筑物例如教室内流动踩踏地板时，铺设的地板4中的压电陶瓷片I因被踩踏发生形变，从而产生电能，存入储能装置3。
[0046]软皮层504还可以具有缓冲橡胶垫。软皮层504不但可以起到缓冲绝缘的作用，还可以防止过大压力给压电陶瓷片I带来损伤。
[0047]储能装置3连接到太阳能电池板2和压电陶瓷片I。由太阳能电池板2和压电陶瓷片I产生的电能均可以储存在储能装置3中。
[0048]通过使用储能装置3，根据本实用新型的能源系统具有持续供电的能力和稳定输出的能力。
[0049]作为示例，图6给出了根据本实用新型的能源系统的更详细的框图。
[0050]太阳能电池板2产生的电能经过稳压装置102稳压，通过充电保护装置105，输送到储能装置3。
[0051]如图6所示，压电陶瓷片I产生的电能经过整流装置103进行整流，再经过稳压装置104稳压，通过充电保护装置105，输送到储能装置3。
[0052]充电保护装置105在来自稳压装置102和103的电能对储能装置充电时对储能装置3进行保护。
[0053]如图6所示，还可以设置升压装置107以连接到储能装置3。当使用储能装置3中储存的电能时，可以在工控器108的控制下，由升压装置107对来自储能装置3的电能进行升压，并将升压后的电能提供给该建筑物中的电气设备6。
[0054]作为示例，图7示出了教室中的电气设备6。如图7所示，教室中可以设置有照明灯601、空调602、电脑603、投影仪604，还可以另外提供电源插座605，以备其它电气设备使用。
[0055]工控器108可以同时作为上文中参考图3的描述中提到的工控器，以对感光调节器301进行控制，根据太阳照射方向(例如高度角和/或方位角)的变化来调整太阳能电池板2的角度。
[0056]可替换地，控制感光调节器301的工控器也可以是与控制升压装置107的工控器108不同的工控器。
[0057]另外，如图6所示，建筑物的能源系统中还可以提供市电供电设备，连接到电气设备6和工控器108。当工控器108检测到储能装置3中储存的电能不足时，工控器108执行控制，从而使得由市电供电设备对电气设备6进行供电。
[0058]至此，以参考附图对本实用新型的实施例进行了详细的描述。本领域技术人员应当明白，可以对本实用新型进行各种修改，而不脱离本实用新型的范围。
【权利要求】
1.一种用于建筑物的能源系统，所述建筑物包括位于建筑物外侧且能够被太阳光照射的顶部和侧壁以及建筑物内部铺设的地板，其特征在于，该能源系统包括: 太阳能电池板，分别安装在所述顶部和所述侧壁上； 压电陶瓷片，嵌在所述地板中； 储能装置，连接到所述太阳能电池板和所述压电陶瓷片，用于储存分别由所述太阳能电池板和所述压电陶瓷片产生的电能。
2.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，该能源系统还包括: 支撑架，被配置为固定在所述顶部或所述侧壁上； 感光调节器，安装在所述支撑架上，所述太阳能电池板通过感光调节器可转动地安装在支撑架上； 第一工控器，连接到所述感光调节器，控制所述感光调节器根据太阳照射方向的变化来调整所述太阳能电池板的角度，以便尽可能多地吸收太阳能。
3.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于， 所述地板包括: 上橡胶层，其内侧具有橡胶芯； 下橡胶层；以及 软皮层，所述软皮层中间具有浅槽，所述压电陶瓷片镶嵌在所述浅槽中，并被所述软皮层包裹，并且所述压电陶瓷片`的位置与所述橡胶芯的位置相对应。
4.根据权利要求3所述的能源系统，其特征在于，所述软皮层具有缓冲橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，该能源系统还包括: 整流装置，连接到所述压电陶瓷片，被配置为对所述压电陶瓷片产生的电能进行整流； 第一稳压装置，连接到所述整流装置，被配置为对经过整流的电能进行稳压； 第二稳压装置，连接到所述太阳能电池板，被配置为对所述太阳能电池板产生的电能进行稳压； 充电保护装置，连接到所述第一稳压装置、所述第二稳压装置以及所述储能装置，被配置为在由来自所述第一稳压装置和所述第二稳压装置的电能对所述储能装置充电时，对所述储能装置进行保护。
6.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，该能源系统还包括: 第二工控器；以及 升压装置，连接到所述储能装置，被配置为在所述第二工控器的控制下，对来自所述储能装置的电能进行升压，并将升压后的电能提供给该建筑物中的电气设备。
7.根据权利要求6所述的能源系统，其特征在于，该能源系统还包括: 市电供电设备，连接到所述电气设备和所述第二工控器， 所述第二工控器在检测到所述储能装置中储存的电能不足时，执行控制以使得由所述市电供电设备对所述电气设备进行供电。
8.一种建筑物，包括位于建筑物外侧且能够被太阳光照射的顶部和侧壁以及建筑物内部铺设的地板，其特征在于，该建筑物还包括:根据权利要求1-7中任何一项所述的能源系统。
9.根据权利要求8 所述的建筑物，其特征在于，所述建筑物是教室。
【文档编号】H02S20/22GK203554362SQ201320614409
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】范孝良, 邓睿, 曹文斌, 钟平, 房静 申请人:华北电力大学（保定）