屋顶光伏发电系统的制作方法

本实用新型涉及光伏发电技术领域，更具体的说，它涉及一种屋顶光伏发电系统。

背景技术：

随着社会的发展，人们对环保意识的增强，清洁能源的应用范围逐渐普及。太阳能作为一种可再生的清洁能源，在生活中已经局部使用。

现有技术参考授权公告号为CN208520017U的实用新型专利，其公开了一种平板式太阳能热水器，包括壳体，所述壳体设有第一开口，所述壳体设有封闭第一开口的第一玻璃板，所述壳体设有第二玻璃板，所述第一玻璃板与第二玻璃板之间设有真空层，所述第二玻璃板表面设有太阳选择性吸收涂料层，所述壳体内设有水管。该实用新型利用第一玻璃板和第二玻璃板之间的真空层减少热量向太阳能热水器外流失，将更多的热量传递至水，从而增加太阳能转变成水热能的转化效率。但该实用新型存在以下不足：该太阳能热水器只利用了照射于屋顶上的阳光转换为水的热能，当水温升高到一定温度后，剩余的阳光照射无法继续提高水的温度，光照利用率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种屋顶光伏发电系统，能够同时利用屋顶上的阳光进行光伏发电以及光热转换，提高屋顶太阳能的利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种屋顶光伏发电系统，包括铺装于屋顶向阳一面的光电转换式太阳能板和光热转换式太阳能板，光热转换式太阳能板与屋顶之间设有蓄热水箱，光热转换式太阳能板与光电转换式太阳能板的上表面固定铺设有透明的防护板，防护板连接有清灰机构。

通过采用上述技术方案，照射到屋顶上的阳光，一部分被光电转换式太阳能板转变为电能，另一部分被光热转换式太阳能板转变为热能并传递到蓄热水箱对水进行加热，提高屋顶处太阳能的利用率。防护板对光电转换式太阳能板和光热转换式太阳能板起到保护作用，当防护板的表面积落的灰尘较多影响透光时，清灰机构工作将防护板表面的灰尘清理干净，保持光热转换式太阳能板和光电转换式太阳能板的正常工作。

本实用新型进一步设置为：所述清灰机构包括沿着屋顶两侧边缘固定设置的导轨，两个导轨之间垂直设置有与导轨相对滑移的横杆，横杆的一端固定安装驱动横杆沿导轨移动的动力组件；横杆靠近防护板的一面延长度方向固设有擦拭条，擦拭条抵压防护板表面。

通过采用上述技术方案，当防护板表面随着时间延长灰尘逐渐增加影响透光性时，动力组件工作带动横杆沿着导轨移动，擦拭条将防护板表面的灰尘去除，保持防护板良好的透光性，使得光热转换式太阳能板和光电转换式太阳能板正常受光工作。

本实用新型进一步设置为：所述导轨沿长度方向设有齿条，动力组件包括固定于横杆一端的正反转电机、安装于电机的输出轴端部的主动齿轮、转动连接于横杆端部并与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮与齿条啮合。

通过采用上述技术方案，电机工作时通过齿轮传动带动横杆沿着齿条移动，齿轮传动的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，提高整体使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述光热转换式太阳能板与蓄热水箱之间设有石墨材质的导热片。

通过采用上述技术方案，石墨具有良好的导热性能，使得光热转换式太阳能板转化的热量及时传递给蓄热水箱中的水，提高蓄热水箱中水的升温速率。

本实用新型进一步设置为：所述光电转换式太阳能板与蓄热水箱之间设有冷却盘管，冷却盘管连接外部的制冷机。

通过采用上述技术方案，使得光电转换式太阳能板工作时散发的热量及时排出，保持光电转换式太阳能板在合适温度下稳定工作。

本实用新型进一步设置为：所述冷却盘管与蓄热水箱之间设有隔热膜。

通过采用上述技术方案，隔热膜减少了冷却盘管与蓄热水箱之间的热交换。

本实用新型进一步设置为：所述防护板为透明的聚氨酯板。

通过采用上述技术方案，聚氨酯板的透光率达95%以上，保证保护板对抗紫外线辐射的稳定性，防止因老化分解而褪色以及透光率下降，使得保护板长时间保持高透光性，减少更换频次。

本实用新型进一步设置为：所述屋顶设有屋脊，屋脊内安装有与蓄热水箱连通的保温水箱，保温水箱设有进水口和出水口。

通过采用上述技术方案，蓄热水箱中的水受热后温度升高，比重减少而上升，形成一个向上的动力，构成热虹吸系统。随着热水的不断上移并存储在保温水箱上部，温度较低的水沿着蓄热水箱的另一侧不断补充形成往复循环。

本实用新型进一步设置为：所述屋脊包括包覆在保温水箱外部的保温层和固设在保温层外的防护壳。

通过采用上述技术方案，保温层增加保温水箱的保温效果，防护壳对保温层起到保护作用。

综上所述，本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：

1.照射到屋顶上的阳光，一部分被光电转换式太阳能板转变为电能，另一部分被光热转换式太阳能板转变为热能并传递到蓄热水箱对水进行加热，提高屋顶处太阳能的利用率；

2.防护板对光电转换式太阳能板和光热转换式太阳能板起到保护作用，当防护板的表面积落的灰尘较多影响透光时，清灰机构工作将防护板表面的灰尘清理干净，保持光热转换式太阳能板和光电转换式太阳能板的正常工作；

3.蓄热水箱中的水受热后温度升高，比重减少而上升，形成一个向上的动力，构成热虹吸系统。随着热水的不断上移并存储在保温水箱上部，温度较低的水沿着蓄热水箱的另一侧不断补充形成往复循环，持续吸收热量。

附图说明

图1为实施例的整体结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为图1中显示清灰机构与屋顶位置关系的局部示意图；

图4为凸显清灰机构各部件连接关系在图1中B部的放大图；

图5为凸显擦拭条与防护板连接关系在图2中C部的放大图。

附图标记：1、屋顶；11、屋脊；111、保温层；112、防护壳；12、防水层；13、保温膜；2、光热转换式太阳能板；21、导热片；3、光电转换式太阳能板；31、冷却盘管；4、清灰机构；41、导轨；42、齿条；43、电机；44、横杆；441、滑槽；45、主动齿轮；46、从动齿轮；47、擦拭条；5、防护板；6、蓄热水箱；61、保温水箱。

具体实施方式

实施例：屋顶光伏发电系统，如图1和图2所示，包括铺装于屋顶1向阳一面的光电转换式太阳能板3和光热转换式太阳能板2，光热转换式太阳能板2与屋顶1之间设有蓄热水箱6，光热转换式太阳能板2与光电转换式太阳能板3的上表面固定铺设有透明的防护板5，防护板5连接有清灰机构4。照射到屋顶1上的阳光，一部分被光电转换式太阳能板3转变为电能，另一部分被光热转换式太阳能板2转变为热能并传递到蓄热水箱6对水进行加热，提高屋顶1处太阳能的利用率。当防护板5的表面积落的灰尘较多影响透光时，清灰机构4工作将防护板5表面的灰尘清理干净，保持光热转换式太阳能板2和光电转换式太阳能板3的正常工作。

参考图1和图2，光热转换式太阳能板2的四角可以通过螺钉与屋顶1固定连接，光热转换式太阳能板2的受光面背离屋顶1设置。光热转换式太阳能板2可以为陶瓷太阳能板，以普通陶瓷为基体，立体网状钒钛黑瓷为表面层的中空薄壁扁盒式太阳能集热体。根据需要，可以采用尚而特牌P-G型集热板。

屋顶1的最高处设有屋脊11，屋脊11内设有与蓄热水箱6连通的保温水箱61，保温水箱61设有进水口和出水口。屋脊11包括包覆在保温水箱61外部的保温层111和固设在保温层111外的防护壳112，保温层111可以为XPS保温板，防护壳112可以为不锈钢板制成。

蓄热水箱6可以采用玻璃管或者铜板制作，光热转换式太阳能板2转换的热量传递到蓄热水箱6中对水进行加热。为了提高热传递效果，光热转换式太阳能板2与蓄热水箱6之间填充有导热片21，导热片21可以为石墨片，具有良好的导热性能。蓄热水箱6中的水受热后温度升高，比重减少而上升，形成一个向上的动力，构成热虹吸系统。随着热水的不断上移并存储在保温水箱61上部，温度较低的水沿着蓄热水箱6的另一侧不断补充形成往复循环。

屋顶1与蓄热水箱6之间由下至上依次铺设有防水层12和保温膜13，防水层12防止屋顶1上的雨水渗漏到室内，保温膜13能够减少蓄热水箱6的热量向屋顶1散失的速率，起到一定保温效果。

参考图1和图2，光电转换式太阳能板3通过螺栓固定于屋顶1上，光电转换式太阳能板3与光热转换式太阳能板2的上表面平齐。光电转换式太阳能板3可以采用希凯德牌100W多晶型层压太阳能电池板。为了使得光电转换式太阳能板3工作时散发的热量及时排出，在光电转换式太阳能板3下部连接有冷却盘管31，冷却盘管31中填充有冷媒，冷却盘管31连接外部的制冷机。冷却盘管31与蓄热水箱6之间设有隔热膜（图中未显示），减少冷却盘管31与蓄热水箱6之间的热传递。

防护板5与光热转换式太阳能板2以及光电转换式太阳能板3之间可以间隔5-10mm的间隙，当防护板5受到重物撞击出现碎裂或变形时，不会对光热转换式太阳能板2或光电转换式太阳能板3造成损伤。防护板5最好采用聚氨酯板，透光率达95%以上，保证防护板5对抗紫外线辐射的稳定性，防止因老化分解而褪色以及透光率下降，使得防护板5长时间保持高透光性，减少更换频次。

参考图3和图4，清灰机构4包括沿着屋顶1两侧边缘固定设置的导轨41，两个导轨41之间垂直设置有与导轨41相对滑移的横杆44，横杆44的一端固定安装有正反转的电机43，电机43的输出轴端部安装有主动齿轮45，横杆44的端部转动连接有与主动齿轮45啮合的从动齿轮46，靠近电机43设置的导轨41延长度方向设有齿条42，从动齿轮46与齿条42啮合；横杆44靠近防护板5的一面延长度方向固设有擦拭条47，擦拭条47可以用海绵制作，擦拭条47抵压防护板5表面。为了防止横杆44从导轨41上脱离，导轨41的横截面可以是T字形，横杆44的端部设有与导轨41配合的滑槽441。电机43外部可以罩设有防水外壳，降低电机43进水出现故障的可能。

当防护板5表面随着时间延长灰尘逐渐增加影响透光性时，电机43工作带动主动齿轮45转动，与主动齿轮45啮合的从动齿轮46转动，从动齿轮46与齿条42啮合并带动横杆44沿着导轨41移动，擦拭条47将防护板5表面的灰尘去除，保持防护板5良好的透光性，使得光热转换式太阳能板2和光电转换式太阳能板3正常受光工作。

该屋顶光伏发电系统的工作原理如下：

阳光照射到屋顶1的光热转换式太阳能板2后，光热转换式太阳能板2吸收阳光并转化成热量传递给蓄热水箱6，蓄热水箱6的热水流到保温水箱61中存储。阳光照射到光电转换式太阳能板3表面，光电转换式太阳能板3将光转换为电。

当防护板5表面随着时间延长灰尘逐渐增加影响透光性时，电机43工作带动主动齿轮45转动，与主动齿轮45啮合的从动齿轮46转动，从动齿轮46与齿条42啮合并带动横杆44沿着导轨41移动，擦拭条47将防护板5表面的灰尘去除，保持防护板5良好的透光性，使得光热转换式太阳能板2和光电转换式太阳能板3正常受光工作，提高屋顶1太阳能的利用率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。