CN114413313A - 一种家用高效能多用途太阳能发电采暖*** - Google Patents

一种家用高效能多用途太阳能发电采暖*** Download PDF

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李岩
王建宁
李立新
刘润泽
郭亚卿
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Abstract

本申请涉及太阳能光电光热装置的技术领域，尤其涉及一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其包括光电构件、光热构件以及用于储能和控制的能控构件；所述光电构件包括光伏板组件以及用于调整所述光伏板组件的旋转组件；所述光热构件包括蓄热水箱以及设置在所述蓄热水箱外壁上的温差发电板组件；所述能控构件包括分别与所述光伏板组件和所述温差发电板组件电性连接的蓄电池组件。本申请具有增加常见家用太阳能***对太阳能的利用方式，提高能量利用率的效果。

Description

一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***
技术领域
本申请涉及太阳能光电光热装置的技术领域，尤其是涉及一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***。
背景技术
太阳能是一种可再生能源，指太阳的热辐射能，现代太阳能的利用方式主要为光热转换和光电转换两种方式，光热转换主要是利用科技手段将太阳能的能量用于加热物质，或者利用材料先吸收太阳能再缓慢释放热量，光电转换主要是利用光伏板组件，将太阳能转换为电能。
目前常见的家用太阳能***对于太阳能的利用较为单一，支撑结构固定不变，使用条件限制较多。
研发人员在研发改进中发现：常见家用太阳能***对于太阳能的利用方式较为单一，使***对能量的利用率较低。
发明内容
为了改善家用太阳能***对于太阳能的利用方式较为单一，对能量利用率较低的缺陷，本申请提供一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***。
本申请提供的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***采用如下的技术方案：
一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，包括光电构件、光热构件以及用于储能和控制的能控构件；
所述光电构件包括光伏板组件以及用于调整所述光伏板组件的旋转组件；
所述光热构件包括蓄热水箱以及设置在所述蓄热水箱外壁上的温差发电板组件；
所述能控构件包括分别与所述光伏板组件和所述温差发电板组件电性连接的蓄电池组件。
通过采用上述技术方案，旋转组件能够调整光伏板组件的朝向和角度，使光伏板组件获得更长时间的太阳光直射，蓄热水箱能够进行光热转换，产生温差，通过温差发电板组件可以在多种情况下进行温差发电，增加常见家用太阳能***对于太阳能的利用方式，提高常见家用太阳能***对于太阳能的利用率，改善家用太阳能***对于太阳能的利用方式较为单一，对能量利用率较低的缺陷。
可选的，所述旋转组件包括用于安装所述光伏板组件的安装板、一端与所述安装板铰接的连接架、一端铰接在所述安装板上的电动液压缸、铰接在所述连接架另一端上的安装块、一板面与所述安装块固接的转动板、一端铰接在所述转动板上的电动液压推杆、转动设置在所述转动板另一板面的安装环以及设置在所述安装环中的伺服电机；
电动液压缸的另一端铰接在所述连接架上，电动液压推杆的另一端铰接在所述连接架上，所述伺服电机的输出轴插设在所述转动板和所述安装块内。
通过采用上述技术方案，伺服电机和安装环固接地面，转动板转动设置在安装环上，电动液压缸伸展时能够调整安装板和连接架之间的夹角角度，电动液压推杆伸展时能够调整连接架和转动板之间的夹角角度，运行伺服电机使输出轴旋转带动转动板和安装块旋转，从而方便地调整光伏板组件的朝向，使光伏板组件获得更长时间的太阳光直射。
可选的，在所述转动板的板面上固接有转动限制块，所述转动限制块是由一根弧形条和一块弧形块一体加工成型的，在所述安装环的环面上开设有与所述转动限制块适配的转动限位槽。
通过采用上述技术方案，转动限制块插设在转动限位槽内，使转动板与安装环转动连接，同时弧形块使转动限制块在转动限位槽内转动时保持稳定的连接。
可选的，所述光伏板组件包括固接在所述安装板上的隔热保温板以及固接在所述隔热保温板上的多块光伏发电板。
通过采用上述技术方案，多块光伏发电板固接在隔热保温板，能够方便固接在安装板上，同时在旋转组件呈收缩状态时，隔热保温板能够作为蓄热水箱的保温层，降低蓄热水箱内水温降低的速度。
可选的，所述光热构件还包括设置在所述蓄热水箱内的电加热器以及与所述蓄热水箱连通的供暖管道。
通过采用上述技术方案，电加热器能够加热蓄热水箱内水的温度，蓄热水箱内的水流入供暖管道内，供暖管道将水的热量传递到建筑物内，为建筑物内部进行供暖。
可选的，所述光热构件还包括与所述蓄热水箱连通的供暖管道以及设置在所述供暖管道上循环水泵，所述循环水泵与所述供暖管道连通。
通过采用上述技术方案，运行循环水泵能够加快水在供暖管道内的流动速度，使蓄热水箱内的热水持续进入供暖管道内，供暖管道内的水保持更高的温度，能够为建筑物内部提供更高的温度。
可选的，所述分隔板内开设有分隔槽，所述分隔槽的槽口与所述蓄热水箱的底板连通，所述温差发电板组件包括设置在所述分隔槽内的第一温差发电板、设置在所述蓄热水箱底板上的第二温差发电板以及设置在所述蓄热水箱侧壁上的第三温差发电板。
通过采用上述技术方案，蓄热水箱内出现温差时，第一温差发电板能够进行温差发电，在蓄热水箱内部温度与外部温度出现温差时，第二温差发电板和第三温差发电板能够进行温差发电，使温差发电板组件能在多种情况下进行温差发电。
可选的，在所述蓄热水箱的敞口设置有吸热盖板，所述吸热盖板是由吸热材料制成的吸热盖板。
通过采用上述技术方案，吸热盖板能够快速地吸收太阳能，从而加热蓄热水箱内的水，进行光热转换。
可选的，所述能控构件包括与所述蓄电池组件电性连接的逆变器，所述逆变器用于将直流电转换为交流电。
通过采用上述技术方案，逆变器将蓄电池组件内的直流电转换为交流电供给家用太阳能***和家用电器。
可选的，所述能控构件还包括与所述蓄电池组件电性连接的控制器组件。
通过采用上述技术方案，控制器组件能够对家用太阳能***进行控制。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过设置光电构件、光伏板组件、旋转组件、光热构件、蓄热水箱、温差发电板组件、能控构件和蓄电池组件，旋转组件能够调整光伏板组件的朝向和角度，使光伏板组件获得更长时间的太阳光直射，蓄热水箱能够进行光热转换，产生温差，通过温差发电板组件可以在多种情况下进行温差发电，增加常见家用太阳能***对于太阳能的利用方式，提高常见家用太阳能***对于太阳能的利用率，改善常见家用太阳能***对于太阳能的利用较为单一，利用率较低的缺陷；
通过设置安装板、连接架、电动液压缸、安装块、转动板、转动限制块、电动液压推杆、安装环、转动限位槽、伺服电机，转动限制块插设在转动限位槽内，使转动板与安装环转动连接，同时弧形块使转动限制块在转动限位槽内转动时保持稳定的连接，伺服电机和安装环固接地面，转动板转动设置在安装环上，电动液压缸伸展时能够调整安装板和连接架之间的夹角角度，电动液压推杆伸展时能够调整连接架和转动板之间的夹角角度，运行伺服电机使输出轴旋转带动转动板和安装块旋转，从而方便地调整光伏板组件的朝向，使光伏板组件获得更长时间的太阳光直射；
通过设置蓄热水箱、分隔板、分隔槽、温差发电板组件、第一温差发电板、第二温差发电板、第三温差发电板，蓄热水箱内出现温差时，第一温差发电板能够进行温差发电，在蓄热水箱内部温度与外部温度出现温差时，第二温差发电板和第三温差发电板能够进行温差发电，使温差发电板组件能在多种情况下进行温差发电。
附图说明
图1是家用高效能多用途太阳能发电采暖***的连接示意图。
图2是光电构件展开状态的结构示意图。
图3是光电构件收缩状态的剖面示意图。
附图标记说明：1、光电构件；11、光伏板组件；111、隔热保温板；112、光伏发电板；12、旋转组件；121、安装板；122、连接架；1221、竖杆；1222、第一铰接轴；1223、第二铰接轴；1224、第一连接杆；1225、第二连接杆；123、电动液压缸；124、安装块；125、转动板；1251、转动限制块；126、电动液压推杆；127、安装环；1271、转动限位槽；128、伺服电机；2、光热构件；21、蓄热水箱；211、吸热盖板；212、分隔板；213、加热腔；214、回流腔；215、出水管头；216、进水管头；217、分隔槽；22、电加热器；23、供暖管道；24、循环水泵；25、温差发电板组件；251、第一温差发电板；252、第二温差发电板；253、第三温差发电板；3、能控构件；31、蓄电池组件；32、逆变器；33、控制器组件；4、第一槽；5、第二槽。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请做进一步详细说明。
本申请实施例公开一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***。参照图1，一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***包括高效利用太阳能的光电构件1、设置在光电构件1下方的光热构件2以及用于储能和控制的能控构件3。
参照图2和图3，光电构件1包括用于光伏发电的光伏板组件11以及用于安装调整光伏板组件11的旋转组件12，光伏板组件11包括隔热保温板111以及固接在隔热保温板111一板面上的多块光伏发电板112，光伏发电板112能够吸收太阳能转换为直流电能，隔热保温板111是由耐高温且隔热性好的材料制成。
参照图2和图3，旋转组件12包括固接在隔热保温板111另一板面上的安装板121、一端与安装板121侧面铰接的连接架122、一端铰接在安装板121端面铰接的电动液压缸123、铰接在连接架122另一端上的安装块124、固接在安装板121底端上的转动板125、一端铰接在转动板125上的电动液压推杆126、转动设置在转动板125底部的安装环127以及设置在安装环127中的伺服电机128。
参照图2和图3，连接架122包括两根竖杆1221、两端分别固接在两根竖杆1221上的第一铰接轴1222、两端分别固接在两根竖杆1221上的第二铰接轴1223、两端分别固接在两根竖杆1221中部第一连接杆1224以及两端分别固接在两根竖杆1221中部第二连接杆1225，第一铰接轴1222和第二铰接轴1223分别设置在竖杆1221长度方向上的两端，第一连接杆1224设置在靠近第一铰接轴1222的位置，第二连接杆1225设置在靠近第二铰接轴1223的位置。第一铰接轴1222铰接在安装块124的中部，第一铰接轴1222的长度方向与安装块124的长度方向相同，第二铰接轴1223铰接在安装板121的中部，电动液压缸123的另一端铰接在第二连接杆1225上，电动液压推杆126的另一端铰接在第一连接杆1224上。
参照图2和图3，伺服电机128的输出轴插设在转动板125和安装块124内，伺服电机128处在安装环127的内环中，安装块124和电动液压推杆126均设置在转动板125顶部的板面上，安装环127设置在转动板125底部的板面上，在转动板125底部的板面上间隔设置有多个转动限制块1251，转动限制块1251是由一根弧形条和一块弧形块一体加工成型的，弧形条和弧形块的弧形开口朝向转动板125的轴线设置。本实施中转动限制块1251设置有四个，四个转动限制块1251呈环形均匀设置，在安装环127顶部的环面上开设有与转动限制块1251适配的转动限位槽1271，转动限位槽1271是环形槽，且转动限位槽1271的槽口朝向转动板125设置。
参照图2和图3，当电动液压缸123伸长，电动液压推杆126收缩时，旋转组件12呈收缩状态，隔热保温板111和光伏发电板112与转动板125平行设置，运行电动液压推杆126能够调整连接架122与转动板125的夹角角度，运行电动液压缸123能够调整安装板121与连接架122的夹角角度，从而调整隔热保温板111和光伏发电板112与转动板125的夹角角度。
参照图2，当电动液压缸123收缩，电动液压推杆126伸长时，旋转组件12呈展开状态，运行伺服电机128使输出轴旋转，带动旋转板和安装块124旋转，从而调整隔热保温板111和光伏发电板112的朝向，方便太阳光白天的时间均直射到光伏发电板112上，提高光伏发电板112的发电效率，使光伏发电板112对太阳能的利用率更高。
参照图2和图3，光热构件2包括蓄热水箱21、设置在蓄热水箱21内的电加热器22、与蓄热水箱21连通的供暖管道23、设置在供暖管道23上的循环水泵24以及设置在蓄热水箱21外壁上的温差发电板组件25。
参照图2和图3，蓄热水箱21是顶部开设有敞口的箱体，在蓄热水箱21的顶部设置有用于盖合敞口的吸热盖板211，吸热盖板211是由吸热材料制成的，在蓄热水箱21的内壁上固接有分隔板212，分隔板212的高度是蓄热水箱21高度的三分之一，分隔板212沿蓄热水箱21的长度方向将蓄热水箱21的内腔依次分隔为加热腔213和回流腔214，在蓄热水箱21的外壁设置有出水管头215和进水管头216，出水管头215与加热腔213连通，进水管头216与回流腔214连通，出水管头215和进水管头216设置在靠近蓄热水箱21底部的位置。吸热盖板211能够快速吸收太阳能提高蓄热水箱21内水的温度。
参照图2和图3，电加热器22设置在加热腔213内，当加热腔213内的水温度较低时，运行电加热器22能够提高加热腔213内的水温，供暖管道23的进口与出水管头215连通，供暖管道23的出口与进水管头216连通，循环水泵24与供暖管道23连通，运行循环水泵24，循环水泵24能够使加热腔213内温度更高的水流入供暖管道23，供暖管道23设置在建筑内，供暖管道23能够将水的热量散发到建筑内用于供暖，循环水泵24能够将供暖管道23内温度较低的水流入回流腔214内，当回流腔214内水面高度超过分隔板212的顶端时，回流腔214内的水能流入加热腔213内。
参照图2和图3，在分隔板212上开设有分隔槽217，分隔槽217的槽口朝向蓄热水箱21的底板设置，且分隔槽217的槽口与蓄热水箱21的底板连通，温差发电板组件25包括设置在分隔槽217的第一温差发电板251、设置在蓄热水箱21底板上的第二温差发电板252以及设置在蓄热水箱21侧壁上的第三温差发电板253，本实施例中第三温差发电板253设置有两块，第三温差发电板253设置在蓄热水箱21靠近出水管头215和进水管头216的侧壁上。
参照图2和图3，在白天存在太阳光时，吸热盖板211吸收太阳能提高蓄热水箱21内水的温度，使蓄热水箱21内水的温度高于外部温度，在晚上没有太阳光时，蓄热水箱21内水的温度在一段时间内任高于外部温度，第二温差发电板252和两块第三温差发电板253能够运行发电，当加热腔213和回流腔214内水的温度不同时，第一温差发电板251能够运行发电，从而使温差发电板组件25能够在更多情况下运行温差发电，提高温差发电板组件25的发电效率。
参照图2和图3，安装环127和蓄热水箱21设置在室外，在地面上开设有用于设置安装环127的第一槽4以及用于设置蓄热水箱21的第二槽5，第一槽4与第二槽5连通，第一槽4的槽底高于第二槽5的槽底，当第一槽4设置在第二槽5的一侧。旋转组件12呈展开状态时，光伏板组件11和吸热盖板211均有太阳光照射，降低光伏板组件11影响吸热盖板211吸收太阳能的概率，当旋转组件12呈收缩状态时，光伏板组件11能够盖在吸热盖板211上，作为保温层从而降低蓄热水箱21内水温降低的速度，提高蓄热水箱21光热转换的利用率。
参照图1和图2，能控构件3包括蓄电池组件31、与蓄电池组件31电性连接的逆变器32以及与逆变器32电性连接的控制器组件33，蓄电池组件31与多块光伏板发电板、第一温差发电板251、第二温差发电板252以及第三温差发电板253电信连接，逆变器32用于将蓄电池组件31内的直流电转换为交流电，从而为***和家用电器提供交流电能，控制器组件33用于控制太阳能发电采暖***。
本申请实施例一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***的实施原理为：运行伺服电机128能够带动转动板125和安装块124旋转，运行电动液压推杆126和电动液压缸123能够调整安装板121与转动板125之间的夹角角度，从而调整光伏板组件11的朝向，使光伏发电板112获得更多时间的直射太阳光，提高***对太阳能的利用率，通过储热水箱吸收太阳能，进行光热转换，再通过温差发电板组件25进行多种情况下的温差发电，进一步提高***对能量的利用率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非以此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：包括光电构件(1)、光热构件(2)以及用于储能和控制的能控构件(3)；
所述光电构件(1)包括光伏板组件(11)以及用于调整所述光伏板组件(11)的旋转组件(12)；
所述光热构件(2)包括蓄热水箱(21)以及设置在所述蓄热水箱(21)外壁上的温差发电板组件(25)；
所述能控构件(3)包括分别与所述光伏板组件(11)和所述温差发电板组件(25)电性连接的蓄电池组件(31)。
2.根据权利要求1所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述旋转组件(12)包括用于安装所述光伏板组件(11)的安装板(121)、一端与所述安装板(121)铰接的连接架(122)、一端铰接在所述安装板(121)上的电动液压缸(123)、铰接在所述连接架(122)另一端上的安装块(124)、一板面与所述安装块(124)固接的转动板(125)、一端铰接在所述转动板(125)上的电动液压推杆(126)、转动设置在所述转动板(125)另一板面的安装环(127)以及设置在所述安装环(127)中的伺服电机(128)；
电动液压缸(123)的另一端铰接在所述连接架(122)上，电动液压推杆(126)的另一端铰接在所述连接架(122)上，所述伺服电机(128)的输出轴插设在所述转动板(125)和所述安装块(124)内。
3.根据权利要求2所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：在所述转动板(125)的板面上固接有转动限制块(1251)，所述转动限制块(1251)是由一根弧形条和一块弧形块一体加工成型的，在所述安装环(127)的环面上开设有与所述转动限制块(1251)适配的转动限位槽(1271)。
4.根据权利要求2所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述光伏板组件(11)包括固接在所述安装板(121)上的隔热保温板(111)以及固接在所述隔热保温板(111)上的多块光伏发电板(112)。
5.根据权利要求1所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述光热构件(2)还包括设置在所述蓄热水箱(21)内的电加热器(22)以及与所述蓄热水箱(21)连通的供暖管道(23)。
6.根据权利要求5所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：在所述供暖管道(23)上设置有循环水泵(24)，所述循环水泵(24)与所述供暖管道(23)连通。
7.根据权利要求5所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：在所述蓄热水箱(21)内设置有分隔板(212)，所述分隔板(212)内开设有分隔槽(217)，所述分隔槽(217)的槽口与所述蓄热水箱(21)的底板连通，所述温差发电板组件(25)包括设置在所述分隔槽(217)内的第一温差发电板(251)、设置在所述蓄热水箱(21)底板上的第二温差发电板(252)以及设置在所述蓄热水箱(21)侧壁上的第三温差发电板(253)。
8.根据权利要求5所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述蓄热水箱(21)的顶部开设有敞口，在所述蓄热水箱(21)的敞口设置有吸热盖板(211)，所述吸热盖板(211)是由吸热材料制成的吸热盖板(211)。
9.根据权利要求1所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述能控构件(3)包括与所述蓄电池组件(31)电性连接的逆变器(32)，所述逆变器(32)用于将直流电转换为交流电。
10.根据权利要求2所述的一种家用高效能多用途太阳能发电采暖***，其特征在于：所述能控构件(3)还包括与所述蓄电池组件(31)电性连接的控制器组件(33)。
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