CN210345925U - 一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，用以解决传统的光伏光热装置占地面积大，安装繁琐；现有的窗帘保温隔热效果差的问题。本实用新型包括柔性太阳能电池，柔性太阳能电池的内侧设有导蓄热层，导蓄热层的内侧设有隔热窗布，导蓄热层和隔热窗布之间设有若干个柔性热管，柔性热管与导热块相连通，导热块设置在水管上，水管与保温水箱相连接；柔性太阳能电池与蓄电池相连接。本实用新型通过控制器控制各部分的启停以及电流走向实现三种工作模式的切换；充分利用了建筑物富裕的太阳能，减少了建筑物电能消耗，适用于任何可采光结构。

Description

一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能蓄电的技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置。

背景技术

太阳能作为广受认可的替代能源，世界各国对太阳能的开发利用空前重视，纷纷出台政策支持太阳能行业的发展，相关节能产品、设备也层出不穷。目前对太阳能的利用多集中于屋顶设置的光伏、光热装置。一方面，传统的光伏光热装置占地面积大、安装繁琐。随着柔性材料的研究和发展，使得太阳能光伏、光热装置更加简单、轻便。另一方面，采光结构传热系数较大，且密封性差，供暖、制冷季均会加重空调负荷，增加能源消耗，使得空调制冷/热效果差，一般的解决办法是加装窗帘进行保温隔热，效果不理想且忽略了大量可利用的太阳能资源。因此，结合上述两方面的问题，在采光结构设置柔性光伏光热装置，将不需要采光时的太阳辐射量充分利用起来，进行发电或者加热生活用水，多余的电量还可储存在蓄电池备用，实现高效合理利用太阳能的目的，为实现“近零能耗”的发展起到积极的促进作用。

实用新型内容

针对传统的光伏光热装置占地面积大，安装繁琐；现有的窗帘保温隔热效果差的技术问题，本实用新型提出一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，产生并存储电能，提供生活用热水，收放方便，大小、安装位置可根据使用调节，适用于任何可采光结构。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，包括柔性太阳能电池，所述柔性太阳能电池的内侧设有导蓄热层，导蓄热层的内侧设有隔热窗布，导蓄热层和隔热窗布之间设有若干个柔性热管，柔性热管与导热块相连通，导热块设置在水管上，水管与保温水箱相连接；所述柔性太阳能电池与蓄电池相连接。

所述水管的进水口上设有电动调节阀，保温水箱、电动调节阀和蓄电池均与控制器相连接。

所述水管上还设有电磁阀和水泵，电磁阀和水泵均与控制器相连接。

所述导热块的外部包裹有保温层，柔性太阳能电池、隔热窗布、导蓄热层和柔性热管的底部均与保温底座相连接。

所述隔热窗布两侧的水管、保温底座上方的柔性热管上均设有感温装置，感温装置与控制器相连接。

所述柔性太阳能电池中设有PN结，蓄电池与逆变器相连接，逆变器与生活用电相连接。

所述柔性热管内的介质为相变材料或碳纤维。

所述水管的一端设有卷轴，卷轴包括套筒，隔热窗布的一端固定在套筒上，套筒与水管活动连接，套筒的一端固定有转轮，转轮外部套设有外壳，转轮上设有与其相配合的拉珠。

本实用新型的有益效果：选取可弯曲的柔性太阳能电池作为帘体外侧，隔热布料作为帘体内侧，帘体内部嵌入柔性热管。柔性热管与太阳能电池板中间填充导蓄热材料，一方面可将太阳能电池板背面产生的热量传送至热管，加热生活用水；另一方面可通过与柔性热管的热传递为太阳能电池板降温，使太阳能电池板处于高效运行状态。本实用新型可实现三种运行模式：同时开启柔性太阳能电池与柔性热管，产生电能和热能；只开启柔性太阳能电池，产生电能；开启柔性热管，利用蓄电池中的电量为柔性太阳能电板供电，产生热能。本实用新型通过控制器控制各部分的启停以及电流走向实现三种工作模式的切换；充分利用了建筑物富裕的太阳能，减少了建筑物电能消耗，适用于任何可采光结构。

附图说明

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。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型与周边设备的连接结构示意图。

图3为本实用新型图1中的A-A向视图。

图4为本实用新型卷轴的结构示意图。

图5为本实用新型的原理框图。

图中，1为柔性太阳能电池，2为柔性热管，3为导蓄热层，4为水管，5为保温层，6为导线，7为导热块，8为隔热窗布，9为保温底座，10为卷轴，11为感温装置，12为电动调节阀，13为蓄电池，14为控制器，15为逆变器，16为外壳，17为转轮，19为拉珠，20为套筒，21为水泵，22为保温水箱，23为电磁阀。

具体实施方式

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。

如图1和图3所示，一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，包括柔性太阳能电池1，柔性太阳能电池1设置在最外侧作为帘体外侧，方便吸收窗户外面的太阳能，同时可以遮挡太阳，柔性太阳能电池1将太阳能转化为电能。帘体部分为四层，依次为柔性太阳能电池板1、导蓄热材料组成的导蓄热层3、柔性热管2、隔热材料制成的隔热窗布8。所述柔性太阳能电池1的内侧设有导蓄热层3，导蓄热层3用于吸收外界的温度和柔性太阳能电池1在电能转化过程中产生的热量，导蓄热层3的内侧设有隔热窗布8，隔热窗布8作为帘体内侧用于隔绝内部产生的热量，防止烫伤用户。导蓄热层3和隔热窗布8之间设有若干个柔性热管2，柔性热管2与导热块7相连通，柔性热管2与导蓄热层3进行热交换，并把热量传送至导热块7。导蓄热层3一方面可将柔性太阳能电池1的背面产生的热量传送至柔性热管2，加热生活用水；另一方面可通过与柔性热管2的热传递为柔性太阳能电池1降温，使太阳能电池板处于高效运行状态。导热块7设置在水管4上，导热块7将热量传送至水管4内流动的自来水，从而将导蓄热层3内的热量传送至水管4内的自来水。如图2所示，水管4与保温水箱22相连接，被加热的水进入保温水箱22进行保温，用于为用户生活用热水的供给。所述柔性太阳能电池1与蓄电池13相连接，柔性太阳能电池1通过导线6将转化的电能传送给蓄电池13。本实用新型适用于任何可采光结构，可产生电能和热能并起到遮阳的作用，多余的电能可储存于蓄电池。本实用新型的帘体可以单个使用，或者通过电路、水路的连接串联使用。

所述水管4的进水口上设有电动调节阀12，保温水箱22、电动调节阀12和蓄电池13均与控制器14相连接。控制器14用于电动调节阀12的启闭控制热交换是否进行。控制器14控制蓄电池13和保温水箱22的启闭。

所述水管4上还设有电磁阀23和水泵21，电磁阀23和水泵21均与控制器14相连接。控制器14通过控制电磁阀23和水泵21的启闭，控制水管4内自来水的流动。

所述导热块7的外部包裹有保温层5，卷到一体的帘体围着套筒转动收缩在保温层内，保温层5可以对导热块7和水管4内的水进行保温。柔性太阳能电池1、隔热窗布8、导蓄热层3和柔性热管2的底部均与保温底座9相连接。

所述隔热窗布8两侧的水管4、保温底座9上方的柔性热管2上均设有感温装置11，感温装置11与控制器14相连接。感温装置11为温度传感器，用于监控水管4和柔性热管2上的温度。所述柔性热管2内的介质为相变材料、碳纤维或其他具有相同功能的材料，实现热量的转化。

所述柔性太阳能电池1中设有PN结，柔性太阳能电池1中的PN结通电后可快速发热。蓄电池13与逆变器15相连接，逆变器15与生活用电相连接。蓄电池13既可吸收柔性太阳能电池1产生的电量，也可在太阳辐射不足时为柔性太阳能电池1送电。蓄电池13通过连接的逆变器15为生活电器供电。

如图1和图4所示，所述水管4的一端设有卷轴10，卷轴10包括套筒20，隔热窗布的一端固定在套筒20上，套筒20通过轴承与水管活动连接，套筒可相对于水管转动，套筒20的一端固定有转轮17，转轮17外部套设有外壳16，外壳16固定在墙上的支架上。转轮17上设有与其相配合的拉珠19，转轮17上设有凸起，凸起与拉珠19相配合，凸起之间的距离与拉珠的长度相适应，凸起的顶端与拉珠之间的软绳相适应，拉珠19设置在转轮17和外壳16之间，通过拉动拉珠19可对帘体进行收放。外壳16起到支架作用固定转轮17，转轮17固定在套筒20上，顺时针拉动拉珠19，拉珠19带动转轮17，转轮带动套筒20转动，从而带动保温层内的帘体以水管为轴围着套筒20卷起，从而带动帘体以套筒20为轴卷起，放下时只需按照逆时针方向拉动拉珠19即可。

如图5所示，根据用户用电及用热水的需求，本实用新型分为以下三种工作模式：

模式1：太阳能充足时，同时进行发电与加热生活用水。当用户不需要采光时，拉动拉珠19放下帘体部分，通过控制器14开启柔性太阳能电池1，柔性太阳能电池1产生的电量经过导线6存储于蓄电池13。柔性太阳能电池1将太阳能转化为电能的同时，所产生的热量使得板体部分温度升高，热量通过导蓄热层3传递给帘体内部的柔性热管2，自来水由小型的水泵21加压后送至水管4，热量通过柔性热管2传递至导热块7，经感温装置11测量，当导热块7温度达到设定要求时，控制器14开启水泵21，流经水管4中的水被加热，加热后的水流入保温水箱22，为日常生活提供生活用热水，蓄电池13中的电能通过逆变器15转换成交流电，供日常生活使用。

模式2：太阳能不充足，不能满足集热需求，用户需要用电时。柔性热管2产生不了足够的热量，柔性热管2无法正常工作，生活用水达不到使用温度，通过控制器14，仅开启柔性太阳能电池1，关闭水泵21。

模式3：太阳能不充足，不能满足集热需求，用户需要用热水时。通过控制器14，将蓄电池13中储存的电量或经过逆变器15后的交流电输入柔性太阳能电池1，利用柔性太阳能电池1中PN结产生的热量加热生活用热水。

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。

Claims (8)

1.一种基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，包括柔性太阳能电池（1），其特征在于，所述柔性太阳能电池（1）的内侧设有导蓄热层（3），导蓄热层（3）的内侧设有隔热窗布（8），导蓄热层（3）和隔热窗布（8）之间设有若干个柔性热管（2），柔性热管（2）与导热块（7）相连通，导热块（7）设置在水管（4）上，水管（4）与保温水箱（22）相连接；所述柔性太阳能电池（1）与蓄电池（13）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述水管（4）的进水口上设有电动调节阀（12），保温水箱（22）、电动调节阀（12）和蓄电池（13）均与控制器（14）相连接。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述水管（4）上还设有电磁阀（23）和水泵（21），电磁阀（23）和水泵（21）均与控制器（14）相连接。

4.根据权利要求1或2所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述导热块（7）的外部包裹有保温层（5），柔性太阳能电池（1）、隔热窗布（8）、导蓄热层（3）和柔性热管（2）的底部均与保温底座（9）相连接。

5.根据权利要求4所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述隔热窗布（8）两侧的水管（4）、保温底座（9）上方的柔性热管（2）上均设有感温装置（11），感温装置（11）与控制器（14）相连接。

6.根据权利要求1或2所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述柔性太阳能电池（1）中设有PN结，蓄电池（13）与逆变器（15）相连接，逆变器（15）与生活用电相连接。

7.根据权利要求5所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述柔性热管（2）内的介质为相变材料或碳纤维。

8.根据权利要求1或7所述的基于太阳能的柔性光伏光热遮阳蓄电一体化装置，其特征在于，所述水管（4）的一端设有卷轴（10），卷轴（10）包括套筒（20），隔热窗布的一端固定在套筒（20）上，套筒（20）与水管活动连接，套筒（20）的一端固定有转轮（17），转轮（17）外部套设有外壳（16），转轮（17）上设有与其相配合的拉珠（19）。

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