本發(fā)明涉及太陽能供暖領域。更具體地說,本發(fā)明涉及一種太陽能蓄電供暖系統(tǒng)。
背景技術:
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,也面臨著能源不斷枯竭、環(huán)境不斷惡化的威脅。隨著科技的進步和環(huán)保意識的不斷增強,目前,世界能源消費結(jié)構完成由煤炭向石油的轉(zhuǎn)換后,正朝著高清潔,低碳的天然氣、核能、太陽能、風能等方向發(fā)展。太陽能是可再生資源的一種,開發(fā)利用太陽能對于節(jié)約常規(guī)能源、保護環(huán)境、減緩氣候變化等具有非常重要的意義。
低溫電熱膜供暖是從西方引進,以電力為能源,通過紅外線輻射傳熱的供暖新技術,其具有環(huán)保、舒適、節(jié)能、節(jié)材、安全、不占用空間和無污染等特點,是國際公認的先進供暖方式之一,被譽為“綠色供暖革命”。電熱膜為半導體材料,具有膜牢固、均勻、壽命長、無電感、熱效率高、發(fā)熱溫度高等優(yōu)點。電熱膜供暖也越來越多的得到人民的廣泛認可。市面上的電熱膜供暖系統(tǒng),都是利用傳統(tǒng)的電力,而城市的用電量很大,國家電網(wǎng)不能滿足城市用電高峰時的用電量。隨著能源危機不斷呈現(xiàn),電力價格的不斷上漲,資源、環(huán)境的矛盾日益尖銳,迫切需要一種新的能源代替。
現(xiàn)有的太陽能供暖系統(tǒng)存在最佳供暖時間段和取暖時間段不一致的現(xiàn)實問題,由于太陽能是不定時的能源,在白天晴好的天氣供暖效果好,但晚上供暖效果不佳或幾乎沒什么效果,而對于用戶而言,迫切需要取暖的時間段更多地集中在晚上,特別是在寒冷的冬季。而且,現(xiàn)有的太陽能供暖系統(tǒng)大多采用水流介質(zhì),需要設置較大的太陽能集熱器采光面積和儲水箱,占用較大的空間,不利于安裝和推廣。
利用太陽能光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能給房屋供暖成為一種新的途徑。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題,并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種太陽能蓄電供暖系統(tǒng),其利用可轉(zhuǎn)動的太陽能光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,提高了光電轉(zhuǎn)換效率,利用蓄電池組儲存富余的電能,并提供電驅(qū)動定時轉(zhuǎn)動部分,更好的吸收太陽光,將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能;通過電熱膜發(fā)熱實現(xiàn)恒溫供暖,克服了環(huán)境污染和能源短缺的問題,解決了傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)容易出現(xiàn)的弊病。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點,提供了一種太陽能蓄電供暖系統(tǒng),通過太陽能光伏組件蓄電為電熱膜供電,其特征在于,太陽能光伏組件包括方形太陽能電池板、位于太陽能電池板下方固定連接的支架、及位于支架下方活動連接的上表面水平的底座,支架與底座通過旋轉(zhuǎn)連接件實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接,其中,支架包括四個桿體,四個桿體的一端分別與太陽能電池板固定連接,另一端分別固定在旋轉(zhuǎn)連接件上;
旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)控制器、定時器、蓄電池依次電連接,定時器設定有多個時間節(jié)點,使得太陽能電池板在每個時間節(jié)點有相應的轉(zhuǎn)動角度;旋轉(zhuǎn)連接件包括與底座固定連接的軸線水平的套筒、固定在套筒內(nèi)部的電機、沿套筒軸向與電機固定連接的連桿、與連桿通過軸承連接的轉(zhuǎn)動塊;電機與旋轉(zhuǎn)控制器相連,支架的四個桿體固定在轉(zhuǎn)動塊上;
旋轉(zhuǎn)連接件可實現(xiàn)多個轉(zhuǎn)動角度,轉(zhuǎn)動角度是太陽能電池板的垂線與底座的上表面的夾角,在旋轉(zhuǎn)控制器上設定有多個時間節(jié)點相應的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值,當定時器到達每一個時間節(jié)點時,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件將太陽能電池板轉(zhuǎn)動;
定時器的多個時間節(jié)點,分別是6時、8時、10時、12時、14時、16時、18時,其中,8時、10時、12時、14時、16時依次對應旋轉(zhuǎn)控制器的多個轉(zhuǎn)動角度數(shù)值,分別是30°、55°、90°、125°、150°,以使太陽能電池板在每個轉(zhuǎn)動角度的位置均保持2小時,當轉(zhuǎn)動角度為90°時,太陽能電池板處于初始位置,當定時器到達18時,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件轉(zhuǎn)動使得太陽能電池板回到初始位置;
優(yōu)選的是,太陽能電池板表面的四個頂角處分別設置四個半導體壓力傳感器,包括位于套筒軸線一側(cè)的第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器,位于套筒軸線另一側(cè)的第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器;
四個半導體壓力傳感器的量程均為0.1~0.2kg/cm2,其均與旋轉(zhuǎn)控制器電連接,且每個半導體壓力傳感器均配設有各自的權重,當任意一個半導體壓力傳感器顯示在0.12~0.16kg/cm2范圍內(nèi),發(fā)送電信號,旋轉(zhuǎn)控制器對每個半導體壓力傳感器檢測的壓力進行加權后的數(shù)值大于或等于0.12kg/cm2時,控制旋轉(zhuǎn)連接件帶動太陽能電池板順時針或逆時針擺動,將太陽能電池板傾斜,之后自動歸位,旋轉(zhuǎn)控制器設置有相應的擺動角度,擺動角度是擺動前與擺動后的太陽能電池板的垂線的夾角;
其中,當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時,每個半導體壓力傳感器的權重均為0.25,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為60°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.35,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.15,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為15°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為55°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.3,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.2,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為25°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為55°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為125°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.2,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.3,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為25°逆時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為125°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為150°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.15,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.35,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為15°逆時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為150°時的位置。
優(yōu)選的是,太陽能電池板的一側(cè)進一步設置與定時器、蓄電池電連接的電動卷簾,沿卷簾伸展的方向在太陽能電池板兩側(cè)設置有滑槽,以使卷簾沿滑槽移動延伸,滑槽與太陽能電池板的水平間距為1~2cm,垂直間距為0.5~1cm;當定時器到達18時,電動卷簾展開,覆蓋太陽能電池板,當定時器到達6時,電動卷簾收合,將太陽能電池板露出。
優(yōu)選的是,卷簾由尼龍塑料層及覆蓋在其上的防水層復合而成,且其從卷簾初始固定位置沿滑槽方向的厚度逐漸變薄,其中,尼龍塑料層包括以下重量份的原料:85~95重量份的尼龍-66、5~8重量份的己二酸二辛脂、4~6重量份的雙馬來酰亞胺、2~3重量份的抗氧劑MB、耐熱穩(wěn)定劑2~4份、3~6重量份的三氧化二銻。
優(yōu)選的是,旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊為圓柱形塊體,其直徑與套筒相同,連桿的長度大于套筒的深度。
優(yōu)選的是,旋轉(zhuǎn)連接件的套筒在設置電機的一端設有蓋體。本發(fā)明至少包括以下有益效果:
本發(fā)明的太陽能蓄電供暖系統(tǒng),設有旋轉(zhuǎn)控制器和定時器,蓄電池將儲存的富余的電能通過定時器和旋轉(zhuǎn)控制器為電旋轉(zhuǎn)連接件提供動力,定時器與旋轉(zhuǎn)控制器設定有時間節(jié)點和相應的轉(zhuǎn)動角度,使得太陽能電池板在不同時間節(jié)點轉(zhuǎn)動不同的角度,實現(xiàn)了太陽能電池板全天候近似垂直的接收太陽光線,最大化的利用太陽能,提高光電轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的太陽能蓄電供暖系統(tǒng),在太陽能電池板表面設置半導體壓力傳感器,當遇到雪天或有異物落在其表面時,半導體壓力傳感器將其轉(zhuǎn)為電信號傳送至旋轉(zhuǎn)控制器,從而將太陽能電池板傾斜,可清除雪或異物。
本發(fā)明的太陽能蓄電供暖系統(tǒng),在太陽能電池板的一側(cè)設置電動卷簾,在晚上18時至第二天6時之間的時間段內(nèi),卷簾將太陽能電池板覆蓋保護,與外界隔離,延長太陽能電池板的使用壽命。
本發(fā)明的太陽能蓄電供暖系統(tǒng),由太陽能電池板轉(zhuǎn)化的電能經(jīng)蓄電池組給電熱膜加熱,此外,旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動、半導體壓力傳感器的設置、定時器的設置、電動卷簾的控制等所有的動力驅(qū)動均來源于蓄電池組儲存的電能,充分利用了太陽能,節(jié)能環(huán)保。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的太陽能光伏組件的結(jié)構示意圖;
圖2為本發(fā)明的太陽能光伏組件的旋轉(zhuǎn)示意圖;
圖3為本發(fā)明電動卷簾上卷簾的層結(jié)構示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
應當理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
本發(fā)明提供一種太陽能蓄電供暖系統(tǒng),通過太陽能光伏組件蓄電為電熱膜供電,其中,如圖1所示,太陽能光伏組件包括方形太陽能電池板1、位于太陽能電池板1下方固定連接的支架2、及位于支架2下方活動連接的上表面水平的底座3,支架2與底座3通過旋轉(zhuǎn)連接件實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接,其中,支架2包括四個桿體,四個桿體的一端分別與太陽能電池板1固定連接,另一端分別固定在旋轉(zhuǎn)連接件上;
旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)控制器、定時器、蓄電池依次電連接,定時器設定有多個時間節(jié)點,使得太陽能電池板1在每個時間節(jié)點有相應的轉(zhuǎn)動角度;旋轉(zhuǎn)連接件包括與底座3固定連接的軸線水平的套筒41、固定在套筒41內(nèi)部的電機42、沿套筒41軸向與電機42固定連接的連桿43、與連桿43通過軸承連接的轉(zhuǎn)動塊44;電機42與旋轉(zhuǎn)控制器相連,支架2的四個桿體固定在轉(zhuǎn)動塊44上;
旋轉(zhuǎn)連接件可實現(xiàn)多個轉(zhuǎn)動角度,轉(zhuǎn)動角度是太陽能電池板1的垂線與底座3的上表面的夾角,在旋轉(zhuǎn)控制器上設定有多個時間節(jié)點相應的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值,當定時器到達每一個時間節(jié)點時,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件將太陽能電池板1轉(zhuǎn)動;具體為:電機42驅(qū)動連桿43及與連桿軸承連接的轉(zhuǎn)動塊44轉(zhuǎn)動,由于支架2的四個桿體與轉(zhuǎn)動塊44固定連接,從而帶動太陽能電池板1轉(zhuǎn)動;
定時器的多個時間節(jié)點,分別是6時、8時、10時、12時、14時、16時、18時,其中,8時、10時、12時、14時、16時依次對應旋轉(zhuǎn)控制器的多個轉(zhuǎn)動角度數(shù)值,分別是30°、55°、90°、125°、150°,以使太陽能電池板1在每個轉(zhuǎn)動角度的位置均保持2小時,當轉(zhuǎn)動角度為90°時,太陽能電池板1處于初始位置,當定時器到達18時,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件轉(zhuǎn)動使得太陽能電池板1回到初始位置;
在上述技術方案中,通過蓄電池將儲存的富余的電能為定時器、旋轉(zhuǎn)控制器、電旋轉(zhuǎn)連接件提供動力,定時器與旋轉(zhuǎn)控制器設定有時間節(jié)點和相應的轉(zhuǎn)動角度,使得太陽能電池板1在不同時間節(jié)點轉(zhuǎn)動不同的角度,如圖2所示,例如,每天太陽從東邊升起,當定時器到達8時,旋轉(zhuǎn)控制器以30°的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊44帶動太陽能電池板1轉(zhuǎn)動,使其近似正對太陽,充分吸收太陽光;當定時器到達10時,旋轉(zhuǎn)控制器以55°的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)連接件帶動太陽能電池板1轉(zhuǎn)動,使其近似正對太陽,充分吸收太陽光;當定時器到達12時,旋轉(zhuǎn)控制器以90°的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊44帶動太陽能電池板1轉(zhuǎn)動,使其近似正對太陽,充分吸收太陽光,此時,太陽能電池板1與底座3平行;當定時器到達14時,旋轉(zhuǎn)控制器以125°的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊44帶動太陽能電池板轉(zhuǎn)動,使其近似正對太陽,充分吸收太陽光;當定時器到達16時,旋轉(zhuǎn)控制器以150°的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊44帶動太陽能電池板轉(zhuǎn)動,使其近似正對太陽,充分吸收太陽光。由此實現(xiàn)了太陽能電池板全天候近似垂直的接收太陽光線,最大化的利用太陽能,提高光電轉(zhuǎn)換效率。
在另一種技術方案中,太陽能電池板表面的四個頂角處分別設置四個半導體壓力傳感器,包括位于套筒軸線一側(cè)的第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器,位于套筒軸線另一側(cè)的第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器;
四個半導體壓力傳感器的量程均為0.1~0.2kg/cm2,其均與旋轉(zhuǎn)控制器電連接,且每個半導體壓力傳感器均配設有各自的權重,當任意一個半導體壓力傳感器顯示在0.12~0.16kg/cm2范圍內(nèi),發(fā)送電信號,旋轉(zhuǎn)控制器對每個半導體壓力傳感器檢測的壓力進行加權后的數(shù)值大于或等于0.12kg/cm2時,控制旋轉(zhuǎn)連接件帶動太陽能電池板順時針或逆時針擺動,將太陽能電池板傾斜,之后自動歸位,旋轉(zhuǎn)控制器設置有相應的擺動角度,擺動角度是擺動前與擺動后的太陽能電池板的垂線的夾角;
其中,當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時,每個半導體壓力傳感器的權重均為0.25,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為60°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.35,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.15,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為15°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為55°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.3,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.2,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為25°順時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為55°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為125°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.2,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.3,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為25°逆時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為125°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為150°時,第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器的權重均為0.15,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器的權重均為0.35,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為15°逆時針擺動,之后回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為150°時的位置。
半導體壓力傳感器可感應太陽能電池板1表面是否有異物積壓,當遇到雪天或有異物落在其表面時,半導體壓力傳感器將其轉(zhuǎn)為電信號傳送至旋轉(zhuǎn)控制器,從而將太陽能電池板傾斜,可清除雪或異物。例如,當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時,太陽能電池板1表面上的異物使得四個半導體壓力傳感器均處于0.12kg/cm2,則旋轉(zhuǎn)控制器對每個半導體壓力傳感器檢測的壓力進行加權后的數(shù)值等于0.12kg/cm2,旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為60°順時針擺動,太陽能電池板1表面上的異物滑落,當加權后的數(shù)值小于0.12kg/cm2時,回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為90°時的位置;當轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時,太陽能電池板1表面上的異物使得第一半導體壓力傳感器、第二半導體壓力傳感器處于0.16kg/cm2,第三半導體壓力傳感器、第四半導體壓力傳感器處于0.12kg/cm2,則旋轉(zhuǎn)控制器對每個半導體壓力傳感器檢測的壓力進行加權后的數(shù)值為0.148kg/cm2,大于0.12kg/cm2,故旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)連接件以擺動角度為15°順時針擺動,使得太陽能電池板1表面上的異物滑落,當加權后的數(shù)值小于0.12kg/cm2時,回到轉(zhuǎn)動角度數(shù)值為30°時的位置,依次類推,其他轉(zhuǎn)動角度數(shù)值的加權原理同上。
在另一種技術方案中,太陽能電池板1的一側(cè)進一步設置與定時器、蓄電池電連接的電動卷簾,沿卷簾伸展的方向在太陽能電池板1兩側(cè)設置有滑槽,以使卷簾沿滑槽移動延伸,滑槽與太陽能電池板1的水平間距為1~2cm,垂直間距為0.5~1cm;當定時器到達18時,電動卷簾展開,覆蓋太陽能電池板1,當定時器到達6時,電動卷簾收合,將太陽能電池板1露出。
電動卷簾用以防護太陽能電池板1,在晚上18時至第二天6時之間的時間段內(nèi),卷簾將太陽能電池板覆蓋保護,與外界隔離,延長太陽能電池板的使用壽命。
在另一種技術方案中,卷簾由尼龍塑料層及覆蓋在其上的防水層復合而成,且其從卷簾初始固定位置沿滑槽方向的厚度逐漸變薄,其中,尼龍塑料層包括以下重量份的原料:85~95重量份的尼龍-66、5~8重量份的己二酸二辛脂、4~6重量份的雙馬來酰亞胺、2~3重量份的抗氧劑MB、耐熱穩(wěn)定劑2~4份、3~6重量份的三氧化二銻。
尼龍塑料層具有耐寒、耐熱特性,可在炎熱的夏天或寒冷的冬天使用,且添加了三氧化二銻,具有一定的阻燃性能,可防止由于受外界的干擾而引發(fā)火災。同時,卷簾的由厚漸薄的具有一定的傾斜度的層結(jié)構,在保護太陽能電池板1的同時可使部分落在太陽能電池板表面的異物滑落。
在另一種技術方案中,旋轉(zhuǎn)連接件的轉(zhuǎn)動塊44為圓柱形塊體,其直徑與套筒41相同,連桿43的長度大于套筒41的深度,可防止轉(zhuǎn)動塊44因自身的轉(zhuǎn)動而與套筒41產(chǎn)生相互摩擦,從而造成不必要的損壞。
在另一種技術方案中,旋轉(zhuǎn)連接件的套筒41在設置電機42的一端設有蓋體,保護電機42。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。