CN107707184A - 太阳能采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能采集装置，包括第一支架和固定在所述第一支架顶部外表面的第一太阳能采集板，所述第一支架内设有至少一个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述第二太阳能采集板位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述第二太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述第二太阳能采集板伸出第一支架内腔。本发明解决了现有技术中存在的，太阳能采集板受限于采集面积所导致的产能效率低下的技术问题，及同时使太阳能采集装置周边地区的土地能够得到综合利用。

Description

太阳能采集装置

技术领域

本发明属太阳能设备技术领域，尤其涉及一种太阳能采集装置。

背景技术

目前，普遍应用的太阳能采集板装置一般都是作为独立单元固定安装在地面或者屋顶或者墙体或者水面上，在安装过程中往往面临以下问题：1、以地处北半球的中国为例，安装时在长江下游太阳能电池的最理想倾斜角度基于照射原理计算，应为40度左右，方向为正南方。因此，在实际安装中，太阳能装置所占用地面在开发时一般无需考虑，导致太阳能采集板装置的独立单元往往至少有一端靠近地面。靠近地面形成的狭窄空间空气循环或者缺乏太阳光照射导致生态状态欠佳，从而使安装有太阳能采集板装置的地面及其周边区域的部分土地很难进行综合开发和利用。2、平面建筑屋顶安装的太阳能采集板装置的有效面积受制于屋顶平面的有效面积，需要增大产能的时候，则需要布置多个采集板装置，占用较大占地空间。上述问题的存在给太阳能采集板装置的普遍应用带来一定影响。

因此，现有技术有待于改善。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种太阳能采集装置，旨在解决现有技术中存在的，太阳能采集板受限于采集面积所导致的产能效率低下的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的太阳能采集装置，包括第一支架和固定在所述第一支架顶部外表面的第一太阳能采集板，所述第一支架内设有至少一个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述第二太阳能采集板位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述第二太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述第二太阳能采集板伸出第一支架内腔。

优选地，所述第一支架内设有两个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述两个太阳能采集板位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述两个太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述两个太阳能采集板伸出第一支架内腔。

优选地，所述第一支架内设有反光镜，所述第二太阳能采集板经第一转动组件可自由转动，所述反光镜位于第二太阳能采集板的下方，所述第一太阳能采集板为透光式太阳能采集板，在处于光源二次利用状态时，所述反光镜用于将进入第一支架内腔的阳光反射到第二太阳能采集板上。

优选地，所述第一太阳能采集板与靠近第一太阳能采集板的第二太阳能采集板之间形成封闭空间。

优选地，所述第二太阳能采集板为薄膜状太阳能采集板，所述第一滚动组件为旋转滚轴，在处于未展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板卷绕在旋转滚轴上，在处于展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板基于与所述旋转滚轴连接的操作手柄向第一支架外伸出或者向第一支架内收缩。

优选地，所述薄膜状太阳能采集板包括柔性透明采光薄膜、柔性光电吸收转换薄膜、柔性底层保护薄膜，所述柔性透明采光薄膜、柔性光电吸收转换薄膜、柔性底层保护薄膜依顺序封装成一体。

优选地，所述薄膜状太阳能采集板背面涂附磁铁粉涂层、粘胶层和粘胶保护层。

优选地，还包括第四太阳能采集板和与所述第一支架适配的第二支架，所述第二支架和第一支架之间通过相互连接的第一伸缩拉杆及第二伸缩拉杆连接，所述第四太阳能采集板呈排列状设置在所述第一伸缩拉杆和所述第二伸缩拉杆的上方。

优选地，所述第一支架内的第二太阳能采集板与第二支架内的第二太阳能采集板之间通过卯榫组件连接。

优选地，所述两个第二太阳能采集板中一个的位移方向为水平向左或者水平向右，另一个的位移方向为水平向前或者水平向后。

本发明具有以下有益效果：

1、具有两种使用状态，在展开状态时，即需要提高产能时，基于第一支架内腔伸出的第二太阳能采集板，增大了太阳照射面积，提高产能效率同时减少占地空间。

2、第二太阳能采集板在未展开状态时，可缩入第一支架内腔中，避免受到天气影响，比如冰雹，以提高安全性。

3、第二太阳能采集板并未占用到地面面积，且与地面相隔一定距离，对于周边土地的生态的阳光照射和空气循环不造成影响。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的局部示意图；

图3为本发明第三实施例中薄膜状太阳能采集板的结构示意图；

图4为本发明第四实施例中第一支架用于固定地面时，薄膜状太阳能采集板伸展状态的俯视图；

图5为本发明第五实施例的主视图；

图6为本发明第五实施例的俯视图；

图7为本发明第六实施例的结构示意图；

图8为本发明第七实施例的结构示意图；

图9为本发明第八实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，图1为本发明第一实施例的结构示意图。

如图1所示，本发明的太阳能采集装置，包括第一支架1和固定在所述第一支架1顶部外表面的第一太阳能采集板20，所述第一支架1内设有至少一个第二太阳能采集板21，在处于未展开状态时，所述第二太阳能采集板21位于第一支架1的内腔内，在处于展开状态时，所述第二太阳能采集板21基于内置于第一支架1内的第一转动组件5产生位移，以使所述第二太阳能采集板21伸出第一支架1内腔。在本实施例中，具有两种使用状态，在展开状态时，即需要提高产能时，基于第一支架内腔伸出的第二太阳能采集板，增大了太阳照射面积，提高产能效率。第二太阳能采集板在处于未展开状态时，可缩入第一支架内腔中，避免受到天气影响，比如冰雹，以提高安全性。第二太阳能采集板并未占用到地面面积，且与地面相隔一定距离，对于周边土地的生态的阳光照射和空气循环不造成影响。其中，第一转动组件5为滑轮组，这样太阳能采集板依附着滑轮组可自由移动，同时，减轻了对于太阳能采集板底部的压力，提高保护性，另外为了提高精确性，可添加第一导轨4，以提高太阳能采集板位移过程中的稳定性。图1中箭头所显示的方向表示第二太阳能采集板21的位移方向；作为本实施例的优化，所述两个第二太阳能采集板中一个的位移方向为水平向左或者水平向右，另一个的位移方向为水平向前或者水平向后。本优化实施例中的不同位移方向通过滑轨导向桩6即可实现，这样设计使得两个第二太阳能采集板在伸出第一支架内腔之后，覆盖了第一支架的四块矩形周边面积，使得在俯视状态下呈十字状，提高了能够采集太阳光的单位面积，进一步提高产能效率。需要指出的是，为了提高稳定性，可以在位移出第一支架内腔的第二太阳能采集板的侧部下方使用附着在第一支架上的支架杆对其进行支撑。

在上述实施例中，如图1所示，根据需要安装太阳能采集板所处的具体地理环境，支架1可以直接安装在地面7上，也可以在支架的适当位置安置升降设备3，支架1的整体或者局部在升降设备3的作用下可以自由升降，升降设备3的升降功能可以通过常规的多种机械原理实现。而本太阳能采集装置进一步可限定为，如图8所示，所述第一支架1呈三棱柱状，所述第一支架1通过三个圆形支柱12固定，支撑第一支架的圆形支柱12可以是空心的，中间放置隔热管，方便两个太阳能采集板21的连接线路从中穿过。本优选实施例中的太阳能采集装置尤其适合在庭院安装，安装后的位于第一支架内的两个第二太阳能采集板21与地面有一定距离，且可以随时收放，且两个太阳能采集板21之间互不影响，下面的地面可以得到利用。通过1根支柱也可以安装多块太阳能采集板，将中间套有隔热管的1根支柱固定在阳台上或者借助墙体等牢固物体固定在庭院里，由上至下按照一定间隔距离安装附带有卡箍紧箍连件的若干块太阳能采集板，通过螺母固定在支柱两侧的Y型支撑杆对太阳能采集板进行支撑，每块太阳能采集板的角度相互错开以利于接收阳光照射，将支柱的角度适当倾斜安装，还可以增加太阳能采集板的安装密度。通过1根支柱在阳台安装多块太阳能采集板的技术方案还可以通过利用阳台自身的框架结构实现，其具体方法是，沿着阳台自身的金属或者砖石框架安装隔热防水线路套管，将自身附带有卡箍紧箍连件的若干块太阳能采集板固定在若干个金属或者砖石框架支柱上，阳台集中安装多块太阳能采集板要注意防水，尤其要注意防雷电。

在第一实施例中，优选地，所述第一支架内设有两个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述两个太阳能采集板均位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述两个太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述两个太阳能采集板伸出第一支架内腔。本优选实施例对于第二太阳能采集板进行数量限定，可以为2个，也可以为3个，也可以为4个，以使得能够采集到更多的阳光，提高产能，通过数量限定第二太阳能采集板这种非固定式采集板以达到产能增加的实施例均在本实施例的保护范围内。作为本优选实施例的细化，所述两个第二太阳能采集板中一个的位移方向为水平向左或者水平向右，另一个的位移方向为水平向前或者水平向后。这样设计，可以节省更多空间，有利于批量式的太阳能采集装置之间的布置。

参考图2，图2为本发明第二实施例的局部示意图。

如图2所示，所述第二太阳能采集板为薄膜状太阳能采集板25，所述第一滚动组件为旋转滚轴81，在处于未展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板25卷绕在旋转滚轴81上，在处于展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板25基于与所述旋转滚轴81连接的操作手柄82向第一支架1外伸出或者向第一支架内收缩。本实施例是将第一支架1固定在墙面10之后操作者可通过操作手柄82将太阳能薄膜采集板25拉展开，以达到第一支架1上具有多种多样的能够采集到太阳光的设备，在单位时间内提高产能，同时卷绕式的太阳能薄膜采集板25能够在不使用的状态下时进行收缩，达到使用方便效果，其中所述太阳能薄膜采集板25是位于第一太阳能采集板下方，不会对第一太阳能采集板的使用造成影响。需要指出的是，旋转滚轴81和操作手柄82可以由电动旋转滚轴代替。需要注意的是，第一支架1也是可以固定在地面上的，这样太阳能薄膜采集板25在伸出之后，在地面立起排列式支撑杆，也能够使得太阳能薄膜采集板25照射到阳光，当第一支架1是用于固定在地面上时，在太阳能采集板的侧边和中间固定孔257（图4中显示）位置的下方安装柔性太阳能薄膜采集板支撑支架，支撑支架的高度可以随时调整，利于太阳能薄膜采集板25尽可能朝向阳光，对向外拉展出来的柔性太阳能薄膜采集板25起支撑和固定作用。也可以利用夹具在柔性太阳能薄膜采集板25的侧边和中间部分的适当位置对柔性太阳能薄膜采集板25进行夹持，然后将夹具固定在支撑支架及其它适当的固定物体上。

参考图3，图3为本发明第三实施例中太阳能薄膜采集板的结构示意图。

如图3所示，优选地，所述薄膜状太阳能采集板包括柔性透明采光薄膜251、柔性光电吸收转换薄膜252和柔性底层保护薄膜253，所述柔性透明采光薄膜251、柔性光电吸收转换薄膜252和柔性底层保护薄膜253封装成一体。本实施例是对于太阳能薄膜采集板的结构组成进行限定，以实现太阳能照射到柔性透明采光薄膜251后，经柔性光电吸收转换薄膜252转换成电能以输出。作为本实施例的优化，如图3所示，所述薄膜状太阳能采集板还包括磁铁粉涂层254、粘胶层255和粘胶保护层256，所述柔性透明采光薄膜、柔性光电吸收转换薄膜、柔性底层保护薄膜封装成一体，磁铁粉可以全部或者部分涂附在封装成一体的薄膜状太阳能采集板的背面，粘胶层和粘胶保护层涂附在磁铁粉层背面。本优选实施例，在安装时，可以通过磁性将柔性太阳能薄膜采集板吸附在由钢铁材料做成的安装龙骨上，适合于庭院和低层建筑平面屋顶的太阳能采集设备的装配，在提高紧固性的同时，方便拆卸和迁移它处安装。此外，由柔性透明采光薄膜251、柔性光电吸收转换薄膜252、柔性底层保护薄膜253、磁铁粉涂层254、粘胶层255及粘胶保护层256构成的柔性太阳能薄膜采集板25则适合在低层墙体安装，在安装时，先在墙体合适的位置安装钢质龙骨，然后固定一块平板，将粘胶保护层256揭掉，由柔性透明采光薄膜251、柔性光电吸收转换薄膜252、柔性底层保护薄膜253、磁铁粉涂层254、粘胶层255及粘胶保护层256构成的柔性太阳能薄膜采集板就可以很容易附着在墙体上，如果需要将其安装在其它地方，拆卸起来也很方便，同时可以节省很多材料。还可以将粘附磁铁粉涂层254的柔性太阳能薄膜采集板直接吸附在空调机的外挂机上，粘附磁铁粉涂层254的柔性太阳能薄膜采集板的电源线路可以通过墙体上的空调机线路安装孔引导到室内里与蓄电器连接，简化线路及走线。

需要指出的是，钢化玻璃作为太阳能采集板的粘胶保护层，其技术指标一般要求达到可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击，这就造成由钢化玻璃作为太阳能采集板的防护层的太阳能采集板自身重量不轻，搬运和安装都不易。本发明的太阳能采集装置由固定式太阳能采集板和非固定式太阳能采集板两个结构构成（即第一太阳能采集板及第二太阳能采集板），其优点是第二太阳能采集板缩收放自由，在天气条件恶劣的情况下，可以将第二太阳能采集板提前收缩到太阳能采集板装置里面去，使其表面免受冰雹的撞击。如果采用钢化玻璃做为第二太阳能采集板的最表面的防护层，其厚度就可以适当减少从而降低钢化玻璃的成本。如果采用柔性太阳能薄膜采集板作为第二太阳能采集板，则只要求作为采集板表面的防护层的柔性透明采光薄膜具有良好的透光性和适当的抗老化性就可以了，其体量还可以进一步减少。如果柔性太阳能薄膜采集板的价格大幅度降下来，即使在2、3年内就对太阳能采集板进行维护甚至更换在经济上也是十分合算的。因此，采用柔性透明采光薄膜替代目前使用的钢化玻璃采光板，不仅在价格上具有明显优势，在重量上更轻便，在维修和替换过程中上述优势更加彰显出来。同时，由于柔性太阳能薄膜采集板可以做到收放自如，在大多数自然环境条件下其表面及其整体可以得到更好的保护，其柔性透明采光薄膜的透光性、抗老化性等技术指标也会随着技术的发展得以提高。

参考图5和图6，图5为本发明第五实施例的主视图，图6为本发明第五实施例的俯视图。

如图5所示，优选的，还包括第四太阳能采集板27和与所述第一支架1适配的第二支架11，所述第二支架11和第一支架1之间通过相互连接的第一伸缩拉杆51及第二伸缩拉杆52连接，所述第四太阳能采集板27呈排列状设置在所述第一伸缩拉杆51和所述第二伸缩拉杆52的上方，本实施例是多设置了一个第二支架11，所述第二支架11是与第一支架1对称设置的，其中，相邻的第四太阳能采集板27之间存有间隙（如图6所示），若干块太阳能采集板之间通过导线进行连接，第一伸缩拉杆51及第二伸缩拉杆52对其进行支撑，为了提高稳固性，还可以通过支撑杆对第一伸缩拉杆51及第二伸缩拉杆52进行支撑，呈排列状的第四太阳能采集板27放置于上方，在达到增大照射面积同时，基于间隙，阳光穿过间隙照射在第一伸缩拉杆51及第二伸缩拉杆52的下方这片空泛土壤上，减少对于这片空泛土壤的生态环境影响。需要说明的是，两个支架之间也可以使用两条绳索代替，即所述第一支架和第二支架之间挂有两个平行设置的绳索，所述排列状的第四太阳能采集板放置于绳索之上，此时，所述排列状的第四太阳能采集板自身设置有挂钩或挂钩孔，可以很容易悬挂在绳索上，太阳能采集板自身设置有挂钩或挂钩孔同样受到本发明的保护。当需要扩大产能的时候，所述绳索两端分别系挂在第一支架和第二支架上，自身设置有挂钩或挂钩孔的排列状的第四太阳能采集板悬挂在绳索上。绳索也可以悬挂在树上以获得支撑，这种方法尤其适于农村或者乡村的地区。作为本实施例的优选，如图7所示，所述第一支架1内的第二太阳能采集板21与第二支架11内的第二太阳能采集板21之间通过卯榫组件13连接，为了提高稳固性，可以额外通过支撑杆在卯榫组件13的下方对其进行支撑，本优选实施例中，卯榫组件13是一种现有的连接结构，巧妙的使用两个第二太阳能采集板21之间产生的摩擦力来进行固定，提高紧固性，且卯榫组件13可防止热胀冷缩，在这种需要经常阳光照射下的环境尤其适用，提高了耐久性。作为本实施例的优化，如图6所示，所述第一支架1和第一采集太阳能板20之间存在间隙，这样优化设计，使得太阳光穿过间隙照射到第一支架和第二支架之间的地面上，改善地面的生态环境，使其得到综合开发和利用。

参考图9，图9为本发明第八实施例的结构示意图。如图9所示，所述第一支架1内设有反光镜12b，所述第二太阳能采集板21经第一转动组件5可自由转动，所述反光镜12b位于第二太阳能采集板21的下方，所述第一太阳能采集板20为透光式太阳能采集板，在处于光源二次利用状态时，所述反光镜12b用于将进入第一支架1内腔的阳光12a反射到第二太阳能采集板21上。图9显示了两种使用状态：

第一种使用状态：其一，第二太阳能采集板21固定不动，第一太阳能采集板20和第二太阳能采集板21之间形成封闭空间，此时，第一太阳能采集板20采用透光式太阳能采集板，阳光12照射到第一太阳能采集板20使其进行光电转换，同时继续透过透光式太阳能采集板照射到第二太阳能采集板21上，也使其进行光电转换，阳光12照射到第一太阳能采集板20的热能通过第一太阳能采集板20的材料本身传递到第一太阳能采集板和第二太阳能采集板之间形成的封闭空间，第二太阳能采集板21被阳光照射时也产生热能，两种热能融合在一起成为可以利用的热能源，热能可以通过导管导出。在这种状态下，如果第二太阳能采集板采用纳米金属材料——“纳米黑金”材料制作，将水源源不断注入进第一太阳能采集板和第二太阳能采集板之间形成的密封空间内，此时，第一太阳能采集板在受到阳光照射时所产生的热能通过材料本身传递到第二太阳能采集板之间形成的密封空间内注入的水里，用“纳米黑金”材料制作的第二太阳能采集板所产生的热能直接将水加热，在两股热能融合作用下产生的热水可以有很多用途。其二，第一太阳能采集板呈排列状安置在第一支架1的顶部，阳光12从其缝隙中直接透过，照射到用“纳米黑金”材料制作的第二太阳能采集板上，第一太阳能采集板20和第二太阳能采集板21之间形成一个半密封空间，可以提高对注入在第一太阳能采集板20和第二太阳能采集板21之间形成的半密封空间中的水的加热速度。

第二种使用状态：第二太阳能采集板21处于图9中的21a的位置时，第一太阳能采集板呈排列状安置在第一支架1的顶部，阳光12从其缝隙中直接透过，部分照射到反光镜且由反光镜反射到处于12b位置上的第二太阳能采集板上，使其进行光电转换，部分照射到地面以利于地面上种植的植物的生长。

需要指出的是，两个不同的透光式太阳能采集板相互之间形成的密封空间可以有若干个，每两个透光式太阳能采集板上下间隔的距离适当，每两个透光式太阳能采集板之间根据阳光通过的角度和透光材料的折射率保持适当角度。

上述实施例优势在于，让太阳能采集装置额外多了一个热能利用功能，即第一太阳能采集板和第二太阳能采集板在不同使用状态下形成的密封和半密封的空间里所产生的新的热能源。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能采集装置，其特征在于，包括第一支架和固定在所述第一支架顶部外表面的第一太阳能采集板，所述第一支架内设有至少一个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述第二太阳能采集板位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述第二太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述第二太阳能采集板伸出第一支架内腔。

2.如权利要求1所述太阳能采集装置，其特征在于，所述第一支架内设有两个第二太阳能采集板，在处于未展开状态时，所述两个太阳能采集板位于第一支架的内腔内，在处于展开状态时，所述两个太阳能采集板基于内置于第一支架内的第一转动组件产生位移，以使所述两个太阳能采集板伸出第一支架内腔。

3.如权利要求1所述太阳能采集装置，其特征在于，所述第一支架内设有反光镜，所述第二太阳能采集板经第一转动组件可自由转动，所述反光镜位于第二太阳能采集板的下方，所述第一太阳能采集板为透光式太阳能采集板，在处于光源二次利用状态时，所述反光镜用于将进入第一支架内腔的阳光反射到第二太阳能采集板上。

4.如权利要求1所述太阳能采集装置，其特征在于，所述第一太阳能采集板与靠近第一太阳能采集板的第二太阳能采集板之间形成封闭空间。

5.如权利要求1所述太阳能采集装置，其特征在于，所述第二太阳能采集板为薄膜状太阳能采集板，所述第一滚动组件为旋转滚轴，在处于未展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板卷绕在旋转滚轴上，在处于展开状态时，所述薄膜状太阳能采集板基于与所述旋转滚轴连接的操作手柄向第一支架外伸出或者向第一支架内收缩。

6.如权利要求5所述太阳能采集装置，其特征在于，所述薄膜状太阳能采集板包括柔性透明采光薄膜、柔性光电吸收转换薄膜和柔性底层保护薄膜，所述柔性透明采光薄膜、柔性光电吸收转换薄膜和柔性底层保护薄膜封装成一体。

7.如权利要求5或6所述太阳能采集装置，其特征在于，所述薄膜状太阳能采集板背面涂附磁铁粉涂层、粘胶层和粘胶保护层。

8.如权利要求1所述太阳能采集装置，其特征在于，还包括第四太阳能采集板和与所述第一支架适配的第二支架，所述第二支架和第一支架之间通过相互连接的第一伸缩拉杆及第二伸缩拉杆连接，所述第四太阳能采集板呈排列状设置在所述第一伸缩拉杆和所述第二伸缩拉杆的上方。

9.如权利要求8所述太阳能采集装置，其特征在于，所述第一支架内的第二太阳能采集板与第二支架内的第二太阳能采集板之间通过卯榫组件连接。

10.如权利要求2所述太阳能采集装置，其特征在于，所述两个第二太阳能采集板中一个的位移方向为水平向左或者水平向右，另一个的位移方向为水平向前或者水平向后。