一种高效光伏瓦论文和设计-游黎威

全文摘要

本实用新型提供一种高效光伏瓦，涉及光伏瓦领域，该高效光伏瓦，包括基座、铰接在基座上的光伏瓦，所述基座沿着光伏瓦长度方向轴对称开设有安装腔室，每个安装腔室内分别设置有用于顶起光伏瓦的驱动组件，所述驱动组件包括充满气体的集热管、推杆、蓄电池、磁力开关一和磁力开关二，所述集热管的其中一端为竖直的直线段，所述直线段内设置有上限挡块和下限挡块，上限挡块与下限挡块之间设置有活塞。该高效光伏瓦，通过集热管内的空气受热不断膨胀，推动活塞上升，利用活塞带动磁铁圈向上移动，触发磁力开关一，驱动推杆工作。使得正午时，推杆推动光伏瓦抬升，使光伏瓦与太阳光线垂直呈90°，提高光伏瓦的工作效率。

主设计要求

1.一种高效光伏瓦，安装在屋顶横杆(6)上，包括基座(2)、铰接在基座(2)上的光伏瓦(1)，其特征在于：所述基座(2)上安装有蓄电池(41)，所述基座(2)沿着光伏瓦(1)长度方向轴对称开设有安装腔室(21)，每个安装腔室(21)内分别设置有用于顶起光伏瓦(1)的驱动组件，所述驱动组件包括充满气体的集热管(3)、推杆(4)、磁力开关一(5)和磁力开关二(7)，所述集热管(3)的其中一端为竖直的直线段(37)，所述直线段(37)内设置有上限挡块(35)和下限挡块(36)，上限挡块(35)与下限挡块(36)之间设置有活塞(31)，所述活塞(31)上镶嵌有磁铁(33)，所述直线段(37)外套接有与磁铁(33)同步移动的磁铁圈(32)，所述磁力开关一(5)和磁力开关二(7)均位于安装腔室(21)内壁上，所述磁铁圈(32)上移至最上方时、下移至最下方时位置分别与磁力开关一(5)、磁力开关二(7)相对应，所述蓄电池(41)通过磁力开关一(5)与推杆(4)正向连接，所述蓄电池(41)通过磁力开关二(7)与推杆(4)反向连接，所述推杆(4)的活动端延伸至基座(2)上方与光伏瓦(1)的活动端抵接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高效光伏瓦，其特征在于：所述磁力开关一(5)包括外壳一(55)，所述外壳一(55)内靠近上限挡块(35)的一端安装有接触片一(51)，所述外壳一(55)内的另一端安装有接触片二(52)，接触片一(51)与接触片二(52)之间设置有弹簧一(53)，所述弹簧一(53)的其中一端连接有铁片一(54)，所述弹簧一(53)的另一端与接触片二(52)连接，接触片一(51)与推杆(4)相连，所述接触片二(52)与蓄电池(41)相连。

3.根据权利要求1所述的一种高效光伏瓦，其特征在于：所述磁力开关二(7)包括外壳二(75)，所述外壳二(75)内靠近下限挡块(36)的一端安装有接触片三(71)，外壳二(75)内的另一端安装有接触片四(72)，接触片三(71)与接触片四(72)之间设置有弹簧二(73)，所述弹簧二(73) 的其中一端连接有铁片二(74)，所述弹簧二(73)的另一端与接触片四(72)连接，接触片三(71)与推杆(4)相连，所述接触片四(72)与蓄电池(41)相连。

4.根据权利要求1所述的一种高效光伏瓦，其特征在于：所述安装腔室(21)还包括导热层(34)，所述集热管(3)镶嵌在导热层(34)内。

5.根据权利要求1所述的一种高效光伏瓦，其特征在于：所述基座(2)由透明玻璃制成。

6.根据权利要求1所述的一种高效光伏瓦，其特征在于：所述集热管(3)沿着光伏瓦(1)长度方向呈S型弯曲。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏瓦技术领域，具体为一种高效光伏瓦。

背景技术

随着环境污染日益严重，保护环境、节约能源逐渐受到人们的重视，利用光伏瓦将太阳能转换成电能是一种节约能源的方式，传统的光伏瓦由普通瓦片和光伏板组成，在瓦片上开设凹槽，将光伏板放入凹槽内。

阳光照射在光伏板上，根据光线与光伏板的角度不同，光伏瓦的能源转化效率也会改变。一天中，太阳的位置随着时间的改变，光线照射在光伏板上的角度会随时间而改变。在中午时刻，太阳位于屋顶上方，光照效果最好，光线与光伏板呈90°，光能转化成电能的效率最大。

传统的光伏瓦结构简单，如中国专利网中公开了“挂瓦组件”，专利号为201810306656.4。但传统的光伏瓦，安装在屋顶斜面上，角度固定，这样会导致光伏板在中午时刻，不能充分的利用光照，使得光能转化成电能的效率不能达到最大化，十分的浪费。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种高效光伏瓦，解决了上述背景技术中在中午时刻，由于传统光伏瓦结构固定，使得光伏瓦的能源转化效率不能达到最大化，而造成浪费的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种高效光伏瓦，安装在屋顶横杆上，包括基座、铰接在基座上的光伏瓦，所述基座上安装有蓄电池，所述基座沿着光伏瓦长度方向轴对称开设有安装腔室，每个安装腔室内分别设置有用于顶起光伏瓦的驱动组件，所述驱动组件包括充满气体的集热管、推杆、磁力开关一和磁力开关二，所述集热管的其中一端为竖直的直线段，所述直线段内设置有上限挡块和下限挡块，上限挡块与下限挡块之间设置有活塞，所述活塞上镶嵌有磁铁，所述直线段外套接有与磁铁同步移动的磁铁圈，所述磁力开关一和磁力开关二均位于安装腔室内壁上，所述磁铁圈上移至最上方时、下移至最下方时位置分别与磁力开关一、磁力开关二相对应，所述蓄电池通过磁力开关一与推杆正向连接，所述蓄电池通过磁力开关二与推杆反向连接，所述推杆的活动端延伸至基座上方与光伏瓦的活动端抵接。

优选的，所述磁力开关一包括外壳一，所述外壳一内靠近上限挡块的一端安装有接触片一，所述外壳一内的另一端安装有接触片二，接触片一与接触片二之间设置有弹簧一，所述弹簧一的其中一端连接有铁片一，所述弹簧一的另一端与接触片二连接，接触片一与推杆相连，所述接触片二与蓄电池相连。

优选的，所述磁力开关二包括外壳二，所述外壳二内靠近下限挡块的一端安装有接触片三，外壳二内的另一端安装有接触片四，接触片三与接触片四之间设置有弹簧二，所述弹簧二的其中一端连接有铁片二，所述弹簧二的另一端与接触片四连接，接触片三与推杆相连，所述接触片四与蓄电池相连。

优选的，所述安装腔室还包括导热层，所述集热管镶嵌在导热层内。

优选的，所述基座由透明玻璃制成。

优选的，所述集热管沿着光伏瓦长度方向呈S型弯曲。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种高效光伏瓦。具备以下有益效果：

1、该高效光伏瓦，通过集热管内的空气受热不断膨胀，推动活塞上升，利用活塞带动磁铁圈向上移动，触发磁力开关一，驱动推杆工作。使得正午时，推杆推动光伏瓦抬升，使光伏瓦与太阳光线垂直呈90°，提高光伏瓦的工作效率。将正午这段时间的光能充分利用起来，避免传统光伏瓦固定，导致光伏瓦在正午时对太阳能的利用率不充分，而造成浪费。

2、该高效光伏瓦，通过磁力开关一和磁力开关二的配合使用。使得磁铁圈上升或者下降能够控制推杆工作。利用集热管呈S型弯曲,提高集热管内部的存储量，使得集热管内有足够的空气，能够推动活塞移动。增加集热管与导热层的接触面，提高吸热效果。

附图说明

图1为本实用新型结构状态一立体图；

图2为本实用新型结构状态二立体图；

图3为本实用新型结构侧面剖视图；

图4为本实用新型结构正面剖视图；

图5为本实用新型图3中A处结构放大图；

图6为本实用新型磁力开关一结构剖视图；

图7为本实用新型光伏瓦结构状态一示意图；

图8为本实用新型光伏瓦结构状态二示意图；

图9为本实用新型结构另一角度剖视图；

图10为本实用新型结构电路图。

图11为本实用新型磁力开关二结构剖视图。

图中：1光伏瓦、2基座、21安装腔室、3集热管、31活塞、32磁铁圈、 33磁铁、34导热层、35上限挡块、36下限挡块、37直线段、4推杆、41蓄电池、5磁力开关一、51接触片一、52接触片二、53弹簧一、54铁片一、55 外壳一、6屋顶横杆、7磁力开关二、71接触片三、72接触片四、73弹簧二、 74铁片二、75外壳二。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种高效光伏瓦，如图1-11所示，安装在屋顶横杆6上。包括基座2、铰接在基座2上的光伏瓦1，基座2上安装有蓄电池41，基座2沿着光伏瓦1长度方向轴对称开设有安装腔室21，每个安装腔室21内分别设置有用于顶起光伏瓦1的驱动组件。基座2卡接在屋顶横杆6上，光伏瓦布线和安装为常规技术手段。

驱动组件包括充满气体的集热管3、推杆4、磁力开关一5和磁力开关二 7，集热管3的其中一端为竖直的直线段37，直线段37内设置有上限挡块35 和下限挡块36，上限挡块35与下限挡块36之间设置有活塞31，活塞31上镶嵌有磁铁33，直线段37外套接有与磁铁33同步移动的磁铁圈32，磁力开关一5和磁力开关二7均位于安装腔室21内壁上，磁铁圈32上移至最上方时、下移至最下方时位置分别与磁力开关一5、磁力开关二7相对应，蓄电池 41通过磁力开关一5与推杆4正向连接，蓄电池4通过磁力开关二7与推杆 4反向连接，推杆4的活动端延伸至基座2上方与光伏瓦1的活动端抵接。

蓄电池41与光伏瓦相连，自带交直流转换器。磁力开关一5闭合，蓄电池41往推杆4通入正向电流,推杆4伸长，磁力开关二7闭合，蓄电池41往推杆4内通入反向电流,推杆4缩回。

活塞31与上限挡块35接触时，磁铁圈32移至最上方，活塞31与下限挡块36接触时，磁铁圈32移至最下方。

随着太阳的位置不断移动，在正午时刻，太阳位置处于最高点，此时温度最高，集热管3内的温度达到最高，气体受热膨胀推动活塞31移动。由于磁铁33跟随活塞31移动，使得磁铁圈32跟随活塞31同步移动。活塞31移动与上限挡块35相接处时，活塞31移动达到极限。磁铁圈32移至磁力开关一5处，磁力开关一5内的铁片一54被磁铁圈32吸引，与接触片一51接触。磁力开关一5闭合，使得推杆4启动将瓦片1顶起。顶起后，光伏瓦与正午太阳光线照射角度呈90°。

安装腔室21还包括导热层34，集热管3镶嵌在导热层34内。集热管3 由导热材料制成，集热管3内充满空气。由于空气的气体膨胀系数高，且相对无害，无危险性，使用起来更加安全，提高光伏板整体的安全性。

导热层34的上端穿过基座2的内壁顶部，并延伸至基座2的上方，导热层34与基座2的内壁粘接。集热管3镶嵌在导热层34内，提高热传递性，从而提高集热管3的集热效果。利用导热层34将热量传递给集热管3。防止集热管3的集热效果效果不佳，而导致内部空气受热膨胀效果变差。

导热层34粘接在安装腔室21内，推杆4的底部与安装腔室21的内壁底部通过螺钉固定连接。蓄电池41通过螺丝固定安装在基座2上，磁力开关一 5和磁力开关二7通过螺钉固定在内壁上。

当进入下午时，集热管3温度开始下降，活塞31下沉，带动磁铁圈32 下滑，移至最下方。磁力开关一5处断开，磁力开关二7处闭合推杆4缩回复位。

磁力开关一5包括外壳一55，外壳一55内靠近上限挡块35的一端安装有接触片一51，外壳一55内的另一端安装有接触片二52，接触片一51与接触片二52之间设置有弹簧一53，弹簧一53的其中一端连接有铁片一54，弹簧一53的另一端与接触片二52连接，接触片一51与推杆4相连，接触片二 52与蓄电池41相连。

磁力开关二7包括外壳二75，外壳二75内靠近下限挡块36的一端安装有接触片三71，外壳二75内的另一端安装有接触片四72，接触片三71与接触片四72之间设置有弹簧二73，弹簧二73的其中一端连接有铁片二74，弹簧二73的另一端与接触片四72连接，接触片三71与推杆4相连，接触片四 72与蓄电池41相连。

基座2由透明玻璃制成。集热管3沿着光伏瓦1长度方向呈S型弯曲。提高集热管3内部的存储量，使得集热管3内有足够的空气，能够推动活塞 31移动。增加集热管3与导热层34的接触面，提高吸热效果。

该高效光伏瓦，通过集热管3内的空气受热不断膨胀，推动活塞31上升，利用活塞31带动磁铁圈32向上移动，触发磁力开关一5，驱动推杆工作。使得正午时，推杆4推动光伏瓦1抬升，使光伏瓦1与太阳光线垂直呈90°，提高光伏瓦1的工作效率。将正午这段时间的光能充分利用起来，避免传统光伏瓦1固定，导致光伏瓦1在正午时对太阳能的利用率不充分，而造成浪费。

通过磁力开关一5和磁力开关二7的配合使用。使得磁铁圈32上升或者下降能够控制推杆4工作。

工作原理：使用时，太阳光线照射在光伏瓦1上，蓄电池41储存一部分电能，同时光线照射在导热层34上，导热层34将热量传递给集热管3，集热管3内的空气受热开始膨胀，空气体积增大，推动活塞31向上限挡块35移动，通过活塞31上的磁铁33带动磁铁圈32移动。当处于正午时，集热管3 内温度处于达到最高。活塞31与上限挡块35相接处，磁铁圈32移至磁力开关一5处，触发磁力开关一5，推杆4启动将瓦片1顶起并与阳光光线呈90°。当过了正午时刻，集热管3温度渐渐下降，膨胀的空气开始恢复原状，磁铁圈32下降，触发磁力开关二7闭合推杆4缩回。

综上，该高效光伏瓦，通过集热管3内的空气受热不断膨胀，推动活塞 31上升，利用活塞31带动磁铁圈32向上移动，触发磁力开关一5，驱动推杆工作。使得正午时，推杆4推动光伏瓦1抬升，使光伏瓦1与太阳光线垂直呈90°，提高光伏瓦1的工作效率。将正午这段时间的光能充分利用起来，避免传统光伏瓦1固定，导致光伏瓦1在正午时对太阳能的利用率不充分，而造成浪费。

并且，通过磁力开关一5和磁力开关二7的配合使用。使得磁铁圈32上升或者下降能够控制推杆4工作。利用集热管呈S型弯曲。提高集热管3内部的存储量，使得集热管3内有足够的空气，能够推动活塞31移动。增加集热管3与导热层34的接触面，提高吸热效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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