一种受光面积大的光伏瓦论文和设计-游黎威

全文摘要

本实用新型提供一种受光面积大的光伏瓦，涉及光伏领域，包括拱形的骨架和电池片，所述骨架包括底板以及设置在底板上的拱形的拱形板，所述电池片设置在拱形板的上表面，所述底板与拱形板之间形成有拱形的通腔，所述通腔内设置有风力发电机，所述风力发电机的进风端和出风端分别与通腔的两端相对应。该受光面积大的光伏瓦，将电池片设置在拱形状的拱形板上表面，相对于平面结构的光伏瓦，采光面积、采光效率大大增加，利用拱形的受力面积大、强抗压原理，使在冬天瓦片上积满雪后不易被压坏，提高了光伏瓦的受力面积。

主设计要求

1.一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：包括拱形的骨架（1）和电池片（2），所述骨架（1）包括底板（11）以及设置在底板（11）上的拱形的拱形板（12），所述电池片（2）设置在拱形板（12）的上表面，所述底板（11）与拱形板（12）之间形成有拱形的通腔，所述通腔内设置有风力发电机（3），所述风力发电机（3）的进风端和出风端分别与通腔的两端相对应。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述拱形板（12）的两端向两侧弧形弯折形成八字形。

3.根据权利要求1所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述底板（11）的两侧设置有相匹配的扣件一（41）和扣件二（42）。

4.根据权利要求3所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述扣件一（41）与扣件二（42）相对应的一面均设置有齿牙（43）。

5.根据权利要求3所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述扣件一（41）、底板（11）、拱形板（12）之间形成有水槽（5），所述扣件二（42）、底板（11）、拱形板（12）之间形成有水槽（5）。

6.根据权利要求1所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述风力发电机（3）包括中空的圆筒（31）、主轴（32）、定子（34）、转子（36）以及设置在主轴（32）两端的叶片（33），所述主轴（32）设置在圆筒（31）的轴心处，所述定子（34）设置在圆筒（31）的内壁上，所述转子（36）套置在主轴（32）上且与定子（34）的位置相对应，所述定子（34）上设置有定子绕组（35），所述转子（36）上设置有转子励磁绕组（37），所述风力发电机（3）还包括设置在定子（34）上的滚轮（39）和设置在主轴（32）上的环轨（38），所述滚轮（39）与环轨（38）相啮合。

7.根据权利要求1所述的一种受光面积大的光伏瓦，其特征在于：所述底板（11）与拱形板（12）一体成型。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体为一种受光面积大的光伏瓦。

背景技术

随着社会的发展，煤炭、石油和天然气等化石能源的逐渐减少，太阳能作为一种清洁能源被逐渐推广应用。由于太阳能具有分散性、不稳定性和效率低的特点，现阶段太阳能的利用主要以太阳能光伏和太阳热能为主。太阳能光伏是以光伏板组件为载体，光伏板组件受到太阳光照射即产生直流电。

目前市场上用于建筑物上的光伏板大多都为平面状，且多大都是后期将光伏板安装在瓦片上，这样的安装方式难免会破坏原先的瓦片结构，甚至出现屋顶漏水、瓦片破裂等现象。

最近也出现了一种光伏板与瓦片结合的光伏瓦，如中国专利申请号为201310342534.8的一种光伏瓦。包括瓦体和电池片，电池片位于瓦体内；该光伏瓦为平面形状。

平面形状的光伏瓦存在以下几点不足：（1）平面结构的光伏瓦采光面积小，发电量低。（2）平面结构的光伏瓦强度相对拱形较低，在冬天瓦片上积满雪后容易压坏。（3）平面结构的光伏瓦顶部，灰层、雨水不易滑落，容易结垢。

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拱形的受光面积大的光伏瓦。

（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：一种受光面积大的光伏瓦，包括拱形的骨架和电池片，所述骨架包括底板以及设置在底板上的拱形的拱形板，所述电池片设置在拱形板的上表面，所述底板与拱形板之间形成有拱形的通腔，所述通腔内设置有风力发电机，所述风力发电机的进风端和出风端分别与通腔的两端相对应。

优选的，所述拱形板的两端向两侧弧形弯折形成八字形。

优选的，所述底板的两侧设置有相匹配的扣件一和扣件二。

优选的，所述扣件一与扣件二相对应的一面均设置有齿牙。

优选的，所述扣件一、底板、拱形板之间形成有水槽，所述扣件二、底板、拱形板之间形成有水槽。

优选的，所述风力发电机包括中空的圆筒、主轴、定子、转子以及设置在主轴两端的叶片，所述主轴设置在圆筒的轴心处，所述定子设置在圆筒的内壁上，所述转子套置在主轴上且与定子的位置相对应，所述定子上设置有定子绕组，所述转子上设置有转子励磁绕组，所述风力发电机还包括设置在定子上的滚轮和设置在主轴上的环轨，所述滚轮与环轨相啮合。

优选的，所述底板与拱形板一体成型。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种受光面积大的光伏瓦。具备以下有益效果：

1、该受光面积大的光伏瓦，将电池片设置在拱形状的拱形板上表面，相对于平面结构的光伏瓦，采光面积、采光效率大大增加。

2、该受光面积大的光伏瓦，利用拱形的受力面积大、强抗压原理，使在冬天瓦片上积满雪后不易被压坏，提高了光伏瓦的受力面积。

3、该受光面积大的光伏瓦，采用拱形板的两端向两侧弧形弯折形成八字形，使拱形板上表面弧度较为平顺，不存在积垢死角，且雨水、灰尘易滑落。

4、该受光面积大的光伏瓦，由于屋顶较为空旷，风力相对地面较大，在拱形板与底板之间的通腔处设置风力发电机，充分利用通腔处的空间进行风力发电，提高了清洁能源的利用率，且风力发电机的壳体也能对拱形板形成一定的支撑作用，强度更大。

附图说明

图1为本实用新型的轴侧图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的风力发电机剖视；

图4为本实用新型的图3中A处放大图；

图5为本实用新型的实施例二的轴侧图；

图6为本实用新型的轴侧图；

图7为本实用新型的轴侧图；

图8为本实用新型的轴侧图。

图中：1骨架、11底板、12拱形板、2电池片、3风力发电机、31圆筒、32主轴、33叶片、34定子、35定子绕组、36转子、37转子励磁绕组、38环轨、39滚轮、41扣件一、42扣件二、43齿牙、5水槽、6底座、61腔室、62弧形滑道、7角度调节机构、8滑块、71支撑柱、72转轴、73半圆齿条、74电机、75驱动齿轮、76同步齿轮。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种受光面积大的光伏瓦，实施例一，如图1-4所示，包括拱形的骨架1和电池片2。骨架1包括底板11以及设置在底板11上的拱形的拱形板12，将拱形板12设置成拱形，利用拱形的受力面积大、强抗压原理，使在冬天瓦片上积满雪后不易被压坏，提高了光伏瓦的受力面积。

底板11与拱形板12一体成型，也可以组装。

电池片2设置在拱形板12的上表面。将电池片2设置在拱形状的拱形板12上表面，相对于平面结构的光伏瓦，采光面积、采光效率大大增加。以下为拱形光伏瓦与平面光伏瓦的受光面积。

具体安装时，拱形板12的两侧弧形面朝向东西方向。

拱形板12的两端向两侧弧形弯折形成八字形，采用拱形板12的两端向两侧弧形弯折形成八字形，使拱形板12上表面弧度较为平顺，不存在积垢死角，且雨水、灰尘易滑落。

底板11与拱形板12之间形成有拱形的通腔，通腔内设置有风力发电机3，风力发电机3的进风端和出风端分别与通腔的两端相对应。

由于屋顶较为空旷，风力相对地面较大，在拱形板12与底板11之间的通腔处设置风力发电机3，充分利用通腔处的空间进行风力发电，提高了清洁能源的利用率，且风力发电机3的壳体也能对拱形板12形成一定的支撑作用，强度更大。

风力发电机3包括中空的圆筒31、主轴32、定子34、转子36以及设置在主轴32两端的叶片33，主轴32设置在圆筒31的轴心处，定子34设置在圆筒31的内壁上，转子36套置在主轴32上且与定子34的位置相对应，定子34上设置有定子绕组35，转子36上设置有转子励磁绕组37，风力发电机3还包括设置在定子34上的滚轮39和设置在主轴32上的环轨38，滚轮39与环轨38相啮合。

风力发电机3工作时，风从拱形的通腔两端的其中一个入口进入，并带动叶片33转动。叶片33转动的同时带动主轴32和转子36转动，主轴32带动环轨38在滚轮39上与滚轮39相对转动。通过转子36转动，使转子36上的转子励磁绕组37与定子34上的定子绕组35形成电磁感应并发电。

底板11的两侧设置有相匹配的扣件一41和扣件二42，一上一下的扣件一41和扣件二42便于光伏瓦的搭接和铺设。

扣件一41与扣件二42相对应的一面均设置有齿牙43，使扣件一41和扣接二42在扣接牢固的同时，因为齿数较多，有一定的调节余地。且齿牙43之间的相互啮合具有一定的防水性。

扣件一41、底板11、拱形板12之间形成有水槽5。扣件二42、底板11、拱形板12之间形成有水槽5。雨水落在拱形的光伏瓦上，会往两侧沿着弧度下滑，并进入水槽5内。

实施例二，如图5-8所示，包括拱形的骨架1和电池片2，骨架1包括底板11以及设置在底板11上的拱形的拱形板12，电池片2设置在拱形板12的上表面，底板11与拱形板12之间形成有拱形的通腔，通腔内设置有风力发电机3，风力发电机3的进风端和出风端分别与通腔的两端相对应。

该光伏瓦还包括底座6，底座6的顶部设置有一个半圆形的腔室61，腔室61内设置有用于调节底板11角度的角度调节机构7，底板11设置在角度调节机构7上。

腔室61位于底座6上的壁为弧形滑道62，底板11的两端设置有与弧形滑道62相适配的滑块8。

角度调节机构7带动底板11向两侧角度调节时，两个滑块8可分别在弧形滑道62上滑动。滑块8与弧形滑道62之间紧密配合。

角度调节机构7包括设置在腔室61内的支撑柱71、转轴72、半圆齿条73、电机74、驱动齿轮75。支撑柱71设置在腔室61的底部，用于支撑各部件。底板11通过转轴72转动连接于支撑柱71上。

半圆齿条73设置在底板11的底部，驱动齿轮75与电机74相连且与半圆齿条73相啮合。电机74设置在支撑柱71上。

为了使该光伏瓦在转动时更加稳定，半圆齿条71的数量为两个，两个半圆齿条71分别设置在底板11的前后两侧，驱动齿轮75与其中一个半圆齿条73相啮合，角度调节机构7还包括枢接于支撑柱71上的同步齿轮76，同步齿轮76与另一个半圆齿条73相啮合。

还包括一个PLC控制器，电机74与PLC控制器相连，PLC控制器根据先前设定的程序有序控制电机74的转动。PLC控制器的型号为三菱Q00J。

实施例二的工作原理，具体安装时，电池片2的两侧弧形面朝向东西方向。如图7所示，为模拟上午时段的光照角度，角度调节机构7调节该光伏瓦的角度，调节角度为图7中顺时针30°，光照面积大大增加。如图8所示，为模拟下午时段的光照角度，角度调节机构7调节该光伏瓦的角度，调节角度为图7中逆时针30°，光照面积大大增加。

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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