本發(fā)明涉及玻璃幕墻技術(shù)領(lǐng)域,特指一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻及其工作方法。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展,玻璃幕墻在全世界得到普及,但使用玻璃幕墻不恰當(dāng)會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題:能源消耗大、嚴(yán)重光污染、視線干擾等,隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境、能源問(wèn)題突顯,人們對(duì)于玻璃幕墻由于保溫性差而造成的能源過(guò)度消耗等種種弊端更加重視起來(lái),有些地方已開(kāi)始限制使用高能耗、光污染嚴(yán)重的玻璃幕墻。
目前發(fā)達(dá)國(guó)家建筑能耗占國(guó)家總能源的20~30%,建筑節(jié)能已成為人們最關(guān)注的問(wèn)題之一。參照國(guó)外玻璃幕墻建筑的歷程與經(jīng)驗(yàn),我國(guó)的玻璃幕墻建筑設(shè)計(jì)只能也必須向環(huán)保、節(jié)能與智能化發(fā)展。近年來(lái)我國(guó)雙層玻璃幕墻的應(yīng)用就是我國(guó)建筑逐步走向節(jié)能化、智能化的一個(gè)體現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)以上問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻及其工作方法,有效解決目前玻璃幕墻能耗大、光污染嚴(yán)重的現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)在特定入射光下,智能調(diào)節(jié)入射光強(qiáng),并且同時(shí)可以達(dá)到發(fā)電的效果,在建筑的不同朝向用不同的安裝方法從而使發(fā)電效率達(dá)到最高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻,包括由外層玻璃與內(nèi)層玻璃組成的腔體,腔體內(nèi)設(shè)有集熱裝置、發(fā)電裝置、控制裝置與儲(chǔ)電裝置,集熱裝置電連接于控制裝置,發(fā)電裝置電連接于控制裝置與儲(chǔ)電裝置,外層玻璃上設(shè)有光強(qiáng)傳感器,光強(qiáng)傳感器通過(guò)信號(hào)線電連接于控制裝置。
進(jìn)一步而言,所述集熱裝置包括太陽(yáng)能電池板與集熱板,太陽(yáng)能電池板與集熱板貼緊設(shè)置,集熱裝置通過(guò)信號(hào)線連接于控制裝置。
進(jìn)一步而言,所述集熱裝置采用百葉窗結(jié)構(gòu)設(shè)置,集熱裝置上對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)主軸,旋轉(zhuǎn)主軸通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)電連接于控制裝置。
進(jìn)一步而言,所述發(fā)電裝置包括太陽(yáng)能發(fā)電模塊與溫差發(fā)電模塊,發(fā)電裝置通過(guò)供電線連接于控制裝置與儲(chǔ)電裝置。
進(jìn)一步而言,所述控制裝置包括單片機(jī),單片機(jī)采用以stm32f103zet6處理器為核心。
進(jìn)一步而言,所述儲(chǔ)電裝置包括蓄電池。
進(jìn)一步而言,所述外層玻璃采用鋼化玻璃,內(nèi)層玻璃采用普通透光玻璃。
一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻的工作方法,包括以下步驟:
步驟一,照射到外層玻璃的光強(qiáng)通過(guò)光強(qiáng)傳感器進(jìn)行感應(yīng),并將數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)線傳輸至單片機(jī);
步驟二,單片機(jī)通過(guò)計(jì)算得到在適宜透光條件下能產(chǎn)生的最大發(fā)電量,并由此通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方向與角度;
步驟三,通過(guò)太陽(yáng)能電池板與集熱板進(jìn)行熱量收集;
步驟四,通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電模塊與溫差發(fā)電模塊進(jìn)行發(fā)電,并通過(guò)供電線將電量一部分傳送至單片機(jī),另一部分傳送至蓄電池。
本發(fā)明有益效果:
1.通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電模塊與溫差發(fā)電模塊進(jìn)行發(fā)電,一部分電量提供給單片機(jī),使單片機(jī)在使用過(guò)程中不需要額外的電能輸入,另一部分電量通過(guò)蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)存,可供夜間室內(nèi)照明或者其它用電設(shè)備使用;
2.集熱裝置采用百葉窗結(jié)構(gòu)設(shè)置,能夠最大限度保證入射光照的同時(shí),一定程度上還可調(diào)節(jié)幕墻內(nèi)的氣溫,使得室內(nèi)的制冷或者制熱效果更好,達(dá)到節(jié)能效果;
3.有效解決目前玻璃幕墻能耗大、光污染嚴(yán)重的現(xiàn)象,在建筑的不同朝向用不同的安裝方法從而使發(fā)電效率達(dá)到最高。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖;
圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)圖。
11.外層玻璃;12.光強(qiáng)傳感器;13.旋轉(zhuǎn)主軸;14.太陽(yáng)能電池板;15.內(nèi)層玻璃;16.集熱板;17.信號(hào)線;18.供電線;19.單片機(jī);20.蓄電池。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1和圖2所示,本發(fā)明一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻,包括由外層玻璃11與內(nèi)層玻璃15組成的腔體,腔體內(nèi)設(shè)有集熱裝置、發(fā)電裝置、控制裝置與儲(chǔ)電裝置,集熱裝置電連接于控制裝置,發(fā)電裝置電連接于控制裝置與儲(chǔ)電裝置,外層玻璃11上設(shè)有光強(qiáng)傳感器12,光強(qiáng)傳感器12通過(guò)信號(hào)線17電連接于控制裝置。以上所述構(gòu)成本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置,其工作原理:通過(guò)光強(qiáng)傳感器12感應(yīng)照射到外層玻璃11上的光強(qiáng)度,并將其數(shù)據(jù)反饋至控制裝置,通過(guò)控制裝置控制集熱裝置進(jìn)行熱量收集,并通過(guò)發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電,一部分電量提供給控制裝置,使控制裝置在使用過(guò)程中不需要額外的電能輸入,另一部分電量通過(guò)儲(chǔ)電裝置進(jìn)行儲(chǔ)存,可供夜間室內(nèi)照明或者其它用電設(shè)備使用,達(dá)到節(jié)能效果,有效解決目前玻璃幕墻能耗大、光污染嚴(yán)重的現(xiàn)象。
更具體而言,所述集熱裝置包括太陽(yáng)能電池板14與集熱板16,太陽(yáng)能電池板14與集熱板16貼緊設(shè)置,集熱裝置通過(guò)信號(hào)線17連接于控制裝置,集熱裝置采用百葉窗結(jié)構(gòu)設(shè)置,集熱裝置上對(duì)應(yīng)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)主軸13,旋轉(zhuǎn)主軸13通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),步進(jìn)電機(jī)電連接于控制裝置。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置,通過(guò)太陽(yáng)能電池板14與集熱板16對(duì)照射到外層玻璃11上的光強(qiáng)度進(jìn)行收集,并通過(guò)信號(hào)線17反饋至控制裝置,控制裝置通過(guò)計(jì)算得到在適宜透光條件下能產(chǎn)生的最大發(fā)電量,并由此通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)主軸13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方向與角度,優(yōu)選的,不同朝向的墻體太陽(yáng)能百葉窗設(shè)計(jì)不同,墻體南北朝向時(shí)集熱裝置上的旋轉(zhuǎn)主軸13水平設(shè)置,東西朝向時(shí)集熱裝置上的旋轉(zhuǎn)主軸13豎直設(shè)置。
更具體而言,所述發(fā)電裝置包括太陽(yáng)能發(fā)電模塊與溫差發(fā)電模塊,發(fā)電裝置通過(guò)供電線18連接于控制裝置與儲(chǔ)電裝置。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置,陽(yáng)光直射太陽(yáng)能電池板14時(shí),溫度升高,通過(guò)集熱板16收集熱量,并利用集熱板16和空氣的溫差進(jìn)行發(fā)電,將發(fā)出的電傳輸至控制裝置與儲(chǔ)電裝置。
更具體而言,所述控制裝置包括單片機(jī)19,單片機(jī)19采用以stm32f103zet6處理器為核心。本發(fā)明以stm32f103zet6微控制器作為處理器,通過(guò)光強(qiáng)傳感器12反饋光強(qiáng)信息,處理器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制百葉窗結(jié)構(gòu)的集熱裝置上的旋轉(zhuǎn)主軸13調(diào)節(jié)百葉窗的開(kāi)合程度和角度,保證室內(nèi)光強(qiáng)滿足要求的前提下使得太陽(yáng)能發(fā)電模塊和溫差發(fā)電模塊效益達(dá)到最大,使玻璃幕墻更為節(jié)能。
更具體而言,所述儲(chǔ)電裝置包括蓄電池20。通過(guò)蓄電池20進(jìn)行電量的儲(chǔ)存,可供夜間室內(nèi)照明或者其它用電設(shè)備使用,達(dá)到節(jié)能效果。
更具體而言,所述外層玻璃11采用鋼化玻璃,有足夠的強(qiáng)度抵御日曬雨淋,內(nèi)層玻璃15采用普通透光玻璃,具有一定的隔熱效果。
一種光熱互補(bǔ)發(fā)電的智能玻璃幕墻的工作方法,包括以下步驟:
步驟一,照射到外層玻璃11的光強(qiáng)通過(guò)光強(qiáng)傳感器12進(jìn)行感應(yīng),并將數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)線17傳輸至單片機(jī)19;
步驟二,單片機(jī)19通過(guò)計(jì)算得到在適宜透光條件下能產(chǎn)生的最大發(fā)電量,并由此通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)主軸13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方向與角度;
步驟三,通過(guò)太陽(yáng)能電池板14與集熱板16進(jìn)行熱量收集;
步驟四,通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電模塊與溫差發(fā)電模塊進(jìn)行發(fā)電,并通過(guò)供電線18將電量一部分傳送至單片機(jī)19,另一部分傳送至蓄電池20。
以上結(jié)合附圖對(duì)本用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式,上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的,而不是限制性的,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下,在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可做出很多形式,這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。