[發明專利]一種能跟蹤太陽光的雙斜坡活動屋頂及控制方法

有效

• 申請號: 201410008768.3
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103806607A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 任偉鋒
• 申請（專利權）人: 任偉鋒
• 主分類號: E04D13/18
• 分類號: E04D13/18;E04B7/16;G05D3/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明屬于節能建筑領域，尤其是涉及一種能跟蹤太陽光的雙斜坡活動屋頂及控制方法。??????????

背景技術

隨著石油、煤等不可再生能源藏量的大幅減少，其開采成本逐漸提高，新興的可再生能源成為人們越來越迫切的需要。太陽能作為一種新興的可再生能源，具有范圍覆蓋較廣、綠色環保、可永久利用等顯著優點，受到了的廣泛關注和重視。

目前，對于太陽能的轉化主要是使用光伏板，采取無跟蹤式或者跟蹤式兩種方法。對于無跟蹤式，通常是靜態貼屋面安裝，如中國專利公告號：CN102400523A，公告日2012年4月4日，公開了一種太陽能屋頂系統，所述太陽能屋頂系統設置在建筑物的頂部，所述系統包括太陽能構件模塊，所述太陽能構件模塊通過連接件固定在所述建筑物的頂部的支撐結構上，并且集成于所述屋頂上最終形成太陽能屋頂，其結構較為簡單。然而，只有當太陽光與光伏板表面垂直入射時其利用率是最高，當太陽光入射角度相對光伏板發生偏轉時其發電效率也隨之降低。

對于跟蹤式，如中國專利公告號：CN201865263U，公告日2010年5月27日，公開了一種基于GPS跟蹤定位的太陽能光伏屋頂裝置，其特征在于：包括若干太陽能板，還包括控制中心、機械執行機構，控制中心包括GPS定位系統、控制電路，控制電路分別控制GPS定位系統和機械執行機構，所述機械執行機構包括太陽能板南北方向擺動機構和太陽能板東西方向擺動機構，太陽能板與太陽能板南北方向擺動機構和太陽能板東西方向擺動機構連接。但是這樣的裝置只能安裝在陽光較為充足的朝南面，安裝在朝北面時，由于陽光無法照射到此面，因此無法正常工作。此外，屋頂面上安裝這樣的附加裝置，大大影響到房屋的美觀性，更為關鍵的是，在大風、暴雨等惡劣天氣時，這些附加裝置無疑是較大的安全隱患。

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發明內容

本發明是為了克服現有技術中無跟蹤式屋頂太陽能裝置效率低下、跟蹤式屋頂太陽能裝置無法在朝北面屋頂工作且安全性較差的問題，提供了一種能使朝南面和朝北面屋頂均能跟蹤太陽光、發電效率較高、安全性較好的雙斜坡活動屋頂及控制方法。?????

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種能跟蹤太陽光的雙斜坡活動屋頂，包括相互傾斜布置的兩個屋面，分別為朝南屋面和朝北屋面，朝南屋面和朝北屋面之間設有屋脊，還包括控制器，所述的朝南屋面、朝北屋面分別與屋脊轉動連接，所述的朝南屋面、朝北屋面的上表面分別設有若干緊密排列的光伏板，所述的朝南屋面、朝北屋面下端分別設有在控制器作用下推動其以屋脊為軸線向上轉動的作動單元，所述的兩個屋面上分別設有至少一個用于檢測太陽方位的感光單元，所述朝南屋面、朝北屋面與屋脊的轉動連接處分別設有角位置傳感器，所述的作動單元、感光單元、角位置傳感器分別與控制器電連接?，F有技術中的跟蹤式太陽能發電裝置，其通過支架定位在屋頂面上，為了保證光伏板的活動范圍，其和屋頂面之間應留出較大空間，此外由于這樣的裝置只能設置在朝南屋頂面，設置在朝北屋頂面時沒有光照因而效率低下。而本發明中，光伏板與屋面緊密貼合固定，無需支架將光伏板與屋面隔開架起，安全性得到保證；朝南屋面和朝北屋面上都設有光伏板，可以充分利用朝北屋頂來進行發電，發電功率翻倍；屋面的開合角度可以進行實時調整，來適應太陽高度角的變化，從而有效地提高發電效率。

作為優選，所述屋脊的兩端也分別設有可受控制器作用的作動單元。這樣屋脊的角度也可以進行調整，使得屋面上的光伏板能同時適應太陽方位角的變化，從而可以做到太陽光垂直入射在光伏板表面，保證最高的發電效率。

作為優選，所述的作動單元包括液壓千斤頂以及控制液壓千斤頂通斷的電磁閥，所述的電磁閥與控制器電連接。這樣控制器通過電磁閥控制液壓千斤頂升起、下降或者保持，從而調節屋面的角度。

作為優選，所述的屋面上設有雨水傳感器，所述的屋脊上設有風速傳感器，所述的雨水傳感器和風速傳感器分別與控制器電連接。雨水傳感器和風速傳感器用于采集雨水和風速信息，傳送至控制器，控制器可以根據收集到的信息來控制屋面開閉，從而降低裝置內部電力損耗，同時提高安全性。

作為優選，所述的感光單元包括圓形的底座，所述底座上設有以底座圓心為中心、呈十字型分布的隔板，所述的隔板將底座分為四個扇形區，每個扇形區內均設有光敏傳感器。當太陽光照射方向與屋面不垂直時，部分太陽光會被隔板擋住，使得位于隔板另一邊光敏傳感器無法收集到光線，而當屋面調整到每個扇形區內的光敏傳感器都收集到光線時，表明屋面已經垂直于太陽光照射方向。