一种屋面可移动光伏板装置及其运行控制方法和控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种屋面可移动光伏板装置及其运行控制方法和控制系统，该屋面可移动光伏板装置通过其特殊的结构设计而具备了移动、折叠和铺展的功能，可以分时段地满足建筑屋室内的日照的需求和太阳能光伏板的日照需求，解决了建筑屋室内的居住、办公人口对日照的需求与太阳能光伏板的日照需求之间的冲突问题，且因其运行控制方法也较为简单，并能够避免太阳能光伏板与屋面体转角位置处相碰撞而损坏的问题；此外，屋面可移动光伏板装置控制系统也提升了其在具体应用场景中的使用便捷性和智能性。综上所述，本发明专利技术的屋面可移动光伏板装置及其运行控制方法和控制系统，具有很好的市场应用前景，有助于推动太阳能光伏技术在城市建设中的广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光伏板技术和自动化控制
，具体涉及一种屋面可移动光伏板装置及其运行控制方法和控制系统。
技术介绍
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电系统主要由太阳能光伏板、以及包括充电控制器和逆变器在内的光伏充电控制电路组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合。我国很多地区都有较为充足的日照时间，图1示出了我国自1978年至2007年的全国年平均总日照时数的统计分布图（统计单位为小时h）。但是，我国对于太阳能光伏发电的应用皮记性却不高，目前仅仅在一些工业区和无人居住地展开较大面积的光伏发电系统建设，而在人口较为密集的城市居住区，光伏发电的应用却很少，究其原因，就是缺少能够较大面积应用于城市建筑物上的光伏发电设备。随着我国现代化建设进程的日益发展，城市建筑物众多，且不乏高大的建筑群，这些建筑物的屋面体具有大面积的外立面，如果能够在建筑物的屋面体上铺设太阳能光伏发电装置，将会成为城市普及光伏发电技术的一个重要增长点，大幅的提升城市清洁能源的来源，降低城市对能耗资源的消耗，为环境保护做出重要贡献。但光伏发电技术在城市建筑物上普及建设的一个重要阻碍就在于，城市建筑屋的屋面体上大部分区域为露台区域和窗口区域，是建筑物室内日照的主要入口，如果在建筑屋的屋面体上大面积铺设太阳能光伏板，就会造成城市建筑屋室内的居住、办公人口对日照的需求与太阳能光伏板的日照需求之间形成冲突。因此，一直以来，由于这种日照需求的冲突问题尚未得到有效解决，导致了无法在城市建筑中大面积的普及光伏发电设备。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种屋面可移动光伏板装置，其用于安装设置在建筑物的屋面体上，且能够具备移动、折叠和铺展的功能，因此可以分时段地满足建筑屋室内的日照的需求和太阳能光伏板的日照需求，解决对日照需求的矛盾问题，从而有助于光伏发电技术在城市建筑物上的普及建设，提升建筑物的环保能源采集能力。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术手段：一种屋面可移动光伏板装置，用于安装设置在建筑物的屋面体上；包括用于横向并行地安装在建筑物屋面体上的上轨道和下轨道所构成的双轨道，以及可滑动连接在所述双轨道上的太阳能光伏板可折叠结构组件；所述太阳能光伏板可折叠结构组件包括两块呈相同矩形状且竖向并行相邻设置的太阳能光伏板；该两块太阳能光伏板相邻近的竖向侧边通过竖向设置的转动轴相互可转动连接，使得两块太阳能光伏板形成能够横向转动折叠的可折叠结构；在每块太阳能光伏板远离另一块太阳能光伏板的竖向侧边的上部和下部分别铰接安装有上滑轮构件和下滑轮构件，使得所述上滑轮构件和下滑轮构件能够相对于太阳能光伏板横向地转动；所述太阳能光伏板可折叠结构组件通过所述两块太阳能光伏板上铰接安装的上滑轮构件和下滑轮构件分别对应地滑动连接在上轨道上和下轨道上，实现与双轨道的可滑动连接；所述太阳能光伏板可折叠结构组件上还安装有滑轮驱动电路模块；所述滑轮驱动电路模块包括两个驱动电机、电机驱动控制电路、控制处理器、无线通信模块以及蓄电池模块；所述两个驱动电机各自用于驱动一块太阳能光伏板上的上滑轮构件或下滑轮构件的滑轮滚动，进而带动太阳能光伏板可折叠结构组件在双轨道上的往返滑动、折叠或铺展操作；所述电机驱动控制电路的控制输出端分别与两个驱动电机电连接，所述控制处理器的数据通信端和信号输入端分别与无线通信模块和电机驱动控制电路电连接，控制处理器用于通过无线通信模块对外通信而接收数据信号，并根据对接收到的数据信号的处理结果向电机驱动控制电路发送相应的驱动电机控制指令，由电机驱动控制电路根据驱动电机控制指令分别对两个驱动电机的工作状态进行控制；所述蓄电池模块通过光伏充电控制电路与太阳能光伏板进行电连接，用于通过太阳能光伏板对蓄电池模块充电而存储太阳能光伏板采集转换的电能，并对滑轮驱动电路模块中的其它各电子元件供电。上述的屋面可移动光伏板装置中，作为优选方案，所述双轨道中，用于对应安装设置在建筑物平面屋面体上的上轨道部分和下轨道部分均为平直轨道，用于对应安装设置在建筑物转角处屋面体上的上轨道部分和下轨道部分均为横向设置的L形弯折轨道，且L形弯折轨道的弯折部采用圆弧形。上述的屋面可移动光伏板装置中，作为优选方案，所述双轨道中，上轨道和下轨道均包括横向设置的轨道体，以及若干个连接在所述轨道体底侧且整体布置方向与轨道体延伸方向相垂直地横向设置的固定安装部，所述若干个固定安装部沿轨道体延伸方向相间隔地分布设置。上述的屋面可移动光伏板装置中，作为优选方案，每个上滑轮构件或下滑轮构件包括能够从所述轨道体的上侧、朝向屋面体一侧以及背向屋面体一侧三个方向对轨道体进行抱轨的抱轨滑轮结构；所述抱轨滑轮结构由整体呈倒扣“凵”形的滑轮支架和三组滑轮所构成，所述三组滑轮分别安装在倒扣“凵”形滑轮支架的三个内侧壁面上；所述太阳能光伏板的设置位置位于轨道体背向屋面体的一侧，且所述抱轨滑轮结构通过竖向设置的转动轴与太阳能光伏板可转动连接，使其能够相对于太阳能光伏板的横向转动。相应地，本专利技术还提供了上述屋面可移动光伏板装置的运行控制方法，为此所采用的技术方案如下：一种如上所述屋面可移动光伏板装置的运行控制方法，由滑轮驱动电路模块中的电机驱动控制电路根据控制处理器所发送的驱动电机控制指令控制两个驱动电机分别对太阳能光伏板可折叠结构组件中的两块太阳能光伏板上的上滑轮构件或下滑轮构件进行驱动，进而带动太阳能光伏板可折叠结构组件在双轨道上的往返滑动、折叠或铺展操作；其中：当控制太阳能光伏板可折叠结构组件从平铺状态执行折叠操作时，将被驱动电机所驱动的靠近折叠靠拢方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为前向滑轮构件，将被驱动电机所驱动的远离折叠靠拢方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为后向滑轮构件，且运行控制过程为：通过驱动前向滑轮构件静止不动、驱动后向滑轮组件沿其所在轨道朝前向滑轮构件方向运动，促使两块太阳能光伏板相互挤压使得二者之间竖向设置的转动轴从靠近双轨道位置处朝向远离双轨道方向运动、两块太阳能光伏板逐渐折叠靠近，直至两块太阳能光伏板折叠靠拢时，驱动后向滑轮组件停止运动，折叠操作得以完成；当控制太阳能光伏板可折叠结构组件从折叠状态执行铺展操作时，将被驱动电机所驱动的朝向铺展方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为前向滑轮构件，将被驱动电机所驱动的背向铺展方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为后向滑轮构件，且运行控制过程为：通过驱动后向滑轮构件静止不动、驱动前向滑轮组件沿其所在轨道朝远离后向滑轮构件的方向运动，促使两块太阳能光伏板相互拉伸使得二者之间竖向设置的转动轴从远离双轨道位置处朝向靠近双轨道方向运动、两块太阳能光伏板逐渐伸展张开，直至两块太阳能光伏板均铺展靠拢在双轨道上时，驱动前向滑轮组件停止运动，铺展操作得以完成；当控制太阳能光伏板可折叠结构组件执行滑动操作时，将在滑动前进方向靠前一侧的被驱动电机所驱动的上滑轮构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屋面可移动光伏板装置，其特征在于，用于安装设置在建筑物的屋面体上；包括用于横向并行地安装在建筑物屋面体上的上轨道和下轨道所构成的双轨道，以及可滑动连接在所述双轨道上的太阳能光伏板可折叠结构组件；所述太阳能光伏板可折叠结构组件包括两块呈相同矩形状且竖向并行相邻设置的太阳能光伏板；该两块太阳能光伏板相邻近的竖向侧边通过竖向设置的转动轴相互可转动连接，使得两块太阳能光伏板形成能够横向转动折叠的可折叠结构；在每块太阳能光伏板远离另一块太阳能光伏板的竖向侧边的上部和下部分别铰接安装有上滑轮构件和下滑轮构件，使得所述上滑轮构件和下滑轮构件能够相对于太阳能光伏板横向地转动；所述太阳能光伏板可折叠结构组件通过所述两块太阳能光伏板上铰接安装的上滑轮构件和下滑轮构件分别对应地滑动连接在上轨道上和下轨道上，实现与双轨道的可滑动连接；所述太阳能光伏板可折叠结构组件上还安装有滑轮驱动电路模块；所述滑轮驱动电路模块包括两个驱动电机、电机驱动控制电路、控制处理器、无线通信模块以及蓄电池模块；所述两个驱动电机各自用于驱动一块太阳能光伏板上的上滑轮构件或下滑轮构件的滑轮滚动，进而带动太阳能光伏板可折叠结构组件在双轨道上的往返滑动、折叠或铺展操作；所述电机驱动控制电路的控制输出端分别与两个驱动电机电连接，所述控制处理器的数据通信端和信号输入端分别与无线通信模块和电机驱动控制电路电连接，控制处理器用于通过无线通信模块对外通信而接收数据信号，并根据对接收到的数据信号的处理结果向电机驱动控制电路发送相应的驱动电机控制指令，由电机驱动控制电路根据驱动电机控制指令分别对两个驱动电机的工作状态进行控制；所述蓄电池模块通过光伏充电控制电路与太阳能光伏板进行电连接，用于通过太阳能光伏板对蓄电池模块充电而存储太阳能光伏板采集转换的电能，并对滑轮驱动电路模块中的其它各电子元件供电。...

【技术特征摘要】
1.一种屋面可移动光伏板装置，其特征在于，用于安装设置在建筑物的屋面体上；包括用于横向并行地安装在建筑物屋面体上的上轨道和下轨道所构成的双轨道，以及可滑动连接在所述双轨道上的太阳能光伏板可折叠结构组件；
所述太阳能光伏板可折叠结构组件包括两块呈相同矩形状且竖向并行相邻设置的太阳能光伏板；该两块太阳能光伏板相邻近的竖向侧边通过竖向设置的转动轴相互可转动连接，使得两块太阳能光伏板形成能够横向转动折叠的可折叠结构；在每块太阳能光伏板远离另一块太阳能光伏板的竖向侧边的上部和下部分别铰接安装有上滑轮构件和下滑轮构件，使得所述上滑轮构件和下滑轮构件能够相对于太阳能光伏板横向地转动；所述太阳能光伏板可折叠结构组件通过所述两块太阳能光伏板上铰接安装的上滑轮构件和下滑轮构件分别对应地滑动连接在上轨道上和下轨道上，实现与双轨道的可滑动连接；
所述太阳能光伏板可折叠结构组件上还安装有滑轮驱动电路模块；所述滑轮驱动电路模块包括两个驱动电机、电机驱动控制电路、控制处理器、无线通信模块以及蓄电池模块；所述两个驱动电机各自用于驱动一块太阳能光伏板上的上滑轮构件或下滑轮构件的滑轮滚动，进而带动太阳能光伏板可折叠结构组件在双轨道上的往返滑动、折叠或铺展操作；所述电机驱动控制电路的控制输出端分别与两个驱动电机电连接，所述控制处理器的数据通信端和信号输入端分别与无线通信模块和电机驱动控制电路电连接，控制处理器用于通过无线通信模块对外通信而接收数据信号，并根据对接收到的数据信号的处理结果向电机驱动控制电路发送相应的驱动电机控制指令，由电机驱动控制电路根据驱动电机控制指令分别对两个驱动电机的工作状态进行控制；所述蓄电池模块通过光伏充电控制电路与太阳能光伏板进行电连接，用于通过太阳能光伏板对蓄电池模块充电而存储太阳能光伏板采集转换的电能，并对滑轮驱动电路模块中的其它各电子元件供电。
2.根据权利要求1所述的屋面可移动光伏板装置，其特征在于，所述双轨道中，用于对应安装设置在建筑物平面屋面体上的上轨道部分和下轨道部分均为平直轨道，用于对应安装设置在建筑物转角处屋面体上的上轨道部分和下轨道部分均为横向设置的L形弯折轨道，且L形弯折轨道的弯折部采用圆弧形。
3.根据权利要求1所述的屋面可移动光伏板装置，其特征在于，所述双轨道中，上轨道和下轨道均包括横向设置的轨道体，以及若干个连接在所述轨道体底侧且整体布置方向与轨道体延伸方向相垂直地横向设置的固定安装部，所述若干个固定安装部沿轨道体延伸方向相间隔地分布设置。
4.根据权利要求3所述的屋面可移动光伏板装置，其特征在于，每个上滑轮构件或下滑轮构件包括能够从所述轨道体的上侧、朝向屋面体一侧以及背向屋面体一侧三个方向对轨道体进行抱轨的抱轨滑轮结构；所述抱轨滑轮结构由整体呈倒扣“凵”形的滑轮支架和三组滑轮所构成，所述三组滑轮分别安装在倒扣“凵”形滑轮支架的三个内侧壁面上；所述太阳能光伏板的设置位置位于轨道体背向屋面体的一侧，且所述抱轨滑轮结构通过竖向设置的转动轴与太阳能光伏板可转动连接，使其能够相对于太阳能光伏板的横向转动。
5.一种如权利要求1所述屋面可移动光伏板装置的运行控制方法，其特征在于，由滑轮驱动电路模块中的电机驱动控制电路根据控制处理器所发送的驱动电机控制指令控制两个驱动电机分别对太阳能光伏板可折叠结构组件中的两块太阳能光伏板上的上滑轮构件或下滑轮构件进行驱动，进而带动太阳能光伏板可折叠结构组件在双轨道上的往返滑动、折叠或铺展操作；其中：
当控制太阳能光伏板可折叠结构组件从平铺状态执行折叠操作时，将被驱动电机所驱动的靠近折叠靠拢方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为前向滑轮构件，将被驱动电机所驱动的远离折叠靠拢方向一侧的上滑轮构件或下滑轮构件作为后向滑轮构件，且运行控制过程为：通过驱动前向滑轮构件静止不动、驱动后向滑轮组件沿其所在轨道朝前向滑轮构件方向运动，促使两块太阳能光伏板相互挤压使得二者之间竖向设置的转动轴从靠近双轨道位置处朝向远离双轨道方向运动、两块太阳能光伏板逐渐折叠靠近，直至两块太阳能光伏板折叠靠拢时，驱动后向滑轮组...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泽华，李嘉舒，南天辰，张世超，赵希越，刘猛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50