一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，所述生活舱舱体为球体，分为三层，一层为设备区，二层生活区和三层观测区，各层通过螺旋式楼梯形成空间的沟通交流；舱体中轴设置有旋转动力装置，每个房间都和转动动力装置相连，动力装置由小型电机驱动，每层均设置转动控制装置。本实用新型专利技术将设备空间、生活空间、观测空间这三种功能空间集中于一体的海岛生活舱，为海岛地区的军事、科研、救助人员提供适宜居住的生活场所，并通过对海岛生活舱的内外部结构、功能、外观等进行优化设计，充分利用清洁能源，实现人居友好与环境友好的统一，建立人与环境良性互动的关系。

A PV tracking rotary island life cabin

The utility model discloses a rotating sea island life cabin for photovoltaic tracking. The cabin is divided into three layers, one is equipment area, two layers of living area and three layer observation area, each layer forms space communication through spiral staircase; the middle shaft of the cabin is equipped with a rotating power device, each room is turned and turned. The power unit is driven by a small motor, and a rotation control device is installed on each floor. The utility model integrates the three functions space, the living space and the observation space in the sea island life cabin, providing a suitable living place for the military, scientific research and rescuers in the island area, and optimizes the design of the internal and external structure, function and appearance of the island life cabin. We should use clean energy to realize the unity of human settlements and environmental friendliness, and establish a positive interaction between human and environment.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱
本技术涉及一种适用于海岛的可实现批量化生产的房屋构造及空间布局设计，特别涉及一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱。
技术介绍
我国是一个海洋大国，海岛众多，面积大于500平方米的岛屿有6921个，面积在500平方米以下的岛屿和岩礁近万个。在我国管辖海域，尤其是东海南海，有着大量的无居民海岛，这些海岛区位特殊，在其周围有着丰富的生物、港口、油气、矿产、海洋能等海洋资源，有些更是在军事战略有着特殊地位，海岛经济作为海洋经济重要的组成部分是我国经济社会发展的重要依托，对于这些资源的合理利用对于海洋经济的进一步健康增长具有至关重要的作用。此外，有些海岛还孕育着丰富的港口资源、生物资源和旅游资源等，有些岛屿如蛇岛、鸟岛等生境独特，具有重要的科研价值。在孤立的岛屿极端环境下工作和生活，亟需解决水、电的供给，以及营造具有一定程度舒适性的生活环境，同时兼具一定的观测、测量功能。现有的海洋居住建筑的供电、供水、空调、居住空间、实验及观测空间等模块相对分立，造成空间的浪费，运输、安装均有一定困难，且未充分利用海岛上充足的风能、太阳能以及海水资源。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，克服现有技术中海洋居住建筑的模块相对分立，造成空间的浪费，且未充分利用海岛上充足的能源的问题。本技术的技术方案是：一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，所述生活舱舱体为球体，分为三层，一层为设备区，二层生活区和三层观测区，各层通过螺旋式楼梯形成空间的沟通交流；所述一层设备区设有海水淡化装置、海水源热泵装置以及供科研人员使用的科研工作设备；二层生活区设置家具及厨房、卫生间；三层观测区的一半的屋顶是可开启的，可开启部分设置望远镜、气象监测装置及其他实验所需装置，同时顶层设有雨水收集装置和风光柴互补供电机组，顶层屋顶不可开启的另一半铺设太阳能光伏板并架设屋顶风车；舱体中轴设置有旋转动力装置，每个房间都和转动动力装置相连，动力装置由小型电机驱动，每层均设置转动控制装置。所述风光柴互补供电机组由屋顶风车、屋顶的太阳能光伏板、放置在顶层柴油机组耦合而成，电能通过导电棒-电刷结构从顶层向下面两层输送。所述舱体旋转受传感器自动控制旋转与人为控制旋转两种控制方式的共同作用，所述传感器自动控制旋转是指安装在太阳光伏板的传感器，感受光线方向的改变时，导致系统输出信号产生偏差,当偏差达到一定幅度时，传感器输出信号控制舱体旋转，从而改变太阳光线与光伏板成角,完成一次调整；所述人为控制旋转是指根据人的采光、观测需要，人工调整舱体旋转方向及角度，此种控制方式优先级高于光伏传感器自动控制，即光伏追踪系统控制舱体朝向与人为控制不一致时，以人为控制优先。所述海岛生活舱外围护结构材料为：内层材料选用彩钢板，中间层选用聚氨酯硬质泡沫，最外层选用316L不锈钢板。所述太阳能光伏板安装在球状舱体顶部，选用新型柔性光伏曲面组件进行构建，上下表面均采用与海岛舱形体相符合的曲面玻璃。所述一层设备区各设备区域之间设置有隔声结构，所述隔声结构包括隔声墙和隔声门。所述二层生活区内装饰板接缝采用明缝或压条处理。本技术的有益效果是：(1)本技术克服了现有海岛生活建筑生产、运输、装配困难以及集约度低的缺陷，将设备区、生活区、观测区整合与同一建筑，形成了一体化的海岛生活舱。(2)本技术把设备、生活、观测三个功能区分层布置，格局清晰明朗，避免了各个功能区的相互干扰，使隔声设计、暖通空调设计得以简化。(3)本技术采用旋转式舱体主要有以下几个优势：第一，由于太阳能光伏板安装在半侧屋顶，旋转式舱体可使光伏板“迎着”太阳，增加太阳能发电量；第二，人员可根据自身需求调整舱体方向，营造适宜的自然光环境；第三，人员可通过舱体旋转调整观测、观景角度。(4)使用导电棒-电刷结构从三层向一层、二层输送电能，结构简单，输电效率高，避免因舱体旋转而造成的电线缠绕问题。(5)本技术对生活空间营造的具体实施方法中，不但考虑到安装的便捷和空间的节约，还对室内色彩进行了规划，充分体现了以人为本的理念。(6)本技术利用风光柴互补发电装置进行供电、海水淡化装置供给淡水、海水源热泵机组供冷供暖，就地取材、因地制宜，有效节约能源，降低污染物排放，实现环境友好。(7)本技术中所使用的风光柴互补发电、海水淡化、海水源热泵、电能输送装置等技术均比较成熟，为该技术提供了良好的可行性，可通过批量工业化生产实现产业化。(8)本技术以科研人员(供三人使用)为基准进行设计，在观光、军事等其他用途时，通过局部调整即可满足其他需要。本技术将设备空间、生活空间、观测空间这三种功能空间集中于一体的海岛生活舱，为海岛地区的军事、科研、救助人员提供适宜居住的生活场所，并通过对海岛生活舱的内外部结构、功能、外观等进行优化设计，充分利用清洁能源，实现人居友好与环境友好的统一，建立人与环境良性互动的关系。本技术的旋转式设计主要为了实现太阳能光伏板工作的高效、居住空间自然采光效果可调以及满足观测、测量功能的需要。本技术将设备空间、生活空间、观测空间三种空间分别置于同一建筑的一、二、三层，既保证了建筑的生产、运输、装配的集约，同时也使不同的功能区有所区分，使设备空间高效有序，生活空间人性便捷，观测空间灵活实用。附图说明图1舱体剖面图；图2海岛生活舱分层示意图；图3一层平面图；图4二层平面图；图5三层平面图；图6海岛生活舱旋转结构结构示意图；其中：1-隔声墙；2-隔声门；3-折叠门。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细描述。舱体剖面图如图1所示，海岛生活舱为总高度770cm，最大直径为861.64cm的球体，一、二、三层层高分别为270cm、260cm、220cm。底座厚度20cm，根据海浪潮汐情况设置高架悬空。一、二、三层直径分别为600cm、856cm、751.4cm。海岛生活舱整体及分层情况如图2所示，海岛舱内部共分为三层，分别为一层设备区，二层生活区和三层观测区，各层通过螺旋式楼梯形成空间的沟通交流。一层设备区放置海水淡化装置、海水源热泵装置以及供科研人员使用的科研工作设备；二层生活区提供科研人员舒适的生活环境，容纳床、桌椅等家具及厨房、卫生间；三层观测区的一半的屋顶是可开启的，可开启部分设置望远镜、气象监测装置及其他实验所需装置，同时顶层放有雨水收集装置和风光柴互补供电机组，顶层屋顶不可开启的另一半铺设太阳能光伏板并架设屋顶风车。海岛舱旋转结构：海岛生活舱中轴构造如图6所示。动力装置中轴处，每个房间都和转动动力装置相连，整个动力装置由小型电机驱动，每层均设置转动控制装置，可操控舱体旋转情况。本技术的供电系统为风光柴互补供电系统，由屋顶风车、屋顶的太阳能光伏板、放置在顶层柴油机组耦合而成。电能通过导电棒-电刷结构从顶层向下面两层输送。海岛舱外围护结构材料：由于海岛生活环境特殊：海风相比内陆的风更加强劲，对材料的强度提出了一定的要求；海水含盐量高，对于材料的抗腐蚀性提出了很高的要求；海边日晒强，对于材料的热能性质提出了很高的要求。基于以上三点，同时结合山东成山头、山东龙口、辽宁大连、天津滨海新区四个环渤海地区的气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，其特征在于，所述生活舱舱体为球体，分为三层，一层为设备区，二层生活区和三层观测区，各层通过螺旋式楼梯形成空间的沟通交流；所述一层设备区设有海水淡化装置、海水源热泵装置以及供科研人员使用的科研工作设备；二层生活区设置家具及厨房、卫生间；三层观测区的一半的屋顶是可开启的，可开启部分设置望远镜、气象监测装置及其他实验所需装置，同时顶层设有雨水收集装置和风光柴互补供电机组，顶层屋顶不可开启的另一半铺设太阳能光伏板并架设屋顶风车；舱体中轴设置有旋转动力装置，每个房间都和转动动力装置相连，动力装置由小型电机驱动，每层均设置转动控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，其特征在于，所述生活舱舱体为球体，分为三层，一层为设备区，二层生活区和三层观测区，各层通过螺旋式楼梯形成空间的沟通交流；所述一层设备区设有海水淡化装置、海水源热泵装置以及供科研人员使用的科研工作设备；二层生活区设置家具及厨房、卫生间；三层观测区的一半的屋顶是可开启的，可开启部分设置望远镜、气象监测装置及其他实验所需装置，同时顶层设有雨水收集装置和风光柴互补供电机组，顶层屋顶不可开启的另一半铺设太阳能光伏板并架设屋顶风车；舱体中轴设置有旋转动力装置，每个房间都和转动动力装置相连，动力装置由小型电机驱动，每层均设置转动控制装置。2.根据权利要求1所述光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，其特征在于，所述风光柴互补供电机组由屋顶风车、屋顶的太阳能光伏板、放置在顶层柴油机组耦合而成，电能通过导电棒-电刷结构从顶层向下面两层输送。3.根据权利要求1所述光伏跟踪的旋转式海岛生活舱，其特征在于，所述舱体旋转受传感器自动控制旋转与人为控制旋转两种控制方式的共同作用，所述传感器自动控制旋转是指安装在太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，杨睿乔，薄权，张寅，叶天震，由世俊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12