一种墙面光伏系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种墙面光伏系统及其控制方法。该墙面光伏系统包括光伏支架和光伏板。光伏支架包括若干间隔设置的支架单元以及连接在相邻支架单元间的横梁。支架单元包括上伸臂梁、下伸臂梁、上光伏板固定件和下光伏板固定件。上伸臂梁的一端通过连接件一与墙体相连，另一端通过伸缩杆一与上光伏板固定件相连。下伸臂梁的一端通过连接件二与墙体相连，另一端通过伸缩杆二与下光伏板固定件相连。上伸臂梁与下伸臂梁之间设有支柱，支柱的上端与上伸臂梁相连，下端与下伸臂梁相连。光伏板安装在上光伏板固定件与下光伏板固定件之间。本发明专利技术解决了传统光伏板无法安装在墙体上的问题，提高了建筑太阳能利用率，具有节能减排的效果。具有节能减排的效果。具有节能减排的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种墙面光伏系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种墙面光伏系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]光伏板是一种重要的新能源发电组件，能将太阳能转化为电能。近年来，国家大力倡导节能减排，鼓励利用太阳能资源。传统光伏板多布置在建筑物的屋面上，布置面积有限。建筑的墙面采光面积大，是利用太阳能的绝佳场所。在国家大力推广碳中和碳达峰的背景下，将太阳能板布置在建筑的墙体上具有广阔的应用前景，能大大提高建筑太阳能利用率，有利于节能减排。
[0003]因此，有必要设置一种墙面光伏系统，使得光伏板放置在墙面上，以提高建筑物对太阳能的利用率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种墙面光伏系统及其控制方法，该光伏系统解决了传统光伏板无法安装在墙体上的问题，提高了建筑太阳能利用率，具有节能减排的效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]一种墙面光伏系统，包括安装在墙体上的光伏支架和安装在光伏支架上的光伏板。
[0007]所述光伏支架包括若干间隔设置的支架单元以及连接在相邻支架单元间的横梁；所述支架单元包括上伸臂梁、下伸臂梁、上光伏板固定件和下光伏板固定件；所述上伸臂梁的一端通过连接件一与墙体相连，另一端通过伸缩杆一与上光伏板固定件相连；所述下伸臂梁的一端通过连接件二与墙体相连，另一端通过伸缩杆二与下光伏板固定件相连；所述上伸臂梁与下伸臂梁之间设有支柱，支柱的上端与上伸臂梁相连，下端与下伸臂梁相连；所述光伏板安装在上光伏板固定件与下光伏板固定件之间。
[0008]进一步的，该墙面光伏系统还包括减震单元；所述减震单元包括设置在下伸臂梁下方的隔震支座以及设置在隔震支座下方的托梁；所述托梁通过膨胀螺栓和螺帽与墙体相连，托梁下方设有L型连接件，L型连接件的一个侧面通过膨胀螺栓及螺帽与墙体相连，另一个侧面与托梁相连。
[0009]进一步的，所述连接件一与连接件二的结构相同，均包括设置在墙体内的预埋件、设置在墙体外侧且通过螺杆与螺帽与预埋件相连的锚固件以及设置在墙体外侧且与锚固件相连的连接件主体；所述预埋件上设置有锚筋。
[0010]进一步的，所述光伏板的中段背部与支柱之间连接有伸缩杆三；所述伸缩杆一、伸缩杆二以及伸缩杆三的两端均分别连接有一阻尼器；所述伸缩杆一和伸缩杆二的数量均为两个，分布在光伏板的四个端角处。
[0011]进一步的，所述上伸臂梁与下伸臂梁之间设有倾斜的拉索组件；所述拉索组件包括通过粘滞抗拉器相连的上拉索与下拉索；上拉索的上端与连接件一铰接相连，下端通过
粘滞抗拉器与下拉索的上端相连；下拉索的下端与支柱以及下伸臂梁的连接处铰接相连。
[0012]进一步的，该墙面光伏系统还包括光照强度检测模块、发电功率检测模块、光伏板控制模块和光伏板姿态调整模块。
[0013]所述光照强度检测模块，用于获取光照强度并根据获取的光照强度确定是否开启发电功率检测模块和光伏姿态调整模块。
[0014]所述发电功率检测模块，用于实时检测光伏板当前的发电功率，并根据当前的发电功率确定是否开启光伏板控制模块。
[0015]所述光伏板控制模块，用于利用神经网络模型确定目标发电功率对应的光伏板的目标姿态角。
[0016]所述光伏板姿态调整模块，用于根据光伏板的目标姿态角，对伸缩杆一与伸缩杆二的伸缩长度进行调整，实现光伏板姿态的调整。
[0017]本专利技术还涉及一种上述墙面光伏系统的控制方法，该方法包括以下步骤：
[0018]获取当前光照强度，若当前光照强度大于预设光照强度阈值，则获取光伏板当前的发电功率，并设定目标发电功率；
[0019]建立光伏板控制模型，利用光伏板控制模型确定目标发电功率对应的目标光伏板位姿角；
[0020]对伸缩杆一和伸缩杆二的长度进行调整，以将光伏板位姿调整至目标光伏板位姿角。
[0021]进一步的，所述建立光伏板控制模型，利用光伏板控制模型确定目标发电功率对应的目标光伏板位姿角，包括：
[0022]建立基于BP神经网络的光伏板控制模型，构建数据集F对光伏板控制模型进行训练；
[0023]将目标发电功率输入训练好的光伏板控制模型，得到目标发电功率对应的模板光伏板位姿角。
[0024]进一步的，所述基于BP神经网络的光伏板控制模型包括5层，依次为输入层、隐层a、隐层b、隐层c和输出层；
[0025]所述基于BP神经网络的光伏板控制模型的损失函数采用L2损失函数。
[0026]进一步的，所述数据集F包括特征参数和预测对象；其中，所述特征参数包括光伏板Euler角(α、β)，太阳高度角θ，光照辐射强度R，温度T和湿度M；所述预测对象包括发电功率W；所述太阳高度角θ根据时间和纬度计算出；
[0027]对数据集F中的特征参数数据采用归一化处理和滤波处理，并采用十字交叉验证方法划分训练集和验证集；
[0028]利用数据集F对光伏板控制模型进行训练时，采用Adam法对基于BP神经网络的光伏板控制模型进行权重调整直到收敛，模型训练完毕。
[0029]和现有技术相比，本专利技术的优点为：
[0030](1)本专利技术具有装配式的特点，提高了安装施工效率，且具有良好的结构稳定性和抗震性能，解决了传统光伏板无法安装在墙体上的问题，且光伏板的角度可根据光照角度调节，能大大提高建筑太阳能利用率，具有节能减排的效果。
[0031](2)本专利技术通过设置连接件，上伸臂梁、下伸臂梁、支柱、横梁等构架，具有装配式
的特点，易于组装和施工，大大提高施工效率。
[0032](3)本专利技术通过设置拉索、粘滞抗拉器、隔震支座和托梁，具有良好的抗震性能，同时通过设置U型的光伏板固定件和可以伸缩的伸缩杆，使得光伏板可以安装在墙体上，且光伏板的角度可以调整，且光伏板在不同角度下均具有一定的结构强度。本专利技术有效增加了建筑光照利用面积，提高了光伏板的安装面积，有利于太阳能资源的利用。
附图说明
[0033]图1是本专利技术中光伏系统的侧视图；
[0034]图2是本专利技术中光伏系统的主视图；
[0035]图3是本专利技术中光伏系统控制方法的流程图。
[0036]其中：
[0037]1、墙体，2、钢筋混凝土梁，3、上伸臂梁，4、下伸臂梁，5、支柱，6、伸缩杆一S1，7、伸缩杆一S2，8、伸缩杆三，9、光伏板，10、上光伏板固定件，11、螺帽，12、螺杆，13、下光伏板固定件，14、阻尼器，15、连接板，16、上拉索，17、下拉索，18、粘滞抗拉器，19、连接件一，20、螺帽，21、锚筋，22、预埋件，23、螺杆，24、锚固件，25、隔震支座，26、托梁，27、螺栓，28、螺帽，29、L型连接件，30、膨胀螺栓，31、横梁，32、伸缩杆二T1，33、伸缩杆二T2，34、从动伸缩杆。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种墙面光伏系统，其特征在于：包括安装在墙体上的光伏支架和安装在光伏支架上的光伏板；所述光伏支架包括若干间隔设置的支架单元以及连接在相邻支架单元间的横梁；所述支架单元包括上伸臂梁、下伸臂梁、上光伏板固定件和下光伏板固定件；所述上伸臂梁的一端通过连接件一与墙体相连，另一端通过伸缩杆一与上光伏板固定件相连；所述下伸臂梁的一端通过连接件二与墙体相连，另一端通过伸缩杆二与下光伏板固定件相连；所述上伸臂梁与下伸臂梁之间设有支柱，支柱的上端与上伸臂梁相连，下端与下伸臂梁相连；所述光伏板安装在上光伏板固定件与下光伏板固定件之间。2.根据权利要求1所述的一种墙面光伏系统，其特征在于：该墙面光伏系统还包括减震单元；所述减震单元包括设置在下伸臂梁下方的隔震支座以及设置在隔震支座下方的托梁；所述托梁通过膨胀螺栓和螺帽与墙体相连，托梁下方设有L型连接件，L型连接件的一个侧面通过膨胀螺栓及螺帽与墙体相连，另一个侧面与托梁相连。3.根据权利要求1所述的一种墙面光伏系统，其特征在于：所述连接件一与连接件二的结构相同，均包括设置在墙体内的预埋件、设置在墙体外侧且通过螺杆与螺帽与预埋件相连的锚固件以及设置在墙体外侧且与锚固件相连的连接件主体；所述预埋件上设置有锚筋。4.根据权利要求1所述的一种墙面光伏系统，其特征在于：所述光伏板的中段背部与支柱之间连接有伸缩杆三；所述伸缩杆一、伸缩杆二以及伸缩杆三的两端均分别连接有一阻尼器；所述伸缩杆一和伸缩杆二的数量均为两个，分布在光伏板的四个端角处。5.根据权利要求1所述的一种墙面光伏系统，其特征在于：所述上伸臂梁与下伸臂梁之间设有倾斜的拉索组件；所述拉索组件包括通过粘滞抗拉器相连的上拉索与下拉索；上拉索的上端与连接件一铰接相连，下端通过粘滞抗拉器与下拉索的上端相连；下拉索的下端与支柱以及下伸臂梁的连接处铰接相连。6.根据权利要求1所述的一种墙面光伏系统，其特征在于：该墙面光伏系统还包括光照强度检测模块、发电功率检测模块、光伏板控制模块和光伏板姿态调整模块；所述光照强度检测模块，用于获取光照强度并根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲元，郭跃，叶筱，施由宁，孔宪扬，潘震，范仁宽，张正学，
申请(专利权)人：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：