一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，包括若干组间隔布置的一体化结构单元和配水系统，每个所述一体化结构单元包括光伏发电装置、太阳能热水器装置和冷却装置，光伏发电装置用于太阳能转化为电能为居民供电，太阳能热水器装置用于太阳能转化为热能为居民供热水，冷却装置用于对光伏发电装置降温，配水系统连接外界水源为一体化系统供水。本发明专利技术利用光伏发电装置安装高度以下设置太阳能热水器装置和冷却装置，冷却装置内设置有水温水位自动调节警示装置，可自动检测冷却装置内水的温度和水位，既能同时满足人类利用太阳能供电和利用太阳能取暖的需求，还有效利用空间资源，节能环保。节能环保。节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统


[0001]本专利技术涉及节能环保
，具体涉及一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统。

技术介绍

[0002]如今，大多数建筑屋面尤其是乡村建筑物顶为平屋面结构，这种结构对于光伏发电装置的安装非常方便，人们常常在建筑物顶安装上光伏发电装置以实现对太阳能可再生资源的环保使用，建筑物顶的光伏发电装置安装最高高度一般在1.2~3m之间，然而，光伏发电装置安装最低点以下区域为未利用区域，这造成了空间资源浪费。目前大多数乡村建筑物顶上同时会安装太阳能热水器装置，利用太阳能来加热水，以满足人们的生活所需，减少人们对传统能源的消耗和依赖，太阳能热水器为人们提供可靠的、经济的、环保的热水供应方案。在夜晚或者阴天等阳光强度不足时，当太阳能热水系统中的白天存储的热水不够夜晚的使用时，此时的太阳能热水系统并不能通过太阳能进行加热，居民只能采用其他办法获得热水。
[0003]光伏发电装置需要在工作时产生大量的热量，为了保证设备不受热的影响，通常采用水冷却装置进行散热，然而用于冷却的水因吸收了光伏发电装置的热量后而变热水，该热水的热量常常自然散失，而无法得到回收利用，并且，目前一些光伏发电装置使用的水冷却装置只能通过手动检查来监测水的温度和水位，当发现有异常时才能及时进行调节，这种方式存在人工干预不及时、差错率高等问题，缺乏稳定性和可靠性，容易导致设备损坏或者安全事故的发生。
[0004]综上所述，如何建设一种空间利用率高、太阳能资源利用最大化的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，并且对光伏发电装置的水冷却装置实现水温水位自动调节警示的问题亟需解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，在使用该一体化系统时，利用光伏发电装置安装高度以下位置设置太阳能热水器系统和冷却系统，有效利用空间资源的同时，又能增加装置的功能性，环保且比较美观。
[0006]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，包括若干组间隔布置的一体化结构单元和配水系统；每个所述一体化结构单元包括光伏发电装置、太阳能热水器装置和水冷却装置；所述光伏发电装置，通过固定架悬空铺设在建筑物顶上，所述光伏发电装置的光伏组件面板悬空倾斜架设在所述固定架上，所述光伏组件的第二边低于其对边；所述太阳能热水器装置的集热板的第一边贴合在所述建筑物顶上，所述第一边的
对边连接在所述第二边的边沿，所述集热板与所述光伏组件面板互无遮挡；所述太阳能热水器装置的储水箱设置于所述光伏组件下方位置的所述建筑物顶上，所述储水箱内设置有电加热棒，所述电加热棒电连接所述光伏发电装置的蓄电池；所述水冷却装置设置于所述光伏发电装置与所述储水箱之间，在其内部设置有水温水位自动调节警示装置，在其底部设置有排水孔，所述排水孔与所述储水箱连通；所述水温水位自动调节警示装置包括弹簧、堵块、牵引绳、定滑轮、浮球、指示球和固定绳；所述弹簧、所述堵块以及所述定滑轮均位于所述水冷却装置的底部；所述弹簧一端固定、另一端连接所述堵块；所述堵块、所述浮球以及所述指示球依次通过所述牵引绳串联；所述水温水位自动调节警示装置的上部设置有一过孔，所述牵引绳上位于所述指示球的一端穿过所述过孔使得所述指示球悬挂于所述水冷却装置的外部、且所述浮球位于所述水冷却装置的内部并漂浮于水中；所述位于所述堵块和所述浮球之间的牵引绳穿过所述定滑轮；所述固定绳为热塑料性弹力绳，其在第一温度范围内处于塑性状态，其一端固定在所述水冷却装置的底部，另一端连接在所述浮球的下方两侧；所述堵块位于所述排水孔附近，并具有随着牵引绳和弹簧合力作用方向移动的自由度以使所述堵块暴露或封堵所述排水孔，水在小于第一温度范围内时所述堵块完全封堵所述排水孔，随着水的温度达到/超过所述第一温度范围后，所述堵块移动并逐渐暴露所述排水孔以使水自所述水冷却装置内排出至所述储水箱内。
[0007]所述配水系统为所述一体化系统供水。
[0008]进一步的，所述一体化系统还包括净化系统，所述净化系统包括集水槽和若干个植物处理区；每个所述植物处理区位于相邻两个所述一体化结构单元之间区域的所述建筑物顶上，每个所述植物处理区从上往下依次设置为植物种植层、过滤层和配水层；所述集水槽为设置于每个所述第一边下方及每个所述植物处理区边缘的一个长方形凹槽，所述集水槽在每个所述植物处理区位置，其与所述植物处理区相邻的边比对边低。
[0009]进一步的，所述一体化系统的底部设置有蓄水模块，所述蓄水模块与所述配水系统连接。
[0010]进一步的，所述水冷却装置包括循环水箱和冷却管；所述循环水箱位于所述光伏发电装置与所述储水箱之间，其底部设置有第二出水口，其顶部设置第二进水口；所述冷却管以自其末端至其首端高度递增的方式布置在所述光伏发电装置的背面，所述冷却管首端设置有第一出水口，所述冷却管末端设置有第一进水口；所述第一进水口与所述第二出水口连通，所述第二进水口与所述第一出水口连通。
[0011]进一步的，所述配水系统包括主管、清洗管和喷淋管；所述主管位于每个相邻所述一体化结构单元之间，所述主管连通水源，并分别与所述清洗管及所述喷淋管连通；
所述清洗管沿每个所述第二边对边的边沿连通布置，且所述清洗管表面密布孔洞；所述喷淋管架设于每个相邻所述一体化结构单元之间，且所述喷淋管表面密布孔洞。
[0012]进一步的，所述光伏组件面板的倾斜角为α；所在纬度为0
°
~25
°
时，α等于纬度；所在纬度为26
°
~40
°
时，α等于纬度加上5
°
~10
°
；所在纬度为41
°
~55
°
时，α等于纬度加上10
°
~15
°
；所在纬度为55
°
以上时，α等于纬度加上15
°
~20
°
。
[0013]进一步的，所述集热板为所述第一边低于其对边的倾斜安装，其倾斜角为β，β为30
°
~45
°
。
[0014]进一步的，所述浮球包括由所述牵引绳自下而上依次串接的一级浮球、二级浮球、三级浮球和四级浮球。
[0015]进一步的，所述冷却管呈S型布置在所述光伏发电装置的背面。
[0016]进一步的，所述储水箱的顶部设置有第二溢流管。
[0017]有益效果：本专利技术公开的一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，利用光伏组件安装高度以下设置太阳能热水器系统和水冷却系统，有效利用空间资源，节能环保，又能增加装置的功能性。在光伏发电装置下面设置了冷却系统，并且在光伏发电装置的冷却装置里设置了水温水位自动调节警示装置，当水冷却装置的温度或水位超过设定值时，及时发出警示信号，避免发生过热、溢水等安全问题，有效降低光伏组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于乡村建筑的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，其特征在于，包括若干组间隔布置的一体化结构单元和配水系统；每个所述一体化结构单元包括光伏发电装置、太阳能热水器装置和水冷却装置；所述光伏发电装置，通过固定架（6）悬空铺设在建筑物顶上，所述光伏发电装置的光伏组件（1）面板悬空倾斜架设在所述固定架（6）上，所述光伏组件（1）的第二边（1.1）低于其对边；所述太阳能热水器装置的集热板（2）的第一边（2.1）贴合在所述建筑物顶上，所述第一边（2.1）的对边连接在所述第二边（1.1）的边沿，所述集热板（2）与所述光伏组件（1）面板互无遮挡；所述太阳能热水器装置的储水箱（3）设置于所述光伏组件（1）下方位置的所述建筑物顶上，所述储水箱（3）内设置有电加热棒，所述电加热棒电连接所述光伏发电装置的蓄电池；所述水冷却装置设置于所述光伏发电装置与所述储水箱（3）之间，在其内部设置有水温水位自动调节警示装置，在其底部设置有排水孔（25），所述排水孔（25）与所述储水箱（3）连通；所述水温水位自动调节警示装置包括弹簧（15）、堵块（16）、牵引绳（17）、定滑轮（19）、浮球、指示球（18）和固定绳（24）；所述弹簧（15）、所述堵块（16）以及所述定滑轮（19）均位于所述水冷却装置的底部；所述弹簧（15）一端固定、另一端连接所述堵块（16）；所述堵块（16）、所述浮球以及所述指示球（18）依次通过所述牵引绳（17）串联；所述水温水位自动调节警示装置的上部设置有一过孔，所述牵引绳上位于所述指示球（18）的一端穿过所述过孔使得所述指示球（18）悬挂于所述水冷却装置的外部、且所述浮球位于所述水冷却装置的内部并漂浮于水中；所述位于所述堵块（16）和所述浮球之间的牵引绳（17）穿过所述定滑轮（19）；所述固定绳（24）为热塑料性弹力绳，其在第一温度范围内处于塑性状态，其一端固定在所述水冷却装置的底部，另一端连接在所述浮球的下方两侧；所述堵块（16）位于所述排水孔（25）附近，并具有随着牵引绳和弹簧合力作用方向移动的自由度以使所述堵块（16）暴露或封堵所述排水孔（25），水在小于第一温度范围内时所述堵块（16）完全封堵所述排水孔（25），随着水的温度达到/超过所述第一温度范围后，所述堵块（16）移动并逐渐暴露所述排水孔（25）以使水自所述水冷却装置内排出至所述储水箱（3）内；所述配水系统为所述一体化系统供水。2.根据权利要求1所述的光伏发电和太阳能热水器一体化系统，其特征在于，所述一体化系统还包括净化系统，所述净化系统包括集水槽（12）和若干个植物处理区（13）；每个所述植物处理区（13）位于相邻两个所述一体化结构单元之间区域的所述建筑物顶上，每个所述植物处理区（13）从上往下依次设置为植物种植层（13.1）、过滤层（13.2）和配水层（13.3）；所述集水槽（12）为设置于每个所述第一边（2.1）下方及每个所述植物处理区（13）边缘的一个长方形凹槽，所述集水槽（12）在每个所述植物处理区（13）位置，其与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴芳柱，潘龙，徐小东，徐建卓，王恒波，毛洪山，佘涛涛，赵曜，袁华安，谌宏伟，张德满，程晓军，李杰，黄洋，
申请(专利权)人：江苏龙腾工程设计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：