一种大型智能光伏屋顶系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106411236A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201510464575.3(22)申请日2015.07.31(71)申请人上海方巨建筑遮阳科技有限公司地址201600上海市松江区洞泾工业园洞薛路651弄100号7号楼2楼(72)发明人张建华杨艳苏谭大鹏(51)Int.Cl.H02S20/30(2014.01)H02S20/32(2014.01)H02S40/30(2014.01)H02S50/00(2014.01)E04D13/18(2014.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种大型智能光伏屋顶系统(57)摘要为了克服传统光伏屋顶及外遮阳系统存在的技术问题，本发明提供一种大型智能光伏屋顶系统设计实现方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案由实体支撑构架与传动子系统、光伏采集与光线调节单元、微逆变与电能转换单元、自适应分布式在线控制子系统组成，主要面向体育场馆、机场、车站、图书馆、游乐场、市民活动中心、教学楼等大型建筑物，安装在上述建筑物的顶部或侧面，提供光伏能量采集、变换、存储、供给以及光线调节、遮挡雨雪等功能。CN106411236ACN106411236A权利要求书1/3页1.一种大型智能光伏屋顶系统，其特征在于：系统由实体支撑构架与传动子系统、光伏采集与光线调节单元、微逆变与电能转换单元、自适应分布式在线控制子系统组成，主要面向体育场馆、机场、车站、图书馆、游乐场、市民活动中心、教学楼等大型建筑物，安装在上述建筑物的顶部或侧面，提供光伏能量采集、变换、存储、供给以及光线调节、遮挡雨雪等功能。2.一种大型智能光伏屋顶系统，其特征在于：其实体支撑构架与传动子系统由主干支撑构架、光伏单元支撑及旋转单元构架、主体伸缩传动机构、光伏单元翻转传动机构、主体伸缩柔顺控制器组成。所述的主干支撑构架采用轻质合金钢铰接而成，其展开物理范围可覆盖目标建筑物的顶面或侧面；能够承载光伏单元支撑及旋转单元构架、主体伸缩传动机构、光伏单元翻转传动机构、光伏栅格面板、微型逆变器及其它相关配件的重量；其内部分成若干单元区域，用以安装光伏单元支撑及旋转单元构架与光伏单元翻转传动机构；其侧面附有滚轮或滑轨，用以安装主体伸缩传动机构与主体伸缩柔顺控制器。所述的光伏单元支撑及旋转单元构架由轻质铝合金构件铆接而成，通过定位销连接，嵌于主干支撑构架之内；其内部划分若干条状单元，通过螺旋紧固件，用以安装光伏栅格面板。所述的主体伸缩传动机构通过螺旋紧固件安装在主干支撑构架两侧，采用多级电动缸传动方式，实现主干支撑构架的展开与缩回；所述的多级电动缸采用多层嵌套机构，结构紧凑，可提供稳定、持续的推动力。所述的光伏单元翻转传动机构由步进电机、链轮、链条、传动轴、轴承组成；每个光伏栅格面板单元内安装一条传动轴，传动轴通过轴承安装在栅格单元内，并通过花键与链轮连接；链轮通过链条与步进电机连接，步进电机通过链条可控制多个传动轴的转动；每个光伏单元翻转传动机构独立运转、调整，无机械干涉，电机功率要求低，系统鲁棒性较好。所述的主体伸缩柔顺控制器，采用自校正比例积分微分控制方法，引入遗忘因子辨识闭环最小相位系统的特性参数，有效限制电动缸伸缩过程的控制超调量，抑制伸缩过程中的机械动力冲击，使得系统伸缩过程柔顺、连续，降低传动过程噪声，提高系统应用寿命。3.一种大型智能光伏屋顶系统，其特征在于：其光伏采集与光线调节单元由光伏栅格面板、光强传感器、面板旋转控制器组成。所述的光伏栅格面板通过螺旋紧固件固定在传动轴上，可随传动轴进行任意角度旋转；各个光伏栅格面板通过并联方式连接，以光伏采集与光线调节单元为基本单位汇集电流，接入微型逆变器。所述的光强传感器用以感知建筑物外部光照条件的变化；传感器通过粘接方式安装在光伏单元支撑及旋转单元构架外侧，并通过信号线将光强信号输入面板旋转控制器；每个光伏采集与光线调节单元配置一个传感器，可独立感光，使得在光照条件不均衡的情况下，系统的电能产出及透光均匀性得到保证。所述的面板旋转控制器接收光强传感器的输入信号，并通过信号线与步进电机驱动器相连；控制器采用模糊控制方法，选择隶属度函数，生成相应的控制规则表或成套控制策略，根据当前光强信号输入产生电机驱动信号，驱动光伏栅格面板转动，实现系统对于天气条件的自动跟踪或提供定制光照方案。2CN106411236A权利要求书2/3页4.一种大型智能光伏屋顶系统，其特征在于：其微逆变与电能转换单元由微型逆变器、汇流控制器、储能设备组成。所述的微型逆变器采用半桥反激架构，结构简单，体积紧凑；接收光伏栅格面板输入的波动较大的直流电，将其变换为符合并网要求的交流电，并接入汇流控制器。所述的微型逆变器采用内模