一种基于自感知的智能光伏建筑一体化系统

技术领域

本发明属于光伏设备的技术领域，尤其涉及一种基于自感知的智能光伏建筑一体化系统。

背景技术

我国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。

光伏组件系统一种接受阳光照射便会产生电能的发电装置系统，近年来太阳能光伏发展非常迅速，光伏泛应用于交通领域、通信领域、气象领域以及卫星航天等领域，具有运行可靠、寿命长、维护费用低、无噪声污染等优点。

现阶段为了提高太阳能的利用率，通常采用在光照区域铺设大量光伏板，这也存在了一些严重的问题：前期铺设困难且效率低，而当后期待维护的光伏板位于铺设中部时难以人工操作。

专利文献CN106899258A公开了一种光伏板安装组件，包括光伏板撑托瓦和限位件，光伏板撑托瓦包括瓦片本体，瓦片本体上设有支撑高峰，支撑高峰至少为两个，支撑高峰上设有凸出部和位于凸出部两侧的支撑部，支撑部用于支撑光伏板，限位件安装于支撑高峰上，用于限制光伏板的位移。虽然该组件可以方便光伏板设置在房顶等难以铺设的区域，但是依旧存在后续日常维护难的问题，同时也不适合大量铺设的需求。

专利文献CN209358489U公开了一种光伏板安装组件，件包括：边框组件，所述边框组件包括多个边框本体，所述边框本体用于承托光伏组件的边缘；支撑组件，所述支撑组件间隔地设置在边框组件上，用于固定支撑所述边框组件。该组件可以解决大量光伏板的铺设需求，同时也能提高光伏组件的转换效率，但是存在铺设在中部的光伏板难以后期维护的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于自感知的智能光伏建筑一体化系统，该系统可以实现光伏板无人化安装运维的目的。

一种基于自感知的智能光伏建筑一体化系统，包括光伏板，用于搭载固定光伏板的安装平台，用于运送光伏板的装卸车以及装卸车调度系统。

所述光伏板包括智能边框和套设在所述智能边框内的光伏电池板，所述智能边框带有与安装平台连接搭载的电磁插销机构，以及位于所述电磁插销机构下方、用于配合所述装卸车固定的固定孔。

所述安装平台包括用于装卸车行驶的轨道以及竖立布置在轨道两侧的固定支架，所述固定支架上设有定位信号发送器和固定槽，所述固定槽内设有与电磁插销机构配合使用的导电极。

所述装卸车包括行驶在所述轨道中的移动底座，布置在移动底座上的升降装卸机构以及固定在升降装卸机构、用于接收定位信号的接收器，所述升降装卸机构带有与所述固定孔配合使用的定位销。

所述装卸车调度系统根据安装平台中光伏板的运行情况，发出调度指令控制装卸车进行光伏板的更替维护。

具体的，所述安装平台包括屋面及不便于人工施工的安装区域。

具体的，所述固定支架采用一体成形的压型金属板。

具体的，所述装卸车调度系统为布置在装卸车内的控制电路，而同一轨道内的光伏板采用串联，当轨道内光伏板输出的电压、电流发生骤变，则触发控制电路启动装卸车沿轨道行驶至定位信号所在的位置，完成光伏板的装卸工作。

具体的，所述电磁插销机构包括设置在智能边框外两侧的滑动槽，设置在所述滑动槽内的电磁插销以及设置在滑动槽端壁与电磁插销之间的弹簧；

所述电磁插销的伸出端面设有用于与安装平台连通的电磁吸导电极，通过通电的导电极相吸完成安装；

所述电磁插销的下端面开有拆卸斜口滑槽，所述升降装卸机构通过定位销与所述拆卸斜口滑槽配合完成拆卸。

具体的，所述拆卸的具体过程如下：

当装卸车抵达拆卸光伏板下方时，启动升降拆卸机构上升顶住光伏板，当升降拆卸机构的定位销穿过固定孔伸入电磁插销的拆卸斜口滑槽后，所述电磁插销会沿着拆卸斜口滑槽的斜口方向往滑动槽内移动，直至与固定支架的固定槽分离，完成拆卸。

具体的，所述电磁插销的伸出端面设有定位插槽，所述定位插槽的上侧壁设有与光伏电池板连通的电磁吸导电极。

优选的，所述导电极设置在固定槽的上侧壁，避免雨天积水影响电路。

优选的，所述安装平台设有多个轨道，其中多个轨道并列布置，相邻两个轨道间共用一个固定支架，所述固定支架内置有两侧的连通电路，从而将本轨道内所有光伏板串联在一起，进而提高整体光伏组件的输出功率。

优选的，所述移动底座带有三个导轨轮，其三个导轨轮在水平面上呈三角形结构分布，从而保证运行过程中的稳定性。

具体的，所述轨道设有引导移动底座直线运动的第一导向槽。

具体的，所述固定支架设有引导移动底座直线运动的第二导向槽。

优选的，所述装卸车还配有安装光伏板的限位垫块，可以有效避免升降装卸机构的定位销与拆卸斜口滑槽的斜口在安装时发生锁死的问题。

与现有技术相比，本发明有益效果：

本发明通过光伏板的智能边框与安装平台上的固定支架之间的装配机制，并利用装卸车实现定位与升降装卸功能，实现光伏板无人化安装运维的目的。

附图说明

图1为本实施例提供的智能光伏建筑一体化系统的装配图；

图2为本实施例提供的安装平台的结构示意图；

图3为本实施例提供的固定槽的结构示意图；

图4为本实施例提供的光伏板的结构示意图；

图5为本实施例提供的智能边框的结构示意图；

图6为本实施例提供的装卸车的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。本申请使用的术语是仅仅出于描述特征实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多种形式，除非上下文清楚地表明其含义。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数，但这些参数不应限于这些术语。这些术语仅使用来将同一类型的参数彼此分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一导向槽也可以被称为第二导向槽，类似地，第二导向槽也可以称为第一导向槽。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

如图1所示，一种基于自感知的智能光伏建筑一体化系统，包括光伏板2，用于搭载固定光伏板的安装平台1，用于运送光伏板的装卸车3以及装卸车调度系统。

如图2至图6所示，安装平台1上布置有一体压制成型的压型金属板11，压型金属板11有相邻交错分布的波峰和波谷，其中波峰分为固定槽12、装卸车3导轨槽第一导向槽15和第二导向槽14，在第二导向槽14上部区域安装有定位信号发送器13，固定槽12上边长度大于插槽下边长度(上边长度小于下边长度，便于拆卸电磁插销215)，固定槽12内上部间隔安装有定位插销121，沿波峰方向的设置间隔距离与智能边框21定位插槽216间距匹配，定位插销121内有导电极122(本身不带磁性，具备铁磁性)，定位插销121未和智能边框21的定位插槽216对位连接时，由于重力的作用，磁吸导电极122处于下落状态，落于定位插销121内。定位插销121顶部沿波峰方向设置有通长的导体，作为沿波峰方向设置的光伏板2的连接导体，定位插销121内的导电极122通过柔性导体与连接导体可靠连接，在光伏板2安装完成状态下，光伏电池板22通过其智能边框21上的电磁吸导电极217与波峰定位插销121内的导电极122吸合导通，再通过定位插销121顶部沿波峰方向的连接导体完成波峰间组件的串联；定位信号发送器13与导电极122联动，当导电极122处于下落状态时，导通定位信号发送器13的电路，使其发出定位信号。固定槽12下边与第二导向槽14上边的间距大于升降装卸机构31在运载光伏板2时的装卸平台331+定位销312+智能边框21的厚度，以保证装卸过程中载有光伏板2的装卸车能自由通过。

光伏板2由光伏电池板2和智能边框21组成，其中智能边框21包括位于光伏板2的四个角部的电磁插销机构，电磁插销215呈梯形状，梯形斜面在外侧上部，梯形底边处内开有梯形拆卸斜口滑槽214，拆卸斜口滑槽214顶部靠近斜面侧有固定孔213，电磁插销215斜面顶部有与定位插销121匹配的定位插槽216，定位插槽216内部上壁设置有电磁吸导电极217，电磁插销215通过弹簧212固定在智能边框21插槽内，电磁插销215在智能边框21插槽内的端部有限位凸块，防止其脱离智能边框21插槽，智能边框21插槽底边处设置有与定位销312匹配的固定孔213，当弹簧212处于自然状态下时，电磁插销215外侧突出智能边框21插槽，此时这些插孔靠近弹簧212一侧的外壁与拆卸斜口滑槽214斜边对齐。电磁插销215在拆卸状态下远离光伏电池侧的侧壁能够完全缩入边框插槽下沿外壁，在紧固状态下电磁插销215斜面能够伸出边框插槽上沿外壁一定长度。

装卸车3由升降装卸机构31、移动底座33组成，其中升降装卸机构31的装卸平台331四个角部设置有尺寸及间距与智能边框21四个角部上的固定孔213相匹配的定位销312，定位销312顶部有与固定孔213相匹配的侧向凸起；四个定位销312下部外侧设置有在装卸车3行驶状态下与压型金属板11定位信号发送器13高度相匹配的接收器32。设置在移动底座33两侧的第二导轨轮332和中间的第一导轨轮331，第二导轨轮332与压型金属板11波峰处的第二导向槽14，第一导轨轮331与压型金属板11波谷匹配的第一导向槽15，三个导轨轮呈三角形位置分布，以保证极端天气下装卸车3的稳定运行。另有限位垫块34可在安装光伏板2时事先插入四个定位销312边上，以控制安装时定位销312插入固定孔213的长度，以避免其顶部侧向凸起嵌入边框插槽上的固定孔213内(处于拆卸状态)，安装后无法脱离光伏板2。

本实施例还提供了一种基于上述实施例提供的智能光伏建筑一体化系统实现的光伏板拆装方法。

拆卸步骤：安装完成状态下，智能边框21上的电磁吸导电极217与波峰定位插销121内的导电极122吸合导通，一组波峰间的多个光伏板2通过各自定位插销121顶部沿波峰方向的连接导体处于串联状态，智能边框21有异常需要拆卸更换的光伏板，智能边框21识别其不正常的电压、电流状态，将异常光伏板2的智能边框21四个角部的电磁吸导电极217电源切断，使其失去磁吸，波峰定位插销121内的导电极122由于重力作用，脱离电磁吸导电极217，落入定位插销121内，将本块光伏板2从其所在串联回路中旁路掉，同时导电极122处于下落状态，导通本光伏板24个角部对应波峰位置的定位信号发送器13的电路，使4个定位信号发送器13发出定位信号。

当装卸车调度系统接到拆卸指令时，自动调节装卸车3升降器，使得位于装卸车3的4个定位销312外侧的接收器32的高度与压型金属板11定位信号发送器13高度相一致，同时4个限位垫块34分别自动移出装卸车3四个角部的定位销312下部；装卸车3通过3个导轨轮沿波峰方向自动移动，当移动至需要拆卸的光伏板2处，4个定位销312外侧的接收器32均接收到位于需要拆卸的光伏板2处压型金属板11波峰位置4个定位信号发送器13发出定位信号，则判定定位准确，小车停止移动，并启动升降器，将升降装卸机构31的装卸平台331上升，直到4个定位销312插入智能边框21四个角部的固定孔213，当其顶部触及电磁插销215拆卸斜口滑槽214顶部斜面时，由于定位销312的不断上升，推动斜面将电磁插销215往靠近光伏电池的方向移动，同时压缩弹簧212，直至定位销312顶部与固定孔213相匹配的侧向凸起完全嵌入固定孔213，此时由于弹簧212自身的恢复形变特性，使得4个定位销312与光伏智能边框21锁死紧固，此时电磁插销215远离光伏电池侧的侧壁完全缩入边框插槽下沿外壁；装卸平台311无法继续上升，装卸车3升降器自动进入下降状态，将光伏板2拆离压型金属板11的波峰，并保持升降装卸机构31的装卸平台331与光伏板2位于固定槽12与导轨槽之间，使得装卸车3能自由通行，此时由于4个定位销312完全插入固定孔213，使得定位销312外侧的定位接收器被智能边框21上的固定孔213遮挡，因而装卸车3在平台下降及运输过程中四个接收器不会再次接收到4个发射器的信号，故不会二次触发。

安装步骤：当装卸车调度系统接到安装指令时，自动调节装卸车3升降器，使得位于装卸车34个定位销312外侧的接收器32的高度与压型金属板11定位信号发送器13高度相一致，同时4个限位垫块34别自动插入装卸车3四个角部的定位销312下部，然后将所需要安装的光伏板2安放在装卸车3的装卸平台311上，保证光伏板2智能边框21四个角部的固定孔213套入装卸车3四个角部的定位销312。升降装卸机构31的装卸平台331与光伏板2的高度位于固定槽12与导轨槽之间，使得装卸车3能自由通行，当其运行至需要安装光伏板2的位置时，此处波峰4个定位信号发送器13发出定位信号均被4个定位销312外侧的接收器32接收，判定定位准确，小车停止移动，并启动升降器，用升降装卸机构31的装卸平台331将光伏板2上升，智能边框21的电磁插销215的斜边在上升过程中触碰固定槽12的下边沿，并被推往靠近光伏电池的方向，同时压缩弹簧212，直至电磁插销215远离光伏电池侧的侧壁与边框插槽下沿外壁齐平，随着电磁插销215继续上升至固定槽12内，电磁插销215受弹簧212的恢复形变力的影响，完全卡入固定槽12，完成紧固状态，同时光伏智能边框21上的电磁吸导电极217与波峰定位插销121内的导电极122处于对应位置，电磁吸导电极217通电吸合导电极122，将本光伏板2串联入本回路，完成光伏线路导通，同时由于导电极122上吸脱离定位插销121，使得定位信号发送器13的电路断开，定位信号消失；由于紧固状态下，电磁插销215斜面伸出边框插槽上沿外壁一定长度，使得其上边将会顶住固定槽12上边沿，阻止其继续上升，此时装卸车3判定紧固完成，安装完毕，将升降器下降，直至装卸平台311位于固定槽12与导轨槽之间，使得装卸车3能自由通行回去。

本文结合说明书附图和具体实施例进行阐述只是用于帮助理解本发明的方法和核心思想。本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员依据本发明的方法和思想得出的其他实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。本说明书内容不应理解为对本发明的限制。