【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模块化建筑领域，尤其是具有光伏系统的模块化建筑。
技术介绍
1、模块化建筑是由混凝土配筋现浇成舱体，或由金属结构，或竹木结构，或玻璃钢结构，或工程塑料结构，或钢筋混凝土结构制成骨架，与墙板，顶板和底板组合成舱体，同时集成水暖电卫浴设备和管线，完成内装修，工厂化生产后利用车辆运输到现场，整体快速安装的舱体式装配化建筑，如各种乐高式建筑，集装箱房和网红太空舱；现有模块化建筑完成安装后，通过水电接口连接外界水电管线才可运行，供人居住；为提升电力能源自给力，同时实现节能减排，一些模块化建筑还加装了光伏系统，如有些集装箱房用光伏板平铺部分或整个屋面，或用支架支撑多块光伏组件安装在屋面或檐口，形成建筑一体化光伏阵列；当前模块化建筑一体化光伏阵列大多固定安装；现有可再生能源发电系统还包括风力发电系统，一般把发电功率10千瓦及以下的风力发电机称为小型风力发电机；小型风力发电机因体积小重量轻，可采用单桅杆式塔架安装，称为桅式风力发电机；桅式风力发电机安装简便灵活且节地，易于和模块化建筑相结合。
2、目前涉及光伏一体化模块化建筑的专利中大多是在建筑围护结构或附加框架上固定安装光伏阵列，如申请号 2017105941221的专利《一种设有独立供电功能的集装箱光伏一体化框架建筑》，申请号2018211090787的专利《太阳能预制墙体及具有其的模块化建筑单元》，申请号 2023208248758的专利《可用于施工工地临时模块化建筑屋顶的可拆卸光伏装置》，这其中还包括一些与风力发电机组成风光互补系统的固定式光伏阵列，如申请号20
技术实现思路
1、为解决现有具有光伏系统的模块化建筑的光伏阵列多为固定式，无面积拓展和倾角调节能力，少量模块化建筑的光伏阵列虽可拓展调节，但其机构随着光伏面积增大自重上升，缺乏重力矩归零措施的大面积光伏阵列的拓展调节很费力，且驱动能耗高；同时大面积抽拉式拓展片上下重叠时，不仅减少了光伏组件在重叠处的安装面积，且重叠处的阴影显著影响光伏组件发电效率，同时抽拉拓展时还容易卡死不易收回；此外现有少数倾角可调的光伏阵列属小面积光伏阵列，如放大为大面积光伏阵列后则倾角调节驱动能耗高，使光伏发电量减去其倾角调节耗电量后的净产电量显著降低，很难满足所述模块化建筑自身用电需求的问题，本专利技术提出一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑。
2、一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑可用于救灾，景区或园区临时居住场景，其技术目的是：增大所述模块化建筑自身集成的光伏阵列面积，特别是把面积最大的主光伏阵列面积提高到所述模块化建筑外墙外皮水平投影面积的1.2倍至5.0倍之间，显著提高所述模块化建筑自身集成的光伏阵列的发电量；且所述模块化建筑自身集成的光伏阵列可收纳后贴邻所述模块化建筑外表面，减小外廓尺寸，使所述模块化建筑便于运输；运到现场后展开所述模块化建筑的光伏阵列并架设风力发电机后，无需连接外界供电线路，就可使所述模块化建筑实现仅靠太阳能和风力驱动的离网运行，供人居住；且所述模块化建筑的大面积光伏阵列的倾角可根据所在地的地理纬度，日期和气象条件优化调节，相比固定式光伏阵列可显著提高实时发电效率；且把所述模块化建筑的大面积光伏阵列拓展调节分为低频次拓展和高频次倾角调节两种不同频次的驱动过程，对高频次倾角调节采用充分减少重力做功和调节风阻的低能耗驱动机构和控制模式，显著减少大面积光伏阵列倾角调节驱动能耗；从而使具有大面积光伏阵列的模块化建筑显著提升光伏发电产能，并显著降低拓展调节驱动能耗，进而更易于实现全年时段仅靠太阳能和风力驱动的离网能源自给的模块化建筑。
3、为实现以上目标，本专利技术提出一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，包括：模块化建筑舱体，蓄电池组；其特征是：所述模块化建筑舱体上具有按向阳立面设置的主太阳帆，副太阳帆和太阳帆稳定支脚结构；且所述模块化建筑还具有风感桅式风力发电机，太阳帆控制器组；所述向阳立面是立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻太阳方位的建本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，包括：模块化建筑舱体，蓄电池组；其特征是：所述模块化建筑舱体上具有按向阳立面设置的主太阳帆，副太阳帆和太阳帆稳定支脚结构；且所述模块化建筑还具有风感桅式风力发电机，太阳帆控制器组；所述向阳立面是立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻太阳方位的建筑立面，或受场地布局条件限制时，使所述模块化建筑立面外法线方位与当地地方太阳时正午时刻太阳方位的方位角夹角最小，以尽量获得当地最佳日照条件的建筑立面；与所述向阳立面背对的建筑立面为背阴立面，所述向阳立面与背阴立面之间的建筑立面为侧立面；所述模块化建筑舱体上还具有主太阳帆支座，副太阳帆支座；所述主太阳帆包括：主太阳帆光伏组件及组件间电缆，主太阳帆总汇流电缆，主太阳帆舱体顶面收纳段框架，主太阳帆舱体向阳立面收纳段框架，主太阳帆舱体背阴立面收纳段框架，主太阳帆铰接轴与自锁机构，主太阳帆倾角调节主轴，主太阳帆倾角调节驱动机构，主太阳帆展开及收纳驱动机构，主太阳帆配重平衡系统；主太阳帆舱体向阳立面收纳段框架上具有主太阳帆向阳立面收纳段固定接头，主太阳帆舱体背阴立面收纳段框架上具有主太阳帆背阴立面收纳段固
2.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最小倾角0度，这时完全展开的主太阳帆光伏组件受照面与水平面平行，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，还可使主太阳帆调至最大倾角不小于40度且不大于90度，排除主太阳帆可调至的最大倾角小于40度，只适合低纬度热带地区，不适合我国除三沙市外其他纬度地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在40度至60度之间，调为60度时是适合我国秦岭淮河一线以南的南方地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在大于60度至80度之间，调为80度时是适合我国全域，尤其是秦岭淮河一线以北的北方地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在大于80度至90度之间，是适合我国全域，同时适合我国境外高纬度的严寒和极地气候区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型。
3.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆倾角调节驱动机构一端连接所述模块化建筑舱体上的主太阳帆驱动机构支座，另一端通过主太阳帆框架与倾角调节驱动机构连接轴或连接件连接所述主太阳帆舱体顶面收纳段框架；所述主太阳帆倾角调节驱动机构采用大推力电动推杆推拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用大推力电动推杆驱动的剪叉式伸缩机构推拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用具有驱动电机与开闭锁紧机构，以及主太阳帆框架直连俯仰大齿轮与俯仰齿轮组或俯仰齿轮传动链组的齿轮组或齿轮传动链组传动机构来驱动主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用具有驱动电机与开闭锁紧机构，以及钢丝绳绞盘与俯仰调节钢丝绳的绞盘钢丝绳牵引机构牵拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；进而实现主太阳帆倾角调节。
4.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆展开及收纳驱动机构采用互动滑轮组加导向滑轮牵引驱...
【技术特征摘要】
1.一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，包括：模块化建筑舱体，蓄电池组；其特征是：所述模块化建筑舱体上具有按向阳立面设置的主太阳帆，副太阳帆和太阳帆稳定支脚结构；且所述模块化建筑还具有风感桅式风力发电机，太阳帆控制器组；所述向阳立面是立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻太阳方位的建筑立面，或受场地布局条件限制时，使所述模块化建筑立面外法线方位与当地地方太阳时正午时刻太阳方位的方位角夹角最小，以尽量获得当地最佳日照条件的建筑立面；与所述向阳立面背对的建筑立面为背阴立面，所述向阳立面与背阴立面之间的建筑立面为侧立面；所述模块化建筑舱体上还具有主太阳帆支座，副太阳帆支座；所述主太阳帆包括：主太阳帆光伏组件及组件间电缆，主太阳帆总汇流电缆，主太阳帆舱体顶面收纳段框架，主太阳帆舱体向阳立面收纳段框架，主太阳帆舱体背阴立面收纳段框架，主太阳帆铰接轴与自锁机构，主太阳帆倾角调节主轴，主太阳帆倾角调节驱动机构，主太阳帆展开及收纳驱动机构，主太阳帆配重平衡系统；主太阳帆舱体向阳立面收纳段框架上具有主太阳帆向阳立面收纳段固定接头，主太阳帆舱体背阴立面收纳段框架上具有主太阳帆背阴立面收纳段固定接头；所述主太阳帆或是不安装所述主太阳帆舱体背阴立面收纳段框架和主太阳帆背阴立面收纳段固定接头的主太阳帆简化形式；所述副太阳帆包括：副太阳帆光伏组件及组件间电缆，副太阳帆总汇流电缆，副太阳帆光伏组件支承框架，副太阳帆倾角调节主轴，副太阳帆倾角调节主轴支座，副太阳帆舱体侧立面收纳段框架，副太阳帆铰接轴，副太阳帆倾角调节驱动机构，副太阳帆展开及收纳驱动机构；所述副太阳帆光伏组件支承框架上具有副太阳帆重心孔；所述太阳帆稳定支脚结构包括：舱体底支脚，前稳定支脚，后稳定支脚，前后稳定支脚强化连接结构；所述风感桅式风力发电机是安装在桅杆结构上，既可进行风力发电，又可采集场地风环境信息并传输给所述模块化建筑用于所述低能耗拓展调节太阳帆控制的小型风力发电机，包括：小型风力发电机及电缆，桅杆结构，风向风速计，风环境信息无线传输通路或控制线；所述太阳帆控制器组是用于光伏发电控制，太阳帆倾角调节控制和太阳帆展开及收纳控制的控制器组，包括：光伏控制器，太阳帆倾角调节控制器，太阳帆展开及收纳控制器；
2.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最小倾角0度，这时完全展开的主太阳帆光伏组件受照面与水平面平行，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，还可使主太阳帆调至最大倾角不小于40度且不大于90度，排除主太阳帆可调至的最大倾角小于40度，只适合低纬度热带地区，不适合我国除三沙市外其他纬度地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在40度至60度之间，调为60度时是适合我国秦岭淮河一线以南的南方地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在大于60度至80度之间，调为80度时是适合我国全域，尤其是秦岭淮河一线以北的北方地区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型；进一步的，当所述向阳立面的立面外法线方位朝向当地地方太阳时正午时刻的太阳方位时，所述主太阳帆倾角调节驱动机构可使主太阳帆调至最大倾角在大于80度至90度之间，是适合我国全域，同时适合我国境外高纬度的严寒和极地气候区全年运行的主太阳帆倾角调节驱动机构类型。
3.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆倾角调节驱动机构一端连接所述模块化建筑舱体上的主太阳帆驱动机构支座，另一端通过主太阳帆框架与倾角调节驱动机构连接轴或连接件连接所述主太阳帆舱体顶面收纳段框架；所述主太阳帆倾角调节驱动机构采用大推力电动推杆推拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用大推力电动推杆驱动的剪叉式伸缩机构推拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用具有驱动电机与开闭锁紧机构，以及主太阳帆框架直连俯仰大齿轮与俯仰齿轮组或俯仰齿轮传动链组的齿轮组或齿轮传动链组传动机构来驱动主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；或采用具有驱动电机与开闭锁紧机构，以及钢丝绳绞盘与俯仰调节钢丝绳的绞盘钢丝绳牵引机构牵拉主太阳帆绕所述主太阳帆倾角调节主轴旋转；进而实现主太阳帆倾角调节。
4.根据权利要求1所述的一种具有低能耗拓展调节太阳帆的模块化建筑，其特征是所述主太阳帆展开及收纳驱动机构采用互动滑轮组加导向滑轮牵引驱动方式，可在主太阳帆有限的厚度空间内，以相对于主太阳帆展开部分自重显著减少的拉力实现大面积大出挑主太阳帆的展开及收纳；所述主太阳帆展开及收纳驱动机构包括：互动滑轮组，导向滑轮，牵引钢丝绳，钢丝绳固定端，钢丝绳牵引端，以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向峰，李清朋，武文潇，徐淼，赵建华，陈琼，朱仁杰，叶雨朦，庞子轩，陈琦，齐熠璇，邓振寰，韩超辉，王懿，刘子帆，
申请(专利权)人：刘向峰，
类型：发明
国别省市：
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