阅读说明：本技术 基于海绵城市的cpc聚光光伏节能平屋顶 (CPC concentrating photovoltaic energy-saving flat roof based on sponge city ) 是由 张阳 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶,包括倾斜向上设置的平板,所述平板侧壁均布有多组开口向外的CPC聚光器,所述平板的上端嵌设有多个位于CPC聚光器内的光伏板,所述平板侧壁上位于每个光伏板的下方处均开设有储液腔,多组所述CPC聚光器上均安装有对光伏板和CPC聚光器表面灰尘进行清理的清理装置。本发明通过设置在储液腔内的蒸发液,在蒸发液受热蒸发后使得蒸汽进入滑塞腔内,推动磁性滑塞向下滑动,进而带动清洁板下移,对光伏板和CPC聚光器上的灰尘进行清理,通过设置滑塞腔与空腔之间连通出水管,在磁性滑塞下滑时,会将活动腔内的水通过出水管进入空腔内,通过喷水孔对光伏板表面进行洒水降温清洁。(The invention discloses a CPC concentrating photovoltaic energy-saving flat roof based on a sponge city, which comprises a flat plate which is obliquely and upwards arranged, wherein a plurality of groups of CPC concentrators with outward openings are uniformly distributed on the side wall of the flat plate, a plurality of photovoltaic plates positioned in the CPC concentrators are embedded at the upper end of the flat plate, liquid storage cavities are respectively formed in the positions, below each photovoltaic plate, on the side wall of the flat plate, and cleaning devices for cleaning dust on the surfaces of the photovoltaic plates and the CPC concentrators are respectively installed on the plurality of groups of CPC concentrators. According to the invention, by means of the evaporating liquid arranged in the liquid storage cavity, after the evaporating liquid is heated and evaporated, steam enters the sliding plug cavity, the magnetic sliding plug is pushed to slide downwards, so that the cleaning plate is driven to move downwards, dust on the photovoltaic plate and the CPC condenser is cleaned, and by arranging the water outlet pipe communicated between the sliding plug cavity and the cavity, when the magnetic sliding plug slides downwards, water in the movable cavity enters the cavity through the water outlet pipe, and the surface of the photovoltaic plate is sprayed with water, cooled and cleaned through the water spray hole.)

基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶

技术领域

本发明涉及海绵城市建设技术领域，尤其涉及基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，实现雨水在城市中自由迁移，集水型CPC聚光光伏节能屋顶能通过收集雨水化为己用，对生活用水进行预热，节约资源，可以对海绵城市的雨水进行高效的收集，实现建筑一体化的高效利用。

现有的集雨型CPC聚光光伏节能平屋顶如申请号为“201710176044.3”的发明专利“集雨型CPC聚光光伏节能平屋顶”中所述，通过使用CPC聚光器，可以使得聚光倍数达到2～6倍，能够提高太阳能利用效率，减少光伏电池的数量，另外下雨天可以对雨水进行收集，但是由于光伏板接收到的光照强度温度越高，高温会对发电组件产生影响越大，对逆变器产生的影响越大，从而使得光伏板的发电效率降低，并且CPC聚光器对阳光的聚光倍数达到2～6倍，使得光伏板表面的温度呈几何倍的快速增长，该发明专利中未对光伏板进行降温处理，使得光伏板在高温下的发电效率下降，而且减少了发电组件的使用寿命，不利于光伏板的长期使用；

另外，由于CPC聚光器是将阳光进行聚集对光伏板进行照射，在CPC聚光器表面积聚灰尘较多时，灰尘对阳光的吸附力较强，使得CPC聚光器对阳光的聚集能力较差，影响光伏板的发电效率，另外，光伏板上积聚灰尘较多时，在强烈阳关的照射下会使得光伏板上的发热组件的局部温度不均，使得光伏板上产生热斑效应，影响发电效率的同时也会缩短光伏板的寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶，通过设置在储液腔内的蒸发液，蒸发液可以对光伏板上的温度进行吸收，另外，蒸发液受热蒸发会推动磁性滑塞滑动，从而带动磁铁移动，使得清洁板对光伏板和CPC聚光器表面灰尘进行清理，另外，随着磁性滑塞滑动的过程中，使得滑塞腔内的水被挤压进入空腔中，通过喷水孔对光伏板和CPC聚光器表面进行降温，当在夜晚时，蒸发液不在受到热量蒸发，使得磁性滑塞上移，将储水箱中的水抽入滑塞腔中。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶，包括倾斜向上设置的平板，所述平板侧壁均布有多组开口向外的CPC聚光器，所述平板的上端嵌设有多个位于CPC聚光器内的光伏板，所述平板侧壁固定连接有储水箱，所述平板侧壁上位于每个光伏板的下方处均开设有储液腔，所述储液腔内填充有蒸发液，多个所述CPC聚光器侧壁开设有滑塞腔，所述滑塞腔内密封滑动连接有磁性滑塞，所述滑塞腔内壁通过进气管与其同组的储液腔内壁连通，所述滑塞腔远离进气管的一端内壁通过吸水管与储水箱侧壁连通，所述吸水管内安装有均允许水从储水箱流入滑塞腔内的第一单向阀，多组所述CPC聚光器上均安装有对光伏板和CPC聚光器表面灰尘进行清理的清理装置。

优选地，所述清理装置包括清洁板，所述清洁板弯曲成与光伏板和CPC聚光器表面相贴近，所述清洁板上固定连接有橡胶刮片，所述清洁板与光伏板正对的侧壁开设有空腔，所述空腔内壁通过出水管与滑塞腔内壁连通，所述出水管内安装有仅允许水从滑塞腔流入空腔内的第二单向阀，所述清洁板位于磁性滑塞的正上方的侧壁上嵌设有与磁性滑塞异性相吸的磁铁，所述清洁板侧壁均布开设有与空腔连通的喷水孔。

优选地，所述储液腔内壁均布固定连接有多个散热片，所述散热片一端与光伏板下端固定连接。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置与光伏板侧壁固定连接的散热片，可以对光伏板上的热量第一时间快速导热至储液腔内，使得蒸发液对光伏板上的热量进行吸收，避免光伏板上温度过高时才使得蒸发液快速蒸发，对光伏板内的发电组件进行有效的保护；

2、通过设置填充在储液腔内的蒸发液，在蒸发液受热蒸发后使得蒸汽进入滑塞腔内，推动磁性滑塞向下滑动，带动与磁性滑塞异性相吸的磁铁同步向下移动，使得清洁板对光伏板和CPC聚光器上的灰尘进行清理，避免CPC聚光器上的灰尘积聚过多影响对阳光的聚集，同时也避免了光伏板上灰尘积聚，避免热斑效应的产生，提高光伏板的使用寿命；

3、通过设置滑塞腔与空腔之间连通出水管，在磁性滑塞下滑时，会将活动腔内的水通过出水管进入空腔内，通过喷水孔对光伏板表面进行降温，避免光伏板表面温度过高，进而影响光伏板的发电效率，同时还能改善光伏板内电子元件因温度过高而快速老化的问题；

4、在夜间温度降低时，蒸发液不再受热，蒸汽温度降低开始液化，储液腔内产生负压，磁性滑塞在气压作用下上移，从而使得清洁板自动复位，在白天时又可以自行的对光伏板上夜晚积蓄的灰尘进行清理，无需人工干预，有效的避免了光伏板上热斑效应的产生，并且蒸发液可以再次对光伏板热量进行吸收，保证装置的持续使用。

附图说明

图1为本发明提出的基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶的结构示意图；

图2本发明提出的基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶的侧面剖视结构示意图。

图中：1平板、2光伏板、3 CPC聚光器、4储水箱、5储液腔、6蒸发液、7散热片、8进气管、9清洁板、10滑塞腔、11磁性滑塞、12空腔、13喷水孔、14出水管、15第二单向阀、16吸水管、17第一单向阀、18磁铁。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-2，基于海绵城市的CPC聚光光伏节能平屋顶，包括倾斜向上设置的平板1，平板1侧壁均布有多组开口向外的CPC聚光器3，CPC聚光器3表面涂有反光涂层，反光涂层可以增加对阳光的反射效率，以此可以对阳光进行最大程度的积聚，增加光伏板2的发电效率，平板1侧壁嵌设有多个位于CPC聚光器3内的光伏板2，平板1侧壁固定连接有储水箱4，平板1侧壁上位于每个光伏板2的下方处均开设有储液腔5，储液腔5内壁均布有多个散热片7，散热片7一端与光伏板2下端固定连接，散热片7采用铜制材料制成，铜的导热性在金属材料中较优，对光伏板2热量的导热速度较快，可以对光伏板2内的发电组件进行保护，而且铜的熔点较高，材料易获得，储液腔5内设有蒸发液6，蒸发液6采用乙醇溶液，乙醇溶液的沸点为78℃，可以对光伏板2的热量进行较好的吸收，对光伏板2内的发电组件进行保护，提高光伏板2的发电效率；

多个CPC聚光器3侧壁开设有滑塞腔10，滑塞腔10内密封滑动连接有磁性滑塞11，滑塞腔10通过进气管8与其同组的储液腔5连通，滑塞腔10远离进气管8的一端通过吸水管16与储水箱4连通，吸水管16内安装有仅允许水从储水箱4流入滑塞腔10内的第一单向阀17，可以将储水箱4内的水吸入滑塞腔10内进行存储，当白天储液腔5内的蒸发液6受热时，蒸发液6会蒸发，蒸发液6从液体变为气体，体积发生较大变化，气体进入滑塞腔10内，从而推动磁性滑塞11下移，在夜晚时，蒸发液6不在受热，此时储液腔5以及滑塞腔10内的蒸汽会逐渐液化，使得储液腔5内存在负压，磁性滑塞11在气压的作用下上移，将滑塞腔10内的蒸发液6挤压流入储液腔5内，由于进气管8与滑塞腔10连接的距离较短，会使得滑塞腔10内的蒸发液6全部挤压流入储液腔5内，以此完成对蒸发液6的回收，便于下次使用。

多组CPC聚光器3上均安装有对光伏板2和CPC聚光器3表面灰尘进行清理的清理装置，清理装置包括清洁板9，清洁板9呈弯曲状且与光伏板2和CPC聚光器3表面相贴近，清洁板9上固定连接有橡胶刮片，橡胶刮片可以对光伏板2和CPC聚光器3上的灰尘进行清理，同时在对光伏板2和CPC聚光器3进行洒水降温清理时，可以将光伏板2和CPC聚光器3上的水刮除干净，避免水分残留在CPC聚光器3上，使得CPC聚光器3上的聚光效率差，而且避免水残留在光伏板2表面后，水在阳光的照射下蒸发后形成光斑，导致热斑效应的产生，清洁板9与光伏板2正对的侧壁内开设有空腔12，空腔12通过出水管14与滑塞腔10连通，出水管14内安装有仅允许水从滑塞腔10流入空腔12内的第二单向阀15，在磁性滑塞11下移时，可以使得滑塞腔10内的水通过出水管14进入空腔12内，清洁板9位于磁性滑塞11的正上方的侧壁上嵌设有与磁性滑塞11异性相吸的磁铁18，清洁板9侧壁均设有与空腔12连通的喷水孔13，空腔12内的水可以从喷水孔13喷出，对光伏板2和CPC聚光器3表面进行洒水降温清理。

进一步的，磁性滑塞11和磁铁18均采用钕磁铁制成，钕磁铁具有耐高温的特性，可以避免在高温下磁性滑塞11和磁铁18的磁性削弱，导致磁性滑塞11和磁铁18之间的吸引力下降，另外，钕磁铁磁力强劲，使磁性滑塞11与磁铁18之间磁力更强，并且磁性滑塞11和磁铁18侧壁均固定连接有隔磁层，使得磁性滑塞11和磁铁18的周侧磁力无法向外传递，从而使得磁性滑塞11和磁铁18只能通过端部磁力进行吸引，避免了周侧磁力对磁性滑塞11和磁铁18的吸引造成影响。

本发明中，在白天时，CPC聚光器3和其上的反光涂料会对阳光进行聚集，使得聚集的阳光照射在光伏板2上，此时光伏板2表面的温度会快速上升，散热片7会第一时间将光伏板2表面的温度进行传递至蒸发液6上，蒸发液6会对光伏板2上的热量进行吸收，使得蒸发液6受热蒸发，且蒸发后的蒸汽会通过进气管8进入到滑塞腔10内，使得滑塞腔10内气压增大，从而推动磁性滑塞11向下移动，带动磁铁18向下移动，从而使得清洁板9对光伏板2和CPC聚光器3表面上灰尘进行清理，同时，随着磁性滑塞11逐渐下移过程中，会将滑塞腔10内的水通过出水管14挤压进空腔12内，并通过喷水孔13对光伏板2和CPC聚光器3表面进行洒水降温清理。

在夜晚时，光伏板2不再受热，此时蒸发液6的温度会下降使得蒸汽逐渐液化，从而使得储液腔5内存在负压，使得磁性滑塞11在压强的作用下回到原位，同时带动清洁板9回到原位，并且在磁性滑塞11上移过程中，会将储水箱4内的水通过吸水管16吸入滑塞腔10内，为下次对光伏板2和CPC聚光器3的清理做准备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。