本發明涉及綠化屋頂，尤其涉及一種城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置。

背景技術：

1、城市化快速推進增加了城市的不透水面積，城市屋面占據了城市30％以上的不透水面積，其面積巨大，是一塊重要的資源，如果沒有得到有效利用，不僅將造成巨大的浪費，還會加劇城市的下水道溢流污染問題，進而引發一系列的城市問題。通過在屋頂種植植物，建造綠色屋頂是當前城市屋頂建設主要的應用形式，它能夠有效彌補城市地面開發強度大、綠地空間少、地面空間有限的不足。已有研究表明，綠色屋頂可以改善城市熱環境、調控雨水徑流、提升城市景觀、延長屋頂壽命、減少噪音污染、提高空氣質量，而且不額外占用土地，具有廣闊的應用前景。

2、現有的綠色屋頂通常在屋頂直接開展綠化，灌溉和養護的成本相對較高，且主要面向綠色屋頂的生態功能。然而，現有的綠色屋頂通常不具有防護措施。一方面，缺少防護措施在遇到極端惡劣天氣時很容易將種植的植物摧毀，另一方面，在秋冬季土壤干燥時，缺少防護措施容易造成綠色屋頂表面土壤被風蝕吹走，造成高空墜物的風險。近年來，國家大力推行光伏技術，光伏-生態耦合技術在多地得到了落地應用。將光伏技術與綠色屋頂的防護措施結合，在屋頂建設一套裝置，夏季光伏板直接提供遮蔭功能，降低建筑物表面溫度和建筑物制冷能耗，在更好的滿足植被生長的同時，提供能源需求，具有推廣的潛力。

3、在此背景下，亟需一種城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，以解決上述現有技術存在的問題。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，以解決現有技術存在的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，包括光伏裝置、底板，所述底板頂面固接有種植箱，所述種植箱內固定連接有若干隔板，若干所述隔板將所述種植箱內部分隔成若干種植腔，若干所述種植腔用于種植植物，所述種植腔內填充生長基質層、過濾層和排水層，并在土壤中設置濕度傳感器，所述種植腔內設置有驅鳥結構，所述種植箱內壁固定安裝有澆灌管，所述種植箱一側設有儲水箱，所述儲水箱一側設有過濾箱，所述過濾箱分別與所述澆灌管和所述儲水箱連通，所述種植箱遠離所述儲水箱的一側設有防護機構，所述防護機構可覆蓋住整個所述種植箱，所述防護機構兩側分別設有可調節的光伏組件。充分利用太陽能，可為整個裝置提供電力支持，多余的電可供建筑物內使用或并入電網。通過靈活開關光伏-防護機構，可以在晴天高效利用太陽能，并為綠色屋頂植物提供遮蔽效果和防護，植物蒸騰降溫可進一步提高光伏系統的發電效率；在雨天關閉光伏-防護機構，可讓綠色屋頂部分充分吸收雨水，促進植物生長，發揮綠色屋頂的雨洪管理功能，光伏系統與綠色屋頂裝置耦合。本發明可充分發揮光伏-生態耦合系統的優勢，為城市生態可持續建設新思路，并提供一定的經濟效益。

3、優選的，所述防護機構包括與所述底板固接的支座，所述支座頂部固接有容納筒，所述容納筒內固接有第二電機，所述第二電機的輸出軸固接有卷軸的一端，所述卷軸另一端與所述容納筒內壁轉動連接，所述卷軸上繞設有防護板，所述防護板可覆蓋住整個所述種植箱，所述防護板端部伸出所述容納筒外且固接有限位板，所述限位板與所述容納筒外壁接觸，所述容納筒兩側對稱固接有弧形板，所述弧形板內安裝有驅動組件，所述驅動組件與所述限位板固接。

4、優選的，所述驅動組件包括與所述弧形板內壁固接的滑軌，所述滑軌上滑動連接有滑塊，所述滑塊內固接有第一電機，所述第一電機的輸出軸固接有齒輪，所述滑軌上開設有齒槽，所述齒槽與所述齒輪嚙合，所述滑塊側壁固接有延伸桿，所述延伸桿伸出所述弧形板外且與所述弧形板滑動連接，所述延伸桿與所述限位板固接。

5、優選的，所述光伏組件包括所述弧形板遠離所述容納筒一端固接的支撐板，所述支撐板一側設有立柱，所述立柱與所述底板固接，所述立柱和所述支撐板之間轉動連接有光伏板。

6、優選的，所述立柱內固接有第三電機，所述第三電機的輸出軸固接有連接軸，所述連接軸遠離所述第三電機的一端與所述支撐板轉動連接，所述連接軸穿過所述光伏板且與所述光伏板固接。

7、優選的，所述過濾箱固接并連通有第一連接管，所述第一連接管與所述澆灌管連通，所述儲水箱固接并連通有第二連接管，所述第二連接管固接并連通有進水管，所述進水管一端與所述過濾箱連通，所述進水管另一端與外部水源連通。

8、優選的，所述儲水箱遠離所述第二連接管的一側固接并連通有排水管。

9、優選的，所述儲水箱頂部可拆卸連接有防護網。

10、優選的，所述驅鳥結構包括與所述種植箱底面固接的支撐桿，所述支撐桿頂部固接有托盤。

11、優選的，所述防護板包括若干等間隔設置的長板，相鄰兩所述長板之間通過若干繩索連接。

12、本發明公開了以下技術效果：使用時，在種植腔內從上到下設置植被層、生長基質層、過濾層和排水層。不同的種植腔內可以種植不同的植物，科學配置耐旱、耐寒、抗逆性強、具有一定觀賞性強的植物種類，形成多樣化的生態群落，促進生物多樣性的提升。設有驅鳥裝置，在秋冬季節驅趕鳥類，防止鳥類覓食對綠色屋頂植被和土壤破壞。在土壤中設置濕度傳感器，便于實時監測土壤濕度，當土壤濕度低時，優先啟用儲水箱中的水，經過過濾箱的過濾后通入澆灌管中，通過澆灌管對植物進行澆灌。防護機構表面安裝有光伏裝置，一方面為光伏-綠色屋頂設施進行功能，滿足防護機構開合、灌溉、土壤水分監測等所需的電量，另一方面，多余的電能可供建筑物內使用或并入電網。此外，當遇到惡劣天氣時或秋冬天植物枯死時，可將通過防護機構將整個種植箱覆蓋，降低植物的損傷。本發明所有部件均采用標準化設計，便于運輸、安裝與后期維護，用戶可根據屋頂面積與需求進行自由組合，實現個性化定制現個性化定制；注重生物多樣性的保護與提升，為城市生物提供棲息地，促進人與自然的和諧共生；具備防護機構，能夠應對極端惡劣天氣，降低惡劣天氣對整體造成的破壞。

技術特征：

1.一種城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)頂面固接有種植箱(8)，所述種植箱(8)內固定連接有若干隔板(12)，若干所述隔板(12)將所述種植箱(8)內部分隔成若干種植腔，若干所述種植腔用于種植植物，所述種植腔內填充有生長基質層、過濾層和排水層，并在土壤中設置濕度傳感器，所述種植腔內設置有驅鳥結構(13)，所述種植箱(8)內壁固定安裝有澆灌管(11)，所述種植箱(8)一側設有儲水箱(9)，所述儲水箱(9)一側設有過濾箱(15)，所述過濾箱(15)分別與所述澆灌管(11)和所述儲水箱(9)連通，所述種植箱(8)遠離所述儲水箱(9)的一側設有防護機構，所述防護機構可覆蓋住整個所述種植箱(8)，所述防護機構兩側分別設有光伏組件，根據實際需求可進行智能開關調控。

2.根據權利要求1所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述防護機構包括與所述底板(1)固接的支座(2)，所述支座(2)頂部固接有容納筒(3)，所述容納筒(3)內固接有第二電機(25)，所述第二電機(25)的輸出軸固接有卷軸(26)的一端，所述卷軸(26)另一端與所述容納筒(3)內壁轉動連接，所述卷軸(26)上繞設有防護板(27)，所述防護板(27)可覆蓋住整個所述種植箱(8)，所述防護板(27)端部伸出所述容納筒(3)外且固接有限位板(28)，所述限位板(28)與所述容納筒(3)外壁接觸，所述容納筒(3)兩側對稱固接有弧形板(6)，所述弧形板(6)內安裝有驅動組件，所述驅動組件與所述限位板(28)固接。

3.根據權利要求2所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述驅動組件包括與所述弧形板(6)內壁固接的滑軌(19)，所述滑軌(19)上滑動連接有滑塊(20)，所述滑塊(20)內固接有第一電機(22)，所述第一電機(22)的輸出軸固接有齒輪(23)，所述滑軌(19)上開設有齒槽(24)，所述齒槽(24)與所述齒輪(23)嚙合，所述滑塊(20)側壁固接有延伸桿(21)，所述延伸桿(21)伸出所述弧形板(6)外且與所述弧形板(6)滑動連接，所述延伸桿(21)與所述限位板(28)固接。

4.根據權利要求2所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述光伏組件包括所述弧形板(6)遠離所述容納筒(3)一端固接的支撐板(7)，所述支撐板(7)一側設有立柱(4)，所述立柱(4)與所述底板(1)固接，所述立柱(4)和所述支撐板(7)之間轉動連接有光伏板(5)。

5.根據權利要求4所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述立柱(4)內固接有第三電機(31)，所述第三電機(31)的輸出軸固接有連接軸(32)，所述連接軸(32)遠離所述第三電機(31)的一端與所述支撐板(7)轉動連接，所述連接軸(32)穿過所述光伏板(5)且與所述光伏板(5)固接。

6.根據權利要求1所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述過濾箱(15)固接并連通有第一連接管(16)，所述第一連接管(16)與所述澆灌管(11)連通，所述儲水箱(9)固接并連通有第二連接管(17)，所述第二連接管(17)固接并連通有進水管(14)，所述進水管(14)一端與所述過濾箱(15)連通，所述進水管(14)另一端與外部水源連通。

7.根據權利要求6所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述儲水箱(9)遠離所述第二連接管(17)的一側固接并連通有排水管(18)。

8.根據權利要求1所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述儲水箱(9)頂部可拆卸連接有防護網(10)。

9.根據權利要求1所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述驅鳥結構(13)包括與所述種植箱(8)底面固接的支撐桿，所述支撐桿頂部固接有托盤。

10.根據權利要求2所述的城市建設用組合式光伏-綠色屋頂裝置，其特征在于：所述防護板(27)包括若干等間隔設置的長板(29)，相鄰兩所述長板(29)之間通過若干繩索(30)連接。

技術總結
本發明公開一種城市建設用組合式光伏?綠色屋頂裝置，包括底板，底板頂面固接有種植箱，種植箱內填充有生長基質層、過濾層和排水層，并在土壤中設置濕度傳感器，種植箱一側設有儲水箱，儲水箱一側設有過濾箱，過濾箱分別與澆灌管和儲水箱連通，儲水箱另一頭與排水管網相連，超過儲水箱儲水能力的雨水會從排水管網中排走，裝置具有帶有光伏系統的防護機構，應對極端惡劣天氣的同時可有效利用太陽能。本發明注重提升城市綠地面積和城市韌性，具有雨洪管理、熱島效應控制、節約能源等功能，通過光伏?生物耦合系統，最大程度發揮二者的生態和環境價值。使用該發明可促進減少城市雨洪災害、促進人與自然的和諧共生，實現可持續發展。

技術研發人員：羅夢玲,章孫遜,張守紅,張帆,張鵬,閆婧,朱畢生,胡健,陳娟
受保護的技術使用者：北京林業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28