太阳能发电装置的制作方法

文档序号:13108782
本申请是申请日为2016-01-02,申请号为2016100053154,发明名称为太阳能发电装置的专利申请的分案申请。技术领域本发明涉及一种太阳能发电装置,属于新能源发电技术领域。

背景技术:
太阳能是指太阳的热辐射能,主要表现就是常说的太阳光线,目前一般用作发电或者为热水器提供能源。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。随着工业文明的不断发展特别是国内环境污染严重,雾霾天气时有发生,经研究主要原因是煤炭燃烧导致,因此当下我们对于新能源的需求越来强烈。传统的化石能源已经不可能满足当前环境的需要,为了避免能源枯竭的困境和环境污染的加剧,目前政府对发展太阳能产业大力支持,从目前新能源发展来看太阳能应该是新能源发展中最重要的一部分。太阳能储量丰富,每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量,相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富,除了贵州高原部分地区外,中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区,目前的太阳能利用率还不到1\/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。太阳能的利用分为“光热”和“光伏”两种,其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式,起源于100多年前的“光生伏打现象”。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种,早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素,主要以小功率离网型为主,满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降,光伏发电的成本不断下降,并网型光伏系统逐步成为主流。温差发电器,是一种静态的固体器件,没有转动部件,体积小、寿命长,工作时无噪声,而且无须维护,成为空间电源研发的热点,大大刺激了温差电技术的发展。汤姆逊效应的物理学解释就是:金属中温度不均匀时,温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。像气体一样,当温度不均匀时会产生热扩散,因此自由电子从温度高端向温度低端扩散,在低温端堆积起来,从而在导体内形成电场,在金属棒两端便引成一个电势差。这种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡为止。如何将太阳能发电和温差发电巧妙结合在一起,就是说太阳能电池在发电的过程中肯定会产生热量。如果将这个热量运到温差发电器,利用温差发电效应将太阳能发电的热能转换为电能,目前这方面的研究文章很少。专利号为2015202003803,发明创造名称为:一种基于太阳能、体温发电的可穿戴设备供电器的实用新型专利提出了一种将太阳能能发电和温差发电的详细的技术方案,但是该技术方案的半导体温差发电的N型半导体和P型半导体的两端一端是利用太阳能发电的余热,另一端是利用人体的体温,虽然可以实现温差发电,但是发电量非常有限。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种太阳能发电装置,该发电装置整合了太阳能发电和半导体温差发电,半导体温差发电的半导体的一端与太阳能电池的端面接触,另一端接触地热能,这样半导体的两端温差大发电量大。为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:1、太阳能发电装置,其特征在于,包括多个薄膜太阳能电池、M个N型半导体、M个P型半导体、导热水管、蓄电池单元、控制器单元、4M个温度传感器、水泵、N个电控阀门、N个水管、太阳能电池板、湿度传感器、电机、固定支架;其中,M≥6,N≥3;所述的N型半导体、P型半导体均呈“工”字型;所述的导热水管的截面呈方形;所述的N个水管的长度不相同,长度范围在5米到200米之间;所述的N型半导体和P型半导体间隔排列,并且相邻的N型半导体和P型半导体之间串联;所述的多个薄膜太阳能电池串联,然后与N型半导体和P型半导体串联,最后给蓄电池单元充电;多个薄膜太阳能电池设置于N型半导体、P型半导体的上表面,并且薄膜太阳能电池与N型半导体、P型半导体的接触面绝缘;所述的导热水管的外表面与N型半导体、P型半导体的下表面绝缘接触;N型半导体、P型半导体的上表面和下表面均设置温度传感器,温度传感器与控制器单元电连接;所述的太阳能电池板通过转轴固定于固定支架顶端,固定支架的顶端设置有电机,电机带动转轴转动;所述的太阳能电池板位于薄膜太阳能电池旁,电机带动转轴转动时能够实现太阳能电池板的上表面与薄膜太阳能电池的上表面重合;所述的太阳能电池板的上表面设置有湿度传感器,湿度传感器与控制器单元电连接;所述的控制器单元控制电机的转动,太阳能电池板输出的电能给蓄电池单元充电;所述的N个水管均垂直于地面,并且设置于地面以下;所述的水管分别通过电控阀门连接水泵的进水口,水泵的出水口连接导热水管的进水口;所述的电控阀门的控制端均连接控制器单元的IO端口,同时控制器单元控制水泵的启动和停止。更加优选的技术方案,所述的控制器单元采用AT89S52单片机。更加详尽的技术方案,所述的水泵的进水口可以通过一个多输入单输出的转换装置连接每个水管的电控阀门的输出口。更加详尽的技术方案,所述的电控阀门采用单片机可以直接控制的电动阀门。2、一种太阳能发电装置的制造方法,其特征在于,包括多个薄膜太阳能电池、M个N型半导体、M个P型半导体、导热水管、蓄电池单元、控制器单元、4M个温度传感器、水泵、N个电控阀门、N个水管、太阳能电池板、湿度传感器、电机、固定支架;其中,M≥6,N≥3;所述的N型半导体、P型半导体均呈“工”字型;所述的导热水管的截面呈方形;所述的N个水管的长度不相同,长度范围在5米到200米之间;第一步:所述的N型半导体和P型半导体间隔排列,并且相邻的N型半导体和P型半导体之间串联;所述的多个薄膜太阳能电池串联,然后与N型半导体和P型半导体串联,最后给蓄电池单元充电;第二步:N型半导体、P型半导体的上表面和下表面均设置温度传感器,温度传感器与控制器单元电连接;第三步:多个薄膜太阳能电池通过导热硅胶粘在N型半导体、P型半导体的上表面,并且薄膜太阳能电池与N型半导体、P型半导体的接触面绝缘;所述的导热水管的外表面通过导热硅胶粘在N型半导体、P型半导体的下表面;第四步:太阳能电池板通过转轴固定于固定支架顶端,固定支架的顶端设置有电机,电机带动转轴转动;太阳能电池板设置于位于薄膜太阳能电池旁,电机带动转轴转动时能够实现太阳能电池板的上表面与薄膜太阳能电池的上表面重合;并且,太阳能电池板的上表面设置有湿度传感器,湿度传感器与控制器单元电连接;控制器单元控制电机的转动,太阳能电池板输出的电能给蓄电池单元充电;第五步:所述的N个水管均垂直于地面,并且埋于地面以下;所述的水管分别通过电控阀门连接水泵的进水口,水泵的出水口连接导热水管的进水口。所述的电控阀门的控制端均连接控制器单元的IO端口,同时控制器单元控制水泵的启动和停止。3、一种太阳能发电装置的控制方法,其特征在于,包括多个薄膜太阳能电池、M个N型半导体、M个P型半导体、导热水管、蓄电池单元、控制器单元、4M个温度传感器、水泵、N个电控阀门、N个水管、太阳能电池板、湿度传感器、电机、固定支架;其中,M≥6,N≥3;所述的N型半导体、P型半导体均呈“工”字型;所述的导热水管的截面呈方形;所述的N个水管的长度不相同,长度范围在5米到200米之间;所述的N型半导体和P型半导体间隔排列,并且相邻的N型半导体和P型半导体之间串联;所述的多个薄膜太阳能电池串联,然后与N型半导体和P型半导体串联,最后给蓄电池单元充电;多个薄膜太阳能电池设置于N型半导体、P型半导体的上表面,并且薄膜太阳能电池与N型半导体、P型半导体的接触面绝缘;所述的导热水管的外表面与N型半导体、P型半导体的下表面绝缘接触;N型半导体、P型半导体的上表面和下表面均设置温度传感器,温度传感器与控制器单元电连接;所述的太阳能电池板通过转轴固定于固定支架顶端,固定支架的顶端设置有电机,电机带动转轴转动;所述的太阳能电池板位于薄膜太阳能电池旁,电机带动转轴转动时能够实现太阳能电池板的上表面与薄膜太阳能电池的上表面重合;所述的太阳能电池板的上表面设置有湿度传感器,湿度传感器与控制器单元电连接;所述的控制器单元控制电机的转动,太阳能电池板输出的电能给蓄电池单元充电;所述的N个水管均垂直于地面,并且设置于地面以下;所述的水管分别通过电控阀门连接水泵的进水口,水泵的出水口连接导热水管的进水口;所述的电控阀门的控制端均连接控制器单元的IO端口,同时控制器单元控制水泵的启动和停止。电控阀门的编号为i,i=1,2,…,N;最终打开哪一个电控阀门的具体控制方法:第一步,控制器单元控制水泵启动,然后控制依次打开每个电控阀门5分钟,然后关闭该电控阀门;在每一个电控阀门打开的过程中,控制器单元将N型半导体、P型半导体的上表面的所有温度传感器采集的数值求和然后取平均值,记为Mi;控制器单元将N型半导体、P型半导体的下表面的所有温度传感器采集的数值求和然后取平均值,记为Ni;Mi与Ni作差取绝对值记为Xi,然后保存Xi;第二步,控制器单元控制打开max{Xi
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