翻板式日光光伏发电与月光光伏发电互补的光伏供电站的制作方法

文档序号:12374369阅读:365来源:国知局

本发明涉及翻板式日光光伏发电与月光光伏发电互补的光伏供电站,属于新能源应用技术领域。



背景技术:

地球上的自然界中能够反复使用,并且可再生速率比消耗速率快的能源,都称为可再生能源。可再生能源的基本源泉是太阳和月亮。

太阳在核聚变的过程中释放出巨大的太阳能,人类在地球上使用的各种能源,其最初能源都是太阳。太阳能电池通过光伏效应接收光能转换成电能输出,在光伏发电的过程中不排放二氧化碳、二氧化硫等温室气体,太阳能引起地球上的大气循环,人类利用太阳能转换的风能进行风力发电,在风力发电的过程中,同样不排放二氧化碳、二氧化硫等温室气体,大力提倡光伏发电和风力发电,可以减缓空气污染,缓解地球上的气候变化。

太阳的直径约为138万公里,地球的直径约为38万公里,月球永远以同一面对着地球,其照射到地球上的月亮光的源泉是反射的太阳光,因为月亮是一个固体星球,其本身不能发光。人类将照射到地球表面上的太阳光和月亮光充分利用好,就能满足人类社会对能源的全部需求,过去的二百年中大量、直接燃烧宝贵的石油和煤炭化石资源,向空气中排放大量的二氧化碳、二氧化硫等温室气体,造成空气污染、气候变暖,地球上不少国家和地区出现雾霾天气,损害人体健康。巴黎协定签订后,世界上许多国家加快了太阳光能的利用步伐,但月亮光能的结合利用工作刚才起步。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供翻板式日光光伏发电与月光光伏发电互补的光伏供电站。

2016年7月7日,全国永久基本农田划定工作现场会在杭州召开。为保障国家粮食安全,促进现代农业发展,对划定的永久基本农田实行特殊保护。全国各地不会批准用基本农田保护区的土地资源来建造光伏发电站。为了给太阳能电池的安装地点找到出路,一些光伏企业纷纷到沙漠边缘地区去建造光伏电站,沙漠、半沙漠地区的光伏电站运营一段时间后,沙尘暴吹起的沙尘落在太阳能电池的表面上,会阻挡太阳能电池充分吸收阳光的照射,降低太阳能电池的光电转换效率,减少光伏发电量。夏天沙漠地区的高温环境对耐热性不好的太阳能电池进行光伏发电是不利的,高温环境会减少太阳能电池的发电量。有些地区倡导在屋顶上安装光伏发电装置,取得良好的成绩,但由于种种原因,增加安装面积的速度不算很快。千方百计充分利用照射到地球表面的太阳光和月亮光来开发清洁能源,对保护人类居住的地球上的生态环境,减少空气污染,保护人体健康是有益的。利用有限的土地面积建造能够同时利用太阳光和月亮光的光伏发电站,提高单位面积土地上的发电量是本发明的目的。

光敏自控翻板旋转装置甲和光敏自控翻板旋转装置乙各有内置的光敏传感器自动控制器件,能够分别自动控制太阳能电池甲和太阳能电池乙、太阳能电池丙和太阳能电池丁的自动翻转。白天太阳光照射强度大,光敏自控翻板旋转装置甲驱动安装在光伏组件支撑架甲上的翻板圆形轴甲上的太阳能电池甲和太阳能电池乙旋转至太阳能电池甲的表面朝上、太阳能电池乙的表面朝下的位置,适合在日光照射下使用的太阳能电池甲吸收太阳光中相关波长的光线进行光伏发电。夜间月亮照射强度小,光敏自控翻板旋转装置甲驱动安装在光伏组件支撑架甲上的翻板圆形轴甲上的太阳能电池甲和太阳能电池乙旋转至太阳能电池甲的表面朝下、太阳能电池乙的表面朝上的位置,适合在月光照射下使用的太阳能电池乙吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电。白天太阳光照射强度大,光敏自控翻板旋转装置乙驱动安装在光伏组件支撑架乙上的翻板圆形轴乙上的太阳能电池丙和太阳能电池丁旋转至太阳能电池丙的表面朝上、太阳能电池丁的表面朝下的位置,适合在日光照射下使用的太阳能电池丙吸收太阳光中相关波长的光线进行光伏发电,夜间月亮照射强度小,光敏自控翻板旋转装置乙驱动安装在光伏组件支撑架乙上的翻板圆形轴乙上的太阳能电池丙和太阳能电池丁旋转至太阳能电池丁的表面朝上、太阳能电池丙的表面朝下的位置,适合在月光照射下使用的太阳能电池丁吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电。

光敏自控翻板旋转装置甲驱动太阳能电池甲和太阳能电池乙旋转的动力由内置的锂离子电池甲提供,光敏自控翻板旋转装置乙驱动太阳能电池丙和太阳能电池丁旋转的动力由内置的锂离子电池乙提供。

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

由太阳能电池甲1、太阳能电池乙2、光敏自控翻板旋转装置甲3、滚珠轴承甲4、光伏组件支撑架甲5、导电线6、控制器甲7、太阳能电池丙8、太阳能电池丁9、光敏自控翻板旋转装置乙10、滚珠轴承乙11、光伏组件支撑架乙12、控制器乙13、汇流箱14、逆变器15、储能电池16、控制开关17、用电器18共同组成;

在光伏供电站的地面上,自右向左并排式竖立光伏组件支撑架甲5和光伏组件支撑架乙12,在光伏组件支撑架甲5的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置甲3,在光伏组件支撑架甲5的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承甲4,在光敏自控翻板旋转装置甲3与滚珠轴承甲4之间安装翻板圆形轴甲,在翻板圆形轴甲上安装背面胶合在一起的太阳能电池甲1和太阳能电池乙2,白天,太阳能电池甲1在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,位于太阳能电池甲1的背面的太阳能电池乙2的表面朝向下方,太阳光照射不到背面的太阳能电池乙2,夜间,太阳能电池乙2在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,位于太阳能电池乙2的背面的太阳能电池甲1的表面朝向下方,月亮光照射不到背面的太阳能电池甲1,太阳能电池甲1和太阳能电池乙2的上、下位置随着白天与黑夜的变化发生相应的上位与下位的对换,在太阳能电池甲1和太阳能电池乙2的下方安装控制器甲7,在光伏组件支撑架乙12的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置乙10,在光伏组件支撑架乙12的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承乙11,在光敏自控翻板旋转装置乙10与滚珠轴承乙11之间安装翻板圆形轴乙,在翻板圆形轴乙上安装背面胶合在一起的太阳能电池丙8和太阳能电池丁9,白天,太阳能电池丙8在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,位于太阳能电池丙8的背面的太阳能电池丁9的表面朝向下方,太阳光照射不到背面的太阳能电池丁9,夜间,太阳能电池丁9在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,位于太阳能电池丁9的背面的太阳能电池丙8的表面朝向下方,月亮光照射不到背面的太阳能电池丙8,太阳能电池丙8和太阳能电池丁9的上、下位置随着白天与黑夜的变化发生相应的上位与下位的对换,在太阳能电池丙8和太阳能电池丁9的下方安装控制器乙13,在控制器甲7和控制器乙13的中间安装汇流箱14,在汇流箱14的下方安装逆变器15,在光伏供电站的附近安装储能电池16、控制开关17和用电器18。

太阳能电池甲1和太阳能电池乙2通过导电线6与控制器甲7连接,控制器甲7通过导电线6与汇流箱14连接,太阳能电池丙8和太阳能电池丁9通过导电线6与控制器乙13连接,控制器乙13通过导电线6与汇流箱14连接,汇流箱14通过导电线6与逆变器15连接,逆变器15通过导电线6与储能电池16、控制开关17和用电器18连接。

太阳能电池甲1和太阳能电池丙8是适合在日光照射下进行光伏发电的单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或钙钛矿太阳能电池。

太阳能电池乙2和太阳能电池丁9是适合在月光照射下进行光伏发电的铜硒镓硒太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:①使光伏供电站做到了夜以继日、日日夜夜持续不断的进行光伏发电。现有的光伏供电站中安装的太阳能电池绝大部分是适合在日光照射下进行光伏发电的多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池,在白天,多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池能够吸收太阳光中相关波长的光线进行光伏发电,但在夜间,多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池不能吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电,因为太阳光和月亮光的光线的波长有所不同,不同类型的太阳能电池需要吸收对应波长的光线才能进行光伏发电,本发明中的太阳能电池甲和太阳能电池丙就是适合在日光照射下进行光伏发电的多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池。本发明中的太阳能电池乙和太阳能电池丁是适合在月光照射下进行光伏发电的铜铟镓硒太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池,在夜间,将铜铟镓硒太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池的表面翻转朝上,接受月亮光的照射,吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电,所以能使光伏供电站做到夜以继日、日日夜夜持续不断的进行光伏发电。②提高了用于建造光伏供电站的土地资源和光伏支架、导电线、控制器、逆变器、汇流箱等配套设备的利用效率。③在有关的旅游风景区建造这类光伏电站,可以同时宣传太阳文化和月亮文化,普及科学知识。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

日光光伏发电与月光光伏发电都是前途无量的朝阳产业。1883年,最早的太阳能电池的光电转换效率只有1%,1956年光电转换效率提高到6%,1990年单晶硅太阳能电池的光电转换效率达到20%,遍布世界各国的光伏供电站普遍采用光电转换效率达到16%以上的多晶硅太阳能电池和光电转换效率达到20%以上的单晶硅太阳能电池,近年来,钙钛矿太阳能电池的研究进展快,一种钙钛矿结构的有机太阳能电池的光电转换效率达到50%,为目前市场上太阳能电池光电转换效率的2倍,能有效将更多波长的太阳光转化为电力,大幅度降低太阳能电池的使用成本。太阳能光伏发电已经成为人类建设低碳社会的关键技术。人类利用月亮光进行光伏发电刚才开始,目前发现的能在月光照射下进行光伏发电的铜铟镓硒太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池的月光光伏发电的光电转换效率均在5%以下,发电量是有限的,需要加强月光照射下的太阳能电池的研究,提高利用月亮光进行光伏发电的效率。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述:

由太阳能电池甲1、太阳能电池乙2、光敏自控翻板旋转装置甲3、滚珠轴承甲4、光伏组件支撑架甲5、导电线6、控制器甲7、太阳能电池丙8、太阳能电池丁9、光敏自控翻板旋转装置乙10、滚珠轴承乙11、光伏组件支撑架乙12、控制器乙13、汇流箱14、逆变器15、储能电池16、控制开关17、用电器18共同组成;

在光伏供电站的地面上,自右向左并排式竖立光伏组件支撑架甲5和光伏组件支撑架乙12,在光伏组件支撑架甲5的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置甲3,在光伏组件支撑架甲5的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承甲4,在光敏自控翻板旋转装置甲3与滚珠轴承甲4之间安装翻板圆形轴甲,在翻板圆形轴甲上安装背面胶合在一起的太阳能电池甲1和太阳能电池乙2,白天,太阳能电池甲1在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,位于太阳能电池甲1的背面的太阳能电池乙2的表面朝向下方,太阳光照射不到背面的太阳能电池乙2,夜间,太阳能电池乙2在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,位于太阳能电池乙2的背面的太阳能电池甲1的表面朝向下方,月亮光照射不到背面的太阳能电池甲1,太阳能电池甲1和太阳能电池乙2的上、下位置随着白天与黑夜的变化发生相应的上位与下位的对换,在太阳能电池甲1和太阳能电池乙2的下方安装控制器甲7,在光伏组件支撑架乙12的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置乙10,在光伏组件支撑架乙12的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承乙11,在光敏自控翻板旋转装置乙10与滚珠轴承乙11之间安装翻板圆形轴乙,在翻板圆形轴乙上安装背面胶合在一起的太阳能电池丙8和太阳能电池丁9,白天,太阳能电池丙8在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,位于太阳能电池丙8的背面的太阳能电池丁9的表面朝向下方,太阳光照射不到背面的太阳能电池丁9,夜间,太阳能电池丁9在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,位于太阳能电池丁9的背面的太阳能电池丙8的表面朝向下方,月亮光照射不到背面的太阳能电池丙8,太阳能电池丙8和太阳能电池丁9的上、下位置随着白天与黑夜的变化发生相应的上位与下位的对换,在太阳能电池丙8和太阳能电池丁9的下方安装控制器乙13,在控制器甲7和控制器乙13的中间安装汇流箱14,在汇流箱14的下方安装逆变器15,在光伏供电站的附近安装储能电池16、控制开关17和用电器18。

太阳能电池甲1和太阳能电池乙2通过导电线6与控制器甲7连接,控制器甲7通过导电线6与汇流箱14连接,太阳能电池丙8和太阳能电池丁9通过导电线6与控制器乙13连接,控制器乙13通过导电线6与汇流箱14连接,汇流箱14通过导电线6与逆变器15连接,逆变器15通过导电线6与储能电池16、控制开关17和用电器18连接。

太阳能电池甲1和太阳能电池丙8是适合在日光照射下进行光伏发电的单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或钙钛矿太阳能电池。

太阳能电池乙2和太阳能电池丁9是适合在月光照射下进行光伏发电的铜硒镓硒太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池。

在光伏供电站的右侧的地面上设置光伏组件支撑架甲,在光伏组件支撑架甲的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置甲,在光伏组件支撑架甲的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承甲,在光敏自控翻板旋转装置甲与滚珠轴承甲之间安装翻板圆形轴甲,在翻板圆形轴甲上安装背面胶合在一起的太阳能电池甲和太阳能电池乙,白天,太阳能电池甲在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,吸收太阳光中相关波长的光线进行光伏发电,位于太阳能电池甲的背面的太阳能电池乙的表面朝下,太阳光照射不到背面的太阳能电池乙。夜间,太阳能电池乙在翻板圆形轴甲上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电,位于太阳能电池乙的背面的太阳能电池甲的表面朝下,月亮光照射不到背面的太阳能电池甲,太阳能电池甲和太阳能电池乙的上、下位置随着白天与黑夜的变化发生相应的上位与下位的对换。在光伏组件支撑架乙的右侧支撑杆的顶端安装光敏自控翻板旋转装置乙,在光伏组件支撑架乙的左侧支撑杆的顶端安装滚珠轴承乙,在光敏自控翻板旋转装置乙与滚珠轴承乙之间安装翻板圆形轴乙,在翻板圆形轴乙上安装背面胶合在一起的太阳能电池丙和太阳能电池丁,白天,太阳能电池丙在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收太阳光的照射,吸收太阳光中相关波长的光线进行光伏发电,位于太阳能电池丙的背面的太阳能电池丁的表面朝下,太阳光照射不到背面的太阳能电池丁,夜间,太阳能电池丁在翻板圆形轴乙上翻转至表面朝向上方时,其表面接收月亮光的照射,吸收月亮光中相关波长的光线进行光伏发电,位于太阳能电池丁的背面的太阳能电池丙的表面朝向下方,月亮光照射不到背面的太阳能电池丙。现有的光伏供电站,只安装有适合在日光照射下产生电流的单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池,没有安装适合在月光照射下产生电流的铜铟镓硒太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池,更没有翻转太阳能电池板的装置,因此,只能在白天发电,夜间不能发电。本发明中的光伏供电站,既安装有适合日光照射下产生电流的太阳能电池甲和太阳能电池丙,同时安装有适合月光照射下产生电流的太阳能电池乙和太阳能电池丁,更安装有可以随着日光和月光的光照强度的变化、能够通过光敏自控翻板旋转装置甲和光敏自控翻板旋转装置乙在白天分别翻动太阳能电池甲和太阳能电池丙的表面朝向太阳光,在夜间分别翻动太阳能电池乙和太阳能电池丁的表面朝向月亮光进行光伏发电,实现了光伏供电站夜以继日、日日夜夜发电的梦想,实现了光伏供电站白天大量发电,夜间少量发电的初步目标,随着有关太阳能电池的科技进步,白天和夜间的发电量都可以不断提高。江西省宜春市同时拥有丰富的太阳光资源和月亮光资源的、需要结合旅游宣传‘月亮文化’的明月山风景区是适宜实施本专利的地区之一。

现举出实施例如下:

实施例一:

在光伏供电站的地面上分别设置光伏组件支撑架甲和光伏组件支撑架乙,在光伏组件支撑架甲上安装单晶硅太阳能电池甲、铜铟镓硒太阳能电池乙、光敏自控翻板旋转装置甲、翻板圆形轴甲、滚珠轴承甲、导电线,在光伏组件支撑架乙上安装单晶硅太阳能电池丙、铜铟镓硒太阳能电池丁、光敏自控翻板旋转装置乙、翻板圆形轴乙、滚珠轴承乙、导电线,单晶硅太阳能电池甲和单晶硅太阳能电池丙适合接收日光中相关波长的光线照射、产生电流,铜铟镓硒太阳能电池乙和铜铟镓硒太阳能电池丁适合接收月光中相关波长的光线照射、产生电流,光敏自控翻板旋转装置甲和光敏自控翻板旋转装置乙在白天分别翻转单晶硅太阳能电池甲和单晶硅太阳能电池丙的表面朝向太阳光,在夜间分别翻转铜铟镓硒太阳能电池乙和铜铟镓硒太阳能电池丁的表面朝向月亮光,从而实现了光伏供电站既能在白天发电,又能在夜间发电,提高了光伏供电站占用的土地资源和相关设备的利用效率。

实施例二:

在光伏供电站的地面上分别设置光伏组件支撑架甲和光伏组件支撑架乙,在光伏组件支撑架甲上安装多晶硅太阳能电池甲、多晶硅薄膜太阳能电池乙、光敏自控翻板旋转装置甲、翻板圆形轴甲、滚珠轴承甲、导电线,在光伏组件支撑架乙上安装多晶硅太阳能电池丙、非晶硅薄膜太阳能电池丁、光敏自控翻板旋转装置乙、翻板圆形轴乙、滚珠轴承乙、导电线,多晶硅太阳能电池甲和非晶硅太阳能电池丙适合接收日光中相关波长的光线照射、产生电流,多晶硅太阳能电池乙和非晶硅薄膜太阳能电池丁适合接收月光中相关波长的光线照射、产生电流,光敏自控翻板旋转装置甲和光敏自控翻板旋转装置乙在白天分别翻转多晶硅太阳能电池甲和多晶硅太阳能电池丙的表面朝向太阳光,在夜间分别翻转非晶硅薄膜太阳能电池乙和非晶硅薄膜太阳能电池丁的表面朝向月亮光,从而实现了光伏供电站既能在白天发电,又能在夜间发电,提高了光伏供电站占用的土地资源和相关设备的利用效率。

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