一种除霾光电池板装置的制作方法

文档序号:13108973
技术领域本实用新型涉及一种光电转换装置,特别是可以提高光电池板的光电转换效率及净化空气效率的除霾光电池板装置。

背景技术:
二氧化硫、氮氧化物以及可吸入微小入颗粒物是雾霾的主要组成部分,随着环境污染问题的日渐严峻,雾霾已经成为很多地区人们倍加关注的污染重点,如何减小雾霾对人们健康的危害,是当前净化空气研究的重要课题。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,将其涂布于基材表面,在紫外光线的作用下,可以产生强烈催化降解功能,能够有效地降解空气中有毒有害气体,杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。现有吸霾光电池板是利用二氧化钛活性材料做光触媒,喷涂在光电池板的表面形成光触媒净化膜,该吸霾光电池板在高效光伏发电的同时起到净化局部环境的作用。光触媒净化膜的核心成分锐钛矿相纳米TiO2受日光照射后生成氢氧自由基,与空气中有机物质反应后既生成无毒的无机物,高效分解甲醛、苯、氨气等,将其转化成CO2和H2O,氧化去除大气中的氮氧化物、硫化物,以及各类臭气。二氧化钛光触媒产生作用时,必须有紫外线照射,而紫外线又广泛存在于太阳光或日光灯的光线中。现有吸霾光电池板在雾霾严重时,由于光强不足,使光触媒净化效率大打折扣;而且在夜晚无光照情况下,吸霾光电池也不能起到消减雾霾影响的作用。此外,长期放置在室外的吸霾光电池板的板面很容易积灰尘,灰尘会影响到太阳能电池板上光线的穿透率,也降低了光电转化效率。

技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种可根据外界光强条件进行灯光补偿,实现全天候工作,以提高空气净化效率的除霾光电池板装置。本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:一种除霾光电池板装置,包括底座,底座上设有蓄电池和涂覆光触媒净化膜的光电池板,所述装置设有补光除霾机构和控制机构,补光除霾机构由固定光源和活动光源组件构成,所述光电池板安装在框架上,固定光源设置在框架处,所述活动光源组件包括光源架电机、丝杠、丝母、光源架和活动光源,光源架电机安装在与框架固定的支撑板上,光源架电机与丝杠传动连接,丝杠两端由支撑架支撑,丝杠、丝母螺纹配合,丝母固接光源架一端,光源架上安装活动光源;控制机构包括单片机、第一光强传感器SG1,第一光强传感器将采集的环境光线强度信号传输至单片机,当环境光线强度不足时,启动光源架电机正向旋转,驱动光源架运动至光电池板中部并开启固定光源和活动光源对光电池板补光照射,当环境光线强度充足时光源电机反向旋转,光源架移动至框架一侧并关闭固定光源和活动光源。上述除霾光电池板装置,增设框架角度调整机构,框架角度调整机构包括两套铰支座、角度调整电机、齿轮、齿条、齿条导轨和连杆,铰支座固定在底座上,框架低位侧两端分别与各铰支座铰接,齿条导轨固定在底座上,角度调整电机传动连接齿轮,齿轮啮合齿条,齿条与齿条导轨滑动配合,连杆一端铰接齿条,连杆另一端铰接框架。上述除霾光电池板装置,增设自动清扫机构,清扫机构包括清扫刷,清扫刷位于光源架下部,清扫刷的刷毛触接光电池板,清扫刷的刷杆两侧设有滚轮,框架上下两侧设有清扫刷导轨,各滚轮分别位于各清扫刷导轨内,清扫刷靠近丝母的一端与丝母固接;所述控制机构还设有第二光强传感器SG2,第二光强传感器安装在光电池板上,第二光强传感器将采集的灰尘积累信号传输至单片机,单片机经过参数比较,做出判断,输出控制指令,实现清扫机构对光电池板的往复擦拭动作。上述除霾光电池板装置,框架左右两侧分别设有接近传感器,两接近传感器与单片机电信号连接。上述除霾光电池板装置,光源架远离丝母端设有连接块,连接块上下两端分别固接光源架和清扫刷的刷杆。上述除霾光电池板装置,增设风力发电机,风力发电机安装在底座上,风力发电机的风电转换的电能及光电池板的光电转换的电能连接蓄电池,所述单片机、光源架电机、角度调整电机、固定光源、活动光源的电能取自蓄电池。本实用新型针对解决现有吸霾光电池板除霾效率受紫外线光照影响的问题而设计。所述装置包括涂覆了光触媒膜的光电池板,为实现光电池板的全天候除霾净化,在光电池板周边设置了固定光源,同时为了能够使光源均匀的照射到光电池板的中部,设置了活动光源。当自然光照强度不足时,控制机构自动将固定光源开启,同时驱动活动光源组件的传动机构动作,将光源架移出并将活动光源开启,从而保证光触媒净化膜在均匀、足够的光照条件下高效率将烟雾、甲醛、氮化物、硫化物等有害物,还原分解为无害物质水、二氧化碳、氮硫盐类化合物,达到持续净化环境的效果。此外,本实用新型还设有自动清扫装置,自动清扫装置利用光源架的动力源和传动机构,在控制元件的控制下根据光电池板表面的灰尘状态自动实现清扫除污。采用本实用新型,可以实现吸霾光电池板全天候工作,提高光触媒净化效率,特别是可在雾霾严重的气候条件下保持高效除霾效果,达到净化空气的目的。附图说明下面结合附图对本实用新型作进一步说明。图1是本实用新型的结构示意图;图2是图1的俯视图;图3是补光除霾机构和清扫机构的示意图;图4是控制部分的电原理图。图中各标号清单为:1、底座,2、铰支座,3、框架,4、丝杠,5、光源架,6、丝母,7、活动光源,8、支撑架,9、联轴器,D、光源架电机,10、支撑板,11、蓄电池,12、连杆,13、齿轮,14、齿条,15、齿条导轨,16、风力发电机,17、接近传感器,18、清扫刷,19、固定光源,M、角度调整电机,20、光电池板,21、连接块,22、滚轮,23、清扫刷导轨,SG1、第一光强传感器,SG2、第二光强传感器。具体实施方式参看图1、图2,本实用新型包括底座1,底座上设有蓄电池11、光电池板20、风力发电机16和控制机构(图中未显示)。蓄电池用于储存光电转换及风电转换的电能。光电池板上涂覆光触媒净化膜,光电池板在光伏发电的同时起到除霾净化大气环境的作用,光电池板安装座框架3上。为充分利用太阳光辐照,设置了框架角度调整机构,框架角度调整可根据太阳照射角度调整框架的倾斜角度。框架角度调整机构包括铰支座2、角度调整电机M、齿轮13、齿条14、齿条导轨15和连杆12,两套铰支座固定在底座上,框架的低位侧两端分别与各铰支座铰接,齿条导轨固定在底座上,角度调整电机传动连接齿轮,齿轮啮合齿条,齿条与齿条导轨滑动配合,连杆一端铰接齿条,连杆另一端铰接框架。框架角度调整机构依据太阳的高度进行倾斜角度调整,调整动作由单片机控制。本实用新型还可以设置追日调整机构,使框架可以伴随着太阳的升起和降落进行随动调节,以收获更多的阳光能量。参看图1-图3,为解决光电池板在夜晚、雾霾、阴天等光照不足条件下除霾效果低下的问题,本实用新型设置了补光除霾机构。补光除霾机构由固定光源19和活动光源组件构成,固定电源和活动电源采用紫外线灯或日光灯。固定光源固定安装在框架处。考虑到大面积光电池板仅用固定光源照射范围有限,设置活动光源组件,活动光源组件中的活动光源对光电池板中部进行照射,从而保证对光电池板均匀、充分的照射紫外线光。活动光源组件包括光源架电机D、丝杠4、丝母6、光源架5和活动光源7。光源架电机安装在与框架固定的支撑板10上,光源架电机与丝杠传动连接,丝杠两端由支撑架8支撑,丝杠、丝母螺纹配合,丝母固接光源架的一端,光源架上安装活动光源。活动光源组件的移出和退回动作由控制机构控制完成,控制机构设有采集环境光线强度的第一光强传感器SG1,第一光强传感器安装在框架顶部,第一光强传感器采集环境光强信号,并将其输入至单片机,当单片机判断环境光线强度不足时,启动光源架电机正向旋转,驱动光源架运动至光电池板中部并开启固定光源和活动光源对光电池板补光照射,当环境光线强度充足时光源电机反向旋转,光源架运动至框架一侧并关闭固定光源和活动光源。设置补光除霾机构后,可以保证光触媒净化膜的核心成分锐钛矿相纳米TiO2全天候受紫外线照射后生成氢氧自由基,与空气中有机物质反应后既生成无毒的无机物,高效分解甲醛、苯、氨气等,将其转化成CO2和H2O,氧化去除大气中的氮氧化物、硫化物,以及各类臭气,大大提高光电池板吸霾工作效率。光电池板长期在室外环境工作,各种尘埃落到光电池板表面会严重影响发电效率,为此,本实用新型设置了清扫机构。参看图3,清扫机构的动力源同样来自光源架电机D,并通过丝杠4、丝母6带动清扫刷18往复运动,实现对光电池板除灰清理。清扫机构的清扫刷位于光源架下部,清扫刷的刷毛触接光电池板,清扫刷靠近丝母的一端与丝母固接,清扫刷的刷杆两侧设有滚轮22,框架上下两侧设有清扫刷导轨23,各滚轮分别位于各清扫刷导轨内,导轨和滚轮对清扫刷的往复运动起到导向作用。清扫机构的动作由控制机构控制,控制机构设有第二光强传感器SG2和两个接近传感器17,两接近传感器分别称为左限位传感器SZX和右限位传感器SYX。第二光强传感器安装在光电池板上,两接近传感器分别设置在框架左右两侧。第二光强传感器将采集的灰尘积累信号传输至单片机,单片机经过参数比较,做出判断,输出控制指令,实现清扫机构对光电池板的往复擦拭动作。清扫刷工作时,控制机构设置光源架电机D首先正转,刷杆从右向左运动,清扫刷运动到左限位传感器SZX时,左限位传感器发出信号提示单片机控制光源架电机反转,清扫刷即向右运动;清扫刷靠近右限位传感器SYX,右限位传感器SYX发出信号提示单片机控制光源架电机D再次正转,从而实现往复清刷。接近传感器可以采用霍尔传感器或干簧管。仍参看图3,为实现光源架的稳定运动,在光源架远离丝母端设有连接块21,连接块上下两端分别固接光源架和清扫刷的刷杆,该结构可在光源架运动时通过清扫刷、滚轮和清扫刷导轨实现光源架的运动导向。...
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