一种高效的太阳能电池板立式安装结构的制作方法

本实用新型属于太阳能利用领域，尤其涉及用于海上载体包括船舶、浮标、施工平台等设施的一种高效的太阳能电池板立式安装结构。

背景技术：

目前海上小型载体特别是海况监测类的浮标面临着一个核心的问题，随着监测浮标功用越来越复杂，例如海上浮标测风、测流、测波等功能的增加，使得浮标总体的功耗也越来越大。目前海上载体供能系统中，太阳能电池板供电是一种最为常见的供电方式，常见的太阳能安装方式有：贴于载体平台的表面倾斜安装、水平安装、竖直安装三种方式，这几种安装方式比较简便，但相应着有他们的缺点。

首先我们要了解四个常识：

一、太阳能电池板供电本身有着光电转化效率，即太阳能电池板无法完全把照射到的太阳能转化为电能，而且照射角度不同，其转化效率也不一样，当太阳光直射太阳能电池板时，其转化效率最高，目前市场上的太阳能电池板其光电转化效率一般在15-20%左右，即当太阳光直射太阳能电池板时转化效率为15-20%，也就是即便在直射条件下，太阳光大部分是没有被转化为电能，而是直接反射或者散射消耗掉了；

二、不同纬度，同一时间的太阳光射入的角度是不一样的，即不同纬度地区，相同的太阳能电池板安装方式（此处特指太阳能电池板的安装角度）所产生的电能是不同的，纬度越低，太阳能电池板安装角度越小，其一年内产生的电能越多，一般可以把当地纬度作为太阳能电池板的安装角度，此时一年的太阳光直射的时间最长；

三、太阳光“东升西落”，每个时间段的光照强度是不一样的，早晚的太阳光能量相对较小，而当正午时强度最高，而相对应的，特别是在海上，早晚太阳光的入射角较为水平，中午时分的入射角几乎为垂直，每天在0度到180度之间循环；

四、阴雨天气的时候，太阳光的光线经过云层削弱之后，抵达地面（海面）的能量也相对较小；

了解了这四个常识后，就可以明显的发现常规的太阳能安装方式的弊端了，考虑到太阳能电池板光电转化效率随着太阳光直射角变化而变化的问题，无论是贴着载体表面倾斜安装还是水平或者竖直安装，都没办法最大化的利用太阳能。比如早晨，光线较为水平时，水平安装的太阳能电池板发电功率很小；相对应的，正午时，竖直的太阳能电池板发电功率也会很低；而对于倾斜安装的太阳能电池板，其安装角度无法随着不同纬度变化，无法最大化的产生电能，而且在阴雨天气，其发电效率也会很小。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为一些海上有限空间载体（如中小型浮标）设计一种高效的太阳能电池板的安装结构，以解决上述提到的所有问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种高效的太阳能电池板立式安装结构，包含固定底板和设置在固定底板上方的若干个太阳能电池板安装盘，各太阳能电池板安装盘通过若干根连接杆从上往下可拆卸地固定在一起，且太阳能电池板安装盘之间的位置为倾斜交错排列，位于最下方的太阳能电池板安装盘通过支撑柱根据需要呈一定角度地安装在固定底板上，各太阳能电池板安装盘的正面和背面均安装有太阳能电池板或仅正面安装有太阳能电池板。

作为优选，所述固定底板上方设置有2-8个太阳能电池板安装盘，更优地，设置有3个太阳能电池板安装盘。

作为优选，各太阳能电池板安装盘通过4根连接杆从上往下可拆卸地固定在一起，4根连接杆分别设在太阳能电池板安装盘的边缘位置。

作为优选，所述支撑柱垂直于最下方一块太阳能电池板安装盘设置。更优地，支撑柱为前后左右布置的四根。

作为优选，所述支撑柱与固定底板和最下方一块太阳能电池板安装盘之间通过焊接或通过螺栓固定在一起。当通过螺栓固定在一起时，因为支撑柱为非直接地焊接在太阳能电池板安装盘上，这样可以将每块太阳能电池板安装盘拆卸了再运输，运输上更为方便。

作为优选，所述最下方一块太阳能电池板安装盘的正面安装有太阳能电池板，其他的太阳能电池板安装盘的正面和背面均安装有太阳能电池板或仅正面安装有太阳能电池板。更优地，其他的太阳能电池板安装盘的正面和背面均安装有太阳能电池板。

所述太阳能电池板安装盘正反面均可安装太阳能电池板（当然太阳能电池板只安装单侧面也可以），这样安装的好处：

a.无论是早晨与傍晚，太阳光水平照射；还是正午，太阳光竖直照射下来，都能够保证有足够的直射面，从而最大限度的提高天阳能电池板的光电转化效率。

b.考虑到太阳光大部分都被反射或者散射掉了，根据结构的特殊性，光线会反射到上方的太阳能电池板，原本照射不到的太阳能电池板也能产生电能，从而提高了整体的太阳能发电功率，而且无论是左侧光还是右侧光都能够实现。

c.由于太阳能电池板本身的反射和海水面散射的原因，与常规的安装方式相比，这种新的安装方式还能够大大提高阴雨天气下的发电功率，阴雨天阳光光强本身就弱，单个平面安装的太阳能电池板很难有作用，但是这种立式的安装方式，可以将光线多次反射，从而大大提高太阳能的发电功率。

只要上方空间允许，同时对于此安装结构在海上的稳定性没有重大影响的情况下，太阳能电池板安装盘的数量可以类似的往上添加，不限于3块。

作为优选，位于最下方的太阳能电池板安装盘与固定底板之间的角度为：若该太阳能电池板安装结构安装在载体的一个水平表面，此时该角度为该载体所处海域的纬度值；若安装的载体上没有水平的表面，安装时确保该角度在安装的表面上能保证最下方一个太阳能电池板安装盘与水平面的夹角为当地纬度值。

本实用新型还公开了上述高效的太阳能电池板立式安装结构运用于载体上的使用方法，包含如下步骤：

（1）确定最下方一块太阳能电池板安装盘与固定底板之间的角度并进行安装，角度的确定方法为：

若该太阳能电池板安装结构安装在载体的一个水平表面，此时设置最下方一个太阳能电池板安装盘与固定底板1的角度为该载体所处海域的纬度值，由此，可以根据不同海域纬度调整该角度值，以保证其太阳光直射时间最长。若载体没有水平的表面，那么改变太阳能电池板安装结构的固定底板1与最下方一块太阳能电池板安装盘的角度值，保证最下方一个太阳能电池板安装盘与水平面的夹角为当地纬度值即可；然后将太阳能电池板安装结构上的固定底板1根据上述确定的角度与载体进行固定，作为优选，固定底板1与载体之间用螺栓进行固定。

（2）根据电量需要和上部空间余量确定太阳能电池板安装盘的总数量并进行组装。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的高效的太阳能电池板立式安装结构结构简洁巧妙，可以适应不同纬度的海域，并在不同时间使太阳能光电转化效率尽可能优化，特别是在早晨、傍晚以及阴雨天气，可以尽可能地吸收空间中的阳光，从而将载体所在空间内的太阳能尽可能的转化为电能，为载体内的监测系统提供足够的电力，尽可能长的维持其在海上的正常工作，每个太阳能电池板安装结构可以作为一个整体根据载体空间放置多个在载体上，可以更好的利用太阳能，且安装运输方便，实用性强，值得推广。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为左侧光在太阳能电池片间的反射走向示意图；

图4为右侧光在太阳能电池片间的反射走向示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种高效的太阳能电池板立式安装结构，包含固定底板1和设置在固定底板1上方的3个太阳能电池板安装盘2，各太阳能电池板安装盘2通过4根连接杆3从上往下可拆卸地固定在一起，且太阳能电池板安装盘2之间的位置为倾斜交错排列，位于最下方的太阳能电池板安装盘2通过支撑柱4根据需要呈一定角度地安装在固定底板1上，各太阳能电池板安装盘2的正面和背面均安装有太阳能电池板5或仅正面安装有太阳能电池板5。

4根连接杆3分别设在太阳能电池板安装盘2的边缘位置。

所述支撑柱4垂直于最下方一块太阳能电池板安装盘2设置。支撑柱4为前后左右布置的四根。

所述支撑柱4与固定底板1和最下方一块太阳能电池板安装盘2之间通过螺栓固定在一起。当通过螺栓固定在一起时，因为支撑柱为非直接地焊接在太阳能电池板安装盘上，这样可以将每块太阳能电池板安装盘拆卸了再运输，运输上更为方便。

所述最下方一块太阳能电池板安装盘2的正面安装有太阳能电池板，标记为a，其他的太阳能电池板安装盘2的正面和背面均安装有太阳能电池板，从下往上依次标记为b、c、d、e。

所述太阳能电池板安装盘正反面均可安装太阳能电池板（当然太阳能电池板只安装单侧面也可以），这样安装的好处：

a.无论是早晨与傍晚，太阳光水平照射；还是正午，太阳光竖直照射下来，都能够保证有足够的直射面，从而最大限度的提高天阳能电池板的光电转化效率。

b.考虑到太阳光大部分都被反射或者散射掉了，根据结构的特殊性，光线会反射到上方的太阳能电池板，原本照射不到的太阳能电池板也能产生电能，从而提高了整体的太阳能发电功率，而且无论是左侧光还是右侧光都能够实现，光线反射走向具体如图3和图4所示。

c.由于太阳能电池板本身的反射和海水面散射的原因，与常规的安装方式相比，这种新的安装方式还能够大大提高阴雨天气下的发电功率，阴雨天阳光光强本身就弱，单个平面安装的太阳能电池板很难有作用，但是这种立式的安装方式，可以将光线多次反射，从而大大提高太阳能的发电功率。

只要上方空间允许，同时对于此安装结构在海上的稳定性没有重大影响的情况下，太阳能电池板安装盘的数量可以类似的往上添加，不限于3块。

上述高效的太阳能电池板立式安装结构运用于载体上的使用方法，包含如下步骤：

（1）确定最下方一块太阳能电池板安装盘2与固定底板1之间的角度并进行安装，角度的确定方法为：

若该太阳能电池板安装结构安装在浮体的一个水平表面，此时设置最下方一个太阳能电池板安装盘2与固定底板1的角度为该载体所处海域的纬度值，由此，可以根据不同海域纬度调整该角度值，以保证其太阳光直射时间最长。若载体没有水平的表面，那么改变太阳能电池板安装结构的固定底板1与最下方一块太阳能电池板安装盘2的角度值，保证最下方一个太阳能电池板安装盘2与水平面的夹角为当地纬度值即可；然后将太阳能电池板安装结构上的固定底板1根据上述确定的角度与载体进行固定，固定底板1与载体之间用螺栓进行固定。

（2）根据电量需要和上部空间余量确定太阳能电池板安装盘的总数量并进行组装。

本实用新型的高效的太阳能电池板立式安装结构结构简洁巧妙，可以适应不同纬度的海域，并在不同时间使太阳能光电转化效率尽可能优化，特别是在早晨、傍晚以及阴雨天气，可以尽可能地吸收空间中的阳光，从而将载体所在空间内的太阳能尽可能的转化为电能，为载体内的监测系统提供足够的电力，尽可能长的维持其在海上的正常工作，每个太阳能电池板安装结构可以作为一个整体根据载体空间放置多个在载体上，可以更好的利用太阳能，且安装运输方便，实用性强，值得推广。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。