专利名称：用于移动物体的太阳能采光供电装置的制作方法
技术领域：
一种用于移动物体的太阳能采光供电装置，涉及用于汽车太阳能采光供电装置的改进。
背景技术：
在当前能源危机和汽车尾气CO2的排放过量过度、造成环境污染和气候变暖等严 峻问题的国际环境下，寻求开发新能源，特别是开发太阳能刻不容缓。据测算，全球6亿多 辆常规能源汽车其排放量占全球总量的三分之一。因此，大力发展清洁能源，尤其是发展太 阳能动力汽车，势在必行。为了获取足够的太阳光能给移动物体特别是汽车，目前国内外汽 车制造商所着眼的太阳能动力系统设计，就是采用尽量在汽车顶层和在车身表面铺设大量 太阳能电池组件的设计思路，但由于受到汽车顶层表面和在车身表面积的局限，以及汽车 是以动态运行，使太阳光对车顶太阳能光能电池面的入射角不断变化，造成太阳能光能电 池采光不稳定，从而难以获取足够的功率，满足不了汽车动力的大功率需要，且阻力大，影 响美观，形成瓶颈问题，因而难以推广应用。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于移动物体的太阳能采光供电装置，在减少太 阳能电池面积的同时，可以缩小在移动物体比如汽车上安置的太阳能采光供电装置的体 积，而且可以自由扩充受光量的面积，使移动物体比如汽车可以完全采用太阳能这种最清 洁的能源，充分满足汽车能源真正转换。本实用新型所说的这种用于移动物体的太阳能采光供电装置，由二维追踪太阳聚 光器1、太阳时钟盘2、南北定向盘3、光导管及光纤4、太阳能电池模块集箱包5、汽车马达电 机6、蓄电池组合7组成，其中太阳时钟盘2和南北定向盘3同轴连接，二维追踪太阳聚光 器1安置在太阳时钟盘2和南北定向盘3的中轴上方与太阳时钟盘2同轴，二维追踪太阳 聚光器1连同太阳时钟盘2安置在移动物体顶部的外面，太阳能电池模块集箱包5和蓄电 池组合7放置在移动物体室内的车尾行李箱，汽车马达电机6放置在移动物体的车头，光导 管及光纤4一端连接二维追踪太阳聚光器1的输出端，另一端通过太阳时钟盘2的同轴管 连接到放置在移动物体室内的太阳能电池模块集箱包5的输入端a，太阳能电池板集箱包5 的输出端b接往蓄电池组合7的输入端d，蓄电池组合7的输出端通过电源线10 —路接往 汽车马达电机6的输入端c，另一路直接接往二维追踪太阳聚光器1、太阳时钟盘2和南北 定向盘3的输入端。采用了本实用新型所说结构的这种用于移动物体的太阳能采光供电装置，由于二 维追踪太阳聚光器1在移动物体(汽车等)室外运动的过程中，始终通过GPS确定经纬度 及通过南北定向盘3修正太阳时钟盘2的方位，太阳时钟盘2同时通过太阳赤纬弧型齿轮 控制太阳时角，控制二维追踪太阳聚光器1的俯仰倾角，始终保证二维追踪太阳聚光器1 的采光器8对准太阳采光，因此可以减少在汽车顶层和在车身表面铺设大量太阳能电池组件，从而扩大功率、缩减面积，对于汽车太阳能装置降低成本，目前应用在小型汽车和工程车的运行有着很好前景；由于在本实用新型所说的这种用于移动物体的太阳能采光供电装 置中，采用了将太阳能电池模块集叠立体化，从而保证了放置在移动物体上光电能装置的 体积缩小。
图1是本实用新型所说的用于移动物体的太阳能采光供电装置的结构示意图；图2是本实用新型所说的用于移动物体的太阳能采光供电装置中的太阳能电池 模块集箱包结构示意图；图3是本实用新型所说的用于移动物体的太阳能采光供电装置中采用双焦点聚 光采光器结构的用于移动物体的太阳能采光供电装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型所说的用于移动物体的太阳能采光供电装
置的结构。如图1所示，本实用新型所说的这种用于移动物体的太阳能采光供电装置，由二 维追踪太阳聚光器1、太阳时钟盘2、南北定向盘3、光导管及光纤4、太阳能电池模块集箱包 5、汽车马达电机6、蓄电池组合7组成，其中太阳时钟盘2和南北定向盘3同轴连接，二维追 踪太阳聚光器1安置在太阳时钟盘2和南北定向盘3的中轴上方与太阳时钟盘2同轴，二 维追踪太阳聚光器1连同太阳时钟盘2安置在移动物体顶部的外面，太阳能电池模块集箱 包5和蓄电池组合7放置在移动物体室内的车尾行李箱，汽车马达电机6放置在移动物体 的车头，光导管及光纤4 一端连接二维追踪太阳聚光器1的输出端，另一端通过太阳时钟盘 2的同轴管连接到放置在移动物体室内的太阳能电池模块集箱包5的输入端a ；太阳能电池 模块集箱包5的输出端b—路接往汽车马达电机6的输入端c，另一路接往蓄电池组合7的 输入端d。聚光焦点通过光导管4端射分散光纤引入太阳能电池模块集箱包5，光纤是侧光 辐射近零距离照射太阳能电池，使之光伏发电。发电后通过控制器、逆变器直接供给电机马 达6运行。另一迴路输入蓄电池组合7储电备用。如图2所示，本实用新型所说的这种用于移动物体的太阳能采光供电装置，所说 的太阳能电池模块集箱包5呈立体箱，箱内等距离排列安置太阳能电池模块或薄膜电池片 9，电池模块或薄膜电池片9之间的排列间隙H为20-100毫米，在电池模块或薄膜电池片9 的间距H中，放置有从二维追踪太阳聚光器1的光导管或光纤4，光导管及光纤4采用端射 光导管或侧光幅射光纤，其直径D小于每两片模板9之间的排列间隙H的距离。由于将太 阳能电池模块分层间隔排列，光导管或光纤4分布在电池模块或薄膜电池片9间隙H内形 成近零距离辐射。蓄电池要选择体积小功率大，寿命长的产品，例如镍氢或锂离子蓄电池和 铁动力电池。如图3所示，本实用新型所说的这种用于移动物体的太阳能采光供电装置，为了 提高对太阳能采光供电装置的采光功率，适应较大型功率车型光伏需要，所说的二维追踪 太阳聚光器1可以采用双焦点聚光采光器8，而采用半凹椭圆球面反射镜作为二维追踪太 阳聚光器1的底盘，这样就可以在同一时间获取单焦点采光聚光器两倍的光伏。[0013]在同等光伏的指标条件下，采用太阳时钟跟踪聚光比平面固定太阳能电池列阵 生产光伏优越，可解决由于太阳走动，照射平面不均勻，故转换率和吸光率低(原只有 16-33%，有60%以上光能浪费了)，因而造成功率低，成本高的瓶颈问题。具体归纳如下①按球面公式4 Π R2与展开面积Π R2比较，两者相差4倍，故可节省材料减轻成 本。②太阳时钟半凹球体聚光与平面非聚光相比，其光照强度增大，照射面均勻。球体 同步追踪太阳，使太阳电池充分吸光，据测算，光电转换率可提高3倍以上。③本系统直接利用自然阳光引入室内直接照明和光伏发电。④其装置立体化，多型化(例如可设计成半球型，半椭球型，半圆柱型、立体箱 等)，可缩少空间。采用了本实用新型所说结构的用于移动物体的太阳能采光供电装置，可直接安装 在电动车上，无需重新改造车身大小形状，可充分利用车内和车尾行李厢的空间，亦可附加 安装在车身外部。为减少风力和运行的阻力，车顶可设置透明的流线型挡风板。据初步 测算，若以集箱包(方型或圆柱型)，按60*50*50cm作为单包组合的太阳能电池模块集箱 包，电池转换率按20%计，车尾箱容积平均2000L，如设置合计15m2电池板的组合集箱包可 产电功率2KW，电压120V，电流10A，设一天IOh跟踪太阳可产电20度，再配合蓄电池储电 30KW，则对于车自重约500kg的汽车而言，每天可供500km行驶，车速可达100km/h，可以爬 坡度等于或小于25%，这样可以实现汽车尾气CO2零排放。通过天文计算真太阳时运行轨 道，通过修正聚光菱镜的经纬度和太阳时角，实现真太阳时与地球标准时的同步运行，从而 保证太阳光直射在聚光器上，其入射角保持在90°，以获取最大能量和光照度，同时产生光 伏，在汽车内部储备光伏。减少太阳能电池的面积，而且大部分太阳光能直接长期免费供给 汽车作为动力使用，只要一次性投入有关采光设备与太阳电池模板和光导材料的费用，就 能大大降低成本，经济上合算，又可实现节能减排。
权利要求一种用于移动物体的太阳能采光供电装置，由二维追踪太阳聚光器(1)、太阳时钟盘(2)、南北定向盘(3)、光导管及光纤(4)、太阳能电池模块集箱包(5)、汽车马达电机(6)、蓄电池组合(7)组成，其特征在于所说的太阳时钟盘(2)和南北定向盘(3)同轴连接，二维追踪太阳聚光器(1)安置在太阳时钟盘(2)和南北定向盘(3)的中轴上方与太阳时钟盘(2)同轴，二维追踪太阳聚光器(1)连同太阳时钟盘(2)安置在移动物体顶部的外面，太阳能电池模块集箱包(5)和蓄电池组合(7)放置在移动物体室内的车尾行李箱，汽车马达电机(6)放置在移动物体的车头，光导管及光纤(4)一端连接二维追踪太阳聚光器(1)的输出端，另一端通过太阳时钟盘(2)的同轴管连接到放置在移动物体室内的太阳能电池模块集箱包(5)的输入端a，太阳能电池板集箱包(5)的输出端b一路接往蓄电池组合(7)的输入端d，蓄电池组合(7)的输出端通过电源线(10)一路接往汽车马达电机(6)的输入端c，另一路直接接往二维追踪太阳聚光器(1)、太阳时钟盘(2)和南北定向盘(3)的输入端。
2.根据权利要求1所说的用于移动物体的太阳能采光供电装置，其特征在于所说的太 阳能电池模块集箱包(5)采用单晶硅或薄膜非晶硅电池模板(9)，每两片模板(9)之间的排 列间隙H可在20-100毫米，光导管及光纤(4)采用端射光导管或侧光幅射光纤，其直径D 小于每两片模板(9)之间的排列间隙H的距离。
3.根据权利要求1所说的用于移动物体的太阳能采光供电装置，其特征在于所说的二 维追踪太阳聚光器(1)采用双焦点聚光器(8)，采用半凹椭圆球面反射镜作为二维追踪太 阳聚光器(1)的底盘。
专利摘要一种用于移动物体的太阳能采光供电装置，由二维追踪太阳聚光器、太阳时钟盘、南北定向盘、光导管及光纤、太阳能电池模块集箱包、汽车马达电机和蓄电池组合组成，二维追踪太阳聚光器安置在太阳时钟盘和南北定向盘的中轴上方与太阳时钟盘同轴，安置在移动物体顶部的外面，光导管及光纤一端连接二维追踪太阳聚光器的输出端，另一端通过太阳时钟盘的同轴管连接到放置在移动物体室内的太阳能电池模块集箱包的输入端。采用了本实用新型所说结构的用于移动物体的太阳能采光供电装置，可以确保二维追踪太阳聚光器在移动物体(汽车等)室外运动的过程中始终对准太阳采光，以获取最大能量和光照度，能直接长期免费供给汽车作为动力使用。
文档编号H02N6/00GK201570880SQ20092026439
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者冯佩明, 陈景行 申请人:陈景行;冯佩明