一种聚光光伏装置的制作方法

文档序号:15599603发布日期:2018-10-02 20:03阅读:168来源:国知局

本实用新型涉及太阳能电池技术领域,特别是涉及一种聚光光伏装置。



背景技术:

随着人们生活水平的提高,越来越多的人喜欢参与登山、徒步、探险等户外活动。而电子设备也渐渐称为人们在某些户外活动中必不可少的装备,例如,最常用的和外界联系的手机。但是电子设备存在一个很大的问题就是需要经常充电。如果用户需要较长时间的待在无供电设备的区域,就需要预先准备足够多的储电设备,而储电设备能够存储的电量有限,且不方便大量携带,极有可能出现用户的电子设备不能够及时充电的情况。而且一旦有意外情况发生,可能导致用户彻底与外界失去联系的危险。

目前,如何利用自然环境中的能量进行发电,是一个很好的解决问题的方向。但是现有的各种利用太阳能、风能等能量进行发电的装置一般都极为复杂,且制造成本高且不方便携带,并不适合用户在进行户外活动时使用。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种聚光光伏装置,解决了户外发电装置结构复杂,制造成本高且不方便携带的问题。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种聚光光伏装置,包括:

透明腔体、光伏组件以及支撑装置;其中,所述透明腔体为可承载液体的腔体,且当所述透明腔体内承载有液体时形成对光线产生汇聚作用的凸透镜;当所述透明腔体内部充入液体形成凸透镜时,所述光伏组件可通过所述支撑装置设置于所述透明腔体和液体共同形成凸透镜的焦平面上。

其中,还包括可充入液体的透明软质水囊,所述透明腔体由两个可拆卸连接的壳体组成,所述透明软质水囊可封装于所述透明腔体内部。

其中,所述透明腔体由平面壳体和半球形壳体组成。

其中,所述平面壳体上设置有小于所述半球形壳体端口的透光通孔

其中,所述透明腔体为塑料腔体,所述透明软质水囊为EVC水囊,PVC水囊,PVF水囊,或丙烯酸水囊中的任意一种水囊。

其中,所述支撑装置包括高度可调的支架。

其中,所述光伏组件为双面光伏组件。

其中,所述光伏组件上还连接有蓄电电池。

其中,所述光伏组件上还设有散热装置。

本实用新型所提供的聚光光伏装置,采用可充液体的透明腔体,当透明腔体内承载有液体时能够形成对光线产生汇聚的作用的凸透镜,那么该凸透镜就能够先对太阳光束汇聚后,再照射到光伏组件上,从而增强了照射到光伏组件上的光照强度,进而提高光伏组件的发电功率。另外,当不需要采用光伏组件进行发电时,可以将该透明腔体内的液体排除,从而减小了透明腔体的质量,另外,对于透明腔体中可承载的液体,最简单的就是水,而水在自然环境中是相对很容易获得的,而水从透明腔体中排出时,直接倒出即可,无需随身携带,使得聚光光伏装置的整体质量相对较轻。而且本实用新型提供的聚光光伏装置,结构简单,制作成本低,方便携带和使用,能够很好的满足用户在户外活动时使用,能够源源不断的为用户的电子设备充电,使用户具有良好的使用体验。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的聚光光伏装置的结构示意图;

图2为本实用新型实施例提供的聚光光伏装置的工作原理示意图;

图3为本实用新型实施例提供的透明腔体部分的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为了能够为户外运动爱好者的电子设备源源不断的供电,就需要充分利用环境中的能量转化为电能,而太阳能电池是典型的利用自然环境中的光能直接发电的设备。但是目前通常所使用的太阳能电池,要提供一定功率的电量,往往需要具有较大面积和质量的光伏组件,不能随便移动,这对太阳能电池的使用带来了一定的局限性。

为此本实用新型中提供了一种能够汇聚太阳光照,增强光伏组件光照强度的聚光光伏装置,在提供一定功率的供电量的基础上,具有较小的质量和简单结构,方便用户随身携带。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,图1为本实用新型实施例提供的聚光光伏装置的结构示意图,如图1所示,该聚光光伏装置可以包括:

透明腔体1、光伏组件2以及支撑装置3,该透明腔体1为可承载液体的腔体,且当透明腔体1内承载有液体时能够形成对光线产生汇聚作用的凸透镜。

具体的,该透明腔体1可以是半球形、半椭球形等等带有曲面结构的腔体,也可以是锥体、半多面体等有多个平面结构构成的立体结构的腔体,只要能够对光线产生汇聚作用即可。

另外,本实用新型的装置主要用于户外自然环境中,而自然环境中的最容易获得的液体即是水,因此,在本实用新型的各个实施例中,也可以认为透明腔体1中充入的液体为水。

当透明腔体1内部充入液体形成凸透镜时,光伏组件2可通过支撑装置3设置于透明腔体1和液体共同形成凸透镜的焦平面上。

如图2所示,图2为本实用新型实施例提供的聚光光伏装置的工作原理示意图,图2中的透明腔体1为半椭球形的透明腔体,带箭头的线条为太阳光入射的光线,当透明腔体1中承载有水时,该透明腔体1和水就共同形成一个平凸透镜,太阳光线从平凸透镜的平面垂直入射,在平面透镜的曲形凸面射出,并发生折射,最终形成汇聚于平凸透镜的焦平面上,而光伏组件2设置于该焦平面上,因此光伏组件2的光照强度为汇聚后的光照强度,从而提高了光伏组件2的光照强度,进而提高光伏组件2单位面积的发电功率,且在提供相同发电功率的基础上,光伏组件2的面积可以大大的减小。

需要说明的是,在实际应用过程中,太阳光束透过承载有液体的透明腔体1形成的凸透镜后,会汇聚成一个光斑,而光斑的大小和凸透镜的大小成正相关。当透明腔体1内的液体足够的多,形成的凸透镜使得太阳光的光斑大小和光伏组件2的大小近似时,可将光伏组件2设置在凸透镜的焦平面上,而如果光斑大小大于光伏组件2的大小,那么光伏组件2就只有局部位置能接受到较强的光照,其他部分的光照强度较弱。此时,为了使得整个光伏组件2表面的光照强度更为均匀的分布,可以将光伏组件2设置在沿光路方向略微偏移凸透镜的焦平面的位置,此时光线汇聚后到达光伏组件2上的光斑面积相对更大,可以使光伏组件2上的各个位置点的发电功率更为均匀,同时也避免了光照强度过于集中,导致光伏组件2局部温度过高。

另外,本实用新型中的支撑装置3主要是用于固定光伏组件2和透明腔体1之间的相对位置关系,而对支撑装置3的具体结构并没有限定,但是可以理解的是,支撑装置3需要支撑的最大质量即是透明腔体1的质量和液体的质量,而这两者质量的总和一般不至于太重,因此支撑装置3可以采用简单支架结构支撑即可,为了使整个装置进一步地便于携带,在本实用新型的具体实施例中可以采用可折叠的支架结构作为支撑装置3,减小支撑装置3在携带过程中所占用的空间。

目前,聚光光伏发电组件有反射式结构和折射式结构两大类,折射透镜主要使用菲涅耳透镜。菲涅耳透镜,又名螺纹透镜,多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右,特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。

由此可知,如果采用菲涅耳透镜作为本实用新型的中的聚光部件,无疑增加了整个装置的成本,且如上所述,菲尼尔透镜的工作要求较高,并不适合野外携带。而本实用新型中所提供的聚光光伏装置,充分利用了环境中的水和太阳光资源,并且整个装置结构简单,便于携带,制作成本低,适合在户外环境中使用,进一步扩展了光伏组件2在人们日常生活中的应用。

基于上述实施例,为了方便在透明腔体1内注入液体,在本实用新型的另一具体实施例中,可以进一步地包括:

可充入液体的透明软质水囊,该透明软质水囊可以从透明腔体1内部取出。

因为透明腔体1为硬质的腔体结构,考虑到可能存在取水不方便的问题,例如,在户外便于取水的位置水位较浅,硬质的透明腔体1取水量较小,就可以采用透明软质水囊注入水后放入到透明腔体1内。

进一步地,该透明腔体1可以由两个可拆卸连接的壳体组成,而透明软质水囊可封装于该透明腔体1内部,能够很大程度上方便水囊从透明腔体1内部取出。

另外,采用软质透明水囊,也在一定程度上增强了对水的密封性,当太阳光的光线发生偏转时,可以适当调整透明腔体1的倾斜角度,将水封装于水囊中能够避免水从透明腔体1的两个壳体之间连接缝隙中溢出,降低了对透明腔体1密封性的要求。

进一步地,在本实用新型的具体实施例中,该透明腔体1可以包括一个平面壳体12和一个半球形壳体11可拆卸的拼接而成。

具体地,可参考图3,图3为本实用新型实施例提供的透明腔体部分的爆炸结构示意图,可以在支撑装置3上设置一个中间部位带有圆形通孔的平板,并将该半球形壳体11凹面朝上,凸面朝下的设置在该平板结构上,将透明水囊10放入半球形壳体11内,再将平面壳体12覆盖设置在半球形壳体11上,该平面壳体12可以是和半球形壳体11大小相配合的圆形壳体,也可以是和面积大于半球形壳体11圆形端口面积的任意形状的平面壳体12,只要平面壳体12可以和半球形壳体11同时对透明水囊10中的液体形状进行限制后能够形成一个凸透镜即可。

另外,将透明水囊10放入半球形壳体11内部后,再将平面壳体12封装在半球形壳体11上,而光线是先透过平面壳体12再入射至水中。考虑到平面壳体12也会对太阳光线有一定的吸收,因此,可以将平面壳体12上设置一个通孔13,使太阳光直接照射至水中。但是由于太阳光照射的方向不是恒定不变的,因此,透明腔体1的设置角度也需要做相应的调整,为了避免透明腔体1倾斜时,透明水囊10会从半球形壳体11中掉出,平面壳体12的通孔13大小应小于半球形壳体11端口的大小,当然也可以设置和半球形壳体11端口相同大小的通孔13,在通孔13上设置若干个档杆即可,只要能够将透明气囊10限定在半球形壳体11内部即可。

进一步地,在本实用新型的具体实施例中,透明软质水囊具体可以是EVC水囊,PVC水囊,PVF水囊,或丙烯酸水囊中的任意一种水囊。

另外,为了携带方便,本实用新型中的透明腔体1可以采用质量较轻的塑料材质腔体。

基于上述任意实施例,因为光伏组件2并不是完全恰好位于凸透镜的焦平面上的,且考虑到环境中能够获得的水的量并不足够多,能够将透明腔体1灌满,那么当水量越少时,汇聚的光斑就越小,就需要适当的将光伏组件2偏移焦平面,是光伏组件2的整个表面光照更为均匀。此时,就需要适当调整光伏组件2和透明腔体1之间的相对位置。因此在本实用新型的另一具体实施例中,可以进一步包括:

支撑装置3包括高度可调的支架,因为透明腔体1设置在支架的顶部,而光伏组件2设置在支架底部,通过调节支架的高度来调整光伏组件2和透明腔体1之间的位置,使得光伏组件2处于一个适当的位置。

基于上述任意实施例,为了提高光伏组件2的发电功率,在本实用新型的另一具体实施例中,可以进一步地包括:

光伏组件2为双面光伏组件2,具体地,是将光伏组件2中的电池片采用双面电池片,例如双面P型电池片、双面N型电池片等等。

进一步地,考虑到用户在进行户外活动时,可能存在电子设备电量不足,但是又处于夜晚等光线不足的状态,无法使用光伏组件2进行发电,因此,可以将光伏组件2上连接蓄电电池,对光伏组件2产生的电能进行储备,以备不时之需。

基于上述任意实施例,考虑到光伏组件2在工作时处于凸透镜的焦平面位置,在吸收大量的光能的同时,也会吸收大量光能所带来的热能,使得光伏组件2温度升高,而这对光伏组件2的工作是不利的,因此,在本实用新型的另一具体实施例中还可以进一步包括:

光伏组件2还设置有散热装置,具体地,可采用散热片,或者其他类似装置,在此不一一列举。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本实用新型所提供的聚光光伏装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

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