CN105546838A

CN105546838A - 太阳能空中发电系统

Info

Publication number: CN105546838A
Application number: CN201510478154.6A
Authority: CN
Inventors: 朱虹斐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2016-05-04

Abstract

本发明提供一种太阳能空中发电系统，包括充满浮力气体的气球；所述气球的下半球体呈抛物面，且所述抛物面的焦点接近气球的顶部；所述抛物面的内表面制成镜面；所述气球上除所述抛物面的表面呈透明状；所述气球内的顶部设有发电薄膜；与所述抛物面的轴线平行的光照，经由抛物面汇聚后全部落于所述发电薄膜上；所述气球的下部连接有基座，所述发电薄膜的输出线固定至所述基座内，并电性连接由基座向下引出的导电牵引线；所述导电牵引线电性连接设于地面的充电模块和蓄电池。该系统安装灵活方便，不受空间限制，且成本较低。

Description

太阳能空中发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，特别地，是涉及一种太阳能薄膜发电系统。

背景技术

目前，在太阳能发电领域，普遍采用光伏板或太阳能柔性薄膜进行太阳能采集发电，在居民区或公共设施区，该种发电系统通常架设于屋顶等建筑基础上，并且需要采用防风支架固定；由于单位面积的光伏发电功率较小，一般需要铺设较大面积的光伏板模块，才能获得满意的输出功率；因此，对于目前的太阳能发电系统，需要专门安排安装位置，不能灵活铺设，且安装成本较大，其广泛建设主要受到空间和成本的制约。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能空中发电系统，该系统安装灵活方便，不受空间限制，且成本较低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该太阳能空中发电系统包括充满浮力气体的气球；所述气球的下半球体呈抛物面，且所述抛物面的焦点接近气球的顶部；所述抛物面的内表面制成镜面；所述气球上除所述抛物面的表面呈透明状；所述气球内的顶部设有发电薄膜；与所述抛物面的轴线平行的光照，经由抛物面汇聚后全部落于所述发电薄膜上；所述气球的下部连接有基座，所述发电薄膜的输出线固定至所述基座内，并电性连接由基座向下引出的导电牵引线；所述导电牵引线电性连接设于地面的充电模块和蓄电池。

作为优选，所述浮力气体为氦气。

作为优选，所述抛物面内表面的镜面由镜面反光纸构成。

作为优选，所述抛物面的焦点处于所述气球的顶部上方，则抛物面的焦距相对较长，从而可以使抛物面的曲率半径较大，以使抛物面的面积较大，以获得较大面积的采光。

作为优选，所述基座上还设有太阳能跟踪系统，所述太阳能跟踪系统包括绕基座周向均布的4根以上完全相同的水平封闭型空心柱，各所述空心柱内分别设有一个滑塞，所述滑塞将空心柱分成两个腔室，外端的腔室内封有空气，为空气室，内端的腔室封有水银，为水银室；进一步地，所述空心柱由金属体构成，外表面制成深色，以利于采光和导热。

本发明的有益效果在于：该太阳能空中发电系统在使用时，只需随意系在地面固定物体上，气球升入空中后，阳光无遮挡地穿过气球表面的透明部分，并经由气球上的抛物面汇聚后投射至气球顶部的发电薄膜上，使发电薄膜保持较高的发电功率，且输出电能由兼作导电和牵引的导电牵引线输送至地面的充电模块和蓄电池；本发电系统，依靠所述抛物面的聚光特性，可在面积较小的发电薄膜产生高强度光照，从而形成较大的发电功率；由于发光薄膜和抛物面的镜面均封闭于气球内，因此，也不惧空中风力的冲击，相对于在地面建设的光伏发电系统而言，无需考虑防风支架、建设空间，使成本大幅减少，并且使布设极其灵活。

附图说明

图1是本太阳能空中发电系统一个实施例的示意图。

图2是图1实施例中，太阳能跟踪系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

在图1、图2所示的实施例中，该太阳能空中发电系统包括充满浮力气体的气球1；所述浮力气体为氢气或氦气，考虑到安全性，更以氦气为宜。

所述气球1的下半球体呈抛物面11，且所述抛物面11的焦点接近气球的顶部；所述抛物面11的内表面制成镜面；所述气球1上除所述抛物面的表面呈透明状。

所述气球1内的顶部设有发电薄膜2；与所述抛物面11的轴线平行的光照，经由抛物面11汇聚后全部落于所述发电薄膜2上。为了满足该要求，同时考虑到让发电薄膜2均匀受热，可使抛物面11的焦点落于发电薄膜2的下方或上方靠近发电薄膜处；如，第一种设计，可使经过发电薄膜2的周边与所述焦点的直线簇恰好经过所述抛物面的周边，即，抛物面11汇聚后的光照在焦点处汇聚并发散后再照射到发电薄膜2上；第二中设计，可使所述焦点处于发电薄膜2上方，即处于气球外部上方，且所述发电薄膜2关于所述焦点的投影恰好覆盖所述抛物面11。相比之下，使所述抛物面11的焦点处于所述气球的顶部上方更佳，此时，抛物面11的焦距相对较长，从而可以使抛物面11的曲率半径较大，以使抛物面11的面积较大，以获得较大面积的采光。

所述气球1的下部连接有基座3，所述发电薄膜2的输出线21固定至所述基座3内，并电性连接由基座3向下引出的导电牵引线5；所述导电牵引线5电性连接设于地面的充电模块和蓄电池。

上述的太阳能空中发电系统，所述抛物面11内表面的镜面由镜面反光纸构成。

本实施例中，所述基座3上还设有太阳能跟踪系统4，所述太阳能跟踪系统如图2所示，包括绕基座3周向均布的4根完全相同的水平封闭型空心柱41，各所述空心柱41内分别设有一个滑塞410，所述滑塞410将空心柱分成两个腔室，外端的腔室内封有空气，为空气室412，内端的腔室封有水银，为水银室411；所述空心柱41由金属体构成，外表面制成深色，以利于采光和导热。对于该太阳能跟踪系统4，当太阳处于所述基座3的一侧时，该侧的空心柱41将受到更多的光照，使其内部的水银受热膨胀的程度大于另一侧的空心柱内的水银，从而使太阳所在侧的空心柱41的重心向太阳侧偏移，即，使整个系统的重心向太阳侧偏移，从而促使基座3上的气球的抛物面11倾向于正对太阳。其中，所述空心柱41内的滑塞410的作用在于约束水银，使水银在水银室411内保持柱体，而空气室412的作用在于形成空气弹簧效应，使之与水银室411形成力学平衡。

上述太阳能空中发电系统在使用时，只需随意系在地面固定物体上，气球1升入空中后，阳光无遮挡地穿过气球表面的透明部分，并经由气球上的抛物面11汇聚后投射至气球顶部的发电薄膜2上，使发电薄膜2的采光面积相当于抛物面11的口径，从而保持较高的发电功率，且输出电能由兼作导电和牵引的导电牵引线5输送至地面的充电模块和蓄电池；本发电系统，依靠所述抛物面11的聚光特性，可在面积较小的发电薄膜产生高强度光照，从而形成较大的发电功率；由于发光薄膜2和抛物面11的镜面均封闭于气球1内，因此，也不惧空中风力的冲击，相对于在地面建设的光伏发电系统而言，无需考虑防风支架、建设空间，使成本大幅减少，并且使布设极其灵活。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种太阳能空中发电系统，其特征在于：该系统包括充满浮力气体的气球（1）；所述气球（1）的下半球体呈抛物面（11），且所述抛物面（11）的焦点接近气球（1）的顶部；所述抛物面（11）的内表面制成镜面；所述气球上除所述抛物面（11）的表面呈透明状；所述气球内的顶部设有发电薄膜（2）；与所述抛物面（11）的轴线平行的光照，经由抛物面（11）汇聚后全部落于所述发电薄膜（2）上；所述气球的下部连接有基座（3），所述发电薄膜（2）的输出线固定至所述基座（3）内，并电性连接由基座向下引出的导电牵引线（5）；所述导电牵引线（5）电性连接设于地面的充电模块和蓄电池。

2.根据权利要求1所述的太阳能空中发电系统，其特征在于：所述浮力气体为氦气。

3.根据权利要求1所述的太阳能空中发电系统，其特征在于：所述抛物面（11）内表面的镜面由镜面反光纸构成。

4.根据权利要求1所述的太阳能空中发电系统，其特征在于：所述抛物面（11）的焦点处于所述气球（1）的顶部上方。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的太阳能空中发电系统，其特征在于：所述基座（3）上还设有太阳能跟踪系统（4），所述太阳能跟踪系统包括绕基座周向均布的4根以上完全相同的水平封闭型空心柱（41），各所述空心柱内分别设有一个滑塞（410），所述滑塞（410）将空心柱（41）分成两个腔室，外端的腔室内封有空气，为空气室（412），内端的腔室封有水银，为水银室（411）。

6.根据权利要求5所述的太阳能空中发电系统，其特征在于：所述空心柱（41）由金属体构成，外表面制成深色。