CN106452338B - 一种聚光型太阳能充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚光型太阳能充电器，包括反光板和太阳能电池板，反光板为多个曲面组合的聚光器，太阳光入射到反光板上后，经反射汇聚到设置于反光板中央的平行于入射光方向设置的太阳能电池板上，所述多个太阳能电池组件设置在桌面上，经串、并联连接后输出给用电设备。本发明充电器增设了聚光结构，提高充电器的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于光伏器件技术领域，具体涉及一种聚光型太阳能充电器。
背景技术
人们对智能电子产品的依赖程度与日俱增，它们已成为人们日常生活、户外活动、特种行业等必不可少的配置，这些智能产品如果没电而不能使用会让人觉得没有了安全感，特别是在户外，有了太阳能充电器这个问题就迎刃而解了，太阳能充电器有阳光就能给用电器充电。目前市场上的太阳能充电器，一类是半柔性晶硅太阳能电池的，晶硅电池有破碎的风险，比较重，功率小，应用范围小；另一类是柔性薄膜非晶硅太阳能电池的，电池转换效率低，同等功率产品面积大；还有极少的柔性有机太阳能电池的，电池转换效率低，可靠性差。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种聚光型太阳能充电器，通过在太阳能电池板周围增设聚光结构，提高太阳能电池板的光电转换效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种聚光型太阳能充电器，包括反光板和太阳能电池板，反光板为多个曲面组合的聚光器，太阳光入射到反光板上后，经反射汇聚到设置于反光板中央的平行于入射光方向设置的太阳能电池板上，所述多个太阳能电池组件设置在桌面上，经串、并联连接后输出给用电设备。
作为本发明方案的优选实施方式：所述反光板由三个抛物曲面组合而成的“碗”状结构。所述设置于反光板中央的太阳能电池板围成具有四个侧平面的筒体结构。所述筒体结构的太阳能电池板中央设有换热器，换热器经导热硅胶粘贴在电池板的背面，换热器连接设置于土壤中的散热器，电池板产生的热能由换热器中的换热介质带入到散热器。所述太阳能电池板包括A太阳能电池板和B太阳能电池板，A太阳能电池板和B太阳能电池板串联连接，A太阳能电池板包括第一电能输出负极端、第一电能输出正极端、模块A正极、模块A负极和模块A负极传导极，B太阳能电池板包括模块B正极、模块B负极和模块B负极传导极,将模块A负极和模块B正极连接，模块B负极经B模块负极传导极和模块A负极传导极连接至第一电能输出负极端，模块A正极连接至第一电能输出正极端，第一电能输出负极端和第一电能输出正极端输出电能。所述太阳能电池板还包括C太阳能电池板和D太阳能电池板，D太阳能电池板包括第二电能输出负极端、第二电能输出正极端、模块D正极、模块D负极和模块D正极传导极，C太阳能电池板包括模块C正极、模块C负极和模块C正极传导极,C太阳能电池板和D太阳能电池板串联连接，第二电能输出负极端和第二电能输出正极端输出电能。将所述A太阳能电池板、B太阳能电池板、C太阳能电池板和D太阳能电池板串、并联连接，将A太阳能电池板和B太阳能电池板的串联电路与C太阳能电池板和D太阳能电池板的串联电路并联连接，将模块A正极与模块C正极连接，模块B负极与模块D负极连接，第一电能输出负极端和第一电能输出正极端输出电能，第二电能输出负极端和第二电能输出正极端输出电能。所述充电器还包括转换器，转换器连接在第一电能输出负极端和第一电能输出正极端之间，或者第二电能输出负极端和第二电能输出正极端之间。所述太阳能电池板上设有POE胶膜封装层。
本发明有益效果是:本发明的太阳能充电器具有柔性、轻质、便携、多输出的特点，采用柔性不锈钢片衬底的铜铟镓硒太阳能电池，具有柔性抗冲击的特性；有机氟薄膜材料封装工艺，重量轻；模块化设计可折叠便于携带；多输出满足不同用电器的需求；加装篷布扣，附加登山扣、挂绳，便于安装，使用方便；可以部分折叠快捷的与人身的衣服、背包结合，实现户外人在行进中给用电器充电，也可以全部展开因地制宜的安装在车身、树木上，或平铺在地面静置全功率给用电器充电。本发明充电器增设了聚光结构，提高充电器的光电转换效率。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的四块铜铟镓硒薄膜太阳能电池板模块示意图。
图2是本发明的具体实施方式的薄膜太阳能充电器16.5V/1.15A输出电路图一。
图3是本发明的具体实施方式的薄膜太阳能充电器16.5V/1.15A输出电路图二。
图4是本发明的具体实施方式的薄膜太阳能充电器16.5V/2.3A输出电路图一。
图5是本发明的具体实施方式的薄膜太阳能充电器16.5V/2.3A输出电路图二。
图6是本发明的具体实施方式的转换器的示意图。
图7是本发明的具体实施方式的转换器应用于16.5V/2.3A输出电路示意图。
图8是本发明的具体实施方式的太阳能充电器示意图。
其中，1、太阳能电池板，2、有机氟薄膜，3、第一电能输出负极端，4、第一电能输出正极端，5、模块A正极，6、模块C正极，7、模块C正极传导极，8、模块C负极，9、模块D正极，10、第二电能输出正极端；11、第二电能输出负极端；12、模块D负极；13、模块B负极；14、模块B负极传导极；15、模块B正极；16、模块A负极；17、DC5521输出端；18、12V直流输出端；19、USB 5V输出端；20、转换器；21、反光板；22、支架；23、自动跟踪系统；24、12V蓄电池；25、模块A负极传导极；26、模块D正极传导极。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明提供的移动式薄膜太阳能充电器，采用一片或者多片柔性不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池串联或者并联组成，具有柔性抗冲击的特性，通过多片电池板串并联连接，实现多种电压电流输出，包括直流16.5V/1.15A、直流16.5V/2.3A、直流12V/3A、USB5V多个端口输出，以满足不同用电器的需求。
如附图1所示，为A、B、C、D四块铜铟镓硒薄膜太阳能电池板模块，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的表面采用超高阻湿气、耐候性能极佳的有机氟薄膜材料封装，无刚性结构，抗冲击性能好。铜铟镓硒薄膜太阳能电池板模块结构依次为隔水膜、POE胶膜、CIGS电池片、POE胶膜和APYE背板，通过160℃真空层压工艺层压成型。A电池板模块(以下简称A模块)包括第一电能输出负极端3和第一电能输出正极端4，D电池板模块包括第二电能输出负极端11和第二电能输出正极端10，A电池板模块还包括模块A正极5和模块A负极16以及模块A负极传导极25，B电池板模块还包括模块B正极15和模块B负极13以及模块B负极传导极14,C电池板模块还包括模块C正极6和模块C负极8以及模块C正极传导极7，D电池板模块还包括模块D正极9和模块D负极12以及模块D正极传导极26。
如图2和图3所示，为移动式薄膜太阳能充电器16.5V/1.15A输出的电路，使用耐柔、耐高温电阻率小的硅胶软导线将模块A和模块B串联，实现方式：将模块A的负极和模块B的正极连接，模块B的负极通过B模块负极传导极和模块A负极传导极25连接至第一电能输出负极端3，模块A正极5通过铜带连接至第一电能输出正极端4，模块A和模块B将光能转化为电能，通过模块端口第一电能输出负极端3和第一电能输出正极端4实现16.5V/1.15A电能输出。图3中的模块C和模块D电路同模块A和模块B串联连接，通过模块端口10、11同样可实现16.5V、1.15A电能输出。电极连接焊点位置使用高密封，高阻水的光伏硅胶进行密封处理，保证电极不被水汽侵蚀，从而提升移动式薄膜太阳能充电器可靠性。
如图4和5所示，为移动式薄膜太阳能充电器16.5V/2.3A输出电路，将模块A和模块B串联，模块C和模块D串联，然后将模块AB和模块CD并联，实现端口3、4(如图4)或者端口10、11(如图5)的16.5V，2.3A输出。
如图6所示，为转换器20的示意图，转换器20包括13-17V、0-3A的直流输入端，USB5V输出端19和12V直流输出端18图7所示，为将转换器20应用于16.5V、2.3A输出电路中，将移动式薄膜太阳能充电器3、4端口输出的电能通过DC5521输出端17连接上12V蓄电池24即可给蓄电池充电。将移动式薄膜太阳能充电器10、11端口输出的电能通过DC5521输出端17连接在转换器20上，通过转换器20将电能转换为5V、12V直流输出给手机、充电宝、蓄电池等充电。
如图8所示，为本发明太阳能充电器的结构示意图，包括自动跟踪系统23、反光板21和支架22，薄膜太阳能电池板1设置在反光板21的中心位置，支架22连接反光板21，反光板21可以绕与支架22连接的转轴转动，在使用时，将太阳能充电器东西向放置，自动跟踪系统23南北对太阳高度角方向单轴跟踪，太阳光入射到反光板21上后，经反射汇聚到平行于入射光方向的两块粘贴在一起的光伏组件表面。利用反光板21为太阳能光伏组件提供高密度光能，提高了输出功率。
反光板21是一个复合多曲面聚光器，如图8，反光板21包括三个抛物反射面，光线经多个曲面反射后，照射在中心四面太阳能电池板1围成的筒体表面，被太阳能电池板1吸收转化为电能，被电池板反射回去的光线经曲面折射，再返回到电池板表面，因此，经反光板21入口处进来的光线基本被太阳能电池板1吸收，提高了太阳能电池板1的吸收效率。
本发明提供的移动式太阳能充电器，采用柔性不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池，用超高阻湿气、耐候性能极佳的有机氟薄膜2材料真空封装，无刚性材料，实现产品柔性、轻质、抗冲击、可靠性高的特性。
用于真空封装的有机氟薄膜材料可采用不含氟膜的透明的强化型PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯又俗称涤纶树脂)来替代；真空封装的封装胶膜为POE，除POE胶膜外还可采用EVA、液体硅胶、PVB、离子聚合物。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种聚光型太阳能充电器，其特征在于,包括自动跟踪系统(23)、反光板(21)、支架(22)和太阳能电池板(1)，太阳能电池板(1)设置在反光板(21)的中心位置，支架(22)连接反光板(21)，反光板(21)可以绕与支架(22)连接的转轴转动，反光板(21)为多个曲面组合的聚光器，将太阳能充电器东西向放置，自动跟踪系统(23)南北对太阳高度角方向单轴跟踪，太阳光入射到反光板(21)上后，经反射汇聚到设置于反光板(21)中央的平行于入射光方向设置的太阳能电池板(1)上，多个所述太阳能电池板(1)设置在桌面上，经串、并联连接后输出给用电设备；
所述反光板(21)由三个抛物曲面组合而成的“碗”状结构；
所述太阳能电池板(1)上设有POE胶膜封装层；
所述太阳能电池板(1)采用铜铟镓硒薄膜太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,所述设置于反光板(21)中央的太阳能电池板(1)围成具有四个侧平面的筒体结构。
3.根据权利要求2所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,所述筒体结构的太阳能电池板(1)中央设有换热器，换热器经导热硅胶粘贴在电池板的背面，换热器连接设置于土壤中的散热器，电池板产生的热能由换热器中的换热介质带入到散热器。
4.根据权利要求1所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,所述太阳能电池板(1)包括A太阳能电池板(1)和B太阳能电池板(1)，A太阳能电池板(1)和B太阳能电池板(1)串联连接，A太阳能电池板(1)包括第一电能输出负极端(3)、第一电能输出正极端(4)、模块A正极(5)、模块A负极(16)和模块A负极传导极(25)，B太阳能电池板(1)包括模块B正极(15)、模块B负极(13)和模块B负极传导极(14),将模块A负极(16)和模块B正极(15)连接，模块B负极(13)经模块B负极传导极(14)和模块A负极传导极(25)连接至第一电能输出负极端(3)，模块A正极(5)连接至第一电能输出正极端(4)，第一电能输出负极端(3)和第一电能输出正极端(4)输出电能。
5.根据权利要求4所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,所述太阳能电池板(1)还包括C太阳能电池板(1)和D太阳能电池板(1)，D太阳能电池板(1)包括第二电能输出负极端(11)、第二电能输出正极端(10)、模块D正极(9)、模块D负极(12)和模块D正极传导极(26)，C太阳能电池板(1)包括模块C正极(6)、模块C负极(8)和模块C正极传导极(7),C太阳能电池板(1)和D太阳能电池板(1)串联连接，第二电能输出负极端(11)和第二电能输出正极端(10)输出电能。
6.根据权利要求5所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,将所述A太阳能电池板(1)、B太阳能电池板(1)、C太阳能电池板(1)和D太阳能电池板(1)串、并联连接，将A太阳能电池板(1)和B太阳能电池板(1)的串联电路与C太阳能电池板(1)和D太阳能电池板(1)的串联电路并联连接，将模块A正极(5)与模块C正极(6)连接，模块B负极(13)与模块D负极(12)连接，第一电能输出负极端(3)和第一电能输出正极端(4)输出电能，第二电能输出负极端(11)和第二电能输出正极端(10)输出电能。
7.根据权利要求6所述的聚光型太阳能充电器，其特征在于,所述充电器还包括转换器(20)，转换器(20)连接在第一电能输出负极端(3)和第一电能输出正极端(4)之间，或者第二电能输出负极端(11)和第二电能输出正极端(10)之间。
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