CN107856833B - 一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法 - Google Patents

一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法，所述高空飞艇的艇体和薄膜太阳能电池之间设置有密封囊体；其中，所述密封囊体通过边缘和内部隔层与所述艇体连接并贴合所述艇体外形且具有一定体积，所述薄膜太阳能电池铺装在所述密封囊体的上侧面。通过在艇体和薄膜太阳能电池组之间设置一层密封囊体，使得薄膜太阳能电池与艇体隔离开来，从而避免了薄膜太阳能电池铺设区域艇体褶皱对薄膜太阳能电池造成损伤，也减少了薄膜太阳能电池产生的热量对艇体的影响。

Description

一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法
技术领域
本发明实施例涉及高空飞艇及太阳能技术领域，更具体地，涉及一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法。
背景技术
目前，高空飞艇上升和下降过程有两种方式，一是成形方式上升和下降，即飞艇以平飞时的形态或者设计形态上升和下降；二是以非成形方式上升和下降，即飞艇在上升和下降过程中囊体中只有部分浮升气体(一般为氦气)，在上升过程中随着环境大气密度的降低浮升气体膨胀，逐渐充满整个艇体。为实现长时间的驻空飞行，高空飞艇一般在艇体背部铺设有与艇体外形贴合的薄膜太阳能电池，以为储能电池充电进而实现能源循环。薄膜太阳能电池在高空飞艇上的应用需解决，但不限于，如下两个问题，一个是薄膜太阳能电池在艇体上的铺装问题，一个是薄膜太阳能电池发电时产生的热量对铺装区域囊体的影响问题。
以成形方式上升和下降的飞艇，因为在地面是成形形态，太阳能电池的铺设可以在艇体充气完成成形后铺设，避免了充气过程中因艇体褶皱对薄膜太阳能电池的损伤；同时，因为是成形下降，下降过程对薄膜太阳能电池亦不会造成损伤。但是，在昼间薄膜太阳能电池发电时产生的热量会直接作用于艇体，需要解决散热。
以非成形方式上升和下降的飞艇，在地面是非成形形态，无法在飞艇成形后铺设，需要在充气前铺设。但因艇体亦是柔性膜结构非常容易产生褶皱，使得薄膜太阳能电池非常容易受到损伤。
所以，亟需一种既能在充气过程以及上升和下降过程保护薄膜太阳能电池免受折弯影响，又能够改善薄膜太阳能电池发电产生的热量对艇体影响的高空飞艇和操作方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法。
一方面本发明实施例提供了一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇，所述高空飞艇的艇体和薄膜太阳能电池组之间设置有密封囊体；其中，
所述密封囊体内部沿所述艇体轴线方向设置有多个隔层，所述多个隔层将所述密封囊体分成多个部分，且每个隔层上都设置有多个通气孔，用于使气体能在所述多个部分之间流通，所述密封囊体通过所述密封囊体的边缘和所述多个隔层与所述艇体连接，在所述高空飞艇在放飞、平飞和回收阶段，所述密封囊体贴合所述艇体外形且具有一定体积；
所述薄膜太阳能电池组中的各薄膜太阳能电池铺装在所述密封囊体的上侧面。
其中，所述薄膜太阳能电池组中的各薄膜太阳能电池通过拉链与所述密封囊体的上侧面连接。
其中，所述密封囊体的上侧面上设置有多个裙边，且每个裙边上缝制有带有链牙的第一布带，所述薄膜太阳能电池组中的每个薄膜太阳能电池的边缘上缝制有带有链牙的第二布带，所述第一布带的数量和所述第二布带的数量相等且一一对应设置；所述每个薄膜太阳能电池通过第二布带上的链牙与对应的第一布带上的链牙啮合，以实现与所述密封囊体的上侧面的拉链连接。
其中，所述密封囊体设置有风机和排气阀，用于对所述密封囊体进行充气和排气。
其中，所述风机设置在所述密封囊体靠近艇头的一端，所述排气阀设置在所述密封囊体靠近艇尾的一端。
另一方面本发明实施例提供了一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇的操作方法，所述方法包括：
S1，在所述密封囊体未充气时，将薄膜太阳能电池组铺装于所述密封囊体的上侧面；
S2，发放所述高空飞艇时，通过风机向所述密封囊体内充入预设体积的空气，使所述密封囊体具有一定体积；
S3，所述高空飞艇平飞时，若薄膜太阳能电池产生的热量超过预设值时，通过所述风机持续向密封囊体内充入冷空气，同时开启所述排气阀；
S4，回收所述高空飞艇时，通过控制所述风机和所述排气阀，使所述密封囊体具有一定体积。
本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇及其操作方法，通过在艇体和薄膜太阳能电池组之间设置密封囊体，使得薄膜太阳能电池组与艇体隔离开来，通过在密封囊体内部保持一定气体压力使密封囊体具有一定刚度，从而避免了艇体变形对薄膜太阳能电池组造成损伤，通过风机和排气阀使密封囊体内部气体保持流通减少了薄膜太阳能电池组产生的热量对艇体的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇在平飞过程中的结构示意图；
图2为图1所述高空飞艇A-A剖视图
图3为本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇在非成形上升和下降过程中的形态；
图4为图1所述高空飞艇B处的放大图；
图5为本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇的操作方法的流程图；
附图标记：
1-艇体； 2-薄膜太阳能电池组；
3-密封囊体； 4-拉链；
5-裙边； 6-风机；
7-排气阀； 8-隔层；
41-第一布带； 42-第二布带；
43-拉链头； 81-通气孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇在平飞过程中的结构示意图，图2为图1所述高空飞艇A-A剖视图，如图1-2所示，所述高空飞艇的艇体1和薄膜太阳能电池组2之间设置有密封囊体3。其中：
所述密封囊体3内部沿所述艇体1轴线方向设置有多个隔层8，所述多个隔层8将所述密封囊体3分成多个部分，且每个隔层8上都设置有多个通气孔81，用于使气体能在所述多个部分之间流通，所述密封囊体3通过所述密封囊体3的边缘和所述多个隔层8与所述艇体1连接，在所述高空飞艇在放飞、平飞和回收阶段，所述密封囊体3贴合所述艇体1外形且具有一定体积；
所述薄膜太阳能电池组2中的各薄膜太阳能电池铺装在所述密封囊体3的上侧面。
具体地，所述密封囊体3中充入预设压力的空气，使得所述密封囊体3能够保持一定的体积和刚度，在薄膜太阳能电池组2和艇体1之间加设一层囊体结构，因为密封囊体的体积和刚度保持不变，可以使得在高空飞艇的艇体1变形过程中不对薄膜太阳能电池组2产生损伤。同时，将薄膜太阳能电池组2和艇体1通过密封囊体3隔离开，薄膜太阳能电池组2工作中产生的热量首先会传递至密封囊体3内的气体中，可以减少薄膜太阳能电池组2产生的热量对艇体1的影响。本发明实施例提供的高空飞艇在非成形上升和下降过程中的形态如图3所示。
在所述密封囊体3内部设置多个隔层8，将所述密封囊体3分成多个沿艇体1轴线方向的多个小囊体，且多个小囊体之间通过通气孔81连通。这样的结构既保证了密封囊体3原有的功能，同时还使得密封囊体3与艇体1的形状更加保持一致。
本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇，通过在艇体和薄膜太阳能电池组之间设置一层密封囊体，使得薄膜太阳能电池组与艇体隔离开来，通过在密封囊体内部保持一定气体压力使密封囊体具有一定刚度，从而避免了艇体变形对薄膜太阳能电池组造成损伤，也减少了薄膜太阳能电池组产生的热量对艇体的影响。
基于上述实施例，所述薄膜太阳能电池组2中的各薄膜太阳能电池通过拉链4与所述密封囊体3的上侧面连接。
具体地，所述薄膜太阳能电池组2中的各薄膜太阳能电池通过拉链4与所述密封囊体3的上侧面连接，拉链连接具有成本低、便于制作以及易于拆装等优点。
进一步地，如图4所示，所述密封囊体3的上侧面上设置有多个裙边5，且每个裙边5上缝制有带有链牙的第一布带41，所述薄膜太阳能电池组2中的每个薄膜太阳能电池的边缘上缝制有带有链牙的第二布带42，所述第一布带41的数量和所述第二布带42的数量相等且一一对应设置；所述每个薄膜太阳能电池通过第二布带42上的链牙与对应的第一布带41上的链牙啮合，以实现与所述密封囊体的上侧面的拉链连接。
具体地，在确定了薄膜太阳能电池组2中的每个薄膜太阳能电池的形状以及薄膜太阳能电池组2在密封囊体3上侧面上的铺设位置后，可以对应于薄膜太阳能电池组2中每个薄膜太阳能电池的形状和位置焊接裙边5。一般地，单个薄膜太阳能电池为正方形，所以每个薄膜太阳能电池上缝制有四个第二布带42，对应的有四个第一布带41和四个拉链头43与之配合使用，进而每个薄膜太阳能电池与密封囊体3的上侧面连接。
基于上述实施例，再次参考图1，所述密封囊体3设置有风机6和排气阀7，用于对所述密封囊体3进行充气和排气。
具体地，当铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇在平流层飞行过程中，当白天薄膜太阳能电池组2产生的热量超过预设值时，通过风机6持续向密封囊体3内充入冷空气，同时开启排气阀7，使得密封囊体3内部的空气保持流通，通过对流带走薄膜太阳能电池组2产生的热量，进而减少热量向艇体的传导，进一步减小热量对艇体的影响。
进一步地，所述风机6设置在所述密封囊体3靠近艇头的一端，所述排气阀7设置在所述密封囊体3靠近艇尾的一端。
具体地，所述风机6设置在所述密封囊体3靠近艇头的一端，所述排气阀7设置在所述密封囊体3靠近艇尾的一端，可以使得密封囊体3产生的气流方向与高空飞艇飞行方向一致，进而节约飞艇的动力。
图5为本发明实施例提供的一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇的操作方法的流程图，如图5所示，所述方法包括：S1，在所述密封囊体未充气时，将薄膜太阳能电池组铺装于所述密封囊体的上侧面；S2，发放所述高空飞艇时，通过风机向所述密封囊体内充入预设体积的空气，使所述密封囊体具有一定体积；S3，所述高空飞艇平飞时，若薄膜太阳能电池产生的热量超过预设值时，通过所述风机持续向密封囊体内充入冷空气，同时开启所述排气阀；S4，回收所述高空飞艇时，通过控制所述风机和所述排气阀，使所述密封囊体具有一定体积。
具体地，在艇体充气前，先将薄膜太阳能电池组通过拉链连接于密封囊体上，然后通过风机向密封囊体内部充入一定压力的空气使密封囊体保持一定的外形和刚度。因为密封囊体是一个具有一定外形和刚度的整体结构，在艇体地面充气以及非成形上升和下降的过程中可以避免安装在密封囊体上的薄膜太阳能电池发生褶皱，从而保护了薄膜太阳能电池。飞艇在平流层高度飞行过程中，当白天薄膜太阳能电池组因发电而产生热量时，通过风机持续向密封囊体结构内部充入冷空气，同时开启排气阀，使的密封囊体结构内部的空气保持流通，通过对流带走热量，减小热量向艇体的传导，进而减小热量对艇体的影响。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇的操作方法，其特征在于，所述高空飞艇的艇体和薄膜太阳能电池组之间设置有密封囊体；其中，
所述密封囊体内部沿所述艇体轴线方向设置有多个隔层，所述多个隔层将所述密封囊体分成多个部分，且每个隔层上都设置有多个通气孔，用于使气体能在所述多个部分之间流通，所述密封囊体通过所述密封囊体的边缘和所述多个隔层与所述艇体连接，在所述高空飞艇在放飞、平飞和回收阶段，所述密封囊体贴合所述艇体外形且具有一定体积；
所述薄膜太阳能电池组中的各薄膜太阳能电池铺装在所述密封囊体的上侧面；
所述密封囊体设置有风机和排气阀，用于对所述密封囊体进行充气和排气；
所述风机设置在所述密封囊体靠近艇头的一端，所述排气阀设置在所述密封囊体靠近艇尾的一端；
所述操作方法包括：
S1，在所述密封囊体未充气时，将薄膜太阳能电池组铺装于所述密封囊体的上侧面；
S2，发放所述高空飞艇时，通过风机向所述密封囊体内充入预设体积的空气，使所述密封囊体具有一定体积；
S3，所述高空飞艇平飞时，若薄膜太阳能电池产生的热量超过预设值时，通过所述风机持续向密封囊体内充入冷空气，同时开启所述排气阀；
S4，回收所述高空飞艇时，通过控制所述风机和所述排气阀，使所述密封囊体具有一定体积。
2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述薄膜太阳能电池组中的各薄膜太阳能电池通过拉链与所述密封囊体的上侧面连接。
3.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所述密封囊体的上侧面上设置有多个裙边，且每个裙边上缝制有带有链牙的第一布带，所述薄膜太阳能电池组中的每个薄膜太阳能电池的边缘上缝制有带有链牙的第二布带，所述第一布带的数量和所述第二布带的数量相等且一一对应设置；所述每个薄膜太阳能电池通过第二布带上的链牙与对应的第一布带上的链牙啮合，以实现与所述密封囊体的上侧面的拉链连接。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108974317A (zh) * 2017-06-02 2018-12-11 海口未来技术研究院 浮空器
CN109649630B (zh) * 2018-11-14 2022-02-22 中国人民解放军63660部队 一种飞艇气囊便捷快速充气装置
CN113788136B (zh) * 2021-11-10 2022-04-22 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种中轴通气聚光飞艇

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6305641B1 (en) * 1999-03-29 2001-10-23 Agency Of Industrial Science And Technology Super-pressured high-altitude airship
CN103606580A (zh) * 2013-12-04 2014-02-26 新誉集团有限公司 柔性太阳能板及其制备方法、飞艇
CN103929122A (zh) * 2014-04-02 2014-07-16 南京航空航天大学 一种飞艇太阳能光伏电池热控制方法
CN207482171U (zh) * 2017-10-31 2018-06-12 中国科学院光电研究院 一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224016B1 (en) * 1997-12-19 2001-05-01 Sky Station International, Inc. Integrated flexible solar cell material and method of production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6305641B1 (en) * 1999-03-29 2001-10-23 Agency Of Industrial Science And Technology Super-pressured high-altitude airship
CN103606580A (zh) * 2013-12-04 2014-02-26 新誉集团有限公司 柔性太阳能板及其制备方法、飞艇
CN103929122A (zh) * 2014-04-02 2014-07-16 南京航空航天大学 一种飞艇太阳能光伏电池热控制方法
CN207482171U (zh) * 2017-10-31 2018-06-12 中国科学院光电研究院 一种铺装有薄膜太阳能电池的高空飞艇

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