CN108429521A - 一种太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了太阳能电池，包括前盖、后盖以及设置在前盖和后盖之间的多个阵列设置的太阳能电池片；所述前盖和后盖均透明，每个太阳能电池片之间设有供太阳光穿过的间隔空间，前盖和后盖外连接有用来安装前盖和后盖的连接框，连接框的一侧上转动连接有固定轴，后盖上连接有用来支撑太阳能电池片并使太阳能电池片绕着固定轴转动的伸缩杆；所述连接框与固定轴之间设有用来供电池片上的灰尘掉落的缝隙；所述固定轴的下方设有用来进行灰尘收集的收集槽；所述收集槽的下方连通有用来进行幼苗培育的育苗箱。本申请能够合理利用安装太阳能电池的土地。

Description

一种太阳能电池

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种将太阳能转换成电能的电池。

背景技术

太阳能电池，是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。

为了获取更大的太阳光照射面积，提高太阳能的光电转换效率，太阳能电池一般会以光伏板的形式出现。光伏板上阵列设置有多个用来进行光电转换的太阳能电池片，通过这些太阳能电池片能够使整个光伏板快速吸收并转换太阳光。但是，这样的结构在使太阳能电池拥有更大面积来吸收太阳光的同时，也会占用更多的安装面积，使更大面积的土地被太阳能电池遮挡，使这些土地得不到太阳的照射，使土地上的植物在缺乏阳光的情况下很难存活，进而使这部分用来安装太阳能电池的土地失去植被的保护，长此以往会加大这部分土地的沙化。这样不仅是对土地的浪费，而且沙化后的土地极易产生扬尘，能够落到太阳能电池的表面上对太阳能电池吸收太阳光造成不利影响。

发明内容

本发明意在提供一种能够合理利用安装土地的太阳能电池。

为达到以上目的，提供如下方案：

方案一：太阳能电池，包括前盖、后盖以及设置在前盖和后盖之间的多个阵列设置的太阳能电池片；所述前盖和后盖均透明，每个太阳能电池片之间设有供太阳光穿过的间隔空间，前盖和后盖外连接有用来安装前盖和后盖的连接框，连接框的一侧上转动连接有固定轴，后盖上连接有用来支撑太阳能电池片并使太阳能电池片绕着固定轴转动的伸缩杆；所述连接框与固定轴之间设有用来供前盖上的灰尘掉落的缝隙；所述固定轴的下方设有用来进行灰尘收集的收集槽；所述收集槽的下方连通有用来进行幼苗培育的育苗箱。

名词解释：

太阳能电池片：指单个太阳能光电转换功能单元，可以包括多个PN节。

原理及效果：

由于伸缩杆长度可以调节，通过调节伸缩杆的长度，使太阳能电池片和连接框一起绕着固定轴转动，调节太阳能电池片与地面之间的角度，使前盖的灰尘能够在自身重力的作用下从缝隙中掉落下去，对前盖上面的灰尘实行自清洁，避免灰尘遮挡前盖。自动掉落的灰尘落到收集槽中被收集起来，被收集起来的灰尘被送到育苗箱中。太阳光从前盖进入穿过太阳能电池片之间的间隔空间从后盖穿出照射到太阳能电池下方的土地和育苗箱上。

被吹到前盖上的灰尘，基本上都是能够被风吹起来、质量轻且细小柔软的土壤，而这样的土壤，透水性和透气性强，土壤颗粒细小均匀，这样的土壤最适合用来育苗。如果按照现有技术，只是将这些灰尘从前盖上清理掉，但却不对这些灰尘作进一步的处理，那么这些灰尘最大的可能是掉落到地面，再次遇到风时又会被吹到太阳能电池的前盖上，这样对太阳能电池就会形成往复污染的情况，本发明通过收集槽能够将太阳能电池上的灰尘进行收集，通过育苗箱能够利用幼苗的生长将这些灰尘形成的土壤进行固化，能够从根本上减少落到太阳能电池表面的灰尘沉积。通过收集槽将落到太阳能电池上的灰尘进行收集，避免这些灰尘再落入到地面或者回到空气中造成二次污染，通过育苗箱将这些收集起来的灰尘进行育苗使用，使生长的幼苗在一天天长大后能够利用根系将这些灰尘变成土壤避免其再次随着风飞起来造成污染。

本发明通过设置透明的前盖和后盖，以及太阳能电池片之间的间隔空间，使太阳光能够透过太阳能电池照射到被太阳能电池遮挡的土地上，使这些土地上的植物能够在接收太阳光的照射下成长起来，避免植被消失和土地沙化。

方案二：在方案一的基础上进一步，所述连接框上设有横跨前盖并与固定轴平行的清洁辊；所述清洁辊滑动连接在连接框上，所述清洁辊与前盖相抵；所述固定轴上设有电磁铁；向电磁铁通入正向电流时电磁铁吸引清洁辊朝着靠近固定轴的方向运动，向电磁铁通入反向电流时电磁铁排斥清洁辊朝着远离固定轴的方向运动。

在需要对太阳能电池的表面进行清洁时，先向电磁铁通入正向电流，然后再向电磁铁通入反向电流，或者先向电磁铁通入反向电流再向电磁铁通入正向电流，使清洁辊在太阳能电池片上方的前盖上来回运动，清洁辊与前盖相抵将钢化玻璃上的灰尘清理掉，实现对太阳能电池片上方的灰尘清理，使能够有更多的太阳光避开灰尘的阻挡进入到太阳能电池片中进行太阳能转换，能够有效提高太阳能的转化效率。

本发明通过在固定轴中设置电磁铁，通过向电磁铁中通入不同方向的电流，使电磁铁产生的磁性发生变化，进而使固定轴能够吸引或者排斥清洁辊，使清洁辊在前盖上来回运动，将前盖上的灰尘刮掉，本发明的太阳能电池能够进行自我清洁，本发明通过对电磁铁磁性的控制，来使清洁辊自动清洁太阳能电池的表面灰尘，不仅节省的人力成本而且操作简单，且电磁铁是工作稳定的器件，通过电磁铁来控制清洁辊的自动清洁，操作稳定可靠，能够适应由多个光伏板组成的大型太阳能系统的需求。

方案三：在方案二的基础上进一步，所述固定轴上设有径向向外伸出的刮齿，所述刮齿用来在与清洁辊接触时将清洁辊上的灰尘刮掉。

当清洁辊运动到与固定轴接触时，清洁辊继续运动，刮齿将清洁辊上的灰尘刮掉，使已经被清洁干净的清洁辊再回到前盖上时不会将灰尘一起带回去，避免清洁辊上的灰尘对太阳能电池造成的污染。通过刮齿实现了对清洁辊的自清洁。

方案四：在方案一的基础上进一步，所述太阳能电池片、连接框和伸缩杆都为分别设置在固定轴两侧的两组。

在固定轴的两侧分别连接两个连接框，在这两个连接框内分别各自连接了一个被伸缩杆支撑的后盖和前盖，这样形成的太阳能电池片更多，能够根据太阳的位置更加方便地调节两个光伏板与地面的角度位置，使整个太阳能电池能够吸收更多的太阳光，进而提高太阳能的转换率。

方案五：在方案一的基础上进一步，所述收集槽包括上部的敞口，所述敞口位于缝隙的下方。

通过敞口，从缝隙中接收被刮掉的灰尘或者从缝隙中掉落的雨水。

方案六：在方案五的基础上进一步，所述支撑座为中空结构，所述支撑座上设置有可用来遮挡收集槽与育苗箱的连通通道的翻板，所述翻板用来将收集槽的敞口与支撑座连通。

平时翻板不遮挡收集槽与育苗箱之间的通道，收集槽收集的灰尘能够直接掉落到育苗箱中，当翻板翻转打开，收集槽中的敞口与支撑座连通，收集槽中收集的东西就落入到支撑座中。

方案七，在方案六的基础上进一步，所述支撑座与育苗箱之间设置有彼此连通的用来供水流过的孔。

通过支撑座与育苗箱之间设置的孔，能够将支撑座内储存的水提供给育苗箱，进行育苗使用。

附图说明

图1为本发明太阳能电池实施例的结构示意图。

图2为图1的A点的竖直方向剖视图。

图3为图1的左视图。

图4为图1的俯视图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：左后盖100、左连接框101、右连接框102、右后盖103、左前盖104、右前盖105、太阳能电池片106、固定轴200、刮齿201、支撑座203、底座204、左翻板205、右翻板206、左收集槽300、右收集槽301、左伸缩杆400、右伸缩杆401、左万向节402、右万向节403、左网罩500、右网罩501、左育苗箱502、右育苗箱503、左育苗屉600、右育苗屉601、左滑轨700、左滑块701、左清洁辊702、右滑轨703、右滑块704、右清洁辊705。

如图1所示，本实施例中的太阳能电池，包括底座204、底座204的中间上安装有支撑座203，支撑座203的顶端安装有固定轴200，固定轴200外径向设置有向外突出的八个刮齿201，在底座204上在支撑座203的左侧和右侧分别通过左万向节402连接有左伸缩杆400，通过右万向节403连接有右伸缩杆401。底座204上在支撑座203的两侧分别安装有左育苗箱502和右育苗箱503，左育苗箱502上一体成型连接有左网罩500，右育苗箱503上一体成型连接有右网罩501。左网罩500的上方连通有左收集槽300，右网罩501的上方连接有右收集槽301，左收集槽300和右收集槽301中收集到的灰尘可以直接通过左网罩500和右网罩501进入到左育苗箱502和右育苗箱503中进行育苗。在育苗的时候，我们一般采用具有良好向光性的向日葵。

在左收集槽300的上方设置有与固定轴200通过旋转套转动连接的左连接框101，在右收集槽301的上方设置有与固定轴200通过旋转套转动连接的右连接框102。旋转套分别与左连接框101和右连接框102一体成型，旋转套套在固定轴200上，能够在外力作用下绕着固定轴200转动。

如图1和图3所示，左连接框101上连接有上下层叠设置的左前盖104和左后盖100，左伸缩杆400的顶端与左后盖100连接，调节左伸缩杆400的长度，能够使左伸缩杆400支撑起左后盖100以及与左后盖100连接的左连接框101一起绕着固定轴200转动。同样，右连接框102上连接有上下层叠设置的右前盖105和右后盖103，右伸缩杆401的顶端与右后盖103连接，调节右伸缩杆401的长度，能够使右伸缩杆401支撑起右后盖103以及与右后盖103连接的右连接框102一起绕着固定轴200转动。

如图4所示，左前盖104和左后盖100均为透明的钢化玻璃，左前盖104和左后盖100之间均匀分布有多个太阳能电池片106，两个太阳能电池片106之间留有供太阳光通过的空间间隔。同样，右前盖105和右后盖103均为透明的钢化玻璃，右前盖105和右后盖103之间均匀分布有多个太阳能电池片106，两个太阳能电池片106之间留有供太阳光通过的空间间隔。

如图4所示，左连接框101上安装有两个与固定轴200垂直的左滑轨700，每个左滑轨700上均滑动连接有一个左滑块701，左滑块701为能够被电磁铁的磁性驱动的金属块状体。两个左滑块701之间连接有横跨整个左前盖104用来清洁左前盖104上灰尘的左清洁辊702，左清洁辊702与左前盖104上的钢化玻璃相抵，当左滑块701在磁力的驱动作用下带动左清洁辊702在钢化玻璃上移动时，左清洁辊702将钢化玻璃上的灰尘刮掉。同样，右连接框102上安装有两个与固定轴200垂直的右滑轨703，每个右滑轨703上均滑动连接有一个右滑块704，右滑块704为能够被电磁铁的磁性驱动的金属块状体。两个右滑块704之间连接有横跨整个右前盖105用来清洁右前盖105上灰尘的右清洁辊705，右清洁辊705与右前盖105上的钢化玻璃相抵，当右滑块704在磁力的驱动作用下带动右清洁辊705在钢化玻璃上移动时，右清洁辊705将钢化玻璃上的灰尘刮掉。

为了使左清洁辊702和右清洁辊705运动起来更加平稳，也可分别将左滑块701和右滑块704做成齿轮形状，将左滑道和右滑道做成分别与左滑块701和右滑块704相啮合的齿条形状。

如图2和图3所示，左收集槽300和右收集槽301的顶端都为敞口形状，敞口正对连接框与固定轴200之间的缝隙，方便收集从缝隙中掉落的灰尘。左网罩500和右网罩501分别可拆卸连接，本实施例为卡接在左育苗箱502和右育苗箱503上。左育苗箱502和右育苗箱503为顶面开口的框架结构，为了方便在左育苗箱502和右育苗箱503中放置种子和取出幼苗，在左育苗箱502的左侧面上开有窗口供左育苗屉600滑动连接在左育苗箱502中，在右育苗箱503的右侧面上开有窗口供右育苗屉601滑动连接在右育苗箱503中。从收集槽中落下来的灰尘都落在育苗箱中的育苗屉中，方便在育苗屉中放置种子进行培训，也方便在种子长城幼苗后从育苗屉中取出。因为在左育苗箱502和右育苗箱503的上方可拆卸连接有左网罩500和右网罩501，网罩不会遮挡住阳光照射到育苗箱中，但网罩却能够阻碍幼苗继续长高，避免幼苗长高后对整个装置起到阻碍作用。

为了方便左育苗屉600和右育苗屉601的抽出和滑入育苗箱中，在育苗屉上安装把手，方便人进行操作。

在左育苗屉600和右育苗屉601中分别均匀撒布等量的同种种子。所有的种子在长成幼苗时其向光性十分明显，即向着太阳光充足的方向生长，根据左育苗箱502和右育苗箱503中幼苗的分布情况可以适当调节左伸缩杆400和右伸缩杆401的长度，将左连接框101和右连接框102调整在最适合接收太阳光的位置，使太阳能电池片106能够更好地将太阳能转化成电能。

为了更好地利用种子的向光性，可以选择性培育向光性更加明显的种子，如向日葵种子。

在底座204中安装微控制器，如STM32或80C51单片机，在左育苗屉600和右育苗屉601中安装重量传感器，左伸缩杆400和右伸缩杆401选择能够被单片机驱动的电动伸缩杆，将重量传感器和电动伸缩杆分别与微控制器电连接。则当某一个育苗屉中因为照射阳光更多，幼苗发育得更快整个育苗屉的重量就会大于另一个育苗屉，微控制器接收到两个重量传感器传递来的重量信号，比较两个育苗屉的重量值，微控制器控制两个电动伸缩杆伸缩，使整个连接框以及连接框中的太阳能电池片106朝着更重的育苗屉倾斜，即朝着更多太阳光的方向倾斜，使太阳能电池片106被调节到最适合接收太阳光的位置。而因为太阳能电池片106之间的空间间隔，不会遮挡住下方的育苗箱以及育苗屉内的幼苗进行光合作用。

为了更好地让伸缩杆支撑连接框以及连接框构成的光伏板，左伸缩杆400和右伸缩杆401分别有两个。

固定轴200上安装有电磁铁；电磁铁与微控制器电连接，由微控制器控制定时向电磁铁通电。向电磁铁通入正向电流时电磁铁吸引左滑块701和右滑块704，使左滑块701和右滑块704分别带动左清洁辊702和右清洁辊705朝着靠近固定轴200的方向运动，向电磁铁通入反向电流时电磁铁排斥左清洁辊702和右清洁辊705朝着远离固定轴200的方向运动。

当在使用太阳电池时，通过调整伸缩杆的长度，使太阳能电池片106绕着固定轴200转动，使太阳能电池片106能够与地面形成一定的角度，将太阳能电池片106调整到最利于接收太阳光的地方。在需要对太阳能电池的表面进行清洁时，先向电磁铁通入正向电流，然后再向电磁铁通入反向电流，或者先向电磁铁通入反向电流再向电磁铁通入正向电流，使清洁辊在太阳能电池片106上方的钢化玻璃上来回运动，清洁辊与钢化玻璃相抵将钢化玻璃上的灰尘清理掉，实现对太阳能电池片106上方的灰尘清理，使能够有更多的太阳光避开灰尘的阻挡进入到太阳能电池片106中进行太阳能转换，能够有效提高太阳能的转化效率。

通过在固定轴200中设置电磁铁，通过向电磁铁中通入不同方向的电流，使电磁铁产生的磁性发生变化，进而使固定轴200能够吸引或者排斥清洁辊，使清洁辊在钢化玻璃上来回运动，将钢化玻璃上的灰尘刮掉，本发明的太阳能电池能够进行自我清洁，本发明通过对电磁铁磁性的控制，来使清洁辊自动清洁太阳能电池的表面灰尘，不仅节省的人力成本而且操作简单，且电磁铁是工作稳定的器件，通过电磁铁来控制清洁辊的自动清洁，操作稳定可靠，能够适应由多个光伏板组成的大型太阳能系统的需求。

为了能够自动地启动清洁辊清洁灰尘，同时又避免能量浪费，分别在左前盖104和右前盖105的顶面安装光敏电阻器，将光敏电阻器与微控制器电连接。当光敏电阻器被灰尘遮挡，接收不到光时，微控制器开始向电磁铁通电，使左清洁辊702和右清洁辊705开始清洁左前盖104和右前盖105。

如图2所示，在固定轴200上安装有雨滴传感器，雨滴传感器选用现在通用在汽车天窗或挡风玻璃上的雨滴传感器即可。将雨滴传感器与微控制器电连接。

支撑座203为中空结构，且支撑座203的左侧壁与左育苗箱502通过小孔连通，支撑座203的右侧壁和右育苗箱503通过小孔连通。支撑座203的左侧壁上部为铰接在支撑座203左侧壁上的左翻板205，支撑座203右侧壁上部为铰接在支撑座203右侧壁上的右翻板206。左翻板205的底端通过销钉铰接在支撑座203上，左翻板205与其下方的支撑座203左侧壁一起构成完整的左侧壁。右翻板206的底端通过销钉铰接在支撑座203上，右翻板206与其下方的支撑座203右侧壁一起构成完整的右侧壁。左翻板205和右翻板206的顶端均设置有磁铁块，支撑座203上分别设置有用来与左翻板205与右翻板206相吸附的左电磁铁和右电磁铁，左电磁铁和右电磁铁在没有通电的时候，其内的铁芯与磁铁块产生吸附作用，使左翻板205和右翻板206能够被吸附。左电磁铁和右电磁铁与微控制器电连接，当微控制器控制向左电磁铁和右电磁铁通电时，左电磁铁和右电磁铁分别产生分别排斥左翻板205和右翻板206的磁力，使左翻板205向左翻转遮挡住左收集槽300，使从左收集槽300中流下的雨水沿着左翻板205进入到支撑座203内，使右翻板206向右翻转遮挡住右收集槽301，使从右收集槽301中流下的雨水沿着右翻板206进入到支撑座203内，支撑座203在储水的同时通过小孔将水通入到左育苗箱502和右育苗箱503中，为幼苗的培育提供水分。

在没有下雨的时候，整个收集槽是连通的，能够将被清洁辊刮落或者由刮齿201刮落的灰尘通过缝隙进入到收集槽中，再通过收集槽落入到育苗箱中，为种子培育成幼苗提供土壤，同时对这些被收集的灰尘进行固化，避免再次被风吹起成为扬尘，污染环境。当雨滴传感器检测到雨滴时，雨滴传感器向微控制器发送电信号，微控制器控制左电磁铁和右电磁铁通电，左翻板205和右翻板206翻转分别遮挡住左收集槽300和右收集槽301，同时微控制器控制左伸缩杆400和右伸缩杆401伸长，使左连接框101和右连接框102成V字型，使雨水冲洗前盖钢化玻璃上的灰尘，并将这些混合灰尘的雨水通过连接框和固定轴200之间的缝隙流入到收集槽中，再通过遮挡收集槽的左翻板205和右翻板206进入到支撑座203中。支撑座203起到了储水作用，在后面能够通过小孔不断地为育苗箱提供育苗所需要的水分。

本实施例中的前盖和后盖均为透明的钢化玻璃，每个太阳能电池片106之间设有供太阳光穿过的间隔空间，不会遮挡太阳光，能够使连接框下方的育苗箱乃至其他被遮挡的土地上都有太阳光照射，能够使太阳能电池下方的植物进行正常生长。

本实施例通过清洁辊来清洁钢化玻璃上的灰尘，能够使太阳能电池保持最大的光照接收量，能够有效提高转化效率，通过刮齿201能够保持清洁辊的清洁，通过收集槽和育苗箱能够及时对收集到的灰尘进行固化避免二次污染。

本实施例通过调节伸缩杆，能够调节左右两个连接框构成的电池板与地面的夹角，进而能够将太阳能电池片106调节到最适合接收太阳光的位置，同时，通过伸缩杆，能够利用清洁辊或者雨水将从钢化玻璃上清洁的灰尘送入到收集槽中。

通过育苗箱能够将收集到的灰尘进行利用，通过育苗箱中的种子长成幼苗过程中种子的生长情况，能够给伸缩杆的调节提供依据，使微控制器控制伸缩杆将所有太阳能电池片106调节到最适合接收太阳光的位置。

本实施例不仅解决了现在太阳能电池占用面积大，容易使土地沙化的问题，还解决了太阳能电池自身清洁和灰尘再利用的问题。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种太阳能电池，包括前盖、后盖以及设置在前盖和后盖之间的多个阵列设置的太阳能电池片；其特征在于：所述前盖和后盖均透明，每个太阳能电池片之间设有供太阳光穿过的间隔空间，前盖和后盖外连接有用来安装前盖和后盖的连接框，连接框的一侧上转动连接有固定轴，后盖上连接有用来支撑太阳能电池片并使太阳能电池片绕着固定轴转动的伸缩杆；所述连接框与固定轴之间设有用来供前盖上的灰尘掉落的缝隙；所述固定轴的下方设有用来进行灰尘收集的收集槽；所述收集槽的下方连通有用来进行幼苗培育的育苗箱。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述连接框上设有横跨前盖并与固定轴平行的清洁辊；所述清洁辊滑动连接在连接框上，所述清洁辊与前盖相抵；所述固定轴上设有电磁铁；向电磁铁通入正向电流时电磁铁吸引清洁辊朝着靠近固定轴的方向运动，向电磁铁通入反向电流时电磁铁排斥清洁辊朝着远离固定轴的方向运动。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：所述固定轴上设有径向向外伸出的刮齿，所述刮齿用来在与清洁辊接触时将清洁辊上的灰尘刮掉。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池片、连接框和伸缩杆都为分别设置在固定轴两侧的两组。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述收集槽包括上部的敞口，所述敞口位于缝隙的下方。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于：所述支撑座为中空结构，所述支撑座上设置有可用来遮挡收集槽与育苗箱的连通通道的翻板，所述翻板用来将收集槽的敞口与支撑座连通。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于：所述支撑座与育苗箱之间设置有彼此连通的用来供水流过的孔。