CN109039260A - 光伏发电装置、光伏车辆及光伏船 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电装置、光伏车辆及光伏船，其中该发电装置包括驱动组件、支撑机构和至少两层的光伏发电单元，驱动组件驱动支撑机构带动至少两层的光伏发电单元收拢后形成收拢结构，以使能接收到光照的光伏发电单元进行光电转换；驱动组件驱动支撑机构带动至少两层的光伏发电单元展开后形成展开结构，以使能接收到光照的光伏发电单元进行光电转换。本发明提供的光伏发电装置，通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元展开，扩大了光伏发电单元的光电转换面积，而通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元收拢，节约了该发电装置的占用空间，避免了其与周围部件设施的干涉。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种光伏发电装置、光伏车辆及光伏船。
背景技术
新能源电动汽车充电速度慢、耗电快，使用体验较差。针对这一技术问题，在车顶加装光伏电池是通常的做法。现有技术中的解决方案是将玻璃天窗设计成可发电的光伏电池，比如在天窗中集成光伏电池芯片，但是这种方式会使光伏电池受限于天窗面积和表面玻璃的阻隔，发电量较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏发电装置、光伏车辆及光伏船，以解决上述现有技术中的问题，扩大光伏天窗发电面积，提升发电量。
本发明提供了一种光伏发电装置，其中，包括：
驱动组件、支撑机构和至少两层的光伏发电单元；
所述至少两层的光伏发电单元设置在所述支撑机构上；
所述驱动组件驱动所述支撑机构带动所述至少两层的光伏发电单元收拢，形成收拢结构，以使接收到光照的光伏发电单元进行光电转换；
所述驱动组件驱动所述支撑机构带动所述至少两层的光伏发电单元展开，形成展开结构，以使接收到光照的光伏发电单元进行光电转换。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述支撑机构包括连杆组件和托架，所述连杆组件包括输入端和输出端；
所述驱动组件的驱动端与所述连杆组件的输入端相连；
所述连杆组件的输出端与所述托架相连；
所述至少两层的光伏发电单元设置在所述托架上。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述托架包括底座和夹板，所述底座与所述连杆组件枢接，所述夹板固定在所述底座上，所述光伏发电单元固定在所述夹板上。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述至少两层的光伏发电单元的每层光伏发电单元可滑动地安装在所述托架上，以使所述光伏发电单元能沿着所述托架横向滑动。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述连杆组件的输出端与所述托架枢接。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述连杆组件还包括第一杆、第二杆、第三杆和第四杆；
所述托架为两层，两层托架分别为第一托架和第二托架；
所述第一杆的第一端为所述连杆组件的输入端，所述第一杆的第二端与所述第二杆的第一端枢接；
所述第二杆的中部用于铰接在能够设置在交通工具上的固定物上，所述第二杆的第二端与所述第一托架枢接；
所述第三杆的第一端铰接在所述固定物上，所述第三杆的中部与所述第一托架枢接，所述第三杆的第二端与所述第二托架枢接；
所述第四杆的第一端与所述第一托架枢接，所述第四杆的第二端与所述第二托架枢接。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述第三杆包括套管和推杆；
所述推杆可伸缩地设置在所述套管中；
所述套管上远离所述推杆的一端与所述固定物铰接；
所述推杆上的中间部位与所述第一托架枢接；
所述推杆上远离所述套管的一端与所述第二托架枢接。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述第一托架和所述第二托架上均设置有电机、齿轮和齿条；
所述电机的输出轴与所述齿轮相连，所述齿轮与所述齿条啮合；
所述光伏发电单元设置在所述齿条上。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述固定物为能够设置在交通工具上的基座，所述基座上也设置有光伏发电单元。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述固定物为交通工具的本体，所述本体上也设置有光伏发电单元。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述驱动组件为气缸，所述气缸包括缸体和气缸杆；
所述缸体固定在固定物上；
所述气缸杆的驱动端与所述连杆组件的输入端相连。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，所述驱动组件包括驱动电机、传动齿轮和传动齿条；
所述传动齿轮与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述传动齿轮与所述传动齿条啮合，所述传动齿条与所述连杆组件相连。
如上所述的光伏发电装置，其中，优选的是，还包括光线检测装置，用于将检测到的光照信号发送给所述驱动组件，以使所述驱动组件驱动所述支撑机构动作。
本发明还提供了一种光伏车辆，包括车辆本体，其中，还包括本发明提供的光伏发电装置，所述驱动组件设置在所述车辆本体上。
如上所述的光伏车辆，其中，优选的是，所述驱动组件设置在所述车辆本体的车辆顶棚上。
本发明还提供了一种光伏船，包括船本体，其中，还包括本发明提供的光伏发电装置，所述驱动组件设置在所述船本体上。
如上所述的光伏船，其中，优选的是，所述驱动组件设置在所述船本体的船顶棚上。
本发明提供的光伏发电装置、光伏车辆及光伏船，通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元展开，扩大了光伏发电单元的光电转换面积，提高了光电转换的效率，而通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元收拢，节约了该发电装置的占用空间，避免了其与周围部件设施的干涉。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的光伏发电装置在展开时的状态图；
图2为本发明实施例提供的光伏发电装置在收拢时的状态图；
图3为光伏发电单元在托架中的状态图。
附图标记说明：
100-基座 200-驱动组件 300-第一杆
400-第二杆 500-第一托架 510-通孔
520-开口 600-第三杆 700-第四杆
800-第二托架 900-光伏发电单元
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请同时参照图1和图2，本发明实施例提供了一种光伏发电装置(下文简称为发电装置)，其包括驱动组件200、支撑机构(本实施例中的支撑机构可以是由第一杆300、第二杆400、第三杆600、第四杆700以及第一托架500和第二托架800组成，具体详见下文描述)和至少两层的光伏发电单元，至少两层的光伏发电单元设置在支撑机构上，驱动组件200驱动支撑机构带动至少两层的光伏发电单元收拢后形成收拢机构，也即形成纵向叠层(如图1和图2所示视角)，以使能接收到光照的光伏发电单元进行光电转换；驱动组件200驱动带动至少两层的光伏发电单元展开后形成展开结构，也即形成横向分布(如图1和图2所示视角)，以使能接收到光照的光伏发电单元进行光电转换。由此，通过驱动组件200驱动至少两层的光伏发电单元展开，扩大了光伏发电单元的光电转换面积，提高了光电转换的效率，而通过驱动组件200驱动至少两层的光伏发电单元收拢，节约了该发电装置的占用空间，避免了其与周围部件设施的干涉。
当驱动组件200驱动两组支撑机构相互收拢时，可以使两组支撑机构上的至少两层的光伏发电单元形成纵向的叠层，从而减小了光伏发电单元对汽车顶棚上的空间的占用，避免与路边设施发生干涉碰撞，同时位于最上层的光伏发电单元可以接收光伏光的直接照射，以进行高效的光电转换。其中，在收拢状态下，位于下层的光伏发电单元与位于上层的光伏发电单元保持有距离，虽然下层的光伏发电单元在纵向受到了上层的光伏发电单元的遮挡，但是，下层的光伏发电单元仍然可以通过两者之间的距离接收微弱的光照，从而可以进行相对较弱的光电转换，同时结合上层的光伏发电单元的高效的光电转换，可以在汽车行驶过程中提供必要的电量。
当驱动组件200驱动两组支撑机构相互远离时，可以使光伏发电单元在横向展开，以避免上层的光伏发电单元对下层的光伏发电单元造成遮挡，从而使下层的光伏发电单元和上层的光伏发电单元能够同时接收光照以进行高效的光电转换，使汽车在静止的状态下进行快速高效的电量储备，以保证汽车在行驶过程中各项功能的正常工作。
需要说明的是，光伏发电单元可以为铜铟镓硒电池芯片、砷化镓电池芯片、单晶硅电池芯片、多晶硅电池芯片或敏化染料电池芯片中的一种或两种以上的组合，优选的是，光伏发电单元为铜铟镓硒电池芯片，以在弱光环境下可以获得高效的光电转换。
进一步地，该发电装置还包括光线检测装置，光线检测装置用于将检测到的光照信号发送给驱动组件200，驱动组件200根据光照信号驱动支撑机构转动。其中，光线检测装置可以为光照传感器。
具体而言，支撑机构可以包括连杆组件和托架，其中，连杆组件包括输入端和输出端，驱动组件200的驱动端与连杆组件的输入端相连，以驱动连杆组件转动，实现光伏发电单元的展开或收拢；连杆组件的输出端与托架相连；至少两层的光伏发电单元设置在托架上，由此，通过设置托架可以实现对光伏发电单元的支撑和保护，通过设置连杆组件也便于光伏发电单元的展开或收拢。
具体地，在一种实施例中，托架可以包括底座和夹板，夹板固定在底座上，底座与连杆组件枢接，通过连杆组件和底座之间的相对转动实现光伏发电单元的展开和收拢，每层的光伏发电单元均固定在夹板上。其中，夹板可以夹紧在光伏发电单元的边缘位置，从而可以保证对光伏发电单元夹紧的同时，避免对光伏发电单元造成较大面积的遮挡，使光伏发电单元具有较大的光电转换面积。
在另一种实施例中，每层的光伏发电单元可滑动地固定在托架上，由此可以实现光伏发电单元沿着托架横向滑动，当位于上层的光伏发电单元对位于下层的光伏发电单元造成遮挡时，可以通过光伏发电单元相对于托架滑动来调整光伏发电单元的位置，以消除遮挡。
需要说明的是，为了保证托架在该发电装置收拢或展开过程中可以保持水平状态，以便于接收光照，进行高效的光电转换，连杆组件的输出端可以与托架枢接。
具体而言，如图1所示，连杆组件包括第一杆300、第二杆400、第三杆600和第四杆700；托架可以为两层，两层托架分别为第一托架500和第二托架800；第一杆300的第一端为连杆组件的输入端，第一杆300的第二端与第二杆400的第一端枢接；第二杆400的中部用于铰接在固定物上，第二杆400的第二端与第一托架500枢接；第三杆600的第一端铰接在能够设置在交通工具上的固定物上，第三杆600的中部与第一托架500枢接，第三杆600的第二端与第二托架800枢接；第四杆700的第一端与第一托架500枢接，第四杆700的第二端与第二托架800枢接，由此，可以使第一托架500和第二托架800以及第一托架500和基座100之间形成一种平行四边形结构，从而可以保证第一托架500和第二托架800在运动过程中保持水平状态。
具体地，如图3所示，第一托架500上设置有用于穿设光伏发电单元900的通孔510，第一托架500的上方设置有用于接收光照的开口520，从而可以通过开口520来接收光照，以进行光电转换。其中，光伏发电单元900可以根据实际需要在通孔510中滑动，同时可以通过开口520吸收光照，以进行光电转换。其中，光伏发电单元900可以滑动穿设在通孔510中，通过光伏发电单元900的滑动，可以调整其与各光伏发电单元间的相对位置，避免各光伏发电单元间存在遮挡。当然，第二托架800可以与第一托架500具有相同的结构和功能，在此不再赘述。
其中，上述至少两层的光伏发电单元可以包括第一光伏发电单元和第二光伏发电单元，第一光伏发电单元可以设置在第一托架500上，第二光伏发电单元可以设置在第二托架800上。
其中，固定物可以为能够设置在交通工具上的基座100，所述基座100上也设置有光伏发电单元，该光伏发电单元可以定义为第三光伏发电单元，当该发电装置处于展开状态时，由于连杆组件的限制，第一托架500上的第一光伏发电单元在纵向上会对基座100上的第三光伏发电单元造成部分遮挡，易造成第三光伏发电单元不能完全发挥光电转换的效果；为此，在本实施例中，第一光伏发电单元滑动穿设在通孔510中，其中，第一托架500为框架结构，其中间部分无结构遮挡，当使该发电装置展开后，可以进一步使第一光伏发电单元相对第一托架500滑动，以将第三光伏发电单元上被第一光伏发电单元遮挡的部分透过第一托架500暴露在光照下，从而实现了第三光伏发电单元充分接收光照，以进行高效的光电转换。
当然，固定物也可以为交通工具本体，本体上可以设置有光伏发电单元。
需要说明的是，驱动组件200的结构可以有多种，在一种实施例中，为了便于控制，该驱动组件200可以包括气缸的缸体和气缸杆，缸体用于固定在固定物上；气缸杆的驱动端与连杆组件的输入端相连。
具体地，气缸的缸体可以固定设置在基座100上，气缸的气缸杆的一端与第一杆300连接，驱动第一杆300上远离第二杆400的一端转动连接；通过气缸杆的推动，使第一杆300上与气缸杆相连的一端在纵向运动，同时，由于第一杆300受第二杆400的枢接作用，第一杆300上与气缸杆相连的一端与气缸杆之间发生相对转动，从而可以带动第二杆400发生转动，进而实现第一托架500在横向的展开或收拢。
而在另一实施例中，为了提升对连杆组件转动角度的精确控制，驱动组件200可以包括驱动电机、传动齿轮和传动齿条，传动齿轮与驱动电机的输出轴固定连接，传动齿轮与传动齿条啮合，传动齿条的端部与连杆组件连接。具体地，驱动电机可以驱动传动齿轮转动，进而实现传动齿条在纵向上的移动，由此可以对第一杆300施加纵向的驱动力，从而实现第一托架500的展开或收拢，而通过对驱动电机运行参数的设定，可以保证齿条伸缩的精度，进而实现对第二杆400转动角度的精度控制。
其中，第一光伏发电单元或第二光伏发电单元的滑动可以通过气缸、液压缸等驱动部件驱动，而为了保证驱动各光伏发电单元运动的稳定性，第一托架500和第二托架800上均可以设置有电机和齿条，电机的输出轴上固定设置有齿轮，齿轮与齿条啮合，第一光伏发电单元设置在第一托架500上的齿条上，第二光伏发电单元设置在第二托架800上的齿条上，从而可以通过电机的驱动实现齿条的平移运动，进而实现光伏发电单元的滑动。
本发明实施例还提供了一种光伏车辆，其包括车辆本体，其中，还包括本发明任意实施例提供的光伏发电装置，光伏发电装置中驱动组件设置在车辆本体上。
本领域技术人员可以理解的是，驱动组件可以设置在车辆本体上任何便于接收光照的位置，例如可设置在发舱盖上或车辆顶棚上，当然还可以设置在其他位置。优选地，驱动组件设置在车辆本体的车辆顶棚上，以最大化地接收太阳光照。
本发明实施例还提供了一种光伏船，其包括船本体，其中，还包括本发明任意实施例提供的光伏发电装置，该光伏发电装置中的驱动机构设置在船本体上。
本领域技术人员可以理解的是，驱动组件可以设置在船本体上任何便于接收光照的位置，例如可设置在船体侧面或船顶棚上，当然还可以设置在其他位置。优选地，驱动组件设置在船本体的船顶棚。
本发明实施例提供的光伏发电装置、光伏车辆及光伏船，通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元展开，扩大了光伏发电单元的光电转换面积，提高了光电转换的效率，而通过驱动组件驱动至少两层的光伏发电单元收拢，节约了该发电装置的占用空间，避免了其与周围部件设施的干涉。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (17)
1.一种光伏发电装置，其特征在于，包括：
驱动组件、支撑机构和至少两层的光伏发电单元；
所述至少两层的光伏发电单元设置在所述支撑机构上；
所述驱动组件驱动所述支撑机构带动所述至少两层的光伏发电单元收拢，形成收拢结构，以使接收到光照的光伏发电单元进行光电转换；
所述驱动组件驱动所述支撑机构带动所述至少两层的光伏发电单元展开，形成展开结构，以使接收到光照的光伏发电单元进行光电转换。
2.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述支撑机构包括连杆组件和托架，所述连杆组件包括输入端和输出端；
所述驱动组件的驱动端与所述连杆组件的输入端相连；
所述连杆组件的输出端与所述托架相连；
所述至少两层的光伏发电单元设置在所述托架上。
3.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，所述托架包括底座和夹板，所述底座与所述连杆组件枢接，所述夹板固定在所述底座上，所述光伏发电单元固定在所述夹板上。
4.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，所述至少两层的光伏发电单元的每层光伏发电单元可滑动地安装在所述托架上，以使所述光伏发电单元能沿着所述托架横向滑动。
5.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，所述连杆组件的输出端与所述托架枢接。
6.根据权利要求5所述的光伏发电装置，其特征在于，所述连杆组件还包括第一杆、第二杆、第三杆和第四杆；
所述托架为两层，两层托架分别为第一托架和第二托架；
所述第一杆的第一端为所述连杆组件的输入端，所述第一杆的第二端与所述第二杆的第一端枢接；
所述第二杆的中部用于铰接在能够设置在交通工具上的固定物上，所述第二杆的第二端与所述第一托架枢接；
所述第三杆的第一端铰接在所述固定物上，所述第三杆的中部与所述第一托架枢接，所述第三杆的第二端与所述第二托架枢接；
所述第四杆的第一端与所述第一托架枢接，所述第四杆的第二端与所述第二托架枢接。
7.根据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第三杆包括套管和推杆；
所述推杆可伸缩地设置在所述套管中；
所述套管上远离所述推杆的一端与所述固定物铰接；
所述推杆上的中间部位与所述第一托架枢接；
所述推杆上远离所述套管的一端与所述第二托架枢接。
8.根据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第一托架和所述第二托架上均设置有电机、齿轮和齿条；
所述电机的输出轴与所述齿轮相连，所述齿轮与所述齿条啮合；
所述光伏发电单元设置在所述齿条上。
9.根据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述固定物为能够设置在交通工具上的基座，所述基座上也设置有光伏发电单元。
10.根据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述固定物为交通工具的本体，所述本体上也设置有光伏发电单元。
11.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，所述驱动组件为气缸，所述气缸包括缸体和气缸杆；
所述缸体固定在固定物上；
所述气缸杆的驱动端与所述连杆组件的输入端相连。
12.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、传动齿轮和传动齿条；
所述传动齿轮与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述传动齿轮与所述传动齿条啮合，所述传动齿条与所述连杆组件相连。
13.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，还包括光线检测装置，用于将检测到的光照信号发送给所述驱动组件，以使所述驱动组件驱动所述支撑机构动作。
14.一种光伏车辆，包括车辆本体，其特征在于，还包括权利要求1-13任意一项所述的光伏发电装置，所述驱动组件设置在所述车辆本体上。
15.根据权利要求14所述的光伏车辆，其特征在于，所述驱动组件设置在所述车辆本体的车辆顶棚上。
16.一种光伏船，包括船本体，其特征在于，还包括权利要求1-13任意一项所述的光伏发电装置，所述驱动组件设置在所述船本体上。
17.根据权利要求16所述的光伏船，其特征在于，所述驱动组件设置在所述船本体的船顶棚上。
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