CN109104144B - 一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，柔性光伏发电模块由自上而下依次连接柔性薄膜太阳能电池组件、充气式光伏组件支撑体和充气式龙骨结构，支撑杆的底部安装于基座上，支撑杆的顶部安装有铰链，柔性光伏发电模块安装于铰链上并依靠刚性固定部件固定，通过铰链调节柔性光伏发电模块的安装倾角。本发明仅使用极薄的材料就可以维持系统的刚度和强度，具有结构简单、质量轻、成本低、存储容积小、便于携带、使用方便等特有优势，充气式可移动光伏装置提高了光伏装置的输出功率，缩短充电时间，满足太阳能汽车的能源需求，进而增加太阳能汽车的续航能力，并可在充电结束后方便地放气、拆卸、折叠、收纳、携带。

Description

一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置
技术领域
本发明涉及光伏以及太阳能汽车领域，尤其是一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置。
背景技术
电动汽车以车载蓄电池作为动力来源，具有零排放、低噪声、能源补充来源广等优点，是一种新型绿色交通工具，是解决城市交通污染问题的希望。太阳能电动车通过太阳能电池板将太阳的光能转化为电能后存入蓄电池中，再通过高能蓄电池输出电力驱动电机旋转、带动汽车行驶，是目前最清洁、最有发展前景的绿色环保汽车。
因受汽车外形和结构等因素的约束，一般的太阳能汽车所用的光伏发电板主要安装在汽车顶部，致使太阳能电池片的铺设面积极其有限，而太阳能属于低密度能源，目前太阳能电池的光电转换效率相对较低，以上因素限制了车载光伏装置的输出功率，使其不能满足太阳能汽车实际所需的电功率，降低了太阳能汽车的续航里程，也大幅增加了停车时车载蓄电池的充电时间，在某种程度上影响了太阳能电动车的应用和推广。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，包括基座、支撑杆、铰链、刚性固定部件、柔性光伏发电模块，所述的柔性光伏发电模块由自上而下依次连接柔性薄膜太阳能电池组件、充气式光伏组件支撑体和充气式龙骨结构，支撑杆的底部安装于基座上，支撑杆的顶部安装有铰链，柔性光伏发电模块安装于铰链上并依靠刚性固定部件固定，通过铰链调节柔性光伏发电模块的安装倾角。
所述充气式龙骨结构包括四边充气柱、对角线充气柱和充气圆环，四边充气柱首尾依次连接组成方形框架，方形框架内有两根对角线充气柱交叉连接，两根对角线充气柱交叉处具有充气圆环，充气圆环中间为中心孔，且四边充气柱、中间两根对角线充气柱以及中间的充气圆环均内部联通，充气式龙骨结构充放气阀门安装在距离充气圆环3到5毫米处，充气式龙骨结构安全泄气阀门安装在方形框架的四个边角的任意一个边角处。
所述充气式光伏组件支撑体上设有中心孔及引线孔，中心孔与引线孔的中心距大于固定部件宽度的二分之一，充气式光伏组件支撑体充放气阀门设置在充气式光伏组件支撑体的中心孔处；充气式光伏组件支撑体的安全泄气阀门设置在充气式光伏组件支撑体四个侧面的任一边角处。
所述柔性薄膜太阳能电池组件使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的一面，充气式龙骨结构使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的另外一面；充气式龙骨结构的水平投影和充气式光伏组件支撑体充气后的水平投影的形状与尺寸一致；充气式龙骨结构的中心孔、充气式光伏组件支撑体的中心孔和固定部件中心孔直径相同，安装时三者中心正对；太阳能电池组件间的连接线缆汇聚于充气式光伏组件支撑体引线孔处，向下经充气式龙骨结构中间两根对角线充气柱间的空隙引出。
所述的柔性光伏发电模块非充气状态时采用“对扣”或“Z”形方式折叠。
所述铰链顶板以及刚性固定部件均为长方体，铰链顶板的面积大于固定部件的面积，铰链顶板的上方设有顶板盲孔，顶板盲孔的直径与刚性固定部件中心孔的内螺纹的直径一致，螺纹匹配的双头螺柱依次穿过刚性固定部件中心孔、光伏组件支撑体中心孔和充气式龙骨结构中心孔后旋入铰链顶板盲孔，实现铰链与固定部件的刚性连接；双头螺柱中间段未带有螺纹的长度比充气式龙骨结构中心孔和充气式光伏组件支撑体中心孔的厚度之和多5-10毫米。
所述基座为圆台或矩形形状，支撑杆为具有自紧功能的伸缩杆，在支撑杆的底部设有外螺纹，旋入设有配套内螺纹的基座中心孔中并通过螺母锁紧实现与基座刚性连接。
本发明的有益效果是本发明充气结构在保持其内部足够压力的情况下，仅使用极薄的材料就可以维持系统的刚度和强度，具有结构简单、质量轻、成本低、存储容积小、便于携带、使用方便等特有优势。充气式、可移动光伏装置排除了汽车外形和结构等因素对太阳能电池片铺设面积的制约，突破了传统太阳能汽车电池片铺设的尺寸限制，可在停车时方便地构建大型太阳能阵列，提高光伏装置的输出功率，从而缩短充电时间，满足太阳能汽车的能源需求，进而增加太阳能汽车的续航能力，并可在充电结束后方便地放气、拆卸、折叠、收纳、携带。
附图说明
图1是充气式可移动光伏装置示意图。
图2是充气式龙骨结构示意图。
图3是充气式光伏组件支撑体示意图。
图4是支撑杆顶部与铰链装配示意图。
图5是固定部件示意图。
图中：1-基座、2-支撑杆、3-铰链、4-充气式龙骨结构、5-充气式光伏组件支撑体、6-柔性薄膜太阳能电池组件、7-固定部件、8-充气式龙骨结构充放气阀门、9-充气式龙骨结构中心孔、10-充气式龙骨结构安全泄气阀门、11-充气式光伏组件支撑体充放气阀门、12-充气式光伏组件支撑体中心孔、13-充气式光伏组件支撑体引线孔、14-充气式光伏组件支撑体安全泄气阀门、15-支撑杆顶部、16-铰链顶板、17-顶板盲孔、18-固定部件中心孔、19-四边充气柱、20-对角线充气柱、21-充气圆环。
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。
一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，包括基座、支撑杆、铰链、刚性固定部件、柔性光伏发电模块，所述的柔性光伏发电模块由自上而下依次连接柔性薄膜太阳能电池组件、充气式光伏组件支撑体和充气式龙骨结构，支撑杆的底部安装于基座上，支撑杆的顶部安装有铰链，柔性光伏发电模块安装于铰链上并依靠刚性固定部件固定，通过铰链调节柔性光伏发电模块的安装倾角。
所述充气式龙骨结构包括四边充气柱、对角线充气柱和充气圆环，四边充气柱首尾依次连接组成方形框架，方形框架内有两根对角线充气柱交叉连接，两根对角线充气柱交叉处具有充气圆环，充气圆环中间为中心孔，且四边充气柱、中间两根对角线充气柱以及中间的充气圆环均内部联通，充气式龙骨结构充放气阀门安装在距离充气圆环3到5毫米处，充气式龙骨结构安全泄气阀门安装在方形框架的四个边角的任意一个边角处。
所述充气式光伏组件支撑体上设有中心孔及引线孔，中心孔与引线孔的中心距大于固定部件宽度的二分之一，充气式光伏组件支撑体充放气阀门设置在充气式光伏组件支撑体的中心孔处；充气式光伏组件支撑体的安全泄气阀门设置在充气式光伏组件支撑体四个侧面的任一边角处。
所述其中柔性薄膜太阳能电池组件使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的一面，充气式龙骨结构使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的另外一面；充气式龙骨结构的水平投影和充气式光伏组件支撑体充气后的水平投影的形状与尺寸一致；充气式龙骨结构的中心孔、充气式光伏组件支撑体的中心孔和固定部件中心孔直径相同，安装时三者中心正对；太阳能电池组件间的连接线缆汇聚于充气式光伏组件支撑体引线孔处，向下经充气式龙骨结构中间两根对角线充气柱间的空隙引出。
所述的柔性光伏发电模块非充气状态时采用“对扣”或“Z”形方式折叠。
所述铰链顶板以及刚性固定部件均为长方体，铰链顶板的面积大于固定部件的面积，铰链顶板的上方设有顶板盲孔，顶板盲孔的直径与刚性固定部件中心孔的内螺纹的直径一致，螺纹匹配的双头螺柱依次穿过刚性固定部件中心孔、光伏组件支撑体中心孔和充气式龙骨结构中心孔后旋入铰链顶板盲孔，实现铰链与固定部件的刚性连接；双头螺柱中间段未带有螺纹的长度比龙骨结构和光伏组件支撑体的中心孔厚度之和多5-10毫米。
所述基座为圆台或矩形形状，支撑杆为具有自紧功能的伸缩杆，在支撑杆的底部设有外螺纹，旋入设有配套内螺纹的基座中心孔中并通过螺母锁紧实现与基座刚性连接。
如图1-5所示，本发明实施例中一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，包括基座(1)、支撑杆(2)、铰链(3)、固定部件(7)、柔性光伏发电模块，所述的柔性光伏发电模块由自上而下依次连接的柔性薄膜太阳能电池组件(6)、固定部件(7)、充气式龙骨结构(4)三部分组成，所述的柔性光伏发电模块非充气状态时采用“对扣”或“Z”形方式折叠，支撑杆(2)的底部安装于基座(1)上，支撑杆(2)的顶部安装有铰链(3)，柔性光伏发电模块安装于铰链(3)上并通过固定部件(7)固定。
充气式龙骨结构(4)包括四边充气柱(19)、对角线充气柱(20)、充气圆环(21)，四边充气柱(19)首尾依次连接组成方形框架，方形框架内有两根对角线充气柱(20)交叉连接，两根对角线充气柱(20)交叉处具有充气圆环(21)，充气圆环(21)中间有中心孔，且四边充气柱(19)、中间两根对角线充气柱(20)以及中间的充气圆环(21)内部联通，充气式龙骨结构(4)充充气式龙骨结构充放气阀门(8)安装在靠近中间的充气圆环(21)处，充气式龙骨结构安全泄气阀门(10)安装在方形框架的四个边角任意一个边角处。
充气式光伏组件支撑体(5)上具有充气式光伏组件支撑体中心孔(12)以及充气式光伏组件支撑体引线孔(13)，充气式光伏组件支撑体中心孔(12)与充气式光伏组件支撑体引线孔(13)的中心距大于固定部件(7)宽度的二分之一，充气式光伏组件支撑体充放气阀门(11)设置在靠近充气式光伏组件支撑体中心孔(12)处；充气式光伏组件支撑体安全泄气阀门(14)设置在充气式光伏组件支撑体四个侧面的任一边角处。
其中柔性薄膜太阳能电池组件(6)使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体(5)的一面，充气式龙骨结构(4)使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体(5)的另外一面；充气式龙骨结构(4)的水平投影和充气式光伏组件支撑体(5)充气后的水平投影形状、尺寸一致；充气式龙骨结构中心孔(9)、充气式光伏组件支撑体中心孔(12)和固定部件中心孔(18)直径相同，安装时三者中心正对；太阳能电池组件间的连接线缆汇聚于充气式光伏组件支撑体引线孔(13)处，向下经充气式龙骨结构(4)中间两根对角线充气柱间的空隙引出。
铰链顶板(16)以及刚性固定部件(7)均为长方体，铰链顶板(16)的面积大于固定部件(7)的面积，铰链顶板(16)的上方加工有内螺纹顶板盲孔(17)，顶板盲孔(17)与设置有内螺纹的固定部件中心孔(18)直径一致，螺纹匹配的双头螺柱穿过固定部件中心孔(18)、光伏组件支撑体中心孔(12)和龙骨结构中心孔(9)旋入顶板盲孔(17)，实现铰链(3)与固定部件(7)的刚性连接；双头螺柱中间段未带有螺纹的长度比充气式龙骨结构中心孔(9)和充气式光伏组件支撑体中心孔(12)的厚度之和多5-10毫米。
基座(1)为圆台或矩形形状，支撑杆(2)为具有自紧功能的伸缩杆，其顶部设有铰链，支撑杆顶部(15)通过螺栓与铰链(3)固定，且通过铰链调节发电模块的安装倾角，在支撑杆(2)的底部设有外螺纹，旋入设有配套内螺纹的基座(1)中心孔中并通过螺母锁紧实现与基座(1)刚性连接。
该充气式可移动光伏装置的使用方法是：第一步连接基座(1)和支撑杆(2)，调节安装倾角至合适角度；第二步展开柔性光伏发电模块并放置在铰链顶板(16)上，调整柔性光伏发电模块位置，使充气式光伏组件支撑体中心孔(12)、固定部件中心孔(18)和铰链顶板盲孔(17)三者中心正对，旋入双头螺柱，双头螺柱顶端外加匹配螺母进一步固定；第三步借助车载充气泵或便携式充气泵等充气工具以及充气管分别给充气式龙骨结构(4)和充气式光伏组件支撑体(5)充气至额定压力；第四步借助连接电缆实现柔性光伏发电模块与太阳能汽车外引充电口的电连接，闭合开关；第五步伸长支撑杆(2)，调节柔性光伏发电模块至合适高度，光伏装置正常工作；第六步充电结束后，缩短支撑杆(2)，断开开关，拆除连接电缆；第七步打开充气式龙骨结构充放气阀门(8)和充气式光伏组件支撑体充放气阀门(11)，柔性光伏发电模块放气，依次拆除固定部件(7)、支撑杆(2)，折叠、收纳。

Claims (5)

1.一种用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，其特征在于：
所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，包括基座、支撑杆、铰链、刚性固定部件、柔性光伏发电模块，所述的柔性光伏发电模块由自上而下依次连接柔性薄膜太阳能电池组件、充气式光伏组件支撑体和充气式龙骨结构，支撑杆的底部安装于基座上，支撑杆的顶部安装有铰链，柔性光伏发电模块安装于铰链上并依靠刚性固定部件固定，通过铰链调节柔性光伏发电模块的安装倾角；
所述充气式龙骨结构包括四边充气柱、对角线充气柱和充气圆环，四边充气柱首尾依次连接组成方形框架，方形框架内有两根对角线充气柱交叉连接，两根对角线充气柱交叉处具有充气圆环，充气圆环中间为中心孔，且四边充气柱、中间两根对角线充气柱以及中间的充气圆环均内部联通，充气式龙骨结构充放气阀门安装在距离充气圆环3到5毫米处，充气式龙骨结构安全泄气阀门安装在方形框架的四个边角的任意一个边角处；
所述充气式光伏组件支撑体上设有中心孔及引线孔，中心孔与引线孔的中心距大于固定部件宽度的二分之一，充气式光伏组件支撑体充放气阀门设置在充气式光伏组件支撑体的中心孔处；充气式光伏组件支撑体的安全泄气阀门设置在充气式光伏组件支撑体四个侧面的任一边角处。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，其特征在于：
所述柔性薄膜太阳能电池组件使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的一面，充气式龙骨结构使用粘贴剂直接粘贴在充气式光伏组件支撑体的另外一面；充气式龙骨结构的水平投影和充气式光伏组件支撑体充气后的水平投影的形状与尺寸一致；充气式龙骨结构的中心孔、充气式光伏组件支撑体的中心孔和固定部件中心孔直径相同，安装时三者中心正对；太阳能电池组件间的连接线缆汇聚于充气式光伏组件支撑体引线孔处，向下经充气式龙骨结构中间两根对角线充气柱间的空隙引出。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，其特征在于：
所述的柔性光伏发电模块非充气状态时采用“对扣”或“Z”形方式折叠。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，其特征在于：
铰链顶板以及刚性固定部件均为长方体，铰链顶板的面积大于固定部件的面积，铰链顶板的上方设有顶板盲孔，顶板盲孔的直径与刚性固定部件中心孔的内螺纹的直径一致，螺纹匹配的双头螺柱依次穿过刚性固定部件中心孔、光伏组件支撑体中心孔和充气式龙骨结构中心孔后旋入铰链顶板盲孔，实现铰链与固定部件的刚性连接；双头螺柱中间段未带有螺纹的长度比充气式龙骨结构中心孔和充气式光伏组件支撑体中心孔的厚度之和多5-10毫米。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能汽车的充气式可移动光伏装置，其特征在于：
所述基座为圆台或矩形形状，支撑杆为具有自紧功能的伸缩杆，在支撑杆的底部设有外螺纹，旋入设有配套内螺纹的基座中心孔中并通过螺母锁紧实现与基座刚性连接。
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