CN114537631A - 一种可折叠的太阳能风帆结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可折叠的太阳能风帆结构，包括：船体、桅杆、横杆、风帆、电机、若干吊环、传动带、传动轮、导线；风帆由若干小风帆拼接而成，小风帆侧边设有与吊环连接的连接孔；小风帆包括：第一小风帆和第二小风帆，所述第一小风帆位于风帆最顶端；第一小风帆包括：帆布和连接部件；所述帆布底端设有连接部件；第二小风帆包括：两个薄膜太阳能电池、帆布、连接部件和阴阳极；第二小风帆上下端均设有连接部件；帆布两面与薄膜太阳能电池连接，薄膜太阳能电池一端设有阴阳极，所述阴阳极与导线连接。本发明解决了太阳能风帆在使用过程中难收帆的问题，操作便利，调节灵活自由，帆布易收取。

Description

一种可折叠的太阳能风帆结构
技术领域
本发明属于太阳能帆船相关领域，主要涉及一种可折叠的太阳能风帆结构。
背景技术
由于化石能源的枯竭及国内外节能减排的倡导，也随着新能源与绿色船舶的兴起，各种新型的节能技术也应用到各种类型的船舶上。太阳能作为一种新兴的可再生能源，由于其清洁、普遍、巨大、长久的优点而得到广泛的应用。在由太阳能光伏板制成的太阳能收集系统采集太阳辐射进行发电，所制成的太阳能船舶在国内外有所应用。在大型船舶上主要应用的是大型硬质太阳能板进行太阳能的收集，而在中小型风帆船舶上主要使用太阳能风帆进行太阳能与风能的收集。而现有的太阳能风帆还不够成熟，并不能实现风帆的自由收放功能，以满足船舶在各个航行工况下的航行。
发明内容
本发明提供一种可折叠的太阳能风帆结构，以克服太阳能风帆在使用过程中难收帆的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种可折叠的太阳能风帆结构，包括：船体、桅杆、横杆、风帆、电机、若干吊环、传动带、两个传动轮、若干导线；所述船体设有桅杆和电机；所述桅杆为侧边设有开口的中空圆柱体，内部设有导线；所述桅杆顶端和底端均设有传动轮，二个传动轮通过传动带连接，所述传动带设有若干吊环；所述电机与设于桅杆底端的传动轮传动连接；所述横杆一端与桅杆固定连接，并与风帆底边连接；所述风帆由若干小风帆拼接而成，所述小风帆侧边设有与吊环连接的连接孔；所述小风帆包括：第一小风帆和第二小风帆，所述第一小风帆位于风帆最顶端；所述第一小风帆包括：帆布和连接部件；所述帆布底端设有连接部件；所述第二小风帆包括：两个薄膜太阳能电池、帆布、连接部件和阴阳极；所述第二小风帆上下端均设有连接部件；所述帆布两面与所述薄膜太阳能电池固定连接，所述薄膜太阳能电池一端设有阴阳极，所述阴阳极与导线连接。
进一步的，所述薄膜太阳能电池与帆布缝合连接。
进一步的，所述相邻小风帆的薄膜太阳能电池之间设有间隙。
进一步的，所述薄膜太阳能电池包括：前板、胶膜、阻水膜、电池串、背板；所述前板、胶膜、阻水膜、胶膜、电池串、胶膜、阻水膜、胶膜、背板依次排列组成薄膜太阳能电池。
进一步的，所述电池串为铜铟镓硒电池。
进一步的，所述连接部件包括：凹槽装置、凸台装置、卡扣；所述第一小风帆下边设有凸台装置/凹槽装置；所述第二小风帆上边设有凹槽装置/凸台装置，下边设有凸台装置/凹槽装置；所述小风帆之间通过凹槽装置与凸台装置卡接；所述卡扣穿过相互连接的凹槽装置和凸台装置。
进一步的，所述横杆通过凹槽装置/凸台装置与风帆底边连接。
进一步的，所述阴阳极与薄膜太阳能电池接口位置设有防水盒，阴阳极和导线通过防水接头连接器连接。
有益效果：本发明一种可折叠的太阳能风帆结构解决了太阳能风帆在使用过程中难收帆的问题。本发明可以按照所需的风力大小，依次收取靠下的小风帆实现自由收放风帆，调节风帆受风面积，实现控制太阳能发电与风力助航之间的平衡，较好的满足船舶在各个工况下航行。本发明操作便利，调节灵活自由，风帆易收取。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种可折叠的太阳能风帆结构示意图；
图2为本发明一种可折叠的太阳能风帆结构收帆后示意图；
图3为本发明充电流程示意图；
图4为本发明薄膜电池结构示意图；
图5为本发明连接部件结构示意图；
图6为本发明风帆结构示意图；
图7为本发明升降结构示意图；
图8为本发明第二小风帆结构示意图；
图9为本发明第一小风帆结构示意图。
1、船体；2、帆布；3、桅杆；4、薄膜太阳能电池；5、横杆；6、防水盒；7、吊环；8、连接孔；9、卡扣；10、间隙；11、前板；12、胶膜；13、阻水膜；14、电池串；15、背板；16、电机；17、传动带；18、传动轮；19、凹槽装置；20、凸台装置；21、卡钉；22、卡片；23、阴阳极；24、防水接头连接器。
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、完整地描述，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作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。
一种可折叠的太阳能风帆结构，如图1至图3、图6至图7所示，包括：船体1、桅杆3、横杆5、风帆、电机16、若干吊环7、传动带17、两个传动轮18、若干导线；所述船体1设有桅杆3和电机16；所述桅杆3为侧边设有开口的中空圆柱体，内部设有导线；所所述桅杆3顶端和底端均设有传动轮18，二个传动轮18通过传动带17连接，所述传动带17设有若干吊环7；所述电机16与设于桅杆3底端的传动轮18传动连接；所述横杆5一端与桅杆3固定连接，并与风帆底边连接；所述风帆由若干小风帆拼接而成，所述小风帆侧边设有与吊环7连接的连接孔8；所述小风帆包括：第一小风帆和第二小风帆，所述第一小风帆位于风帆最顶端；所述第一小风帆包括：帆布和连接部件；所述帆布底端设有连接部件；所述第二小风帆包括：两个薄膜太阳能电池4、帆布2、连接部件和阴阳极23；所述第二小风帆上下端均设有连接部件；所述帆布两面与所述薄膜太阳能电池4固定连接，所述薄膜太阳能电池4一端设有阴阳极23，所述阴阳极23与导线连接。
具体的，风帆由若干小风帆通过连接部件连接，第一小风帆下端设有凸槽装置20，第二小风帆上端设有凹槽装置19下端设有凸台装置20，上一小风帆的凸台装置20从下一小风帆的凹槽装置19侧边滑入，二者卡接，并在凹槽装置19和凸台装置20二者重叠部分安装卡扣9；优选的，卡扣9包括：卡钉21和卡片22，卡钉21穿过凹槽装置19与凸台装置20重叠不封，卡片22与卡钉21穿过的部分连接；通过上述方法连接若干小风帆可拼接成风帆。优选的，所述小风帆为斜边为弧形的直角梯形，所述小风帆高度均相等，便于计算收帆时需要拆除风帆的数量，小风帆的下边长度与相邻下一小风帆的上边边长相等。
升帆时，首先，根据所需风帆的面积大小以及高度，将若干小风帆通过连接部件组装成若干小风帆组合，从上到下依次命名为第一小风帆组、为第二小风帆组，第三小风帆组……依次类推；组装完成后，将第一小风帆组的连接孔8与吊环7连接，阴阳极23通过防水接头连接器24与导线连接；连接完成后，启动电机16，电机16带动传动轮18和传动带17运动，吊环7带动第一小风帆组逐渐升起，升起到一定高度后关闭电机16；接着，将第二小风帆组的连接孔8与吊环7连接，阴阳极23与导线连接，第二小风帆组与第一小风帆组通过连接部件连接，连接完成后启动电机16升高至一定高度；依次类推，当升起的风帆面积为所需面积后，风帆的最底端与横杆5连接，完成升帆。
收帆时，首先，解开风帆与横杆5的连接关系；接着，启动电机16反向转动，风帆下降至一定高度，关闭电机；接着，根据风帆所需面积拆除若干小风帆组，解开第n小风帆组与第n-1小风帆组之间连接的卡扣9；解开第n小风帆组与吊环7之间的连接关系，以及阴阳极23与导线之间的连接；下一步，将第n小风帆组从剩余风帆的凸台装置20中抽出，并收纳第n小风帆组；依次类推，直到未拆除的风帆面积为所需风帆面积；最后，将未拆除风帆最下端与横杆5连接。
优选的，导线一端与薄膜太阳能电池连接另一端与太阳能充电控制器输入端相连，太阳能充电控制器的输出端通过导线与电源的输入端连接。当太阳光强、风小时，风力推动帆船航行效率低，此时可增加小风帆数量，增大太阳能电池薄膜面积，从而太阳能供电量增大，保证帆船航行速度。当太阳光弱、风大时，风力推动帆船航行效率高，此时可减少小风帆数量，减小太阳能电池薄膜面积，从而太阳能供电量减小。
所述薄膜太阳能电池4与帆布2缝合连接。优选的，通过缝合连接，将薄膜太阳能电池4与帆布2紧密连接，使得形成一个独立的小风帆，
如图6所述，所述风帆中相邻小风帆的薄膜太阳能电池之间设有间隙10。具体的，当收纳风帆时可在间隙处进行折叠，不用将其拆成若干独立的小风帆，简化了风帆的收纳过程，也避免收纳过程中造成薄膜太阳能电池4的损伤，增加了薄膜太阳能电池4的使用寿命。
如图4所述，所述薄膜太阳能电池4包括：前板11、胶膜12、阻水膜13、电池串14、背板15；所述前板11、胶膜12、阻水膜13、胶膜12、电池串14、胶膜12、阻水膜13、胶膜12、背板15依次排列组成薄膜太阳能电池4。具体的，所述薄膜太阳能电池4具有良好的轻质性和灵活性，有助于风帆卷曲，保持良好的力学性能，由于前板的保护使电池串14受环境风化影响小，阻水率强，耐用性良好；灰尘污迹可随雨水冲刷，保持薄膜太阳能电池4的表面清洁。
所述电池串14为铜铟镓硒电池。所述铜铟镓硒电池稳定性高，抗辐射能力强，弱光性好，无衰减，价格便宜且转换效率高。
如图5所示，所述连接部件包括：凹槽装置19、凸台装置20、卡扣9；所述第一小风帆下边设有凸台装置20/凹槽装置19；所述第二小风帆上边设有凹槽装置19/凸台装置20，下边设有凸台装置20/凹槽装置19；所述小风帆之间通过凹槽装置19与凸台装置20卡接；所述卡扣9穿过相互连接的凹槽装置19和凸台装置20。
优选的，所述凸台装置20截面为T形凸台，所述凹槽装置19截面为T形凹槽。所述凹槽装置19和凸台装置20之间卡接使每一块小帆布之间连接简单，取用方便，固定卡扣9可防止小风帆之间滑移。
所述横杆5通过凹槽装置19/凸台装置20与风帆底边连接。具体的，所述横杆5设有凹槽装置19与风帆底边连接，拆卸方便快捷。
如图6所示，所述阴阳极23与薄膜太阳能电池4接口位置设有防水盒6，阴阳极23和导线通过防水接头连接器24连接。具体的，帆船所处环境湿度较大，航行中可能会遇见下雨天气，设置防水盒6和防水接头连接器24可延长阴阳极和导线的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (8)

1.一种可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，包括：船体(1)、桅杆(3)、横杆(5)、风帆、电机(16)、若干吊环(7)、传动带(17)、两个传动轮(18)、若干导线；
所述船体(1)设有桅杆(3)和电机(16)；所述桅杆(3)为侧边设有开口的中空圆柱体，内部设有导线；所述桅杆(3)顶端和底端均设有传动轮(18)，二个传动轮(18)通过传动带(17)连接，所述传动带(17)设有若干吊环(7)；所述电机(16)与设于桅杆(3)底端的传动轮(18)传动连接；
所述横杆(5)一端与桅杆(3)固定连接，并与风帆底边连接；
所述风帆由若干小风帆拼接而成，所述小风帆侧边设有与吊环(7)连接的连接孔(8)；
所述小风帆包括：第一小风帆和第二小风帆，所述第一小风帆位于风帆最顶端；
所述第一小风帆包括：帆布(2)和连接部件；所述帆布(2)底端设有连接部件；
所述第二小风帆包括：两个薄膜太阳能电池(4)、帆布(2)、连接部件和阴阳极(23)；所述第二小风帆上下端均设有连接部件；
所述帆布两面与所述薄膜太阳能电池(4)固定连接，所述薄膜太阳能电池(4)一端设有阴阳极(23)，所述阴阳极(23)与导线连接。
2.根据权利要求1所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述薄膜太阳能电池(4)与帆布(2)缝合连接。
3.根据权利要求1所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述相邻小风帆的薄膜太阳能电池(4)之间设有间隙(10)。
4.根据权利要求1所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述薄膜太阳能电池(4)包括：前板(11)、胶膜(12)、阻水膜(13)、电池串(14)、背板(15)；所述前板(11)、胶膜(12)、阻水膜(13)、胶膜(12)、电池串(14)、胶膜(12)、阻水膜(13)、胶膜(12)、背板(15)依次排列组成薄膜太阳能电池(4)。
5.根据权利要求4述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述电池串(14)为铜铟镓硒电池。
6.根据权利要求1所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述连接部件包括：凹槽装置(19)、凸台装置(20)、卡扣(9)；所述第一小风帆下边设有凸台装置(20)/凹槽装置(19)；所述第二小风帆上边设有凹槽装置(19)/凸台装置(20)，下边设有凸台装置(20)/凹槽装置(19)；所述小风帆之间通过凹槽装置(19)与凸台装置(20)卡接；所述卡扣(9)穿过相互连接的凹槽装置(19)和凸台装置(20)。
7.根据权利要求6所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述横杆(5)通过凹槽装置(19)/凸台装置(20)与风帆底边连接。
8.根据权利要求1所述的可折叠的太阳能风帆结构，其特征在于，所述阴阳极(23)与薄膜太阳能电池(4)接口位置设有防水盒(6)，阴阳极(23)和导线通过防水接头连接器(24)连接。
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