CN114900123B - 一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效率户外太阳能供电系统的工作方法，包括供电系统和固定板：所述热发电模块由温差发电元件、导热元件和输送软管到组成；光照强度判断模块，由数据对比终端、光线强度检测装置、位置调整元件和定时模组组成；其设置于固定板一端的中间位置，所述转动板一端的两侧均设置有第一支撑架，两个所述第一支撑架之间设置有第一固定柱，所述第一固定柱的外部设置有光线强度检测装置，通过热发电模块和光发电模块对太阳能进行光发电以及热发电，由此提高整体的发电以及供电效率，并通过降温模块可对装整体进行降温进一步提高整体的发电效率以及供电效率，同时由位置调整模块调整硅板的位置，可进一步提高发电效率以及供电效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能供电技术领域，具体为一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法。
背景技术
太阳能的能源是来自地球外部天体的能源，是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳，而在实际生活中太能的光线大多仅仅是分布于地面，大多的资源得到浪费，为了避免资源的浪费以及为了避免地球内部的资源使用枯竭，人们对于太阳能的能源利用率得到提升，对此人们设计出光伏板，由光伏板收集电力后进行使用，并对于电力的使用，针对光伏板以及太阳能的使用，人们设计出太阳能供电系统，通过供电系统对于收集的电力进行储存以及输出。
如CN110165769A2的中国实用新型专利公开了智能化太阳能供电系统，通过太阳能的强弱合理控制电量的输出，以使太阳能的利用更加合理化，并且通过设置供电计算比较模块，以实时对比供电量与电器的所需电量，以防所需电量超标时导致电器的损坏，但是对于实际使用过程中，控制系统对于太阳能强弱时的应对，并不能提高整体对于太阳能收集的效率，以及发电效率。
但是，现有的太阳能供电系统在实际使用过程中大多仅仅依靠光伏板对于太阳的光线进行收集并转换成电力，但是随着照射时间的增加，光伏板整体的温度会造成电力转换效率以及供电效率的降低，并且照射所产生的热量资源得到浪费，同时长时间处于高温环境下会造成装置整体损坏，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的太阳能供电系统由于持续使用造成的高温容易损坏并由高温导致对于电力收集以及供电效率降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法，包括供电系统和固定板，所述供电系统由发电模块、电力处理模块、通电设备、降温模块、位置调整模块、定位模块和光照强度判断模块组成，所述固定板的一端阵列设置有若干个硅板，所述固定板的下端设置有装置底座：
发电模块：由光发电模块和热发电模块组成，所述热发电模块由温差发电元件、导热元件和输送软管到组成，所述光发电模块由光伏板和最大功率峰值跟踪器组成，且最大功率峰值跟踪器与光伏板电性连接；
光照强度判断模块，由数据对比终端、光线强度检测装置、位置调整元件和定时模组组成；
降温模块，由冷却液抽取元件、温度检测元件、输送硬管道和半导体制冷元件组成；
转动板，其设置于固定板一端的中间位置，所述转动板一端的两侧均设置有第一支撑架，两个所述第一支撑架之间设置有第一固定柱，所述第一固定柱的外部设置有光线强度检测装置。
优选的，所述转动板的一端与固定板转动连接，所述第一支撑架的一端与转动板的另一端固定连接，所述第一固定柱的两端分别与两个第一支撑架的一侧转动连接，所述电力处理模块由逆变器、控制箱和蓄电池组组成，所述定位模块由倾斜角度检测元件和位置朝向检测元件组成，所述位置调整模块由伸缩纵向调整元件和转动角度调整元件组成。
优选的，所述固定板的外部环状设置有若干个第二支撑架，且第二支撑架下端的两侧均与固定板固定连接，所述第二支撑架的一端设置有折叠板，且折叠板与第二支撑架固定连接，所述折叠板的内部设置有反光镜。
优选的，所述固定板的一端设置有导热元件，所述固定板与导热元件固定连接，所述导热元件与固定板之间的一侧阵列设置有若干个温差发电元件，且若干个温差发电元件与导热元件粘连固定。
优选的，所述固定板的另一端设置有温度检测元件，所述温度检测元件设置有若干个，且温度检测元件与固定板粘连固定，所述温度检测元件的一端设置有输送硬管道。
优选的，所述输送硬管道的一端设置有输送软管到，所述输送软管到的一端设置有储水箱，所述储水箱的内部设置有固定框，所述固定框的一侧设置有抽水泵，且抽水泵、固定框、输送软管到和输送硬管道之间均密封连接。
优选的，所述固定框内部的中间设置有分割限制板，且分割限制板与固定框焊接固定，所述储水箱与固定框之间阵列设置有若干个半导体制冷元件，且半导体制冷元件与固定框的外部粘连固定。
优选的，所述装置底座的上端设置有第三支撑架，所述第三支撑架的外部设置有第二固定柱，且第二固定柱与第三支撑架转动连接，所述第二固定柱与固定板之间设置有转动角度调整元件，所述转动角度调整元件的一端与第三支撑架转动连接，所述转动角度调整元件外部的一侧设置有固定环，且固定环与转动角度调整元件滑动连接。
优选的，所述固定环的两端均设置有伸缩纵向调整元件，所述伸缩纵向调整元件的一端与固定板固定连接，所述伸缩纵向调整元件的另一端与第三支撑架滑动连接，所述第三支撑架与第二固定柱之间通过转动轴转动连接。
高效率户外太阳能供电系统及其工作方法，包括如下步骤：
步骤一、定时模组定时启动位置调整元件，位置调整元件启动后由位置调整元件带动转动板和第一固定柱进行转动，转动板和第一固定柱分别在固定板和第一支撑架外部转动调整光线强度检测装置位置；
步骤二、光线强度检测装置检测到最强光线位置后，通过定位模块内的倾斜角度检测元件和位置朝向检测元件对光线强度检测装置的朝向以及位置进行定位；
步骤三、通过位置调整模块内的伸缩纵向调整元件和转动角度调整元件，分别通过伸缩纵向调整元件的伸缩以及转动角度调整元件在位置调整元件外部滑动而调整固定板以及固定板表面的硅板的角度以及朝向，提高整体发电效率；
步骤四、通过温度检测元件持续对调整固定板以及固定板表面的硅板进行温度检测，当温度高度所设定数值后，由抽水泵抽取固定框内的液体由输送软管到输送至输送硬管道内部；
步骤五、输送硬管道内部的冷却液会直接接触固定板和温差发电元件，由热交换将固定板及固定板表面的硅板温度降低，同时接触温差发电元件的一侧，降低硅板的温度以提高整体的发电以及供电效率；
步骤六、长时间受到太阳的暴晒会使得导热元件温度提升，银材质的导热元件将热量传递至温差发电元件的另一侧，通过温差发电元件两侧的温度差而产生电力，提高发电效率；
步骤七、产生的直流电直接储存在蓄电池组内部，通过控制箱控制蓄电池组对于电量的释放，在使用蓄电池组内储存的电量时，由逆变器将蓄电池组输出的直流电转变成交流电，以供通电设备使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在固定板一端的中间位置设置有转动板，转动板的一端设置有第一固定柱，第一固定柱外部的一端设置有光线强度检测装置，在实际使用过程中，外部光线的照射位置多样，通过第一固定柱和转动板的转动后调整光线强度检测装置的朝向，光线强度检测装置朝向的调整可检测当前光线的照射角度，并根据光线的强度对固定板及表面的硅板位置朝向进行角度调整，通过定时模组定时的检测，可使得装置整体持续的朝向光照位置，提高太阳能的发电效率，另一方面，由反光镜反射的光线可有效辅助光线强度检测装置对光线较强位置的判断，提高整体的电转换效率以及供电效率。
2、本发明通过在固定板的外部设置有导热元件，导热元件的内部整列设置有若干个温差发电元件，装置整体长时间承受太阳的暴晒所产生的热量会通过导热元件传递，传递至温差发电元件，通过温差发电元件进行热发电，通过热发电配合太阳的照射所产生的光发电，提高装置整体的发电效率以及发电效果，避免太阳光产生的热能遭到浪费。
3、本发明通过在固定板与导热元件之间的一侧设置有若干个温度检测元件，若干个温度检测元件对固定板的热量进行持续的检测，当热量过高后，通过抽水泵抽取冷却液输送至输送硬管道内，输送硬管道内的冷却液可直接接触温差发电元件的一侧和固定板的一侧，对固定板降温的同时可对硅板进行降温，降温的同时可提高硅板的发电能力，并且避免长时间的高温造成硅板损坏，提高整体的使用寿命，同时，对温差发电元件的一侧降温，使得温差发电元件两侧的温度相差较大，提高温度差距的同时提高其发电效率。
附图说明
图1为本发明的太阳能供电系统；
图2为本发明的整体外部结构立体图；
图3为本发明的图2中A区域局部放大图；
图4为本发明的整体外部后端结构示意图；
图5为本发明的图4中B区域局部放大图；
图6为本发明的整体外部结构俯视图；
图7为本发明的图6中C区域局部放大图；
图8为本发明的图6中D区域局部放大图；
图9为本发明的输送硬管道外部结构主视图。
图中：1、发电模块；2、电力处理模块；3、通电设备；4、降温模块；5、位置调整模块；6、定位模块；7、光照强度判断模块；8、热发电模块；9、光发电模块；10、温差发电元件；11、导热元件；12、输送软管到；13、最大功率峰值跟踪器；14、光伏板；15、逆变器；16、控制箱；17、蓄电池组；18、冷却液抽取元件；19、温度检测元件；20、输送硬管道；21、半导体制冷元件；22、伸缩纵向调整元件；23、转动角度调整元件；24、倾斜角度检测元件；25、位置朝向检测元件；26、光线强度检测装置；27、位置调整元件；28、定时模组；29、数据对比终端；30、装置底座；31、储水箱；32、固定板；33、转动板；34、第一支撑架；35、第一固定柱；37、第二支撑架；38、折叠板；39、硅板；42、第三支撑架；43、第二固定柱；44、转动轴；45、反光镜；47、固定环；49、固定框；50、分割限制板；52、抽水泵。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-9，本发明提供的一种实施例：一种高效率户外太阳能供电系统及其工作方法，包括供电系统和固定板32，供电系统由发电模块1、电力处理模块2、通电设备3、降温模块4、位置调整模块5、定位模块6和光照强度判断模块7组成，固定板32的一端阵列设置有若干个硅板39，固定板32的下端设置有装置底座30：
发电模块1：由光发电模块9和热发电模块8组成，热发电模块8由温差发电元件10、导热元件11和输送软管到12组成，光发电模块9由光伏板14和最大功率峰值跟踪器13组成，且最大功率峰值跟踪器13与光伏板14电性连接；
光照强度判断模块7，由数据对比终端29、光线强度检测装置26、位置调整元件27和定时模组28组成；
降温模块4，由冷却液抽取元件18、温度检测元件19、输送硬管道20和半导体制冷元件21组成；
转动板33，其设置于固定板32一端的中间位置，转动板33一端的两侧均设置有第一支撑架34，两个第一支撑架34之间设置有第一固定柱35，第一固定柱35的外部设置有光线强度检测装置26。
请参阅图2，转动板33的一端与固定板32转动连接，第一支撑架34的一端与转动板33的另一端固定连接，第一固定柱35的两端分别与两个第一支撑架34的一侧转动连接，通过转动板33和第一固定柱35的转动可调整光线强度检测装置26的位置，电力处理模块2由逆变器15、控制箱16和蓄电池组17组成，定位模块6由倾斜角度检测元件24和位置朝向检测元件25组成，位置调整模块5由伸缩纵向调整元件22和转动角度调整元件23组成，通过蓄电池组17内储存的电量时，由逆变器15将蓄电池组17输出的直流电转变成交流电，以供通电设备3使用。
请参阅图2和图3，固定板32的外部环状设置有若干个第二支撑架37，且第二支撑架37下端的两侧均与固定板32固定连接，第二支撑架37的一端设置有折叠板38，且折叠板38与第二支撑架37固定连接，折叠板38的内部设置有反光镜45，通过反光镜45对光线的反射可便于光线强度检测装置26对多角度光线的检测。
请参阅图4和图5，固定板32的一端设置有导热元件11，固定板32与导热元件11固定连接，导热元件11与固定板32之间的一侧阵列设置有若干个温差发电元件10，且若干个温差发电元件10与导热元件11粘连固定，通过导热元件11对于热量进行传递，传递后通过温差发电元件10进行温差发电，进一步提高发电效率。
请参阅图5和图6，固定板32的另一端设置有温度检测元件19，温度检测元件19设置有若干个，且温度检测元件19与固定板32粘连固定，温度检测元件19的一端设置有输送硬管道20，通过温度检测元件19检测固定板32的温度，并控制抽水泵52的启动。
请参阅图6、图7和图8，输送硬管道20的一端设置有输送软管到12，输送软管到12的一端设置有储水箱31，储水箱31的内部设置有固定框49，固定框49的一侧设置有抽水泵52，且抽水泵52、固定框49、输送软管到12和输送硬管道20之间均密封连接，通过输送软管到12的对于冷却液的输送可提高整体的冷却效率。
请参阅图6和图7，固定框49内部的中间设置有分割限制板50，且分割限制板50与固定框49焊接固定，储水箱31与固定框49之间阵列设置有若干个半导体制冷元件21，且半导体制冷元件21与固定框49的外部粘连固定，通过分割限制板50限制冷却液的流动，并使得半导体制冷元件21得以充分的对冷却液进行冷却，提高装置整体的冷却效果，冷却效果得到提升的同时提高整体的供电效率。
请参阅图6和图8，装置底座30的上端设置有第三支撑架42，第三支撑架42的外部设置有第二固定柱43，且第二固定柱43与第三支撑架42转动连接，第二固定柱43与固定板32之间设置有转动角度调整元件23，转动角度调整元件23的一端与第三支撑架42转动连接，转动角度调整元件23外部的一侧设置有固定环47，且固定环47与转动角度调整元件23滑动连接，固定环47的两端均设置有伸缩纵向调整元件22，伸缩纵向调整元件22的一端与固定板32固定连接，伸缩纵向调整元件22的另一端与第三支撑架42滑动连接，通过第三支撑架42的支撑可调整固定板32的位置。
请参阅图6和图8，固定环47的两端均设置有伸缩纵向调整元件22，伸缩纵向调整元件22的一端与固定板32固定连接，伸缩纵向调整元件22的另一端与第三支撑架42滑动连接，第三支撑架42与第二固定柱43之间通过转动轴44转动连接，通过伸缩纵向调整元件22的伸缩配合转动角度调整元件23在固定环47外部滑动而调整固定板32以及固定板32外部硅板39的朝向。
高效率户外太阳能供电系统及其工作方法，包括如下步骤：
步骤一、定时模组28定时启动位置调整元件27，位置调整元件27启动后由位置调整元件27带动转动板33和第一固定柱35进行转动，转动板33和第一固定柱35分别在固定板32和第一支撑架34外部转动调整光线强度检测装置26位置；
步骤二、光线强度检测装置26检测到最强光线位置后，通过定位模块6内的倾斜角度检测元件24和位置朝向检测元件25对光线强度检测装置26的朝向以及位置进行定位；
步骤三、通过位置调整模块5内的伸缩纵向调整元件22和转动角度调整元件23，分别通过伸缩纵向调整元件22的伸缩以及转动角度调整元件23在位置调整元件27外部滑动而调整固定板32以及固定板32表面的硅板39的角度以及朝向，提高整体发电效率；
步骤四、通过温度检测元件19持续对调整固定板32以及固定板32表面的硅板39进行温度检测，当温度高度所设定数值后，由抽水泵52抽取固定框49内的液体由输送软管到12输送至输送硬管道20内部；
步骤五、输送硬管道20内部的冷却液会直接接触固定板32和温差发电元件10，由热交换将固定板32及固定板32表面的硅板39温度降低，同时接触温差发电元件10的一侧，降低硅板39的温度以提高整体的发电以及供电效率；
步骤六、长时间受到太阳的暴晒会使得导热元件11温度提升，银材质的导热元件11将热量传递至温差发电元件10的另一侧，通过温差发电元件10两侧的温度差而产生电力，提高发电效率；
步骤七、产生的直流电直接储存在蓄电池组17内部，通过控制箱16控制蓄电池组17对于电量的释放，在使用蓄电池组17内储存的电量时，由逆变器15将蓄电池组17输出的直流电转变成交流电，以供通电设备3使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种高效率户外太阳能供电系统，包括供电系统和固定板(32)，所述供电系统由发电模块(1)、电力处理模块(2)、通电设备(3)、降温模块(4)、位置调整模块(5)、定位模块(6)和光照强度判断模块(7)组成，所述固定板(32)的一端阵列设置有若干个硅板(39)，所述固定板(32)的下端设置有装置底座(30),其特征在于：
发电模块(1)：由光发电模块(9)和热发电模块(8)组成，所述热发电模块(8)由温差发电元件(10)、导热元件(11)和输送软管到(12)组成，所述光发电模块(9)由光伏板(14)和最大功率峰值跟踪器(13)组成，且最大功率峰值跟踪器(13)与光伏板(14)电性连接；
光照强度判断模块(7)，由数据对比终端(29)、光线强度检测装置(26)、位置调整元件(27)和定时模组(28)组成；
降温模块(4)，由冷却液抽取元件(18)、温度检测元件(19)、输送硬管道(20)和半导体制冷元件(21)组成；
转动板(33)，其设置于固定板(32)一端的中间位置，所述转动板(33)一端的两侧均设置有第一支撑架(34)，两个所述第一支撑架(34)之间设置有第一固定柱(35)，所述第一固定柱(35)的外部设置有光线强度检测装置(26)，所述转动板(33)的一端与固定板(32)转动连接，所述第一支撑架(34)的一端与转动板(33)的另一端固定连接，所述第一固定柱(35)的两端分别与两个第一支撑架(34)的一侧转动连接，所述电力处理模块(2)由逆变器(15)、控制箱(16)和蓄电池组(17)组成，所述定位模块(6)由倾斜角度检测元件(24)和位置朝向检测元件(25)组成，所述位置调整模块(5)由伸缩纵向调整元件(22)和转动角度调整元件(23)组成，所述固定板(32)的外部环状设置有若干个第二支撑架(37)，且第二支撑架(37)下端的两侧均与固定板(32)固定连接，所述第二支撑架(37)的一端设置有折叠板(38)，且折叠板(38)与第二支撑架(37)固定连接，所述折叠板(38)的内部设置有反光镜(45)，所述固定板(32)的一端设置有导热元件(11)，所述固定板(32)与导热元件(11)固定连接，所述导热元件(11)与固定板(32)之间的一侧阵列设置有若干个温差发电元件(10)，且若干个温差发电元件(10)与导热元件(11)粘连固定，所述输送硬管道(20)的一端设置有输送软管到(12)，所述输送软管到(12)的一端设置有储水箱(31)，所述储水箱(31)的内部设置有固定框(49)，所述固定框(49)的一侧设置有抽水泵(52)，且抽水泵(52)、固定框(49)、输送软管到(12)和输送硬管道(20)之间均密封连接，所述固定框(49)内部的中间设置有分割限制板(50)，且分割限制板(50)与固定框(49)焊接固定，所述储水箱(31)与固定框(49)之间阵列设置有若干个半导体制冷元件(21)，且半导体制冷元件(21)与固定框(49)的外部粘连固定，所述储水箱(31)的一端设置有第三支撑架(42)，所述第三支撑架(42)的外部设置有第二固定柱(43)，且第二固定柱(43)与第三支撑架(42)转动连接，所述第二固定柱(43)与固定板(32)之间设置有转动角度调整元件(23)，所述转动角度调整元件(23)的一端与第三支撑架(42)转动连接，所述转动角度调整元件(23)外部的一侧设置有固定环(47)，且固定环(47)与转动角度调整元件(23)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效率户外太阳能供电系统，其特征在于：所述固定板(32)的另一端设置有温度检测元件(19)，所述温度检测元件(19)设置有若干个，且温度检测元件(19)与固定板(32)粘连固定，所述温度检测元件(19)的一端设置有输送硬管道(20)。
3.根据权利要求2所述的一种高效率户外太阳能供电系统，其特征在于：所述固定环(47)的两端均设置有伸缩纵向调整元件(22)，所述伸缩纵向调整元件(22)的一端与固定板(32)固定连接，所述伸缩纵向调整元件(22)的另一端与第三支撑架(42)滑动连接。
4.基于权利要求3所述的高效率户外太阳能供电系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、定时模组(28)定时启动位置调整元件(27)，位置调整元件(27)启动后由位置调整元件(27)带动转动板(33)和第一固定柱(35)进行转动，转动板(33)和第一固定柱(35)分别在固定板(32)和第一支撑架(34)外部转动调整光线强度检测装置(26)位置；
步骤二、光线强度检测装置(26)检测到最强光线位置后，通过定位模块(6)内的倾斜角度检测元件(24)和位置朝向检测元件(25)对光线强度检测装置(26)的朝向以及位置进行定位；
步骤三、通过位置调整模块(5)内的伸缩纵向调整元件(22)和转动角度调整元件(23)，分别通过伸缩纵向调整元件(22)的伸缩以及转动角度调整元件(23)在位置调整元件(27)外部滑动而调整固定板(32)以及固定板(32)表面的硅板(39)的角度以及朝向，提高整体发电效率；
步骤四、通过温度检测元件(19)持续对调整固定板(32)以及固定板(32)表面的硅板(39)进行温度检测，当温度高度所设定数值后，由抽水泵(52)抽取固定框(49)内的液体由输送软管到(12)输送至输送硬管道(20)内部；
步骤五、输送硬管道(20)内部的冷却液会直接接触固定板(32)和温差发电元件(10)，由热交换将固定板(32)及固定板(32)表面的硅板(39)温度降低，同时接触温差发电元件(10)的一侧，降低硅板(39)的温度以提高整体的发电以及供电效率；
步骤六、长时间受到太阳的暴晒会使得导热元件(11)温度提升，银材质的导热元件(11)将热量传递至温差发电元件(10)的另一侧，通过温差发电元件(10)两侧的温度差而产生电力，提高发电效率；
步骤七、产生的直流电直接储存在蓄电池组(17)内部，通过控制箱(16)控制蓄电池组(17)对于电量的释放，在使用蓄电池组(17)内储存的电量时，由逆变器(15)将蓄电池组(17)输出的直流电转变成交流电，以供通电设备(3)使用。
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