CN115528990B - 一种多功能电池板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源设备技术领域，具体是指一种多功能电池板。包括光伏板，还包括若干可拆卸连接的光伏单元，所述光伏单元包括保护件，所述保护件设置在所述光伏板的上下两端面。所述保护件的外侧设置有磁极，相邻两个所述光伏单元通过所述磁极可拆卸连接。所述固定边框上设置有用于保护支撑与电气隔离的塑性件。所述保护件为透光材料，且所述光伏板双面设置。本发明通过可拆卸连接的方式将光伏单元进行组装拆卸，不仅便于携带，还极大地提高了房车内部的空间利用率，解决了现有技术中的太阳能电池板无法双面发电且不可拆卸的问题；将太阳光通过反射的方式投射至光伏单元的背光面，发电能力得到大幅度提高。

Description

一种多功能电池板

技术领域

本发明涉及新能源设备技术领域，具体是指一种多功能电池板。

背景技术

太阳能电池板（Solar panel）是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。

在需要户外用电的情况下，现有的大型太阳能板不便于携带，此外，为了减轻重量，或提高便携性，现有技术中采用的折叠太阳能板，存在着不能够完美兼容保护与太阳能板发电，存在着运输途中磕碰造成电池破损，最终造成发电量下降或者是彻底失效的问题，那么为了能够同时满足，既能够对电池片能够很好的保护，又能够在运输途中，就是能够便携的运输和方便组装。

鉴于上述情况，现有技术中的太阳能电池板均只能作为常规发电用，其使用功能缺乏一定的多样性，亟待一种能够双面发电的可拆卸多功能电池板。

发明内容

本发明目的在于提供一种多功能电池板，用于解决现有技术中的太阳能电池板无法双面发电且不可拆卸不便携带的问题，以同时满足双面发电和便于拆卸运输。

本发明通过下述技术方案实现：包括若干可拼接的光伏单元，所述光伏单元包括保护件与光伏板，所述保护件的外部设置有能够用作电极的固定边框，所述保护件设置在所述光伏板的上下两端面。需要说明的是，在需要户外用电的情况下，现有的大型太阳能板不便于携带，此外，为了减轻重量，或提高便携性，现有技术中采用的折叠太阳能板，存在着不能够完美兼容保护与太阳能板发电，存在着运输途中磕碰造成电池破损，最终造成发电量下降或者是彻底失效的问题，那么为了能够同时满足，既能够对电池片能够很好的保护，又能够在运输途中，就是能够便携的运输和方便的组装。就现有的太阳能电池而言，受限于电池板自身的理化性质，也只能进行单面发电，即使是现有技术中能够进行角度调节的太阳能电池板同样受限板面与太阳光的接触面积，同样只能做到单面发电。

鉴于上述问题，提出了一种多功能电池板，具体通过若干个可拆卸连接的光伏单元来进行拼接使用，现有技术中，虽然也存在部分折叠式太阳能电池板，能够通过折叠的方式对太阳能电池板进行折叠，以便于收缩其体积，但是这种折叠的方式受限于连接结构的寿命，并且也不便于后续的功能性开发。光伏单元的可拆卸连接方式有利于光伏板的叠放，从而提高其空间利用率。就光伏板本身而言，也容易受到外界环境因素的影响，如碰撞等，会对光伏板本身造成损害，为了避免这种损害，通过在光伏板的上下两端面设置保护件，并且为后续的功能性开发提供了理论基础。对于固定边框，既能够作为一个机械结构，还能够容纳磁极，同时还是还能够用作电极，其材质为耐腐蚀的金属材质，优选的材质为304或316不锈钢，该材质较为稳定，并且耐腐蚀，不易氧化，机械强度也较高。更为重要的，当固定边框充当电极时，通过固定边框传输电流，并依靠板与板之间的磁性连接来相当于连接器，从而实现传输电流。

进一步地，所述保护件的外侧设置有磁极，相邻两个所述光伏单元通过所述磁极吸引固定。需要说明的是，由于光伏单元之间为可拆卸连接，为了提高拆卸与组装的效率，可拆卸连接的方式优选为磁吸，区别于现有技术中的栓接或借助辅助结构进行连接的方式，磁性连接不仅能够满足光伏板之间的强度连接，还便于拆卸与组装，既省时省力，又能够避免复杂结构带来的繁琐步骤。光伏单元的磁极为N级、S级间隔设置，即正极采用S/N的顺序，负极采用N/S的顺序，使其正确连接。

进一步地，所述固定边框上设置有用于保护支撑与电气隔离的塑性件。需要说明的是，太阳能电池板在运输过程中，由于道路或车况的影响带来的惯性会对太阳能电池板造成影响，例如碰撞式损伤等，从而影响其采光发电能力，为了避免这种不利影响，在固定边框上设置用于保护支撑的塑性件，当电池板在受到外界环境的作用而移动时，塑性件能够减少其受到冲击力，从而保护内部结构不受破坏，塑性件优选的设置位置为四个边角处。

进一步地，所述保护件为透光材料，所述光伏单元内光伏板能够用于双面发电。需要说明的是，现有技术中的部分“多面”太阳能电池板也是通过调节太阳能电池板的设置角度来提高太阳光的利用率，实际上并不是利用的板件的两面性。在这一点上，其光电利用率均较低，此外，保护件使用透光材料，且光伏板双面设置的方式不仅能够有效克服光电利用率低的问题，光伏板本身的理化性质同样具备美观性。

进一步地，所述保护件为刚性固体材料。作为优选，为了提高采光效率以及抗冲击能力，综合考虑下，保护件的材质包括但不限于PC板、亚克力板、塑胶玻璃、玻璃纤维板、复合玻璃板等，其优选为高透钢化玻璃，一方面，高透钢化玻璃的高透光性能够有效减少太阳光的损失，从而辅助提高其发电能力；另一方面，高透钢化玻璃的抗冲击能力能够有效避免冲击力对光伏单元的损伤。

进一步地，所述多功能电池板还包括反光布，所述反光布设置在光伏单元的外部，且用于将太阳光反射至所述光伏单元的背光面。需要说明的是，现有技术中的光伏单元一般为朝向太阳光的方向倾斜设置，并且光伏单元为板状，即始终存在一个背光面无法采集到太阳光，通过在光伏单元的外部设置反光布，将太阳光通过反射的方式投射至光伏单元的背光面，可以理解的是，反射所损耗的光能极少，光伏单元能够在理想状态下视为双面发电，并且其仅利用了一个板面而采集到了原有的双倍光能，发电能力得到大幅度提高。还需要说明的是，反光布的占用空间也极少。

进一步地，所述光伏单元还能够用于支撑置物。需要说明的是，现有技术中的光伏单元均固化为光伏发电的物品，而没有将其多样性效果体现出来，具体地，将光伏单元置于桌架、支架上能够用于充当桌面，不仅美观实用，而且极大程度地提高了空间利用率，有效节约了原有桌面的运输空间。

进一步地，所述光伏单元的上下端连接有二极管与电压表，用于监测工作状态，所述二极管采用贴片的方式焊接。需要说明的是，通过工作状态下的电压表示数能够有效监测光伏板内部的故障情况，从而排除一定的故障原因。还需要说明的是，二极管采用贴片的方式进行焊接，从而避免了螺栓的使用，并且二极管的宽度与固定边框的宽度相吻合，能够置于固定边框内部，从而避免二极管受到损伤。更进一步地，二极管还能够有效地防止光伏板因热斑效应而烧毁，即当光伏板出现热斑效应不能发电时，二极管起到旁路作用，让拼接的其他光伏板所产生的电流从二极管流出，使太阳能电池板系统继续发电，并不会因为某一光伏板出现问题而产生发电电路不通的情况。

作为优选，所述光伏单元的端面设置有若干用于支撑的伸缩支架。需要说明的是，对于光伏板的传统结构，其优选结构均为正方形，考虑到运输设备的内部体积以及装配拼接时的可操作性，将光伏板的边长范围设置为40cm~60cm，并且在光伏单元的端面设置有若干用于支撑的伸缩支架。伸缩支架优选为刨槽折弯不锈钢，不锈钢可以为304或316不锈钢，更为优选的地，磁极置入伸缩支架的刨槽内，拼接时采用卡接，并使用软硅胶粘接，以便于进行拼接固定。

作为优选，所述固定边框与所述光伏单元之间预留有间隙，间隙范围为10mm~50mm。需要说明的是，所述固定边框与所述光伏单元之间预留有间隙，间隙范围为10mm~50mm，并通过该间隙进行焊接或布线作业。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过可拆卸连接的方式将光伏单元进行组装拆卸，不仅便于携带，还极大地提高了运输设备的空间利用率，解决了现有技术中的太阳能电池板无法双面发电且不可拆卸的问题；

2、本发明的反光布能够将太阳光通过反射的方式投射至光伏单元的背光面，可以理解的是，反射所损耗的光能极少，光伏单元能够在理想状态下视为双面发电，并且其仅利用了一个板面而采集到了原有的双倍光能，发电能力得到大幅度提高；

3、本发明的保护件将光伏板进行保护固定支撑，不仅使得光伏单元能够作为桌面使用，而且其安全性以及使用寿命均得到大幅提升；

4、本发明的光伏单元采用磁性拼接的，当光伏单元发生损坏时，能够很便利的去进行更换，避免了现有技术中部分结构损坏导致整个太阳能板报废的情况，进而提高了太阳能电池板的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明塑性件的结构示意图；

图5为本发明固定边框的结构示意图；

图6为实施例2的使用状态示意图；

图7为本发明的另一使用状态示意图；

图8为本发明的又一使用状态示意图；

图9为本发明的装配工艺示意图；

图10为本发明一面的电功率测试图；

图11为本发明另一面的电功率测试图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-光伏板，2-光伏单元，3-保护件，4-塑性件，5-反光布，6-固定边框，7-伸缩支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1：

请一并参考附图1至图5，一种多功能电池板，包括若干可拼接的光伏单元2，所述光伏单元2包括保护件3与光伏板1，所述保护件3的外部设置有能够用作电极的固定边框6，所述保护件3设置在所述光伏板1的上下两端面。需要说明的是，在需要户外用电的情况下，现有的大型太阳能板不便于携带，此外，为了减轻重量，或提高便携性，现有技术中采用的折叠太阳能板，存在着不能够完美兼容保护与太阳能板发电，存在着运输途中磕碰造成电池破损，最终造成发电量下降或者是彻底失效的问题，那么为了能够同时满足，既能够对电池片能够很好的保护，又能够在运输途中，就是能够便携的运输和方便的组装。就现有的太阳能电池而言，受限于电池板自身的理化性质，也只能进行单面发电，即使是现有技术中能够进行角度调节的太阳能电池板同样受限板面与太阳光的接触面积，同样只能做到单面发电。

鉴于上述问题，提出了一种多功能电池板，具体通过若干个可拆卸连接的光伏单元2来进行拼接使用，对于太阳能电池板而言，仅需要考虑其体积，由于是依靠运输设备等进行运输的，故不需要考虑其重量等因素。现有技术中，虽然也存在部分折叠式太阳能电池板，能够通过折叠的方式对太阳能电池板进行折叠，以便于收缩其体积，但是这种折叠的方式受限于连接结构的寿命，并且也不便于后续的功能性开发。光伏单元2的可拆卸连接方式有利于光伏板1的叠放，从而提高其空间利用率。就光伏板1本身而言，也容易受到外界环境因素的影响，如碰撞等，会对光伏板1本身造成损害，为了避免这种损害，通过在光伏板1的上下两端面设置保护件3，并且为后续的功能性开发提供了理论基础。对于固定边框6，既能够作为一个机械结构，还能够容纳磁极，同时还是还能够用作电极，其材质为耐腐蚀的金属材质，优选的材质为304或316不锈钢，该材质较为稳定，并且耐腐蚀，不易氧化，机械强度也较高。更为重要的，当固定边框6充当电极时，通过固定边框6传输电流，并依靠板与板之间的磁性连接来相当于连接器，从而实现传输电流。

需要说明的是，所述保护件3的外侧设置有磁极，相邻两个所述光伏单元2通过所述磁极吸引固定。需要说明的是，由于光伏单元2之间为可拆卸连接，为了提高拆卸与组装的效率，可拆卸连接的方式优选为磁吸，区别于现有技术中的栓接或借助辅助结构进行连接的方式，磁性连接不仅能够满足光伏板1之间的强度连接，还便于拆卸与组装，既省时省力，又能够避免复杂结构带来的繁琐步骤。

还需要说明的是，所述固定边框6上设置有用于保护支撑与电气隔离的塑性件4。需要说明的是，在运输过程中，由于道路或车况的影响带来的惯性会对太阳能电池板造成影响，例如碰撞式损伤等，从而影响其采光发电能力，为了避免这种不利影响，在固定边框6上设置有用于保护支撑的塑性件4，当电池板在受到外界环境的作用而移动时，塑性件4能够减少其受到冲击力，从而保护内部结构不受破坏。塑性件4优选的设置位置为四个边角处。

实施例2：

本实施例仅记述区别于实施例1的部分，具体为：如附图6至图8所示，所述保护件3为透光材料，所述光伏单元2内光伏板1能够用于双面发电。需要说明的是，现有技术中的部分“多面”太阳能电池板也是通过调节太阳能电池板的设置角度来提高太阳光的利用率，实际上并不是利用的板件的两面性。在这一点上，其光电利用率均较低，此外，保护件3使用透光材料，且光伏板1双面设置的方式不仅能够有效克服光电利用率低的问题，光伏板1本身的理化性质同样具备美观性。

还需要说明的是，所述保护件3为刚性固体材料。作为优选，为了提高采光效率以及抗冲击能力，综合考虑下，保护件3的材质包括但不限于PC板、亚克力板、塑胶玻璃、玻璃纤维板、复合玻璃板等，其优选为高透钢化玻璃，一方面，高透钢化玻璃的高透光性能够有效减少太阳光的损失，从而辅助提高其发电能力；另一方面，高透钢化玻璃的抗冲击能力能够有效避免冲击力对光伏单元2的损伤。

还需要说明的是，所述多功能电池板还包括反光布5，所述反光布5设置在光伏单元2的外部，且用于将太阳光反射至所述光伏单元2的背光面。需要说明的是，现有技术中的光伏单元2一般为朝向太阳光的方向倾斜设置，并且光伏单元2为板状，即始终存在一个背光面无法采集到太阳光，通过在光伏单元2的外部设置反光布5，将太阳光通过反射的方式投射至光伏单元2的背光面，可以理解的是，反射所损耗的光能极少，光伏单元2能够在理想状态下视为双面发电，并且其仅利用了一个板面而采集到了原有的双倍光能，发电能力得到大幅度提高。还需要说明的是，反光布5的占用空间也极少。

还需要说明的是，所述光伏单元2还能够用于支撑置物。需要说明的是，现有技术中的光伏单元2均固化为光伏发电的物品，而没有将其多样性效果体现出来，具体地，将光伏单元2置于桌架、支架上能够用于充当桌面，不仅美观实用，而且极大程度地提高了空间利用率，有效节约了原有桌面的运输空间。需要说明的是，对于光伏板1的传统结构，其优选结构均为正方形，考虑到运输设备的内部体积以及装配拼接时的可操作性，将光伏板1的边长范围设置为40cm~60cm，并且在光伏单元2的端面设置有若干用于支撑的伸缩支架7。伸缩支架7优选为刨槽折弯不锈钢，不锈钢可以为304或316不锈钢，更为优选的地，磁极置入伸缩支架7的刨槽内，拼接时采用卡接，并使用软硅胶粘接，以便于进行拼接固定。

还需要说明的是，所述光伏单元2的上下端连接有二极管与电压表，用于监测工作状态，所述二极管采用贴片的方式焊接。需要说明的是，通过工作状态下的电压表示数能够有效监测光伏板1内部的故障情况，从而排除一定的故障原因。还需要说明的是，二极管采用贴片的方式进行焊接，从而避免了螺栓的使用，并且二极管的宽度与固定边框6的宽度相吻合，能够置于固定边框6内部，从而避免二极管受到损伤。更进一步地，二极管还能够有效地防止光伏板1因热斑效应而烧毁，即当光伏板1出现热斑效应不能发电时，二极管起到旁路作用，让拼接的其他光伏板1所产生的电流从二极管流出，使太阳能电池板系统继续发电，并不会因为某一光伏板1出现问题而产生发电电路不通的情况。

对于光伏板1的双面发电，如附图10与附图11所示，分别为光伏板1一面的电功率测试图、光伏板1另一面的电功率测试图，通过上述附图10与附图11可以明确得出：光伏板1的双面发电性能优异，并且在反光布5的作用下，背光面的发电效率与正光面的发电效率差异不大，由此可以证明电池板的优异性能。

实施例3：

本实施例仅记述区别于实施例2的部分，具体为：如附图7至图8所示所述光伏单元2的端面设置有若干用于支撑的伸缩支架7。所述固定边框6与所述光伏单元2之间预留有间隙，间隙范围为10mm~50mm。所述光伏板1的上端面为正方形，边长范围为40cm~60cm。需要说明的是，对于光伏板1的传统结构，其优选结构均为正方形，考虑到运输设备的内部体积以及装配拼接时的可操作性，将光伏板1的边长范围设置为40cm~60cm。在本实施例中，光伏板1的边长为50cm。本实施例较为优选的是，所述光伏单元2的数量优选为9。需要说明的是，光伏单元2的优选数量为9，光伏单元2优选以3*3的方式进行排布，同样，包括但不限于1*9的排布方式，光伏单元2的数量还可以为6，采用2*3或1*6的方式进行排布。如图9所述，为本发明的装配工艺示意图，固定边框6的连接工艺可以为锡焊，并且焊线优选为0.5平方毫米至1平方毫米的焊线。

还需要说明的是，由于在使用时，太阳能电池板将于人体直接接触，并且人体的电阻在某些情况下会急剧下降，如工作场所非常潮湿或有腐蚀性气体；人流汗或被导电溶液溅湿；有导电灰尘等。此时的安全电压并不是36伏，而规定加在人体的电压不超过12伏，所以12伏电压称为绝对安全电压。36伏以下是安全电压，在潮湿容易触电的环境当中是12伏，基于上述内容，本实施例中单个光伏板1的优选电压范围为4.5伏，当四个光伏单元2进行拼接时，其理想拼接电压为18伏，即为安全电压。

实施例4：

太阳能电池板是房车必备的供电设备，由于需要吸收太阳光而用于房车顶部，传统的太阳能电池板整块直接生产，其需要消耗大量的投资成本，生产制造过程工艺复杂，热量的利用效率也不高。就现有的太阳能电池而言，受限于电池板自身的理化性质，也只能进行单面发电，即使是现有技术中能够进行角度调节的太阳能电池板同样受限板面与太阳光的接触面积，同样只能做到单面发电。

现有的房车在使用太阳能发电设备时，通常不便于拆卸组装，需要占用大量的有限空间。本实施例中较为优选的是，能够进行有限次拼接使用，如结合伸缩支架7以及磁极吸引固定的方式将若干太阳能电池板进行拼接形成平台，能够极大程度上地提高露营的体验感，避免了现有技术中电池板与桌面板的重复使用。还需要说明的是，针对某一电池板损坏的情况，也能够进行及时更换，再次结合体积以及发电效率的因素，在房车或野外露营等环境下，本实施例的表现更为优异，不仅便于运输、安装使用、拆卸维护，而且双面发电，发电效率得到了巨大提高。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能电池板，其特征在于：包括若干可拼接的光伏单元（2），

所述光伏单元（2）包括保护件（3）与光伏板（1），

所述保护件（3）的外部设置有能够用作电极的固定边框（6），

所述保护件（3）设置在所述光伏板（1）的上下两端面；

所述保护件（3）的外侧设置有磁极，

相邻两个所述光伏单元（2）通过所述磁极吸引固定；

所述固定边框（6）上设置有用于保护支撑与电气隔离的塑性件（4）；

其中，固定边框（6）之间能够通过连接作为连接器实现传输电流；

所述保护件（3）为透光材料，

所述光伏单元（2）内光伏板（1）能够用于双面发电；

所述保护件（3）为刚性固体材料；

所述多功能电池板还包括反光布（5），

所述反光布（5）设置在光伏单元（2）的外部，且用于将太阳光反射至所述光伏单元（2）的背光面。

2.根据权利要求1所述的一种多功能电池板，其特征在于：

所述光伏单元（2）还能够用于支撑置物。

3.根据权利要求1所述的一种多功能电池板，其特征在于：

所述光伏单元（2）的上下端连接有二极管与电压表，用于监测工作状态，

所述二极管采用贴片的方式焊接。

4.根据权利要求2所述的一种多功能电池板，其特征在于：

所述光伏单元（2）的端面设置有若干用于支撑的伸缩支架（7）。

5.根据权利要求3所述的一种多功能电池板，其特征在于：

所述固定边框（6）与所述光伏单元（2）之间预留有间隙，其中，

间隙范围为10mm~50mm。