CN118554871A - 一种电气设备供电装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供电设备技术领域，尤其涉及一种电气设备供电装置，其技术方案包括上球壳，支撑管，柔性光伏板和转盘，所述支撑管的外侧固定安装有反光碗，且反光碗的顶部设有圆环形挡流板，所述支撑管的顶部焊接有安装架。本发明通过采用球体结构安装柔性光伏板代替传统的平面硬性太阳能电池板结构对太阳能进行转化，并且利用多组镜面结构对光线的反射效果，在与传统的光伏发电设备相同的体积下，增加了光伏发电设备的作用面积，从而提高单个光伏发电装置对于太阳能的转换效率。

Description

一种电气设备供电装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及供电设备技术领域，具体为一种电气设备供电装置及其使用方法。

背景技术

光伏发电是一种基于太阳能发电的发电方式，主要是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能实现发电，因此发电过程中无污染物排放，是一种清洁的发电方式，光伏发电设备目前广泛应用于路灯、路网监控设备等末端设备的供电，通过采用光伏发电代替市电对末端设备供电，减少了电缆线的铺设和电路的维护工作，光伏发电设备在20℃到70℃范围内时发电的效率最高，而光伏发电设备长期处于户外环境下工作时，需要控制自身的温度，以保证发电效率和输出功率。

现有的电气设备供电装置整体的结构体积较为庞大，光伏发电效率较低，采用光伏发电的供电设备，由于长时间接受阳光照射，散热效率不够理想降低光伏发电的效率。

鉴于此我们提出一种电气设备供电装置及其使用方法来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电气设备供电装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电气设备供电装置，包括上球壳，支撑管，柔性光伏板和转盘，所述支撑管的外侧固定安装有反光碗，且反光碗的顶部设有圆环形挡流板，所述支撑管的顶部焊接有安装架，且安装架为中空的圆环金属管；

所述安装架的外侧固定安装有下球壳；

所述下球壳的顶部卡接安装有上球壳；

所述安装架的顶部固定安装有配电箱，所述配电箱的一侧固定安装有温度传感器；

所述上球壳的上方安装有转盘，所述转盘的顶部焊接有两根连接架，所述连接架的一端固定安装有弧形的反光罩，所述反光罩的底部与反光碗的顶部抵触连接，且反光罩的内壁为镜面，所述反光罩的内径大于上球壳的外径，且反光罩顶部和底部的开口直径与反光碗的直径相同，所述反光罩的外侧中央位置处安装有光照传感器；

所述上球壳和下球壳的外部等间距固定安装有若干组柔性光伏板，所述柔性光伏板为环形片状物体，且柔性光伏板分别贯穿上球壳和下球壳的内部安装有导线。

优选的，所述转盘的底部安装有电动机。

优选的，所述支撑管的侧面靠近顶部位置处开设有六个导流孔，所述支撑管的一侧设有进气孔，所述支撑管的一侧安装有控制阀，且控制阀与进气孔连接，所述控制阀远离进气孔的一侧固定安装有导流管，所述导流管外接通风设备，所述导流管的底部固定安装有排风管，且排风管远离导流管的一端固定安装有导流环，所述导流环为侧面设有若干组开孔的中空圆环状金属管，且导流环套装在支撑管的外侧；

所述支撑管的底部焊接有底座，且底座的内部通过螺纹结构安装有若干组螺栓，所述支撑管的内部固定安装有过滤筒，所述过滤筒的一侧设有开孔，且过滤筒的顶部设置有若干组细孔，所述过滤筒一侧的开孔位置与支撑管内部进气孔的位置相吻合。

优选的，所述导流环的顶部开设有排风槽，所述排风槽的内部活动安装有导风板，所述导风板为半圆形中空板，且导风板的顶部为倾斜设计，所述导风板的内部设有若干组孔径小于导流环侧面开孔的排风孔，所述导风板的一侧固定安装有密封盖板，且密封盖板与排风槽抵触连接，所述导风板的外侧固定安装有一根连接杆，且连接杆与反光罩的内壁固定连接。

优选的，所述上球壳的顶部开设有通风孔，且通风孔的直径小于转盘的直径。

优选的，所述配电箱的正面安装有延伸出下球壳的输送线；

所述配电箱的顶部固定安装有电池盒，所述电池盒的内部固定安装有蓄电池，所述蓄电池通过两根电缆线分别与安装在上球壳和下球壳外部的柔性光伏板电性连接，所述蓄电池的顶部固定安装有防水板，且防水板的顶部与电动机的底部固定连接。

优选的，所述下球壳的底部开设有若干组散热孔，且下球壳的底部中央位置处设有安装孔，所述安装孔的内壁与支撑管固定连接。

优选的，所述配电箱包括MPPT太阳能充放电控制模块、AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块、干接点接口、4G通讯模块、防雷器模块、直流断路器模块和接线端子。

优选的，一种电气设备供电装置的使用方法，其使用方法如下：

1)所述若干组柔性光伏板将太阳能转化为电能，电流通过导线传输至蓄电池中存储；

2)所述MPPT太阳能充放电控制模块对蓄电池内部的电流进行控制，通过AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块转化和输出电流，使电流的电压大小、电流大小和电流类型符合末端设备的使用需求；

3)所述输送线传输电流至末端设备，4G通讯模块采集所有功能模块的实时数据和状态并与干接点接口配合对装置远程控制；

4)所述导流管外接冷却设备管道，冷空气经过过滤筒传输至支撑管内部，再通过导流孔进入上球壳和下球壳组成的球体结构内对装置散热；

5)所述导流环对排出的气流引导，气流从水平方向扩散后，由反光碗引导向上流动形成气帘阻挡灰尘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过采用球体结构安装柔性光伏板代替传统的平面硬性太阳能电池板结构对太阳能进行转化，并且利用多组镜面结构对光线的反射效果，在与传统的光伏发电设备相同的体积下，增加了光伏发电设备的作用面积，从而提高单个光伏发电装置对于太阳能的转换效率。

附图说明

图1为本发明的正面剖面结构示意图；

图2为本发明的三维立体结构示意图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为本发明的立体剖面结构示意图；

图5为本发明的局部结构示意图；

图6为本发明的导流环局部示意图；

图7为本发明的工作流程示意图。

图中：1、上球壳；2、下球壳；3、支撑管；301、反光碗；302、底座；303、控制阀；304、导流管；305、安装架；306、排风管；307、导流环；308、过滤筒；4、柔性光伏板；5、配电箱；501、电池盒；502、蓄电池；503、输送线；6、转盘；601、反光罩；602、连接架；603、电动机。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1-7所示，本发明提出的一种电气设备供电装置，包括上球壳1，支撑管3，柔性光伏板4和转盘6，支撑管3的外侧固定安装有反光碗301，且反光碗301的顶部设有圆环形挡流板，支撑管3的顶部焊接有安装架305，且安装架305为中空的圆环金属管，支撑管3与安装架305配合对周围的组件提供安装的位置，反光碗301反射部分太阳光，使得下球壳2表面靠近底部位置处的柔性光伏板4也能够受到阳光照射进行发电，反光碗301利用顶部的圆环形挡流板对导流环307喷出的气流进行引导，在装置的四周形成垂直向上的气帘，以便于对周围的灰尘进行阻挡；

安装架305的外侧固定安装有下球壳2，下球壳2与上球壳1配合形成球体结构，便于对柔性光伏板4进行安装；

下球壳2的顶部卡接安装有上球壳1，上球壳1用于对周围的组件提供安装的位置；

安装架305的顶部固定安装有配电箱5，配电箱5的一侧固定安装有温度传感器，温度传感器采用TMP275AID型，温度传感器通过导线与控制阀303电性连接，配电箱5与蓄电池502电性连接，从而对装置内部的电流进行控制，配电箱5的外壳均设有防水密封结构，防止装置在户外使用时内部进水，温度传感器持续检测装置内部的温度，并通过控制阀303调节导流管304内部气流的流速，进而达到调节装置内部温度的目的，使得装置的内部温度维持在20℃到70℃范围内，以保证装置在最高效的状态进行工作；

上球壳1的上方安装有转盘6，转盘6的顶部焊接有两根连接架602，连接架602的一端固定安装有弧形的反光罩601，反光罩601的底部与反光碗301的顶部抵触连接，且反光罩601的内壁为镜面，反光罩601的内径大于上球壳1的外径，且反光罩601顶部和底部的开口直径与反光碗301的直径相同，反光罩601的外侧中央位置处安装有光照传感器，光照传感器采用RS485型，光照传感器对光照强度进行检测，并反馈信号至电动机603，转盘6通过电动机603带动进行转动，进而带动连接架602和反光罩601进行转动，反光罩601根据设定的程序，随着太阳的位置变化进行转动，并持续的将太阳光反射至阳光无法直射到的部分柔性光伏板4表面，增大了太阳光对柔性光伏板4的照射面积，以提高装置的发电效率；

上球壳1和下球壳2的外部等间距固定安装有若干组柔性光伏板4，柔性光伏板4为环形片状物体，且柔性光伏板4分别贯穿上球壳1和下球壳2的内部安装有导线，柔性光伏板4采用铜铟镓硒材料制成，具有可弯曲可折叠的物理特性，相比于传统的硅基太阳能电池板，其厚度和重量都具有优势，通过将柔性光伏板4覆盖在上球壳1和下球壳2的表面，增加了装置对太阳能的接受面积，以便于提升光伏发电的效率。

进一步地，转盘6的底部安装有电动机603，电动机603采用YVF2型，电动机603通电后转动带动转盘6进行转动，以便于对反光罩601进行转向。

进一步地，支撑管3的侧面靠近顶部位置处开设有六个导流孔，支撑管3的一侧设有进气孔，支撑管3的一侧安装有控制阀303，且控制阀303与进气孔连接，控制阀303远离进气孔的一侧固定安装有导流管304，导流管304采用透明材料制成，导流管304外接通风设备，导流管304的底部固定安装有排风管306，且排风管306远离导流管304的一端固定安装有导流环307，导流环307采用与导流管304相同的透明材料制成，导流环307为侧面设有若干组开孔的中空圆环状金属管，且导流环307套装在支撑管3的外侧，导流管304外接供气设备后，气流经过排风管306进入导流管304中喷出，在反光碗301的引导下形成气帘对装置四周的灰尘进行阻挡，减少了柔性光伏板4表面灰尘的堆积，另一部分气流通过支撑管3进入下球壳2的内部和上球壳1的内部，气流分别从上球壳1的顶部和下球壳2的底部排出，通过气流将配电箱5和蓄电池502产生的热量排出，通过采用气帘对装置周围形成防护，气帘将球体结构与四周环境形成阻隔，减少了周围环境中的灰尘和颗粒物附着在球体结构表面的概率，防止柔性光伏板4表面吸附大量的灰尘影响柔性光伏板4的发电效率，垂直向上流动的气帘还能够形成负压，带动气帘内侧的空气快速向上流动，以加速装置球体结构内部的空气排出，进而提升装置的散热效果；

支撑管3的底部焊接有底座302，且底座302的内部通过螺纹结构安装有若干组螺栓，支撑管3的内部固定安装有过滤筒308，过滤筒308的一侧设有开孔，且过滤筒308的顶部设置有若干组细孔，过滤筒308一侧的开孔位置与支撑管3内部进气孔的位置相吻合，底座302对支撑管3的底部进行固定安装，从而增加装置底部的安装稳定性，过滤筒308对支撑管3内部的气流进行过滤，避免灰尘进入上球壳1和下球壳2的内部。

进一步地，导流环307的顶部开设有排风槽，所述排风槽的内部活动安装有导风板，所述导风板为半圆形中空板，且导风板的顶部为倾斜设计，所述导风板的内部设有若干组孔径小于导流环307侧面开孔的排风孔，所述导风板的一侧固定安装有密封盖板，且密封盖板与排风槽抵触连接，所述导风板的外侧固定安装有一根连接杆，且连接杆与反光罩601的内壁固定连接，通过排风槽使导风板安装在导流环307的顶部，并配合连接杆与反光罩601连接，使得反光罩601在移动的同时带动导风板移动位置，通过密封盖板对排风槽的一侧进行遮挡，导风板引导导流环307内部的空气喷出，空气气流朝向反光罩601喷出后将反光罩601内壁上吸附的灰尘清除，从而保证反光罩601对阳光的反射效果，导风板和密封盖板均与导流环307的材质相同，为透光性好的透明材质制成。

进一步地，上球壳1的顶部开设有通风孔，且通风孔的直径小于转盘6的直径，通风孔用于上球壳1内部的气流排出，使得上球壳1内部的热量随空气排出，提升装置的散热效果。

进一步地，配电箱5的正面安装有延伸出下球壳2的输送线503，输送线503使配电箱5外接末端设备，方便将电流传输至末端设备进行供电；

配电箱5的顶部固定安装有电池盒501，电池盒501的内部固定安装有蓄电池502，蓄电池502通过两根电缆线分别与安装在上球壳1和下球壳2外部的柔性光伏板4电性连接，蓄电池502的顶部固定安装有防水板，且防水板的顶部与电动机603的底部固定连接，电池盒501对蓄电池502进行保护，避免蓄电池502外露增加故障率，蓄电池502对电能进行存储，便于对末端设备进行供电。

进一步地，下球壳2的底部开设有若干组散热孔，且下球壳2的底部中央位置处设有安装孔，安装孔的内壁与支撑管3固定连接，散热孔能够使空气从下球壳2的底部排出，进而对下球壳2的内部进行散热，安装孔便于将下球壳2与支撑管3连接，上球壳1和下球壳2采用氧化铝陶瓷材料制成，且上球壳1和下球壳2卡接位置处安装有硅橡胶密封圈，采用氧化铝陶瓷材料制成的上球壳1和下球壳2具有良好的绝缘性和导热性，因此在装置工作过程中保证了电路传输过程中的安全性，在装置持续工作时，快速吸收柔性光伏板4和内部腔室的热量，并通过自身的球面结构扩大散热面积，从而提升装置的散热效果。

进一步地，配电箱5包括MPPT太阳能充放电控制模块、AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块、干接点接口、4G通讯模块、防雷器模块、直流断路器模块和接线端子，MPPT太阳能充放电控制模块能够实时追踪并调整太阳能板的最大功率输出，确保在各种光照条件下均能实现最佳的能源转换效率，AC220V逆变模块能够输出AC220V交流电，其正弦波输出能够稳定为交流设备供电、AC24V逆变模块能够输出AC24V交流电，避免了先将直流电转换为AC220V再通过适配器供电的复杂过程，从而提高了供电效率，降低了设备故障率、DC多电压和稳压输出模块能够输出DC24V和DC12V直流电，干接点接口使得用户能够远程控制用电设备的开关，实现远程工作干预和重启，4G通讯模块能够采集所有功能模块的实时数据和状态，并支持反向控制，具体数据包括太阳能实时充放电数据、蓄电池502的状态、逆变输出数据，还能够通过平台控制交直流输出，防雷器模块、直流断路器模块及接线端子确保了系统的安全、稳定运行。

一种电气设备供电装置的使用方法，具体如下：

1)部分太阳光经过反光罩601和反光碗301反射后照射在柔性光伏板4上，并且配合直射在柔性光伏板4上的阳光使柔性光伏板4工作，若干组柔性光伏板4将太阳能转化为电能，电流通过导线传输至蓄电池502中存储，通过MPPT太阳能充放电控制模块控制电流的输出功率；

2)MPPT太阳能充放电控制模块对蓄电池502内部的电流进行控制，通过AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块转化和输出电流，使电流的电压大小、电流大小和电流类型符合末端设备的使用需求；

3)输送线503传输电流至末端设备，4G通讯模块采集所有功能模块的实时数据和状态并与干接点接口配合对装置远程控制；

4)导流管304外接冷却设备管道，冷空气经过过滤筒308传输至支撑管3内部，再通过导流孔进入上球壳1和下球壳2组成的球体结构内，通过上球壳1顶部的通风孔和下球壳2底部的散热孔使空气排出，将热量随着空气排出装置的内部，进而对装置内部的蓄电池502和配电箱5进行散热，保证装置的工作效率和输出功率；

5)导流环307对排出的气流引导，气流从水平方向扩散后，由反光碗301引导向上流动形成气帘阻挡灰尘。

工作原理：通过底座302对装置进行固定安装后，将导流管304外接气泵设备或者风机设备，通过输送线503将配电箱5与末端设备电性连接，根据光照传感器检测光照强度，并控制电动机603带动转盘6转动，使得反光罩601转动至相对应的位置，反光罩601同时带动导流环307顶部的导风板移动，反光罩601和反光碗301配合将部分阳光反射至柔性光伏板4上，并且部分阳光直射在柔性光伏板4上，柔性光伏板4将太阳能转化为电能，通过蓄电池502对电能进行存储，利用MPPT太阳能充放电控制模块对蓄电池502内部的电流进行控制，通过AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块转化和输出电流对末端设备供电，导流管304引导空气进入支撑管3中，通过过滤筒308对空气过滤，使空气从支撑管3进入上球壳1和下球壳2中，并从通风孔和散热孔排出，进而将配电箱5和蓄电池502产生的热量带出装置，配合温度传感器实时检测装置内部的热量并控制控制阀303的开启幅度，调节进入装置内部空气的流速，使装置内部的温度维持在20℃到70℃之间，部分空气从排风管306进入导流环307中，气流由导流环307水平方向排出至反光碗301中，经反光碗301引导气流垂直向上流动，在上球壳1和下球壳2四周形成气帘阻挡四周灰尘，从导风板排出的空气朝向反光罩601方向喷出，将反光罩601内壁上的灰尘清除。

上述具体实施例仅仅是本发明的几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (9)

1.一种电气设备供电装置，包括上球壳(1)，支撑管(3)，柔性光伏板(4)和转盘(6)，其特征在于：所述支撑管(3)的外侧固定安装有反光碗(301)，且反光碗(301)的顶部设有圆环形挡流板，所述支撑管(3)的顶部焊接有安装架(305)，且安装架(305)为中空的圆环金属管；

所述安装架(305)的外侧固定安装有下球壳(2)；

所述下球壳(2)的顶部卡接安装有上球壳(1)；

所述安装架(305)的顶部固定安装有配电箱(5)，所述配电箱(5)的一侧固定安装有温度传感器；

所述上球壳(1)的上方安装有转盘(6)，所述转盘(6)的顶部焊接有两根连接架(602)，所述连接架(602)的一端固定安装有弧形的反光罩(601)，所述反光罩(601)的底部与反光碗(301)的顶部抵触连接，且反光罩(601)的内壁为镜面，所述反光罩(601)的内径大于上球壳(1)的外径，且反光罩(601)顶部和底部的开口直径与反光碗(301)的直径相同，所述反光罩(601)的外侧中央位置处安装有光照传感器；

所述上球壳(1)和下球壳(2)的外部等间距固定安装有若干组柔性光伏板(4)，所述柔性光伏板(4)为环形片状物体，且柔性光伏板(4)分别贯穿上球壳(1)和下球壳(2)的内部安装有导线。

2.根据权利要求1所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述转盘(6)的底部安装有电动机(603)。

3.根据权利要求1所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述支撑管(3)的侧面靠近顶部位置处开设有六个导流孔，所述支撑管(3)的一侧设有进气孔，所述支撑管(3)的一侧安装有控制阀(303)，且控制阀(303)与进气孔连接，所述控制阀(303)远离进气孔的一侧固定安装有导流管(304)，所述导流管(304)外接通风设备，所述导流管(304)的底部固定安装有排风管(306)，且排风管(306)远离导流管(304)的一端固定安装有导流环(307)，所述导流环(307)为侧面设有若干组开孔的中空圆环状金属管，且导流环(307)套装在支撑管(3)的外侧；

所述支撑管(3)的底部焊接有底座(302)，且底座(302)的内部通过螺纹结构安装有若干组螺栓，所述支撑管(3)的内部固定安装有过滤筒(308)，所述过滤筒(308)的一侧设有开孔，且过滤筒(308)的顶部设置有若干组细孔，所述过滤筒(308)一侧的开孔位置与支撑管(3)内部进气孔的位置相吻合。

4.根据权利要求3所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述导流环(307)的顶部开设有排风槽，所述排风槽的内部活动安装有导风板，所述导风板为半圆形中空板，且导风板的顶部为倾斜设计，所述导风板的内部设有若干组孔径小于导流环(307)侧面开孔的排风孔，所述导风板的一侧固定安装有密封盖板，且密封盖板与排风槽抵触连接，所述导风板的外侧固定安装有一根连接杆，且连接杆与反光罩(601)的内壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述上球壳(1)的顶部开设有通风孔，且通风孔的直径小于转盘(6)的直径。

6.根据权利要求1所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述配电箱(5)的正面安装有延伸出下球壳(2)的输送线(503)；

所述配电箱(5)的顶部固定安装有电池盒(501)，所述电池盒(501)的内部固定安装有蓄电池(502)，所述蓄电池(502)通过两根电缆线分别与安装在上球壳(1)和下球壳(2)外部的柔性光伏板(4)电性连接，所述蓄电池(502)的顶部固定安装有防水板，且防水板的顶部与电动机(603)的底部固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述下球壳(2)的底部开设有若干组散热孔，且下球壳(2)的底部中央位置处设有安装孔，所述安装孔的内壁与支撑管(3)固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种电气设备供电装置，其特征在于：所述配电箱(5)包括MPPT太阳能充放电控制模块、AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块、干接点接口、4G通讯模块、防雷器模块、直流断路器模块和接线端子。

9.一种如权利要求8所述的一种电气设备供电装置的使用方法，其特征在于，包括以下内容：

1)所述若干组柔性光伏板(4)将太阳能转化为电能，电流通过导线传输至蓄电池(502)中存储；

2)所述MPPT太阳能充放电控制模块对蓄电池(502)内部的电流进行控制，通过AC220V逆变模块、AC24V逆变模块、DC多电压和稳压输出模块转化和输出电流，使电流的电压大小、电流大小和电流类型符合末端设备的使用需求；

3)所述输送线(503)传输电流至末端设备，4G通讯模块采集所有功能模块的实时数据和状态并与干接点接口配合对装置远程控制；

4)所述导流管(304)外接冷却设备管道，冷空气经过过滤筒(308)传输至支撑管(3)内部，再通过导流孔进入上球壳(1)和下球壳(2)组成的球体结构内对装置散热；

5)所述导流环(307)对排出的气流引导，气流从水平方向扩散后，由反光碗(301)引导向上流动形成气帘阻挡灰尘。