CN201234223Y - 太阳能供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能供电装置，包括一上端开口的扁平形壳体、密封件、太阳能电池板、蓄电单元及控制单元；太阳能电池板与扁平形壳体开口处配合；密封件设置在太阳能电池板和扁平形壳体之间；蓄电单元及控制单元平铺设置在太阳能电池板与扁平形壳体所形成的空间内。本方案可缩短太阳能电池组件与控制单元连线长度，进而降低线路损耗，同时降低线路方面成本，本方案直接将太阳能电池板、蓄电单元及控制电路做成一个扁平型模块，结构简单、安装方便、使用灵活方便，同时具有很好的防盗、防水、防晒等优点。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及太阳能供电装置。
【背景技术】
现代社会，石油、煤炭为主要的能源，然石油、煤炭等为不可再生资源，用完了短时间内不可能重生，因此石油、煤炭等不可再生资源日益减少，油价、煤炭价格日益攀升，且燃烧石油、煤炭给环境带来了极大的不利影响。新能源的开发成为迫切需求，因此如风能，水能，太阳能等可再生资源成为人们寻找的新能源。
太阳能为现在较成熟的新型能源，在人们生活中运用的越来越多，如太阳能热水器，太阳能车，甚至太阳能手机电池等等，而在交通领域最常见的则为太阳能路灯；太阳能的原理是将光能转化为电能，然后储存以备用，因此常需要控制系统，蓄电系统，而一般采用的蓄电系统为铅酸蓄电池；以太阳能路灯为例，太阳能路灯包括太阳能电池板、路灯及控制箱体；控制箱体多采用地埋方式或放置在地面上。控制箱体常常占用较大空间，比较笨重；安装麻烦。所使用铅酸蓄电池实用寿命低、对环境污染，采用地埋方式增加工程量，同时存在安全隐患，防水、防盗性能较差。太阳能电池板组件距离控制单元及蓄电单元较远，增加系统的能耗，实用性降低。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本实用新型目的是提供一种结构简单，无需额外控制箱的太阳能供电装置。
本实用新型技术方案描述如下：
一种太阳能供电装置，包括一上端开口的扁平形壳体、密封件、太阳能电池板、蓄电单元及控制单元；太阳能电池板与扁平形壳体开口处配合；密封件设置在太阳能电池板和扁平形壳体之间；蓄电单元及控制单元平铺设置在太阳能电池板与扁平形壳体所形成的空间内。
本实用新型的中心思想是使结构简单化，扁平化，易于工业设计、产业化和应用。
本实用新型所提供的太阳能供电装置，太阳能电池板通过密封件镶嵌到壳体内，蓄电单元、控制电路通过导线连接并平铺固定在壳体中，太阳能板输出端及供电装置输出端均通过导线与控制单元相连。采用本方案可缩短太阳能电池组件与控制单元连线长度，进而降低线路损耗，同时降低线路方面成本。且跟地埋方式相比，容易安装，无需破土动工挖掘掩埋控制箱体及蓄电单元。太阳能电池板无需再外接控制箱及铝合金边框，降低太阳能供电装置成本。与蓄电单元及控制单元传统型地埋或放置在地面上的处理方式相比，该方案直接将太阳能电池板、蓄电单元及控制电路做成一个扁平型模块，结构简单、安装方便、使用灵活方便，同时具有很好的防盗、防水、防晒等优点。
【附图说明】
图1本实用新型具体实施方式中太阳能供电装置立体示意图；
图2本实用新型具体实施方式中太阳能供电装置俯视示意图；
图3图2中A-A处剖面示意图；
图4本实用新型具体实施方式中太阳能供电装置模块示意图；
图5本实用新型具体实施方式中太阳能供电装置模块示意图；
【具体实施方式】
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
发明人在从事研发生产过程中，实践表明原有的传统太阳能供电装置中太阳能电池板1和控制箱相分离的结果是使供电装置装配复杂化，使用时能耗也相应增加，本发明人因而研究新的设计，希望能获得满意的产品，本实用新型正能满足需求。
如图1-3所示，本实用新型揭露了一种太阳能供电装置，包括一上端开口的扁平形壳体7、密封件6、太阳能电池板1、蓄电单元2及控制单元3。
太阳能供电装置可提供多种负载9电能，比如常见的有备用电源，路灯等。
采用上端开口的壳体7的目的是可将蓄电单元2及控制单元3等放置在壳体1内，然后可将太阳能电池板1封住壳体7，则可制成密封太阳能供电装置；壳体7的形状可以根据需要而设计成不同的形状，比如长方形，平行四边形，五边形，六边形，无规则图形等，太阳能电池板1根据壳体的形状相应设置为长方形，平行四边形，五边形，六边形，无规则图形。
为了美观及设计简洁，本实用新型的一个重要意图便是使产品较薄，使产品扁平化。因此本实用新型采用扁平形壳体7。如图1所示，本实用新型扁平形壳体7采用上端开口的长方体形，包括一底及四壁。太阳能电池板1采用长方体形。
如图3所示，太阳能电池板1与扁平形壳体7开口处配合；密封件6设置在太阳能电池板1和扁平形壳体7之间；蓄电单元2及控制单元3平铺设置在太阳能电池板1与扁平形壳体7所形成的空间内。
太阳能电池板1的制备为本领域技术人员所公知，最少包括基体，基体上排布的各单体电池，及覆盖在单体电池上的透光层；单体电池可以为单晶硅、多晶硅或非晶硅单体电池；根据所需要输出电压和电流的多少，可以将各个单体电池串联或并联；当然，也可加入散热层或散热部件，以将吸收到的热量散发出去，防止对太阳能电池板1产生不利影响。太阳能电池板1又可称太阳能电池组件。因太阳能电池板1的制备本领域技术人员熟知，因此不多作描述。
本例中制备得到的太阳能电池板1现以90W、18V单晶硅太阳能组件为例，整体模块长为：1170mm，宽度为：530mm，高度为5mm；单体电池为转化效率为16％的5英寸(125mm X 125mm)单晶硅片，单体电池间横向纵向间隙约为3mm.输出电压约为18V，电流约为4.7A。如图2所示太阳能电池板1设有太阳能输出端4，该太阳能输出端4引出固定在壳体7底部；然后将太阳能输出端4通过平铺在壳体7底部的导线连接到控制单元3，控制单元3通过平铺在壳体7底部的导线连接到蓄电单元2。
长方体形壳体7长1200mm，宽560mm，高25mm，其壁厚3mm。
上述数据仅为本例中提供的实施方案，并不用以限定本实用新型。
如图3中所示，在长方体形壳体1的开口处4壁上设置台阶8，台阶8深度为3-5mm，然后在台阶8上设置密封胶层6，密封胶层6的厚度为1mm，密封胶层6上放置太阳能电池板1，如前面提到的数据，太阳能电池板1尺寸与长方体形壳体7的开口相当；因而太阳能电池板1可以架设在台阶8上，太阳能电池板1的上表面与扁平形壳体7的上表面平齐或略高于上表面，如图示中所示，太阳能板略高于客体上表面防止在雨天积水，对密封胶层有影响。这样可以很好地保证太阳能电池板1和壳体7间形成的空间的密封性能。
当然，壳体7与太阳能电池板1的配合还可采用其他方式连接，比如在太阳能电池板1和扁平形壳体7上对应设置螺纹孔，通过螺钉与螺纹孔的配合连接太阳能电池板1和扁平形壳体7。
蓄电单元2是将从太阳能转换而成的电能储存的装置；为了实现本实用新型的扁平结构，本实用新型须将蓄电单元2平铺在壳体7底部，优选地，蓄电单元2可以选择锂离子电池，锂离子电池可以做得容量高而体积较小，锂离子电池同样优选采用扁平形锂离子电池，本例中锂离子电池长400mm，宽80mm，厚15mm，其厚度低于壳体7的高度。可以将多块锂离子电池平铺在壳体7底部，如图2、图3所示，比如本例中壳体7底部平铺4-8块锂离子电池，锂离子电池的多少取决于使用容量要求。
如图2、图3所示，控制单元3采用本领域常规技术即可，如本例中控制单元包括电池充放电保护模块、太阳能板充电管理模块、均流模块、最大功率追踪模块及恒流恒压输出管理模块(各模块图中未示出)。其尺寸只要能保证平铺在壳体7内不超出壳体7与太阳能电池板1间的空间即可。
充放电保护模块防止蓄电单元在使用过程中产生过充、过放现象，对蓄电单元起保护作用。过充指的是太阳能电池对蓄电单元充电时超出上限预期范围；过放是指蓄电单元对负载放电时超出下限预期范围。将防止过充的模块称为充电控制器，将防止过放的模块成为放电控制器。
太阳能板充电管理模块使太阳能电池组件输出符合充电要求，对电压进行适当调整，以符合系统充电要求。
均流模块：由于蓄电单元采用多节锂离子电池，在充放电时由于各锂离子电池本身存在差异性，其充放电有所差异，为降低或消灭其影响，需要有均流模块对其进行调解，使其尽量保持一致性。
最大功率追踪模块：采用软件对太阳能组件输出端进行检测，对各个点采用扰动观察，找出功率最大的点来充电。
恒流恒压输出管理模块：即相当于稳压器、整流器，以提供负载所需要的电流、电压及功率。
本例中控制单元3只是本发明人采取的一种实现方式，本领域技术人员所熟知，也完全可以采用其他本领域人员熟知或可替代的方式，不再熬述。
为进一步实现扁平化，优选将控制单元做成集成电路的方式平铺在壳体7底部上。
本实用新型扁平形壳体7内设有供电装置输出端5，供电装置输出端5一端通过平铺在扁平形壳体内的导线与控制单元3相连，另一端与负载9相连，为负载9提供合适的电压、电流及功率。如图1，本例中所示供电装置输出端5即为从该壳体7中引出的两正负电极。
为实现太阳能供电装置固定到需要的位置，比如固定在太阳能路灯的支架上，固定在房屋支架上等等，扁平形壳体上还可设置安装孔，通过该安装孔可将本太阳能供电装置安装到固定的支架上。
使用过程描述如下：在安装按照扁平形壳体安装孔尺寸参数，制作与之配套的固定支架。待制作完成后将该扁平形壳体放置在固定支架上，用螺丝进行连接固定，安装方便。如图4所示，太阳能电池板1上产生的电能从太阳能电池板输出端4输出，经控制单元3后向蓄电单元2充电，然后蓄电单元2的电流经控制单元3流至供电装置输出端5，供电装置输出端5提供负载9能量。如图5所示，细说控制单元3，则可知，太阳能电池板1上产生的电流先经过充电控制器30，然后给蓄电单元2充电，蓄电单元2放电时，则经放电控制器31控制，然后经输出端控制器32控制向供电装置输出端5中输出电流，供电装置输出端5向负载9提供能量。
Claims (10)
1，一种太阳能供电装置，其特征在于：
包括一上端开口的扁平形壳体、密封件、太阳能电池板、蓄电单元及控制单元；
所述太阳能电池板与扁平形壳体开口处配合；密封件设置在太阳能电池板和扁平形壳体之间；
蓄电单元及控制单元平铺设置在太阳能电池板与扁平形壳体所形成的空间内。
2，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：蓄电单元为锂离子电池，太阳能电池板设有太阳能板输出端，太阳能板输出端与控制单元相连，控制单元与蓄电单元相连。
3，如权利要求2所述的太阳能供电装置，其特征在于：所述锂离子电池为扁平形。
4，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：所述密封件为密封胶。
5，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：扁平形壳体上设有供电装置输出端，所述供电装置输出端一端通过平铺在扁平形壳体内的导线与控制单元相连，另一端与负载相连。
6，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：所述扁平形壳体开口处设有台阶，台阶上设置密封胶层，密封胶层上放置太阳能板，所述太阳能板的上表面与扁平形壳体的上表面平齐或略高于扁平形壳体上表面。
7，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：太阳能电池板和扁平形壳体上对应设有螺纹孔，通过螺钉与螺纹孔的配合连接太阳能电池板和扁平形壳体。
8，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：扁平形壳体上还设有安装孔，通过该安装孔可将本太阳能供电装置安装到固定的支架上。
9，如权利要求1所述的太阳能供电装置，其特征在于：所述控制单元为平铺设置在扁平形壳体内的集成电路。
10，如权利要求1或2或9所述的太阳能供电装置，其特征在于：所述控制单元包括电池充放电保护模块、太阳能板充电管理模块、均流模块、最大功率追踪模块及恒流恒压输出管理模块。
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