CN202915054U - 一种太阳能自发电自发光装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能自发电自发光装置,由太阳能电池板(1)、第一转换器(2)、蓄电池(4)、背光模组(5)、外框架(7)、导光板(8)、晶体硅(9)组成，太阳能电池板(1）与第一转换器(2)相连，蓄电池(4)与第一转换器(2)相连，背光模组(5)与第一转换器(2)相连，第一转换器(2)与第二转换器(3)相连，其中其它负载（6)与第二转换器(3）正负极对应相连，太阳能电池板(1)和背光模组(5)内嵌或卡接在外框架(7)内，引出电极连接到第一转换器(2)上，导光板(8)直接粘接或覆盖在发光二极管(16)的上方，太阳能电池板(1)通过引出电极对应连接到第一转换器(2)上。

Description

一种太阳能自发电自发光装置

技术领域

本实用新型属于太阳能应用技术领域，更具体涉及一种太阳能自发电自发光装置，它适用于室外或室内照明、装饰等。

背景技术

随着世界经济的迅速发展，常规不可再生能源如汽油、柴油等日趋匮乏，可再生能源已经受到人们的日益重视。其中太阳能发电具有无污染、零空气废气排放、可持续发展等优点,近几年来得到了快速的发展。

基于太阳能清洁、无污染、容易索取及能量无极限等优势，太阳能在日常生活中得到了广泛的应用，目前已经广泛用于各种用电和照明装置，如路灯、草坪灯、广告牌、交通指示灯等。这些装置主要单独的利用了太阳能的光电转换原理，采用电池组件将太阳光转换后的电能进行存储，并通过转换器将电能转换成可以满足实际负载使用的电能。这些应用仅仅是利用了太阳能的光电转换这一单独特性，并用来供给其他装置进行能源利用。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种太阳能自发电自发光装置，太阳能电池板1不仅作为供电转换器件，而且作为发光面板，结构简单，并能根据使用要求改变不同的造型和亮度，达到与周围环境协调的效果，并能通过表面膜厚、材质和间隙的变化，用以变换不同的灯照效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种太阳能自发电自发光装置，它由太阳能板、转换器、背光模组、蓄电池及外框架造型组成（暂以太阳能自发电自发光庭院桌为例进行说明）。

太阳能板部分可以为晶硅、非晶硅或薄膜太阳能电池板。

一种太阳能自发电自发光装置，它由太阳能电池板1（晶硅太阳能电池板或非晶硅太阳能电池板）、第一转换器2、第二转换器3、蓄电池4、背光模组5、其它负载6、外框架7、导光板8、晶体硅9、涂锡带10、汇流条11、底板12、激光刻线13、非晶硅14、旁路二极管15、发光二极管16组成。太阳能电池板1主要由底板12、太阳能电池部分、盖板及封装材料组成，封装材料选用具有透明、密封、防水、稳定、耐温、抗紫外线等功能的材料组成，如采用聚乙烯醇缩丁醛树脂PVB或聚乙烯醋酸乙烯酯EVA或透明的环氧树脂等，其连接关系：太阳能电池板1与第一转换器2相连，主要是将产生的电能转换为蓄电池4、背光模组5或其它负载6所能使用的电能；蓄电池4与第一转换器2相连主要是为了存储和输出电能，背光模组5分别与第一转换器2相连主要是为了获取电能。第一转换器2与第二转换器3对应电极相连，第二转换器3与其他负载6对应电极相连，主要是为了满足提供其它负载6所需的电能；外框架7主要是起支撑太阳能电池板1和背光模组5的作用，将太阳能电池板1和背光模组5内嵌或卡接在外框架7内，通过引出电极连接到第一转换器2上。导光板8直接粘接或覆盖在发光二极管16的上方，为背光模组5表面透光的部分，主要是为了起均光作用；另外，也可以通过改变发光二极管16的分布位置达到将光源均匀分布在整个平面上的效果；晶体硅太阳能电池板1通过其引出电极对应连接到第一转换器2上，其中晶体硅太阳能电池板1由晶体硅9、涂锡带10、汇流条11、底板12、旁路二极管15组成，其连接关系是：晶体硅9通过涂锡带10和汇流条11焊接进行串并联，起收集电流作用，底板12通过与封装材料封装结合在一起，作为太阳能电池板的基板起保护和透光作用；旁路二极管15与太阳能电池板1的引线焊接或插接并联在一起，起保护电路的作用,；非晶硅太阳能电池板的连接方式与晶体硅太阳能电池板一致，通过太阳能电池板1引出电极对应连接到第一转换器2上，其连接关系是:非晶硅14通过不同的激光刻线13的深度进行连接从而达到串联收集电流的作用,底板12和旁路二极管15连接及所起作用与上述晶体硅太阳能电池板一致，发光二极管16通过与引出端卡接、螺纹连接或焊接连接在一起，为背光模组5的发光部分。太阳能电池板部分可以为晶硅、非晶硅或薄膜太阳能电池板。

底板可使用多种材料，如：钢化或非钢化玻璃、环氧树脂、透光聚合物、陶瓷等；太阳能电池包括各种单晶、多晶、非晶、薄膜等一切可发电的太阳能电池，太阳能电池可以通过焊接、粘接、镶嵌或镀膜等方式安置在底板上；盖板可使用多种透光材料，如：钢化或非钢化玻璃、环氧树脂、透光聚合物、陶瓷、塑料等具有防火、防潮、防风、防紫外线等特性，且性能稳定、寿命长、价格低廉的材料组成。

对于晶体硅太阳能电池板1主要通过改变电池片排布方式，以达到透光间隙不同。当同种光源透过电池板时，由于透光间距不同，从而透过电池板的光强效果也不一样，从而达到改变光强的效果。

对于非晶硅太阳能电池板1可以通过改变膜层厚度、透光间隙面积进而产生不同的光照强度。膜层厚度可根据工艺需要，通过调整镀料流量大小和镀膜时间长短以设计不同的产品电性能和外观性能；非晶硅的透光间隙主要是通过激光刻线13来实现。其面积大小主要是通过更改激光切割宽度和数量来进行调整。通过以上调节，可以实现电池板的透光率满足5%~80%的调整范围。

另外，任何采用封装方式制作的太阳能电池板都可以通过选择不同材质的底板、盖板和封装材料，达到改变不同透光效果的需求，如颜色、透光率等。

转换器部分主要是将太阳能电池板产生的电压和电流转换成满足蓄电池存储、背光模组使用或者其他负载使用的电压和电流，通常包括直流转直流（DC-DC）或直流转交流（DC-AC）。另外，太阳能转换器通常还会配套一些保护和指示功能，如反向保护、电压保护、短路保护等。

背光模组部分为系统的负载部分，其光源可能是白炽灯泡、电光面板(ELP)、发光二极管(LED)、冷阴极管(CCFL)，其中采用LED光源可以保证省电环保辐射低。导光板提供整个表面均匀的光，背光可以是任何一种颜色，单色液晶通常有黄、绿、蓝、白等背光。背光模组分为直下式背光模块和侧光式背光模块。通常采用的侧光式背光模块是将点状LED光源设置在导光板侧边作为背光源，通过特殊设计的导光板将光源均匀分散整个平面上。此种方式可以减少LED数量并使整个背光模组厚度做到很薄。

蓄电池主要是根据设计的需要进行选型，满足电能存储和负载电量的需求。外框架造型主要根据装置的用途和所处环境进行设计。

本实用新型中涉及到的自发电自发光装置不仅仅是利用了太阳能的光电转化这一特性，而且还结合本身制作工艺上的特点，通过改变膜层厚度、材质和透光间隙的大小，通过光照后达到不同光强下的自发电的效果。

本设计的优势在于：1）将太阳能自发电和自发光两功能进行结合，充分发挥太阳能功能优势；2）将太阳能自发电和自发光两功能进行组合，有利于节省空间和材料；3）通过改变表面膜厚、材质和间隙的变化及外形设计，可以达到造型和亮度的改变，以达到美化环境的效果；4）此装置表面既满足了收集光照的要求，又可以满足作为装饰、家装桌面的效果，扩大了功能化的需求；5）容易进行相关功能拓展，如进行手机或电脑充电、点烟器、除蚊器等；6）通过镭射雕刻工艺可以在太阳电池板盖板或底板进行图案雕刻，通过雕刻深度的改变（按照所选盖板或底板厚度的不同，雕刻深度变化范围按照所选盖板或底板厚度大小以内均可）和上色不同可以改变图案的立体艺术效果，与太阳能自发光自发电与镭射雕刻的有机结合，达到全彩镭射雕刻的艺术效果。

附图说明

图1为一种太阳能自发电自发光装置原理示意图

图2为一种晶体硅太阳能电池的内部电池连接放大示意图

图3为一种非晶硅太阳能电池的内部电池连接放大示意图

图4为一种太阳能电池板发电原理示意图

图5为一种背光模组发光原理示意图

图6为一种太阳能自发电自发光装置结构示意图

其中：1-太阳能电池板，2-第一转换器(采用Tracer-1215RN或能满足输入为0~150V，输出为12V或24V的转换器)、3-第二转换器(满足输入12V或24V，输出为5V或其他电压的转换器)，4-蓄电池，5-背光模组(由灯源、导光板、恒流源组成)，6-其它负载(如USB接口等能与外界用电器相连的装置)，7-外框架(如桌子等造型)，8-导光板(根据太阳能电池板大小制定)，9-晶体硅(单晶硅或多晶硅)，10-涂锡带，11-汇流条，12-底板，13-激光刻线，14-非晶硅，15-旁路二极管，16-发光二极管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种太阳能自发电自发光装置,它由太阳能电池板1，第一转换器2，第二转换器3，蓄电池4，背光模组5，其它负载6，外框架7，导光板8，晶体硅9，涂锡带10，汇流条11，底板12，激光刻线13，非晶硅14，旁路二极管15，发光二极管16组成，其特征在于:太阳能电池板1与第一转换器2相连，主要是将产生的电能转换为蓄电池4、背光模组5或其它负载6所能使用的电能；蓄电池4与第一转换器2相连主要是为了存储和输出电能，背光模组5分别与第一转换器2相连主要是为了获取电能。第一转换器2与第二转换器3对应电极相连，第二转换器3与其他负载6对应电极相连，主要是为了满足提供其它负载6所需的电能；外框架7主要是起支撑太阳能电池板1和背光模组5的作用，将太阳能电池板1和背光模组5内嵌或卡接在外框架7内。导光板8直接粘接或覆盖在发光二极管16的上方，为背光模组5表面透光的部分，主要是为了起均光作用；晶体硅太阳能电池板1由晶体硅9、涂锡带10、汇流条11、底板12、旁路二极管15组成，其连接关系是:晶体硅9通过涂锡带10和汇流条11焊接进行串并联，起收集电流作用；底板12通过与封装材料封装结合在一起，作为太阳能电池板1的基板起保护和透光作用；旁路二极管15与太阳能电池板1的引线焊接或插接并联在一起，起保护电路的作用,非晶硅太阳能电池板1由底板12、激光刻线13、非晶硅14、旁路二极管15组成，其连接关系是：非晶硅14通过不同的激光刻线13深度进行连接从而达到串联收集电流的作用,底板12和旁路二极管15连接及所起作用与上述晶体硅太阳能电池板一致，发光二极管16通过与引出端卡接、螺纹连接或焊接连接在一起，为背光模组5的发光部分。将太阳能电池板1的输出连接于第一转换器2上的输入对应接口；将蓄电池4的正负极与第一转换器2对应的接口进行连接；将背光模组5连接于第一转换器2对应的接口位置；第二转换器3则按照图1连接方式将第一转换器2与第二转换器3进行连接；(以上连接均应注意正负极连接正确)。

将太阳能电池板1的局部位置A进行剖视放大后如图2和图3中所示：图2中放大A-1显示的是晶体硅透光方式示意图。晶体硅9间采用涂锡带10和汇流条11连接，通过改变晶体硅9之间间隙可以达到不同的透光效果；图3中放大A-2显示的是非晶硅为代表的镀膜方式制作的太阳能电池板的透光方式示意图。根据工艺需要，通过调整镀料流量大小和镀膜时间长短对非晶硅14膜厚进行变化，从而达到不同的透光效果，另外，通过激光对非晶硅14进行刻线，通过改变刻线宽度和数量达到太阳能电池板不同的透光强度。

如图4所示，太阳能自发电的原理主要是通过各个发电单元串并联连接后产生的电压和电流满足蓄电池4存储、背光模组5使用或者其他负载6使用的电压和电流，另外将太阳能电池板1并联上旁路二极管15，保证发电过程中的可靠性。

如图5所示，太阳能自发光的原理主要是通常是将点状发光二极管16光源串联后设置在导光板侧边作为背光源，通过特殊设计的导光板将光源均匀分散整个平面上，并穿透于太阳能电池板的透光间隙或镀膜层，从而达到太阳能自发光的效果。

如图6所示，在太阳能自发电自发光结构安装步骤为：

1）将背电模组5放置或内嵌于外形框架造型7内固定，并将其正负极接线引出；

2）将太阳能电池板1外置于背光模组5之上，并放置或内嵌于外形框架造型7内固定，保证受光面朝外；同时将其正负极接线引出；

3）将转换器2,3和蓄电池4安装于外形框架造型内的对应位置并固定；

4）将各部分的接线按照图1所示的原理方式进行连接；

5）最后将外框架造型7进行组合安装，保证组装后的装置在太阳能电池板的受光面上无遮挡。

Claims (4)

1.一种太阳能自发电自发光装置, 它由太阳能电池板(1)、第一转换器(2)、蓄电池(4)、背光模组(5)、外框架(7)、导光板(8)、晶体硅(9)组成，其特征在于:太阳能电池板(1）与第一转换器(2)相连，蓄电池(4)与第一转换器(2)相连，背光模组(5)与第一转换器(2)相连，第一转换器(2)与第二转换器(3)相连，其中其它负载（6)与第二转换器(3）正负极对应相连，太阳能电池板(1)和背光模组(5)内嵌或卡接在外框架(7)内，引出电极连接到第一转换器(2)上，导光板(8)直接粘接或覆盖在发光二极管(16)的上方，太阳能电池板(1)通过引出电极对应连接到第一转换器(2)上，其中太阳能电池板(1)由晶体硅(9)、涂锡带(10)、汇流条(11)、底板(12)、旁路二极管(15)组成，晶体硅(9)通过涂锡带(10)和汇流条(11)焊接进行串并联，底板(12)通过与封装材料封装结合在一起，旁路二极管(15)与太阳能电池板(1)的引线焊接或插接并联在一起，非晶硅(14)通过不同的激光刻线(13)连接，底板(12)和旁路二极管(15)连接，发光二极管(16)通过与引出端卡接、螺纹连接或焊接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能自发电自发光装置, 其特征在于:所述的太阳能电池板(1)的输出连接第一转换器(2)上的输入对应接口； 蓄电池(4)的正负极与第一转换器(2)对应的接口进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能自发电自发光装置, 其特征在于:所述的背光模组(5)连接于第一转换器(2)对应的接口位置。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能自发电自发光装置, 其特征在于:所述的太阳能电池板(1)为晶硅、非晶硅或薄膜太阳能电池板。

Images