CN203951402U - 锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站，属于新能源应用技术领域。用锂离子电池动力牵引船拖拉安装有铜铟镓硒薄膜太阳能电池和水平轴式风力发电机的水面漂浮电站行驶在水面上。太阳光照射铜铟镓硒薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线、光伏控制器输入汇流箱、风力吹动水平轴式风力发电机产生的电流通过导电线、风电控制器输入汇流箱，光伏电流和风电在汇流箱中汇合，从汇流箱输出的电流通过导电线、充电装置输入蓄电锂离子电池，蓄电锂离子电池输出的电流分别向前方的通信基站塔、通信基站天线和后方的动力锂离子电池、电动机供电，从蓄电锂离子电池输出的更多电流通过导电线分别向陆上用电户和水上用电户供电。

Description

锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站，属于新能源应用技术领域。

背景技术

铜铟镓硒薄膜太阳能电池性能稳定，抗辐射能力强，成本低，是一种直接带隙的半导体材料，具有极高的光吸收系数，电池吸收层的厚度只有2—3um，适合制造薄膜太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池化学及电子性能稳定，没有光致衰退效应，工作寿命比晶体硅太阳能电池更长。铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转化效率高，苏州高赛太阳能技术有限公司生产柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池，不锈钢箔衬底，光电转换效率平均为10.5%，山东孚日光伏科技有限公司生产的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转换效率平均为9%，青岛、即墨、上海、深圳、广州、扬州等城市的光伏企业投资生产有希望降低生产成本、光电转化效率高的铜铟镓硒薄膜太阳能电池。在美国的实验室里，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转换效率在2008年达到19.9%，2010年单结铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转换效率为20.3%，科研人员已提出采用叠层电池技术，顶电池吸收蓝光，底电池吸收红光，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光电转换效率可以从20.3%提高到26%—30%，成为电池单位面积上发电量大的薄膜太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳能电池的弱光性能好，在少云或多云天气里阳光不足时，在月光下，甚至在阴雨天气里也能产生电流。由于铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有许多的优点，到2015年将占有43.3%的薄膜太阳能电池的市场份额。全世界目前勘探出来的铟矿的储量的70%分布在中国，约有1.3万吨。中国光伏企业家看到发展铜铟镓硒薄膜太阳能电池的美好前景，中国拥有大量铟矿资源的优势，大量制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池是可以实现的。

本实用新型人缪同春2014年5月20日—22日在上海新国际博览中心举办的2014国际太阳能产业及光伏工程（上海）展览会上看到，有两家大公司在会上销售安装有柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池的充电器，展览图片上展示有少量房屋的顶部在安装铜铟镓硒薄膜太阳能电池，建设分布式屋顶光伏电站，但是，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的大量推广和应用很不够，目前，总的安装量不大，安装规模偏小，已经影响到适合大规模制造的铜铟镓硒薄膜太阳能电池的大量生产和持续发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站。

目前建造的太阳能光伏电站主要集中在陆地上，安装的光伏组件是单晶硅太阳能电池组件或多晶硅太阳能电池组件。

2012年全世界人口总数为70亿，中国是世界第一人口大国，预计到2025年世界人口将突破80亿，到2050年世界人口将突破94亿。每一个现代人生活在地球上，要吃粮，要住房，要用电，要喝清洁的水，要有植物提供氧气。种植粮食、发展工业、开发房地产、城市绿化、水源地保护都需要大量的土地，人口规模和经济规模的扩大，使土地资源越来越紧缺，大量燃烧煤炭和石油排放的污染物造成生态环境的承载容量越来越狭小。人们指望依靠在发电过程中不排放污染物质的光伏发电来改善环境，在近十年的光伏发展过程中，出现了一些新的问题：①陆地上可供建造光伏电站的土地资源、土地面积越来越少，太阳能电池的制造能力越来越大，而可供安装太阳能电池组件的土地面积越来越少。②在制造电池的过程中很少有污染物排放的薄膜太阳能电池的安装量少，使用量小，而在制造电池的过程中排放污染物多的晶硅太阳能电池的安装量多，使用量大。③安装在沙漠边缘地区的许多光伏电站上的晶硅太阳能电池的表面上已蒙上沙尘，缺水清洗影响了光电转换效率、造成发电量下降。④在一些雾霾多发、空气污染天数多的地区，照射到晶硅太阳能电池上的光线减弱5%—15%，造成因光照不足导致发电量下降。

针对以上存在问题，本实用新型提出：①大量制造、安装、使用铜铟镓硒薄膜太阳能电池，适当控制晶硅太阳能电池的用量，提倡并鼓励在光伏产品上采用薄膜太阳能电池，减少在生产太阳能电池的过程中向环境中排放污染物。②及时制订政策，鼓励发展水面光伏电站，不与粮食生产争地。③在水面上定时抽水、喷水、泼水，冲洗太阳能电池表面上的沙尘和污染物，以水降温，全面降低太阳能电池的表面温度，增加发电量。④采用先进的锂离子电池技术，将太阳光照射到太阳能电池上的光能通过光伏作用转换成电能，接着通过短距离输电，将大量的电能快速充电储存进能量密度高、自放电小的锂离子电池中，用锂离子电池动力牵引船水运充满电能的蓄电锂离子电池到需要用电的船码头上输出电流，向需要电能的企业或个人供电。⑤大力发展可移动的水面光伏电站，根据天气预报，及时移动到阳光充足的水域，尽可能避离雾霾和污染天气，让高效的铜铟镓硒薄膜太阳能电池接受阳光的强烈照射，产生更多的电流。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

由水面1上的锂离子电池动力牵引船2、驾驶室3、网络信息收发储存装置4、通信基站塔5、通信基站天线6、蓄电锂离子电池7、导电线8、充电装置9、动力锂离子电池10、电动机11、传动轴12、螺旋桨13、右牵引绳索14、左牵引绳索15、水面漂浮电站16、漂浮装置17、铜铟镓硒薄膜太阳能电池18、光伏控制器19、汇流箱20、风电控制器甲21、无线光照传感器22、水平轴式风力发电机甲23、风电控制器乙24、水平轴式风力发电机乙25、无线温度传感器26共同组成；

在锂离子电池动力牵引船2的前部安装驾驶室3，在驾驶室3的顶部上安装网络信息收发储存装置4，在驾驶室3的后方安装通信基站塔5，在通信基站塔5的顶部设置有通信基站天线6，在锂离子电池动力牵引船2的中部安装蓄电锂离子电池7、导电线8、充电装置9，在锂离子电池动力牵引船2的后部安装动力锂离子电池10、电动机11、传动轴12、螺旋桨13、右牵引绳索14、左牵引绳索15，在水面漂浮电站16的下部安装漂浮装置17，在水面漂浮电站16的上部表面的前部安装光伏控制器19、汇流箱20，在水面漂浮电站16的上部表面的中部和后部安装铜铟镓硒薄膜太阳能电池18，在水面漂浮电站16的上部表面的右后部安装风电控制器甲21、水平轴式风力发电机甲23、无线光照传感器22，在水面漂浮电站16的上部表面的左后部安装风电控制器乙24、水平轴式风力发电机乙25、无线温度传感器26；

锂离子电池动力牵引船2通过右牵引绳索14、左牵引绳索15与水面漂浮电站16连接，锂离子电池动力牵引船2上的蓄电锂离子电池7通过导电线8与通信基站塔5、通信基站天线6连接，蓄电锂离子电池7通过导电线8与动力锂离子电池10连接，动力锂离子电池10通过导电线8与电动机11连接，电动机11通过传动轴12与螺旋桨13连接，蓄电锂离子电池7上部的充电装置9通过导电线8与水面漂浮电站16上的汇流箱20连接，汇流箱20通过导电线8与光伏控制器19连接，光伏控制器19通过导电线8与铜铟镓硒薄膜太阳能电池18连接，汇流箱20通过导电线8与风电控制器甲21连接，风电控制器甲21通过导电线8与水平轴式风力发电机甲23连接，风电控制器甲21通过导电线8与无线光照传感器22连接，汇流箱20通过导电线8与风电控制器乙24连接，风电控制器乙24通过导电线8与水平轴式风力发电机乙25连接，风电控制器乙24通过导电线8与无线温度传感器26连接，网络信息收发储存装置4通过空中无线通信与无线光照传感器22和无线温度传感器26保持空中信息联络。

蓄电锂离子电池7和动力锂离子电池10是磷酸铁锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电或钴酸锂锂离子电池池或锰酸锂锂离子电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：①为在占地球表面积71%的水面上大量安装无污染的、光电转化效率高的、低成本的、弱光性能好的、化学及电子性能稳定的柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池开创了安装面积大的、需要安装铜铟镓硒薄膜太阳能电池数量多的水上光伏电站的安装场所，避免了与陆地上的用地单位争夺土地资源。②用锂离子电池动力牵引船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站移动到阳光充足的水域，可以避开雾霾和污染天气，多接收阳光的照射来增加发电量。③利用铜铟镓硒薄膜太阳能电池在一部分水体表面上接收阳光的照射，将光能转换成电能，通过近距离的输电，将电能充进蓄电锂离子电池储存，使用廉价的水运，将电能运送到需要供电的地方。④用锂离子电池取代柴油发动机或汽油发动机作为船的动力来拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站，可以避免给江河湖海等水体造成水体污染。⑤采用新型的柔性衬底材料制造有足够浮力的、热稳定性好、化学稳定性好的漂浮装置，支撑安装在其上面的汇流箱、光伏控制器、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、风电控制器甲、水平轴式风力发电机甲、无线光照传感器、风电控制器乙、水平轴式风力发电机乙、无线温度传感器的全部重量，实现在水面上的漂浮移动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

用锂离子电池动力牵引船拖拉安装有铜铟镓硒薄膜太阳能电池和水平轴式风力发电机的水面漂浮电站行驶在水面上。太阳光照射铜铟镓硒薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线、光伏控制器输入汇流箱、风力吹动水平轴式风力发电机产生的电流通过导电线、风电控制器输入汇流箱，光伏电流和风电在汇流箱中汇合，从汇流箱输出的电流通过导电线、充电装置输入蓄电锂离子电池，蓄电锂离子电池输出的电流分别向前方的通信基站塔、通信基站天线和后方的动力锂离子电池、电动机供电，从蓄电锂离子电池输出的更多电流通过导电线分别向陆上用电户和水上用电户供电。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

由水面1上的锂离子电池动力牵引船2、驾驶室3、网络信息收发储存装置4、通信基站塔5、通信基站天线6、蓄电锂离子电池7、导电线8、充电装置9、动力锂离子电池10、电动机11、传动轴12、螺旋桨13、右牵引绳索14、左牵引绳索15、水面漂浮电站16、漂浮装置17、铜铟镓硒薄膜太阳能电池18、光伏控制器19、汇流箱20、风电控制器甲21、无线光照传感器22、水平轴式风力发电机甲23、风电控制器乙24、水平轴式风力发电机乙25、无线温度传感器26共同组成；

在锂离子电池动力牵引船2的前部安装驾驶室3，在驾驶室3的顶部上安装网络信息收发储存装置4，在驾驶室3的后方安装通信基站塔5，在通信基站塔5的顶部设置有通信基站天线6，在锂离子电池动力牵引船2的中部安装蓄电锂离子电池7、导电线8、充电装置9，在锂离子电池动力牵引船2的后部安装动力锂离子电池10、电动机11、传动轴12、螺旋桨13、右牵引绳索14、左牵引绳索15，在水面漂浮电站16的下部安装漂浮装置17，在水面漂浮电站16的上部表面的前部安装光伏控制器19、汇流箱20，在水面漂浮电站16的上部表面的中部和后部安装铜铟镓硒薄膜太阳能电池18，在水面漂浮电站16的上部表面的右后部安装风电控制器甲21、水平轴式风力发电机甲23、无线光照传感器22，在水面漂浮电站16的上部表面的左后部安装风电控制器乙24、水平轴式风力发电机乙25、无线温度传感器26；

锂离子电池动力牵引船2通过右牵引绳索14、左牵引绳索15与水面漂浮电站16连接，锂离子电池动力牵引船2上的蓄电锂离子电池7通过导电线8与通信基站塔5、通信基站天线6连接，蓄电锂离子电池7通过导电线8与动力锂离子电池10连接，动力锂离子电池10通过导电线8与电动机11连接，电动机11通过传动轴12与螺旋桨13连接，蓄电锂离子电池7上部的充电装置9通过导电线8与水面漂浮电站16上的汇流箱20连接，汇流箱20通过导电线8与光伏控制器19连接，光伏控制器19通过导电线8与铜铟镓硒薄膜太阳能电池18连接，汇流箱20通过导电线8与风电控制器甲21连接，风电控制器甲21通过导电线8与水平轴式风力发电机甲23连接，风电控制器甲21通过导电线8与无线光照传感器22连接，汇流箱20通过导电线8与风电控制器乙24连接，风电控制器乙24通过导电线8与水平轴式风力发电机乙25连接，风电控制器乙24通过导电线8与无线温度传感器26连接，网络信息收发储存装置4通过空中无线通信与无线光照传感器22和无线温度传感器26保持空中信息联络。

蓄电锂离子电池7和动力锂离子电池10是磷酸铁锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电或钴酸锂锂离子电池池或锰酸锂锂离子电池。

在水面上有丰富的太阳能资源，也有丰富的风能资源，这些宝贵的清洁能源资源，长期以来没有得到开发利用，浪费十分严重。如果将水面上的光能转换成电能，将水面上的风能转换成电能，将电能输入锂离子电池储存，用锂离子电池动力牵引船运送蓄电锂离子电池向居住在陆地上的人类的生产和生活供电，减少人类使用煤炭、石油等化石燃料的发电量，并与陆地上的节能减排工作相结合，必能有效保护陆地上的生态环境，减轻空气污染、水污染和土壤污染。

太阳光照射安装在水面漂浮电站上面的铜铟镓硒薄膜太阳能电池产生电流，电流通过导电线8输入光伏控制器19、接着通过导电线8输入汇流箱20，风力吹动水平轴式风力发电机甲23的叶片快速旋转、带动水平轴式风力发电机甲23产生的电流通过导电线8输入风电控制器甲21，从风电控制器甲21输出的小部分电流通过导电线8向无线光照传感器22供电，从风电控制器甲21输出的大部分电流通过导电线8输入汇流箱20，风力吹动水平轴式风力发电机乙25的叶片快速旋转、带动水平轴式风力发电机乙25产生的电流通过导电线8输入风电控制器乙24，从风电控制器乙24输出的小部分电流通过导电线8向无线温度传感器26供电，从风电控制器乙24输出的大部分电流通过导电线8输入汇流箱20，从汇流箱20输出的电流通过导电线8、充电装置9输入蓄电锂离子电池7，从蓄电锂离子电池7通过导电线8向前方的通信基站塔5供应小部分电流，满足通信基站塔5和通信基站天线6的用电需求，从蓄电锂离子电池7通过导电线8向后方的动力锂离子电池10供应小部分电流用作驱动电动机11、传动轴12、螺旋桨13的动力，从蓄电锂离子电池7通过导电线8输出的大部分电流，用于向陆上用电户或水上用电户供电。驾驶员在驾驶室内操纵锂离子电池动力牵引船拖拉水面漂浮电站行驶在 太阳光充足的水域里接受阳光的照射发电，同时接受风力的吹动发电，将太阳能光伏发电和风力发电提供的清洁能源储存进蓄电锂离子电池，向用电户提供有益于保护环境的清洁能源。

现举出实施例如下：

实施例一：

为了保护地球上的生态环境，必须增加使用采用清洁能源的发电量，同时减少使用采用化石能源的发电量。用磷酸铁锂锂离子电池动力牵引船拖拉安装有铜铟镓硒薄膜太阳能电池、水平轴式风力发电机甲和水平轴式风力发电机乙的水面漂浮电站行驶在水面上。太阳光照射柔性的、稳定高效的、成本低的、有弱光效应的铜铟镓硒薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线、光伏控制器输入汇流箱、风力吹动水平轴式风力发电机甲产生的电流通过导电线、风电控制器甲输入汇流箱，风力吹动水平轴式风力发电机乙产生的电流通过导电线、风电控制器乙输入汇流箱，一大股光伏电流和两小股风电在汇流箱中汇合，从汇流箱输出的电流通过导电线、充电装置输入蓄电磷酸铁锂锂离子电池，从蓄电磷酸铁锂锂离子电池输出的小部分电流通过导电线向前方的水质净化装置供电，从蓄电磷酸铁锂锂离子电池输出的小部分电流通过导电线向后方的动力磷酸铁锂锂离子电池和电动机供电，从蓄电磷酸铁锂锂离子电池输出的大部分电流通过导电线向陆上用电户或水上用电户供电。

实施例二：

为了保护地球上的生态环境，必须增加使用采用清洁能源的发电量，同时减少使用采用化石能源的发电量。用钛酸锂锂离子电池动力牵引船拖拉安装有铜铟镓硒薄膜太阳能电池、水平轴式风力发电机甲和水平轴式风力发电机乙的水面漂浮电站行驶在水面上。太阳光照射柔性的、稳定高效的、成本低的、有弱光效应的铜铟镓硒薄膜太阳能电池产生的电流通过导电线、光伏控制器输入汇流箱，风力吹动水平轴式风力发电机甲产生的电流通过导电线、风电控制器甲输入汇流箱，风力吹动水平轴式风力发电机乙产生的电流通过导电线、风电控制器乙输入汇流箱，一大股光伏电流和两小股风电在汇流箱中汇合，从汇流箱输出的电流通过导电线、充电装置输入蓄电钛酸锂锂离子电池，从蓄电钛酸锂锂离子电池输出的小部分电流通过导电线向前方的水质净化装置供电，从蓄电钛酸锂锂离子电池输出的小部分电流通过导电线向后方的动力钛酸锂锂离子电池和电动机供电，从蓄电钛酸锂锂离子电池电池输出的大部分电流通过导电线向陆上用电户或水上用电户供电。

Claims (2)

1.锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站，其特征是，由水面（1）上的锂离子电池动力牵引船（2）、驾驶室（3）、网络信息收发储存装置（4）、通信基站塔（5）、通信基站天线（6）、蓄电锂离子电池（7）、导电线（8）、充电装置（9）、动力锂离子电池（10）、电动机（11）、传动轴（12）、螺旋桨（13）、右牵引绳索（14）、左牵引绳索（15）、水面漂浮电站（16）、漂浮装置（17）、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（18）、光伏控制器（19）、汇流箱（20）、风电控制器甲（21）、无线光照传感器（22）、水平轴式风力发电机甲（23）、风电控制器乙（24）、水平轴式风力发电机乙（25）、无线温度传感器（26）共同组成；

在锂离子电池动力牵引船（2）的前部安装驾驶室（3），在驾驶室（3）的顶部上安装网络信息收发储存装置（4），在驾驶室（3）的后方安装通信基站塔（5），在通信基站塔（5）的顶部设置有通信基站天线（6），在锂离子电池动力牵引船（2）的中部安装蓄电锂离子电池（7）、导电线（8）、充电装置（9），在锂离子电池动力牵引船（2）的后部安装动力锂离子电池（10）、电动机（11）、传动轴（12）、螺旋桨（13）、右牵引绳索（14）、左牵引绳索（15），在水面漂浮电站（16）的下部安装漂浮装置（17），在水面漂浮电站（16）的上部表面的前部安装光伏控制器（19）、汇流箱（20），在水面漂浮电站（16）的上部表面的中部和后部安装铜铟镓硒薄膜太阳能电池（18），在水面漂浮电站（16）的上部表面的右后部安装风电控制器甲（21）、水平轴式风力发电机甲（23）、无线光照传感器（22），在水面漂浮电站（16）的上部表面的左后部安装风电控制器乙（24）、水平轴式风力发电机乙（25）、无线温度传感器（26）；

锂离子电池动力牵引船（2）通过右牵引绳索（14）、左牵引绳索（15）与水面漂浮电站（16）连接，锂离子电池动力牵引船（2）上的蓄电锂离子电池（7）通过导电线（8）与通信基站塔（5）、通信基站天线（6）连接，蓄电锂离子电池（7）通过导电线（8）与动力锂离子电池（10）连接，动力锂离子电池（10）通过导电线（8）与电动机（11）连接，电动机（11）通过传动轴（12）与螺旋桨（13）连接，蓄电锂离子电池（7）上部的充电装置（9）通过导电线（8）与水面漂浮电站（16）上的汇流箱（20）连接，汇流箱（20）通过导电线（8）与光伏控制器（19）连接，光伏控制器（19）通过导电线（8）与铜铟镓硒薄膜太阳能电池（18）连接，汇流箱（20）通过导电线（8）与风电控制器甲（21）连接，风电控制器甲（21）通过导电线（8）与水平轴式风力发电机甲（23）连接，风电控制器甲（21）通过导电线（8）与无线光照传感器（22）连接，汇流箱（20）通过导电线（8）与风电控制器乙（24）连接，风电控制器乙（24）通过导电线（8）与水平轴式风力发电机乙（25）连接，风电控制器乙（24）通过导电线（8）与无线温度传感器（26）连接，网络信息收发储存装置（4）通过空中无线通信与无线光照传感器（22）和无线温度传感器（26）保持空中信息联络。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池船拖拉铜铟镓硒薄膜太阳能电池水面漂浮电站，其特征是，所述的蓄电锂离子电池（7）和动力锂离子电池（10）是磷酸铁锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电或钴酸锂锂离子电池池或锰酸锂锂离子电池。