CN205372360U - 一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，包括太阳能电池板、雨滴流动发电板、LED灯、能量控制器和蓄电池；太阳能电池板和雨滴流动发电板均通过能量控制器连接蓄电池；能量控制器连接LED灯。本装置实现了在连续阴雨天气下和晴天下，路灯都能够持续工作，改进了原有太阳能路灯的可靠性不足问题，整个装置，制作简单，安装维修方便；可以大面积推广使用。

Description

一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯

【技术领域】

本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种可以将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯。

【背景技术】

近年来，随着科学技术的不断进步，人类社会的不断发展，能源问题的日趋紧张，成为困扰发展的一个重要因素，新能源问题也是科学领域的前沿。

太阳能技术在路灯领域已经获得了技术上的成熟，并得到了广泛的应用，特别是在西部地区，距离主干电网远的地区。2008年北京奥运会运动场和配套的奥运馆偶广泛的使用了太阳能路灯，但是，我国太阳能利用条件比较好的地方只有国土面积的三分之二左右，我国幅员辽阔，有很多地方由于天气原因并不能很好的利用天阳能，很多能够使用太阳能路灯的地方，也常常因为天气原因而让已经投入使用的路灯成为的摆设。例如，南方很多地区每年的梅雨季节，连续长时间的连阴雨让太阳能路灯在晚上根本不能使用。让一件产品连最起码的使用性都不具备，不仅形成了资源浪费，更影响了人们的生活。

现有的太阳能路灯并不能解决连续阴雨天没有太阳时候的照明问题，这样的新技术看起来节约了能源，实际上是真正困扰了人们的生活。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，以克服上述现有技术中存在的缺点；该路灯既可以收集集雨滴下落动能又可以吸收太阳能；本实用新型具有安装制造方便，不仅是在阳光明媚的晴天，还是滴滴答答的阴雨天，这种路灯都能够安全可靠的点亮，从而方便我们的生活。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，包括太阳能电池板、雨滴流动发电板、LED灯、能量控制器和蓄电池；太阳能电池板和雨滴流动发电板均通过能量控制器连接蓄电池；能量控制器连接LED灯。

进一步的，雨滴流动发电板包括疏水层和绝缘层；疏水层位于上层，疏水层和绝缘层之间夹有第一电极和第二电极；第一电极和第二电极平行且间隔设置；雨滴流动发电板倾斜设置，雨滴落到雨滴流动发电板表面后在重力作用下的流动方向与第一电极和第二电极垂直；第一电极和第二电极分别与能量控制器相连接。

进一步的，绝缘层的下方还贴合设置有一层钢化玻璃板。

进一步的，还包括灯杆；太阳能电池板和雨滴流动发电板设置在灯杆顶部；控制器和蓄电池设置在灯杆底部。

进一步的，疏水层由EKG-6010N材料制成。

进一步的，绝缘层由聚乙烯基苯酚制成。

进一步的，雨滴从疏水层顶部在重力作用下能够依次流过第一电极和第二电极所在区域。

相对于现有技术，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型是一种新能源路灯，通过位于路灯顶部的能量回收板来将晴天的太阳能和阴雨天雨滴下落的动能进行收集，转化成电能，然后经过能量控制器，将电能冲进蓄电池。在夜晚路灯需要打开时将电能通过能量控制器传输给LED灯，实现照明。其中，能量回收板由左右两部分组成，第一部分是太阳能电池板，主要是通过硅板来吸收太阳能然后转变为电能，第二部分是雨滴流动发电板，其工作原理是通过雨滴从天而降时候有很大的动能，当雨滴打在能量回收板上时，雨滴与雨滴流动发电板表面的疏水层相接触，在接触向下滑落的时候，水和电极之间的相互重合的各种感应层通过静电感应产生电能。在疏水层表面的水作为感应媒介去吸引在电极上的相反电荷。由于水流的移动，感应层之间的电容量在不断的变化，当水流到达疏水层表面的时候，各种阳离子、阴离子和水分子由于被pvp层固有极性所刺激，将会按照一定的规则排列在固液交界处。这时候水流一运动，这种平衡状态被打破，向另外一种平衡状态改变，改变的过程中就产生了电流。为了清楚起见，我们分为三步解释雨滴流动发电板的能量产生原理。第一步，当雨滴与本身带负电的pvp层相重叠的时候，雨滴感应带正电，此时，在雨滴和pvp层之间形成了双电层，为了维持静电平衡，正电荷会在第一电极上聚集，与此同时，负电荷向第二电极移动，第二步，雨滴向第一电极和第二电极中间移动，雨滴与两个电极和的重叠面积是相等的。这个时候没有充放电，因为两边所自然形成的电容器电容量是相同的。第三步，液滴全部覆盖在第二点电极上，在雨滴上的正电荷吸引pvp层上的负电荷，此时正电荷聚集在第二电极负电荷移动到第一电极，最终，电荷在自然形成的电容器之间的电荷移动完成。当雨滴与第一电极完全重合，而不与第二电极有重合或者只与第二电极完全重合不与第一电极有重合的时候，所产生的电流大小达到了顶峰，由于整个过程中会电流的移动会出现两个不同的方向，所以我们成功的将雨滴移动的动能转换成了交流电。能量回收板的两个部分分别在晴天和阴雨天工作，晴天时，太阳能电池板吸收能量对蓄电池进行充电，阴雨天时，雨滴能量回收器对蓄电池进行充电。而整个充放电的智能控制都由能量控制器来完成。

本实用新型实现了在连续阴雨天气下，路灯能够持续工作，改进了原有太阳能路灯的可靠性不足的问题；整个装置，制作简单，安装维修方便。本装置可以大面积推广使用。

【附图说明】

图1是本实用新型路灯的整体安装示意图；

图2是整个能量回收板的示意图；

图3是雨滴流动发电板的总体结构示意图；

图4是雨滴流动发电板的原理图a。

图5是雨滴流动发电板的原理图b。

图6是雨滴流动发电板的原理图c。

图7是整个路灯系统电路系统示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1～7，本实用新型一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，包括并列连接的两个能量吸收板(1、2)，其中一个是我们常用的太阳能电池板1，主要材料是“硅”，太阳能电池板1与能量控制器5相连接，另外一个是雨滴流动发电板2。

雨滴流动发电板2由四部分组成：最上面是疏水层2-1由EKG-6010N(德国ETC公司开发的纳米涂层材料)制成，第二层的绝缘层2-2使用的是聚乙烯基苯酚(PVP)，第三层是钢化玻璃板2-3，而在第二层绝缘层2-2和钢化玻璃板2-3之间我们夹有两个电极：第一电极2-4和第二电极2-5，第一电极2-4和第二电极2-5的有效作用部分为矩形，第一电极2-4和第二电极2-5平行设置；雨滴流动发电板2倾斜设置，第一电极2-4和第二电极2-5的长度方向与水滴落到雨滴流动发电板2表面后在重力作用下的流动方向是垂直的。第一电极2-4和第二电极2-5分别与能量控制器5相连接，而能量控制器5连接蓄电池6和LED灯3。

并列连接的两个能量吸收板(1、2)被安装在混合能源路灯灯杆4的最顶部，能量吸收板通过电路连接位于灯杆最下部的能量控制器5，能量控制器5通过电路连接位于其旁边的蓄电池6，与此同时，能量回收器5通过电路连接位于能量回收板下面的LED路灯3。

LED路灯3固定在能量回收板(1、2)下面，灯杆4的上部，而能量控制器5和蓄电池6安装在灯杆下部地面下面。

工作过程：本实用新型是一种新能源路灯，通过位于路灯顶部的能量回收板(1、2)来将晴天的太阳能和阴雨天雨滴下落的动能进行收集，转化成电能，然后经过能量控制器5，将电能冲进蓄电池6。在夜晚路灯需要打开时将电能通过能量控制器5传输给LED灯3，实现照明。其中，能力回收板(1、2)由左右两部分组成，第一部分是太阳能电池板1，主要是通过硅板来吸收太阳能然后转变为电能，第二部分是雨滴流动发电板2，其工作原理是通过雨滴从天而降时候有很大的动能，当雨滴打在雨滴流动发电板2上时，雨滴与雨滴流动发电板2表面的疏水层1相接触，在接触向下滑落的时候，水和电极之间的相互重合的各种感应层2-1、2-2、2-3、2-4、2-5通过静电感应产生电能。在疏水层1表面的水作为感应媒介去吸引在电极2-4和2-5上的相反电荷。由于水流的移动，感应层2-1、2-2、2-3、2-4、2-5之间的电容量在不断的变化，当水流到达疏水层1表面的时候，各种阳离子、阴离子和水分子由于被绝缘层2-2(pvp层)固有极性所刺激，将会按照一定的规则排列在固液交界处。这时候水流一运动，这种平衡状态被打破，向另外一种平衡状态改变，改变的过程中就产生了电流。为了清楚起见，我们分为三步解释雨滴流动发电板的能量产生原理。第一步，当雨滴与本身带负电的绝缘层2-2(pvp层)相重叠的时候，雨滴感应带正电，此时，在雨滴和绝缘层2-2之间形成了双电层，为了维持静电平衡，正电荷会在第一电极2-4上聚集，与此同时，负电荷向第二电极2-5移动，第二步，雨滴向第一电极2-4和第二电极2-5中间移动，雨滴与两个电极2-4和2-5的重叠面积是相等的。这个时候没有充放电，因为两边所自然形成的电容器电容量是相同的。第三步，液滴全部覆盖在第二点电极2-5上，在雨滴上的正电荷吸引绝缘层2-2上的负电荷，此时正电荷聚集在第二电极2-5负电荷移动到第一电极2-4，最终，电荷在自然形成的电容器之间的电荷移动完成。当雨滴与第一电极2-4完全重合，而不与第二电极2-5有重合或者只与第二电极2-5完全重合不与第一电极2-4有重合的时候，所产生的电流大小达到了顶峰，由于整个过程中会电流的移动会出现两个不同的方向，所以成功的将雨滴移动的动能转换成了交流电。能量回收板(1、2)的两个部分分别在晴天和阴雨天工作，晴天时，太阳能电池板1吸收能量对蓄电池6进行充电，雨天时，雨滴流动发电板2对蓄电池6进行充电。而整个充放电的智能控制都由能量控制器5来完成。

本装置实现了在连续阴雨天气下，该新能源路灯能够持续工作，改进了原有太阳能路灯的可靠性不足问题，整个装置，制作简单，安装维修方便。本装置可以大面积推广使用。

Claims (7)

1.一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，包括太阳能电池板(1)、雨滴流动发电板(2)、LED灯(3)、能量控制器(5)和蓄电池(6)；太阳能电池板(1)和雨滴流动发电板(2)均通过能量控制器(5)连接蓄电池(6)；能量控制器(5)连接LED灯(3)。

2.根据权利要求1所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，雨滴流动发电板(2)包括疏水层(2-1)和绝缘层(2-2)；疏水层(2-1)位于上层，疏水层(2-1)和绝缘层(2-2)之间夹有第一电极(2-4)和第二电极(2-5)；第一电极(2-4)和第二电极(2-5)平行且间隔设置；雨滴流动发电板(2)倾斜设置，雨滴落到雨滴流动发电板(2)表面后在重力作用下的流动方向与第一电极(2-4)和第二电极(2-5)垂直；第一电极(2-4)和第二电极(2-5)分别与能量控制器(5)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，绝缘层(2-2)的下方还贴合设置有一层钢化玻璃板(2-3)。

4.根据权利要求1所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，还包括灯杆(4)；太阳能电池板(1)和雨滴流动发电板(2)设置在灯杆(4)顶部；控制器(5)和蓄电池(6)设置在灯杆(4)底部。

5.根据权利要求2所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，疏水层(2-1)由EKG-6010N材料制成。

6.根据权利要求2所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，绝缘层(2-2)由聚乙烯基苯酚制成。

7.根据权利要求2所述的一种将雨滴下落动能和太阳能转化为电能的混合能源路灯，其特征在于，雨滴从疏水层(2-1)顶部在重力作用下能够依次流过第一电极(2-4)和第二电极(2-5)所在区域。