CN209692692U - 一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包，属于新能源应用技术领域，其特征在于：包括由柔性材料制成的包体；在上述包体上镶嵌有：由若干个砷化镓太阳电池组成的发电模块；所述发电模块不少于两个；由若干个储能电池组成的储能模块；所述储能模块不少于两个；每个发电模块的信号输出端子与一个储能模块的信号输入端子电连接，进而组成发电储能单元；控制每个发电模块和每个储能模块工作状态的控制单元；所述控制单元的I/O端口分别与每个发电模块和每个储能模块电连接；与所述控制单元I/O端口电连接的输出单元。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源应用技术领域，尤其是涉及一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包。
背景技术
太阳电池充电包是世界各国积极投身研发的先进新能源设备，对高原地区、山区、丛林以及边远地区开展长时间巡查，搜索等任务时，人员随身携带的导航设备、通信设备、侦察设备、照明设备、便携式电脑、无人机等需要不断的提供电能供应，这就需要一种便携的可不断产生电能的太阳能充电包，为野外工作人员提供高效且源源不断的能源供应。现有技术中的太阳能充电包大多只能实现发电，无法储能，在无太阳光照时，很快便无法提供电能，且体积重量大，携带不方便，不能满足士兵野外长时间持续作业的需求。
发明内容
本实用新型要解决的问题是提供一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包，质量比功率高，转换效率高，质量轻，易于折叠收纳，为野外工作人员提供源源不断的能源，并大大减轻背负的负担。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包，包括由柔性材料制成的包体；在上述包体上镶嵌有：
由若干个砷化镓太阳电池组成的发电模块；所述发电模块不少于两个；
由若干个储能电池组成的储能模块；所述储能模块不少于两个；每个发电模块的信号输出端子与一个储能模块的信号输入端子电连接，进而组成发电储能单元；
控制每个发电模块和每个储能模块工作状态的控制单元；所述控制单元的I/O端口分别与每个发电模块和每个储能模块电连接；
与所述控制单元I/O端口电连接的输出单元。
进一步：所述砷化镓太阳电池为高效三结薄膜砷化镓太阳电池，该高效三结薄膜砷化镓太阳电池为三结电池复合结构，发电层排布自上而下依次为GaInP/GaAs/InGaAs，高效三结薄膜砷化镓太阳电池通过上下金属电极部分以导电胶粘接的方式串并联形成电池电路。
进一步：所述储能模块为一种半柔性锂硫二次电池，该半柔性锂硫二次电池自上而下依次为聚酰亚胺层、铝塑膜层、正极层、隔膜层、负极层、铝塑膜层、聚酰亚胺层，半柔性锂硫二次电池的厚度为1mm±0.5mm，半柔性锂硫二次电池的电极与控制单元通过柔性引线连接。
进一步：每个发电储能单元通过封装结构实现封装；该封装结构由内向外依次为：ETFE透明薄膜、POE热熔胶、若干个组成电路的薄膜砷化镓太阳电池、柔性TPT背板膜、POE热熔胶、储能电池片、EPE缓冲层、防水牛津布层。
进一步：所述发电储能单元、控制单元和输出单元在结构上使用防水牛津布材料缝制连接，在电路上采用柔性扁平电缆进行电连接，扁平电缆缝制在防水牛津布材料内。
进一步：所述控制单元使用升降压型带MPPT控制功能的稳压DC模块。
进一步：所述输出单元包括5V、12V两种输出接口。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
1、采用超薄超轻发电和封装材料，采用柔性面板薄膜和背板薄膜代替传统的硬衬底，使充电包整体重量得到有效降低；
2、将储能电池与太阳电池封装在一起，比现有单纯的光伏充电包增加了储电功能，实现了发电储能一体化设计，并且采用薄型高能量密度的锂硫二次电池，实现发电储能系统的薄膜化，轻便化和高效化；
3、使用MPPT控制器作为控制单元，集成了最大功率点跟踪功能，能够使发电单元始终工作在功率最大点处，实现不同光照条件下的能量高效利用；
4、高效薄膜砷化镓太阳电池成本较低，成本不足传统砷化镓电池的1/5，转换效率达30％以上，可一定范围内弯曲折叠，性价比高。
5、便携式薄膜砷化镓太阳电池充电包可以实现复杂环境下的稳定电能输出，可实现昼夜连续工作，为负载提供稳定持续的电能供应。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的主视图；
图2是本实用新型优选实施例的后视图；
图3是本实用新型优选实施例的立体图。
图中：
1、薄膜砷化镓太阳电池 2、发电储能单元 3、控制单元
4、输出单元 5、充放电插口
具体实施方式
本实用新型提供一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包，包括若干个砷化镓太阳电池发电单元、若干个储能单元、控制单元和输出单元，所述砷化镓太阳电池发电单元与所述储能单元封装在一起形成发电储能单元，多个发电储能单元通过柔性材料连接，所述发电单元和储能单员分别与所述控制单元电连接，所述控制单元与所述输出单元电连接。
太阳电池可以选择任意类型的砷化镓太阳电池，砷化镓太阳电池光电转换效率高、抗辐照能力强、耐高温性能好，使用寿命长，储能单元可以使用软包薄型锂离子电池、软包薄型锂聚合物电池或其他软包薄型电池,软包薄型电池厚度不超过1.5mm，可以实现与砷化镓电池背面进行贴合。超薄控制单元可以使用任意类型的太阳能充放电控制器，输出单元可以为输出USB接头，或其他输出结构。太阳电池与储能单元的电连接方式，发电储能单元与控制单元的电连接方式和控制单元与输出单元的电连接方式均为现有技术，在现有的公开文件中可以查到多种连接方式，接线方式，本领域技术人员根据现有技术可以清楚具体如何连接，且此处各部件的电连接方式不是本申请的发明点所在，因此，此处对具体电连接方式不做详细赘述。
该电池充电包，展开后砷化镓太阳电池吸收光能，并将光能转化为电能，在无外部负载的情况下，将电能储存在储能单元中，通过控制单元的控制，在需要供电的时候通过输出单元向外输出稳定的电能。该充电包可以对太阳能转化得到的电能进行储存，无论是否有充足的阳光均可提供源源不断稳定的电能，各发电储能单元通过柔性材料进行连接，可以很方便的对其进行折叠，减小占用空间，方便存储与携带。
其中，优选的，砷化镓太阳电池采用高效薄膜砷化镓太阳电池，高效薄膜砷化镓太阳电池成本较低，成本不足传统砷化镓电池的1/5，转换效率达30％以上，性价比高，并且可一定范围内弯曲卷绕，利用其柔性可实现折叠收纳，减小产品重量与体积，携带便携。
优选的，砷化镓太阳电池与储能单元使用透明封装材料封装，将储能单元贴附在砷化镓太阳电池背面，使用封装材料将二者封装，封装材料优选ETFE膜。
储能单元优选为锂硫二次电池，更有选的，采用高能量密度金属锂二次电池。
优选的，发电储能单元外侧包覆有绝缘膜，绝缘膜优选聚酰亚胺薄膜。绝缘薄膜可防止发电储能单元之间电路短接。
优选的，发电储能单元、控制单元和输出单元使用柔性材料缝制连接，方便将该太阳电池充电包折叠，携带方便。
优选的，控制单元使用MPPT控制器。使用MPPT控制器可实现最大功率点跟踪功能，能够使发电单元始终工作在功率最大点处，实现不同光照条件下的能量高效利用。
下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：
实施例一
如图1至图3所示，本实施例所述的一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包包括多个高效薄膜砷化镓太阳电池1和高能量密度锂硫二次电池，高效薄膜砷化镓太阳电池1组合成串后，通过层压方式制作成组件，使用封装膜作为面板封装材料将其封装，然后将厚度为1mm的软包高能量密度锂二次电池与覆铜柔性板预先粘合，再与太阳能组件真空压制组合，并进行封装，形成一体化发电储能单元2，发电储能单元2背面包覆聚酰亚胺薄膜，进行绝缘化处理。若干块封装好的发电储能单元2之间通过柔性电缆相互电连接，根据实际需求实现组合串并，汇聚好的正负极与控制单元3电连接，控制单元3采用MPPT控制器，通过控制电路实现最大功率点控制和充放电切换控制，控制单元3带有控制面板，可手动输入控制充放电切换，控制单元3与输出单元4之间电连接，输出单元4包括输出面板，输出面板上安装USB插口或其他形式的充放电插口5，插口5上安装插口保护盖，对插口处进行防水处理，连接好的发电储能单元2与控制单元3的控制面板和输出单元4的输出面板之间采用防水帆布或迷彩布缝制连接，形成充电包，并在缝口处做防水处理，充电包展开后外形尺寸为620mm×183mm×10mm，折叠后外形尺寸为183mm×124mm×30mm，小巧便携，方便放入背包中携带。在充电包展开后的四个角处还可以设置与登山扣可以匹配的扣环，可以将其固定在登山包上携带，随身转换光能源。
本实施例所述的便携式柔性砷化镓太阳电池充电包：
1、采用超薄超轻发电和封装材料，采用柔性面板薄膜和背板薄膜代替传统的硬衬底，使充电包整体重量得到有效降低；
2、采用厚度1mm的高能量密度锂二次电池，并将其与太阳电池封装在一起，实现发电储能系统的薄膜化，比现有单纯的光伏充电包增加了储电功能，实现了发电储能一体化设计；
3、集成了最大功率点跟踪功能，能够使发电单元始终工作在功率最大点处，实现不同光照条件下的能量高效利用；
4、高效薄膜砷化镓太阳电池成本较低，成本不足传统砷化镓电池的1/5，转换效率达30％以上，可一定范围内弯曲卷绕，性价比高。
5、便携式薄膜砷化镓太阳电池充电包可以实现复杂环境下的稳定电能输出，可实现昼夜连续工作，为负载提供稳定持续的电能供应。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (1)
1.一种便携式柔性砷化镓太阳电池充电包，其特征在于：包括由柔性材料制成的包体；在上述包体上镶嵌有：
由若干个砷化镓太阳电池组成的发电模块；所述发电模块不少于两个；
由若干个储能电池组成的储能模块；所述储能模块不少于两个；每个发电模块的信号输出端子与一个储能模块的信号输入端子电连接，进而组成发电储能单元；
控制每个发电模块和每个储能模块工作状态的控制单元；所述控制单元的I/O端口分别与每个发电模块和每个储能模块电连接；
与所述控制单元I/O端口电连接的输出单元；所述砷化镓太阳电池为高效三结薄膜砷化镓太阳电池，该高效三结薄膜砷化镓太阳电池为三结电池复合结构，发电层排布自上而下依次为GaInP/GaAs/InGaAs，高效三结薄膜砷化镓太阳电池通过上下金属电极部分以导电胶粘接的方式串并联形成电池电路；所述储能模块为一种半柔性锂硫二次电池，该半柔性锂硫二次电池自上而下依次为聚酰亚胺层、铝塑膜层、正极层、隔膜层、负极层、铝塑膜层、聚酰亚胺层，半柔性锂硫二次电池的厚度为1mm±0.5mm，半柔性锂硫二次电池的电极与控制单元通过柔性引线连接；每个发电储能单元通过封装结构实现封装；该封装结构由内向外依次为：ETFE透明薄膜、POE热熔胶、若干个组成电路的薄膜砷化镓太阳电池、柔性TPT背板膜、POE热熔胶、储能电池片、EPE缓冲层、防水牛津布层；所述发电储能单元、控制单元和输出单元在结构上使用防水牛津布材料缝制连接，在电路上采用柔性扁平电缆进行电连接，扁平电缆缝制在防水牛津布材料内；所述控制单元使用升降压型带MPPT控制功能的稳压DC模块；所述输出单元包括5V、12V两种输出接口。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023225726A1 (pt) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | Mendes Carlos Artur Fonseca | Disposição aplicada em carregador de telefone celular e outros aparelhos eletrônicos por meio de energia solar em bolsa flexível acoplável a espreguiçadeiras |
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2018
- 2018-12-26 CN CN201822212962.XU patent/CN209692692U/zh active Active
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| WO2023225726A1 (pt) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | Mendes Carlos Artur Fonseca | Disposição aplicada em carregador de telefone celular e outros aparelhos eletrônicos por meio de energia solar em bolsa flexível acoplável a espreguiçadeiras |
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