CN212784868U - 一种太阳能供电器及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏技术领域技术领域，尤其是涉及一种太阳能供电器及供电系统。太阳能供电器包括升温装置，设置在使用地；供电装置，设置在所述升温装置内，并与所述升温装置电性连接；太阳能电池组件，设置在使用地，与所述供电装置电性连接；该太阳能供电器能够解决冬季太阳能光伏蓄电池在天气寒冷时加热时热量流失率大、加热不均匀、安装繁琐和搬运困难的技术问题；以有效的对太阳能蓄电池进行加热，提高太阳能电池的利用率，节省购买和维护成本。

Description

一种太阳能供电器及供电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域技术领域，尤其是涉及一种太阳能供电器及供电系统。

背景技术

太阳能蓄电池作为太阳能供电方式的一种供电器，其实质上是“蓄电池”在太阳能光伏发电中的应用，目前采用的主要有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池，这两类蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。

一般来说，蓄电池的最适于工作环境温度为25度，当蓄电池处于低温时，电解液的粘度降低，导电性下降，活性物质的活性也会降低，会使电解液的浓度差变大，极化增强，使充电提前终止，电池储能受阻；其次，低温时电解液的电阻增大，导致本就已经减少了的容量难以放出来；因此蓄电池温度的高低显的尤为重要。

为此，现有技术中采取了以下几种对蓄电池的防冻措施：1、在蓄电池的周围增加物理防冻层；2、在蓄电池的周围通上暖气；3、在蓄电池的周围安装电加热管。首先增加物理防冻层由于不能自身发热所以防冻效果并不理想；其次在蓄电池的周围通有暖气的做法安装繁琐、成本较高并且安装繁琐，而且受暖气的限制；而蓄电池周围安装电加热管的由于是管状的，加热不均匀且热量流失率大安装繁琐；目前尚未有一种能够在天气寒冷时对太阳能蓄电池加热时热量流失率小、加热均匀、便于安装和搬运的太阳能供电器。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种太阳能供电器，该太阳能供电器能够解决冬季太阳能光伏蓄电池在天气寒冷时加热时热量流失率大、加热不均匀、安装繁琐和搬运困难的技术问题，以有效的对太阳能蓄电池进行加热，提高太阳能电池的利用率，节省购买和维护成本。

本实用新型提供一种太阳能供电器，包括：

升温装置，设置在使用地；

供电装置，设置在所述升温装置内，并与所述升温装置电性连接；

太阳能电池组件，设置在使用地，与所述供电装置电性连接。

太阳能电池组件设置在使用地，通过与供电装置电性连接，当太阳能的光能转化为电能时，由于太阳能电池组件与供电装置电性连接，所以太阳能电池组件将转化后的电能传输至供电装置，通过负载与供电装置相连，以达到供电的目的，进而实现传统太阳能供电器最基本的功能；由于供电装置设置在升温装置内，并与升温装置电性连接，因为供电装置是带电的，所以升温装置接通电源后可以为设置在升温装置内的供电装置进行升温，并且由于供电装置是设置在升温装置内的，因此当升温装置进行加热时，其产生的热量围绕着供电装置以均匀加热，并且供电装置是设置升温装置内的，而使热量尽可能的被供电装置所利用，提高热量的利用率，减少热量流失，此外，由于升温装置与供电装置作为一个整体，因此便于安装和搬运。

与本实用新型不同，由于传统的此类太阳能供电器由于采用的是物理防冻层、水暖和加热管等来起到蓄电池的防冻效果，这不仅热量流失率大、加热不均匀、不方便搬运和安装。与传统的太阳能供电器相比，本实用新型的太阳能供电器在对供电装置进行加热时不仅热量流失率小、加热均匀，而且便于安装和搬运的优点，以提高能源利用率，节省购买和维护成本，进而延长供电装置的使用寿命，提高供电装置的使用率。

根据本实用新型的太阳能供电器可以具有以下中的一个或多个特征。

作为进一步的技术方案，所述升温装置包括：

电加热装置，设置在所述供电装置外表面，并与所述供电装置电性连接。

感温装置，分别与所述电加热装置和所述供电装置相连。

电加热装置设置在供电装置外表面，并与供电装置电性连接，由于供电装置是与太阳能电池组件连接的，因此供电装置是带电的，电加热装置通过与供电装置相连，可以为供电装置外表面进行加热，以增加供电装置的温度；感温装置分别与电加热装置和供电装置相连，当感温装置通电后，即可感应供电装置的温度，以确认周围环境温度是否需要进行加热，避免电加热装置持续升温而使得供电装置带来不利影响(如烧坏)。

作为进一步的技术方案，所述感温装置包括：

第一控制器，与电加热装置相连，并与所述供电装置相连；

温度传感装置，与所述第一控制器相连，并与所述供电装置相连。

通过温度传感装置与第一控制器相连；第一控制器与电加热装置相连；当温度传感装置和第一控制器工作时，当温度传感装置感应到供电装置的温度时，会将相应的感应数据发送至第一控制器进行判断，以确定是否需要对供电装置进行加热。

作为进一步的技术方案，所述太阳能电池组件包括：

支架，设置在使用地；

太阳能电池板，固定设置在所述支架的顶部；

第二控制器，与所述太阳能电池板连接，并与所述供电装置连接。

为使太阳能电池板能照射更多的阳光以得到光能，因此将太阳能电池板设置在支架的顶部；太阳能电池板连接通过第二控制器与供电装置连接，以确定是否需要对供电装置进行供电。

作为进一步的技术方案，所述太阳能电池组件还包括：

逆变器，与所述第二控制器电性连接。

通过逆变器与第二控制器相连，第二控制器与太阳能电池板相连；由于太阳能电池板转化的电能是直流电，为适应更多种类的负载，因此特设置逆变器，以将直流电能转变成定频定压或调频调压交流电以供负载使用。

作为进一步的技术方案，所述太阳能电池组件还包括：

空气开关，与所述第二控制器相连，并与所述供电装置相连。

空气开关与第二控制器相连，并与供电装置相连；当供电装置出现短路等电路中电流超过额定电流时，通过空气开关的设置，就会使得供电装置与第二控制器断开，以使供电装置与太阳能电池板断开，防止由于短路等故障而导致起火等意外的发生。

作为进一步的技术方案，还包括：

第一箱体，所述第二控制器与所述升温装置设置在所述第一箱体内。

第一箱体内设有第二控制器与升温装置，通过第一箱体的设置，可以遮挡风雨，避免因天气下雨等外界天气变化而使第二控制器与升温装置损坏进而导致本实用新型提供的太阳能供电器无法正常工作；此外，通过第一箱体的设置，还能起到隔热的作用，以进一步减少由于气温低而导致太阳能供电器不能使用的情形。

作为进一步的技术方案，所述第一箱体内还设有第二箱体，所述升温装置设置在所述第二箱体内。

为进一步减少升温装置的热量流失，特设置有第二箱体，进而使升温装置能够更好地升温、加热。

作为进一步的技术方案，所述第二箱体内壁还设有隔热层，所述隔热层是由隔热材料制成的隔热层。

为使因升温装置加热而耗费供电装置的电能以及阻滞升温装置的热流传递，因此在第二箱体内壁设有由隔热材料制成的隔热层。

本实用新型的第二目的在于提供一种太阳能供电系统，包括负载，其特征在于：还包括上述太阳能供电器，与所述负载连接。

本实用新型有益效果：

本实用新型的技术方案通过在供电装置外设置升温装置使供电装置的温度上升，使得对供电装置加热时热量流失率小、加热均匀并且方便搬运和安装的优点，以提高能源利用率，节省购买和维护成本，进而延长供电装置的使用寿命和提高供电装置的使用率；

通过将太阳能电池组件与供电装置电性连接，将光能转化为电能，为供电装置提供能源；

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种太阳能供电器结构示意图；

图2为本实用新型中升温装置结构示意图；

图3为本实用新型中太阳能供电器工作原理图。

附图标记说明：

1升温装置；11电加热装置；12感温装置；121第一控制器；122温度传感装置；

2供电装置；

3太阳能电池组件；31支架；32太阳能电池板；33第二控制器；34逆变器；35空气开关；

4第一箱体；41第二箱体。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，本实用新型提出的一种太阳能供电器，包括：

升温装置1设置在使用地，升温装置1与供电装置2相连，为供电装置2提供热量进行加热升温，同时供电装置2也为升温装置1提供电能；

升温装置1内设有与升温装置1电性连接的供电装置2；具体的，可以使升温装置1将供电装置2密封起来的，因此可以减少因加热而造成的热量流失；在实际使用中，可以将升温装置1和供电装置2放置在靠近负载位置，供电装置2与负载相连，为负载提供电源，充当生活中的电源插座功能；

太阳能电池组件3设置在使用地，与升温装置1内的供电装置2电性连接；即在使用中可将太阳能电池组件3放置在阳光充足的位置，利用半导体材料的光电效应，将太阳能转换成电能，并将电能传送至供电装置2，最终为负载提供电能；需要说明的是，供电装置2可以是充电电池，如蓄电池；其中，

升温装置1包括：电加热装置11和感温装置12，感温装置12设置在电加热装置11内，该电加热装置11设置在供电装置2外表面，并与供电装置2电性连接；为供电装置2提供热量，同时供电装置2反过来可以为电加热装置11提供电源，而无需为电加热装置11单独适配电源；感温装置12分别与电加热装置11和供电装置2相连，感温装置12可以感应/检测供电装置2的温度；具体在使用过程中，供电装置2与感温装置12相连，为其提供电源，感温装置12工作时可以对供电装置2的温度进行检测，当供电装置2的温度较低时，如低于零下5摄氏度，则可以手动或者自动启动通过与设置在供电装置2外表面的电加热装置11对供电装置2进行加热；

具体的，感温装置12包括：第一控制器121和温度传感装置122，该第一控制器121设置在与电加热装置11相连，并与供电装置2相连；需要说明的是，这里的第一控制器121优选为STC8051控制器，温度传感装置122优选为PT100；具体使用中，第一控制器121与供电装置2，供电装置2为其提供电源，第一控制器121与电加热装置11相连来进行后续的控制操作；温度传感装置122与第一控制器121相连，并与供电装置2相连，温度传感装置122经供电装置2供电后，即开始进行温度的感应，当供电装置2的温度低于第一控制器121的预设值(如零下5摄氏度)时，第一控制器121即控制电加热装置11进行工作，以对供电装置2进行升温；

当然，为更好的使供电装置2的电力得到保障，使与之连接的负载能够工作；本实用新型中，作为一种优选方式，太阳能电池组件3包括支架31、太阳能电池板32和第二控制器33，太阳能电池板32，固定设置在支架31的顶部；即在实际使用中，为使太阳能电池板32能够得到更充足的光照，可以将支架31的高度设置的高一些，如5米以上；支架31设置在使用地，优选的设置在房屋屋顶，在实际使用中以不被周边建筑物将阳光遮挡住而使太阳能电池板32照射不到充足的阳光，最终使得供电装置2的电力不足，无法为负载提供电源；第二控制器33与太阳能电池板32连接，并与供电装置2连接；即在实际使用中，供电装置2为第二控制器33提供电源以使第二控制器33的工作，当太阳能电池板32将光能转化为电能时，第二控制器33经判断确定是否电压正常，以确定是否需要将电能传送至供电装置2以进行蓄电；

需要说明的是，本实施例所说的第二控制器33为太阳能控制器；

为使太阳能电池组件3由光能转化为电能以供交流电负载能够使用，因此，太阳能电池组件3还包括与第二控制器33电性连接逆变器34，在实际使用中，太阳能电池板32与第二控制器33相连，第二控制器33再与逆变器34相连，逆变器34将第二控制器33输出的直流电转化为交流电以供交流电负载使用，使用交流电负载即可与逆变器34电性连接以进行工作；需要说明的是，这里的交流电负载是利用交流电进行工作的用电器，如常见的家用电器，电饭锅、洗衣机等；

在本实施例中，为防止供电装置2短路等意外的发生，太阳能电池组件3还包括分别与第二控制器33和供电装置2相连并设置在二者之间的空气开关35；在实际使用中，当供电装置2与空气开关35之间的电流超过额定电流就会自动断开；具体的，如供电装置2短路，则空气开关35就会自动断开，以提高本实用新型所提供的太阳能供电器的安全性；

当然，为使本实用新型所提供的太阳能供电器能够适应更多天气恶劣和多变的环境，在一些实施例中还包括第一箱体4，第二控制器33与升温装置1设置在第一箱体4内；在具体应用中，第一箱体4还可以充当收纳箱的功能，具体的，由于在户外环境中，为便于搬运本实用新型所提供的太阳能供电器，可以将升温装置1，供电装置2和太阳能电池组件3放置在第一箱体4内部，便于搬运；需要在此说明的是，这里的第一箱体4优选为由铁皮制成的第一箱体4；另外，

为进一步的使电池能够在冬季使用，第一箱体4内还设有第二箱体41，升温装置1设置在第二箱体41内；具体应用中，通过第二箱体41的的设置，可以减少升温装置1中热量的流失；需要说明的是，在一些实施例中，第二箱体41可以采用泡沫制成的第二箱体41；其中，

第二箱体41内壁还设有隔热层，隔热层是由隔热材料制成的隔热层；具体的，在实际应用中，隔热层可以通过双面胶粘接在第二箱体41的内壁，电加热装置11设置在隔热层内壁所形成的空间之中；通过第二箱体41的设置，以阻止电加热装置11释放的热量向第二箱体41外流出，进而节省电源的消耗；需要说明的是，上述电加热装置11优选为柔性的电加热装置11，如地热膜。

本实用新型还提出了一种太阳能供电系统，包括负载和上述太阳能供电器，与负载连接。

具体原理：

为便于公众理解和实施，下面将蓄电池作为供电装置2来展开进行描述：设置在使用地的太阳能电池组件3接收到太阳光的照射，太阳能电池组件3将光能转化为电能，通过第二控制器33、空气开关35与设置在升温装置1内的供电装置2相连，太阳能电池组件3转化的电能通过电性连接的方式传输至升温装置1内的供电装置2；当供电装置2通电后，与供电装置2相连的第一控制器121、温度传感装置122进行工作，当温度传感器检测到供电装置2的温度低于预设温度的信号时，与第一控制器121I/O接口相连的温度传感器将该信号发送至第一控制器121，第一控制器121内的储存芯片中的程序对该信号进行判断后，即对电加热装置11发出加热指令，如第一控制器121可以采用给定一个低电平指令至电加热装置11，以启动电加热装置11对供电装置2进行加热，反之亦然，由于篇幅原因，在此不作赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种太阳能供电器，其特征在于，包括：

升温装置(1)，设置在使用地；

供电装置(2)，设置在所述升温装置(1)内，并与所述升温装置(1)电性连接；

太阳能电池组件(3)，设置在使用地，与所述供电装置(2)电性连接；

其中，

所述升温装置(1)包括：

电加热装置(11)，设置在所述供电装置(2)外表面，并与所述供电装置(2)电性连接；

感温装置(12)，分别与所述电加热装置(11)和所述供电装置(2)相连。

2.根据权利要求1所述的太阳能供电器，其特征在于，所述感温装置(12)包括：

第一控制器(121)，与电加热装置(11)相连，并与所述供电装置(2)相连；

温度传感装置(122)，与所述第一控制器(121)相连，并与所述供电装置(2)相连。

3.根据权利要求1所述的太阳能供电器，其特征在于，所述太阳能电池组件(3)包括：

支架(31)，设置在使用地；

太阳能电池板(32)，固定设置在所述支架(31)的顶部；

第二控制器(33)，与所述太阳能电池板(32)连接，并与所述供电装置(2)连接。

4.根据权利要求3所述的太阳能供电器，其特征在于，所述太阳能电池组件(3)还包括：

逆变器(34)，与所述第二控制器(33)电性连接。

5.根据权利要求3所述的太阳能供电器，其特征在于，所述太阳能电池组件(3)还包括：

空气开关(35)，与所述第二控制器(33)相连，并与所述供电装置(2)相连。

6.根据权利要求3所述的太阳能供电器，其特征在于，还包括：

第一箱体(4)，所述第二控制器(33)与所述升温装置(1)设置在所述第一箱体(4)内。

7.根据权利要求6所述的太阳能供电器，其特征在于：所述第一箱体(4)内还设有第二箱体，所述升温装置(1)设置在所述第二箱体内。

8.根据权利要求7所述的太阳能供电器，其特征在于，所述第二箱体内壁还设有隔热层，所述隔热层是由隔热材料制成的隔热层。

9.一种太阳能供电系统，包括负载，其特征在于：还包括权利要求1-8中任一项所述的太阳能供电器，与所述负载连接。

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