CN213243892U - 一种可伸展的太阳能电池板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于航天器/卫星应用的柔性太阳能电池板，具体涉及一种可伸展的太阳能电池板。其包括：基座、基板、太阳能电池、支撑件、透镜、卷扬机，所述基座为上端开口的圆桶状，该基座的空腔内同轴设置有支撑环。本实用新型具有更低质量，更紧凑的发射存储体积，灵活紧凑型的结构。

Description

一种可伸展的太阳能电池板

技术领域

本实用新型涉及一种用于航天器/卫星应用的柔性太阳能电池板，具体涉及一种可伸展的太阳能电池板。

背景技术

太阳能阵列涉及附接到某些航天器车辆或卫星的结构，用以为航天器提供动力，太阳能电池阵列存放时占用空间需要小以方便装运和发射，并且可以在太空中将光伏太阳能电池板展开以将太阳能转化为操作航天器所需的动能。

用于空间应用的动力系统面临许多设计约束，包括最小化重量，最小化存储体积，最大化寿命到寿命终止性能以及最小化成本的标准。

为了允许可展开的太阳能电池阵列重量和存放体积的进一步减小，太阳能电池可以安装到轻质柔性基板或毯子而不是大而重的刚性蜂窝板。已经使用了各种柔性太阳能电池覆盖基板，例如由玻璃纤维网或薄聚合物片制成的那些，其上粘合有众多晶体太阳能电池。

柔性光伏(PV)毯式太阳能电池阵列通常限于封装在长连续辊或褶皱和折叠叠层上的晶体太阳能电池，其通过单独的部署臂架致动器，毂结构或需要外部电动机电源的其它可展开结构连接和展开。

太阳能电池是迄今为止太阳能电池阵列中最昂贵的部件。由于系统成本和质量都直接随着所使用的太阳能电池的数量而增加，因此减少航天器携带的太阳能电池的数量具有相当大的经济动机。

通过使用相对便宜的菲涅耳透镜光学器件来收集太阳光并将其聚焦到更小的太阳能电池上，用于等效供电的太阳能电池阵列的电池的成本和重量显着降低。通过使用非常高效的电池，所需的阵列面积最小化，降低了整体系统重量。

透镜组件和透镜排为薄型轻质可卷曲线性元件，扁平或拱形，由柔性DC93500硅树脂弹性材料制成，带有保护性前侧涂层，直接安装在太阳能电池排上方并精确定位，以便它捕获入射的太阳辐射(光)并将其折射到正下方的太阳能电池行上，以增加对电池的照射。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有更低质量，更紧凑的发射存储体积，灵活紧凑型的柔性太阳能电池板。

一种可伸展的太阳能电池板，包括：基座、基板、太阳能电池、支撑件、透镜、卷扬机；

所述基座为上端开口的圆桶状，该基座的空腔内同轴设置有支撑环，该支撑环靠近基座空腔内壁；所述基板具有多个，该多个基板通过其后端具有的圆环套设在支撑环上，并以支撑环轴心为基点沿支撑环呈圆形阵列排布；所述太阳能基板上安装有呈沿基板纵向排列的太阳能电池，所述支撑件具有多个，该多个支撑件以三个为一组装配到多个基板上，所述透镜通过支撑件设置在基板上方，所述卷扬机由卷筒和拉索构成，所述卷筒同轴设置在基座空腔中间部位，所述拉索具有多根，该多根拉索沿卷筒向四周延伸，该拉索的延伸端分别与多个基板相连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、在本技术方案中，所述基板在初始状态时，该前基板通过其下端具有的滑块插入后基板上端具有的滑槽内呈上下层叠状态，所述基板在展开状态时，该前基板通过其后端具有的卡头插入后基板前端具有的卡槽内呈直线连接状态，所述后基板后端具有圆柱形连杆，该圆柱形连杆在基板展开时，会被收纳在基座上开设的槽口内，并由球形卡头进行固定。

2、在本技术方案中，所述支撑环与多个基板后端具有的圆环相配合，在太阳能电池板收缩状态时，该多个基板沿支撑环四周向上翻转，最终收拢在一起，实现太阳能电池板在初始状态下的体积最小化。

3、在本技术方案中，在太阳能电池板展开时，拉索通过卷筒的卷绕而缩短，进而拉动多个基板向四周翻转展开，同时，拉动前基板沿后基板上端滑动后，使前基板和后基板呈一条直线状态；最终，使整个太阳能电池板呈圆形展开，实现太阳能电池板展开面积的最大化。

4、在本技术方案中，在太阳能电池板初始状态时，该透镜位于前基板上方的部分平摊在前基板上，该透镜位于后基板上方的部分折叠在后基板上，使透镜所占空间缩小，以便于收纳和运输，在太阳能电池板展开时，随着前基板与后基板呈一条直线卡接后，在三个支撑件的支撑下，沿基板上方呈拱形延伸。以便它捕获入射的太阳辐射(光)并将其折射到正下方的太阳能电池行上，以增加对电池的照射。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种可伸展的太阳能电池板初始状态的示意图。

图2为本实用新型提供的一种可伸展的太阳能电池板展开状态的示意图。

图3为本实用新型中，基板收缩状态的示意图。

图4为本实用新型中，基板收缩状态下，去除透镜后的示意图。

图5为本实用新型缀，基板展开状态的示意图。

图6为本实用新型中，基座的结构示意图。

图7为本实用新型中，支撑件的结构示意图。

图8为本实用新型提供的一种可伸展的太阳能电池板，其初始状态与展开状态的对比图。

图中，基座1；基板2；太阳能电池3；支撑件4；透镜5；卷扬机6；支撑环11；槽口12；圆环21；前基板22；后基板23；拱形支撑条41；支撑杆42；定位旋钮43；卷筒61；拉索62；球形卡头121；卡头221；圆柱形连杆231。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于实用新型所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本实用新型也可以各种不同的形式实现，因此本实用新型不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本实用新型，与本实用新型没有连接的部件将从附图中省略。

如图1、图2所示，一种可伸展的太阳能电池板为展开后向四周伸展整体呈圆形的太阳能电池板，包括：基座1、基板2、太阳能电池3、支撑件4、透镜5、卷扬机6，所述基座1为上端开口的圆桶状，该基座1的空腔内同轴设置有支撑环11，该支撑环11靠近基座1空腔内壁，所述基板2具有多个，该多个基板2通过其后端具有的圆环21套设在支撑环11上，并以支撑环11轴心为基点沿支撑环11呈圆形阵列排布，所述太阳能基板2上安装有呈沿基板2纵向排列的太阳能电池3，所述支撑件4具有多个，该多个支撑件4以三个为一组装配到多个基板2上，所述透镜5通过支撑件4设置在基板2上方，所述卷扬机6由卷筒61和拉索62构成，所述卷筒61同轴设置在基座1空腔中间部位，所述拉索62具有多根，该多根拉索62沿卷筒61向四周延伸，该拉索62的延伸端分别与多个基板2相连接；

如图1、图6所示，所述基座1沿上端向下开设有多个槽口12，该多个槽口12沿基座1上端呈等距间隔排布，该多个槽口12内均具有一个球形卡头121；

如图2、图3、图4、图5所示，所述基板2分为前基板22和后基板23两个部分，所述基板2在初始状态时，该前基板22通过其下端具有的滑块插入后基板23上端具有的滑槽内呈上下层叠状态，所述基板2在展开状态时，该前基板22通过其后端具有的卡头221插入后基板23前端具有的卡槽(图中未示出)内呈直线连接状态，所述后基板23后端具有圆柱形连杆231，该圆柱形连杆231在基板2展开时，会被收纳在基座1上开设的槽口12内，并由球形卡头121进行固定；

如图1、图2、图8所示，所述支撑环11与多个基板2后端具有的圆环21相配合，在太阳能电池3板收缩状态时，该多个基板2沿支撑环11四周向上翻转，最终收拢在一起，实现太阳能电池板在初始状态下的体积最小化；

如图1、图2、图8所示，所述卷扬机6的拉索62沿卷筒61向四周的延伸端，首先穿过基座1外壁沿后基板23下端向前延伸，并通过后基板23前端下侧具有的滚轮后，固定在前基板22的后端；在太阳能电池板展开时，拉索62通过卷筒61的卷绕而缩短，进而拉动多个基板2向四周翻转展开，同时，拉动前基板22沿后基板23上端滑动后，使前基板22和后基板23呈一条直线状态；最终，使整个太阳能电池板呈圆形展开，实现太阳能电池板展开面积的最大化；

如图4、图7所示，所述支撑件4由拱形支撑条41、两个支撑杆42及两个定位旋钮43构成，所述拱形支撑条41通过两个定位旋钮43与两个支撑杆42连接，并通过两个支撑杆42架设在基板2上端，每个基板2上均具有三个支撑件4，其中两个支撑件4分别设置在前基板22的前端和后端，另一个支撑件4设置在后基板23后端；在太阳能电池板初始状态时，位于前基板22上的两个支撑件4上的拱形支撑条41沿定位旋钮43向前呈90°翻转，及位于后基板23后端的一个支撑件4上的拱形支撑条41沿定位旋钮43向后呈90°翻转后，同时与基板2呈平行状态，在太阳能电池板展开时，位于前基板22上的两个支撑件4上的拱形支撑条41沿定位旋钮43前方向上呈90°翻转后定位，及位于后基板232后端的一个支撑件4上的拱形支撑条41沿定位旋钮43后方向上呈90°翻转后定位，使三个支撑件4的拱形支撑条41横向竖立在基板2上方；

如图3、图4、图5所示，所述透镜5由柔性DC93500硅树脂弹性材料制成，带有保护性前侧涂层，直接安装在太阳能电池3排上方并精确定位，在太阳能电池板初始状态时，该透镜5位于前基板22上方的部分平摊在前基板22上，该透镜5位于后基板23上方的部分折叠在后基板23上，使透镜5所占空间缩小，以便于收纳和运输，在太阳能电池板展开时，随着前基板22与后基板23呈一条直线卡接后，在三个支撑件4的支撑下，沿基板2上方呈拱形延伸。以便它捕获入射的太阳辐射(光)并将其折射到正下方的太阳能电池3上，以增加对电池的照射。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种可伸展的太阳能电池板，包括：基座(1)、基板(2)、太阳能电池(3)、支撑件(4)、透镜(5)、卷扬机(6)；

其特征在于：所述基座(1)为上端开口的圆桶状，该基座(1)的空腔内同轴设置有支撑环(11)，该支撑环(11)靠近基座(1)空腔内壁；所述基板(2)具有多个，该多个基板(2)通过其后端具有的圆环(21)套设在支撑环(11)上，并以支撑环(11)轴心为基点沿支撑环(11)呈圆形阵列排布；所述太阳能基板(2)上安装有呈沿基板(2)纵向排列的太阳能电池(3)，所述支撑件(4)具有多个，该多个支撑件(4)以三个为一组装配到多个基板(2)上，所述透镜(5)通过支撑件(4)设置在基板(2)上方，所述卷扬机(6)由卷筒(61)和拉索(62)构成，所述卷筒(61)同轴设置在基座(1)空腔中间部位，所述拉索(62)具有多根，该多根拉索(62)沿卷筒(61)向四周延伸，该拉索(62)的延伸端分别与多个基板(2)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述基座(1)沿上端向下开设有多个槽口(12)，该多个槽口(12)沿基座(1)上端呈等距间隔排布，该多个槽口(12)内均具有一个球形卡头(121)。

3.根据权利要求1所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述基板(2)分为前基板(22)和后基板(23)两个部分，所述后基板(23)后端具有圆柱形连杆(231)，该圆柱形连杆(231)在基板(2)展开时，会被收纳在基座(1)上开设的槽口(12)内，并由球形卡头(121)进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述支撑环(11)与多个基板(2)后端具有的圆环(21)相配合。

5.根据权利要求1所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述卷扬机(6)的拉索(62)沿卷筒(61)向四周的延伸端，首先穿过基座(1)外壁沿后基板(23)下端向前延伸，并通过后基板(23)前端下侧具有的滚轮后，固定在前基板(22)的后端。

6.根据权利要求1所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述支撑件(4)由拱形支撑条(41)、两个支撑杆(42)及两个定位旋钮(43)构成。

7.根据权利要求6所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：所述拱形支撑条(41)通过两个定位旋钮(43)与两个支撑杆(42)连接，并通过两个支撑杆(42)架设在基板(2)上端。

8.根据权利要求1或3所述的一种可伸展的太阳能电池板，其特征在于：每个所述基板(2)上均具有三个支撑件(4)，其中两个支撑件(4)分别设置在前基板(22)的前端和后端，另一个支撑件(4)设置在后基板(23)后端。

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