CN201025883Y

CN201025883Y - 太阳能多用衣

Info

Publication number: CN201025883Y
Application number: CNU2006201480399U
Authority: CN
Inventors: 王华光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2016-10-23

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能多用衣，为解决户外人员缺少电力条件的问题，其在上衣后背安装有薄膜型太阳能电池方阵。太阳能电池方阵串联防反充二极管、控制器、蓄电池组。防反充二极管、控制器和蓄电池组安装在上衣肩膀上或腰带上。太阳能电池方阵是由太阳能电池单体串联并封装成太阳能电池组件，多个太阳能电池组件再组合而成。太阳能电池组件是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。其具有结构简单，使用方便和无偿供给电力的优点；特别适合户外工作者和旅游、探险人员使用；即使在户外也能享用现代社会的各种电器便利，为人们的户外生活和工作提供方便可靠的电力保障；特别有利于保障户外恶劣环境中生命和财产安全。

Description

太阳能多用衣

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池装置，特别是涉及一种太阳能多用衣。

背景技术

目前世界上煤炭、石油、天然气是能源结构的主体，人类社会的生存发展的重要物资基础就是能源。而这些能源的三个最大特点是：不可再生、污物排放和破坏生态环境。

只有优化现存的资源和不可再生的能源结构，才能保证人类稳定持久的能源供应，尽管持久却不是长久，终有一天这些人类赖以生存的能源将以枯竭为最终结局。

这就是生存的事实给地球人提出了一个新的生存课题：大力开发利用清洁干净的新能源和再生能源，走进生态环境和谐的绿色能源之路，让地球人得以生存。

目前可开发的新能源无非是太阳能、风能、水流冲击的动力能；不久的将来，聪明的地球人将利用地球的自转能、地磁能，地心引力能、宇宙射线能以及太阳系九大行星互相引力能。

太阳能电池是太阳光通过辐射转换为电能的太阳能光伏发电装置，太阳能电池是新能源和可再生能源家族的重要成员之一，这个取之不尽用之不竭的能源不需资金购入，天上的太阳会无偿的供给。

发明内容

本实用新型的目的在于从未来地球人的生存和发展为目标，提供一种太阳能多用衣。它的作用是：节能、环保和生活，野外工作，探险，医疗保健，应急用电以及在南北极等恶劣环境中保障生命的生存。

为实现上述目的，本实用新型太阳能多用衣是在上衣后背安装有太阳能电池方阵。将太阳能电池组件装在衣服后背上，其他组件按装在腰带上和双肩上，既可达到舒适、轻巧。衣服可制成坎肩、外罩、消防服、蹬山服、探险眼等。

太阳能电池方阵放在衣服的背后是理想的位置，不影响日常生活、工作、活动。其是一件普通的外衣把后背装饰上太阳能光伏电池来代替印有“别理我”，“别烦我”一些无聊的字，太阳能光伏电池是太阳能光伏发电的转换器，当太阳光(或其他光)照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光生包子——空穴对，在电池内建电池场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电池的积累，即产生光生电压，这就是“光生伏打效应”，然后在内建电场引出电极并接上负载，则负载就有了“光生电流通过，从而获得功率输出，这样，太阳能光就直接变成了可以付诸于太阳能多用衣的电能。

简单的说，太阳能多用衣将光能转换成电能的工作原理是如下三个过程：1、太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内产生电子——空穴对，称为光生载流子，两者的电性相反；电子带负电，空穴带正电；2、电性相反的光生载流子被半导体P-N结所产生的静电场分开；3、光生载流子电子和字穴分别被太阳能电池的正、负极所吸收，并在外电路中产生电流，从而获得电流能。

太阳能多用衣的运行方式是通过光伏电池将太阳能从辐射能转换为电能的发电***是离网运行方式，也就是独立的太阳能光伏发电***，每件衣服可称为——个***，多件衣服串联在一起，又可称为联网太阳能多用衣光伏发电***，可轻便的穿在身厂，又可根据用电量的需要将几件衣服串联在一起，方便而又灵活的用电来保健、防病、治病，工作，提高个人工作、生存质量。

作为优化，太阳能电池方阵串联防反充二极管。防反充二级管的作用是避免由于太阳能电池组件在阴雨天和夜晚不发电时出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能电池组件放电，它串联在太阳能电池组件电路中，起单向导通作用。要求其能承受一定电压的电流，而且正荷电压要小，反向饱和电流要小，可选用合适的整流二级管。

作为优化，防反充二极管进一步串联控制器。控制器的作用是：1、检测各元件，装置和参数，对整个太阳能多用衣进行判断、控制、保护提供依据，需检测的物理量有输入电压充电电流，输出电流电压及蓄电池升温等。2.蓄电池最优充电控制；根据太阳能资源情况和蓄电池荷电状态，确定最佳充电方式，以实现高效快速的充电。以及用最佳的充电方式来延长电池的寿命。3.蓄电池的放电管理.负载自动控制异点，实现软后动，防止负载接入时蓄电池端电压突降，而导致的错误保护等。4.故障诊断：光伏***发生故障时，能自动检测故障类型。指示故障位置和对***进行维护提供方便。5.运行状态指示：通过指示灯显示器等方式指示光伏***的运行状态和故障信息。

作为优化，控制器串联蓄电池组。蓄电池组储存太阳能组件受阳光照时所发生的电能并可随时向负载供电，太阳能电池发电***对所用蓄电池组的基本要求是：1.自然放电率低，2.使用寿命长，3.深度放电能力强，4.充电效率高，5.少维护或免维护，6.工作温度范围宽，7.价格低廉。选用多个小型密封免维护蓄电池，挂在腰带上，总重量0.5公斤左右。离网太阳能多用衣光伏发电***根据用电负载的特点可分为直流***.交流统，直交流混合***的方式，直交流的区别是***中是否带有逆变器，太阳能多用衣光伏发电***又要由太阳能电池方阵.控制器，蓄电池组.直流交流逆变器等部分组成。

作为优化，防反充二极管、控制器和蓄电池组中的一件、多件或全部安装在上衣肩膀上或腰带上。

作为优化，蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为直流负载和经过逆变器相连的交流负载。逆变器是将直流电变成交流电，由于太阳能电池和蓄电池发出的是直流电，所以逆变器在太阳能多用衣向交流用电器供电时是不可缺少的。它的作用是：1.输出一个电压稳定的交流电，要求达到一定的电压稳定精度，静态时一般为+/-2----30/0。2.输出一个频率稳定的交流电，静态时稳定的精度为+/-0.50/0。3.输出时电压可调节，范围为+/-2----30/0；频率调节的范围为+/-2HZ。4.具有短路、过载、过热、过电压.欠电压等保护功能和报警功能。5.能起到平衡、启动电流小、运行稳定、可靠的作用；6.流换损失小，逆变率高，一般在850/0以上。7.具有快速的动态反映，逆变按运行方式，能独立运行和并网运行。太阳能多用衣是独立运行的太阳能电池发电***为独立负载供电，太阳能多用衣可用方波逆变器，电路简单造价低。

作为优化，多个太阳能多用衣通过联网逆变器连接带联网控制器的配电屏，配电屏一侧直接连接交流负载，另一侧通过输出电度表和输入电度表连接交流电网。

作为优化，所述太阳能多用衣在控制器之前还配装有防雷器。

作为优化，太阳能电池方阵是由太阳能电池单体串联并封装成太阳能电池组件，多个太阳能电池组件再组合成太阳能电池方阵。太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为2CM×2CM至15CM×15CM不等。太阳能电池的单体工作电压约为0.45V-0.5V，工作电流约为20-25MA/CM2。所以不能在太阳能多用衣上单独作为电源使用。只有把太阳能电池单体进行串并联井封装后制成太阳能电池组件，其功率一般为几瓦、几十瓦、百余瓦。是可以单独作为电源使用的。太阳能电池组件再经过串并联，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的功率。

由于太阳能多用衣不需要太大的输出功率，又由于衣服上的面积有限，所以只将电池单体串并联并封装成电池组件，再组成小型太阳能方阵就可以了。

作为优化，太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。太阳能电池组件：由单体太阳能电池组成。单体不能作为电源使用，将太阳能电池单体进行串联并封装后，形成太阳能组件，通过导线连接，并密封成防腐.防风.防雨功能的物理单元，放在衣服的背后是理想的位置，不影响日常生活。工作.活动。

由于太阳能多用衣要求穿在身上轻便、舒适、实用。光伏发电的主要部件就是太阳能电池，其是薄膜太阳能电池，也就是用单质元素、无机化合物或有机材料等制成的薄膜为基体材料的太阳能电池。把膜层无机片而能独立成型的厚度作为薄膜厚度的大致标准，规定其厚度约为1-2MM左右。这些薄膜通过辉光放电，化学气相沉积，溅射，真空蒸镀等方法来完成制造。现在已上市的有：非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能屯池、化合物半导体薄膜太阳能电池、纳米晶硅薄膜太阳能电池、微晶硅薄膜太阳能电池等。

本太阳能多用衣优选采用的是非晶硅太阳能电池，这种太阳能电池是非晶硅材料及合金制造的太阳能电池，也称为无定型非晶硅太阳能电池。简称A-S，太阳能电池目前用的比较普遍的有PIN(NIP)非晶硅太阳能电池、集成型非晶硅太阳能电池、叠层(联级)非晶硅薄膜太阳能电池。

非晶硅太阳能电池又分为空间用的和地面用的，本太阳能多用衣是采用地面用的，因为地面用的太阳能电池光电转换率高，功率面积和功率质量比优等优点，又坚固可靠寿命长，成本低，还薄小而轻、美观耐用。

太阳能多用衣只要求简单的测量，如蓄电池电压和充电放电电流，测量所用的电压表和电流表，可装在控制器上。

太阳能多用衣适宜范围：

1.适宜野外作业，保暖而不至于因严寒而影响工作和冻伤。蹬山队员在寒冷温度低于人体生存极限时的保暖生存，因超出人体生存极限的南北极考察队员冻伤死亡的悲剧将不再发生。

2.多件太阳能多用衣联网，几件衣服串联起来，就相当于太阳能电池方阵，所取得的电压以完成烧水、做饭、冰箱、电视、通讯、照明等生活、工作所需的用电。

3.可以照明充电，如在野外可作为航标、信号灯、通讯灯、黑光灯、直流照明灯、割胶灯、警用电警棍以及为这些设备充电或在潇洒的散步中就可为手机充电。

4.其他如：观测仪表、野外防野兽护栏、冰箱、电视等，用电量可根据需要计算出所需电压来确定用于联网太阳能多用衣的数量。

5.保健、防病、治病：A.保键方面：可供给经络治疗仪、手提红外线射灯、小型按摩器的用电。B.治疗方面：太阳能多用衣所发出的电，接通靠内体所穿的保健按摩系列如：电动按摩背心、电动按摩护膝、护腕、护腰、护肘、电动按摩鞋垫等，可由太阳能多用衣供电实施。能在远离电源时仍能起到针灸、按摩、推拿、揉搓松筋骨，活血脉的保健作用。C.可供给电动保健浴盆，电源，起到清洁卫生的作用。D.联网后的太阳能多用衣，可为野外小型医院(包括部队的野战医院)的医用电，如：X光室、手术室等需要用电的科室应急供电。为危急重患赢得保障生命的时间。F.太阳能多用衣附带系列：椅垫、鞋垫、被、褥、睡袋、都可通过镶在内部的电热丝将太阳能多用衣取得的电能转换成热能、以提高生活和工作的质量和舒适性。对各种因寒冷潮湿所至的疾病，如关节炎、风湿、胃寒等能起到防护和辅助治疗作用。根据所需温度用高、中、低三档温度调节。

每个单件太阳能电池能产生的电压是0.45V，每个单体太阳能电池的面积是2CM×2CM＝4CM，为了穿衣活动方便，需将不足工作电压的单体太阳能电池并成小巧的组件。36个单体太阳能电池并成一个组件是最理想的。这个组件的排列是：左右四个单体太阳能电池，排列后的宽度是9-10CM，上下排列九个太阳能单体电池，排列后的长度是18-20CM。这个组件的面积为162CM²-200CM²，一件衣服的后背可以放上三个组件。每个组件可产生16.2V电压，这就意味着一个太阳能组件产生的16.2V电压正好能为一个额定电压12V的蓄电池充电。三个组件产生的48.6V电压足够边散步边给手机、刮胡刀手提照明灯充电了。

如在野外野炊，将所需电压计算好：一个组件的电压是16.2V，X件太阳能多用衣就形成串联起来的太阳能电池方阵；所还需电压，就可圆满的完成野炊。其他用电量同样计算。

总之，有了太阳能多用衣，就相当于随身携带着小发电厂，电对人类的作用在这里体现为生存带来难以计数的好处。

采用上述技术方案后，本实用新型太阳能多用衣具有结构简单，使用方便和无偿供给电力的优点；特别适合户外工作者和旅游、探险人员使用；既能供给生活用电，又能提供工作电源，既使在户外也能享用现代社会的各种电器便利，为人们的户外生活和工作提供方便可靠的电力保障；特别有利于保障户外恶劣环境中生命和财产安全。

本实用新型通过太阳能电池取得电能，是新能源和可再生能源家族的重要成员之一，这个取之不尽用之不竭的能源不需资金购入，天上的太阳会无偿的供给。本产品问世后，将给地球人带来无穷的生活空间和生活与工作上的方便，甚至在恶劣环境中能给无望的遇难者生还的机会，能为户外人员带来难以计数的好处。

附图说明

图1是本实用新型太阳能多用衣的结构示意图；

图2是本实用新型太阳能多用衣中太阳能电池方阵的结构示意图；

图3是本实用新型太阳能多用衣直流负载型的结构原理示意图；

图4是本实用新型太阳能多用衣交流负载型的结构原理示意图；

图5是本实用新型太阳能多用衣交直流负载型的结构原理示意图；

图6是本实用新型太阳能多用衣多套有储能型并用接入电网形式的结构原理示意图；

图7是本实用新型太阳能多用衣多套无储能型并用接入电网形式的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例作更进一步的说明：

实施例一，如图1、2和3所示，本实用新型太阳能多用衣是在上衣1后背安装有太阳能电池方阵2。太阳能电池方阵2串联防反充二极管3、控制器和蓄电池组。防反充二极管3、控制器安装在上衣1肩膀上，蓄电池组安装在上衣1腰带上。蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为直流负载。太阳能电池方阵2是由太阳能电池单体21串联并封装成太阳能电池组件22，多个太阳能电池组件22再组合成太阳能电池方阵。太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件2是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。

实施例二，如图1、2和4所示，本实用新型太阳能多用衣是在上衣1后背安装有太阳能电池方阵2。太阳能电池方阵2串联防反充二极管3、控制器和蓄电池组。防反充二极管3、控制器安装在上衣1肩膀上，蓄电池组安装在上衣1腰带上。蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为经过逆变器相连的交流负载。太阳能电池方阵2是由太阳能电池单体21串联并封装成太阳能电池组件22，多个太阳能电池组件22再组合成太阳能电池方阵。太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件2是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。

实施例三，如图1、2和5所示，本实用新型太阳能多用衣是在上衣1后背安装有太阳能电池方阵2。太阳能电池方阵2串联防反充二极管3、控制器和蓄电池组。防反充二极管3、控制器安装在上衣1肩膀上，蓄电池组安装在上衣1腰带上。蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为直流负载和经过逆变器相连的交流负载。太阳能电池方阵2是由太阳能电池单体21串联并封装成太阳能电池组件22，多个太阳能电池组件22再组合成太阳能电池方阵。太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件2是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。

实施例四，如图1、2和6所示，本实用新型太阳能多用衣是在上衣1后背安装有太阳能电池方阵2。太阳能电池方阵2串联防反充二极管3、控制器和蓄电池组。防反充二极管3、控制器安装在上衣1肩膀上，蓄电池组安装在上衣1腰带上。蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为经过逆变器相连的交流负载。太阳能电池方阵2是由太阳能电池单体21串联并封装成太阳能电池组件22，多个太阳能电池组件22再组合成太阳能电池方阵。多个太阳能多用衣通过联网逆变器连接带联网控制器的配电屏，配电屏一侧直接连接交流负载，另一侧通过输出电度表和输入电度表连接交流电网。所述太阳能多用衣在控制器之前还配装有防雷器。太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件2是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。

实施例五，如图1、2和7所示，本实用新型太阳能多用衣是在上衣1后背安装有太阳能电池方阵2。太阳能电池方阵2串联防反充二极管3、控制器。防反充二极管3、控制器安装在上衣1肩膀上。控制器连接用电负载；用电负载为经过逆变器相连的交流负载。太阳能电池方阵2是由太阳能电池单体21串联并封装成太阳能电池组件22，多个太阳能电池组件22再组合成太阳能电池方阵。多个太阳能多用衣通过联网逆变器连接带联网控制器的配电屏，配电屏一侧直接连接交流负载，另一侧通过输出电度表和输入电度表连接交流电网。所述太阳能多用衣在控制器之前还配装有防雷器。太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件2是密封成具有防腐、防风、防雨的物理单元。

Claims

1.一种太阳能多用衣，其特征在于在上衣后背安装有太阳能电池方阵。

2.根据权利要求1所述太阳能多用衣，其特征在于太阳能电池方阵串联防反充二极管。

3.根据权利要求2所述太阳能多用衣，其特征在于防反充二极管进一步串联控制器。

4.根据权利要求3所述太阳能多用衣，其特征在于控制器串联蓄电池组。

5.根据权利要求4所述太阳能多用衣，其特征在于防反充二极管、控制器和蓄电池组中的一件、多件或全部安装在上衣肩膀上或腰带上。

6.根据权利要求4所述太阳能多用衣，其特征在于蓄电池组再通过控制器连接用电负载；用电负载为直流负载和经过逆变器相连的交流负载。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述太阳能多用衣，其特征在于多个太阳能多用衣通过联网逆变器连接带联网控制器的配电屏，配电屏一侧直接连接交流负载，另一侧通过输出电度表和输入电度表连接交流电网。

8.根据权利要求7所述太阳能多用衣，其特征在于所述太阳能多用衣在控制器之前还配装有防雷器。

9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述太阳能多用衣，其特征在于太阳能电池方阵由多个太阳能电池组件组合而成，太阳能电池组件由太阳能电池单体串联并封装而成。

10.根据权利要求9所述太阳能多用衣，其特征在于太阳能电池是薄膜电池；太阳能电池组件是密封成的物理单元。