本實(shí)用新型涉及太陽能領(lǐng)域,尤其涉及一種基于紅外測溫槍的太陽能電池供電系統(tǒng)。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中,紅外測溫一般都需要外界電源供電,隨著化石能源逐步消耗,能源危機(jī)已經(jīng)展現(xiàn)在人們面前,按照目前的發(fā)展趨勢,煤、石油和天然氣等化石能源包括核電站所用的鈾材料在數(shù)年終將消耗殆盡。
光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池組件、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構(gòu)成,不涉及機(jī)械部件。光伏發(fā)電相對于其他能源發(fā)電持有一系列特有優(yōu)勢。1、太陽能所用的主要材料為硅材料,硅材料儲量豐富,為地殼上除氧之外的豐富排列第二;2、光伏發(fā)電沒有燃燒過程,不排放溫室氣體,廢氣和廢水,環(huán)境友好;3、沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件,不存在機(jī)械磨損,無噪聲;4、發(fā)電不用冷卻水,能夠在無水的荒漠地帶安裝; 5、模塊化結(jié)構(gòu),規(guī)模大小隨意;6、使用壽命長(可達(dá)25年以上),一次投資多年收益;7、維護(hù)管理簡單,可實(shí)現(xiàn)無人值守,維護(hù)成本極低。
太陽能電池組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負(fù)載工作。
但目前的太陽能電池組件,受到太陽能光照強(qiáng)弱的制約性還較大,光電轉(zhuǎn)換效率底,影響紅外測溫工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本實(shí)用新型的目的在于,提供一種基于紅外測溫槍的太陽能電池供電系統(tǒng),包括:太陽能電池片組,光伏控制器,蓄電池,供電裝置,紅外測溫裝置;
太陽能電池片組由多個太陽能電池片排列組成;太陽能電池片包括:低鐵鋼化絨面玻璃、上層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜、多個太陽能電池單片、下層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜、聚氟乙烯復(fù)合膜、銅錫合金焊帶、接線盒;
多個太陽能電池單片通過銅錫合金焊帶按照正負(fù)逐片串聯(lián),低鐵鋼化絨面玻璃、上層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜、太陽能電池單片組、下層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜、聚氟乙烯復(fù)合膜依次從上至下排列層壓成一整體;接線盒固定在聚氟乙烯復(fù)合膜底面上,太陽能電池單片組設(shè)有電極接線柱,電極接線柱穿透過聚氟乙烯復(fù)合膜與接線盒的內(nèi)部線路連接在一起,接線盒的正負(fù)電極將太陽能電池單片組的電流引出;
太陽能電池片組設(shè)有電極匯總極,電極匯總極用于將多個太陽能電池片的正負(fù)電極串聯(lián)連接后,引出串聯(lián)連路的正負(fù)極,串聯(lián)連路的正負(fù)極連接電極匯總極;
蓄電池通過光伏控制器連接電極匯總極,使太陽能電池片組通過光伏控制器給蓄電池充電;蓄電池的供電端連接供電裝置的輸入端,供電裝置的輸出端連接紅外測溫裝置。
優(yōu)選地,聚氟乙烯復(fù)合膜由聚氟乙烯膜、聚乙烯醇縮甲醛膜或者聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氟乙烯膜組成。
優(yōu)選地,供電裝置包括:穩(wěn)壓器、控制開關(guān)、供電顯示屏、控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口以及單片機(jī);
穩(wěn)壓器一端連接蓄電池,另一端連接單片機(jī),使蓄電池通過穩(wěn)壓器給單片機(jī)供電;
供電顯示屏、控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口分別與單片機(jī)連接;
蓄電池依次通過控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口給紅外測溫裝置供電。
優(yōu)選地,接線盒通過硅膠與聚氟乙烯復(fù)合膜底面粘在一起。
優(yōu)選地,太陽能電池單片為梯形形狀,多個梯形形狀的太陽能電池單片依次排列形成一太陽能電池片。
優(yōu)選地,二到二十個太陽能電池單片通過銅錫合金焊帶按照正負(fù)逐片串聯(lián)。
優(yōu)選地,聚氟乙烯復(fù)合膜背面貼設(shè)有銘牌、條形碼、太陽能電池片組正負(fù)極信息。
優(yōu)選地,聚氟乙烯復(fù)合膜使用杜邦Tedlar公司制成的三層聚氟乙烯復(fù)合膜。
優(yōu)選地,紅外測溫裝置包括:殼體,殼體上設(shè)有紅外傳感器,顯示屏,USB供電插口,紅外控制開關(guān);殼體內(nèi)部設(shè)有處理器,存儲器;
USB供電插口與USB供電接口相配合,使蓄電池通過供電裝置連接紅外測溫裝置;
紅外控制開關(guān),紅外傳感器,顯示屏,存儲器分別與處理器連接,處理器用于接收紅外傳感器感應(yīng)的溫度,并將接收的溫度值在顯示屏上顯示,同時儲存到存儲器內(nèi)。
優(yōu)選地,穩(wěn)壓器采用LM2940低壓差三端穩(wěn)壓器;
雙運(yùn)算放大器采用LM358器;
單片機(jī)、處理器均采用ATMEGA16型號的單片機(jī)。
從以上技術(shù)方案可以看出,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
本實(shí)用新型基于紅外測溫槍的太陽能電池供電具有光電轉(zhuǎn)換效率高、低衰減、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。太陽能電池片組能發(fā)揮出最大功效,從而提高蓄電池的充電效率,實(shí)時滿足紅外測溫。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為基于紅外測溫槍的太陽能電池供電系統(tǒng)的整體示意圖;
圖2為太陽能電池片組的整體示意圖;
圖3為聚氟乙烯復(fù)合膜的底面示意圖;
圖4為太陽能電池片的剖面圖;
圖5為太陽能電池片的示意圖;
圖6為紅外測溫裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
為使得本實(shí)用新型的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂,下面將結(jié)合本具體實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,下面所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而非全部的實(shí)施例?;诒緦@械膶?shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本專利保護(hù)的范圍。
本實(shí)用新型提供了一種基于紅外測溫槍的太陽能電池供電系統(tǒng),如圖1至6所示,包括:太陽能電池片組1,光伏控制器2,蓄電池3,供電裝置4,紅外測溫裝置5;
太陽能電池片組1由多個太陽能電池片111排列組成;太陽能電池片111包括低鐵鋼化絨面玻璃101、上層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜102、太陽能電池單片103、下層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜104、聚氟乙烯復(fù)合膜105、銅錫合金焊帶106、接線盒107;
多個太陽能電池單片103通過銅錫合金焊帶106按照正負(fù)逐片串聯(lián),低鐵鋼化絨面玻璃101、上層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜102、太陽能電池單片103、下層乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜104、聚氟乙烯復(fù)合膜105依次從上至下排列層壓成一整體;接線盒107固定在聚氟乙烯復(fù)合膜105底面上,太陽能電池單片組6設(shè)有電極接線柱108,電極接線柱108穿透過聚氟乙烯復(fù)合膜105與接線盒107的內(nèi)部線路連接在一起,接線盒107的正負(fù)電極將太陽能電池單片組的電流引出。
太陽能電池片組設(shè)有電極匯總極,電極匯總極用于將多個太陽能電池片的正負(fù)電極串聯(lián)連接后,引出串聯(lián)連路的正負(fù)極,串聯(lián)連路的正負(fù)極連接電極匯總極;
蓄電池3通過光伏控制器2連接電極匯總極,使太陽能電池片組1通過光伏控制器2給蓄電池3充電;蓄電池3的供電端連接供電裝置4的輸入端,供電裝置4的輸出端連接紅外測溫裝置5。
光伏控制器是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動控制設(shè)備。光伏控制器采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器,是一個微機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測控制系統(tǒng)。既可快速實(shí)時采集光伏系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài),隨時獲得PV站的工作信息,又可詳細(xì)積累PV站的歷史數(shù)據(jù),為評估PV系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及檢驗(yàn)系統(tǒng)部件質(zhì)量的可靠性提供了準(zhǔn)確而充分的依據(jù)。
聚氟乙烯復(fù)合膜由聚氟乙烯膜、聚乙烯醇縮甲醛膜或者聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氟乙烯膜組成。接線盒通過硅膠與聚氟乙烯復(fù)合膜底面粘在一起。
太陽能電池單片為梯形形狀,多個梯形形狀的太陽能電池單片依次排列形成一太陽能電池片。聚氟乙烯復(fù)合膜背面貼設(shè)有銘牌、條形碼、太陽能電池片組正負(fù)極信息。聚氟乙烯復(fù)合膜使用杜邦Tedlar公司制成的三層聚氟乙烯復(fù)合膜。
乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜,乙烯-醋酸乙烯共聚物:英文名稱ethylene-vinyl acetate copolymer,英文簡稱EVA。將乙烯-醋酸乙烯共聚物加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑形成乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜。乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜其主要成分為:乙烯-醋酸乙烯共聚物,是一種熱固性有粘性的膠膜。有著很強(qiáng)的粘著力、耐久性、光學(xué)特性等。其基本特性為:乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜用于太陽能電池組件的封裝,在常溫下無粘性,便于裁剪操作。使用時,在一定條件熱壓便發(fā)生熱熔粘結(jié)與交聯(lián)固化,變得透明,其固化后的透光率在AM1.5光譜下高達(dá)91%以上,產(chǎn)生永久性的粘合密封。固化后的乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜能承受大氣變化且具有彈性,可經(jīng)受各種氣候環(huán)境和惡劣條件下使用。乙烯-醋酸乙烯共聚物復(fù)合膜的主要作用是:粘結(jié)密封,將低鐵鋼化絨面玻璃、太陽能電池片、聚氟乙烯復(fù)合膜粘貼成一個整體,對太陽電池組件的質(zhì)量與壽命起著至關(guān)重要的作用。
高效率太陽能電池片其主要以硅半導(dǎo)體材料為主。其特點(diǎn)為:效率高,低衰減,可靠性強(qiáng),先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù),保證了片間片內(nèi)的良好均勻性,降低了電池片之間的匹配損失。太陽能電池片主要特性為:超?。偤穸燃s190±20微米)、效率高(光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)20%以上)、重量輕(單晶125×125mm的電池片單片的重量僅為7g)。黑硅太陽能電池片通過化學(xué)溶劑刻蝕,在原有的硅太陽能電池的微米孔狀結(jié)構(gòu)上再生成許多納米尺寸的小孔。如此一來,太陽能電池片表面得到更細(xì)微的結(jié)構(gòu),它的反射率得以降低,對太陽光的利用率得到提高,從而電池的發(fā)電效率也得到提高。
聚氟乙烯復(fù)合膜(TPT)為黑色,位于太陽能電池組件的背面對電池片起保護(hù)和支撐作用,具有可靠的絕緣性、阻水性、 耐老化性。對陽光起吸收和過濾反射作用,因此對組件的效率略有提高,并因其具有較高的紫外發(fā)射率,還可降低組件的工作溫度,也有利于提高組件的效率。當(dāng)然,此聚氟乙烯復(fù)合膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、絕緣、耐壓、不透氣等基本要求。聚氟乙烯復(fù)合膜是由2層Tedlar 中間一層PVF或者PET 組成。Tedlar中不含可塑劑,顏色持久穩(wěn)定、抗漂白劑、防止粉化和真菌生長。其表面斥力大,可以防止灰塵玷污,容易清洗維護(hù)。而且,既便是最強(qiáng)的洗滌劑也不會損壞Tedlar薄膜。從零下70度到110度,Tedlar均可保證優(yōu)異的性能,瞬間溫度峰值最高到200度亦不會對其造成破壞。杜邦Tedlar公司制成的Tedlar+PET+Tedlar三層聚氟乙烯復(fù)合膜:Tedlar是杜邦公司生產(chǎn)的一種聚氟乙烯膜,PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯膜,PVF為聚乙烯醇縮甲醛層。
銅錫合金焊帶又稱鍍錫銅帶或涂錫銅帶,分匯流帶和互連條,應(yīng)用于光伏組件電池片的連接,焊帶是光伏組件焊接過程中的重要原材料,焊帶質(zhì)量的好壞將直接影響到光伏組件電流的收集效率,對光伏組件的功率影響很大。銅錫合金焊帶的銅基是采用進(jìn)口精煉韌性無氧銅/T2紫銅,含銅量為99.99%以上,導(dǎo)電率≥98%以上,銅基的電阻率為:≤0.0165Ωmm2/m。
高密封性接線盒的主要特性為外殼采用PPO進(jìn)口高級原料生產(chǎn),具有極高的抗老化,耐紫外線能力,適用于室外惡劣環(huán)境條件下的使用,使用實(shí)效長達(dá)30年以上。接線盒也可以根據(jù)需要可以任意內(nèi)置2~6個接線端子。所有的接線盒連接方式均采用快速插入式方式連接。其高密封性防護(hù)等級為IP65。線盒中的阻流二極管采用肖特基旁路二極管,肖特基旁路二極管是貴金屬(金、銀、鋁、鉑等)A為正極,以N型半導(dǎo)體B為負(fù)極,利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬半導(dǎo)體器件。最顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航祪H0.4V左右。PPO,中文名稱叫聚苯醚。英文名:Polyphenylene Oxide;它具有剛性大、耐熱性高、難燃、強(qiáng)度較高電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。另外,聚苯醚還具有耐磨、無毒、耐污染等優(yōu)點(diǎn)。
太陽能電池片組1工作原理如下:基于“光生伏特效應(yīng)”。它實(shí)質(zhì)上是一個大面積的PN結(jié),當(dāng)光照射到PN結(jié)的一個面,例如P型面。光伏發(fā)電時,若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,那么P型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一對自由電子和空穴,電子-空穴對從表面向內(nèi)迅速擴(kuò)散,在結(jié)電場的作用下,最后建立一個與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動勢。將在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生一個向外的可測試的電壓,對晶體硅太陽能電池來說,開路電壓的典型數(shù)值為0.6~0.65V。通過光照在界面層產(chǎn)生的電子-空穴對越多,電流越大。界面層吸收的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中形成的電流也越大。
本實(shí)施例中,優(yōu)選地,二到二十個太陽能電池單片通過銅錫合金焊帶按照正負(fù)逐片串聯(lián)。
本實(shí)施例中,供電裝置包括:穩(wěn)壓器、控制開關(guān)、供電顯示屏、控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口以及單片機(jī);穩(wěn)壓器一端連接蓄電池,另一端連接單片機(jī),使蓄電池通過穩(wěn)壓器給單片機(jī)供電;供電顯示屏、控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口分別與單片機(jī)連接;蓄電池依次通過控制開關(guān)、斬波電路、集成控制器、雙運(yùn)算放大器、USB供電接口給紅外測溫裝置供電。
用戶可以通過調(diào)節(jié)控制開關(guān)的開度及大小,使單片機(jī)控制斬波電路實(shí)現(xiàn)斬波電路的PWM 波控制,并通過雙運(yùn)算放大器控制供電電壓和電流大小。供電顯示屏顯示供電電壓電流輸出大小,供用戶參考供電電壓和電流大小。
本實(shí)施例中,紅外測溫裝置5包括:殼體11,殼體11上設(shè)有紅外傳感器12,顯示屏13,USB供電插口,紅外控制開關(guān)14;殼體11內(nèi)部設(shè)有處理器,存儲器;
USB供電插口與USB供電接口相配合,使蓄電池通過供電裝置連接紅外測溫裝置;紅外控制開關(guān),紅外傳感器,顯示屏,存儲器分別與處理器連接,處理器用于接收紅外傳感器感應(yīng)的溫度,并將接收的溫度值在顯示屏上顯示,同時儲存到存儲器內(nèi)。
穩(wěn)壓器采用LM2940低壓差三端穩(wěn)壓器;雙運(yùn)算放大器采用LM358器;單片機(jī)、處理器均采用ATMEGA16型號的單片機(jī)。
本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。