專利名稱：空中太陽能發(fā)電站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電領域，具體涉及一種空中太陽能電站。
背景技術：
太陽能電站是利用太陽能電池組件將光能轉化為電能的裝置。其中的太陽能電池板是太陽能電站中的核心部分，其作用是將太陽的光能轉換為電能。太陽能電池板的成本和轉換效率將直接決定整個電站的質量和成本。目前的太陽能電站一般都設置在地面或者屋頂上，不僅占用大量的地面面積，而且發(fā)電效率不夠高，導致相對建設成本比較昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述現有技術的不足，提供了一種不占地面、發(fā)電效率高的空中太陽能電站。本發(fā)明是通過如下技術方案實現的:一種空中太陽能電站，包括設置在空中的大型支架、若干個氣球、太陽能電池板、太陽追蹤裝置、蓄電池、充電控制器、逆變器、變壓器、地面絞架和地面控制裝置；太陽能電池板產生的電能經過逆變器和變壓器升壓后通過電纜與地面電網相連，并經充電控制器與蓄電池相連；蓄電池與太陽追蹤裝置相連，用于為太陽追蹤裝置供電；所述大型支架通過若干根繩索與地面絞架相連，所述氣球通過連接繩索固定在大型支架的上方，氣球相互之間用彈簧連接，大型支架懸浮在空中；蓄電池、充電控制器、逆變器和變壓器均安裝在大型支架上；太陽能電池板安裝在所述氣球的頂部，氣球頂部內側設置有一用于使氣球頂部保持近似平面的內支架，以及一用于容納太陽追蹤裝置的容納結構，所述太陽追蹤裝置由內支架固定。本發(fā)明的進一步設置在于，所述氣球為一雙層氣球，內層氣球內充有氫氣或者氮氣和氫氣的混合氣體，外側氣球內充有氮氣。本發(fā)明的進一步設置在于，所述氣球與大型支架之有間隔距離。本發(fā)明的進一步設置在于，太陽能電池板通過一可伸縮的支撐柱安裝在氣球頂部。本發(fā)明的進一步設置在于，所述太陽追蹤裝置包括三根太陽追蹤調節(jié)桿、三個電動機、三個光電感應器和控制器，所述控制器與地面控制裝置無線連接，用于接收地面控制裝置的指令；電動機和光電感應器均與控制器相連；太陽追蹤調節(jié)桿的一端固定在內支架上，另一端固定在太陽能電池板上，三根太陽追蹤調節(jié)桿以支撐柱為圓心彼此間隔120度角排列，長度可調節(jié)；每根太陽追蹤調節(jié)桿均與一電動機相連；三個光電感應器均設置在太陽能電池板的邊緣處，三個光電感應器以支撐柱為圓心彼此間隔120度角排列，并與三根太陽追蹤調節(jié)桿位置對應；光電感應器的感光面向外，并與太陽能電池板所在的平面有一夾角。本發(fā)明的進一步設置在于，所述若干個氣球的外側面還安裝有薄膜太陽能電池板。本發(fā)明所述的空中太陽能電站通過將太陽能電池板安裝在高空中的氣球上，使得電站不占用地面面積，由于高空中的陽光更加充足，使得發(fā)電效率更高，估計可以為地面太陽能發(fā)電站效率的三倍左右。


圖1為本發(fā)明所述空中太陽能電站的結構示意圖；圖2為太陽能電池板與氣球連接部分的結構方法圖；圖3為光電感應器與太陽追蹤調節(jié)桿的布局圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種空中太陽能電站，包括一設置在高空中的大型支架2，若干個氣球3、太陽能電池板4、太陽追蹤裝置、蓄電池、充電控制器、逆變器、變壓器、地面絞架和地面控制裝置；充電控制器將部分太陽能電池板4產生的電能儲存到蓄電池中，供太陽追蹤裝置使用；太陽能電池板4產生的電能經過逆變器以及變壓器升壓后通過電纜與地面電網相連；所述的大型支架2用若干根繩索I和地面絞架相連，所述氣球3用繩索固定在大型支架2的上方，氣球3相互之間用彈簧連接，氣球3的浮力和連接地面絞架的繩索I使得大型支架2懸浮在空中。太陽能電池板4安裝在所述氣球3的頂部，氣球3頂部內側設置有一內支架8，它使得氣球3的頂部可以保持近似的平面。氣球3頂部還設置有向內的管狀結構和凹陷結構，用于容納太陽追蹤裝置以及太陽能電池板4的支撐柱6，這些裝置都由氣球3內側的內支架8固定。蓄電池、充電控制器、逆變器和變壓器均安裝在大型支架2上。所述氣球3優(yōu)選為一雙層氣球，內層氣球內充有氫氣，外側氣球內充有氮氣。內層氣球也可以是充氮氣和氫氣的混合氣體，依據需要的氣球浮力而定。氣球和大型支架之間間隔一定距離，因為氣球中的氫氣可能會泄露出來，被大型支架上的變壓器等高壓設備的火花點燃，發(fā)生爆炸，間隔一定距離可以降低這種爆炸的可能性；如此可提高電站的安全性，更好的保證電站的運行。所述繩索I通過地面絞架可以收拉，在臺風、雷電等惡劣天氣條件下，通過降低繩索I可將空中太陽能電站將至地面，避免惡劣天氣對電站造成破壞。如圖2所示，太陽能電池板4通過一可伸縮的支撐柱6安裝在內支架8上。在大風情況下可將太陽能電池板4降至氣球3的表面，防止損壞。為了提高發(fā)電效率，本發(fā)明中的太陽能電池板4可自動追蹤太陽，即隨著太陽的方向變化。太陽追蹤裝置使得太陽能電池板4基本上對著太陽的方向，并在必要的時候調節(jié)太陽能電池板4的狀態(tài)。具體的講，所述太陽追蹤裝置包括三根太陽追蹤調節(jié)桿7、三個電動機、三個光電感應器9和控制器，所述控制器與地面控制裝置無線連接，用于接收地面控制裝置的指令；電動機和光電感應器9均與控制器相連；所述太陽能電池板4通過位于支撐柱6周圍的三根太陽追蹤調節(jié)桿7與氣球3連接，三根太陽追蹤調節(jié)桿7以太陽能電池板4的支撐柱6為圓心，彼此間隔120度角排列，所述三根太陽追蹤調節(jié)桿7的長度可調節(jié)。所述每個太陽追蹤調節(jié)桿7均與一電動機相連。電動機由控制器控制，由蓄電池供電。電動機在控制器的控制下使得太陽追蹤調節(jié)桿7的高度可以變化，進而可以調節(jié)太陽能電池板4的朝向。所述太陽能電池板4的邊緣處設置有三個光電感應器9，三個光電感應器9處于以支撐柱6為圓心的一個圓上，間隔120度角對稱排列，并與三根太陽追蹤調節(jié)桿7位置對應；如圖3所示，即任意一個光電感應器9與太陽能電池板4的連接點B、以及與該光電感應器9位置對應的太陽追蹤調節(jié)桿7與太陽能電池板4的連接點A，和太陽能電池板4與支撐柱6的連接點O三點位于同一直線上。光電感應器9的感光面向外，并和太陽能電池板4所在的平面呈一定角度。具體控制過程為:太陽追蹤裝置的控制器接收并分析三個光電感應器9的電流信號，找出最小的電流信號，使得對應的太陽追蹤調節(jié)桿7升高一小段高度，然后再接受光電感應器9的信號，繼續(xù)調節(jié)，直到三個光電感應器9的電流信號基本相等為止。由于整個電站是浮動的，因此每隔一定時間調節(jié)一次即可。上述功能可以采用現有技術來實現，本發(fā)明中不再贅述。優(yōu)選的，本發(fā)明中還可以在氣球3的側面安裝薄膜太陽能電池板，這樣可以進一步的提聞發(fā)電量。以上所述為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，皆應屬本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種空中太陽能電站，其特征在于，包括設置在空中的大型支架、若干個氣球、太陽能電池板、太陽追蹤裝置、蓄電池、充電控制器、逆變器、變壓器、地面絞架和地面控制裝置； 太陽能電池板產生的電能經過逆變器和變壓器升壓后通過電纜與地面電網相連，并經充電控制器與蓄電池相連；蓄電池與太陽追蹤裝置相連，用于為太陽追蹤裝置供電； 所述大型支架通過若干根繩索與地面絞架相連，所述氣球通過連接繩索固定在大型支架的上方，氣球相互之間用彈簧連接，大型支架懸浮在空中；蓄電池、充電控制器、逆變器和變壓器均安裝在大型支架上； 太陽能電池板安裝在所述氣球的頂部，氣球頂部內側設置有一用于使氣球頂部保持近似平面的內支架，以及一用于容納太陽追蹤裝置的容納結構，所述太陽追蹤裝置由內支架固定。
2.根據權利要求1所述的空中太陽能電站，其特征在于，所述氣球為一雙層氣球，內層氣球內充有氫氣或者氮氣和氫氣的混合氣體，外側氣球內充有氮氣。
3.根據權利要求1所述的空中太陽能電站，其特征在于，所述氣球與大型支架之有間隔距離。
4.根據權利要求1所述的空中太陽能電站，其特征在于，太陽能電池板通過一可伸縮的支撐柱安裝在氣球頂部。
5.根據權利要求3所述的空中太陽能電站，其特征在于，所述太陽追蹤裝置包括三根太陽追蹤調節(jié)桿、三個電動機、三個光電感應器和控制器，所述控制器與地面控制裝置無線連接，用于接收地面控制裝置的指令；電動機和光電感應器均與控制器相連； 太陽追蹤調節(jié)桿的一端固定在內支架上，另一端固定在太陽能電池板上，三根太陽追蹤調節(jié)桿以支撐柱為圓心彼此間隔120度角排列，長度可調節(jié)；每根太陽追蹤調節(jié)桿均與一電動機相連； 三個光電感應器均設置在太陽能電池板的邊緣處，三個光電感應器以支撐柱為圓心彼此間隔120度角排列，并與三根太陽追蹤調節(jié)桿位置對應；光電感應器的感光面向外，并與太陽能電池板所在的平面有一夾角。
6.根據權利要求1所述的空中太陽能電站，其特征在于，所述若干個氣球的外側面還安裝有薄膜太陽能電池板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種空中太陽能發(fā)電站，包括設置在空中的大型支架、若干個氣球、太陽能電池板、太陽追蹤裝置、蓄電池、充電控制器、逆變器、變壓器和地面控制裝置；充電控制器將部分太陽能電池板產生的電能儲存到蓄電池中；太陽能電池板產生的電能經過逆變器和變壓器后與地面電網相連；大型支架用若干根繩索和地面絞架相連，氣球用繩索固定在支架上方，氣球之間用彈簧連接，大型支架懸浮在空中；太陽能電池板安裝在氣球的頂部。本發(fā)明通過將太陽能電池板安裝在高空中的氣球上，不占用地面面積，由于高空中的陽光更加充足，使得發(fā)電效率更高，估計可以為地面太陽能發(fā)電站效率的三倍左右。
文檔編號H02N6/00GK103219920SQ20131012043
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權日2013年4月8日
發(fā)明者王國忠 申請人:王國忠