当前位置: 首页 > >

一种新型太阳能便携式电力通信电源箱的研制

发布时间:

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 一种新型太阳能便携式电力通信电源箱的研 制 作者:车玉兰 郭雷 万锦华 庄海璐 来源:《科技创新导报》2017 年第 28 期 摘 要:*年来,电力通信光缆野外施工中,光缆熔接量大,光缆时域测试仪测试光缆均 需要灵活移动、可长时间供电的电源。设备自带电池功率小、容量有限,普通充电式移动电源 重量大、携带不便。同时,由于电力光缆抢修施工环境的不确定性,无法使用燃油发电机等持 续性不间断电源,长时间作业受到限制。因此,根据电力通信工作的现场需要,提出研制一种 新型太阳能便携式电力通信电源箱。 关键词:新型 太阳能 便携式 电力通信 电源箱 中图分类号:TM615.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)10(a)-0118-02 1 实施背景 *年来,随着通信业的迅猛发展,通信传输均实现了光传输,光缆的应用已经普及。在电 力通信光缆野外施工中,野外光缆熔接工作量大,光缆时域仪测试光缆均需要可移动、可长时 间供电的电源,设备自带电池功率小、容量有限,普通充电式移动电源重量大、携带不便、续 航时间有限,无法满足长时间光缆熔接与测量的需求。同时,由于电力光缆抢修施工环境的不 确定性,无法使用燃油发电等持续性不间断电源,长时间作业受到严重限制,而太阳能在野外 却不受限制。 *几年,我国光伏发电技术日趋成熟,蓄能电池也日益轻量化、小型化。而由于晶硅太阳 能板重量重、不宜折叠及展开等特点,故采用世界上最先进的柔性太阳能薄膜技术引入到移动 电源领域中,实现移动供电。 2 成果创新点及先进性 (1)采用世界上最先进的柔性太阳能薄膜技术引入到电源装置的研制中,同瓦数柔性太 阳能板为晶硅太阳能板重量的 1/10,便携性强,易折叠和展开,适应经常野外作业的供电需 求。 (2)抗腐蚀性:耐高温(可达 80° C)、耐严寒(可达-40° C),抗老化(20 年以上)、 绝缘、放水、防潮。 (3)综合性:在电源装置背面集成光缆测距、红光源、LED 照明光源等野外光缆抢修设 备。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (4)箱体式设计可以整合行业应用的小型工器具。 (5)在野外,只要有太阳光照射到的地方就可以使用太阳能发电系统,不怕电能耗尽, 可长时间使用。 (6)太阳能取之不尽、清洁无污染,而且属于“静默”发电,发电过程外泄信号低,是通 信领域最理想的随时、随地发电设备。 (7)弱光发电:无需太阳直射,同峰值功率柔性太阳能板发电量比晶硅太阳能板高出 15%。 (8)便携性:体积小、重量轻,随充随用。 (9)应用广:电力施工抢修可以集成使用,其他行业比如医疗救援、野外勘探勘察、家 庭学校户外活动,只要用到野外电源的均可使用。 3 技术方案及原理 (1)柔性太阳能板内层采用 cigs 柔性薄膜太阳能电池,cigs 柔性薄膜太阳能电池可任意 卷曲,而不影响电池的性能。从制备工艺上看,由于此结构电池采用卷对卷工艺制造,便于大 面积生产。与非晶硅等硬衬底电池相比,其最大的特点是重量轻、可折叠和不易破碎。分层吸 收太阳光谱,可转换并输出比一般太阳能产品更多的电能。外层舍弃易碎的玻璃,改用抗 UV 的四氟乙烯共聚物封装太阳能电池,使设备持久耐用。 (2)采用紫大红真空沉积工艺在不锈钢衬底上制造完成。每一个光伏组件都利用三结非 晶硅薄膜太阳能电池组装而成,太阳光中的蓝光、绿光、红光分别被电池不同的层吸收,电池 的性能得到极大提升。这种光谱分波吸收性能是提高电池效率的关键,在低光照水*和散射光 下,更是如此。 (3)控制器可直接与柔性太阳能组件相连,输出不同电压,为各种电压等级的设备提供 电源。 (4)柔性太阳能组件的输出功率为 36W,在户外合适光照的情况下,12h 可以将蓄电池 组充满。 (5)做成箱体式,可根据各行业需求添加各类工器具,如野外光缆抢修工作,在折叠太 阳能板背面做成类似 OTDR 的简易光缆测距机,可添加红光源、LED 照明光源等。 4 理论依据 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (1)在户外有阳光的情况下,进行作业时,柔性太阳能电池板通过接收紫外光,发生光 电效应,由于入射光的光子能量大于电子的束缚能,所以产生自由电子。 柔性太阳能电池板把太阳光转换为电压和电流,是一种光电转换,而光伏效应比光电效应 的效率高得多。因为在发生光伏效应的太阳能电池中,两种极性相反的半导体组成了 p-n 结 (p-nJunction),形成内建电场,驱动电子进入电路,在电路中形成电压和电流。 采用了非晶硅柔性太阳能电池,造价相当低,而将太阳能转换为电能的性能是目前传统的 基于硅的太阳能电池的两倍,其可折叠,不易破碎。 (2)在光线比较微弱的情况下,由于本装置的柔性太阳能电池板采用三结太阳电池结 构,三结太阳电池中,每一个电池都是由三个半导体结相互叠加而成:底电池吸收红光;中间 电池吸收绿光;顶电池吸收蓝光;可见其对阳光光谱的宽范围响应,大大提高电池效率,在光 线比较微弱的情况下仍可以正常使用。只要有光照射到的地方就以使用柔性太阳能电池板发 电,有弱光即可发电,无需太阳直射,同峰值功率柔性太阳能电池板发电量比晶硅太阳能板高 出 15%,不怕电能耗尽,可长时间使用。 (3)在室内无需太阳能发电时,由于采用太阳能电池板和普通蓄电池储电方式结合,解 决了单一储能形式的局限性。 太阳能集成电源装置使用时,柔性太阳能电池板能直接把太阳能转换成直流电,从而给直 流电负载使用,但需要使用交流电时,可将负载通过 AC 电源插口与电源相连得电工作;还可 以通过 USB 插口向用电设备供电,供电方式多样齐全。 5 实施步骤 第一阶段:太阳能移动电源装置的设计。柔性太阳能电池板的输出端分别与设置在箱体底 部的控制器、逆变器以及蓄电池相连;控制器的输出端与直流电源输出端相连;在箱体的侧面 设有电源插口;所述蓄电池可拆卸。箱体内设有工具卡板,工具



友情链接: