【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明有關(guān)于發(fā)電、變電或配電技術(shù)，特別是指一種供電或配電的電路系統(tǒng)及電能存儲(chǔ)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，追求純凈能源為主要的能源發(fā)展目標(biāo)之一，如美國(guó)政府計(jì)劃于公路鋪設(shè)太陽(yáng)能磚以進(jìn)行發(fā)電。

現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)大陸專利cn200710189753.1披露一種交通道路上的太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，利用路基兩邊空間資源或道路中間空間資源安裝太陽(yáng)能電池板建立太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，通過(guò)并入電網(wǎng)方式或自成獨(dú)立電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，形成綠色能源基地。在高速公路或普通公路或鐵路兩側(cè)鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，以科學(xué)方式排列太陽(yáng)能電池板，并將太陽(yáng)能電池連接起來(lái)形成大容量、大功率的發(fā)電設(shè)施。

現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)大陸專利cn200810060724.x披露一種利用太陽(yáng)能電池供電的道路，太陽(yáng)能公路路面或太陽(yáng)能鐵路路面由太陽(yáng)能電池板構(gòu)成，電力汽車或電力火車通過(guò)路面導(dǎo)電桿充電，電線以及導(dǎo)電桿與太陽(yáng)能電池板電連接。

太陽(yáng)能板是吸收太陽(yáng)之光能轉(zhuǎn)換而生成電能，其較佳之施行方式為具有平滑之收光表面，但因道路表面須具有一定程度的摩擦力且不能反光影響駕駛視覺(jué)，因此，上述太陽(yáng)能磚必須另外處理為粗糙不平的表面，但此舉會(huì)降低其太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，太陽(yáng)能板在日曬后面板溫度升高，如果地面溫度也很高，就會(huì)因無(wú)法散熱而使面板溫度居高不下，一般太陽(yáng)能板的效率以板面溫度25攝氏度為基礎(chǔ)，每上升一度，發(fā)電效率就會(huì)降低0.5％，以夏天日曬下太陽(yáng)能板溫度升高到70攝氏度為例，效率就會(huì)降低22.5％，此高溫下之太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率亦不理想。

因此，如何更妥善利用道路上之太陽(yáng)能，仍有研究發(fā)展空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種可妥善地利用道路2的太陽(yáng)能的充電站3及充電站系統(tǒng)。

本發(fā)明首先提出一種充電站3，設(shè)置在一個(gè)道路2，用于對(duì)一個(gè)負(fù)載9充電，道路2包括一個(gè)上層21及一個(gè)下層22，充電站3包含一個(gè)熱電轉(zhuǎn)換元件31、一個(gè)蓄電單元33、以及一個(gè)充放電管理單元34。

熱電轉(zhuǎn)換元件31，設(shè)置于道路2的上層21及下層22間，將上層21及下層22的溫度差轉(zhuǎn)換而生成電能并輸出。蓄電單元33，用以儲(chǔ)存電能。充放電管理單元34，電連接至蓄電單元33與熱電轉(zhuǎn)換元件31，接收熱電轉(zhuǎn)換元件31所生成的電能以儲(chǔ)存于蓄電單元33，且進(jìn)一步電連接至負(fù)載9，并輸出蓄電單元33所儲(chǔ)存的電能對(duì)負(fù)載9充電。

較佳的，該熱電轉(zhuǎn)換元件31生成的電能為電位差形式。

較佳的，還包含一個(gè)極性翻轉(zhuǎn)單元32，電連接于該熱電轉(zhuǎn)換元件31及該充放電管理單元34之間，接收該熱電轉(zhuǎn)換元件31輸出的電位差，并轉(zhuǎn)換為呈絕對(duì)值的正電位差后，輸出至該充放電管理單元34。

較佳的，該熱電轉(zhuǎn)換元件31包括第一輸出端311及第二輸出端312，電連接至該極性翻轉(zhuǎn)單元32。

較佳的，該極性翻轉(zhuǎn)單元32包括一個(gè)極性偵測(cè)模塊321、一個(gè)切換模塊322、第一極性輸出端323與第二極性輸出端324，該切換模塊322一端連接至該第一輸出端311及該第二輸出端312，另一端連接至該第一極性輸出端323與該第二極性輸出端324，該第一極性輸出端323與該第二極性輸出端324用于輸出該正電位差。

較佳的，該極性偵測(cè)模塊321電連接至該切換模塊322，偵測(cè)該第一輸出端311及該第二輸出端312的電位差，其中，當(dāng)該第一輸出端311與該第二輸出端312的該電位差為正值時(shí)，該切換模塊322切換該第一極性輸出端323電連接于該第一輸出端311、切換該第二極性輸出端324電連接于該第二輸出端312；當(dāng)?shù)谝惠敵龆?11與該第二輸出端312的該電位差為負(fù)值時(shí)，該切換模塊322切換該第一極性輸出端323電連接于該第二輸出端312，切換該第二極性輸出端324電連接于該第一輸出端311，藉此使該第一極性輸出端323與該第二極性輸出端324輸出該正電位差。

較佳的，該充放電管理單元34依據(jù)該負(fù)載9的電量狀況，調(diào)整對(duì)該負(fù)載9的充電電流大小。

進(jìn)一步的，本發(fā)明更提出一種充電站系統(tǒng)，用于對(duì)負(fù)載9充電，包含一個(gè)道路2與一個(gè)充電站3。道路2包括一個(gè)上層21及一個(gè)下層22，充電站3為前述的充電站3。

本發(fā)明提出的充電站及充電站系統(tǒng)的功效在于，能妥善利用道路上方的太陽(yáng)能，尤其指太陽(yáng)的熱能。藉由設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換元件31將道路2的熱能轉(zhuǎn)換而生成電能，并搭配蓄電單元33與充放電管理單元34對(duì)外部的負(fù)載提供充電功能。相較于現(xiàn)有技術(shù)把太陽(yáng)能板設(shè)置在路面上，不會(huì)影響路面應(yīng)有的摩擦系數(shù)或是造成不必要的反光，也不受日曬或地面溫度高的影響，具有良好的效率。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明充電站及充電站系統(tǒng)的實(shí)施架構(gòu)示意圖。

附圖中的符號(hào)說(shuō)明如下：

2道路

21上層

22下層

3充電站

31熱電轉(zhuǎn)換元件

311第一輸出端

312第二輸出端

32極性翻轉(zhuǎn)單元

321極性偵測(cè)模塊

322切換模塊

323第一極性輸出端

324第二極性輸出端

33蓄電單元

34充放電管理單元

9負(fù)載

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明主要披露一種通過(guò)熱能轉(zhuǎn)換的充電系統(tǒng)，其中所使用的充電的電化學(xué)基本原理已為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故以下文中的說(shuō)明，不作完整描述。同時(shí)，以下文中所對(duì)照的附圖，主要表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，在先說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明的第一實(shí)施例，為一種充電站3，設(shè)置在一個(gè)道路2，用于對(duì)一個(gè)負(fù)載9充電，道路2包括一個(gè)上層21及一個(gè)下層22，在上層21與下層22之間，因太陽(yáng)照射及道路的材料特性具有一個(gè)溫度差。充電站3用于對(duì)負(fù)載9充電，其中，負(fù)載9可以為各種可循環(huán)充放電的電池，尤其指電動(dòng)摩托車或電動(dòng)汽車的電池。

道路2包括一個(gè)上層21及一個(gè)下層22，其中，上層21及下層22可依據(jù)道路2的應(yīng)用需求而選擇不同的材料，例如，上層21可為柏油，碎石子攪拌的混合物，下層22則可為人工制造的路基主體或是天然土石。

充電站3包括一個(gè)熱電轉(zhuǎn)換元件31、一個(gè)極性翻轉(zhuǎn)單元32、一個(gè)蓄電單元33，及一個(gè)充放電管理單元34。

熱電轉(zhuǎn)換元件31是采用溫差發(fā)電原理，主要是利用材料的seebeck效應(yīng)，通過(guò)載流子(電子和空穴)進(jìn)行能量的輸運(yùn)。此效應(yīng)于1821年由德國(guó)人seebeck發(fā)現(xiàn)，在兩種不同金屬(銻與銅)構(gòu)成的回路中，如果兩個(gè)接頭處存在溫度差，其周圍就會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)。通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，seebeck發(fā)現(xiàn)回路中存在電動(dòng)勢(shì)。seebeck效應(yīng)是制作測(cè)溫?zé)犭娕肌夭畎l(fā)電和溫差電傳感器的基礎(chǔ)。

熱電轉(zhuǎn)換元件31設(shè)置于道路2的上層21及下層22間，將上層21及下層22的溫度差轉(zhuǎn)換為電位差形式的電能輸出。熱電轉(zhuǎn)換元件31包括相配合輸出電位差的第一輸出端311及第二輸出端312。第一輸出端311及第二輸出端312間的電位差即為上述的電位差，此處的電位差會(huì)因?yàn)闊犭娹D(zhuǎn)換元件31兩端所使用的材質(zhì)不同而有所差異，且會(huì)因?yàn)樯蠈?1及下層22的溫度差不定而有正負(fù)值的變化，例如，當(dāng)白天或日照強(qiáng)烈時(shí)，上層21的溫度通常會(huì)大于下層22的溫度，此時(shí)，假設(shè)電位差為正值；則當(dāng)晚上或是積雪時(shí)，下層22的溫度通常會(huì)大于上層21的溫度，此時(shí)，電位差則為負(fù)值。

極性翻轉(zhuǎn)單元32電連接于熱電轉(zhuǎn)換元件31及充放電管理單元34間，接收熱電轉(zhuǎn)換元件31輸出的電位差，并轉(zhuǎn)換為呈絕對(duì)值的正電位差后，輸出至充放電管理單元34，亦即，無(wú)論熱電轉(zhuǎn)換元件31所輸出的電位差為正值還是負(fù)值，極性翻轉(zhuǎn)單元32皆輸出對(duì)應(yīng)為正值的正電位差。

極性翻轉(zhuǎn)單元32包括一極性偵測(cè)模塊321、一切換模塊322、第一極性輸出端323與第二極性輸出端324。其中，第一極性輸出端323與第二極性輸出端324電連接至充放電管理單元34，相配合輸出轉(zhuǎn)換后的正電位差。

極性偵測(cè)模塊321偵測(cè)第一輸出端311及第二輸出端312的電位差，并輸出一相關(guān)的偵測(cè)信號(hào)至切換模塊322。舉例說(shuō)明，極性偵測(cè)模塊321可以是將第一輸出端311及第二輸出端312的電壓相減，以得出相關(guān)于第一輸出端311與第二輸出端312的電位差為正值或負(fù)值的偵測(cè)信號(hào)。

切換模塊322根據(jù)偵測(cè)信號(hào)以切換第一輸出端311、第二輸出端312與第一極性輸出端323、第二極性輸出端324之間的電連接關(guān)系。當(dāng)?shù)谝惠敵龆?11與第二輸出端312的電位差為正值時(shí)，切換模塊322切換第一極性輸出端323電連接于第一輸出端311，切換模塊322切換第二極性輸出端324電連接于第二輸出端312。當(dāng)?shù)谝惠敵龆?11與第二輸出端312的電位差為負(fù)值時(shí)，切換模塊322切換第一極性輸出端323電連接于第二輸出端312，切換模塊322切換第二極性輸出端324電連接于第一輸出端311。

蓄電單元33用以儲(chǔ)存電能，較佳的，為一種大型的鋰電池。

充放電管理單元34電連接蓄電單元33，并經(jīng)極性翻轉(zhuǎn)單元32接收熱電轉(zhuǎn)換元件31所產(chǎn)生的電能以儲(chǔ)存于蓄電單元33，且適用于電連接負(fù)載9，并可視蓄電單元33所儲(chǔ)存的電量多寡而決定是以蓄電單元33所儲(chǔ)存的電能供負(fù)載9充電，或是直接利用熱電轉(zhuǎn)換元件31所產(chǎn)生的電能對(duì)負(fù)載9充電。

其中，充放電管理單元34可依據(jù)負(fù)載9的電量狀況，調(diào)整對(duì)負(fù)載9的充電電流大小，例如，于負(fù)載9的電量較低時(shí)，提供較大的電流，而當(dāng)負(fù)載9的電量接近充滿狀態(tài)時(shí)，提供較小的電流，借此，以在充電時(shí)間及對(duì)負(fù)載9的保護(hù)間獲得較佳的平衡。

請(qǐng)續(xù)見(jiàn)圖1，本發(fā)明進(jìn)一步提供第二較佳實(shí)施例，為一種充電站系統(tǒng)，用于對(duì)負(fù)載9充電，包含一個(gè)道路2與一個(gè)充電站3。道路2包括一個(gè)上層21及一個(gè)下層22，充電站3為前述第一較佳實(shí)施例的充電站3。

經(jīng)由以上的說(shuō)明，可將本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)歸納如下：

一、藉由設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換元件31將道路2的熱能轉(zhuǎn)換而生成電能，并搭配蓄電單元33、充放電管理單元34以提充電能，可以妥善地利用道路2上的太陽(yáng)能，提供純凈無(wú)污染的電能，且由于熱傳導(dǎo)并不受限于形狀或是平滑表面，熱電轉(zhuǎn)換元件31又是設(shè)置于道路2的上層21下方，因此，上層21仍然可以依據(jù)不同的應(yīng)用而鋪設(shè)為不同的材質(zhì)，并不會(huì)影響路面應(yīng)有的摩擦系數(shù)或是造成不必要的反光，也不受日曬或地面溫度高的影響，相反地，當(dāng)?shù)缆?的上層21受日曬而溫度上升時(shí)，更是可以增加上層21與下層22間的溫度差而提高充電站3的發(fā)電效率。

二、再者，由于此充電站3是利用道路2上的太陽(yáng)能，因此適合大量地設(shè)置于長(zhǎng)途公路，并直接將充放電管理單元34設(shè)置于路旁，以提充電動(dòng)車沿路充電之用。

此處須說(shuō)明的是，電動(dòng)車由于在整體周期的排碳量較低，符合現(xiàn)今的環(huán)保趨勢(shì)而逐漸普及，但由于電動(dòng)車的電池售價(jià)不低，且須保持在理想電量范圍之內(nèi)，才能減少電池?fù)p傷，因此若能在電池需要充電時(shí)就馬上對(duì)其充電，即可大幅延長(zhǎng)電池壽命，而能降低電動(dòng)車的維修及持有成本，因此，將本發(fā)明的充電站系統(tǒng)沿涂設(shè)置于長(zhǎng)途公路，不僅可以降低電動(dòng)車的維修及持有成本而利于推廣電動(dòng)車的使用，也可藉由沿路可得的充電站3，解決純電動(dòng)車所產(chǎn)生的里程焦慮(rangeanxiety)問(wèn)題。

三、藉由設(shè)置極性翻轉(zhuǎn)單元32，將熱電轉(zhuǎn)換元件31所輸出的電位差轉(zhuǎn)換為呈絕對(duì)值的電位差后輸出，可以確保充放電管理單元34所接收的電能皆為正值，因此，不僅可以避免充放電管理單元34因?yàn)榻邮盏讲缓线m范圍的電壓而損壞，也可積極利用負(fù)值范圍(晚上或積雪時(shí))的電能，而不需為了配合充放電管理單元34的耐受電壓限制而屏棄負(fù)值區(qū)段的電能。

四、藉由充放電管理單元34的配置，可根據(jù)蓄電單元33所儲(chǔ)存的電量狀況而決定是以蓄電單元33所儲(chǔ)存的電能對(duì)負(fù)載9充電，或是直接利用熱電轉(zhuǎn)換元件31所產(chǎn)生的電能對(duì)負(fù)載9充電，可以提供實(shí)際應(yīng)用上的靈活性，增加使用上的便利性。

綜上所述，故確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利范圍；同時(shí)以上的描述，對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)ｉT人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求的涵蓋范圍中。