一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水泵、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；本發(fā)明將太陽能發(fā)電和溫差發(fā)電有效的結(jié)合，發(fā)電效率更高。
【專利說明】一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法
[0001 ] 本申請是申請日為2016-01-02，申請?zhí)枮?016100053154，發(fā)明名稱為太陽能發(fā)電裝置的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電裝置，屬于新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]太陽能是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線，目前一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。
[0004]隨著工業(yè)文明的不斷發(fā)展特別是國內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重，霧霾天氣時(shí)有發(fā)生，經(jīng)研究主要原因是煤炭燃燒導(dǎo)致，因此當(dāng)下我們對于新能源的需求越來強(qiáng)烈。傳統(tǒng)的化石能源已經(jīng)不可能滿足當(dāng)前環(huán)境的需要，為了避免能源枯竭的困境和環(huán)境污染的加劇，目前政府對發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)大力支持，從目前新能源發(fā)展來看太陽能應(yīng)該是新能源發(fā)展中最重要的一部分。
[0005]太陽能儲量豐富，每秒鐘太陽要向地球輸送相當(dāng)于210億桶石油的能量，相當(dāng)于全球一天消耗的能量。我國的太陽能資源也十分豐富，除了貴州高原部分地區(qū)外，中國大部分地域都是太陽能資源豐富地區(qū)，目前的太陽能利用率還不到1/1000。因此在我國大力開發(fā)太陽能潛力巨大。太陽能的利用分為“光熱”和“光伏”兩種，其中光熱式熱水器在我國應(yīng)用廣泛。光伏是將光能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電形式，起源于100多年前的“光生伏打現(xiàn)象”。太陽能的利用目前更多的是指光伏發(fā)電技術(shù)。光伏發(fā)電技術(shù)根據(jù)負(fù)載的不同分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種，早期的光伏發(fā)電技術(shù)受制于太陽能電池組件成本因素，主要以小功率離網(wǎng)型為主，滿足邊遠(yuǎn)地區(qū)無電網(wǎng)居民用電問題。隨著光伏組件成本的下降，光伏發(fā)電的成本不斷下降，并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)逐步成為主流。
[0006]溫差發(fā)電器，是一種靜態(tài)的固體器件，沒有轉(zhuǎn)動部件，體積小、壽命長，工作時(shí)無噪聲，而且無須維護(hù)，成為空間電源研發(fā)的熱點(diǎn)，大大刺激了溫差電技術(shù)的發(fā)展。湯姆遜效應(yīng)的物理學(xué)解釋就是:金屬中溫度不均勻時(shí)，溫度高處的自由電子比溫度低處的自由電子動能大。像氣體一樣，當(dāng)溫度不均勻時(shí)會產(chǎn)生熱擴(kuò)散，因此自由電子從溫度高端向溫度低端擴(kuò)散，在低溫端堆積起來，從而在導(dǎo)體內(nèi)形成電場，在金屬棒兩端便引成一個(gè)電勢差。這種自由電子的擴(kuò)散作用一直進(jìn)行到電場力對電子的作用與電子的熱擴(kuò)散平衡為止。
[0007]如何將太陽能發(fā)電和溫差發(fā)電巧妙結(jié)合在一起，就是說太陽能電池在發(fā)電的過程中肯定會產(chǎn)生熱量。如果將這個(gè)熱量運(yùn)到溫差發(fā)電器，利用溫差發(fā)電效應(yīng)將太陽能發(fā)電的熱能轉(zhuǎn)換為電能，目前這方面的研究文章很少。專利號為2015202003803，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種基于太陽能、體溫發(fā)電的可穿戴設(shè)備供電器的實(shí)用新型專利提出了一種將太陽能能發(fā)電和溫差發(fā)電的詳細(xì)的技術(shù)方案，但是該技術(shù)方案的半導(dǎo)體溫差發(fā)電的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的兩端一端是利用太陽能發(fā)電的余熱，另一端是利用人體的體溫，雖然可以實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，但是發(fā)電量非常有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置整合了太陽能發(fā)電和半導(dǎo)體溫差發(fā)電，半導(dǎo)體溫差發(fā)電的半導(dǎo)體的一端與太陽能電池的端面接觸，另一端接觸地?zé)崮?，這樣半導(dǎo)體的兩端溫差大發(fā)電量大。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0010]1、太陽能發(fā)電裝置，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0011]其中，M彡6，N彡 3;
[0012]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；
[0013]所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；
[0014]所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0015]所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0016]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0017]多個(gè)薄膜太陽能電池設(shè)置于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0018]所述的導(dǎo)熱水管的外表面與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面絕緣接觸；
[0019]N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0020]所述的太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0021]所述的太陽能電池板位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0022]所述的太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接；
[0023]所述的控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0024]所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且設(shè)置于地面以下;所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口 ；所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0025]更加優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的控制器單元采用AT89S52單片機(jī)。
[0026]更加詳盡的技術(shù)方案，所述的水栗的進(jìn)水口可以通過一個(gè)多輸入單輸出的轉(zhuǎn)換裝置連接每個(gè)水管的電控閥門的輸出口。
[0027]更加詳盡的技術(shù)方案，所述的電控閥門采用單片機(jī)可以直接控制的電動閥門。
[0028]2、一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0029]其中，M彡6，N彡 3;
[0030]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型;所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形;所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0031]第一步:所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0032]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0033]第二步:N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0034]第三步:多個(gè)薄膜太陽能電池通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0035]所述的導(dǎo)熱水管的外表面通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面；
[0036]第四步:太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動;太陽能電池板設(shè)置于位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合;并且，太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接;控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0037]第五步:所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且埋于地面以下；所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口。所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0038]3、一種太陽能發(fā)電裝置的控制方法，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0039]其中，M彡6，N彡 3;
[0040]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；
[0041 ]所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；
[0042]所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0043]所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0044]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0045]多個(gè)薄膜太陽能電池設(shè)置于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0046]所述的導(dǎo)熱水管的外表面與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面絕緣接觸；
[0047]N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0048]所述的太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0049]所述的太陽能電池板位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0050]所述的太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接；
[0051]所述的控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0052]所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且設(shè)置于地面以下;所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口 ；所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0053]電控閥門的編號為i，i= l，2，…，N;
[0054]最終打開哪一個(gè)電控閥門的具體控制方法:
[0055]第一步，控制器單元控制水栗啟動，然后控制依次打開每個(gè)電控閥門5分鐘，然后關(guān)閉該電控閥門；
[0056]在每一個(gè)電控閥門打開的過程中，控制器單元將N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面的所有溫度傳感器采集的數(shù)值求和然后取平均值，記為Mi;控制器單元將N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面的所有溫度傳感器采集的數(shù)值求和然后取平均值，記為Ni ;Mi與Ni作差取絕對值記為Xi，然后保存Xi;
[0057]第二步，控制器單元控制打開max{Xi}所對應(yīng)的電控閥門。
[0058]太陽能電池板轉(zhuǎn)動的具體控制方法:
[0059]當(dāng)濕度傳感器檢測到空氣濕度大于設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制器單元控制電機(jī)轉(zhuǎn)動180度，使得太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0060]當(dāng)濕度傳感器檢測到空氣濕度小于等于設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制器單元控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動180度，使得太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面再次位于同一水平面。
[0061]4、太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)太陽能發(fā)電裝置;所述的太陽能發(fā)電裝置包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0062]其中，M彡6，N彡 3;
[0063]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；
[0064]所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；
[0065]所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0066]所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0067]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0068]多個(gè)薄膜太陽能電池設(shè)置于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0069]所述的導(dǎo)熱水管的外表面與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面絕緣接觸；
[0070]N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0071]所述的太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0072]所述的太陽能電池板位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0073]所述的太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接；
[0074]所述的控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0075]所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且設(shè)置于地面以下;所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口 ；所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0076]所有太陽能發(fā)電裝置的蓄電池單元并聯(lián)后通過DC/AC單元連接電網(wǎng)。
[0077]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0078]第一，將太陽能發(fā)電模塊與半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊串聯(lián)起來，提供了發(fā)電電壓和發(fā)電量;第二，利用的都是清潔能源，分別是太陽能和地?zé)崮?第三，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型，首先，這種設(shè)計(jì)大大提高了N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體與薄膜太陽能電池、導(dǎo)熱水管的接觸面積;其次，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體與薄膜太陽能電池、導(dǎo)熱水管的接觸面不再需要設(shè)置金屬片和導(dǎo)熱板，使得結(jié)構(gòu)更加簡單，最后，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能雖然不如導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能好，但是在溫差發(fā)電的過程中，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能還是存在的，最終一個(gè)端面的熱能還是會向另一個(gè)端面擴(kuò)散，而N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的“工”字型設(shè)計(jì)可以大大延長熱能的擴(kuò)散時(shí)間，從而大大提供N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體溫差發(fā)電效率；第四；導(dǎo)熱水管的截面呈方形可以大大提供導(dǎo)熱水管與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面的接觸面積；
[0079]第五;N個(gè)水管的長度不相同并且設(shè)置于地面下均與水栗連接，由于地下水是恒溫的，并且深度不同溫度不同，比如夏天的時(shí)候室外溫度高，而地下水的溫度低，冬天的時(shí)候室外溫度低而地下水的溫度高，但是當(dāng)深度變化比較大時(shí)，即從宏觀來說，地下水越深水溫就越高。從地面往下每深100米，溫度大約增加2-3攝氏度左右。地表以下5?10米的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，常年維持在15?17°C。這樣由于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置有溫度傳感器，控制器單元控制水栗啟動，然后循環(huán)抽取不同水管里的水，這個(gè)時(shí)候N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面設(shè)置的溫度傳感器采集的溫度做差值，假如水栗連接20米深的水管時(shí)，溫差值最大，那么水栗就一直采用20米深的水管供水，這樣溫差發(fā)電的發(fā)電效率是最大的，而導(dǎo)熱水管的出水口可以連接供水裝置，比如水箱等。
[0080]第六，太陽能電池板既可以發(fā)電，同時(shí)當(dāng)空氣濕度大于一定數(shù)值時(shí)候，比如大霧天氣或者下雪、下雨天氣時(shí)，太陽能電池板轉(zhuǎn)動180度然后將薄膜太陽能電池蓋住，這樣可以大大延長太陽能電池板和薄膜太陽能電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0081]圖1是本發(fā)明的薄膜太陽能電池、N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管幾部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0082]圖2是本發(fā)明的水管、水栗的控制原理示意圖。
[0083]圖3是本發(fā)明的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的方框示意圖。
[0084]圖4是本發(fā)明太陽能電池板與薄膜太陽能電池、N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管幾部分的結(jié)構(gòu)示意圖。(只是示意圖因此僅僅只畫出來I個(gè)N型半導(dǎo)體I個(gè)P型半導(dǎo)體)其中，I是太陽能電池板;2是固定支架。
【具體實(shí)施方式】
[0085]下面結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0086]實(shí)施例1:太陽能發(fā)電裝置，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、10個(gè)N型半導(dǎo)體、10個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、40個(gè)溫度傳感器、水栗、10個(gè)電控閥門、10個(gè)水管；10個(gè)水管的長度分別為5米，10米，15米，20米，25米，50米，75米，100米，125米，150米，均垂直于地面設(shè)置于地面以下。太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架;N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；導(dǎo)熱水管的截面呈方形;N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；多個(gè)薄膜太陽能電池設(shè)置于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣;所述的導(dǎo)熱水管的外表面與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面絕緣接觸;N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接;所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且設(shè)置于地面以下;所述的太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動180度就可以了，因?yàn)樘柲茈姵匕宓纳媳砻媾c薄膜太陽能電池位于同一個(gè)高度);所述的太陽能電池板位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合;所述的太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接;所述的控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0087]所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口。電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，這樣控制器單元可以控制每一個(gè)電動閥門的導(dǎo)通和關(guān)閉，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0088]其中，所述的控制器單元采用AT89S52單片機(jī)。所述的水栗的進(jìn)水口是通過一個(gè)多輸入單輸出的轉(zhuǎn)換裝置連接每個(gè)水管的電控閥門的輸出口。
[0089]其中，溫度傳感器分別設(shè)置于N型半導(dǎo)體的上下表面、P型半導(dǎo)體的上下表面，上表面所有的溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)求平均值，下表面所有的溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)求平均值，然后兩個(gè)平均值取差值，差值最大時(shí)溫差發(fā)電效率最高。
[0090]本發(fā)明工作原理說明:多個(gè)水管的長度不相同并且垂直設(shè)置于地面下并且均與水栗連接，由于地下水是恒溫的，并且深度不同溫度不同，比如夏天的時(shí)候室外溫度高，而地下水的溫度低，夏天白天的時(shí)候太陽光照射薄膜太陽能電池發(fā)電，發(fā)電的同時(shí)會產(chǎn)生一定的熱量，這部分熱量傳遞到N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，作為熱端，而地下水的溫度較低，通過導(dǎo)熱水管傳遞給N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的的下表面，作為冷端，從而利于冷熱端溫差發(fā)電;冬天的時(shí)候反之，冬天的時(shí)候室外溫度低而地下水的溫度高。
[0091 ]當(dāng)深度變化比較大時(shí)，即從宏觀來說，地下水越深水溫就越高。從地面往下每深100米，溫度大約增加2-3攝氏度左右。地表以下5?10米的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，常年維持在15?17 0C。
[0092]至于為什么采用了 4M個(gè)溫度傳感器?原因如下:N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面的溫度傳感器采集的數(shù)值取平均值與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面的溫度傳感器采集的數(shù)值取平均值做差值，差值越大溫差發(fā)電效率越高;取平均值準(zhǔn)確值差值判斷更加準(zhǔn)確。
[0093]至于為什么采用了多個(gè)水管？原因如下:夏天的時(shí)候，地下水溫度較低，但是靠近地表的地下水溫度也比較高，當(dāng)深度達(dá)到一定程度，水溫會越來越高;冬天的時(shí)候，地下水溫度會較高，但是靠近地表的地下水溫度也會較低，當(dāng)深度達(dá)到一定程度，水溫會越來越高;這樣水栗通過連接多個(gè)水管，需要發(fā)電的時(shí)候可以選擇出最有利于溫差發(fā)電的那個(gè)水管(g卩N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上下表面溫差值最大)。
[0094]控制器單元控制水栗啟動，然后循環(huán)抽取不同水管里的水，這個(gè)時(shí)候N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面設(shè)置的溫度傳感器采集的溫度做差值，假如水栗連接20米深的水管時(shí)，溫差值最大，那么水栗就一直采用20米深的水管供水，這樣溫差發(fā)電的發(fā)電效率是最大的，而導(dǎo)熱水管的出水口可以連接供水裝置，比如水箱等。
[0095]其中，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型，首先，這種設(shè)計(jì)大大提高了N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體與薄膜太陽能電池、導(dǎo)熱水管的接觸面積;其次，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體與薄膜太陽能電池、導(dǎo)熱水管的接觸面不再需要設(shè)置金屬片和導(dǎo)熱板，使得結(jié)構(gòu)更加簡單，最后，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能雖然不如導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能好，但是在溫差發(fā)電的過程中，N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能還是存在的，最終一個(gè)端面的熱能還是會向另一個(gè)端面擴(kuò)散，而N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的“工”字型設(shè)計(jì)可以大大延長熱能的擴(kuò)散時(shí)間，從而大大提供N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體溫差發(fā)電效率。
[0096]2、一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0097]其中，M彡6，N彡 3;
[0098]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型;所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形;所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0099]第一步:所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0100]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0101]第二步:N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0102]第三步:多個(gè)薄膜太陽能電池通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0103]所述的導(dǎo)熱水管的外表面通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面；
[0104]第四步:太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動;太陽能電池板設(shè)置于位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合;并且，太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接;控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0105]第五步:所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且埋于地面以下；所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口。所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0106]3、一種太陽能發(fā)電裝置的控制方法，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架；
[0107]其中，M彡6，N彡 3;
[0108]所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；
[0109]所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；
[0110]所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間；
[0111]所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)；
[0112]所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電；
[0113]多個(gè)薄膜太陽能電池設(shè)置于N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣；
[0114]所述的導(dǎo)熱水管的外表面與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面絕緣接觸；
[0115]N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接；
[0116]所述的太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0117]所述的太陽能電池板位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0118]所述的太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接；
[0119]所述的控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電；
[0120]所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且設(shè)置于地面以下;所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口 ；所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
[0121]電控閥門的編號為11= 1，2，...，^
[0122]最終打開哪一個(gè)電控閥門的具體控制方法:
[0123]第一步，控制器單元控制水栗啟動，然后控制依次打開每個(gè)電控閥門5分鐘，然后關(guān)閉該電控閥門；
[0124]在每一個(gè)電控閥門打開的過程中，控制器單元將N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面的所有溫度傳感器采集的數(shù)值求和然后取平均值，記為Mi;控制器單元將N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面的所有溫度傳感器采集的數(shù)值求和然后取平均值，記為Ni ;Mi與Ni作差取絕對值記為Xi，然后保存Xi ；
[0125]第二步，控制器單元控制打開max{Xi}所對應(yīng)的電控閥門。
[0126]太陽能電池板轉(zhuǎn)動的具體控制方法:
[0127]當(dāng)濕度傳感器檢測到空氣濕度大于設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制器單元控制電機(jī)轉(zhuǎn)動180度，使得太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合；
[0128]當(dāng)濕度傳感器檢測到空氣濕度小于等于設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制器單元控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動180度，使得太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面再次位于同一水平面。
[0129]太陽能發(fā)電系統(tǒng):將每個(gè)太陽能發(fā)電裝置的蓄電池單元并聯(lián)后通過DC/AC單元連接電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電輸入電網(wǎng)的功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能發(fā)電裝置的制造方法，其特征在于，包括多個(gè)薄膜太陽能電池、M個(gè)N型半導(dǎo)體、M個(gè)P型半導(dǎo)體、導(dǎo)熱水管、蓄電池單元、控制器單元、4M個(gè)溫度傳感器、水栗、N個(gè)電控閥門、N個(gè)水管、太陽能電池板、濕度傳感器、電機(jī)、固定支架； 其中，M彡6，N彡3; 所述的N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體均呈“工”字型；所述的導(dǎo)熱水管的截面呈方形；所述的N個(gè)水管的長度不相同，長度范圍在5米到200米之間； 第一步:所述的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體間隔排列，并且相鄰的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體之間串聯(lián)； 所述的多個(gè)薄膜太陽能電池串聯(lián)，然后與N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)，最后給蓄電池單元充電； 第二步:N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面和下表面均設(shè)置溫度傳感器，溫度傳感器與控制器單元電連接； 第三步:多個(gè)薄膜太陽能電池通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的上表面，并且薄膜太陽能電池與N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的接觸面絕緣； 所述的導(dǎo)熱水管的外表面通過導(dǎo)熱硅膠粘在N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體的下表面； 第四步:太陽能電池板通過轉(zhuǎn)軸固定于固定支架頂端，固定支架的頂端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動;太陽能電池板設(shè)置于位于薄膜太陽能電池旁，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池板的上表面與薄膜太陽能電池的上表面重合;并且，太陽能電池板的上表面設(shè)置有濕度傳感器，濕度傳感器與控制器單元電連接;控制器單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，太陽能電池板輸出的電能給蓄電池單元充電； 第五步:所述的N個(gè)水管均垂直于地面，并且埋于地面以下；所述的水管分別通過電控閥門連接水栗的進(jìn)水口，水栗的出水口連接導(dǎo)熱水管的進(jìn)水口。所述的電控閥門的控制端均連接控制器單元的1端口，同時(shí)控制器單元控制水栗的啟動和停止。
【文檔編號】H02N11/00GK105897122SQ201610305848
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月2日
【發(fā)明人】俞亮芽
【申請人】俞亮芽