一種新型有機光伏低壓供電系統的製作方法

2024-04-12 06:34:05

本實用新型涉及低壓供電技術領域，具體地是涉及一種新型有機光伏低壓供電系統。

背景技術：

目前國內的室內供電系統，統一的採用220V交流電源(也稱市電)進行供電，從當初供電系統選擇交流供電的原因來看，主要是考慮到交流電可以很方便的進行升壓降壓，高壓交流電在傳輸上損耗低，而在具體使用時也便於降低電壓到220V供使用。

但是220V交流電在室內使用並不安全，很容易導致觸電事故。實際上，室內往往有很多低壓直流供電的小功率直流電器設備，例如LED燈具。LED的驅動是直流器件，一般只需要低壓直流供電，因此在室內LED照明系統中，往往需要在LED照明燈具產品中集成將交流220V變換為直流36V(包括36V-6V)的變壓器，這不僅造成了LED製作材料上的浪費，更使得LED燈具的發熱量增大，影響了LED燈具的壽命。對於其它低壓直流供電的小功率直流電器設備，這些缺陷同樣存在。

因此，本實用新型的發明人亟需構思一種新技術以改善其問題。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種新型有機光伏低壓供電系統，可避免觸電事故的發生，節省材料，降低成本，而且有機光電池的使用也可以達到節能減排的目的。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：

一種新型有機光伏低壓供電系統，包括：一個或者多個有機光伏電池列陣、光伏匯流箱、直流配電櫃和多個直流用電設備，其中所述有機光伏電池列陣的輸出端連接於所述光伏匯流箱，所述光伏匯流箱連接於所述直流配電櫃，所述直流配電櫃連接於多個直流用電設備，所述直流配電櫃內設有PCB電路控制板和儲能電池，所述PCB電路控制板上設有整流電路和控制器，所述整流電路分別和所述光伏匯流箱的輸出端與所述控制器連接，所述控制器將直流電分別發送給儲能電池和直流用電設備。

優選地，所述有機光伏電池列陣包括多個串聯的反式單層元件，所述反式單層元件包括第一電極、第二電極以及位於二者之間的電子傳遞層、光活性層和電洞傳遞層，其中所述第一電極為銀金屬電極，所述第二電極為ITO電極，所述光活性層由P型高分子半導體材料製備而成。

優選地，還包括市電供應裝置，所述市電供應裝置與所述直流配電櫃的輸入端連接。

優選地，所述市電供應裝置內設有AC/DC轉換電路，該AC/DC轉換電路與所述儲能電池連接。

優選地，所述光伏匯流箱和/或所述直流配電柜上設有避雷裝置。

優選地，還包括一供電接口，所述供電接口與所述儲能電池電連接。

優選地，所述直流用電設備包括低壓照明燈具、風扇、低壓消防電器、樓宇對講、報警器、傳感器組件以及室內監控系統。

優選地，所述傳感器組件包括煙霧傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、光敏傳感器中的一種或者多種。

優選地，所述有機光伏電池列陣設置於牆體和/或玻璃窗和/或百葉窗上。

優選地，所述供電接口為USB接口。

採用上述技術方案，本實用新型至少包括如下有益效果：

本實用新型所述的新型有機光伏低壓供電系統，通過使用新型的有機光伏電池列陣，較傳統的光伏電池來說可以大幅度提高光能利用率。而且由於將直流電直接供給直流用電設備使用，無需使用交直流轉換電路，無需功率轉換，因而也就避免了功率損失，提高了電能利用率。而且當光照不足，通過有機光伏電池列陣獲得的電能不足以供給多個直流用電設備時，可以通過市電供應裝置進行補給，客戶使用體驗更好。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的新型有機光伏低壓供電系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述的新型有機光伏低壓供電系統的原理圖；

圖3為本實用新型所述的新型有機光伏低壓供電系統的電路圖。

其中：1有機光伏電池列陣，2光伏匯流箱，3直流配電櫃，31櫃體，32櫃門，33控制面板，34進線端，35出線端，36PCB電路控制板，37儲能電池。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1至圖3所示，為符合本實用新型的一種新型有機光伏低壓供電系統，包括：一個或者多個有機光伏電池列陣1、光伏匯流箱2、直流配電櫃3和多個直流用電設備，其中所述有機光伏電池列陣1的輸出端連接於所述光伏匯流箱2，所述光伏匯流箱2連接於所述直流配電櫃3，所述直流配電櫃3通過線纜連接於多個直流用電設備，所述直流配電櫃3內設有PCB電路控制板36和儲能電池37，所述PCB電路控制板36上設有整流電路和控制器，所述整流電路分別和所述光伏匯流箱2的輸出端與所述控制器連接，所述控制器將直流電分別發送給儲能電池37和直流用電設備。由於將直流電直接供給直流用電設備使用，無需使用交直流轉換電路，無需功率轉換，因而也就避免了功率損失，提高了電能利用率。

優選地，所述直流配電櫃3包括櫃體31，所述櫃體31上設有櫃門32，所述櫃門32上設有控制面板33，所述控制面板33上設有計量表、電壓/電流表以及故障指示器，所述櫃體31一側上端設有進線端34，所述櫃體31另一側底端設有出線端35，所述出線端35通過進戶開關連接直流用電設備，所述櫃體31內部設有PCB電路控制板36和儲能電池37。

優選地，所述控制器的電路結構包括電解電容C1、電容C2、場效應管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、熔斷器F1、二極體D7、二極體D8和控制晶片，所述有機光伏電池列陣1的一輸入端與二極體D8的正極連接，二極體D8的負極與熔斷器F1連接；電解電容C1與電容C2並聯後一端與熔斷器F1連接，另一端與場效應管Q1的源極連接；場效應管Q1的棚極與控制晶片連接，場效應管Q1的漏極與電阻R1連接，電阻R1的另一端與熔斷器F1連接；電阻R2與電阻R3串聯後與電阻R4並聯，電阻R2和電阻R4的一端與熔斷器F1連接，電阻R3和電阻R4的一端與電阻R5連接，場效應管Q1的源極與電阻R5連接，電阻R5的另一端和控制晶片的輸出端均與儲能電池37的負極連接，儲能電池37的正極與熔斷器F1連接。

二極體D8為防反二極體，以保證有機光伏電池列陣1的單向導電性，同時避免了儲能電池37對有機光伏電池列陣1的影響。二極體D7及熔斷器F1的加入防止了儲能電池37的反接，即當儲能電池37反接時，通過二極體D7構成短路迴路，過大的短路電流使熔斷器F1快速熔斷切斷電路，從而保護了其它元器件。

優選地，所述整流電路包括整流二極體D1、整流二極體D2、整流二極體D3、整流二極體D4、整流二極體D5、整流二極體D6，其中整流二極體D1與整流二極體D2串聯，整流二極體D3與整流二極體D4串聯，整流二極體D5與整流二極體D6串聯；所述風機1的第一輸出端與整流二極體D1的正極連接，所述風機1的第二輸出端與整流二極體D3的正極連接，所述風機1的第三輸出端與整流二極體D5的正極連接；整流二極體D1的負極與整流二極體D3的負極和整流二極體D5的負極連接，整流二極體D2的正極與整流二極體D4的正極和整流二極體D6的正極連接。

優選地，所述控制晶片為SG3525電壓型脈寬調製晶片。

所述有機光伏電池列陣1包括多個串聯的反式單層元件，所述反式單層元件包括第一電極、第二電極以及位於二者之間的電子傳遞層、光活性層和電洞傳遞層，其中所述第一電極為銀金屬電極，所述第二電極為ITO電極，所述光活性層由P型高分子半導體材料製備而成。優選地，所述光活性層由PV2000材料製備而成。PV2000具有良好的大氣製程穩定性，可採用各種溼式印刷製程技術，塗布在軟性PET塑膠基材上，由於達成最佳性能表現的薄膜厚度可達到250-300nm，在溶液塗布製程上具有良好的均勻性控制及再現性。PV2000所製作的單層元件熱穩定性可達110℃以上，於80℃/65％RH大氣測試環境下，無明顯劣化現象發生；模擬光源(1,000W/m2)元件穩定性測試大於20,000小時，相當於七年使用壽命。以狹縫塗布方式所完成PV2000:PC70BM的元件模組(有效面積23.7cm2)，經美國Newport認證可達7.56％。由於在光電轉換效率、製程加工性、製程可靠性及操作穩定性上獲得顯著的提升，PV2000無論在產品性能、價格及普遍應用性均可得到全方位的競爭優勢。PV2000是現有技術中的一種材料，該材料已經投放市場，如美商Polyera公司已經在銷售該材料。

優選地，還包括市電供應裝置，所述市電供應裝置與所述直流配電櫃3的輸入端連接。當光照不足，通過有機光伏電池列陣1獲得的電能不足以供給多個直流用電設備時，可以通過市電供應裝置進行補給，客戶使用體驗更好。

優選地，所述市電供應裝置內設有AC/DC轉換電路，該AC/DC轉換電路與所述儲能電池37連接。

優選地，所述光伏匯流箱2和/或所述直流配電櫃3上設有避雷裝置。

優選地，還包括一供電接口，所述供電接口與所述儲能電池37電連接。

優選地，所述直流用電設備包括但不限於低壓照明燈具、風扇、低壓消防電器、樓宇對講、報警器、傳感器組件以及室內監控系統。

優選地，所述傳感器組件包括煙霧傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、光敏傳感器中的一種或者多種。傳感器組件的設置可以用於檢測室內的環境指數，並與報警器連接用於發出相應的警報，提升家居的智能化程度。

優選地，所述有機光伏電池列陣1設置於牆體和/或玻璃窗和/或百葉窗上。

優選地，所述供電接口為USB接口，可以用於供直流設備充電使用。

優選地，還包括一電池保護裝置，與所述儲能電池37連接，用於當異常使用(例如短路)或是電池多度放電、過溫度等情況時，此裝置會自動切斷對負載端供電，保護電池和用電終端。由於其具體結構本領域技術人員應當知曉，故此處不再贅述。

還包括一智能控制系統，該智能控制系統包括一顯示裝置和一電池電量計算裝置，所述電池電量計算裝置用於計算儲能電池37所存儲的電能(電池電量計算裝置為現有技術中已有的技術手段，故此處不再贅述，本領域技術人員應當知曉)，所述顯示裝置用於顯示儲能電池37所存儲的電能。該顯示裝置優選為智能終端，如智慧型手機、平板、計算機等。通過實時檢測電池電量，有效智能地對電能進行記錄、使用及分配管理，進一步提升了家居用電的智能化程度。

本實施例所述的新型有機光伏低壓供電系統，通過使用新型的有機光伏電池列陣1，較傳統的光伏電池來說可以大幅度提高光能利用率。而且由於將直流電直接供給直流用電設備使用，無需使用交直流轉換電路，無需功率轉換，因而也就避免了功率損失，提高了電能利用率。而且當光照不足，通過有機光伏電池列陣1獲得的電能不足以供給多個直流用電設備時，可以通過市電供應裝置進行補給，客戶使用體驗更好。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。