[实用新型]高效太阳能电动自行车发电装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种高效太阳能电动自行车发电装置。

二、背景技术

电动自行车在各城市中数量日益增多，但也存在相应问题：一、充一次电只能跑50-70公里，很不方便，尤其是在郊外充电不便时；二、电池长期处于放电状态，寿命只有一年多就需更换，价格贵，成本高，现有的电动自行车发电装置，安装于车后轮，仅能在下坡时(电动机不起作用)发电，如摩擦发电等发电量小，作用不大。现有太阳能电池光电池效率低、价格贵；染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义，以前都是基于二维的平面结构，从而限制了此类光电池效率的进一步提高。从物理学的角度来看，以纳米线为基础的二维染料太阳能电池的表面面积较小，从而限制了染料的加载和对太阳光的吸收。增加纳米线的长度可以增大表面积，但纳米线的长度受到材料制备和电子扩散长度的限制。

三、发明内容

一种高效太阳能电动自行车发电装置，由电动自行车发电装置、三维染料太阳能电池组成，其特征在于电动自行车前轮中心部位设置有汽车用大功率发电机，齿轮转动装置及开关电源，在电动车运行时，将前轮转动转换为36V直流电，对蓄电池充电；包括：汽车用发电机；发电机转子齿轮；齿轮安装于发电机转子上；中间传动齿轮；前轮内侧齿轮；前轮；车前轴；设置有直流——高频方波变换电路：用以将12V直流变换为高频方波；高频变压器：用以将高频方波变换为38V电压；2极管桥式整流电路：用以整流输出36V直流电压；前轮内沿齿轮与发电机转子齿轮的转速比为1∶20，发电机设置有固定外盘，车前轴固定外盘上；电动自行车前部设置有太阳能电池板，太阳能电池结构为光纤和纳米线混合结构的三维染料太阳能电池结构，包括光纤和垂直生长于光纤表面的氧化锌纳米线阵列，入射光在光纤内传播过程中多次反射，入射光会通过氧化锌纳米线与其表面附着的染料相互作用，从而大大增加了对光线的吸收以及光电子的输运效率；多束光纤并联使用，蓄电池的输入端接太阳能电池，太阳能电池的正极输出端串联有二极管；使电动车行程显著加大，并延长了蓄电池寿命。

四、附图说明

图1为电动自行车发电装置结构原理图。

图2为光纤和纳米线混合结构的三维染料太阳能电池结构图。

五、具体实施方式

下面结合附图进一步说明：在图1中，1为汽车用发电机；2为发电机转子齿轮(齿轮安装于发电机转子上)；3为中间传动齿轮；4为前轮内侧齿轮；5为前轮；6为车前轴；7为三维染料太阳能电池。在图2中1为光线；2为光纤；3为垂直生长于光纤表面的氧化锌纳米线阵列。本实用新型将市场现有产品大功率汽车发电机(14V350W等)、开关电源(用以将发电机输出电压变换为电动自行车所需电压)及齿轮转动装置有机结合，达到发电目的。自行车前轮转动时，通过中间齿轮带动发电机转子转动，发电机输出14V三相交流电压，经整流后(发电机自带电路)，直流输出12V直流电压，经开关电源变换为36V直流电压。开关电源为市场现有产品，设置有直流——高频方波变换电路(用以将12V直流变换为高频方波)；高频变压器(用以将高频方波变换为38V电压)；2极管桥式整流电路(用以整流输出36V直流电压)。前轮内沿齿轮与发电机转子齿轮的转速比为1∶20，发电机设置有固定外盘，车前轴固定外盘上。