[发明专利]一种用于高空气球的串列式太阳能电池阵列装置

说明书

本发明公开一种用于高空气球的串列式太阳能电池阵列装置，包括高空气球球体、吊舱、太阳能电池阵列和调整机构；所述吊舱设置于所述高空气球球体下部，所述太阳能电池阵列与所述吊舱连接，所述调整机构设置于所述吊舱上，用于控制所述太阳能电池阵列的结构状态；所述太阳能电池阵列包括太阳能发电板形成的若干太阳能子阵，所述太阳能子阵通过连接组件实现串列式排布；本发明太阳能发电板装置能够降低对框架强度的要求，以减小重量；并可以实现在不同时间段采集太阳能功率的最大化。

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，具体涉及一种用于高空气球的串列式太阳能电池阵列装置。

背景技术

高空气球是一种无动力推进装置和缆绳约束，通过风力和静浮力(由气囊内的浮升气体产生，浮升气体通常为氦气)作用下自由漂浮的浮空器。

高空气球一般需要长时间留在高空工作，其驻空时间可达到数天甚至数月。在没有地面补给的情况下，气球上的有效载荷和服务载荷需要足够的能源来维持其长时间工作。由于滞空时间长、燃料电池重量大等原因，考虑到高空太阳辐射强度很强，因此，可以采用太阳能发电板将太阳能转化为电能作为高空浮空器的能源。目前，高空气球设计中主要是采用太阳能电池和储能电池联合供电的方式。白天日照充足时将太阳能转化为昼夜飞行过程中的所需能源，并将部分能源通过储能电池子系统存储起来，夜晚通过储能电池放电，这样就可以保证气球能在高空长时间工作而不需要地面提供额外的能量。

现有高空气球的太阳能电池阵列装置通常将薄膜太阳能发电板安装在囊体顶部。这种安装的方法对球体的顶部半径以及太阳能发电板的柔性提出比较高的要求，要求球体的体积不宜太小，且要求太阳能发电板的柔性较大。在气球充气过程中，太阳能发电板易损坏。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种用于高空气球的串列式太阳能电池阵列装置，包括高空气球球体、吊舱、太阳能电池阵列和调整机构；所述吊舱设置于所述高空气球球体下部，所述太阳能电池阵列与所述吊舱连接，所述调整机构设置于所述吊舱上，用于控制所述太阳能电池阵列的结构状态；所述太阳能电池阵列包括太阳能发电板形成的若干太阳能子阵，所述太阳能子阵通过连接组件实现串列式排布。

较佳的，所述太阳能电池阵列还包括安装框架、纵横支架和储能装置，所述连接组件包括框架缆绳和钢索，所述太阳能发电板设置于所述安装框架上，所述储能装置设置于所述吊舱内；所述太阳能子阵通过导线和所述储能装置连接；两所述安装框架通过所述纵横支架活动连接，两所述安装框架均可绕对应的所述纵横支架转动，所述安装框架通过所述框架缆绳与所述调整机构连接，所述纵横支架通过所述钢索与所述吊舱连接。

较佳的，所述导线缠绕在所述钢索上。

较佳的，所述调整机构包括电机、电机支撑杆、滚动轴，所述电机和所述滚动轴安装在所述电机支撑杆上，所述滚动轴为所述电机的输出轴，所述电机支撑杆安装在所述吊舱的两垂直对应的侧面上。

较佳的，每个所述框架拉绳的一端连接在所述滚动轴上，所述安装框架通过所述框架缆绳与所述电机的输出轴连接。

较佳的，所述太阳能电池阵列还包括竖直发电板，所述竖直发电板设置于所述吊舱的侧壁上。

较佳的，所述太阳能子阵的数量设置为2-5个。

较佳的，所述用于高空气球的串列式太阳能电池阵列装置还包括太阳能发电测试系统，所述太阳能发电测试系统与所述对太阳能子阵、所述调整机构连接，所述太阳能发电测试系统对各个所述太阳能子阵的输出特性进行检测，并控制所述调整机构调节所述太阳能电池阵列的结构状态。

较佳的，当所述太阳能发电测试系统检测到所述太阳能电池阵列发电功率小于功率门限时，通过调整两所述安装框架之间的角度使得各所述太阳能子阵接收太阳能的面积最大。