一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的LED光源的制作方法

一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源
技术领域
1.本发明涉及太阳能光伏技术，具体涉及一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源。


背景技术：

[0002][0003]
led太阳能路灯以太阳辐射能作为能源，白天利用光伏板将太阳能转化成电能，给蓄电池进行充电，晚上蓄电池给led光源供电照明使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。led太阳能路灯的光伏板一般与路灯一起固定在路灯杆上，但是现有的太阳能光伏led光源在使用过程中由于使用环境的不同，太阳能光伏组件的使用寿命也不相同，从而导致在对太阳能光伏组件进行维修时，都是当太阳能光伏组件出现问题后在进行维修，不利于设备检修。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，以解决现有技术中在对太阳能光伏组件进行维修时，都是当太阳能光伏组件出现问题后在进行维修，不利于设备检修的问题。
[0005]
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，包括透光薄膜、太阳能光伏组件以及led光源，所述太阳能光伏组件包括：
[0006]
太阳能电池板组，用于将太阳能转换为电能；
[0007]
接线盒，用于将太阳电池电路与外部线路连接；
[0008]
稳压模块，用于接收接线盒的电信号，并对电信号进行稳压处理；
[0009]
蓄电池组，用于通过多个蓄电池对电能进行存储；
[0010]
充电分配模块，用于接收稳压模块发出的稳压后电信号，并将电信号分配至不同蓄电池内；
[0011]
供电控制模块，用于控制led光源所需的电能；
[0012]
光伏组件寿命预测单元，用于收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测；
[0013]
警告单元，用于对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警报；
[0014]
稳压保护模块，用于对输入led光源的电能进行稳压保护。
[0015]
进一步地，所述光伏组件寿命预测单元包括：
[0016]
环境灰尘状况模拟模块，用于采集放置光伏组件环境的灰尘状态；
[0017]
光伏组件灰尘处理模块，用于根据环境灰尘状况采集模块模拟的环境灰尘数据对光伏组件发电量进行模拟；
[0018]
温差采集模块，用于采集放置光伏组件环境的温差变化；
[0019]
风速采集模块，用于采集放置光伏组件环境的风速数据；
[0020]
光伏面太阳辐射总量，用于采集光伏组件中光伏面太阳辐射总量，所述太阳辐射总量为太阳直射辐射量、太阳散射辐射量以及地面反射辐射量之和；
[0021]
光伏组件温度检测模块，用于检测光伏组件工作时自身温度变化；
[0022]
电能衰减检测模块，用于检测光伏组件的工作电能衰减率；
[0023]
寿命预测单元，用于预测光伏组件的使用寿命。
[0024]
进一步地，所述光伏组件灰尘模拟模块的具体工作方法为：
[0025]
a1，仿真模型设计；
[0026]
a2，仿真模型的环境与材料的基本物性参数设置；
[0027]
a3，湍流风场模型建立；
[0028]
a4，采用离散随机游走模型模拟了由湍流瞬时波动引起的颗粒湍流扩散；
[0029]
a5，建立灰尘颗粒的运动方程。
[0030]
进一步地，所述电能衰减检测模块的具体工作方法为：
[0031]
b1，采集光伏组件当前环境参数以及光伏组件出厂参数；
[0032]
b2，建立修正系数补偿模型以及功率预测模型；
[0033]
b3，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入修正系数补偿模型中，得出当前环境下理论最大功率点功率p1；
[0034]
b4，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入功率预测模型中，得出当前环境下最大预测功率点功率p2；
[0035]
b5，取理论最大功率点功率p1和最大预测功率点功率p2的平均值代表理论功率p
理
；
[0036]
b6，采集实际的最大功率点功率记为p
实
；
[0037]
b7，计算电能衰减率。
[0038]
进一步地，所述寿命预测单元的具体工作方法为：
[0039]
c1，建立光伏组件性能退化率预测模型；
[0040]
c2，光伏组件温度、有效相对湿度、紫外线辐射量以及温差之间的权重比值；
[0041]
c3，将步骤c2中的权重比值带入步骤c1建立的光伏组件性能退化率预测模型中；
[0042]
c4，设置光伏组件性能失效阈值；
[0043]
c5，结合步骤c4中的失效阈值与步骤c3中的结果进行结合得出光伏组件的预测寿命。
[0044]
进一步地，所述透光薄膜包括前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃，所述前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃相对面均设置有pvb膜片，多个所述pvb膜片相对面通过cdte芯片固定连接。
[0045]
与现有技术相比，本发明提供的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，通过光伏组件寿命预测单元收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测，通过警告单元对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警报，通过稳压保护模块对输入led光源的电能进行稳压保护，这样设置不仅可以通过光伏组件寿命预测单元根据光伏组件的使用环境进行寿命预测，同时针对不同太阳能转换需求可以通过更换不同透光度的cdte芯片进行调整。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]
图1为本发明实施例提供的整体结构示意图。
具体实施方式
[0048]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
[0049]
请参阅图1，一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，包括透光薄膜、太阳能光伏组件以及led光源，太阳能光伏组件包括：
[0050]
太阳能电池板组，用于将太阳能转换为电能；
[0051]
接线盒，用于将太阳电池电路与外部线路连接；
[0052]
稳压模块，用于接收接线盒的电信号，并对电信号进行稳压处理；
[0053]
蓄电池组，用于通过多个蓄电池对电能进行存储；
[0054]
充电分配模块，用于接收稳压模块发出的稳压后电信号，并将电信号分配至不同蓄电池内；
[0055]
供电控制模块，用于控制led光源所需的电能；
[0056]
光伏组件寿命预测单元，用于收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测；
[0057]
警告单元，用于对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警报；
[0058]
稳压保护模块，用于对输入led光源的电能进行稳压保护。
[0059]
通过太阳能电池板组将太阳能转换为电能，并通过接线盒将太阳电池电路与外部线路连接，通过稳压模块接收接线盒的电信号，并对电信号进行稳压处理通过蓄电池组，通过多个蓄电池对电能进行存储，通过充电分配模块接收稳压模块发出的稳压后电信号，并将电信号分配至不同蓄电池内，通过供电控制模块控制led光源所需的电能，通过光伏组件寿命预测单元收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测，通过警告单元对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警，报通过稳压保护模块对输入led光源的电能进行稳压保护，这样设置不仅可以通过光伏组件寿命预测单元根据光伏组件的使用环境进行寿命预测，同时针对不同太阳能转换需求可以通过更换不同透光度的cdte芯片进行调整。
[0060]
光伏组件寿命预测单元包括：
[0061]
环境灰尘状况模拟模块，用于采集放置光伏组件环境的灰尘状态；
[0062]
光伏组件灰尘处理模块，用于根据环境灰尘状况采集模块模拟的环境灰尘数据对光伏组件发电量进行模拟；
[0063]
温差采集模块，用于采集放置光伏组件环境的温差变化；
[0064]
风速采集模块，用于采集放置光伏组件环境的风速数据；
[0065]
光伏面太阳辐射总量，用于采集光伏组件中光伏面太阳辐射总量，太阳辐射总量
为太阳直射辐射量、太阳散射辐射量以及地面反射辐射量之和；
[0066]
光伏组件温度检测模块，用于检测光伏组件工作时自身温度变化；
[0067]
电能衰减检测模块，用于检测光伏组件的工作电能衰减率；
[0068]
寿命预测单元，用于预测光伏组件的使用寿命。
[0069]
光伏组件灰尘模拟模块的具体工作方法为：
[0070]
a1，仿真模型设计；
[0071]
a2，仿真模型的环境与材料的基本物性参数设置；
[0072]
a3，湍流风场模型建立，其中湍流风的时间平均连续方程和动量方程可以表示为：
[0073][0074]
其中г、гk、г
ω
为速度u、湍动能k以及比耗散率ω的有效扩散系数；μ
t
为湍流粘性系数；gk、g
ω
为k、ω的产生项；d
ω
为交叉扩散项，yk、y
ω
为k、ω的耗散项；ρ为空气密度，p为压强；μ为分子粘性系数；s为平均应变率的张量模量；si、sk、s
ω
为各输送方程的自定义源项；
[0075]
a4，采用离散随机游走模型模拟了由湍流瞬时波动引起的颗粒湍流扩散；
[0076]
a5，建立灰尘颗粒的运动方程，其中灰尘颗粒的运动方程如下：
[0077][0078]
其中u
pi
是粒子速度；ι是粒子弛豫时间；cd是阻力系数；re
p
为颗粒雷诺数；s和cc分别为灰尘密度与空气密度的比值和坎宁安滑移校正系数；f
il
是升力；gi是重力加速度；ni(t)是单位质量的布朗力。
[0079]
电能衰减检测模块的具体工作方法为：
[0080]
b1，采集光伏组件当前环境参数以及光伏组件出厂参数；
[0081]
b2，建立修正系数补偿模型以及功率预测模型；
[0082]
b3，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入修正系数补偿模型中，得出当前环境下理论最大功率点功率p1；
[0083]
b4，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入功率预测模型中，得出当前环境下最大预测功率点功率p2；
[0084]
b5，取理论最大功率点功率p1和最大预测功率点功率p2的平均值代表理论功率p
理
；
[0085]
b6，采集实际的最大功率点功率记为p
实
；
[0086]
b7，计算电能衰减率，具体计算公式为p
衰
＝1-p
实
/p
理
。
[0087]
寿命预测单元的具体工作方法为：
[0088]
c1，建立光伏组件性能退化率预测模型，其中模型为：
[0089]
r＝k1t
mod
+k2rh
eff
+k3uv+k4δt+ξ，
[0090]
其中k1，k2，k3，k4为各影响因素的系数，ξ为常数项，t
mod
为模块温度，rh
eff
为有效相对湿度，uv为紫外线辐射量，
△
t为温差；
[0091]
c2，光伏组件温度、有效相对湿度、紫外线辐射量以及温差之间的权重比值，其中权重比值为：
[0092][0093]
c3，将步骤c2中的权重比值带入步骤c1建立的光伏组件性能退化率预测模型中，其中带入结果为：
[0094]
r＝a(α1t
mod
+α2rh
eff
+α3uv+α4δt)+ξ，
[0095]
式中：λ为不同环境下光伏组件性能退化因素扩大的倍数，ξ为常数项，α1，α2，α3，α4为光伏组件性能退化各影响因素之间的权重占比；
[0096]
c4，设置光伏组件性能失效阈值，设阈值为θ，其中0≦θ≦1；
[0097]
c5，结合步骤c4中的失效阈值与步骤c3中的结果进行结合得出光伏组件的预测寿命，则寿命预测公式为：
[0098]
§
＝(1-θ)/r。
[0099]
透光薄膜包括前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃，前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃相对面均设置有pvb膜片，多个pvb膜片相对面通过cdte芯片固定连接，其中前板钢化玻璃厚度及颜色接受定制，cdte芯片可根据需要选择10％，20％，40％，60％等不同透光度。
[0100]
工作原理：使用时，通过太阳能电池板组将太阳能转换为电能，并通过接线盒将太阳电池电路与外部线路连接，通过稳压模块接收接线盒的电信号，并对电信号进行稳压处理通过蓄电池组，通过多个蓄电池对电能进行存储，通过充电分配模块接收稳压模块发出的稳压后电信号，并将电信号分配至不同蓄电池内，通过供电控制模块控制led光源所需的电能，通过光伏组件寿命预测单元收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测，通过警告单元对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警，报通过稳压保护模块对输入led光源的电能进行稳压保护，这样设置不仅可以通过光伏组件寿命预测单元根据光伏组件的使用环境进行寿命预测，同时针对不同太阳能转换需求可以通过更换不同透光度的cdte芯片进行调整。
[0101]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，包括透光薄膜、太阳能光伏组件以及led光源，其特征在于，所述太阳能光伏组件包括：太阳能电池板组，用于将太阳能转换为电能；接线盒，用于将太阳电池电路与外部线路连接；稳压模块，用于接收接线盒的电信号，并对电信号进行稳压处理；蓄电池组，用于通过多个蓄电池对电能进行存储；充电分配模块，用于接收稳压模块发出的稳压后电信号，并将电信号分配至不同蓄电池内；供电控制模块，用于控制led光源所需的电能；光伏组件寿命预测单元，用于收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测；警告单元，用于对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警报；稳压保护模块，用于对输入led光源的电能进行稳压保护。2.根据权利要求1所述的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，其特征在于，所述光伏组件寿命预测单元包括：环境灰尘状况模拟模块，用于采集放置光伏组件环境的灰尘状态；光伏组件灰尘处理模块，用于根据环境灰尘状况采集模块模拟的环境灰尘数据对光伏组件发电量进行模拟；温差采集模块，用于采集放置光伏组件环境的温差变化；风速采集模块，用于采集放置光伏组件环境的风速数据；光伏面太阳辐射总量，用于采集光伏组件中光伏面太阳辐射总量，所述太阳辐射总量为太阳直射辐射量、太阳散射辐射量以及地面反射辐射量之和；光伏组件温度检测模块，用于检测光伏组件工作时自身温度变化；电能衰减检测模块，用于检测光伏组件的工作电能衰减率；寿命预测单元，用于预测光伏组件的使用寿命。3.根据权利要求1所述的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，其特征在于，所述光伏组件灰尘模拟模块的具体工作方法为：a1，仿真模型设计；a2，仿真模型的环境与材料的基本物性参数设置；a3，湍流风场模型建立；a4，采用离散随机游走模型模拟了由湍流瞬时波动引起的颗粒湍流扩散；a5，建立灰尘颗粒的运动方程。4.根据权利要求1所述的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，其特征在于，所述电能衰减检测模块的具体工作方法为：b1，采集光伏组件当前环境参数以及光伏组件出厂参数；b2，建立修正系数补偿模型以及功率预测模型；b3，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入修正系数补偿模型中，得出当前环境下理论最大功率点功率p1；b4，将当前环境参数以及光伏组件出厂参数输入功率预测模型中，得出当前环境下最
大预测功率点功率p2；b5，取理论最大功率点功率p1和最大预测功率点功率p2的平均值代表理论功率p
理
；b6，采集实际的最大功率点功率记为p
实
；b7，计算电能衰减率。5.根据权利要求1所述的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，其特征在于，所述寿命预测单元的具体工作方法为：c1，建立光伏组件性能退化率预测模型；c2，光伏组件温度、有效相对湿度、紫外线辐射量以及温差之间的权重比值；c3，将步骤c2中的权重比值带入步骤c1建立的光伏组件性能退化率预测模型中；c4，设置光伏组件性能失效阈值；c5，结合步骤c4中的失效阈值与步骤c3中的结果进行结合得出光伏组件的预测寿命。6.根据权利要求1所述的一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的led光源，其特征在于，所述透光薄膜包括前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃，所述前板钢化玻璃以及背板钢化玻璃相对面均设置有pvb膜片，多个所述pvb膜片相对面通过cdte芯片固定连接。

技术总结
本发明公开了一种基于透光薄膜太阳能光伏组件的LED光源，涉及太阳能光伏领域，包括透光薄膜、太阳能光伏组件以及LED光源，所述太阳能光伏组件包括：太阳能电池板组，用于将太阳能转换为电能；接线盒，用于将太阳电池电路与外部线路连接；该基于透光薄膜太阳能光伏组件的LED光源，通过光伏组件寿命预测单元收集环境信息，并根据环境信息对光伏组件寿命进行预测，通过警告单元对光伏组件寿命预测单元预测的光伏组件寿命低于阈值时进行警，报通过稳压保护模块对输入LED光源的电能进行稳压保护，这样设置不仅可以通过光伏组件寿命预测单元根据光伏组件的使用环境进行寿命预测，同时针对不同太阳能转换需求可以通过更换不同透光度的CdTe芯片进行调整。度的CdTe芯片进行调整。度的CdTe芯片进行调整。


技术研发人员：杨勇 周洋 鲍玉婷 马安涛 程霖 万立峰
受保护的技术使用者：无锡照明股份有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/10/6