[發明專利]一種太陽電池發電演示儀器

無效

• 申請號: 200810219059.4
• 申請日: 2008-11-12
• 公開（公告）號: CN101414418A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 鄧幼俊;王丙祥;沈輝
• 申請（專利權）人: 中山大學;北京依奧星科技開發有限公司
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00;G09B27/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司
• 代理人: 李海波

技術領域

本發明涉及太陽能光電利用領域，具體涉及一種太陽電池發電演示儀器。

背景技術

太陽電池是指將太陽輻射能直接轉換成電能的一種器件。自1954年發明太陽電池至今，太陽電池的應用已經進入高速增長時期，近些年的年增長率均超過50％。

標志太陽電池發電能力大小的指標是發電效率。人們研制不同的材料或工藝來制作的各種不同類型的太陽電池，其最主要的目的是提高發電效率，或者說是提高太陽電池吸收和利用太陽能的效率。在具體應用時，必須盡可能地使太陽光線垂直入射到太陽電池，以提高太陽電池的發電效率和總發電量。

然而在一般情況下，太陽電池總是在固定的地點進行固定的安裝，如固定式的太陽光伏電站。因為地球自轉，太陽每天東升西落，導致入射到太陽電池的太陽輻射能量存在周日變化。地球圍繞太陽公轉，導致入射到太陽電池的太陽輻射能量存在周年變化。

傳統的太陽電池發電演示裝置，都是僅僅演示太陽電池能夠發電(如點亮一個小燈泡)，不能演示太陽輻射的周日和周年變化，當然就不能演示太陽電池周年發電量的變化及其原理。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽電池發電演示儀，該儀器能夠演示太陽電池發電，同時還可以演示太陽輻射的周日和周年變化。

本發明提供的一種太陽電池發電演示儀器，包括有地球模型、模擬太陽、地球繞太陽運動的模擬軌道(即模擬黃道)、機械機構和電氣控制機構，所述地球模型上設置有太陽電池和太陽電池指示燈，所述機械機構包括公轉機構、地軸機構和自轉機構，所述電氣控制機構通過接口控制公轉機構、地軸機構和自轉機構的運動而帶動地球模型繞模擬太陽按照日地關系在地球繞太陽運動的模擬軌道上進行模擬運動。

本發明提供的太陽電池發電演示儀器還包括有基座、中心軸和外殼，所述外殼設置在基座的上部，所述地球繞太陽運動的模擬軌道設置在外殼上，所述中心軸穿過外殼后垂直固定在基座上，所述公轉機構設置在中心軸上并可繞所述中心軸轉動，所述地軸機構安裝在所述公轉機構上，并且支撐所述的自轉機構，所述的公轉機構、地軸機構和自轉機構分別與各自的驅動電機相連，通過各自的驅動電機驅動，所述模擬太陽設置在所述中心軸的頂端，所述地球模型安裝在所述自轉機構上。

本發明所述的太陽電池設置在所述地球模型的外表面，其位置與所述模擬太陽的位置相適配，用于接收模擬太陽的輻射能量而產生電能，驅動太陽電池指示燈。

本發明所述太陽電池指示燈為LED燈，LED指示燈由太陽電池所發的電能直接驅動點亮。

本發明所述電氣控制機構包括控制計算機、電源箱和演示機構，所述控制計算機通過接口與演示機構連接，電源箱分別與控制計算機及演示機構電連接并向控制計算機及演示機構提供電源。

本發明所述電氣控制機構的主要工作包括有數據采集、地球自轉及其定位和角度校準、地球公轉及其定位和角度校準、手動定位以及遙控操作。

本發明太陽電池發電演示儀器能夠演示太陽電池發電，演示太陽輻射的周日和周年變化，以及由此導致的太陽電池周年發電量的變化及其原理，同時可以演示其它的天文相關知識。參觀者可以親自參與，以手動方式改變儀器的狀態，并分析顯示結果，從而對太陽能光伏發電等相關知識具有更深刻的認識。本發明太陽電池發電演示儀器是非常好的太陽能光伏轉換及天文科普儀器。

附圖說明

圖1為本發明太陽電池發電演示儀器的結構示意圖；

圖2是圖1中的A向局部放大圖；

圖3為實施例之地球模型在夏至位置時的日地相對位置示意圖；

圖4為實施例之地球模型在冬至位置時的日地相對位置示意圖；

圖5為本發明的電氣控制機構的原理框圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發明太陽電池發電演示儀器，包括有地球模型8、模擬太陽4、地球繞太陽運動的模擬軌道18、機械機構和電氣控制機構。地球模型8上設置有太陽電池7和太陽電池指示燈9，太陽電池指示燈9采用LED燈，LED指示燈由太陽電池所發的電能直接驅動點亮。機械機構包括公轉機構、地軸機構和自轉機構，電氣控制機構通過接口控制公轉機構、地軸機構和自轉機構運動而帶動地球模型8繞模擬太陽4按照日地關系在地球繞太陽運動的模擬軌道18上進行模擬運動。