本發明涉及電子產品和儲能設備應用,具體是一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法。
背景技術:
科技發達的當今社會,電子設備智能化,易用化,環保化,催生了綠色能源的高效應用。為了促進電子設備能夠更好的服務人類生活,一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法將能夠源源不斷的收集,儲存,提供電能,讓微型電子設備進入“永生”模式,超長時間的自動提供智能化服務。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法,包括太陽能電池板、控制開關、升降壓電路、高頻天線、高頻交流轉直流電路和充電儲能模塊,所述太陽能電池板分別連接升降壓電路和控制開關,控制開關還連接充電儲能模塊,升壓電路的輸出端連接充電儲能模塊,充電儲能模塊還輸出電壓到鋰電池或超級電容中,所述高頻天線接收電磁波并傳輸到轉換模塊,轉換模塊將高頻信號轉成直流電能信號并傳輸到鋰電池或超級電容中。
作為本發明進一步的方案:所述太陽能電池板選用柔性超薄材質,厚度在0.5mm至10mm內,長寬尺寸在20mm至500mm內。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:本發明提供一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法及裝置,基本不需要人員過多參與而使得智能電子設備持續工作,給人類生活以更舒適的體驗。
附圖說明
圖1是本發明一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法實施一例摘要圖;
圖2是本發明一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法實施一例流程圖;
圖3是本發明一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法實施一例的電路原理圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明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發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,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,都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1,本發明實施例中,一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法,所述方法包括:小型化太陽能電池板,特別選用柔性超薄材質設計,厚度在0.5mm至10mm內,長寬尺寸在20mm至500mm內,確保可以以最小的面積輸出足夠電能。依據太陽能電池材料特性及iv曲線,優先將電池晶體布局以并聯方式選擇,輸出最高開路電壓控制在5.5v內確保滿足設計方法應用的前提下輸出最大的電流,電流范圍會在0至200ma內,滿足小型化應用。當太陽光線充足的情況下,太陽能電池板輸出能量充足,電壓達到4.6v至5.5v,通過比較開關電路,將電能輸出到自適應充電模塊,以便給儲能設備鋰電池或超級電容補充能量。當太陽光線弱的情況下,太陽能電池板輸出能量偏低,電壓達到0.8v至4.6v通過比較開關電路,將電能輸出到升降壓模塊將電壓穩定到4.4v,將電能輸出到自適應充電模塊,以便給儲能設備鋰電池或超級電容補充能量。當無太陽光線或者太陽光線不足情況下,太陽能電池板輸出電壓低于0.8v,不能夠提供足夠能量補充到儲能設備,此時電磁波能量收集電路會工作,主要收集空間中900mhz至2.4ghz高頻信號,將此能量直接輸出為電能,給儲能設備鋰電池或超級電容補充能量,充電電流會在0至50ma內。當空間中900mhz至2.4ghz信號強度較弱,為了保證足夠大的電磁波能量,可以在固定空間位置架設小型高頻信號發射源功率在2w至10w內,滿足應用設備在固定位置附近可以正常使用電磁波能量存儲為電能。
當儲能設備能量充滿以后,整個系統將進入待機模式,確保系統安全。
本發明的工作原理是:如圖2所示,本發明一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法一個實例包括了圖3電路應用于寵物智能定位設備,包括:
太陽能及電磁波能量存儲電路模塊安裝在小型智能寵物定位項圈,此定位項圈通過gps和基站進行位置判定,并通過2g/3g/4g網絡上傳數據到平臺,寵物主人可以通過網絡平臺獲取寵物每天運動軌跡和實時位置信息。此定位項圈內置鋰電池容量為1000mah,產品待機電流小于2ma,產品定位上傳數據時電流小于300ma,平均1分鐘定位上傳一次數據,定位上傳數據完成時間為5s,則一天平均耗電小于644mah(公式計算:(300*5+2*55)/60*24),如果增加重力加速度檢測判斷功能可以在定位項圈移動范圍不大的情況下減少定位和上傳的頻率,一天平均耗電有機會小于200mah,則此產品電池滿電情況下可以持續工作5天時間。
如圖2步驟1,當每天寵物帶著項圈出去戶外活動8小時,平均陽光充足時間1小時,充電電流200ma;陽光一般時間6小時,充電電流100ma;陽光較弱時間1小時,充電電流50ma;則一天太陽能電池板可以給電池充電850mah.中國地理版圖統計數據年平均日照時間為4小時,則最終評估太陽能電池板可以給定位項圈電池充電425mah.基本滿足此產品設計應用需求,定位項圈可以長期正常工作。
如圖2步驟2,當每天寵物帶著項圈呆在室內,平均時間8小時,會在寵物居所附近安置固定高頻定向信號發射源,發射源自動檢測到寵物項圈靠近時,會啟動功率發射,使得定位項圈通過電磁波能量存儲模塊獲取到電能給鋰電池充電,當定位項圈距離功率發射源距離在1米左右時,發射源高頻信號功率為5w,最終轉換到電池上的充電電流有5ma,則一天電磁波能量模塊可以給定位項圈鋰電池充電40mah。
如圖3所示,本發明一種微型高效太陽能及電磁波能量存儲為電能的方法一個實例電路,包括:
太陽能供電:通過太陽能電池板將太陽光能量轉化為電能,輸出能力最大電壓5.5v;最大電流200ma;預計外形尺寸270mm*40mm*0.7mm;
升降壓電路:將太陽能電池板輸出電壓經過整形電路,穩定到4.4v電壓,最大輸出電流可達到1000ma;預計外形尺寸15mm*15mm*2mm;
充電儲能電路:自適應充電管理電路,采用功率守恒原理和鋰電池充電特性設計的充電模塊,可以給鋰電池進行充電,充電電流自動調整范圍1ma至600ma,最大充電截止電壓可設置為4.2v至4.35v;預計外形尺寸10mm*10mm*2mm;
保護電路:鋰電池電芯保護電路,避免過充,過放,過壓,過流等異常導致電芯有發熱燃燒的危險,對儲能設備做好安全可靠的保護。預計外形尺寸10mm*6mm*2mm;
高頻信號轉直流電能:高頻空間信號收集模塊,通過天線耦合,將900mhz手機信號收集,并通過整流電路,將之轉化為直流電能,附上穩壓電路,將輸出電壓穩定在4.2v,單個模塊最大輸出電流能力50ma;預計外形尺寸20mm*15mm*2mm;
自動控制電路:自動優化控制電路,依據收集能量大小以及電池實際儲能情況,選擇最優的充電方式,可以擴展提升效率和電路的穩定性。