CN101515605B - 锥状太阳能电力供应装置 - Google Patents

Abstract

一种锥状太阳能电力供应装置，包括有至少三片太阳能板构成一太阳能电力供应装置，各片太阳能板两两相邻配置，并以一中心轴线为中心呈一斜角度相邻配置，而构成一锥状太阳能板组。各片太阳能板相邻的侧边之间分别向外凸伸出有一预定长度的翼片，使锥状太阳能板组在受风力时产生旋转。

Description

锥状太阳能电力供应装置

技术领域

本发明是关于一种太阳能供电装置的设计，特别是关于一种锥状太阳能电力供应装置。

背景技术

公知的太阳能板是利用一固定架，以平置或固定一斜角度型式固设于楼顶预定位置或地面上，惟，上述公知的固定架皆为固定角度，而因地球本身的自转及绕行太阳的公转活动造成太阳光照射于太阳能板的入射角度会因纬度、四季乃至于每天的上下午时间而有所不同，因此，固定角度的太阳能板无法有效的接收各个不同入射角度的太阳光，在一天中只能于部分的向阳时间内作太阳能的有效集收并转换为电能储存，使得太阳能板的集光以转换电能的效益受到限制。为此，有关人士乃设计出各种可自动导向光源或追光的控制器，使太阳能板尽可能的面向太阳以提高其应用效益。

例如中国台湾新型专利第M317554号专利中，公开一种太阳能板追日支撑装置，主要是由控制箱和转动系统与支撑组及太阳能板架所构成；其中：控制箱，是指一种保护电子线路的装置，其控制系统可保护控制开关和时间控制装置等控制组件，在下雨时能保护控制组件与电子线路能正常运作不致受损；转动系统，经由马达转动传至差速机构，利用差速机构与转动轴相互连结转动，转动轴与相固定的支撑架枢接，并转动太阳能板架的照射角度；支撑组，由支撑架与支撑板和支撑柱所构成，支撑架顶端与太阳能板相互连接固定，支撑架底端与传动轴和支撑柱相联结，支撑板，装设在支撑柱侧边，以便置放马达，支撑柱装设在户外直接设置在地面上的支撑柱子；太阳能板架，是一种架设太阳能板的板架，太阳能板架与支撑架相固定，太阳能板架在时间控制装置的控制下，使差速机构转动，能依照预设的时间设定来转动差速机构，使太阳能板架转动，在固定好倾斜角度后将太阳能板装设在太阳能板架上。

然而，各种自动追日的太阳能板虽可自动调整其角度，但当风力强大时，其容易被强大的风力所损毁，且大部分的追光设计都偏向于机械式，需要在每一片太阳能板下设置两个马达才能使太阳能板达到角度的调整，故其成本偏高且保养维护不易。

再者，设置于太阳能板中的太阳能吸收芯片，其对太阳光转换成电能具有电流的饱和效应限制，无法完全对超饱和强度的太阳光作最佳转换，亦即其对超饱和强度太阳光的充分有效的完全转换并不理想，以致浪费许多超饱和强度的太阳光，故即使一片太阳能板可随时调整其角度而一直对准太阳光，尚无法使太阳能板发挥最佳的利用效益，因同一片太阳能板对阳光的吸收有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锥状太阳能电力供应装置，以吸收所有日照时间的太阳光并防止被风所吹毁，并节省成本和保养的时间，且以多片太阳能板轮流吸收太阳光来达到最佳的光能吸收利用效果，以提升太阳能装置的供电效能。

为实现上述目的，本发明提供的锥状太阳能电力供应装置，包括有至少三片太阳能板构成一太阳能电力供应装置，其中，各片太阳能板两两相邻配置，并以一中心轴线为中心呈一斜角度相邻配置，而构成一锥状太阳能板组。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一中心轴柱，设置于该锥状太阳能板组的内部空间中，该中心轴柱包括有一内轴和一外轴，该内轴和该外轴为中空管状，该内轴设置于该外轴的内部空间中，该内轴的外环面和该外轴的内环面之间具有一预留空间，该内轴固定不转动，该外轴可绕着该内轴转动，且该外轴经由一连结结构连结于各片太阳能板。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中各片太阳能板相邻的侧边之间分别向外凸伸出有一预定长度的翼片，以增加该锥状太阳能板组的受风面积并使该锥状太阳能板组在受风力时产生旋转。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中各片太阳能板的一侧边位于相邻的太阳能板的内侧，使该锥状太阳能板组本身在受风力时产生旋转。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一旋转电路板，设置于该锥状太阳能板组的内部空间中且邻近于该锥状太阳能板组的顶端，该内轴的顶部向上凸伸出于该外轴的顶部一预定距离，该内轴的顶面设置有一固定板，该固定板的顶面设置有一呈中空管状的延伸轴，该固定板开设有一开孔，该开孔的位置恰对应于该内轴的顶端的开口和该延伸轴的底端的开口，该延伸轴的顶端设置有一固定电路板，该固定电路板和该旋转电路板之间具有一预定距离，该旋转电路板和该锥状太阳能板组之间连接有一第一导线组，该旋转电路板和该固定电路板之间连接有一对导电接触片，该第一导线组连接于该对导电接触片，该固定电路板的底面连接有一第二导线组，该第二导线组连接于该对导电接触片和一太阳能板控制器。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一避雷针，设置于该锥状太阳能板组的顶端，该旋转电路板和该避雷针之间连接有一第一避雷线，该旋转电路板和该固定电路板之间还连接有一避雷线接触片，该固定电路板的底面还连接有一第二避雷线，该避雷线接触片连接于该第一避雷线和该第二避雷线，该第二避雷线连接于接地金属桩。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一传动机构和一齿轮组，该传动机构设置于该连结结构上，该齿轮组连结于一转轴，该转轴连结于该传动机构，该锥状太阳能板组罩覆于该传动机构和该齿轮组。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一皮带弹力调节器，该皮带弹力调节器连结于该齿轮组。

所述的锥状太阳能电力供应装置，其中还包括一第一轴向轴承机构和两个第二轴向轴承机构，且该外轴向下凸伸出于该连结结构的底部而形成一突出结构，该内轴向下凸伸出于该突出结构而形成一凸伸部，该内轴的凸伸部底端的外环面结合有一固定底座，该第一轴向轴承机构设置于该固定底座、该外轴的突出结构和该内轴的凸伸部的外环面之间，其中一个第二轴向轴承机构设置于该内轴的凸伸部的外环面和该外轴的突出结构的内环面之间且位于该第一轴向轴承机构上方邻近位置，另一个第二轴向轴承机构设置于该外轴的顶部的内环面和该内轴的顶部的外环面之间。

本发明具有的功效是：

经由本发明所采用的技术手段，各片太阳能板分别面向不同的方向，故太阳于不同时间所投射的不同角度的阳光可由面向于太阳的太阳能板来吸收，使得所有日照时间的太阳光皆可为本发明所吸收并转换为电能，并不需设置马达来调整太阳能板的角度，可节省成本和保养的时间，并且各片太阳能板是两两相邻配置而构成一锥状太阳能板组，不易被风力所吹毁。

尤其锥状太阳能板组本身在受风力时是可旋转，以利用其各片太阳能板来轮流吸收太阳光，使得各片太阳能板中的太阳能吸收芯片对阳光的吸收转换效能为最佳，可突破目前太阳能装置的供电限制并加倍提高所供应的电力。此外，当风力强大而使得锥状太阳能板组转速过快时，齿轮组可限制锥状太阳能板组在一定速度范围内作缓慢转动而具有煞车的效果。

附图说明

图1是本发明锥状太阳能电力供应装置第一实施例的立体图；

图2是本发明锥状太阳能电力供应装置第一实施例的内部结构示意图；

图3是本发明中的固定电路板和旋转电路板的断面图以及其连接导线的示意图；

图4是本发明中的旋转电路板的顶视图；

图5是本发明中的固定电路板的顶视图；

图6是本发明中的中心轴柱及其周边连结构件的剖视示意图；

图7是本发明锥状太阳能电力供应装置的电路图；

图8是本发明锥状太阳能电力供应装置第二实施例的立体图。

附图中主要组件符号说明：

100、200锥状太阳能电力供应装置

1锥状太阳能板组

1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h太阳能板

101支架

11翼片

12连结结构

12a、12b连结支架组

13太阳能板1g的内侧面

14a、14b第一导线组

2避雷针

21第一避雷线

22连接单元

3中心轴柱

31内轴

31a延伸轴

311凸伸部

32外轴

321突出结构

4固定底座

41传动机构

411皮带盘

412皮带

42齿轮组

43转轴

431皮带轮

44皮带弹力调节器

51第一轴向轴承机构

52a、52b第二轴向轴承机构

53固定板

531开孔

6固定电路板

61第一电路

62第二电路

63第三电路

64第二避雷线

65a、65b第二导线组

651a、651b蓄电导线组

7旋转电路板

71、72、73螺丝组

74避雷线接触片

75a、75b导电接触片

8太阳能板控制器

9蓄电装置

A第一轴向

B第二轴向

I中心轴线

II旋转方向

具体实施方式

本发明为解决公知技术的问题所采用的技术手段，是提供一种锥状太阳能电力供应装置，将至少三片太阳能板彼此两两相邻配置，且各片太阳能板是以一中心轴线为中心呈一斜角度相邻配置，而构成一锥状太阳能板组。

于本发明的较佳实施例中，锥状太阳能电力供应装置包括一中心轴柱，设置于锥状太阳能板组的内部空间中，中心轴柱包括有一内轴和一外轴，内轴和外轴为中空管状，内轴设置于外轴的内部空间中，内轴的外环面和外轴的内环面之间具有一预留空间，内轴固定不转动，外轴可绕着内轴转动，且外轴经由一连结结构连结于各片太阳能板的内侧面。各片太阳能板相邻的侧边之间分别向外凸伸出有一预定长度的翼片，以增加锥状太阳能板组的受风面积并使锥状太阳能板组在受风力时产生旋转。并且本发明还可包括一传动机构和一齿轮组，传动机构设置于连结结构上，齿轮组连结于一转轴，转轴连结于传动机构，锥状太阳能板组罩覆于传动机构和齿轮组。

本发明所采用的具体实施例，将由以下的实施例及附图作进一步的说明。

参阅图1所示，其显示本发明锥状太阳能电力供应装置的第一实施例。本发明锥状太阳能电力供应装置100包括有四片太阳能板1a、1b、1c、1d，太阳能板1a、1b、1c、1d两两相邻配置，并以一中心轴线I为中心呈一斜角度相邻配置，而构成一锥状太阳能板组1。锥状太阳能板组1可接收不同时间的太阳所投射的不同角度的阳光(例如可接收上午十点的太阳光亦可接收下午三点的太阳光)，所以在所有日照的时间皆可产生电力。

各片太阳能板1a、1b、1c、1d相邻的侧边之间分别向外凸伸出有一预定长度的翼片11。另外，较佳地，可在锥状太阳能板组1的顶端设置一避雷针2。

请同时参阅图2所示，其显示移除本发明中的一片太阳能板后本发明的第一实施例的内部结构示意图。本发明锥状太阳能电力供应装置100包括一中心轴柱3，设置于锥状太阳能板组1的内部空间中。

中心轴柱3包括有一内轴31和一外轴32，内轴31和外轴32为中空管状(参阅图6)，内轴31设置于外轴32的内部空间中，内轴31的外环面和外轴32的内环面之间具有一预留空间，内轴31是固定不转动，外轴32可绕着内轴31转动，且外轴32经由一连结结构12连结于各片太阳能板1a、1b、1c、1d的内侧面，使得锥状太阳能板组1可以中心轴柱3为中心而旋转。翼片11可增加锥状太阳能板组1的受风面积并使锥状太阳能板组1在受风力时产生旋转。

于本实施例中，连结结构12包括有两组连结支架组12a、12b。连结支架组12a连结于外轴32的顶部的外环面和锥状太阳能板组1的内侧面，连结支架组12a包括八支支架(此侧视图仅能看见两支)，八支支架构成一米字形。连结支架组12b连结于外轴32的底部的一突出结构321和锥状太阳能板组1的内侧面，连结支架组12b同样包括八支支架(此侧视图仅能看见两支)，八支支架亦构成一米字形，且八支支架之间形成有八个镂空区域，并在连结支架组12b的底缘设置有一轻薄板(图中未示)，轻薄板覆盖住八支支架之间所形成的镂空区域，且轻薄板的选定位置开设有复数个通风孔，以使空气流通。

内轴31的顶部向上凸伸出于外轴32的顶部一预定距离，内轴31的顶面设置有一固定板53，固定板53的顶面设置有一呈中空管状的延伸轴31a，固定板53开设有一开孔531，开孔531的位置恰对应于内轴31的顶端的开口和延伸轴31a的底端的开口。

本发明锥状太阳能电力供应装置100还包括有一传动机构41和一齿轮组42，锥状太阳能板组1罩覆于传动机构41和齿轮组42。传动机构41包括一皮带盘411和一皮带412，传动机构41的皮带盘411设置于连结结构12的连结支架组12a上的中央位置。齿轮组42中的齿轮连结于一转轴43，转轴43包括有一皮带轮431，皮带412套设于皮带盘411和转轴43的皮带轮431上，而使得齿轮组42由转轴43和皮带轮431连结于传动机构41。当风力强大使得锥状太阳能板组1的转速过快时，齿轮组42可限制锥状太阳能板组1在一定速度范围内作缓慢转动而具有煞车的效果。

且固定板53的选定位置设置有一皮带弹力调节器44，皮带弹力调节器44连结于齿轮组42，当皮带412的弹性减弱时皮带弹力调节器44可调节皮带412的弹力。

请同时参阅图2和图3所示，锥状太阳能板组1的内侧面于靠近锥状太阳能板组1顶端的位置设置有四根支架101(此侧视图仅能看见一根)，支架101的底缘设置有一旋转电路板7(即旋转电路板7位于锥状太阳能板组1的内部空间中且邻近于锥状太阳能板组1的顶端)，延伸轴31a的顶端设置有一固定电路板6，固定电路板6和旋转电路板7之间具有一预定距离。旋转电路板7和锥状太阳能板组1之间连接有一第一导线组14a、14b，旋转电路板7和固定电路板6之间连接有一对导电接触片75a、75b和一避雷线接触片74，第一导线组14a、14b连接于导电接触片75a、75b，固定电路板6的底面连接有一第二导线组65a、65b和一第二避雷线64，第二导线组65a、65b分别连接于导电接触片75a、75b且穿过延伸轴31a的顶部所开设的孔洞而连接于一太阳能板控制器8，太阳能板控制器8设置于固定板53的顶面。并且，旋转电路板7和避雷针2之间连接有一第一避雷线21，避雷线接触片74连接于第一避雷线21和第二避雷线64，而第二避雷线64连接于一接地金属桩。其中导电接触片75a、75b和避雷线接触片74可为碳刷，且旋转电路板7、固定电路板6、导电接触片75a、75b和避雷线接触片74构成一连接单元22。

亦即，请同时参阅图4和图5所示，旋转电路板7设置有三个螺丝组71、72、73，固定电路板6具有一第一电路61、一第二电路62和一第三电路63。第一导线组14a、14b分别连接于螺丝组71、72，第一避雷线21连接于螺丝组73。导电接触片75a、75b的一端分别连接于螺丝组71、72，且导电接触片75a、75b的另一端分别接触于第一电路61和第二电路62，当旋转电路板7随着锥状太阳能板组1旋转时，导电接触片75a、75b接触于第一电路61和第二电路62的一端分别沿着第一电路61和第二电路62的电路图形移动，而保持与第一电路61和第二电路62的接触，而由于螺丝组73和第三电路63是分别位于旋转电路板7和固定电路板6的圆中心点位置，又避雷线接触片74的一端连接于螺丝组73，且避雷线接触片74的另一端接触于第三电路63，故当旋转电路板7随着锥状太阳能板组1旋转时，避雷线接触片74保持与第三电路63的接触。其中避雷针2、第一避雷线21、避雷线接触片74和第二避雷线64在设计上是可有可无。

请同时参阅图2、图3和图6所示，太阳能板控制器8经由一蓄电导线组651a、651b而连接于一蓄电装置9，亦即蓄电导线组651a、651b穿过延伸轴4a的顶部所开设的孔洞并经过延伸轴4a的内部空间、固定板53的开孔531、和内轴4的内部空间而连接于蓄电装置9。

请参阅图6所示，中心轴柱3的外轴32向下凸伸出于连结结构12的连结支架组12b的底部而形成一突出结构321，中心轴柱3的内轴31向下凸伸出于突出结构321而形成一凸伸部311，内轴31的凸伸部311底端的外环面结合有一固定底座4，固定底座4、外轴32的突出结构321和内轴31的凸伸部311的外环面之间设置有一第一轴向轴承机构51。连结支架组12b连结于外轴32的突出结构321。

且本发明锥状太阳能电力供应装置100包括两个第二轴向轴承机构52a、52b。第二轴向轴承机构52a设置于内轴31的凸伸部311的外环面和外轴32的突出结构321的内环面之间且位于第一轴向轴承机构51上方邻近位置。第二轴向轴承机构52b设置于内轴31的顶部的外环面和外轴32的顶部的内环面之间。第一轴向轴承机构51是用以缓冲本发明锥状太阳能电力供应装置100于一第一轴向A所产生的重力，第二轴向轴承机构52a、52b是用以缓冲本发明锥状太阳能电力供应装置100于一第二轴向B所产生的旋转离心力。

请参阅图7所示，锥状太阳能板组1所产生的电力经由第一导线组14a、14b、连接单元22(指连接单元22中的旋转电路板7、导电接触片75a、75b和固定电路板6)、第二导线组65a、65b、太阳能板控制器8而输送至蓄电装置9。亦即各片太阳能板1a、1b、1c、1d所分别产生的电力可以串联或并联的方式再经由第一导线组14a、14b输送出，再流经连接单元22并经由太阳能板控制器8的稳压而储存于蓄电装置9。

请参阅图8所示，其显示本发明锥状太阳能电力供应装置的第二实施例。本发明锥状太阳能电力供应装置200的结构设计与前述的第一实施例大致相同，故相同的组件乃标示以相同的组件编号，以资对应。其差异在于锥状太阳能电力供应装置200包括有四片太阳能板1e、1f、1g、1h，各片太阳能板1e、1f、1g、1h的一侧边位于相邻的太阳能板的内侧，亦即太阳能板1e的一侧边系位于太阳能板1h的内侧面，太阳能板1f的一侧边位于太阳能板1e的内侧面，太阳能板1g的一侧边位于太阳能板1e的内侧面，太阳能板1h的一侧边位于太阳能板1g的内侧面13，以使锥状太阳能板组1本身在受风力时沿着旋转方向II产生旋转。

本领域技术人员皆能轻易得知，虽设置于各片太阳能板1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h中的太阳能吸收芯片仅在一电流未饱和时间内对太阳光具有最佳吸收效能，但由可旋转的锥状太阳能板组1，使得各片太阳能板可轮流吸收太阳光，亦即使得每次旋转至面向太阳光的太阳能吸收芯片皆可达到最佳的光能吸收利用效果。至于齿轮组42则是用以解决动力互相连动的矛盾，其功能设计可包括有离合传动、单向传动、变速等等，亦即可具有加减速、保护、或煞车的作用，可视本发明的需要而有所变化应用。

以上叙述，仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员当可依据上述的说明而作其它种种的改良，惟这些改变仍属于本发明的发明精神及所申请的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种锥状太阳能电力供应装置，包括有至少三片太阳能板构成一太阳能电力供应装置，其特征在于，各片太阳能板两两相邻配置，并以一中心轴线为中心呈一斜角度相邻配置，而构成一锥状太阳能板组，所述太阳能板可以所述中心轴线为中心旋转，各片太阳能板相邻的侧边之间分别向外凸伸出有一预定长度的翼片，以增加该锥状太阳能板组的受风面积并使该锥状太阳能板组在受风时产生旋转。

2.如权利要求1所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中还包括一中心轴柱，设置于该锥状太阳能板组的内部空间中，该中心轴柱包括有一内轴和一外轴，该内轴和该外轴为中空管状，该内轴设置于该外轴的内部空间中，该内轴的外环面和该外轴的内环面之间具有一预留空间，该内轴固定不转动，该外轴可绕着该内轴转动，且该外轴经由一连结结构连结于各片太阳能板。

3.如权利要求2所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中各片太阳能板的一侧边位于相邻的太阳能板的内侧，使该锥状太阳能板组本身在受风力时产生旋转。

4.如权利要求2所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中还包括一旋转电路板，设置于该锥状太阳能板组的内部空间中且邻近于该锥状太阳能板组的顶端，该内轴的顶部向上凸伸出于该外轴的顶部一预定距离，该内轴的顶面设置有一固定板，该固定板的顶面设置有一呈中空管状的延伸轴，该固定板开设有一开孔，该开孔的位置恰对应于该内轴的顶端的开口和该延伸轴的底端的开口，该延伸轴的顶端设置有一固定电路板，该固定电路板和该旋转电路板之间具有一预定距离，该旋转电路板和该锥状太阳能板组之间连接有一第一导线组，该旋转电路板和该固定电路板之间连接有一对导电接触片，该第一导线组连接于该对导电接触片，该固定电路板的底面连接有一第二导线组，该第二导线组连接于该对导电接触片和一太阳能板控制器。

5.如权利要求4所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中包括一避雷针，设置于该锥状太阳能板组的顶端，该旋转电路板和该避雷针之间连接有一第一避雷线，该旋转电路板和该固定电路板之间连接有一避雷线接触片，该固定电路板的底面连接有一第二避雷线，该避雷线接触片连接于该第一避雷线和该第二避雷线，该第二避雷线连接于接地金属桩。

6.如权利要求2所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中还包括一传动机构和一齿轮组，该传动机构设置于该连结结构上，该齿轮组连结于一转轴，该转轴连结于该传动机构，该锥状太阳能板组罩覆于该传动机构和该齿轮组。

7.如权利要求6所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中还包括一皮带弹力调节器，该皮带弹力调节器连结于该齿轮组。

8.如权利要求2所述的锥状太阳能电力供应装置，其特征在于，其中还包括一第一轴向轴承机构和两个第二轴向轴承机构，且该外轴向下凸伸出于该连结结构的底部而形成一突出结构，该内轴向下凸伸出于该突出结构而形成一凸伸部，该内轴的凸伸部底端的外环面结合有一固定底座，该第一轴向轴承机构设置于该固定底座、该外轴的突出结构和该内轴的凸伸部的外环面之间，其中一个第二轴向轴承机构设置于该内轴的凸伸部的外环面和该外轴的突出结构的内环面之间且位于该第一轴向轴承机构上方邻近位置，另一个第二轴向轴承机构设置于该内轴的顶部的外环面和该外轴的顶部的内环面之间。

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