CN102290470A - 太阳能电池装置 - Google Patents

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CN102290470A CN2011102089251A CN201110208925A CN102290470A CN 102290470 A CN102290470 A CN 102290470A CN 2011102089251 A CN2011102089251 A CN 2011102089251A CN 201110208925 A CN201110208925 A CN 201110208925A CN 102290470 A CN102290470 A CN 102290470A
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王耀常
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Abstract

本发明有关于一种太阳能电池装置，包括太阳能电池模块与支撑结构。太阳能电池模块具有底面与位在底面的支撑部。支撑结构设置于太阳能电池模块的下方并承载接抵于太阳能电池模块的支撑部。支撑结构包括第一支架、第二支架与缓冲件。第一支架与支撑部组配并形成支点。第二支架与支撑部组配并远离第一支架设置。缓冲件抵接于第二支架的顶端与底面之间。缓冲件使太阳能电池模块以支点为轴相对第二支架进行往复摆动。

Description

太阳能电池装置
技术领域
本发明是有关于一种太阳能电池装置，且特别是一种能摆动的太阳能电池装置。
背景技术
现今社会在能源需求与日俱增以及环境污染日益严重的情况下，较无污染及理论上可取的不尽的再生能源成为现今能源发展的一个重要课题。这些再生能源例如是太阳能、风能、潮汐能或是生质能等。其中，以太阳能电池装置为例，其通过光伏电池(photovoltaic cell，PV cell)，而可直接将太阳能转换为电能，更是近几年在能源开发的研究上相当重要且受欢迎的一环。
惟在高纬度或高海拔等常降雪的区域，太阳能电池装置常会面临被积雪覆盖的情况。若加上因地域限制而无法以人工等外力将积雪清除的话，则必须等待积雪自行融化，而此举也易延长积雪对太阳能电池装置影响的时间，而使太阳能电池装置的效能受积雪的影响甚至损坏。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池装置，其具有能自行除雪的机构。
本发明的一实施例提出一种太阳能电池装置，其包括一太阳能电池模块以及一支撑结构。太阳能电池模块具有一底面与位在底面的一支撑部。支撑结构设置于太阳能电池模块的下方，且承载接抵于太阳能电池模块的支撑部。支撑结构包括一第一支架、一第二支架与一缓冲件。第一支架与支撑部组配并形成一支点。第二支架与支撑部组配并远离于第一支架设置。缓冲件抵接于第二支架的顶端与底面之间。缓冲件使太阳能电池模块以支点为轴相对第二支架进行往复摆动。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池模块包括一框架以及一太阳能电池板。框架具有上述的支撑部。太阳能电池板组装在框架上。太阳能电池板具有一具旋转自由度的固定端与一自由端，其中固定端的水平高度大于或等于自由端的水平高度，且自由端能在铅直面上相对固定端做角位移。
在本发明的一实施例中，上述的支撑结构还包括一枢接件，连接在第一支架与太阳能电池板的固定端之间，并形成上述的支点。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池板的自由端以固定端为轴在一第一位置与一第二位置之间往复移动。当自由端在第一位置时的太阳能电池板相对于水平面的夹角，小于自由端在第二位置时太阳能电池板相对于水平面的夹角。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池板的自由端相对于固定端的可旋转角度为0度至45度。
在本发明的一实施例中，上述的自由端于第二位置时的水平高度，小于自由端于第一位置时的水平高度。
在本发明的一实施例中，上述的缓冲件包括一压缩弹簧、一阻尼器或其组合。
本发明的一实施例提出一种太阳能电池装置，包括：一太阳能电池模块；一支撑结构，设置于该太阳能电池模块的下方；一控制单元，电性连接该支撑结构；以及一感测单元，电性连接该控制单元，该控制单元依据该感测单元所感测的该太阳能电池模块的负载，而驱动该支撑结构调整该太阳能电池模块的倾斜角度。
基于上述，在本发明的上述实施例中，通过太阳能电池模块与支撑结构之间所形成的支点与缓冲件，而使积雪能利用重力带动太阳能电池模块相对于支撑结构进行往复摆动，进而使位在太阳能电池模块上的积雪自行落下。当积雪从太阳能电池模块上移除后，太阳能电池模块便通过缓冲件而移回原初始位置。如此，太阳能电池装置便能同时维持其发电效能与达到自行除雪的效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明一实施例的一种太阳能电池装置的示意图；
图1B是图1A的太阳能电池装置的透视图；
图2A与图2B为图1A的太阳能电池装置于不同状态的示意图；
图3A与图3B分别为本发明另一实施例的一种太阳能电池装置的示意图；
图4是依照本发明又一实施例的太阳能电池装置的方块图。
100、200：太阳能电池装置
Figure BSA00000544635900031
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1A是依照本发明一实施例的一种太阳能电池装置的示意图。图1B是图1A的太阳能电池装置的透视图。请同时参考图1A与图1B，在本实施例中，太阳能电池装置100包括一太阳能电池模块110以及一支撑结构120。太阳能电池模块110具有相对的一底面S1、一顶面S2与位在底面S1的一支撑部112。支撑结构120设置在太阳能电池模块110的下方，并承接于太阳能电池模块110的支撑部112。支撑结构120包括一第一支架121、一第二支架122与一缓冲件123。第一支架121与支撑部112组配并形成一支点C1。第二支架122与支撑部112组配并远离第一支架121设置。缓冲件123抵接于第二支架122的顶端与太阳能电池模块110的底面S1之间。在此，缓冲件123使太阳能电池模块110以支点C1为轴相对第二支架122进行往复摆动。
基于上述，太阳能电池模块110除通过支撑结构120而得以立设在平台上外，尚能通过第一支架121装配至太阳能电池模块110后所形成的支点C1，及抵接在第二支架122与支撑部112之间且远离支点C1的缓冲件123，而造成太阳能电池模块110与支撑结构120形成类似翘翘板的结构。此举让太阳能电池模块110承受外力(在本实施例的外力即为积雪施加在太阳能电池模块110的顶面S2上的重量)时，能利用其朝向一侧转动而让积雪从顶面S2落下，以达到除雪的目的。
再者，当太阳能电池模块110因积雪而转动时，会同时施力于缓冲件123以使其蓄积弹性位能。一旦积雪移除，即代表太阳能电池模块200不再承受上述的外力，便能通过缓冲件123而将太阳能电池模块110移回原初始位置。
图2A与图2B为图1A的太阳能电池装置于不同状态的示意图。请同时参考图2A与图2B，本实施例的太阳能电池模块110包括一框架114与一太阳能电池板116，其中框架114具有上述的支撑部112，而太阳能电池板116组装在框架114上。在此需注意的是，通过上述支撑结构120，而让太阳能电池板116具有一具旋转自由度的固定端A1与一自由端A2，且太阳能电池板116的自由端A2会以固定端A1为轴在一第一位置(如图2A所绘示)与一第二位置(如图2B所绘示)之间往复移动。
在此并未限定用以造成上述往复运动的结构型式。举例来说，本实施例的支撑结构120还包括一枢接件124，其连接在第一支架121与太阳能电池板116的固定端A1之间，而形成上述的支点C1，并使自由端A2能相对于固定端A1转动。再者，缓冲件123例如是一压缩弹簧、一阻尼器或其组合，因而自由端A2受外力转动时会同时压缩缓冲件123。此时缓冲件123除了减缓外力对太阳能电池模块110与第二支架122之间造成的冲力外，尚能蓄积缓冲件123的位能，以在积雪从顶面S2移除后，缓冲件123能藉此位能驱动自由端A2移回原位。因此，任何能在太阳能电池板116形成固定端A1与自由端A2的结构，并使自由端A2通过缓冲件123而相对于固定端A1往复摆动者，皆可适用于本实施例。
另外，在本实施例中，固定端A1的水平高度大于或等于自由端A2的水平高度。换句话说，处于第一位置的太阳能电池模块110，其支点C1处的高度大于或等于缓冲件123组配至太阳能电池模块110处的高度，亦即此时的太阳能电池模块110(如图2A所绘示)是处于可进行光电转换状态的位置，其中太阳能电池模块110与水平面H1之间存在一第一夹角T1，且此第一夹角T1会因太阳能电池装置100所装设的区域的纬度而有所不同。当固定端A1的水平高度等于自由端A2的水平高度，即第一夹角T1为0度时，太阳能电池模块110呈一水平状态。
接着，当降雪逐渐沉积在太阳能电池模块110的顶面S2上时，积雪的重量便会驱动太阳能电池模块110以支点C1为轴而转动，亦即自由端A2将会在铅直面V1上相对固定端A1进行角位移，并朝向第二支架122靠近以压缩缓冲件123。藉此，当自由端A2转动至图2B所绘示的第二位置时，顶面S2上的积雪便会因重力而从太阳能电池模块110滑落，而此时位在第二位置的太阳能电池模块110，其与水平面H1之间存在一第二夹角T2。
值得注意的是，自由端A2于第二位置P2时的水平高度，小于自由端A2于第一位置P1时的水平高度，亦即当自由端A2在第一位置时的第一夹角T1，是小于自由端A2在第二位置时的第二夹角T2。换句话说，为使积雪因其自身重量而从顶面S2自动滑落，太阳能电池模块110会通过上述的转动而增加其倾斜度，以达到除雪的效果。在此，太阳能电池板116的自由端A2相对于固定端A1的可旋转角度较佳为0度至45度。
在此并未限制支撑结构中支架的数量，图3A与图3B分别为本发明另一实施例的一种太阳能电池装置的示意图。由上述实施例可知，凡通过支撑结构120而造成太阳能电池模块110以支点C1为轴进行来回摆动者，皆可适用于本发明。
图4是依照本发明又一实施例的太阳能电池装置的方块图。请参考图4并对照图2A与图2B，在本实施例中，太阳能电池装置200还包括彼此电性连接的一控制单元210与一感测单元220，其中控制单元210电性连接支撑结构120的枢接件124与缓冲件123，而感测单元220设置在太阳能电池模块110与支撑结构120之间。在此，感测单元220用以感测太阳能电池模块110的负载，并据此而使控制单元210通过控制枢接件124与缓冲件123而调整太阳能电池模块110的倾斜角度，控制单元210驱动枢接件124以使太阳能电池模块110相对于支撑结构120转动。举例来说，当感测单元220感测到太阳能电池模块110的顶面S2上的积雪负载超过一设定值后，控制单元210便会因此调整太阳能电池模块110的倾斜角度，进而使顶面S2上的积雪滑落，而达到与上述实施例一样的除雪效果。
综上所述，在本发明的上述实施例中，通过太阳能电池模块与支撑结构之间所形成的支点与缓冲件，而使积雪能利用重力带动太阳能电池模块相对于支撑结构进行往复摆动，进而使位在太阳能电池模块上的积雪自行落下。当积雪从太阳能电池模块上移除后，太阳能电池模块便通过缓冲件而移回原初始位置。如此，太阳能电池装置便能同时维持其发电效能与达到自行除雪的效果。
虽然本发明已以实施例提供如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种太阳能电池装置，其特征在于，包括：
一太阳能电池模块，具有一底面与位在该底面的一支撑部；以及
一支撑结构，设置于该太阳能电池模块的下方，且承载接抵于该太阳能电池模块的该支撑部，该支撑结构包括：
一第一支架，与该支撑部组配并形成一支点；
一第二支架，与该支撑部组配并远离于该第一支架设置；以及
一缓冲件，抵接于该第二支架的顶端与该太阳能电池模块的该底面之
间，该缓冲件使该太阳能电池模块以该支点为轴相对该第二支架进行往复
摆动。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池模块包括：
一框架，具有该支撑部；以及
一太阳能电池板，组装在该框架上，该太阳能电池板具有一具旋转自由度的固定端与一自由端，其中该固定端的水平高度大于或等于该自由端的水平高度，且该自由端能在铅直面上相对该固定端做角位移。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池装置，其特征在于，该支撑结构还包括：
一枢接件，连接在该第一支架与该太阳能电池板的该固定端之间，并形成该支点。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池板的该自由端以该固定端为轴在一第一位置与一第二位置之间往复移动，当该自由端在第一位置时的该太阳能电池板相对于水平面的夹角，小于该自由端在该第二位置时该太阳能电池板相对于水平面的夹角。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池板的该自由端相对于该固定端的可旋转角度为0度至45度。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池装置，其特征在于，该自由端于该第二位置时的水平高度，小于该自由端于该第一位置时的水平高度。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，该缓冲件包括一压缩弹簧、一阻尼器或其组合。
8.一种太阳能电池装置，包括：
一太阳能电池模块；
一支撑结构，设置于该太阳能电池模块的下方；
一控制单元，电性连接该支撑结构；以及
一感测单元，电性连接该控制单元，该控制单元依据该感测单元所感测的该太阳能电池模块的负载，而驱动该支撑结构调整该太阳能电池模块的倾斜角度。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池模块具有一底面与位在该底面的一支撑部，而该支撑结构包括：
一第一支架，与该支撑部组配并形成一支点；
一第二支架，与该支撑部组配并远离于该第一支架设置；以及
一缓冲件，电性连接该控制单元，并抵接于该第二支架的顶端与该太阳能电池模块的该底面之间，该控制单元驱动该缓冲件使该太阳能电池模块以该支点为轴相对该第二支架进行往复摆动。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池模块包括：
一框架，具有该支撑部；以及
一太阳能电池板，组装在该框架上，该太阳能电池板具有一具旋转自由度的固定端与一自由端，其中该固定端的水平高度大于或等于该自由端的水平高度，且该自由端能在铅直面上相对该固定端做角位移。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池装置，其特征在于，该支撑结构还包括：
一枢接件，电性连接该控制单元，且连接在该第一支架与该太阳能电池板的该固定端之间，并形成该支点，该控制单元驱动该枢接件以使该太阳能电池模块相对于该支撑结构转动。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池板的该自由端以该固定端为轴在一第一位置与一第二位置之间往复移动，当该自由端在第一位置时的该太阳能电池板相对于水平面的夹角，小于该自由端在该第二位置时该太阳能电池板相对于水平面的夹角。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池装置，其特征在于，该自由端于该第二位置时的水平高度，小于该自由端于该第一位置时的水平高度。
14.根据权利要求10所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池板的该自由端相对于该固定端的可旋转角度为0度至45度。
15.根据权利要求9所述的太阳能电池装置，其特征在于，该缓冲件包括一压缩弹簧、一阻尼器或其组合。
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