CN103384125A - 具有非同向追日阶段的太阳能发电方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有非同向追日阶段的太阳能发电方法及其装置，主要是于太阳升起初阶段，以一太阳能发电模块由一初始位置逐渐朝相对反太阳运行方向枢转，并使该太阳能发电模块运转至一第一预设仰角及方位角的位置时，达到正对太阳日照方向，随后使该太阳能发电模块随着太阳运行位置的变化而逐步同向枢转，直至该太阳与该太阳能发电模块同时移至一第二预设仰角及方位角的位置时，开始驱动该连动组件让该太阳能发电模块朝相反于太阳运行的方向逐渐枢转回复至该初始位置，等待下循环的运行，藉此，可充分对日照的初末阶段进行有效的太阳能收集。
Description
技术领域
本发明是有关一种具有非同向追日阶段的太阳能发电方法及其装置，尤指一种可有效收集太阳初升或夕照阶段的阳光能量，且避免太阳能发电模块间，在该初末阶段产生相互遮蔽的缺失。
背景技术
随着各种控制与操作技术的进步，太阳能发电方式已由传统固定角度设置的太阳能发电装置（太阳能板）结构，逐渐变换发展为具有可追寻太阳位置并同步枢转的机制，藉由此种以太阳能发电装置（太阳能板）保持面对太阳的方式，可有效提升吸收太阳能的效率，进而同时增进发电效率。
然而，为了达到有限布设空间的高效率运转，一般太阳能发电装置（太阳能板）多是以相互邻靠的密集排列方式设置，以期能增加太阳能发电装置设置的数量，但也因为如此，在日升或日落（太阳与地面夹角较小）之时，因为若为了高效率吸收太阳能量，则各太阳能发电装置（太阳能板或追日平台）预先枢转至对应太阳的角度时将接近与地平面垂直，因此，前排太阳能发电装置（太阳能板或追日平台）将直接遮蔽后方的太阳能发电装置，严重影响该前排后方的太阳能发电装置（太阳能板）的太阳能收集功能。
再者，由于一般太阳能发电装置大多是设置于空旷（不易遮蔽阳光）地区，因此极易因空气对流作用而产生强风，考虑到大多的强风皆为侧向风，且目前的太阳能发电装置大多具有较大的面积，致使若该太阳能发电装置（太阳能板）的倾斜角度过大（趋近于垂直地面）时，极易产生较大的阻风面积，造成必须承受较大的风阻力，致使上述强风极易对该太阳能发电装置（太阳能板）产生严重的破坏。
因此，目前的太阳能发电装置的追日方式，大多仅是在追日循环的起始前，先将太阳能发电装置的追日平台预先由一休息位置运行至追日循环路径的起始方立角及仰角，等待太阳运行的太阳方位角及仰角与该方位角及仰角对应后，才开始顺随太阳的运行轨迹进行追日循环，直待追日到预定追日路径的末段时即停止追日，直待完全日落后，再将该太阳能发电装置回运转至上述休息位置。如此，针对于日升初阶段及日落末阶段，将由于上述的前后装置遮蔽问题，使其间的太阳能吸收效率严重受限。
故而，如何能于太阳能发电装置（太阳能板）追踪太阳位置并同步枢转的操作过程中，有效避免各太阳能发电装置（太阳能板）之间遮蔽阳光的情形，同时，又能有效收集日升或日落（太阳与地面夹角较小）时的阳光能量，乃为相关业者所亟待努力的课题。
有鉴于已知的太阳能发电装置追日系统有上述缺点，发明人乃针对该些缺点研究改进之道，终于有本发明产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种具有非同向追日阶段的太阳能发电方法及其装置，其可于避免太阳能发电模块相互遮蔽阳光的前题下，有效收集日升或日落（太阳与地面夹角较小）时的阳光能量，进而可提升整体的发电能量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，该方法至少包括：太阳能发电模块由一初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转的步骤，使一太阳能发电模块经由至少一连动组件驱动，而由一原静止的初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转；太阳能发电模块是否于一第一预设仰角及方位角的位置正对太阳的判断步骤；太阳能发电模块自该第一预设仰角及方位角开始随着太阳位置的变化，而逐步枢转调整其仰角及方位角的步骤，当确认该太阳能发电模块已于第一预设仰角及方位角位置与该太阳相对应，则由该连动组件驱动该太阳能发电模块，以随着太阳位置的变化而逐步枢转，以保持与该太阳的仰角及太阳方位角度相对应。
上述方法更包括：太阳与太阳能发电模块是否已同步移至一第二预设仰角及方位角的位置的判断步骤；及，太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且以逆太阳运行方向朝该初始位置逐渐枢转的步骤，若经确认太阳与该太阳能发电模块已同步移至一第二预设仰角及方位角位置，则该连动组件驱动该太阳能发电模块停止追随太阳，并使该太阳能发电模块缓慢逐渐以逆太阳运行方向朝初始位置枢转。
上述执行该太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且以逆太阳运行方向逐渐朝该初始位置枢转的步骤之后，另分别执行太阳是否已完全西落的判断步骤及太阳能发电模块回复至该初始位置的步骤，使该太阳能发电模块于太阳完全西落时，恰可或接近回复至静止的初始位置。
上述太阳能发电模块由一初始位置逐渐朝向太阳枢转的步骤之前，另包括太阳是否已升起，并沿一预设轨迹移行的判断步骤，确认太阳已升起，并沿其运行的轨迹移行。
上述初始位置为水平位置。
本发明另提供一种具有非同向追日阶段的太阳能发电装置，其包括有支撑组件及装设于该支撑组件上的太阳能方电模块，所述支撑组件与该太阳能发电模块之间设有受一控制装置所控制的连动组件，该控制装置具有令该支撑组件进行一逆太阳运行方向朝太阳位置枢转的二维输转模式。
上述支撑组件具有至少一设置太阳能发电模块的承载平台。
上述连动组件以一动力源连动一连结组件所构成，且该连结组件具有二端，分别结合于该承载平台的不同侧边缘。
如此，其可于避免太阳能发电模块相互遮蔽阳光的前题下，有效收集日升或日落（太阳与地面夹角较小）时的阳光能量，进而可提升整体的发电能量；同时，于太阳能发电模块至最终能量收集位置时，恰可驱使承载平台回复至初始（水平）或休息的位置，不仅不需另外耗费能源运转平台至该休息位置，更可避免侧向强风对太阳能发电模块所造成的不良影响。
为使本发明的上述目的、功效及特征可获致更具体的了解，兹依下列附图说明如下。
附图说明
图1是本发明的操作流程图。
图2是图1所示流程中的动作示意图一。
图3是图1所示流程中的动作示意图二。
图4是图1所示流程中的动作示意图三。
图5是图1所示流程中的动作示意图四。
标号说明
1.....太阳能发电模块 10....承载平台
2.....支撑组件 3、4.....连动组件
31、41....动力源 32、42....连结组件
S10...太阳是否已升起，并沿一预设轨迹移行
S11...太阳能发电模块由一初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转
S12...太阳能发电模块是否于一第一预设仰角及方位的位置正对太阳
S13...太阳能发电模块自该第一预设仰角及方位角开始随着对应太阳位置的变化，而逐步枢转调整其仰角及方位角
S14...太阳与太阳能发电模块是否已同时移至一第二预设仰角及方位角的位置
S15...太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且以逆太阳运行方向朝该初始位置逐渐枢转
S16...太阳是否已完全西落
S17...太阳能发电模块回复至该初始位置
A.....第一预设仰角 B.....第二预设仰角
具体实施方式
请参见图1，可知本发明的流程主要包括：一「太阳是否已升起，并沿一预设轨迹移行」S10判断步骤、一「太阳能发电模块由一初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转」S11步骤、一「太阳能发电模块是否于一第一预设仰角及方位角的位置正对太阳」S12判断步骤、一「太阳能发电模块自该第一预设仰角及方位角开始随着对应太阳位置的变化，而逐步枢转调整仰角及方位角」S13步骤、一「太阳与太阳能发电模块是否已同时移至一第二预设仰角及方位角的位置」S14判断步骤、一「太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且逐渐以逆太阳运行方向朝该初始位置回复枢转」S15步骤、一「太阳是否已完全西落」S16判断步骤及一「太阳能发电模块回复至该初始位置」S17步骤。
请参见图2至图5，可知本发明上述的流程于实际应用时，可配合一设置于支撑组件2上的太阳能发电模块1（该太阳能发电模块1结合于一承载平台10上，且该承载平台10经由一具二维枢转模式的枢转组件20连结于该支撑组件2上）实施，且于该支撑组件2与太阳能发电模块1之间设有受一控制装置所控制的二连动组件3、4，该二连动组件3、4分别具有动力源31、41，各动力源31、41可分别连动一连结组件32、42，且各连结组件32、42的二端部分别结合于该承载平台10的不同侧边缘，藉以使该二动力源31、41可分别经由连结组件32、42而驱使该承载平台10、太阳能发电模块1产生枢转倾斜，以下则藉由上述结构分别说明上述方法的各步骤：
首先，该「太阳是否已升起，并沿一预设轨迹移行」S10判断步骤，系（可经由一光感应组件感应外部环境的光线强度大于一默认值，或以太阳运行轨迹公式计算出）确认太阳已初升，并沿其运行轨迹移行；若为肯定”Y”，则执行「太阳能发电模块由一初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转」S11步骤，由该二连动组件3、4分别驱动该太阳能发电模块1（承载平台10），使其由一初始位置（通常为水平位置）逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转（如图2所示）；再经由「太阳能发电模块是否于一第一预设仰角及方位角的位置正对太阳」S12判断步骤，确认该太阳能发电模块1（承载平台10）是否已运行至正对太阳的一第一预设仰角Ａ及方位角的位置；若为肯定”Y”，则执行「太阳能发电模块自该第一预设仰角Ａ及方位角开始随着对应太阳的位置，逐步枢转调整其仰角及方位角」S13步骤，由二连动组件3、4驱动该太阳能发电模块1（承载平台10），使其随着太阳位置的变化而逐步枢转，以保持持续对应于该太阳方向的状态（如图3所示）；再经由「太阳与太阳能发电模块是否已同时移至一第二预设仰角及方位角的位置」S14判断步骤，以确认太阳与该太阳能发电模块1（承载平台10０）已同时移至停止动态调整（追踪太阳）的第二预设仰角Ｂ及方位角的位置（如图4所示）；若为肯定”Ｙ”，则执行「太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且逐渐以逆太阳运行方向朝该初始位置回复枢转」S15步骤，使该二连动组件3、4驱动该太阳能发电模块1（承载平台10）停止追随太阳的仰角及太阳方位运行，并使该太阳能发电模块1（承载平台10）可经由二连动组件3、4的驱动，或利用自身的回复力，而逐渐朝向该初始位置枢转回至原始休息状态，最后，经由该「太阳是否已完全西落」S16判断步骤后，再执行该「太阳能发电模块回复至该初始位置」S17步骤，使该太阳能发电模块1（承载平台10）于太阳下山（光感应组件感应外部环境光线强度小于一默认值或由公式计算的结果）时，恰好或接近回复至该静止的水平初始位置（如图5所示）而静止。
本发明上述的操作过程中，由于太阳于一年的各不同时间在地球上不同纬度上皆具有不同的移行轨迹，且该太阳能发电模块1（承载平台10）对应于太阳移行轨迹的仰角及方位角系可经由公式运算摹拟而得，因此于实际应用时，可将该计算公式预先储存于一控制二连动组件3、4的控制模块中，在使用时，仅需输入地区的纬度，以及日期等必要信息，即可使该连动组件3、4自动于正确时间驱动该太阳能发电模块1（承载平台10）进行上述的运作，藉以有效提升操作上的便利性。
综合以上所述，本发明的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法及其装置确可有效利用太阳初升或夕照的阳光能量，且可避免太阳能发电模块相互遮蔽的发电系统，以提升整体的发电能量的功效，实为一具新颖性及进步性的发明，依法提出申请发明专利；惟上述说明内容，仅为本发明的较佳实施例说明，举凡依本发明的技术手段与范畴所延伸的变化、修饰、改变或等效置换，亦皆应落入本发明的专利申请范围内。
Claims (9)
1. 一种具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：该方法至少包括：
太阳能发电模块由一初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转的步骤，使一太阳能发电模块经由至少一连动组件驱动，而由一原静止的初始位置逐渐以逆太阳运行方向朝太阳位置枢转；
太阳能发电模块是否于一第一预设仰角及方位角的位置正对太阳的判断步骤；
太阳能发电模块自该第一预设仰角及方位角开始随着太阳位置的变化，而逐步枢转调整其仰角及方位角的步骤，当确认该太阳能发电模块已于第一预设仰角及方位角位置与该太阳相对应，则由该连动组件驱动该太阳能发电模块，以随着太阳位置的变化而逐步枢转，以保持与该太阳的仰角及太阳方位角度相对应。
2.如权利要求1所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：更包括：
太阳与太阳能发电模块是否已同步移至一第二预设仰角及方位角的位置的判断步骤；
太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且以逆太阳运行方向朝该初始位置逐渐枢转的步骤，若经确认太阳与该太阳能发电模块已同步移至一第二预设仰角及方位角位置，则该连动组件驱动该太阳能发电模块停止追随太阳，并使该太阳能发电模块缓慢逐渐以逆太阳运行方向朝初始位置枢转。
3.如权利要求2所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：所述执行该太阳能发电模块停止追随太阳的逐步枢转，且以逆太阳运行方向逐渐朝该初始位置枢转的步骤之后，另分别执行太阳是否已完全西落的判断步骤及太阳能发电模块回复至该初始位置的步骤，使该太阳能发电模块于太阳完全西落时，恰可或接近回复至静止的初始位置。
4.如权利要求1或2或3所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：所述太阳能发电模块由一初始位置逐渐朝向太阳枢转的步骤之前，另包括太阳是否已升起，并沿一预设轨迹移行的判断步骤，确认太阳已升起，并沿其运行的轨迹移行。
5.如权利要求1或2或3所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：所述初始位置为水平位置。
6.如权利要求4所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电方法，其特征在于：所述初始位置为水平位置。
7.一种具有非同向追日阶段的太阳能发电装置，其包括有支撑组件及装设于该支撑组件上的太阳能方电模块，其特征在于：所述支撑组件与该太阳能发电模块之间设有受一控制装置所控制的连动组件，该控制装置具有令该支撑组件进行一逆太阳运行方向朝太阳位置枢转的二维输转模式。
8.如权利要求7所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电装置，其特征在于：所述支撑组件具有至少一设置太阳能发电模块的承载平台。
9.如权利要求8所述的具有非同向追日阶段的太阳能发电装置，其特征在于：所述连动组件以一动力源连动一连结组件所构成，且该连结组件具有二端，分别结合于该承载平台的不同侧边缘。
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