TW201350770A - 太陽能收集系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種太陽能收集系統，其包括用於採集太陽光束的太陽能收集裝置、多個感光元件、控制單元及驅動組件，所述多個感光元件設置於太陽能收集裝置上，用於感測太陽光束，所述控制單元與感光元件及驅動組件電性連接，所述控制單元用於依據感光元件的感測結果及設置於太陽能收集裝置上的位置判斷太陽光束與太陽能收集裝置的夾角，並依據判斷出的結果控制驅動組件，所述驅動組件用於驅動太陽能收集裝置移動，以使得太陽能收集裝置與太陽光束保持垂直。

Description

太陽能收集系統

本發明涉及一種太陽能收集系統，特別涉及一種可跟蹤收集太陽光的太陽能收集系統。

太陽能已經成為人類社會發展最理想的能源，太陽能電池板、太陽能熱水箱、太陽灶等太陽能收集裝置被廣泛應用。然而，目前大多數的太陽能收集裝置沒有自動跟蹤收集陽光的功能，不能即時對準太陽光線，嚴重影響太陽能收集效率。目前，業界開始設計多種陽光自動跟蹤裝置，但大多原理複雜，成本高，不利於太陽能利用的大力推廣。

鑒於以上情況，有必要提供一種具太陽自動跟蹤功能且精確度高的太陽能收集系統。

一種太陽能收集系統，其包括用於採集太陽光束的太陽能收集裝置、多個感光元件、控制單元及驅動組件，所述多個感光元件設置於太陽能收集裝置上，用於感測太陽光束，所述控制單元與感光元件及驅動組件電性連接，所述控制單元用於依據感光元件的感測結果及設置於太陽能收集裝置上的位置判斷太陽光束與太陽能收集裝置的夾角，並依據判斷出的結果控制驅動組件，所述驅動組件用於驅動太陽能收集裝置移動，以使得太陽能收集裝置與太陽光束保持垂直。

本發明的太陽能收集系統通過在太陽能收集裝置上設置多個感光元件，使其感測太陽光束，並通過控制單元依據感光元件的感測結果及位置判斷當前太陽光束與太陽能收集裝置之間的夾角，進而通過驅動組件驅動太陽能收集裝置，使其始終與太陽光束保持垂直，以便對準陽光照射方向而以較高效率採集太陽能。本發明的太陽能收集系統可自動跟蹤太陽光束，且精確度高，利於太陽能利用的大力推廣。

請參閱圖1及圖3，本發明的較佳實施方式提供一種太陽能收集系統100，其包括太陽能收集裝置10、太陽光束採集盒20、多個感光元件30、控制單元40及驅動組件50。

該太陽能收集裝置10用於收集太陽能，其可為太陽能電池板、太陽能熱水箱、太陽灶等裝置。在本實施例中，該太陽能收集裝置10為太陽能電池板。

該太陽光束採集盒20平直地設置於太陽能收集裝置10上，在本實施例中，該太陽光束採集盒20為圓形，其頂部的圓心方向開設一具有預定大小的通孔22，該通孔22的大小僅允許一束具有預定直徑的太陽光通過該通孔22進入太陽光束採集盒20內。

請結合參閱圖2，該多個感光元件30均設置於太陽光束採集盒20內，並呈同心圓的形式排布。該多個感光元件30均用於感測進入太陽光束採集盒20的太陽光束，並在感測到太陽光束發生特性變化（例如電阻值變化或電荷變化）。在本實施例中，該多個感光元件30均為光敏電阻，其電阻值會隨太陽光束的照射而發射變化。可以理解，該感光元件30也可為電荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD），當太陽光束照射於該CCD上時，其電荷總量將會發生變化，從而導致輸出電壓發生變化。

該多個感光元件30還用於分別代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的不同夾角（0-90度）。在本實施例中，與通孔22垂直正對設置的感光元件30代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為90度，其餘位置的感光元件30可分別代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為5度、10度、…、85度等。另外還可以設置更多均勻分佈的感光元件30以分別代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的一個夾角。顯然，感光元件30的數量越多，太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角被劃分的越精細。

該控制單元40與感光元件30電性連接，進而依據感光元件30的特性變化及設置於太陽光束採集盒20內的位置判斷當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角。例如，當太陽光束照射於代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為25度的感光元件30上時，該感光元件30的特性發生變化（如電阻值變小），此時該控制單元40即可判斷出當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為25度。

該控制單元40進一步與驅動組件50電性連接，以依據判斷出的當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角控制驅動組件50。在本實施例中，該驅動組件50包括第一驅動件52及第二驅動件54。該第一驅動件52用於驅動太陽能收集裝置10在東西方向上轉動（順時針或逆時針），使得太陽能收集裝置10與太陽光束保持垂直，以跟蹤太陽自東向西移動時位置的變化，便於收集更多的太陽能。該第二驅動件54用於驅動太陽能收集裝置10在南北方向上升降，以跟蹤太陽在不同季節照射高度的變化。其中，由於太陽在不同季節照射高度的變化相對較小，因此該控制單元40還可以依靠機械時鐘控制第二驅動件54。

下面進一步結合圖4舉例說明該太陽能收集系統100的工作原理，當太陽能收集裝置10處於水準狀態時，例如太陽從東邊升起並與太陽能收集裝置10之間形成25度的夾角時。此時，太陽光束通過通孔22進入太陽光束採集盒20內，代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為25度的感光元件感測到太陽光束後其特性發生變化（如電阻值減小）。該控制單元40隨即依據該感光元件30的位置判斷出當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為25度，並依據判斷出的結果控制第一驅動件52，使得第一驅動件52驅動太陽能收集裝置10在東西方向順時針轉動65度（90度-25度）。如此，該太陽能收集裝置10即可與太陽光束保持垂直，以正對陽光而收集更多的太陽能。

隨著太陽自東向西移動，當太陽光束由垂直於太陽能收集裝置10的位置偏移一定角度後，例如10度時，此時太陽光束與太陽能收集裝置10之間形成80度的夾角，代表太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為80度的感光元件感測到太陽光束後其特性發生變化（如電阻值減小）。控制單元40隨即判斷出當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角為80度，其後第一驅動件52驅動太陽能收集裝置10逆時針轉動10度（90度-80度）。如此，該太陽能收集裝置10仍然與太陽光束保持垂直。

顯然，隨著太陽自東向西繼續移動，該第一驅動件52繼續驅動太陽能收集裝置10逆時針轉動，以使太陽能收集裝置10始終與太陽光束保持垂直。可以理解，在黑暗狀態下（如夜晚），該控制單元40還可進一步用於控制第一驅動件52，以通過第一驅動件52驅動太陽能收集裝置10回到水準位置。

本發明的太陽能收集系統100通過在太陽能收集裝置10上設置多個感光元件30，使其感測太陽光束，並通過控制單元40依據感光元件30的特性變化及位置判斷當前太陽光束與太陽能收集裝置10之間的夾角，進而通過驅動組件50驅動太陽能收集裝置10，使其始終與太陽光束保持垂直，以便對準陽光照射方向而以較高效率採集太陽能。本發明的太陽能收集系統100可自動跟蹤太陽光束，且精確度高，利於太陽能利用的大力推廣。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100．．．太陽能收集系統

10．．．太陽能收集裝置

20．．．太陽光束採集盒

22．．．通孔

30．．．感光元件

40．．．控制單元

50．．．驅動組件

52．．．第一驅動件

54．．．第二驅動件

圖1係本發明較佳實施方式的太陽能收集系統的部分結構示意圖；

圖2係圖1所示的太陽能收集系統的感光元件的佈局示意圖；

圖3係圖1所示的太陽能收集系統的功能模組圖；

圖4係圖1所示的太陽能收集系統的太陽能收集裝置隨太陽光束移動的示意圖。

100．．．太陽能收集系統

10．．．太陽能收集裝置

30．．．感光元件

40．．．控制單元

50．．．驅動組件

52．．．第一驅動件

54．．．第二驅動件

Claims (8)

1. 一種太陽能收集系統，其包括用於採集太陽光束的太陽能收集裝置，其改良在於：所述太陽能收集系統還包括多個感光元件、控制單元及驅動組件，所述多個感光元件設置於太陽能收集裝置上，用於感測太陽光束，所述控制單元與感光元件及驅動組件電性連接，所述控制單元用於依據感光元件的感測結果及設置於太陽能收集裝置上的位置判斷太陽光束與太陽能收集裝置的夾角，並依據判斷出的結果控制驅動組件，所述驅動組件用於驅動太陽能收集裝置移動，以使得太陽能收集裝置與太陽光束保持垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集系統，其中所述太陽能收集系統還包括太陽光束採集盒，所述太陽光束採集盒設置於太陽能收集裝置上，所以太陽光束採集盒上開設通孔，以容許太陽光束通過該通孔進入太陽光束採集盒。
3. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能收集系統，其中所述太陽光束採集盒為圓形，所述通孔開設於太陽光束採集盒頂部的圓心方向。
4. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能收集系統，其中所述多個感光元件均設置於太陽光束採集盒內，並呈同心圓的形式排布。
5. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能收集系統，其中所述多個感光元件分別用於代表太陽光束與太陽能收集裝置之間的不同夾角，當其中一個感光元件感測到太陽光束時，所述控制單元依據該感光元件的特性變化判斷太陽光束與太陽能收集裝置之間的夾角。
6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集系統，其中所述驅動組件包括第一驅動件，所述第一驅動件用於驅動太陽能收集裝置在東西方向上轉動，以跟蹤太陽自東向西移動時位置的變化。
7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能收集系統，其中所述驅動組件包括第二驅動件，所述第二驅動件用於驅動太陽能收集裝置在南北方向上升降，以跟蹤太陽在不同季節照射高度的變化。
8. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集系統，其中所述感光元件為光敏電阻或電荷耦合元件。