TW201724728A - 太陽能板的搖擺式重力清潔系統 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種太陽能板的搖擺式重力清潔系統，其設置於追日式的太陽能板上，該系統包含清潔裝置、直線導軌以及彎曲導軌。清潔裝置可包含第一結合部、第二結合部及清潔部，第一結合部及第二結合部可設置於清潔部上，使清潔部位於太陽能板的向光側。直線導軌及彎曲導軌設置於太陽能板的相對兩側，第一結合部及第二結合部分別設置於直線導軌及彎曲導軌上。當清潔部受重力牽引於太陽能板上沿著軌道進行移動時，直線導軌可使清潔部進行縱向線性移動，彎曲導軌可使清潔部進行橫向往復位移進行清理。

Description

太陽能板的搖擺式重力清潔系統

本發明是有關於一種清潔系統，特別是有關於一種使用於清潔太陽能板的搖擺式重力清潔系統。

太陽能發電的優點是其發電來源最取之不盡、用之不竭，但其缺點是太陽能轉換成電能的效率仍稍嫌不足，在未能提升太陽能板材料的光電轉換效率的情況，取而代之的是發展太陽能板的追日系統，以增加受光照的面積，其研發的成本也相對低廉。

此外，台灣是屬於氣候變化較明顯的環境，並非一年的時間皆可接收足夠的太陽光，當太陽能板放置在室外的環境下，其產電效率必須扣除雨水、灰塵、砂礫累積的影響，根據實驗顯示，每平方米面積上的 5.3克的灰塵會使太陽能板的發電效率降低40%，因此，為了維持其效率必須定期清理。目前，已有針對傳統式的太陽能板設計的清潔裝置，並無針對追日式太陽能板設計，即便是傳統式的太陽能板設計的清潔裝置，依然是依靠太陽能產生的電能驅動，因而間接的消耗電力。

綜觀前述，本發明之發明人經苦心潛心研究、思索並設計一種太陽能板的搖擺式重力清潔系統，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知之問題，本發明之目的係提出一種搖擺式重力清潔系統，驅動該清潔系統的動力來源為重力，因而可以解決以上習知之缺失。

基於上述目的，本發明係提供一種太陽能板的搖擺式重力清潔系統，其設置於太陽能板上，太陽能板為可旋轉的設置於框架中，並由轉動控制裝置連接以控制太陽能板的轉動角度，轉動控制裝置可儲存時間週期資訊，太陽能板的搖擺式重力清潔系統包含清潔裝置、直線導軌以及彎曲導軌。清潔裝置，包含第一結合部、第二結合部及清潔部，第一結合部及第二結合部可設置於清潔部上，以使清潔部位於太陽能板的向光側。直線導軌設置於太陽能板的相對兩側，第一結合部可設置於直線導軌上，以使清潔部受重力牽引以於太陽能板上進行縱向線性位移以清理太陽能板。彎曲導軌設置於太陽能板的相對兩側，第二結合部可設置於彎曲導軌上，以使清潔部於太陽能板上進行橫向往復位移以清理太陽能板。

較佳地，直線導軌及彎曲導軌可設置於太陽能板的背光側。

較佳地，本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統更包含追日感測裝置並可電性連接轉動控制裝置，轉動控制裝置可根據追日感測裝置產生的太陽位置資訊，以控制太陽能板的轉動角度，以使清潔部進行位移。

較佳地，太陽位置資訊可包含日出資訊，轉動控制裝置可根據日出資訊控制使清潔部進行位移。

較佳地，本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統更包含止滑裝置，可電性連接轉動控制裝置且可設置於清潔裝置進行位移的軌道上，止滑裝置可根據時間週期資訊以使清潔裝置停止或移動。

較佳地，本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統更包含濕度感測器以取得雨天資訊，濕度感測器可電性連接轉動控制裝置，當轉動控制裝置接收雨天資訊時控制太陽能板轉動至預定角度，轉動控制裝置可控制止滑裝置以使清潔裝置位於太陽能板的高處。

較佳地，直線導軌可包含止滑結構以限制第一結合部的移動，止滑結構可於太陽能板轉動至預定角度時使清潔裝置受重力牽引進行位移。

較佳地，本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統更包含致動裝置，致動裝置可結合於清潔裝置且電性連接轉動控制裝置，致動裝置可根據時間週期資訊以使清潔部位於太陽能板的高處。

較佳地，本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統更包含氣象系統，氣象系統產生氣象資訊，致動裝置可根據氣象資訊以控制清潔裝置進行位移的頻率。

承上所述，依本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統，其可具有一或多個下述優點：

(1)此種搖擺式重力清潔系統，可設置於追日式太陽能板上，並作為對其進行清潔。

(2)此種搖擺式重力清潔系統可搭配直線軌道及彎曲軌道，使清潔裝置於太陽能板進行往復移動，具備較佳地清潔效果。

(3) 此種搖擺式重力清潔系統，主要是使用太陽能板傾斜時產生的重力，使太陽能板上的清潔裝置進行移動，因此此清潔系統基本上不需要額外的動力裝置使即可達到清潔太陽能板的目的。

(4)此種搖擺式重力清潔系統可簡單從結構上進行調整，並搭配追日式太陽能系統上既有的轉動控制裝置，即可適應不同種類的天氣狀況。

為了讓上述目的、技術特徵以及實際實施後之增益性更為明顯易懂，於下文中將係以較佳之實施範例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

請一併參閱第1圖、第2A圖及第2B圖，其係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之方塊圖、第一實施例之第一視角圖及第二視角圖。圖中，一種太陽能板的搖擺式重力清潔系統100，可設置於追日式的太陽能板200上，追日式的太陽能板200的架構為，將太陽能板200可旋轉的設置於框架210中，並由轉動控制裝置12連接太陽能板200的兩側，以控制太陽能板200的轉動角度121，可清潔追日式的太陽能板200的搖擺式重力清潔系統100，可包含清潔裝置20、直線導軌30以及彎曲導軌40。

清潔裝置20可包含第一結合部21、第二結合部22及清潔部23，第一結合部21及第二結合部22係設置於清潔部23上，以高舉清潔部23使其位於太陽能板200的向光側。第一結合部21及第二結合部22另分別結合於直線導軌30及彎曲導軌40上，以控制清潔部23的位於太陽能板200的位置。

直線導軌30可設置於太陽能板200的相對兩側，第一結合部21可設置於直線導軌30，以限制清潔部23於直線導軌30的方向進行縱向線性位移，彎曲導軌40可設置於太陽能板200上與直線導軌30相同的兩側，第二結合部22可設置於彎曲導軌40上，以限制清潔部23於彎曲導軌40的方向進行橫向往復位移。

藉此，當太陽能板200的與框架210的非水平時，清潔裝置20即會被其本身的重力牽引而從太陽能板200的高處滑落至低處，進而清理太陽能板200的向光側，直線導軌30可使清潔部23橫跨太陽能板200的兩邊，進行與直線導軌30相同方向的清理，而彎曲導軌40可使清潔部23於太陽能板200上進行橫向往復位移，進行橫向清理。

由於清潔裝置20的移動是經由本身的重力牽引，基本上不需要額外的動力裝置驅動使清潔裝置20於太陽能板200上移動，可節省使用太陽能板200發電時產生的電力。再者，設置時僅需將直線導軌30、彎曲導軌40及清潔裝置20設置於太陽能板200的兩側即可使用，可簡單架設於現有太陽能板200上。

實施上，於轉動控制裝置12中可儲存時間週期資訊120資訊，並根據時間週期資訊120驅動太陽能板200，使其可於特定時間旋轉至特定的轉動角度121，以產生更大的受光面積。當轉動控制裝置12判斷時間週期資訊120的資料顯示時間為晚上時，可控制太陽能板200進行一次的往復擺動，以使清潔裝置20進行兩次清潔，但清潔次數不以此為限，例如可根據當地的氣候調整清潔次數，以達到清理的目的。

實施上，本發明之搖擺式重力清潔系統100可更包含追日感測裝置50電性連接轉動控制裝置12，以使轉動控制裝置12可根據追日感測裝置50產生的太陽位置資訊501，控制太陽能板200的轉動角度121，以使清潔裝置20進行位移。

進一步說明，太陽位置資訊501可包含日出資訊502，當轉動控制裝置12接收到日出資訊502時，即控制使清潔部23進行位移，藉此，本發明之搖擺式重力清潔系統100可更準確的於日出將近的時間，使太陽能板200傾斜使清潔部23滑動，以清洗晚上累積在太陽能板200上的灰塵，使太陽能板200的向光面能於白天之前保持最佳狀態。

請一併參閱第3圖及第4圖，此二種實施例中揭示了清潔裝置20、直線導軌30及彎曲導軌40於太陽能板200上的配製關係。

於第3圖中，清潔裝置20設置於直線導軌30及彎曲導軌40的中間，太陽能板200設置於與彎曲導軌40相同的平面上，第一結合部21與第二結合部22設置於清潔部23的相對兩側，以分別結合至直線導軌30及彎曲導軌40上，直線導軌30及第一結合部21的配製可為齒條及齒輪，彎曲導軌40及第二結合部22的配製可與第4圖相同，為具彎曲路徑的導槽及對應此種導槽路徑寬度的桿體導引件。

於第4圖中，直線導軌30及彎曲導軌40設置於同側的不同平面上，於本實施例中，彎曲導軌40設置於直線導軌30的上方，彎曲導軌40為簍空導槽且直線導軌30為底面，第一結合部21及第二結合部22為一桿體的相異兩平面上，桿體的上方則支撐清潔部23使其位於太陽能板200的向光側，桿體穿越簍空導槽之處為第一結合部21，簍空導槽的彎曲路徑可限制桿體進行橫向往復位移，桿體的底部牴觸底面之處為第一結合部21，以維持清潔部23位於同一水平面上，使清潔部23受重力亦能產生產生縱向線性位移。

藉由以上設置可使清潔部23於太陽能板200上進行移動。此種設置方式可僅將清潔裝置20設置於太陽能板200的向光側，使直線導軌30、彎曲導軌40設置於太陽能板200的背光側，因而減少位於太陽能板200的向光側的物體，增加太陽能板200的受光面積。

請一併參閱第1圖及第5圖，於此實施例中揭示了從結構的配置上簡易的控制清潔裝置20的停止或滑動。

本實施例是根據第4圖所示之結構再加以變化，如圖所示，於下方的直線導軌30上可包含了止滑結構31，可為點狀凹槽，當第一結合部21滑動至止滑結構31時，且太陽能板200與框架210呈現第一角度θ1，清潔裝置20的重量w產生平行於直線導軌30的分力較小，位於止滑結構31中即停止滑動。當太陽能板200受轉動控制裝置12的驅動而傾斜至第二角度θ2時，清潔裝置20的重量w產生水平分力F1，可克服垂直分力F2與止滑結構31產生的最大摩擦力時，清潔裝置20即可脫離止滑結構31向直線導軌30的另一端滑動。

上述第二角度θ2可大於太陽能板200進行追日時產生的最大角度，藉此止滑結構31即可限制清潔裝置20於日間不進行滑動，夜晚時再由轉動控制裝置12控制太陽能板200到達第二角度θ2，以使清潔裝置20進行滑動並清理太陽能板200的向光面，但實施上不以此為限。例如，亦可調整清潔裝置20的重心配置，以使其於可第二角度θ2時產生的水平分力F1可克服止滑結構31產生的最大摩擦力。

實施上，以上的設置方式亦可為設置如第6圖所示的止滑裝置60於清潔裝置20進行位移的軌道，止滑裝置60可電性連接轉動控制裝置12，以根據轉動控制裝置12上的時間週期資訊120，選擇性使清潔裝置20停止或移動。例如可設定讓止滑裝置60限制清潔裝置20使其位於太陽能板200的其中一側邊，此側邊於夜晚會上升至最高點再解除止滑裝置60的限制，使清潔裝置20依重力而落下，進而清理太陽能板200的向光面。

請一併參閱第1圖及第6圖，此實施例中揭示了本發明之搖擺式重力清潔系統100如何在雨天時進行調整，達到額外對太陽能板200進行清潔的功效。

於第6圖中，搖擺式重力清潔系統100可更包含止滑裝置60及濕度感測器70，止滑裝置60設置於清潔裝置20進行位移的軌道且電性連接轉動控制裝置12，濕度感測器70可電性連接轉動控制裝置12並於雨天時取得雨天資訊701。當轉動控制裝置12接收雨天資訊701時，會先控制使止滑裝置60限制清潔裝置20的位置，並使其位於太陽能板200的一側邊，接著轉動控制裝置12控制太陽能板200轉動至第三角度θ3，使清潔裝置20位於的太陽能板200側邊成為太陽能板200的高處(太陽能板200的左側)，由於太陽能板200呈現傾斜狀態，亦有利於排出太陽能板200上的積水。

雨停時，即除去清潔裝置20運行軌道上的止滑裝置60，使清潔裝置20藉由重力移動至太陽能板200的低處(太陽能板200的右側)，並除去太陽能板200上剩餘的積水，若此時太陽偏向太陽能板200的左側，再重新啟動追日感測裝置50時，轉動控制裝置12則會轉動至第四角度θ4，使太陽能板200朝向陽光。

實施上，搖擺式重力清潔系統100可電性連接或無線連接氣象系統300，並根據氣象系統300產生的氣象資訊310，以控制清潔裝置20進行清理的頻率。舉例來說，可於氣象資訊310顯示近日有沙塵暴來襲時，可控制使清潔裝置20於夜間進行多次的清理，以除去較多的灰塵，當氣象資訊310顯示雨季來臨時，由於未能接收較多的太陽能，且雨水亦可充分清除灰塵，因此減少清潔裝置20清理的次數，但實施上不以此為限。

例如，上述控制清潔裝置20的移動，除了可使用其本身的重力之外，亦可增設致動裝置(圖未示)控制清潔裝置20的移動，並利用致動裝置控制清潔裝置20進行清洗的頻率，以適應天氣或氣候的變化。

請一併參閱第1圖及第7圖，此實施例中揭示了如何將搖擺式重力清潔系統100應用在設置於建築外牆的追日式太陽能板200上，為了使清潔裝置20受自身的重量w往下降，可將直線導軌30及彎曲導軌40設置於太陽能板200的兩側且垂直於地表，將清潔裝置20設置於太陽能板200的向光側，使其可上下滑動，並利用致動裝置80連接清潔裝置20的一端，不使用清潔裝置20進行清理時，將其固定於太陽能板200的高處，到了預定的清理時間時即不固定清潔裝置20，使其依據重力自由落下對太陽能板200的向光側進行清理，再利用致動裝置80提供使太陽能板200向上的施力F3，將清潔裝置20回到太陽能板200的高處。

實施上，可設定在夜晚上使清潔裝置20自由落下，對太陽能板200進行清理，並用太陽能板200發電的尖峰時刻即將結束時，使用其電力將清潔裝置20拉回太陽能板200的高處，以充分利用太陽能板200產生的電能。

實施上，上述所指的致動裝置80亦可設置於裝設於天花板的追日式太陽能板200，以控制清潔裝置20於太陽能板200上進行進一步的清理，但實施上不以此為限。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

200‧‧‧太陽能板
210‧‧‧框架
100‧‧‧搖擺式重力清潔系統
12‧‧‧轉動控制裝置
120‧‧‧時間週期資訊
121‧‧‧轉動角度
20‧‧‧清潔裝置
21‧‧‧第一結合部
22‧‧‧第二結合部
23‧‧‧清潔部
30‧‧‧直線導軌
31‧‧‧止滑結構
40‧‧‧彎曲導軌
50‧‧‧追日感測裝置
501‧‧‧太陽位置資訊
502‧‧‧日出資訊
60‧‧‧止滑裝置
70‧‧‧濕度感測器
701‧‧‧雨天資訊
80‧‧‧致動裝置
300‧‧‧氣象系統
310‧‧‧氣象資訊
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
θ3‧‧‧第三角度
θ4‧‧‧第四角度
w‧‧‧重量
F1‧‧‧水平分力
F2‧‧‧垂直分力
F3‧‧‧施力

第1圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之方塊圖。

第2A圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第一實施例之第一視角圖。

第2B圖係根據本發明太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第一實施例之第二視角圖。

第3圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第二實施例示意圖。

第4圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第三實施例示意圖。

第5圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第四實施例示意圖。

第6圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第五實施例示意圖。

第7圖係根據本發明之太陽能板的搖擺式重力清潔系統之第六實施例示意圖。

200‧‧‧太陽能板

21‧‧‧第一結合部

22‧‧‧第二結合部

23‧‧‧清潔部

30‧‧‧直線導軌

40‧‧‧彎曲導軌

Claims (9)

1. 一種太陽能板的搖擺式重力清潔系統，係設置於一太陽能板上，該太陽能板係可旋轉的設置於一框架中，並由一轉動控制裝置連接以控制該太陽能板的一轉動角度，該轉動控制裝置儲存一時間週期資訊，該太陽能板的搖擺式重力清潔系統包含： 一清潔裝置，包含一第一結合部、一第二結合部及一清潔部，該第一結合部及該第二結合部係設置於該清潔部上，以使該清潔部位於該太陽能板的向光側； 一直線導軌，設置於該太陽能板的一相對兩側，該第一結合部係設置於該直線導軌上，以使該清潔部受重力牽引以於該太陽能板上進行一縱向線性位移以清理該太陽能板；以及 一彎曲導軌，設置於該太陽能板的該相對兩側，該第二結合部係設置於該彎曲導軌上，以使該清潔部於該太陽能板上進行一橫向往復位移以清理該太陽能板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之搖擺式重力清潔系統，其中該直線導軌及該彎曲導軌設置於該太陽能板的背光側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之搖擺式重力清潔系統，更包含一追日感測裝置電性連接該轉動控制裝置，該轉動控制裝置係根據該追日感測裝置產生的一太陽位置資訊，以控制該太陽能板的該轉動角度，以使該清潔部進行位移。
4. 如申請專利範圍第3項所述之搖擺式重力清潔系統，其中該太陽位置資訊包含一日出資訊，該轉動控制裝置係根據該日出資訊控制使該清潔部進行位移。
5. 如申請專利範圍第1項所述之搖擺式重力清潔系統，更包含一止滑裝置電性連接該轉動控制裝置且設置於該清潔裝置進行位移的軌道上，該止滑裝置係根據該時間週期資訊以使該清潔裝置停止或移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之搖擺式重力清潔系統，更包含一濕度感測器以取得一雨天資訊，該濕度感測器電性連接該轉動控制裝置，當該轉動控制裝置接收該雨天資訊時控制該太陽能板轉動至一預定角度，該轉動控制裝置係控制該止滑裝置以使該清潔裝置位於該太陽能板的高處。
7. 如申請專利範圍第1項所述之搖擺式重力清潔系統，其中該直線導軌包含一止滑結構以限制該第一結合部的移動，該止滑結構係於該太陽能板轉動至一預定角度時使該清潔裝置受重力牽引進行位移。
8. 如申請專利範圍第1項所述之搖擺式重力清潔系統，更包含一致動裝置，該致動裝置係結合於該清潔裝置且電性連接該轉動控制裝置，該致動裝置係根據該時間週期資訊以使該清潔部位於該太陽能板的高處。
9. 如申請專利範圍第8項所述之搖擺式重力清潔系統，更包含一氣象系統，該氣象系統產生一氣象資訊，該致動裝置係根據該氣象資訊以控制該清潔裝置進行位移的頻率。