TWI411473B - 太陽能電池裝置 - Google Patents

Description

太陽能電池裝置

本發明涉及一種太陽能電池裝置，尤其涉及一種具有自動清潔功能之太陽能電池裝置。

太陽能電池已成為能源領域之研究熱點，其可應用於房屋等建築上、汽車等行動裝置上、甚至各種可攜式電子裝置上，用於將太陽能轉化為電能。

太陽能電池裝置係藉由半導體物質將太陽之輻射能光子轉變為電能(請參見“Grown junction GaAs solar cell”,Shen,C.C.；Pearson,G.L.；Proceedings of the IEEE,Volume 64,Issue 3,March 1976 Page(s)：384-385)。太陽能電池單元通常封裝於一高透光率、高強度玻璃蓋板與底板之間。長期以來，與太陽能電池單元之受光面相對之蓋板之外表面之髒污，大大降低了其透光率，降低了太陽能電池裝置之效能。而人們要想清洗蓋板之外表面髒污，就必須爬至高處，還要帶上水與清洗工具，非常不便，亦很危險。因此，如何自動清洗太陽能電池裝置之蓋板之外表面髒污成為一個重要課題。

有鑑於此，有必要提供一種具有自動清潔功能之太陽能電池裝置。

一種太陽能電池裝置，其包括一蓋板，一底板，及一封裝於蓋板與底板之間之太陽能電池單元，其中，該太陽能電池裝置進一步包括一自動清潔設備，該自動清潔設備包括：一控制器，用於發出工作指令；一灑水裝置，設置於與該太陽能電池單元之受光面相對之蓋板之外表面，用於接收該控制器之指令並向該蓋板之外表面灑水清洗；一吹氣裝置，設置於與該太陽能電池單元之受光面相對之蓋板之外表面，用於接收該控制器之指令並向該蓋板之外表面吹氣清潔。

相較於先前技術，該太陽能電池裝置，藉由該控制器發出工作指令，自動控制該灑水裝置向該蓋板之外表面灑水清洗，自動控制該吹氣裝置向該蓋板之外表面吹氣清潔，實現了太陽能電池裝置之自動清潔，避免了人工高空作業之危險與不便，同時可大大提高太陽能電池裝置之效能。

100、200‧‧‧太陽能電池裝置

30‧‧‧灑水裝置

40‧‧‧吹氣裝置

50‧‧‧控制器

80‧‧‧太陽能電池板

10‧‧‧圖像獲取裝置

20‧‧‧圖像處理及分析系統

81‧‧‧蓋板

82‧‧‧底板

83‧‧‧太陽能電池單元

831‧‧‧受光面

811‧‧‧外表面

31‧‧‧儲水箱

33‧‧‧噴管

35、36‧‧‧管卡

32、42‧‧‧連接管

311‧‧‧水輸出端

34‧‧‧噴水嘴

43‧‧‧氣源

431‧‧‧氣體輸出端

41‧‧‧噴氣嘴

90‧‧‧定時裝置

圖1係本發明第一實施例提供之具有自動清潔設備之太陽能電池裝置之立體示意圖。

圖2係本發明第二實施例提供之具有自動清潔設備之太陽能電池裝置之立體示意圖。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供了一種具有自動清潔設備之太陽能電池裝置100。該太陽能電池裝置100包括一清潔度檢測單元，一灑水裝置30，一吹氣裝置40，一控制器50，及一太陽能電池板80。本實施例中，該清潔度檢測單元為一圖像獲取裝置10與一圖像處理及分析系統20。該太陽能電池板80包括一蓋板81，一底板82，及一封裝於該蓋板81與該底板82間之太陽能電池單元83，該蓋板81與該太陽能電池單元83之受光面831相對，該蓋板具有外表面811。

該圖像獲取裝置10為一個電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)攝像機，用於獲取該蓋板81之外表面811之圖像資訊。將該攝像機設於能獲取該蓋板81之外表面811圖像之適當位置。可以理解的是，該圖像獲取裝置10亦可為互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)攝像機或數位相機或攝像頭等，只要係一種圖像獲取裝置，並且獲取之圖像資訊係數位形式之即可。

該圖像處理及分析系統20為一台電腦，用於接收該圖像獲取裝置10輸出之圖像資訊，並對該圖像資訊進行處理及分析，並於該蓋板81之外表面811清潔度不符合預定標準值時，發出清洗訊號至該控制器50。該圖像處理及分析系統20具有圖像處理程式軟體用於處理圖像資訊，其所依據之原理係：首先記憶未經污染之該蓋板81之外表面811之圖像，然後將即時偵測到之該蓋板81之外表面811圖像與原先未經污染之圖 像相減。若有髒污現象時，兩圖像相減之結果就會於黑色背景圖像中有亮點出現，利用此圖像資訊可得到亮點之面積，以上之資料，可由人員於圖像處理程式中設定一標準值，從而可直接由電腦計算出該蓋板81之外表面811清潔度是否滿足要求，當該蓋板81之外表面811之表面清潔度不符合要求時，該圖像處理及分析系統20發出清洗訊號至該控制器50。標準值之設定，可依據對該蓋板81之外表面811清潔度要求之高低來進行設定，可根據需要靈活選擇標準值。可以理解的是，此電腦亦可為一個筆記本電腦或者一個掌上電腦等。於此實施例中，該圖像獲取裝置10與圖像處理及分析系統20係電連接方式。可以理解的是，它們之間之連接方式亦可為PS/2埠連接、無線連接或採用USB介面連接等。

該控制器50與該圖像處理及分析系統20之間為電連接，該控制器50接收到清洗訊號後，依次開啟該灑水裝置30與該吹氣裝置40。

該灑水裝置30與該控制器50為電連接。該灑水裝置30包括一個儲水箱31及一個與該儲水箱31相連之噴管33。該噴管33藉由管卡35固定於該蓋板81外表面811上部。該灑水裝置30還包括一個連接管32。該灑水裝置30具有一個水輸出端311。該噴管33為一個圓筒狀直管，其一端封閉一端開口且內部為中空構造，噴管33具有至少一個噴水嘴34。該連接管32之一端與該噴管33之開口端相連，另一端連接至該灑水裝置30之水輸出端311，連接管32與噴管33之內部彼此貫通。灑水裝 置30之水由該水輸出端311輸出，經由連接管32輸送至噴管33，再經由噴水嘴34向外噴出，從該蓋板81之外表面811上方將水灑下，沖刷與清洗掉該蓋板81之外表面811所覆蓋之髒污。可以理解的是，該噴管33亦可安裝於該蓋板81外表面811下部，可根據水壓大小與該蓋板81之外表面811面積之大小來選擇。於本實施例中，噴水嘴34之數量為3個，其等間距排布於噴管33上。當然，根據該蓋板81之外表面811面積之大小，噴水嘴34之數量亦可為1個或多於2個。

灑水過程結束後，該控制器50控制該吹氣裝置40開啟。該吹氣裝置40與該控制器50為電連接。該吹氣裝置40包括一氣源43，該氣源43具有至少一個氣體輸出端431，該吹氣裝置40還包括至少一個與該氣體輸出端431相連之噴氣嘴41。該噴氣嘴41藉由管卡36固定於該蓋板81外表面811右側。該氣體輸出端431與噴氣嘴41之間藉由一個連接管42相連。氣體由該氣體輸出端431輸出，經由連接管42輸送至噴氣嘴41，再經由噴氣嘴41噴出。於本實施例中，該氣體為空氣，亦可採用其他氣體。氣體輸出端431及與其相連之噴氣嘴41之數量為3個，氣體輸出端431等間距排布於氣源43上。當然，根據該蓋板81之外表面811之面積大小，氣體輸出端431及與其相連之噴氣嘴41之數量亦可為1個或多於2個。可以理解的是，該噴氣嘴41亦可安裝於該蓋板81外表面811之其他位置，只要能夠有效將塵埃與剩下之水漬吹除乾淨即可。

請參閱圖2，本發明第二實施例提供了一種太陽能電池裝置 200。該太陽能電池裝置200包括一定時裝置90，一灑水裝置30，一吹氣裝置40，一控制器50，及一太陽能電池板80。該太陽能電池板80包括一蓋板81，一底板82，及一封裝於該蓋板81與該底板82間之太陽能電池單元83，該蓋板81與該太陽能電池單元83之受光面831相對，該蓋板具有外表面811。

該定時裝置90可預先設定清洗該蓋板81之外表面811之時間間隔，比如說每5小時洗一次該蓋板81之外表面811。該定時裝置90定時將此清洗訊號輸出至該控制器50後，該控制器50啟動灑水裝置30，灑水過程結束後，啟動吹氣裝置40。

該具有自動清潔設備之太陽能電池裝置100或200，實現了太陽能電池板80蓋板81之外表面811之自動清潔，避免了人工高空作業之危險與不便，同時可大大提高太陽能電池板80之效能。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧太陽能電池裝置

30‧‧‧灑水裝置

40‧‧‧吹氣裝置

50‧‧‧控制器

80‧‧‧太陽能電池板

10‧‧‧圖像獲取裝置

20‧‧‧圖像處理及分析系統

81‧‧‧蓋板

82‧‧‧底板

83‧‧‧太陽能電池單元

831‧‧‧受光面

811‧‧‧外表面

31‧‧‧儲水箱

33‧‧‧噴管

35、36‧‧‧管卡

32、42‧‧‧連接管

311‧‧‧水輸出端

34‧‧‧噴水嘴

43‧‧‧氣源

431‧‧‧氣體輸出端

41‧‧‧噴氣嘴

Claims (5)

1. 一種太陽能電池裝置，其包括一蓋板，一底板，及一封裝於蓋板與底板之間之太陽能電池單元，其改進在於，該太陽能電池裝置進一步包括一自動清潔設備，該自動清潔設備包括：一控制器，用於發出工作指令；一清潔度檢測單元，該清潔度檢測單元包括一圖像獲取裝置與一圖像處理及分析系統，該圖像處理及分析系統記憶有未經污染之該蓋板之外表面之圖像，該圖像處理及分析系統用於將即時偵測到之該蓋板之外表面圖像與原先未經污染之圖像相減以得到黑色背景圖像中的亮點，計算亮點之面積，並根據亮點面積和預定標準值計算出該蓋板之外表面清潔度是否符合預定標準值，並於清潔度不符合預定標準值時，發出清洗訊號至該控制器；一灑水裝置，設置於與該太陽能電池單元之受光面相對之蓋板之外表面，用於接收該控制器之指令並向該蓋板之外表面灑水清洗；一吹氣裝置，設置於與該太陽能電池單元之受光面相對之蓋板之外表面，用於接收該控制器之指令並向該蓋板之外表面吹氣清潔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池裝置，其中，該圖像獲取裝置為一CCD或CMOS攝像機。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池裝置，其中，該自動清潔設備進一步包括一定時裝置，預先設定清洗該蓋板之外表面之時間間隔，並發出清洗訊號至該控制器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池裝置，其中，該灑水裝置包括一個噴管，該噴管具有至少一個噴水嘴，水由該噴水嘴噴出。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池裝置，其中，該吹氣裝置具有至少一個噴氣嘴，氣體由該噴氣嘴噴出。