TWI545789B - 可調式聚焦太陽能發電裝置 - Google Patents

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Description

可調式聚焦太陽能發電裝置
本發明涉及太陽能發電裝置，尤其涉及聚焦裝置可調的太陽能發電裝置。
目前的太陽能發電系統通常裝配有追日系統以追蹤太陽的位置並獲得該時段下最大的太陽能，但是，追日系統無法使光線有效地會聚在太陽能電池上，而一般的會聚系統通常無法調節焦距，所以太陽能電池所受光強在一天中波動較大，太陽能電池容易老化，光電轉換效率降低，而且不利於電力的穩定輸出。
有鑒於此，提供一種可調節光強的可調式聚焦太陽能發電系統實為必要。
一種可調式聚焦太陽能發電裝置，其包括一個可調式聚焦透鏡部，一個太陽能電池，以及一個驅動單元。該可調式聚焦透鏡部包括一個鏡筒，一個透鏡和一個活動筒，該透鏡設於該鏡筒內用於接收太陽光，該活動筒與該鏡筒螺接，該活動筒具有一個內底面。該太陽能電池位於該內底面以接受經過該可調式聚焦透鏡部調整的光線。該驅動單元位於該活動筒的外部，用於驅動該活動筒於該鏡筒內移動以調節該太陽能電池的受光強度和受光面積。
相對於先前技術，本發明提供的太陽能發電裝置包括一個可調式聚焦透鏡部，從而能調節照射在太陽能電池上的光強，使得一天之內太陽能電池受到的光強波動較小，從而有效保護太陽能電池，並穩定輸出電力。
100，700‧‧‧可調式聚焦太陽能發電裝置
10‧‧‧可調式聚焦透鏡部
20‧‧‧底座
200‧‧‧凹槽
1201‧‧‧內底面
30‧‧‧太陽能電池
101‧‧‧鏡筒
102‧‧‧透鏡
120‧‧‧活動筒
1010，1203‧‧‧螺紋
1202‧‧‧外底面
14‧‧‧連桿
16‧‧‧步進馬達
40‧‧‧驅動單元
50‧‧‧平板玻璃
500‧‧‧受光面
501‧‧‧抗反射層
502‧‧‧後表面
503‧‧‧導線
504‧‧‧連接部
60‧‧‧集光單元
600‧‧‧反射面
601‧‧‧邊緣部
圖1係本發明第一實施例提供的可調式聚焦太陽能發電裝置的等角視圖。
圖2係圖1所示的可調式聚焦太陽能發電裝置的分解圖。
圖3係圖1所示的可調式聚焦太陽能發電裝置的可調式聚焦透鏡部的分解圖(包括太陽能電池)。
圖4係圖3的反向視圖。
圖5係本發明第二實施例提供的可調式聚焦太陽能發電裝置的等角視圖。
以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1至圖4，本發明第一實施例提供的可調式聚焦太陽能發電裝置100包括一個可調式聚焦透鏡部10，一個太陽能電池30以及一個驅動單元40。
該可調式聚焦透鏡部10包括一個鏡筒101，一個透鏡102，以及一個活動筒120。該透鏡102放置於該鏡筒101內，該透鏡102靠近該鏡筒101的入光口。該透鏡102為平凸透鏡。優選地，該透鏡102表面鍍有一層抗反射薄膜(圖未示)。
該鏡筒101的內壁設有螺紋1010。
該活動筒120具有一個內底面1201，該內底面1201設有該太陽能電池30。該活動筒120自鏡筒101的底部，通過其外壁的螺紋1203和鏡筒101的螺紋1010螺接入該鏡筒101的內部(參見圖4)。該活動筒120具有一個外底面1202。一根導線503穿過該外底面1202連接太陽能電池30及設在該活動筒120外部的蓄電池(圖未示)或類似的存儲裝置中。太陽能電池30通過該導線503輸出電力。
該外底面1202設有一個驅動單元40。該驅動單元40驅動該活動筒120在該鏡筒101內上下活動、遠離或靠近透鏡102以調節該太陽能電池30的受光強度和受光面積，透鏡102和該鏡筒101基本不動。通過調節該活動筒120和該透鏡102的間距來調節該太陽能電池30的受光強度和受光面積。該驅動單元40主要根據外界光線強弱來控制該活動筒120。
該可調式聚焦太陽能發電裝置100進一步包括一個底座20，該底座20的中心設有一個凹槽200，該凹槽200為該活動筒120提供了一段活動距離，也用於收容該驅動單元40。
在本實施例中，該驅動單元40包括一個連接桿14和一個步進馬達16，該連接桿14一端與該活動筒120相連，另一端和該步進馬達16直接相連。該步進馬達16驅動該連接桿14以使該活動筒120在該鏡筒101內上下活動。
該可調式聚焦太陽能發電裝置100進一步包括一個透光的平板玻璃50，該平板玻璃50位於該可調式聚焦透鏡部10的入射光路上，具有一個受光面500和一個與該受光面500相背的後表面502。該 受光面500的中心設有一層突出於該受光面500的抗反射層501用於增加太陽光的透射強度。
太陽能電池30的數量及大小根據需要設定。
請參閱圖5，本發明第二實施例提供的可調式聚焦太陽能發電裝置700與該可調式聚焦太陽能發電裝置100相比，還進一步包括一個集光單元60，位於該平板玻璃50的正對面並將該集光單元60收集到的光線會聚到該平板玻璃50。該集光單元60具有一個反射面600用於反射光線，該反射面600為曲面。例如為抛物面。該反射面600面向該受光面500。該反射面600的面積遠大於該受光面500，以便會聚較多的光線。
該集光單元60位於該平板玻璃50的正對面，且該平板玻璃50位於該集光單元60的焦點附近，以將該集光單元60收集到的光線會聚到該平板玻璃50，再經該平板玻璃50會聚到該可調式聚焦透鏡部10上。
該集光單元60包括一個位於該反射面600邊緣的邊緣部601，該平板玻璃50設有一個連接部504和該集光單元60的邊緣部601連接以將該集光單元60、平板玻璃50等結為一體，從而只要將該集光單元60安放於合適的位置(例如地面)即可。該連接部504包括三個直桿。
本發明實施例提供的可調式聚焦太陽能發電裝置100包括一個可調式聚焦透鏡部10，從而能調節照射在太陽能電池30上的光強，例如，在早晨和中午，因為光照強烈，所以調節該活動筒120令其遠離透鏡102，使得落在該太陽能電池30上的光斑面積較小但 單位面積光強較強；在黃昏時，光強較弱，所以調節該活動筒120令其靠近透鏡102，光線盡可能會聚在該太陽能電池30上，雖然單位面積光強較弱但受光面積增大，從而使得一天之內太陽能電池所受光強波動較小，從而有效保護太陽能電池，並穩定輸出電力。
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‧‧‧可調式聚焦太陽能發電裝置
10‧‧‧可調式聚焦透鏡部
50‧‧‧平板玻璃
500‧‧‧受光面
501‧‧‧抗反射層

Claims (9)

  1. 一種可調式聚焦太陽能發電裝置，其包括：一個可調式聚焦透鏡部，包括一個鏡筒，一個透鏡和一個活動筒，該透鏡設於該鏡筒內用於接收太陽光，該活動筒與該鏡筒螺接，該活動筒具有一個內底面；一個太陽能電池，固定設置於該內底面以接受經過該可調式聚焦透鏡部調整的光線；以及一個驅動單元，位於該活動筒的外部，用於驅動該活動筒於該鏡筒內移動，從而帶動該太陽能電池隨活動筒於該鏡筒內移動以調節該太陽能電池的受光強度和受光面積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該透鏡為平凸透鏡。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該可調式聚焦太陽能發電裝置進一步包括一個底座，該底座的中心設有一個凹槽，該驅動單元位於該凹槽內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該驅動單元包括一個連接桿和一個步進馬達，該連接桿與該活動筒和該步進馬達直接相連。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該透鏡表面鍍有一層抗反射薄膜。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該可調式聚焦太陽能發電裝置進一步包括一個透光的平板玻璃，該平板玻璃位於該可調式聚焦透鏡部的入射光路上，具有一個受光面，該受光面鍍有 一層抗反射層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該可調式聚焦太陽能發電裝置還包括一個集光單元，位於該平板玻璃的正對面並將該集光單元收集到的光線會聚到該平板玻璃。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該集光單元具有一個反射面用於反射光線，該反射面為曲面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之可調式聚焦太陽能發電裝置，其中：該平板玻璃具有一個受光面，該集光單元包括一個位於該反射面邊緣的邊緣部，該受光面面對該反射面，該平板玻璃設有一個連接部用於和該集光單元的邊緣部連接固定以使該集光單元、平板玻璃結為一體。
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