TWI696797B - 太陽能板浮筒裝置及包含其之太陽能模組 - Google Patents

太陽能板浮筒裝置及包含其之太陽能模組 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種太陽能板浮筒裝置,包含:金屬浮體、至少一第一支架、複數個立架、至少一第二支架以及至少一第三支架。第一支架跨設於金屬浮體之頂面。立架設置於第一支架上,並朝相反於頂面之方向延伸。每一立架包含缺口相對之二扣片,以及夾設於二扣片間之支撐柱。第二支架設置於立架上,且第二支架係平行且相對於第一支架。第三支架跨設於第二支架上,用以架設太陽能板。

Description

太陽能板浮筒裝置及包含其之太陽能模組
本發明係有關一種太陽能板浮筒裝置及包含其之太陽能模組。具體而言,特別是一種具有金屬浮體的太陽能板浮筒裝置。
隨著環保意識抬頭,綠色能源不排放污染物且原材料可以再生,所以逐漸成為能源發展之重點。其中太陽能源即為綠色能源的一種。一般太陽能板大都安裝於日照充足之建築物的屋頂、頂樓或平台上,然而,此種設置方式需要很大的空間,建築物上的空間有限,故無法大面積、大範圍的安裝。因此,遂利用廣大的水域空間,將太陽能板安裝於水面上,可解決設置空間不足之問題。
現今的太陽能板設置於水面上時,主要係將太陽能板先固定於支撐架上,再於支撐架底部設有浮筒,藉由浮筒來將支撐架與太陽能板予以撐持漂浮於水面上。
然而,傳統的浮筒裝置皆由塑料材質製成。塑料經過長年的日曬雨淋容易導致脆化或劣化,長久來看,除了工作壽命較短之外,塑料浮筒若破裂而沉入水底時,亦有可能導致汙染之情形,塑化劑、染色劑、環境賀爾蒙DEHP,回收問題,此外塑料浮桶各個互連,透光率極低,加速 優養化,諸多堪慮。
有鑑於此,本發明之一實施例在於提供一種太陽能板浮筒裝置。太陽能板浮筒裝置包含:金屬浮體、至少一第一支架、複數個立架、至少一第二支架以及至少一第三支架。第一支架跨設金屬浮體之頂面。立架設置於第一支架上,並朝相反於頂面之方向延伸。每一立架包含缺口相對之二扣片,以及夾設於二扣片間之支撐柱。第二支架設置於立架上,且第二支架係平行且相對於第一支架。第三支架跨設於第二支架上,用以架設太陽能板。
本發明之另一實施例在於提供一種太陽能模組,係由複數個前述的太陽能板浮筒裝置所組成。
相較於先前技術,本發明之太陽能浮筒裝置藉由金屬浮體的設置,能提供無汙染、回收性佳、可調整陣列間距排佈,由基本透光率15%再增加水下生物需光性,防止優氧化,耐用且穩定性更高的浮筒裝置。
1:太陽能板浮筒裝置
2:太陽能模組
11:金屬浮體
12:第一支架
13:立架
14:第二支架
15:第三支架
16:太陽能板
17:配接器
18:鏈條
19:錨定配重單元
20:踏板
111:頂面
112:中空殼體
131:扣片
132:扣片
133:支撐柱
171:開孔
181:扣片
182:纜繩
191:凹槽
192:扣環
193:插件
1111:導槽
1311:開孔
1321:開孔
S:密封墊
V:排氣閥
圖1A~圖1B係為本發明太陽能板浮筒裝置之一實施例示意圖。
圖2係為本發明金屬浮體之一實施例示意圖。
圖3係為本發明金屬浮體之一實施例示意圖。
圖4A係為本發明太陽能模組之一實施例示意圖。
圖4B係為本發明太陽能模組配接器之一實施例示意圖。
圖4C係為本發明太陽能模組鏈條之一實施例示意圖。
圖5A係為本發明太陽能模組錨定配重單元之一實施例示意圖。
圖5B係為本發明太陽能模組錨定配重單元之另一實施例示意圖。
圖6A係為本發明太陽能模組之一實施例示意圖。
圖6B係為本發明太陽能模組之一實施例示意圖。
以下將以圖式配合文字敘述揭露本發明的複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。此外,為簡化圖式起見,一些習知的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪出。
請參閱圖1A~圖1B,太陽能板浮筒裝置1較佳包含金屬浮體11、第一支架12、立架13、第二支架14以及第三支架15。金屬浮體11係為金屬所製成的中空殼體,較佳但不限於使用不繡鋼材質所製成。於其他實施例中,亦可使用鋁合金、鈦金屬、鈦合金或其組合之金屬。金屬浮體11與水面接觸之一面較佳無焊接縫隙,可防止液體滲入。
第一支架12跨設於金屬浮體11之頂面111上。立架13設置於第一支架12上,詳細而言,立架13係朝相反於頂面111的方向垂直向上延伸設置。立架13包含缺口相對之二扣片131、132,以及夾設於二扣片131、132之間的支撐柱133。扣片131、132較佳但不限於使用ㄇ型扣片,支撐柱133例如是C型鋼,亦不以此為限。其中,支撐柱133之一面具有滑槽,與其相對的另一面則具有複數個開孔。扣片131、132的兩側壁上分別具有開孔1311、1321,可透過固定元件(例如螺栓與螺帽,但不以此為限)穿過支撐柱133之開孔及滑槽樞接固定。
此外,扣片131與第一支架12接觸之一面亦具有開孔(圖未示),可透過固定元件(例如螺栓與螺帽,但不以此為限)將扣片131與第一支架12固定。具體來說,第一支架12與扣片131接觸之一面具有滑槽,方便調整立架13的設置位置。使用者可於滑槽上的任意位置將扣片131鎖固,當欲變更位置時,只要鬆開固定元件即可再次進行調整。
須說明的是,本實施例中的四組立架13係以前面兩組較短,後面兩組較長之態樣為例,但不以此為限。主要係使太陽能板架設後與水平面成一斜面,以提高太陽光的吸收率,可客製增高防止太陽能板低角度之一側觸水,防止增生藻類甚至破壞絕緣。
第二支架14設置於立架13上,亦可使用C型鋼,其一面具有(圖未標示)開孔,另一面具有滑槽。具體來說,第二支架14具有開孔之一面係與扣片132不具缺口之一面接觸,可透過螺栓與螺帽固定。第二支架14較佳平行且相對於第一支架12設置。於此實施例中,透過扣件132與支撐柱133之樞接,可以微調其架設角度,例如,先調整好扣片132的角度後再利用固定元件鎖固於支撐柱133上。
第三支架15跨設於第二支架14上,具體來說,係與第二支架14交錯設置,同樣可透過固定元件將彼此固定。並且,由於第三支架15系設置於第二支架14的滑槽上,因此,亦可任意調整其架設位置。第三支架15與前述第一支架12及第二支架14類似,較佳但不限於選用C型鋼。太陽能板16可透過螺栓、螺帽或其他類似的元件固定於第三支架15的滑槽上。於此實施例中,透過立架13可以進行角度微調,以利取得太陽能板16與太陽光的最佳相對角度,以提高太陽能板16對太陽光的吸收效率。
於本實施例中,金屬浮體11內部可選擇性填充(環保)泡棉,避免破損時水份滲入其內而導致沉入水底。
於一實施例中,如圖2之剖視圖所示,金屬浮體11底部可以中空殼體112組成,其形狀無特定限制。其內部可以(環保)泡棉填充,避免當金屬浮體11底部任一中空殼體112有破損時,水滲入其內而導致沉入水底。複數個中空殼體能提供額外的支撐浮力。其中,兩中空殼體之間可選擇加工使其不連通,避免當水份滲入其中一個中空殼體之後溢流至其他的中空殼體內。
於一實施例中,如圖3之剖視圖所示,金屬浮體11與第一支架12之接合處可藉由滾焊處理或免焊合處理。免焊合處理例如是,於頂面111周圍設置導槽1111,導槽1111上設置密封墊S,再於密封墊S上設置第一支架12。而第一支架12與頂面111接觸之區域,較佳以密封墊S之兩側,以螺栓或其他類似的元件將彼此固定。以此免焊接之方式能避免氧化生鏽之情形。密封墊S較佳係環狀圍繞於頂面111上設置。
於其他實施例中,亦可將直、交流匯流箱、變流器、變壓器或配電盤設置於金屬浮體11上。
本發明之另一實施例,請參閱圖4A及圖4B。係為多個太陽能板浮筒裝置所組成的太陽能模組2。本實施例之太陽能模組2係以陣列的方式排列,但不以此為限。各個太陽能板浮筒裝置可以透過第一支架12串接固定。於本實施例中,主要係透過配接器17相互串接。配接器17較佳呈現類似十字型之態樣,但不以此為限。配接器17的四個開口可以分別供第一支架12嵌合。詳細而言,第一支架12可嵌合於配接器17內,並透過固定 元件(螺栓及螺帽或其他類似的元件)穿過配接器17之開孔171與第一支架12之開孔及滑槽固定。與本實施例中,於同一直線方向上的第一支架12可相互串接。於其他實施例中,亦可於不同方向串接其他的太陽能板浮筒裝置,以此方式,可以組成由多個太陽能板浮筒裝置串接而成的太陽能模組2。
此外,可於金屬浮體11之頂面111對應中空內部之區域選擇性地設置排氣閥V。其特色在於,當金屬因熱脹冷縮造成內部壓力過大時,可以透過排氣閥V將內部氣體排出。此外,外部的水份亦無法透過排氣閥V滲入金屬浮體11內部。據此,可以避免金屬浮體11於熱漲冷縮時內部產生冷凝積水之情形。
於一實施例中,如圖4C所示,亦可透過焊接或其他的固定方式串接,例如鏈條18。鏈條18包含兩扣片181及連接於其之間的纜繩182、彈簧、萬向接頭或雙環拉桿,可以是具有彈性或非彈性的材質,以吸收不同方向拉力、水的浮動衝擊力、扭力、剪力,避免形變。
本發明之另一實施例,如圖5A所示,太陽能模組2可增設錨定配重單元19,較佳可連接於各支架或各金屬浮體之間的延伸支桿設置。錨定配重單元19其中一面(即朝向金屬浮體11之一面)具有凹槽191,凹槽191面上設有多個扣環192供錨纜扣合並連接於太陽能板浮筒裝置1。需說明的是,扣環192之高度較佳不超過錨定配重單元19之頂面。據此設計,當運輸錨定配重單元19將其互相堆疊時,可以較為平整不占空間。此外,其餘的扣環可以藉由錨纜交叉連接於其他的金屬浮體,除了能增加整體穩固性之外,亦能減少錨固摩擦進而增加其壽命。
於一實施例中,如圖5B所示,錨定配重單元19下方(即相反 於金屬浮體11之一面)具有插件193。其功能在於,當太陽能模組2設置於較遠離岸邊的地方時,可將插件193直接插入於河床中,包括但不限於此形狀,可直接接地使整個陣列等定位,並使太陽能模組2能固定於某定點。除了增加錨固之外,亦可避免太陽能模組2隨著水流及/或風壓而漂移。
於其他實施例中,可於各金屬浮體之間連接設置錨固延伸鈑,並於錨固延伸鈑靠近中央處掛設錨固配重單元,以使太陽能模組之受力較為平均。
於其他實施例中,可於太陽能模組2設置錨釘。錨釘可直接固定於岸邊,以利固定太陽能模組2。
於一實施例中,如圖6A所示,亦可於太陽能板浮筒裝置1周圍(例如第一支架上,或各金屬浮體之間的延伸支架上)增設踏板20,可供技術人員踩踏行走,便於進行維修。踏板20較佳亦可由金屬製成,較佳但不限於不鏽鋼所製。其上(即踩踏面)可選擇性地設置紋路,用以增強止滑功能。由於金屬具有較佳的反光功能,當太陽光照射於金屬浮體11及踏板時,可鏡面反射於太陽能板之背面使其吸收,據此可使太陽能板吸收更多的光能以增加發電收益。
於一實施例中,如圖6B所示,當太陽能板架設於兩金屬浮體之間時,金屬浮體亦可直接作為維修走道使用,其頂面上可設置紋路增加止滑功能。
需說明的是,本實施例中的太陽能板可為單片多個數量設置,亦可依照所需設置的總範圍而直接訂製所需或單一大尺寸之太陽能板。太陽能板可以是一般太陽能板或軟性太陽能板,並無特定限制。
相較於先前技術,本發明藉由金屬浮體的設置,能提供無汙染、回收性佳、耐用且穩定性更高的太陽能浮筒裝置及模組。
在不脫離本發明之精神或範圍內,熟習本技藝者可對本發明做各種修飾與變化。因此,在申請專利範圍及其均等之範圍內進行各種修飾與變化均包含於本發明之範圍內。
1‧‧‧太陽能板浮筒裝置
11‧‧‧金屬浮體
12‧‧‧第一支架
13‧‧‧立架
14‧‧‧第二支架
15‧‧‧第三支架
16‧‧‧太陽能板
111‧‧‧頂面
131‧‧‧扣片
132‧‧‧扣片
133‧‧‧支撐柱

Claims (11)

  1. 一種太陽能板浮筒裝置,包含:一金屬浮體;至少一第一支架,跨設該金屬浮體之頂面;複數個立架,設置於該第一支架上,並朝相反於該頂面之方向延伸,每一該立架包含:缺口相對之二ㄇ型扣片;以及夾設於該二ㄇ型扣片間之一支撐柱,每一該ㄇ型扣片之兩側壁上分別具有一開孔,該支撐柱之一側具有一滑槽,其相對之一側具有複數個開孔,每一該ㄇ型扣片與該支撐柱係以一固定元件穿過該滑槽及該些開孔樞接;至少一第二支架,設置於該些立架上,且該第二支架係平行且相對於該第一支架;以及至少一第三支架,跨設於該至少一第二支架上,用以在該金屬浮體上方架設一太陽能板與該金屬浮體相隔至少一段距離,且使該太陽能板的中心對應重疊該金屬浮體,其中,該金屬浮體底面係以曲面之複數個中空殼體所組成,且該複數個中空殼體之兩中空殼體之間彼此相隔而不連通。
  2. 如請求項1所述之裝置,其中該金屬浮體係以不鏽鋼、鋁合金、鈦金屬、鈦合金或其組合之材質製成。
  3. 如請求項1所述之裝置,其中該些中空殼體內部分別以泡棉填充。
  4. 如請求項1所述之裝置,其中該金屬浮體與該第一支架間具有一密封墊。
  5. 如請求項1所述之裝置,其中該金屬浮體頂面更包含至少一排氣閥。
  6. 一種太陽能模組,包含複數個請求項1~5中任一之太陽能板浮筒裝置。
  7. 如請求項6所述之模組,其中各該太陽能浮筒裝置係藉由複數個配接器連接。
  8. 如請求項7所述之模組,其中該配接器係為十字型,並且,於同一直線方向上之兩第一支架藉由該配接器相互串接。
  9. 如請求項6所述之模組,其中各該太陽能浮筒裝置係藉由複數個鏈條連接,該鏈條包含兩扣片及一纜繩。
  10. 如請求項6所述之模組,更包含至少一錨定配重單元,該錨定配重單元朝向該金屬浮體之一面具有一凹槽,該凹槽中具有至少一扣環。
  11. 如請求項10所述之模組,其中該錨定配重單元背向該金屬浮體之一面更包含複數個插件,該插件係插入河床中以使該太陽能模組中之該些太陽能浮筒裝置等定位。
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