TWI753389B

TWI753389B - 雙向動態傾斜式追日系統

Info

Publication number: TWI753389B
Application number: TW109110211A
Authority: TW
Inventors: 翁敏哲
Original assignee: 翁敏哲
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-01-21
Also published as: TW202137692A

Abstract

本創作係一種雙向動態傾斜式追日系統，其係由一漂浮基座、至少一漂浮基座上之動態支撐單元及至少一設於動態支撐單元上之太陽能板所構成，其中各動態支撐單元係以中段樞設於漂浮基座上，且動態支撐單元前、後端分別樞設有可相對漂浮基座深入水中上下滑動之一導桿及一掣動導桿，又掣動導桿底端設有一升降浮筒，升降浮筒內部可選擇性注入或排出高壓氣體及注入或排出水源，令升降浮筒可依高壓氣體及水源容量比例產生升降作用，藉此，使得動態支撐單元可帶動太陽能板雙向傾斜，讓太陽能板受光面可相對太陽光照射角度雙向傾斜進行追日，令其長期保持太陽光直射而具有較佳發電效率。

Description

雙向動態傾斜式追日系統

本創作係隸屬一種太陽能發電之技術領域，具體而言係指一種應用於淺水域之雙向動態傾斜式追日系統，藉以能讓大陽能模組漂浮於水面，且進一步可以透過追日之功能維持高發電效率。

按，由於工業製造的發展與經濟活動的熱絡，能源的消耗速度快速增加，能源危機隱然出現。近年來隨著再生能源不斷的發展及環保意識不斷抬頭，世界各國均提倡使用再生能源來進行發電，如風力發電、水力發電、太陽能發電、地熱發電和潮流發電等，而其中以太陽能發電為目前發展最為可行、穩定且有效；而由於實在難以在陸地上設置大量及大面積的太陽能發電廠，為了有效應用空間，近年來開始有廠商設法將太陽能發電移至池塘、魚塭、湖泊或水庫上等淺水域上運作。

如我國專利申請第104208348號之「模組化太陽能發電系統」，其係由複數太陽能發電裝置組成，每一太陽能發電裝置的構成係如圖1、圖2所示，其包括有一能浮在水面上的漂浮基座（10），該漂浮基座（10）係由緃橫串接之中空管體（11）所構成，且於該漂浮基座（10）之相鄰管體（11）間設有連結單元（12），以供於各連結單元（12）上設有傾斜式之支撐架（13），且各該支撐架（13）上具有一安裝框體（15），則供利用各安裝框體（15）安裝一太陽能板（20）。而利用每一太陽能發電裝置的漂浮基座（10）能直接於水面上陣列連結成為模組化。

然而其支撐架（13）之傾斜是單向固定式的設計，其無法依太陽所在位置進行追日，使其可發電之時間受到相當的限制，嚴重影響其發電效率，而如何解決此一問題，係本創作所欲探討者。

有鑑於此，本創作人乃針對前述現有淺水域之太陽能系統所面臨的問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，且經不斷努力之研究與試作，終於成功的開發出一種雙向動態傾斜式追日系統，其能克服現有水面上太陽能系統難以追日所造成的不便與困擾。

因此，本創作之主要目的在於提供一種雙向動態傾斜式追日系統，藉以能在讓太陽能板在淺水域中有效進行追日定向，進而可以提升其發電效率。

又，本創作之再一主要目的係在提供一種雙向動態傾斜式追日系統，其所需之硬體結構可較為簡單，而具有較高的可靠性。

據此，本創作主要係透過下列的技術手段，來具體實現前述的目的與效能：其包含有：

一漂浮基座；

至少一動態支撐單元，其係以中段樞設於該漂浮基座上，且該動態支撐單元前、後端分別樞設有可相對該漂浮基座深入水中上下滑動之一導桿及一掣動導桿，又該掣動導桿底端設有一升降浮筒，該升降浮筒內部可選擇性注入或排出高壓氣體及注入或排出水源，使得該升降浮筒可依高壓氣體及水源容量比例產生升降作用，而透過該掣動導體帶動該動態支撐單元產生雙向傾斜效果；以及

至少一太陽能板，其係設於該動態支撐單元頂面，使得該太陽能板受光面可相對太陽光照射角度雙向傾斜進行追日。

藉此，透過前述技術手段的展現，使本創作之雙向動態傾斜式追日系統能利用該漂浮基座漂浮於水體水平面上，且透過該動態支撐單元樞設於該漂浮基座上，讓該動態支撐單元兩端之掣動導桿與導桿可相對升降，且利用該掣動導桿底端之升降浮筒的高壓氣體與水源比例，使得該動態支撐單元可帶動太陽能板產生雙向傾斜的作用，即可使得該動態支撐單元能帶動太陽能板進行追日之目的，使其長期保持太陽光直射而具有較佳發電效率，從而有效提升其附加價值，增進其經濟效益。

且本創作並利用下列的技術手段，進一步實現前述之目的及功效，以增加其附加價值，有效提升產品的競爭力與經濟效益；諸如：

其中所述之漂浮基座係由複數緃橫交錯之中空管體組接而成。

其中所述之漂浮基座上具有至少一連結單元，供該動態支撐單元相對組裝，且前述連結單元前、後端分別形成有對應該導桿與該掣動導桿之滑孔。

其中所述之動態支撐單元之掣動導桿上分段設有複數防落襯套，以減緩該掣動導桿相對連結單元滑孔的滑動速度。

其中所述之動態支撐單元於中段樞設有一固設於前述漂浮基座頂面之中間支桿。

其中所述之動態支撐單元頂面設有一安裝框體，供該太陽能板安裝。

其中所述之升降浮筒係接設於掣動導桿底端，且該升降浮筒頂端具有一進氣閥口及一排氣閥口，且該升降浮筒底端具有一進排水口，又該升降浮筒之進氣閥口可接設有一連接高壓氣源之進氣迴路。

其中所述之進氣迴路可以是形成於該掣動導桿內部之中空通道。

其中所述之升降浮筒底端連接有一配重體，可增加動態支撐單元中掣動導桿一端的下降深度。

其中所述之動態支撐單元之掣動導桿外圍於漂浮基座底面設有一護欄單元，以供保護該掣動導桿之升降浮筒的升降動作。

為使　貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本創作之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠依據本說明書具體實施。

本創作係一種雙向動態傾斜式追日系統，隨附圖例示本創作之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本創作，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

本創作係一種雙向動態傾斜式追日系統，其係應用於淺水域，如圖3所揭示者，其係由一漂浮基座（50）、至少一動態支撐單元（60）及至少一太陽能板（70）所構成，令各該太陽能板（70）能利用該動態支撐單元（60）相對該漂浮基座（50）產生雙向傾斜，而使得各該太陽能板（70）可達到追日之目的；

而關於本創作之詳細構成，如圖3、圖4及圖5所揭露者，其中該漂浮基座（50）係由複數緃橫交錯之中空管體（51）組接而成，以利該漂浮基座（50）漂浮於水面，又該漂浮基座（50）上具有至少一連結單元（55），供前述動態支撐單元（60）相對組裝；

另該動態支撐單元（60）中段樞設有一固設於前述連結單元（55）頂面之中間支桿（61），再者該動態支撐單元（60）前、後端分別樞設一導桿（62）及一掣動導桿（63），且前述連結單元（55）前、後端分別形成有對應該導桿（62）與該掣動導桿（63）之滑孔（56），令該動態支撐單元（60）之導桿（62）與掣動導桿（63）可以分別相對穿伸於該連結單元（55）之兩端滑孔（56）內〔如圖5所示〕，並深入水中，使得該動態支撐單元（60）可以該中間支桿（61）為中心產生前後傾斜的翹翹板動作，且該動態支撐單元（60）頂面設有一安裝框體（64），供前述之太陽能板（70）安裝，使得該動態支撐單元（60）可以帶動太陽能板（70）受光面相對太陽光照射角度〔如圖6、圖7所揭示者〕，而達到追日之目的；

再者，該動態支撐單元（60）之掣動導桿（63）底端設有一升降浮筒（65），該升降浮筒（65）頂端具有一進氣閥口（651）及一排氣閥口（652），且該升降浮筒（65）底端具有一進排水口（655），又該升降浮筒（65）之進氣閥口（651）可接設有一連接高壓氣源之進氣迴路（631），該進氣迴路（631）可以是形成於該掣動導桿（63）內部中空通道，以將高壓氣體由該進氣閥口（651）注入該升降浮筒（65）內且由該進排水口（655）排出內部水份，使得該掣動導桿（63）可帶動動態支撐單元（60）相對一端向上升起，反之當該升降浮筒（65）利用排氣閥口（651）排氣後可由該進排水口（655）注入水源，讓該掣動導桿（63）可帶該動態支撐單元（60）相對一端向下滑動，且該掣動導桿（63）外緣分設有複數防落襯套（632），以減緩該掣動導桿（63）相對該連結單元（55）之滑孔（56）的下滑速度，再者該升降浮筒（65）底端連接有一配重體（66），可增加動態支撐單元（60）中該掣動導桿（63）一端的下降深度，另該動態支撐單元（60）之掣動導桿（63）外圍於該連結單元（55）底面設有一護欄單元（68），以供保護該掣動導桿（63）之升降浮筒（65）的升降動作。

藉此，組構成一具追日功能之雙向動態傾斜式追日系統者。

而本創作於實際使用狀態，則請參照圖4所示，操作上，其係利用該漂浮基座（50）之中空管體（51）而漂浮於水面，且使設於該動態支撐單元（60）的雙向傾斜角度能使太陽能板（70）對應太陽升起與日落的方向，讓該動態支撐單元（60）能透過控制裝置之日照感測器〔圖中未示〕如光敏電阻檢知太陽光角度，而作動該太陽能板（70）的受光面能相對太陽光照射角度，又或如夜晚或昏暗環境無發電作用時則呈水平狀收合；

如圖6所示，當控制裝置之日照感測器檢知太陽光角度位於該動態支撐單元（60）之掣動導桿（63）一側時，則控制裝置可作動該掣動導桿（63）底端的升降浮筒（65）將高壓氣體由該排氣閥口（652）排出，而令水源由該進排水口（655）注入該升降浮筒（65）內部，而透過該升降浮筒（65）與配重體（66）的重量使該動態支撐單元（60）之掣動導桿（63）能相對漂浮基座（50）之連結單元（55）往下滑動，且同步帶動該動態支撐單元（60）另端之導桿（62）向上升起，使得該動態支撐單元（60）能以中間支桿（61）為中心而相對掣動導桿（63）一端向下傾斜，並帶動該動態支撐單元（60）上的太陽能板（70）受光面相對太陽光照射角度，且可透過控制該升降浮筒（65）內高壓氣體與水源的比例，來達到改變動態支撐單元（60）帶動太陽能板（70）傾斜角度之目的。

再者，當控制裝置之日照感測器檢知太陽光角度位於該動態支撐單元（60）之導桿（62）一側時，則如圖7所示，控制裝置可作動氣源將高壓氣體經進氣迴路（631）由進氣閥口（651）注入該升降浮筒（65）內部，且將該升降浮筒（65）內部的水源由底部的進排水口（655）排出，使得該升降浮筒（65）的重量減輕且產生浮力，令該動態支撐單元（60）之掣動導桿（63）能相對漂浮基座（50）之連結單元（55）向上升起，且同步帶動該動態支撐單元（60）另端之導桿（62）向下滑降，使得該動態支撐單元（60）能以該中間支桿（61）為中心而相對該導桿（62）一端向下傾斜，進而帶動該動態支撐單元（60）上的太陽能板（70）受光面相對另一太陽光照射角度，且進一步可透過控制該升降浮筒（65）內高壓氣體與水源的比例，來改變動態支撐單元（60）帶動太陽能板（70）之傾斜角度，以達到追日之目的，進而提高發電效率。

透過前述的設計，本創作之雙向動態傾斜式追日系統能利用該漂浮基座（50）漂浮於水體水平面上，且透過該動態支撐單元（60）以中間支桿（61）樞設於漂浮基座（50）上，讓設置於該動態支撐單元（60）兩端之掣動導桿（63）與導桿（62）可相對該連結單元（55）進行升降，且利用該掣動導桿（63）底端之升降浮筒（65）的高壓氣體與水源比例，使得該動態支撐單元（60）可帶動太陽能板（70）產生雙向傾斜的作用，即可使得該動態支撐單元（60）能帶動太陽能板（70）進行追日，以達成改變太陽能板（70）受光面相對太陽光照射角度之目的，使其長期保持太陽光直射而具有較佳發電效率。

綜上所述，可以理解到本創作為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請新型專利。

10: 漂浮基座 11: 管體 12: 連結單元 13: 支撐架 15: 安裝框體 20: 太陽能板 50: 漂浮基座 51: 管體 55: 連結單元 56: 滑孔 60: 動態支撐單元 61: 中間支桿 62: 導桿 63: 掣動導桿 631: 進氣迴路 632: 防落襯套 64: 安裝框體 65: 升降浮筒 651: 進氣閥口 652: 排氣閥口 655: 進排水口 66: 配重體 68: 護欄單元 70: 太陽能板

圖1：現有淺水域之模組化太陽能發電系統的立體架構示意圖。

圖2：現有淺水域之模組化太陽能發電系統的側視架構示意圖。

圖3：本創作雙向動態傾斜式追日系統之立體架構示意圖。

圖4：本創作雙向動態傾斜式追日系統之側視平面示意圖，供說明其主要構件之態樣及其相對關係。

圖5：本創作雙向動態傾斜式追日系統中升降浮筒之局部架構示意圖。

圖6：本創作雙向動態傾斜式追日系統上升動作之側視平面示意圖。

圖7：本創作雙向動態傾斜式追日系統下降動作之側視平面示意圖。

50: 漂浮基座 51: 管體 55: 連結單元 56: 滑孔 60: 動態支撐單元 61: 中間支桿 62: 導桿 63: 掣動導桿 64: 安裝框體 65: 升降浮筒 66: 配重體 68: 護欄單元 70: 太陽能板

Claims

一種雙向動態傾斜式追日系統，其包含有：一漂浮基座；至少一動態支撐單元，其係以中段樞設於該漂浮基座上，且該動態支撐單元前、後端分別樞設有可相對該漂浮基座深入水中上下滑動之一導桿及一掣動導桿，又該掣動導桿底端設有一升降浮筒，該升降浮筒內部係選自由主動式注入高壓氣體而使得該升降浮筒內部水源被動式排出及主動式排出高壓氣體而使得水源被動式注入該升降浮筒內部所成的組群，使得該升降浮筒可依高壓氣體及水源容量比例產生升降作用，而透過該掣動導桿帶動該動態支撐單元產生雙向傾斜效果，其中，該升降浮筒頂端具有一進氣閥口及一排氣閥口，且該升降浮筒底端具有一進排水口，又該升降浮筒之進氣閥口可接設有一連接高壓氣源之進氣迴路；以及至少一太陽能板，其係設於該動態支撐單元頂面，使得該太陽能板受光面可相對太陽光照射角度雙向傾斜進行追日。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該漂浮基座係由複數緃橫交錯之中空管體組接而成。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該漂浮基座上具有至少一連結單元，供該動態支撐單元相對組裝，且前述連結單元前、後端分別形成有對應該導桿與該掣動導桿之滑孔。
如申請專利範圍請求項3所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該動態支撐單元之掣動導桿上分段設有複數防落襯套，以減緩該掣動導桿相對連結單元滑孔的滑動速度。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該動態支撐單元於中段樞設有一固設於前述漂浮基座頂面之中間支桿。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該動態支撐單元頂面設有一安裝框體，供該太陽能板安裝。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該進氣迴路可以是形成於該掣動導桿內部之中空通道。
如申請專利範圍請求項1所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該升降浮筒底端連接有一配重體，可增加動態支撐單元中掣動導桿一端的下降深度。
如申請專利範圍請求項1、7、8所述之雙向動態傾斜式追日系統，其中該動態支撐單元之掣動導桿外圍於漂浮基座底面設有一護欄單元，以供保護該掣動導桿之升降浮筒的升降動作。