TWM491812U

TWM491812U - 具有傾斜錨部之鋼索控制追日式太陽能發電設備

Info

Publication number: TWM491812U
Application number: TW103212495U
Authority: TW
Inventors: Chia-Ching Luo
Original assignee: Big Sun Energy Technology Inc
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-12-11
Also published as: JP3195656U; CN204166394U

Description

具有傾斜錨部之鋼索控制追日式太陽能發電設備

本新型是有關於一種太陽能發電設備，且特別是有關於一種具有傾斜錨部之鋼索控制追日式太陽能發電設備。

通常，太陽能發電系統係固定於建築物上，不能隨著太陽的位置而調整方向，使得太陽能的利用率大打折扣。或者，一種風光互補式發電系統採用支撐風力發電機的柱體來固定太陽能發電模組，但是這種系統下的太陽能發電模組通常很小。因為太陽能發電模組的中央部位直接傾斜地固定至柱體，若太陽能發電模組的面積過大，則會被強風破壞，其乃因為柱體與太陽能發電模組之間的接合強度不足以抵抗強風。或者，當突然有外力施加於太陽能發電模組時，因為太陽能發電模組的剛性太高而使得太陽能發電模組容易被破壞。因此，習知之太陽能發電系統仍有改善的空間。

本案創作人曾經於中華民國專利TWM421480號揭露一種彈性鋼索控制追日式太陽能發電設備，並於中華民國專利TW201418646號揭露一種追日式太陽發電機構之牽引控制裝置，這兩種追日式發電設備都需固定在一個固定結構上。固定結構譬如是鋼板或地面。若以大片的鋼板或十字形的鋼骨結構來當作固定結構，勢必要花費相當多的鋼材成本，若以土地當作固定結構，那麼可能需要透過水泥所建構的地板當作固定結構。在大型發電場合上，上述的方案都無法有效降低成本，且利用水泥需要等待一段讓水泥硬化的時間，不適合快速施工的進行。本案是針對於上述兩專利案的改良，故上述兩專利的整體內容於此併入作參考。

因此，本新型之一個目的係提供一種利用中柱及鋼索來控制太陽能發電模組的追日功能之太陽能發電設備，並利用打樁入地面的傾斜錨部及中柱來固定此太陽能發電設備，藉以達到穩固之彈性支撐以及追日的效果。

為達上述目的，本新型提供一種鋼索控制追日式太陽能發電設備，安裝於一地面上，並包含：一太陽能發電模組，用以將光能轉換成電能，並具有第一至第四角落部位；一中柱，中柱之一第一端安裝於地面上，中柱之一第二端樞接於太陽能發電模組之一底部之一中間部位，用以可轉動地支撐太陽能發電模組；第一及第二捲線裝置，設置於中柱；一第一鋼索，具有一連接至第一角落部位之第一端及一連接至第三角落部位之第二端，第一鋼索捲繞於第一捲線裝置上；一第二鋼索，具有一連接至第二角落部位之第一端及一連接至第四角落部位之第二端，第二鋼索捲繞於第二捲線裝置上，其中藉由轉動第一捲線裝置及第二捲線裝置之一者或兩者，以調整太陽能發電模組之方位角度；及第一至第四傾斜錨部，傾斜地打樁安裝於地面，並分別對應至第一至第四角落部位，第一鋼索穿過第一及第三傾斜錨部，以形成一多重彎折形結構，第二鋼索穿過第二及第四傾斜錨部，以形成另一多重彎折形結構，第一至第四傾斜錨部係朝中柱的方向傾斜延伸。

藉此，本新型之彈性鋼索控制追日式太陽能發電設備，可以達到穩固之彈性支撐及追日的效果，故更適合於大型發電場合，而且能具有多自由度的旋轉及移動功能，達到追日的效果，以適合於各種不同的應用場合，有效提高太陽能的利用率。再者，利用傾斜錨部可以提供對於鋼索的有效固定力量，使得鋼索不易脫落，達成穩固固定的效果。

為讓本新型之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

F‧‧‧拉力

θ‧‧‧傾斜角

1‧‧‧太陽能發電設備

2‧‧‧地面

10‧‧‧太陽能發電模組

10B‧‧‧底部

10M‧‧‧中間部位

11‧‧‧第一角落部位

12‧‧‧第二角落部位

13‧‧‧第三角落部位

14‧‧‧第四角落部位

15‧‧‧框架

16‧‧‧太陽能板

17‧‧‧太陽能電池

20‧‧‧中柱

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

23‧‧‧第一區段

24‧‧‧第二區段

25‧‧‧萬向接頭

26‧‧‧底座

31‧‧‧第一捲線裝置

32‧‧‧第二捲線裝置

41‧‧‧第一傾斜錨部

41A、42A、43A、44A‧‧‧第一端

41B、42B、43B、44B‧‧‧第二端

42‧‧‧第二傾斜錨部

43‧‧‧第三傾斜錨部

44‧‧‧第四傾斜錨部

45至48‧‧‧彈性調整組件

49‧‧‧倒勾

50‧‧‧第一鋼索

51‧‧‧第一端

52‧‧‧第二端

60‧‧‧第二鋼索

61‧‧‧第一端

62‧‧‧第二端

70‧‧‧緩衝組件

圖1與2顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備之兩種狀態之示意圖。

圖3顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備之立體圖。

圖4與5顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電模組之俯視圖之兩個例子。

圖6顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備之太陽能板之俯視圖。

圖7顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電模組與第一及第二捲線裝置之連接方塊圖。

圖8A與8B分別顯示依據本新型第二實施例之太陽能發電設備之立體及前視示意圖。

圖9A至9C分別顯示依據本新型第二實施例之太陽能發電設備之中柱及傾斜錨部之俯視示意圖、前視示意圖及立體示意圖。

圖10顯示依據本新型第三實施例之傾斜錨部的示意圖。

以下所述之「連接」，包含但不限於「直接連接」或「間接連接」。

圖1與2顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備1之兩種狀態之示意圖。圖3顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備1之立體圖。如圖1至3所示，依據本新型第一實施例之彈性鋼索控制追日式太陽能發電設備1係彈性地安裝於一地面2上，並包含一太陽能發電模組10、一中柱20、第一及第二捲線裝置31、32、一第一鋼索50及一第二鋼索60以及第一至第四傾斜錨部41-44。值得注意的是，圖1與2之第一及第二捲線裝置31、32有相當程度的簡化，以便不模糊化本新型之特徵。地面2的材質一般為泥土、但亦可以是沙礫或其他適當材料等。

太陽能發電模組10用以將光能轉換成電能，並具有第一至第四角落部位11-14。第一至第四角落部位11-14並不一定要非常靠近太陽能發電模組10的四個角落，只要在四個角落的附近即可。

中柱20之一第一端21安裝於地面2上，中柱20之一第二端22樞接於太陽能發電模組10之一底部10B之一中間部位10M，用以可轉動地支撐太陽能發電模組10。中間部位10M最好位於太陽能發電模組10的重心，亦可以在太陽能發電模組10的重心的附近，於此不作特別限定。中柱20之第二端22係透過一萬向接頭25樞接於太陽能發電模組10之底部10B之中間部位10M。萬向接頭25包含球頭及與球頭配合的球形凹陷部，此乃為習知技術所熟知的，於此不再詳述。如此，太陽能發電模組10可以以萬向接頭25為中心地自由旋轉，使用者可以輕易調整太陽能發電模組10的擺設角度，達到追日的效果。於本實施例中，中柱20包含一第一區段23、一第二區段24以及一底座26。第一區段23具有中柱20之第一端21，並埋入於地面2中。第二區段24具有中柱20之第二端22。底座26連接第一區段23與第二區段24，並露出於地面2。中柱20之一長度係可伸縮，但也可以是固定的。藉由轉動第一/第二捲線裝置31/32，可以使第一/第二捲線裝置31/32兩側的第一/第二鋼索50/60的部分長度改變，藉以改變太陽能發電模組10的角度。

第一及第二捲線裝置31、32設置於中柱20。值得注意的是，第一及第二捲線裝置31、32係可移動地設置於中柱20，藉以使第一及第二捲線裝置31、32之高度可調。舉例而言，可以藉由齒輪及齒條的配合、螺帽與螺絲的配合等機構來調整第一及第二捲線裝置31、32之高度。由於這種機構是熟習本項技藝者所能輕易理解的，故於此不再詳述。第一及第二捲線裝置31、32可以是手動或電動的捲線裝置。第一及第二捲線裝置31、32可以容置於中柱20中或位於中柱20外部，於此不作特別限定。

第一鋼索50具有一連接至第一角落部位11之第一端51及一連接至第三角落部位13之第二端52。第一鋼索50捲繞於第一捲線裝置31上。

第二鋼索60具有一連接至第二角落部位12之第一端61及一連接至第四角落部位14之第二端62。第二鋼索60捲繞於第二捲線裝置32上。藉由轉動第一捲線裝置31及第二捲線裝置32之一者或兩者，以調整太陽能發電模組10之方位角度，達成追日的效果，以讓發電效能最高化。

第一至第四傾斜錨部41-44係傾斜地打樁安裝於地面2，並分別對應至第一至第四角落部位11-14，第一鋼索50穿過第一及第三傾斜錨部41、43之第一端41A、43A，以形成一多重彎折結構，於此是W形結構。因此，第一鋼索50從第一端51至第二端52，是依序通過第一傾斜錨部41、第一捲線裝置31、第三傾斜錨部43。第二鋼索60穿過第二及第四傾斜錨部42、44之第一端42A、44A，以形成另一多重彎折結構，於此亦是W形結構。第一至第四傾斜錨部41至44從第一端41A至44A到第二端41B至44B係朝該中柱20的方向傾斜延伸。藉由轉動第一/第二捲線裝置31/32，可以使第一/第二捲線裝置31/32兩側的第一/第二鋼索50/60的部分長度改變，藉以改變太陽能發電模組10的角度。因此，第二鋼索60從第一端61至第二端62，是依序通過第二傾斜錨部42、第二捲線裝置32、第四傾斜錨部44。這樣的雙W結構，可以讓整個太陽能發電設備1的結構更加穩定，更不易受到強風或地震等外力破壞。

於一例子中，中柱20與傾斜錨部41至44是以圓柱來實施。於其他例子中，中柱20與傾斜錨部41至44是以工字樑來實施。在圖1中，鋼索50/30對傾斜錨部43/44施以力量F。可以理解到的是，傾斜錨部41至44提供了比鉛直錨部更難克服的固定力，有助於穩度鋼索的錨定效果。傾斜錨部41至44與鉛直方向的傾斜角θ，於一例子中是介於15度至75度之間，於其他例子中是介於30度與60度之間。

此外，太陽能發電設備1可更包含多個緩衝組件70，其可伸縮地連接中柱20及太陽能發電模組10，以輔助支撐並緩衝受外力之太陽能發電模組10。緩衝組件70譬如是包含油壓缸、氣壓缸等可以提供緩衝作用的組件，藉以緩衝太陽能發電模組10所承受之巨大外力，以降低傷害。

圖4與5顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電模組 10之俯視圖之兩個例子。如圖4與5所示，太陽能發電模組10包含一框架15及多個太陽能板16。框架15連接至第一鋼索50、第二鋼索60及中柱20。多個太陽能板16安裝於框架15上，並以陣列的方式排列，且透過並聯及/或串聯的方式達成電連接。圖4與5之差異在於第一角落部位11與第二角落部位12的定義位置不同，使得第一鋼索50與第二鋼索60之路徑有所不同。

圖6顯示依據本新型第一實施例之太陽能發電設備1之太陽能板16之俯視圖。如圖6所示，各太陽能板16係由多個太陽能電池17所並聯及/或串聯連接而成。太陽能電池17可以是單晶、多晶、薄膜或其他種類的太陽能電池。

圖7顯示依據本新型實施例之太陽能發電模組與第一及第二捲線裝置之連接方塊圖。如圖7所示，第一及第二捲線裝置31、32係為由太陽能發電模組10供電之電動捲線裝置。

圖8A與8B分別顯示依據本新型第二實施例之太陽能發電設備之立體及前視示意圖。如圖8A與8B所示，本實施例係類似於第一實施例，不同之處在於太陽能發電設備更包含第一與第二彈性調整組件45、46以及第三與第四彈性調整組件47、48。第一與第二彈性調整組件45、46連接底座26及第一鋼索50，用於調整第一鋼索50的張力。第三與第四彈性調整組件47、48連接底座26及第二鋼索60，用於調整第二鋼索60的張力。各彈性調整組件45至48可移動地連接至對應的鋼索50/60，並固定至底座26。亦即，可以利用滑輪或圓環當作媒介來使各彈性調整組件45至48可移動地連接至對應的鋼索50/60。彈性調整組件可以包含彈簧。

圖9A至9C分別顯示依據本新型第二實施例之太陽能發電設備之中柱20及傾斜錨部41至44之俯視示意圖、前視示意圖及立體示意圖。從圖9A至9C可以看出中柱20及傾斜錨部41至44是如何打樁固定到地面2中。實際施工時，可以將一部分的中柱20(第一區段23)及傾斜錨部41至44打樁固定到地面2，然後再將另一部分的中柱20(第二區段24)透過底座26安裝於已經固定的第二區段24，譬如藉由螺絲或藉由焊接手段。當設置很多太陽能發電設備時，可以大量進行打樁的工程後，再大量地進行後續的施工動作，藉此可以降低施工成本及縮短施工時間。

圖10顯示依據本新型第三實施例之傾斜錨部的示意圖。如圖10所示，各第一至第四傾斜錨部41至44具有倒勾49。倒勾49使得傾斜錨部41至44更不容易被拔起。同樣地，中柱20也可以具有倒勾。

藉由本新型之彈性鋼索控制追日式太陽能發電設備，可以達到穩固之彈性支撐及追日的效果，故更適合於大型發電場合，而且能具有多自由度的旋轉及移動功能，達到追日的效果，以適合於各種不同的應用場合，有效提高太陽能的利用率。再者，利用傾斜錨部可以提供對於鋼索的有效固定力量，使得鋼索不易脫落，達成穩固固定的效果。

在實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本新型之技術內容，而非將本新型狹義地限制於上述實施例，在不超出本新型之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本新型之範圍。