TWI519747B - Automatic Regeneration Device for Solar Generators - Google Patents

Description

太陽能發電機組之自動追日調控裝置

本發明是有關一種太陽能發電機組之自動追日調控裝置，尤指一種可驅動並偵知調整太陽能發電模組之傾斜狀態，使其精確地自動依設定而調整對應於太陽方向之追日調控裝置。

傳統較簡易之太陽能發電裝置(太陽能板)大多係以固定之位置及延伸角度設置於太陽陽光可投射之處，此種應用形態雖具有較簡易之結構，可降低設置及後續維護成本；但其於實際應用時，由於太陽之位置隨時在改變，因此該具有固定位置及角度之太陽能發電裝置(太陽能板)無法隨時保持與太陽陽光投射方向相垂直之角度，致使該陽光作用於太陽能發電裝置(太陽能板)之效率難以保持於最佳，而有發電效率不佳之情形。

為此，乃有偏斜角度可調整之太陽能發電裝置(太陽能板)被公開應用，其大多係將太陽能板經由一樞轉接頭設置於一穩固之支撐架上，並利用適當的驅動結構帶動該太陽能板產生相對於支撐架之樞轉，使該太陽能板可依設定而隨著太陽位置的移動具有不同傾斜角度，如此一來，可有效改善太陽光直射太陽能板之狀態，以增進整體發電效率；然而，由於上述驅動太陽能板樞轉之機構大多係以馬達作為動力源，並經由鍊條或皮帶傳遞該動力源(馬達)輸出之動力，因此於驅動該太陽能板轉動的過程中， 難以避免的會產生滑動或精度誤差的累積，致使其樞轉偏斜之角度與方向皆無法達到預期的位置，故而，如何能使太陽能板隨時自動偵知偏斜的角度與方向，並與其原始設定值相互比對，再使太陽能板作出適當修正，以產生一符合設定值之精確樞轉與偏斜，進而達到較佳日照效果與發電效率，乃為相關業者所亟待努力之課題。

有鑑於習見之太陽能發電裝置有上述缺點，發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本發明產生。

本發明之主要目的在於提供一種太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其可利用一加速度計感測太陽能發電模組的偏斜角度與方向，藉以產生控制太陽能發電模組樞轉之修正資訊，進而使太陽能發電模組得以依原先設定之追日參數而精確地保持於正確的角度與方向。

為達成上述目的及功效，本發明所採行的技術手段包括：一支撐組件，於該支撐組件一端設有一支座；一承載平台，經由一具有二維活動模式之樞轉組件設置於該支座上，於該承載平台上設有至少一受太陽光作用而產生電能之太陽能發電模組；至少一連動組件，係設置於該支撐組件與承載平台之間，該連動組件係以一控制單元依一預先儲存之標準參數而驅動該承載平台，使該承載平台得以該樞轉組件為基礎而產生不同方向及角度之傾斜；一偵測及修正模組，設於該承載平台上，藉以感測該承載平台之傾斜方向及角度等各項實際參數，並將該等實際參數回饋至該控制單元，以與該預先儲存之各項標準參數相比對，而獲取一比對 結果，並依該比對結果經由該連動組件修正該承載平台與太陽能發電模組之對應方向及傾斜角度。

依上述結構，其中該偵測及修正模組至少包含一加速度計。

依上述結構，其中該控制單元係設置於該偵測及修正模組中。

依上述結構，其中該支撐組件至少具有一支柱，且該支座係設置於該支柱之一端部。

依上述結構，其中該支撐組件與承載平台之間設有二組連動組件，且該二連動組件分別至少包含一動力源及一受該動力源驅動之連結元件，且各連結元件係為銜接於承載平台上二相對部位之撓性體。

依上述結構，其中該動力源係經由一驅動元件結合於該連結元件。

依上述結構，其中該動力源係為一馬達，該連結元件係為一鋼索，而該驅動元件係為一與鋼索相結合之驅動輪。

依上述結構，其中各連動組件分別另包含至少一惰轉元件，且該連結元件係通過該惰轉元件邊緣而形成反向彎折延伸。

依上述結構，其中各連結元件分別串接至少一彈性元件。

依上述結構，其中該承載平台係呈多角形，且該各連結元件之二端係分別銜接於該承載平台上之二相對端角部位。

依上述結構，其中該樞轉組件包括一樞接座，以及二貫穿該 樞接座且交叉延伸之第一、二軸桿，該第一軸桿之二端部係設置於該支座上，而該第二軸桿桿之二端部係設置於該承載平台上。

依上述結構，其中該第一軸桿之二端部係經由軸承樞接於支座上，該第二軸桿桿之二端部係經由軸承樞接於該承載平台上。

為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲致更具體的暸解，茲依下列附圖說明如下：

1‧‧‧支撐組件

11‧‧‧支柱

12‧‧‧底座

13‧‧‧支座

2‧‧‧太陽能發電模組

21‧‧‧承載平台

3‧‧‧第一連動組件

31、41‧‧‧動力源

311、411‧‧‧驅動元件

32、42‧‧‧連結元件

33、331、43、431‧‧‧惰轉元件

34、341、44、441‧‧‧彈性元件

4‧‧‧第二連動組件

5‧‧‧樞接組件

51‧‧‧樞接座

52‧‧‧第一軸桿

521、531‧‧‧軸承

53‧‧‧第二軸桿

6‧‧‧偵測及修正模組

第1圖係本發明之整體結構示意圖。

第2圖係本發明之樞接座及其相關部位結構示意圖。

第3圖係本發明之操作情形示意圖(一)。

第4圖係本發明之操作情形示意圖(二)。

請參第1、2圖，可知本發明之結構主要包括：支撐組件1、太陽能發電模組2、至少一可驅動該太陽能發電模組2之連動組件(於圖示中具有一第一連動組件3及一第二連動組件4)、樞轉組件5及偵測及修正模組6等部份，其中支撐組件1可以具有一支柱11，於該支柱11一端部設有向外擴張延伸之底座12，以供於地面或預設平面上形成穩固支撐，另於支柱11遠離底座12之一端部設有一中段凹陷支座13。

樞轉組件5係由一樞接座51，以及二貫穿該樞接座51且交叉延伸之第一、二軸桿52、53所組成，該第一軸桿52係可固定於樞接座51上，並使第一軸桿52二端部經由二軸承5 21樞設於該支座13上(於實際應用上，亦可以該第一軸桿52之二端部固定於支座13上，並使第一軸桿52中段樞接於樞接座51內)，使該樞接座51得以沿第一軸桿52相對於支座13產生一維之樞轉活動，而該第二軸桿53亦係固定於樞接座51上，並使第二軸桿53之二端部可經由二軸承531樞設於一承載平台21上(於實際應用上，亦可以該第二軸桿53之二端部固定於該承載平台21上，並使第二軸桿53中段樞接於樞接座51內)，使該承載平台21得以經由第二軸桿53相對於支座13產生二維之樞轉活動。

太陽能發電模組2係設置於該承載平台21上，以接受太陽光作用而產生電能。

如前揭圖示所分設之第一連動組件3與第二連動組件4，係用以設置於該支撐組件1與承載平台21之間，於本案所揭示之實施例中，該第一連動組件3至少包含一動力源31(可為一馬達)及一連結元件32(可為一鋼索)，且該動力源31(馬達)係經由一驅動元件311(可為一驅動輪)結合驅動該連結元件32(鋼索)，而該連結元件32(鋼索)之二端係連結於該承載平台21之二相對部位，於本案所揭示之實施例中，該承載平台21係呈多角(方)形，且該動力源31係設置於支柱11中段，另於支撐組件1之底座12上設有二惰轉元件33、331(可為惰輪)，使該連結元件32(鋼索)可經由二惰轉元件33、331形成一W形彎折，且該連結元件32(鋼索)之二端可分別於串接一彈性元件34、341後再連結於該承載平台21之另一組相對應的端角。

而該第二連動組件4至少包含一動力源41(可為一馬達)及一連結元件42(可為一鋼索)，該動力源41(馬達)係經由一驅動元件411(可為一驅動輪)結合驅動該連結元件42(鋼索)，而該連結元件42(鋼索)之二端係連結於該承載平台21之另二相對部位，於本案所揭示之實施例中，該承載平台21係呈多角(方)形，且該動力源41係設置於支柱11中段，另於支撐組件1之底座12上設有二惰轉元件43、431(可為惰輪)，使該連結元件42(鋼索)可經由二惰轉元件43、431形成一W形彎折，且該連結元件42(鋼索)之二端可分別於串接一彈性元件44、441後再連結於該承載平台21之另一組相對應的端角。

偵測及修正模組6係設於該承載平台21上，其內部具有至少一加速度計及一控制單元，該加速度計係可感測所處位置之對應方向及傾斜角度等各項實際參數，並可將該等實際參數輸送至該控制單元，於該控制單元內部儲存有各項預設之標準參數，以供與該實際參數比對，且該控制單元可依比對結果修正該動力源31、41之輸出。

本發明之上述結構中，該控制單元除可設置於偵測及修正模組6內部之外，於實際應用時，該控制單元亦可被設置於偵測及修正模組6外部(例如：該支撐組件1之底座12上)，並可依需要另以一容器容納。

請參第3、4圖，可知本發明於操作時，先由該偵測及修正模組6內之控制單元依其內部儲存之各項參數而分別驅動該第一、二連動組件3、4之動力源31、41(馬達)動作，該動力 源31、41(馬達)經由驅動元件311、411(驅動輪)連動該連結元件32、42(鋼索)，進而可帶動該承載平台21以樞轉組件為基礎(或中心)朝預設方向樞轉傾斜。

而在該承載平台21樞轉傾斜的過程中，偵測及修正模組6內之加速度計亦隨之同步傾斜，此時，該加速度計可感測該承載平台21之傾斜方向及角度等各項實際參數，並將該等實際參數輸送至控制單元，由該控制單元與其內部儲存之各項預設之標準參數相比對，然後，由該控制單元依該比對之結果修正該動力源31、41之輸出，以令該承載平台21之對應方向及傾斜角度得以符合該控制單元內部儲存之各項參數設定，如此一來，即可使該承載平台21上之太陽能電發電模組2依設定而保持面向太陽之方向及傾斜角度，以滿足最佳日光照射效果及發電效率之需求。

綜合以上所述，本發明太陽能發電機組之自動追日調控裝置確可達成主動偵知太陽能發電模組之傾斜狀態，並自動依設定而調整至正確傾斜角度與方向之功效，實為一具新穎性及進步性之發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本發明之專利申請範圍內。

1‧‧‧支撐組件

11‧‧‧支柱

12‧‧‧底座

13‧‧‧支座

2‧‧‧太陽能發電模組

21‧‧‧承載平台

3‧‧‧第一連動組件

31、41‧‧‧動力源

311、411‧‧‧驅動元件

32、42‧‧‧連結元件

33、331、43、431‧‧‧惰轉元件

34、341、44、441‧‧‧彈性元件

4‧‧‧第二連動組件

5‧‧‧樞接組件

51‧‧‧樞接座

52‧‧‧第一軸桿

53‧‧‧第二軸桿

6‧‧‧偵測及修正模組

Claims (12)

1. 一種太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其至少包括：一承載平台，經由一樞轉組件設置於一支座上，於該承載平台上設有至少一受太陽光作用而產生電能之太陽能發電模組；一支撐組件，於該支撐組件一端設有該支座，該支撐組件與承載平台之間設有二組連動組件，且該二連動組件分別至少包含一動力源及一受該動力源驅動之連結元件，且各連結元件係為銜接於承載平台上二相對部位之撓性體，各連結元件分別串接至少一彈性元件，彈性元件係設於連結元件與承載平台相連結之部位；至少一連動組件，係設置於該支撐組件與承載平台之間，該連動組件係以一控制單元依一預先儲存之標準參數而驅動該承載平台，使該承載平台得以該樞轉組件為基礎而產生不同方向對應及角度之傾斜；一偵測及修正模組，設於該承載平台上，藉以感測而獲得該承載平台之傾斜方向及角度等實際參數，並將該等實際參數回饋至該控制單元，與該預先儲存之標準參數相比對，而獲取一比對結果，再依該比對結果經由該連動組件修正該承載平台之對應方向及傾斜角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該偵測及修正模組至少包含一加速度計。
3. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該控制單元係設置於該偵測及修正模組中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該支撐組件至少具有一支柱，且該支座係設置於該支柱之一端部。
5. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該動力源係經由一驅動元件結合於該連結元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該動力源係為一馬達，該連結元件係為一鋼索，而該驅動元件係為一與鋼索相結合之驅動輪。
7. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中各連動組件分別另包含至少一惰轉元件，且該連結元件係通過該惰轉元件邊緣而形成反向彎折延伸。
8. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該承載平台係呈多角形，且該各連結元件之二端係分別銜接於該承載平台上之二相對端角部位。
9. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該樞轉組件包括一樞接座，以及二貫穿該樞接座且交叉延伸之第一、二軸桿，該第一軸桿之二端部係設置於該支座上，而該第二軸桿桿之二端部係設置於該承載平台上。
10. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該樞轉組件包括一樞接座，以及二貫穿該樞接座且交叉延伸之第一、二軸桿，該第一軸桿之二端部係設置於該支座上，而該第二軸桿桿之二端部係設置於該承載平台上。
11. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該第一軸桿之二端部係經由軸承樞接於支座上，該第二 軸桿桿之二端部係經由軸承樞接於該承載平台上。
12. 如申請專利範圍第10項所述之太陽能發電機組之自動追日調控裝置，其中該第一軸桿之二端部係經由軸承樞接於支座上，該第二軸桿桿之二端部係經由軸承樞接於該承載平台上。