TWI761967B - 太陽能板支撐裝置及其系統 - Google Patents

Abstract

一種太陽能板支撐裝置，包含一浮在水面上的底座、一設置於該底座上的支撐單元、數個傾斜設置於該支撐單元上的太陽能板及數個設置於該底座上的反射板。該底座包括數個沿一橫向輔助線之方向延伸且彼此相間隔的中空管體。每一該太陽能板包括一可將光能轉換成電能的上表面以及一相反於該上表面並可將光能轉換成電能的下表面。該等反射板位於該等太陽能板與該底座之間，並用於反射太陽光線至該下表面。透過該等反射板的設置，能將未直接照射於該上表面的太陽光線反射至該下表面，進而將陽光轉化電能，藉此提高整體之電能轉換效率。

Description

太陽能板支撐裝置及其系統

本發明是有關於一種太陽能發電系統，特別是指一種浮在水面上的太陽能板支撐裝置及其系統。

參閱圖1與圖2，一種習知的太陽能發電系統，包含數個彼此相連接的太陽能板支撐裝置1。每一該太陽能板支撐裝置1包括一能浮在水面上的底座11、多數間隔設置於該底座11上的支撐單元12、數個位於該底座11之上方並設置於該等支撐單元12的太陽能板13，以及數個連設於該底座11的連結單元14。其中，每一該連結單元14為法蘭盤，並用以與另一太陽能板支撐裝置1的連結單元14相互螺鎖結合。透過每一該太陽能板支撐裝置1的連結單元14，能直接在水面上陣列連結多數太陽能板支撐裝置1成為太陽能發電系統，並且該等太陽能板13可間接使用聚光太陽能熱發電(Concentrated Solar Power,CSP)，或直接使用太陽能光伏(Photovoltaics,PV)發電。

然而，上述太陽能板支撐裝置1需佔用大量的水域面積 來架設，才能轉換陽光並提供足夠的電力。此外，該等太陽能板13必須時時面向太陽之方向，才有較好的電能轉換效率，然而實際上卻往往事與願違，無法全面性地收集四面八方照射而來的陽光，導致電能轉換效率較不佳，因此上述缺失有待改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種能較有效率地收集陽光的太陽能板支撐裝置及其系統。

於是，本發明太陽能板支撐裝置，定義一水面，且包含一底座、一設置於該底座上的支撐單元、至少一設置於該支撐單元上的太陽能板，以及一設置於該底座上的反射板。該底座適用於設置在該水面上，且包括數個沿一橫向輔助線之方向延伸且彼此相間隔，並用於浮在水面上的中空管體。該支撐單元包括數個沿垂直該橫向輔助線之方向延伸且連接該等中空管體的支撐架，以及數個由該等支撐架向上延伸的支撐桿。至少一太陽能板傾斜設置於該等支撐桿，該至少一太陽能板包括一可將光能轉換成電能的上表面，以及一相反於該上表面並可將光能轉換成電能的下表面。至少一反射板位於該至少一太陽能板與該底座之間，並用於反射太陽光線至該下表面。

此外，本發明之另一目的，即在提供一種能較有效率地收集陽光的太陽能板支撐系統。

於是，本發明太陽能板支撐系統，包含數個太陽能板支撐裝置。每一該太陽能板支撐裝置包括一底座、一設置於該底座上的支撐單元、至少一設置於該等支撐單元上的太陽能板、至少一設置於該底座上的反射板，以及數個設置於該底座上的連結件。該底座包括數個沿一橫向輔助線之方向延伸且彼此相間隔，並用於浮在水面上的中空管體。該至少一太陽能板設置於該等支撐單元上，該至少一太陽能板具有一可將光能轉換成電能的上表面，以及一相反於該上表面並可將光能轉換成電能的下表面。該至少一反射板位於於該至少一太陽能板與該底座之間。該連結件連設於該中空管體之一端上，每一該連結件可與另一太陽能板支撐裝置之連結件相互結合。

其中，該等太陽能板支撐裝置之底座能沿該橫向輔助線之方向且藉由該等連結件相結合而彼此緊靠連接，同時該等底座還能分別沿該橫向輔助線之方向及沿垂直該橫向輔助線之方向間隔地連接。

本發明之功效在於：太陽光線能直接照射該等太陽能板之上表面，以及透過該等反射板或是水面反射至該等太陽能板之下表面的設計，藉此增加吸收的太陽光線，進而提升整體之發電量。另外，實際在水面上運作時，透過該等底座與該輔助連接裝置的配合，使得本發明能穩固地浮在水面上，避免受到波浪的衝擊而 發生解體的狀況，以達到模組化發電的功效。

2:太陽能板支撐裝置

21:底座

211:中空管體

22:支撐單元

221:支撐架

2210:預留孔

222:支撐桿

223:定位桿

23:太陽能板

231:上表面

232:下表面

24:反射板

25:組合支架件

26:定位單元

261:調整支架

2610:調整槽

2611:螺栓

262:壓條

27:連結件

3:走道裝置

31:踏板

310:安裝孔

32:補強桿

4:輔助連接裝置

41:第一輔助件

411:扣環

412:第一連接桿

42:第二輔助件

421:盤體

422:第二連接桿

43:第三輔助件

H:水面

L:橫向輔助線

R:太陽光線

S1:輔助面

S2:基準面

本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一不完整的立體圖，說明一種習知的太陽能發電系統；圖2是一局部立體圖，說明該習知的太陽能發電系統之一太陽能板支撐裝置；圖3是一立體圖，說明本發明太陽能板支撐系統之一實施例；圖4是一不完整的俯視圖，說明本實施例之數個太陽能板支撐裝置陣列排列的情況；圖5是一側視圖，說明本實施例之數個太陽能板及數個反射板的設置情況；圖6是一局部放大的俯視圖，說明本實施例之一定位桿；圖7是一局部放大的俯視圖，說明本實施例之一組合支架件；圖8是一側視圖，說明本實施例之數個壓條的設置情況；圖9是一局部俯視圖，說明本實施例之該等壓條連接該反射板；圖10是一局部放大的俯視圖，說明本實施例之一第一輔助件； 圖11是一不完整的立體圖，說明本實施例之一踏板及一補強桿的連接情況；圖12是一局部放大的俯視圖，說明本實施例之一第二輔助件；及圖13是一局部放大的俯視圖，說明本實施例之一第三輔助件。

參閱圖3至圖5，本發明太陽能板支撐系統之一實施例，適用於設置在一水面H(圖5因繪示角度而呈現一條直線)上，包含數個太陽能板支撐裝置2、數個設置於該等太陽能板支撐裝置2之間的走道裝置3，以及一設置於該等太陽能板支撐裝置2之間的輔助連接裝置4。需要特別說明的是，圖4中的羅馬數字代表本說明書中的圖示編號，例如VI圈選的區域為圖6所顯示的放大視角。

每一該太陽能板支撐裝置2包括一適用於設置在該水面H上的底座21、一設置於該底座21上的支撐單元22、八個設置於該支撐單元22上的太陽能板23、數個設置於該底座21上的反射板24、五個連接該等反射板24的組合支架件25、一連接該等反射板24的定位單元26，以及四個設置於該底座21之周圍的連結件27(圖3因繪示角度未繪示完整數量)。需要另外說明的是，上述該等太陽 能板23、該等反射板24、該等組合支架件25、該等連結件27之配置數量僅為舉例說明，不以此數量為限。

重新參閱圖3，每一個底座21具有兩個沿一橫向輔助線L之方向延伸且彼此間隔，並用於浮在該水面H上的中空管體211。此外，本實施例之每一該底座21不以該等中空管體211之數量為限，只要能浮在該水面H上即可。本實施例在實際應用時，亦可在每一該中空管體211內添加發泡物，以防止每一該底座21表面被破壞時不會下沉，藉此提升浮力。需要另外說明的是，本實施例之每一該底座21不以該等中空管體211之設置方向為限，每一該底座21亦可為沿該橫向輔助線L延伸的中空管體211，與沿垂直該橫向輔助線L之方向延伸的中空管體211彼此連接組合，也就是說，該底座21亦可具有多數橫、縱相連的中空管體211，藉此提升浮力。

參閱圖6並配合圖3與圖5，其中，圖6為圖4中VI所圈示區域的局部放大圖，每一該太陽能板支撐裝置2之該支撐單元22具有四個沿垂直該橫向輔助線L之方向延伸且連接該等中空管體211而相互間隔的支撐架221、八個由該等支撐架221向上延伸且相互間隔的支撐桿222(圖3因繪示角度只繪示4個)，以及兩個設置在該底座21沿該橫向輔助線L之兩端，且沿垂直該橫向輔助線L之方向延伸並用以定位於該等中空管體211的定位桿223(圖3因繪示角度只繪示一個)。其中，每一該支撐架221形成 二相互間隔，並能供水流通過以降低水流對該等支撐架221之衝擊力的預留孔2210，當整體重量過重時，該等預留孔2210能提升整體之浮力。需要另外說明的是，上述僅為舉例說明，本實施例不以該等支撐架221、該等支撐桿222與該等定位桿223之配置數量為限，可以依據該等中空管體211之規格而進行數量調整。

重新參閱圖3與圖5，該等太陽能板23傾斜設置於該等支撐桿222上，且每一該太陽能板23具有一可將光能轉換成電能的上表面231，以及一相反於該上表面231且可將光能轉換成電能，並面向該底座21之方向的下表面232。定義一與該水面H平行且通過該等太陽能板23的輔助面S1(圖5因繪示角度而呈現一條直線)，該等太陽能板23與該輔助面S1間的夾角較佳為10~25度，藉此獲得較高的電能轉換效率。需要另外說明的是，本實施例是以四個連設的太陽能板23為一組，並透過四個支撐桿222(圖3因繪示角度只繪示2個)連接而定位於於該底座21之上方，使得每一該底座21可架設兩組相間隔的太陽能板23，但不以此配置方式為限，只要能設置在該等支撐桿222上即可。

重新參閱圖3與圖5，該等反射板24之設置位置在該底座21與該等太陽能板23間，用於反射光線至該等太陽能板23之下表面232。定義一與該水面H平行且通過該等反射板24的基準面S2(圖5因繪示角度而呈現一條直線)，該等反射板24與該基準面S2 間的夾角較佳為0~5度，且傾斜的方向相同於該等太陽能板23傾斜的方向。在本實施例中，該等反射板24之材質較佳有兩種實施態樣，第一種態樣為該等反射板24是以具有反光性質之塑膠材料所製成，並以塑膠板或是塑膠膜的型態呈現；第二種態樣是每一該反射板24具有一金屬層，以及一塗覆於該金屬層之表面且以反光材料所製成的反射層。

參閱圖7並重新參閱圖3與圖5，圖7為圖4中VII所圈示區域的局部放大圖，且圖7省略部分的該等反射板24，以利目視該組合支架件25。該等組合支架件25可用以連接不同規格尺寸的反射板24，並使該等反射板24一同傾斜於該基準面S2，在本實施例中，每一該組合支架件25可用以連結一個反射板24，但不以此數量為限，亦可連結複數個反射板24。此外，由於該等組合支架件25僅為固定單個反射板24或是數個相貼靠的反射板24，故本實施例亦可不設置該等組合支架件25。

參閱圖8與圖9並配合圖3與圖5，該定位單元26設置於該底座21上，並用於連接該等反射板24。在本實施例中，該等定位單元26較佳有兩種實施態樣：如圖3與圖5所示，第一種態樣為每一該定位單元26具有數個設置於該等中空管體211上，且連接於每一該反射板24之相反兩側並用於調整該等反射板24傾斜角度的調整支架261(圖3因簡化圖示，僅顯示位於最外側的調整支架，其 餘省略)。每一該調整支架261具有一上下延伸的調整槽2610，以及一可拆卸地穿設於該調整槽2610而連接該等反射板24的螺栓2611。該等調整支架261在實際運用時，可視環境變化與需求而調整該等反射板24之傾斜角度，藉此達到最佳的反射效果；如圖8與圖9所示，第二種態樣為每一該定位單元26具有數個嵌設於該等反射板24之兩側，且傾斜該基準面S2而設置於該等中空管體211上的壓條262，該等壓條262能穩固地使該等反射板24與該基準面S2間保持特定之傾斜角度，避免受到外力衝擊而改變其傾斜角度，進而影響該等反射板24之功效。另外需要說明的是，重新參閱圖5與圖8，該等定位單元26亦可連接該等組合支架件25，並一同控制數個反射板24傾斜。

重新參閱圖3與圖5，該等連結件27較佳為法蘭盤，但不以此為限，每一該連結件27連接每一該中空管體211之一端，並用於連結另一太陽能板支撐裝置2之連結件27。需要特別說明的是，每一該太陽能板支撐裝置2沿垂直該橫向輔助線L之方向相鄰兩連結件27間連接一個定位桿223，藉由該等定位桿223設置在該底座21之兩外側邊而能提升整體結構強度，避免該底座21受到海浪衝擊而解體的情況發生。另外需要說明的是，該等調整支架261或是該等壓條262亦能設置於該等連結件27上，用於連接位於每一該底座21兩側的該等反射板24。在本實施例中，該等太陽能板支撐 裝置2之底座21能沿該橫向輔助線L之方向，藉由該等連結件27相結合而彼此緊靠連接。另外，該等太陽能板支撐裝置2之底座21能透過其它元件而沿該橫向輔助線L之方向間隔地連接，以及沿垂直該橫向輔助線L之方向間隔地連接而呈陣列排列，為了方便說明，前述兩種間隔地連接的方式將在後續分別說明。

參閱圖10與圖11並配合圖4，其中，圖10為圖4中X所顯示的放大區域，該等走道裝置3設置於該等太陽能板支撐裝置2之底座21間。每一該走道裝置3包括數個連續設置且位於相間隔底座21之中空管體211間的踏板31，以及一穿設該等踏板31底部且圍繞呈環狀的補強桿32。其中，每一該踏板31之底部形成二相間隔，並且供該補強桿32穿設的安裝孔310。該等踏板31能便於後續使用者對該等太陽能板支撐裝置2的檢修，而該補強桿32則能提升該等踏板31的負載重量與強度。

重新參閱圖4、圖5與圖10，該輔助連接裝置4包括數個沿垂直該橫向輔助線L之方向延伸且連接相間隔之太陽能板支撐裝置2之連結件27的第一輔助件41、數個沿該橫向輔助線L之方向延伸並且連接相間隔之太陽能板支撐裝置2之連結件27的第二輔助件42，以及數個沿垂直該橫向輔助線L之方向延伸並且連接相鄰兩太陽能板支撐裝置2之連結件27的第三輔助件43。該等第一輔助件41位於該等走道裝置3之踏板31的相對下方，並連接相鄰兩底座21之 中空管體211。每一該第一輔助件41具有二分別鎖接相鄰兩太陽能板支撐裝置2之連結件27的扣環411，以及一連接該等扣環411而位於相鄰兩底座21間的第一連接桿412。透過該等第一輔助件41的設置，能沿垂直該橫向輔助線L之方向，穩固地連接相間隔的兩太陽能板支撐裝置2，藉此提升本實施例之整體結構強度與穩定性。

參閱圖12並配合圖4，其中，圖12為圖4中XII所圈示區域的局部放大圖，該等第二輔助件42位於該等走道裝置3之踏板31的相對下方。每一該第二輔助件42具有二分別沿該橫向輔助線L之方向鎖接相鄰兩太陽能板支撐裝置2之連結件27的盤體421，以及一沿該橫向輔助線L之方向延伸，且連接該等盤體421的第二連接桿422。其中，該等盤體421較佳為能對應該等連結件27的法蘭盤，但不以此為限。透過該等第二輔助件42的設置，能沿該橫向輔助線L之方向，穩固地連接相間隔的兩太陽能板支撐裝置2，藉此提升本實施例之整體結構強度與穩定性。

參閱圖13並配合圖4與圖5，其中，圖13為圖4中XIII所圈示區域的局部放大圖，該等第三輔助件43呈長條狀，且沿垂直該橫向輔助線L之方向連接兩相間隔的連結件27。需要另外說明的是，每一該第三輔助件43能以鎖接的方式連接於該等連結件27，亦可透過焊接的方式連接於該等連結件27，本實施例不以此為限。

重新參閱圖3至圖5，在使用本實施例時，數個太陽光 線R直接照射到該等太陽能板23之上表面231，便能進行太陽能光伏(Photovoltaics,PV)發電，進而將陽光轉換成電能。接著，未直接照射該上表面231的太陽光線R會照射到該等反射板24，並發生光的反射作用而傳遞至該等太陽能板23之下表面232，以進行太陽能光伏發電。因此，本實施例透過該等太陽能板23雙面發電的設計，以及配合該等反射板24的設置，將能捕捉各角度照射的太陽光線R，藉此增加所吸收的太陽光線R，進而提高整體發電量。需要特別說明的是，由於該等支撐單元22、該等連結件27以及該輔助連接裝置4的配合，使得本實施例能直接在該水面H上陣列連結多數個太陽能板支撐裝置2，不僅能有效地提升模組化、定位的施作效率及檢修便利性，並透過該等反射板24的運作，達到大面積吸收所述太陽光線R的功效。此外，本實施例之太陽能板23不以直接使用太陽能光伏轉換成電力的方式為限，亦能透過聚光太陽能熱發電的方式發電。

綜上所述，本發明太陽能板支撐裝置及其系統，透過該等太陽能板23之下表面232能接受經該等反射板24反射的太陽光線R，進而轉換成電能的設計，便能增加整體的發電量。另外，實際在該水面H上運作時，透過該等底座21與該輔助連接裝置4的配合，使得本發明能穩固地浮在該水面H上，避免受到波浪的衝擊而發生解體的狀況，以達到模組化發電的功效，故確實能達成本發 明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2:太陽能板支撐裝置

21:底座

211:中空管體

22:支撐單元

221:支撐架

222:支撐桿

223:定位桿

23:太陽能板

24:反射板

25:組合支架件

26:定位單元

261:調整支架

27:連結件

3:走道裝置

4:輔助連接裝置

412:第一連接桿

43:第三輔助件

L:橫向輔助線

Claims (17)

1. 一種太陽能板支撐裝置，定義一水面，且包含：一底座，適用於設置在該水面上，且包括數個沿一橫向輔助線之方向延伸且彼此相間隔，並用於浮在該水面上的中空管體；一支撐單元，設置於該底座上，且包括數個沿垂直該橫向輔助線之方向延伸並連接該等中空管體的支撐架，以及數個由該等支撐架向上延伸的支撐桿；至少一太陽能板，傾斜設置於該等支撐桿，該至少一太陽能板包括一可將光能轉換成電能的上表面，以及一相反於該上表面並可將光能轉換成電能的下表面；及至少一反射板，設置於該底座上，且位於該至少一太陽能板與該底座之間，並用於反射太陽光線至該下表面。
2. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，其中，定義一與該水面平行且通過該至少一反射板的基準面，該至少一反射板與該基準面間的夾角為0~5度，且傾斜的方向相同於該至少一太陽能板傾斜的方向。
3. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，還包含一定位單元，該定位單元包括數個設置於該底座上方，且連接於該至少一反射板之相反兩側的調整支架，該等調整支架可使該至少一反射板傾斜。
4. 如請求項3所述的太陽能板支撐裝置，其中，每一該調整支架具有一上下延伸的調整槽，以及一可拆卸地穿設於 該調整槽而連接該至少一反射板的螺栓。
5. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，其中，還包含一定位單元，該定位單元包括數個嵌設於該至少一反射板之兩側，且傾斜設置於該底座上方的壓條。
6. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，還包含數個設置於該等中空管體之一端，並用於連結另一太陽能板支撐裝置的連結件。
7. 如請求項6所述的太陽能板支撐裝置，其中，該支撐單元還包括數個沿垂直該橫向輔助線之方向延伸，並連接相鄰之該等連結件的定位桿。
8. 如請求項6所述的太陽能板支撐裝置，其中，每一該連結件為法蘭盤，且套設於每一該中空管體之一端。
9. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，其中，該至少一反射板之材質為塑膠。
10. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，其中，該至少一反射板具有一金屬層，以及一塗覆於該金屬層之表面且以反光材料所製成的反射層。
11. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，包含數個反射板，以及數個拼接該等相鄰之反射板且位於該底座上方的組合支架件，每一該組合支架件可使數個反射板相結合而傾斜。
12. 如請求項1所述的太陽能板支撐裝置，其中，定義一與該水面平行且通過該至少一太陽能板的輔助面，該至少一太陽能板與該輔助面間的夾角為10~25度。
13. 一種太陽能板支撐系統，包含：數個太陽能板支撐裝置，每一該太陽能板支撐裝置包括：一底座，具有數個沿一橫向輔助線之方向延伸且彼此相間隔，並用於浮在水面上的中空管體；一支撐單元，設置於該底座上；至少一太陽能板，設置於該支撐單元上，該至少一太陽能板具有一可將光能轉換成電能的上表面，以及一相反於該上表面並可將光能轉換成電能的下表面；至少一反射板，設置於該底座上，且位於該至少一太陽能板與該底座之間；及數個連結件，連設於該等中空管體之一端上，每一該連結件可與另一太陽能板支撐裝置之該等連結件其中之一者相互結合；其中，該等太陽能板支撐裝置之底座能沿該橫向輔助線之方向且藉由該等連結件相結合而彼此緊靠連接，同時該等底座還能分別沿該橫向輔助線之方向及沿垂直該橫向輔助線之方向間隔地連接。
14. 如請求項13所述的太陽能板支撐系統，還包含數個設置於該等太陽能板支撐裝置間的走道裝置，每一該走道裝置包括數個連續設置且位於相間隔之該等底座間的踏板，以及一穿設該等踏板的補強桿。
15. 如請求項14所述的太陽能板支撐系統，還包含一設置於 該等底座上的輔助連接裝置，該輔助連接裝置包括數個沿垂直該橫向輔助線之方向延伸，且連接相間隔之該等底座並位於該等走道裝置之下方的第一輔助件，每一該第一輔助件具有二分別鎖接相鄰之該等連結件的扣環，以及一連接該等扣環而位於相鄰兩底座間的第一連接桿。
16. 如請求項13所述的太陽能板支撐系統，還包含一設置於該等底座上的輔助連接裝置，該輔助連接裝置包括數個沿該橫向輔助線之方向延伸，並且連接相間隔之該等底座的第二輔助件，每一該第二輔助件具有二分別鎖接該等連結件的盤體，以及一連接該等盤體的第二連接桿，該等盤體為法蘭盤。
17. 如請求項13所述的太陽能板支撐系統，還包含一設置於該等底座上的輔助連接裝置，該輔助連接裝置包括數個沿垂直該橫向輔助線之方向延伸而呈長條狀，並且連接相鄰之該等連結件的第三輔助件。

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