CN102158128A - 棱柱状太阳能装置和包含太阳能装置的太阳能*** - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种棱柱状太阳能装置及太阳能***。太阳能***包括数个棱柱状太阳能装置。棱柱状太阳能装置包括一个三角形主体，该三角形主体由一太阳能电池、一反射器以及一装饰构件组成。太阳能电池、反射器及装饰构件形成一个三角形空间。

Description

棱柱状太阳能装置和包含太阳能装置的太阳能***
技术领域
本发明是有关于一种光伏打装置，且特别是有关于一种棱柱状太阳能装置。
背景技术
由于太阳能是一种较清洁的能源，并且为可持续利用的能源，因此太阳能得到许多研究关注。因此，人们开发出各种类型的太阳能电池，将太阳能直接转换为电能。
建筑整合式光伏打装置(BIPV)为一种取代已知建筑构件(诸如，外墙、屋顶或天窗)的光伏打材料。通常在建造阶段将BIPV与建筑物整合在一起，这意谓着BIPV是随着建筑物一起被建造构成，或是与建筑物一并规划，以减少BIPV模块所替代的建筑材料部分的成本。此外，由于BIPV为建筑物的一部分，相较于其它的太阳能装置，须具备较美的外观，这些优势使得BIPV成为光伏打产业中增长最快的领域之一。
BIPV实例之一为“太阳能百叶窗”，其将太阳能电池整合在百叶窗中。在此实例中，太阳能电池配置于百叶窗的每一板条上，并且配置有电线，用以传输太阳能电池所产生的电力至外部的负载装置。此外，可利用步进马达调整每一个具有太阳能电池的板条的角度。可根据阳光的位置，而调整每一板条的角度。然而，因为一部分的光线将由太阳能电池表面反射而未被吸收，因此，此类型的太阳能百叶窗帘不能达到所需的光电转换效率。
因此，目前仍须一种改良的太阳能装置，以达成比已知技术更高的光电转换效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棱柱状太阳能装置及包含此太阳能装置的太阳能***，以达成比已知技术更高的光电转换效率。
根据本发明的一方面，是提供一种棱柱状太阳能装置，以能组成一太阳能***，而提供较高的整体光电转换效率。棱柱状太阳能装置包括一个三角形主体，其由第一、第二及第三侧面组成，并在棱柱状太阳能装置内形成一个三角形空间，其中第一、第二及第三侧面分别为太阳能电池、反射器及装饰构件。太阳能电池具有邻近三角形空间的一背面及用于接收光的一正面。
根据本发明一实施方式，上述的棱柱状太阳能装置可还包含一第一导电带。第一导电带用以收集由太阳能电池产生的一电能，其中第一导电带配置于太阳能电池的背面上。在一实施例中，上述的棱柱状太阳能装置可还包含一第二导电带，其中第二导电带电性连接至第一导电带，且第二导电带延伸至棱柱状太阳能装置外。
根据本发明一实施方式，上述的棱柱状太阳能装置可还包含一管子，其配置于该三角形空间内。在一实施例中，管子包含流一冷却剂。
在一实施例中，冷却剂包含选自由水、乙二醇及二乙二醇所组成的群组中的一物质。
根据本发明一实施方式，装饰构件可包含一平板及形成于其上的一彩色图案。
根据本发明一实施方式，装饰构件可包含一发光二极管(LED)，用以呈现一彩色图案。
根据本发明一实施方式，上述的棱柱状太阳能装置可还包含一光传感器，配置于太阳能电池的一外表面上。
根据本发明的另一方面，是提供一种太阳能***，以能具有极佳的光电转换效率。太阳能***包括上述的数个棱柱状太阳能装置及一驱动构件。驱动构件用以同时调整至少两个棱柱状太阳能装置的位置，使得该些太阳能电池位于白天能接收一最大曝光的位置，该些反射器位于能将光反射至相邻的太阳能电池的位置，以及该些装饰构件位于展示一图案的位置。
本发明比已知技术具有更高的光电转换效率。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本发明的一实施例的太阳能***的透视图；
图2为根据本发明的一实施例的棱柱状太阳能装置的透视图；
图3示意性图示根据本发明的一实施例的太阳能***的光学路径；及
图4示意性图示根据本发明的一实施例的太阳能***的光学路径。
【主要组件符号说明】
100  太阳能***
200  棱柱状太阳能装置
210  第一侧面
212  太阳能电池
214  第一导电带
216  第二导电带
218  光传感器
220  第二侧面
222  反射器
230  第三侧面
232  装饰构件
240  三角形空间
242  管子
244  导电环
300  驱动构件
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其它的实施例，而无须进一步的记载或说明。
图1为根据本发明的一实施例的太阳能***100的立体示意图。如图1所示，太阳能***100包括数个棱柱状太阳能装置200及驱动构件300。棱柱状太阳能装置200平行配置，并且每个棱柱状太阳能装置200可沿水平方向或垂直方向延伸。在此实施例中，每一棱柱状太阳能装置200具有一棱柱状主体，但并不限制本发明的范畴。举例而言，棱柱状太阳能装置200可包括等边或多边形棱柱状主体。驱动构件300可操作以驱动每一棱柱状太阳能装置200持续旋转或每次旋转3度。
图2为根据本发明的一实施例的棱柱状太阳能装置200的立体示意图。如图2中所示，棱柱状太阳能装置200由第一侧面210、第二侧面220及第三侧面230组成。此外，在第一、第二及第三侧面中形成一个三角形空间240。在一实施例中，第一、第二及第三侧面分别为太阳能电池212、反射器222及装饰构件232。
太阳能电池212能够将光转换成电力。太阳能电池212的种类并无特殊限制，只要其能将光转换成电力即可。在一实施例中，太阳能电池212为薄膜太阳能电池，其整合于玻璃基板上。在其它实施例中，太阳能电池212可为单晶太阳能电池或多晶太阳能电池，其形成于硅基板上。为了提高太阳能电池212的光电转换效率，太阳能电池212的表面可形成角锥状结构或纹理结构(未图标)，其为本技术领域所已知。
反射器222可操作以反射光线。在一些实施例中，反射器222可为由铝、银、铜、铬或镍制成的平坦且高反射性的薄片。
装饰构件232可设置为展示组件或为装饰物的一部分。在一实施例中，装饰构件232可包括一平板以及形成在平板上的一个彩色图案。在另一实施例中，装饰构件232可包含用于展示彩色图案的发光二极管(LED)。
在一实施例中，如图2中所示，可在三角形空间240中配置填充有冷却剂的管子242，以保持棱柱状太阳能装置200的温度处于较低的温度，诸如，25℃至50℃。太阳能电池212的光电转换效率随着温度升高而降低。管子中的冷却剂可防止太阳能电池212过热。因此，管子242可由具有高导热性的材料制成。适当的冷却剂包括但不限于水、乙二醇以及二乙二醇。棱柱状太阳能装置200中所累积的热量可经由管子242内的冷却剂而传递出来，并可将此热量用于诸如室内加温等其它用途。如此一来，棱柱状太阳能装置200可保持在约25℃至50℃的较低温度。因此，太阳能电池212的光电转换效率可保持在正常的光电转换效率。
当采用水作为冷却剂时，自管子242流出的水具有比环境温度高的温度，并可进一步用于日常生活的用水。
在另一实施例中，每一棱柱状太阳能装置200可还包括第一导电带214及第二导电带216，如图2所示。第一导电带214电性连接至太阳能电池212，并且其能够收集并传输太阳能电池212产生的电能。在一实施例中，第一导电带214配置于棱柱状太阳能装置200的三角形空间240内以防止太阳能电池212被遮蔽。举例而言，第一导电带214可配置于太阳能电池212的背面。此外，第二导电带216电性连接至第一导电带214并且延伸出棱柱状太阳能装置200之外，以而连接至一外部负载装置(未图标)。在另一实施例中，可视需要配置围绕管子242的导电环244。在此实施例中，第二导电带216可与导电环244接触并经由导电环244电性连接至外部负载装置。在此实施例中，当棱柱状太阳能装置200环绕管子242的轴线旋转时，由太阳能电池212产生的电能亦可经由连接于接线盒中的输出端电缆传输至外部负载装置。
在另一实施例中，棱柱状太阳能装置200可还包括一光传感器218，其配置于太阳能电池212的外表面上，如图2中所示。在一实施例中，光传感器218可用以侦测投射在太阳能电池212上的光的照射度。在另一实施例中，光传感器218亦能够侦测太阳的位置。在这些实施例中，可应用处理器或控制器(未图示)来接收来光传感器218的信号，并且此信号可进一步用来控制棱柱状太阳能装置200的定位或旋转到适当的位置。更具体地说，棱柱状太阳能装置200可根据所侦测的信号，以环绕管子242的轴线的方式旋转。
请再参照图1，在平行配置的数个棱柱状太阳能装置200中，棱柱状太阳能装置200的所有太阳能电池212朝向一个方向，并且棱柱状太阳能装置200的所有反射器222朝向另一方向。每一棱柱状太阳能装置200可通过驱动构件300来分别旋转。或者，驱动构件300可将所有的棱柱状太阳能装置200一起旋转，视其需求而定。驱动构件300可驱动每一棱柱状太阳能装置200持续旋转，或每次旋转3度。在一实施例中，驱动构件300可包含交流(AC)马达或直流(DC)马达。
图3绘示根据本发明的一实施例的太阳能***100的光学路径。在白天，棱柱状太阳能装置200上的每一太阳能电池212面向阳光并接收阳光。当光投射在太阳能电池212上时，一部分光可透射至太阳能电池212内并转换成电力。然而，一部分的光线将被太阳能电池212表面反射而离开太阳能电池212，反射的光线未被太阳能电池212吸收。从某一个太阳能电池212表面反射离开的光线，可再通过配置在邻近太阳能电池212上方的另一个棱柱状太阳能装置200的反射器222，将光线再反射回此太阳能电池212中。因此，光线可在一棱柱状太阳能装置200上的太阳能电池212与位于另一相邻棱柱状太阳能装置200(例如，为位于其上的棱柱状太阳能装置200)上的反射器222之间反射，因此提高光线的吸收量。可通过旋转每一棱柱状太阳能装置200的角度或位置，而确保整个太阳能***100接收到最大曝光。因此，太阳能***100的光电转换效率可进一步提高。如图4所示，如果阳光可垂直投射在每一个太阳能电池212上，则可旋转每一太阳能电池212的角度以便直接面对阳光。
在一实施例中，太阳能***100可应用至百叶窗上，百叶窗设定于房间中或用作BIPV。在白天，棱柱状太阳能装置200的数个太阳能电池212可位在接收阳光并将其转换成电力的位置或角度。在晚上，棱柱状太阳能装置200的装饰构件232可定位朝向室内或室外以作为装饰的一部分。当装饰构件232包含LED时，太阳能***100可展示彩色图案。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种棱柱状太阳能装置，其特征在于，其包含：
一个三角形主体，其由一第一侧面、一第二侧面及一第三侧面组成，并在该三角形主体内形成一个三角形空间，其中该第一侧面、该第二侧面及该第三侧面分别为一太阳能电池、一反射器及一装饰构件，其中该太阳能电池具有邻近该三角形空间的一背面及用于接收光的一正面。
2.根据权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，还包含一第一导电带，该第一导电带用以收集由该太阳能电池产生的一电能，其中该第一导电带配置于该太阳能电池的该背面上。
3.根据权利要求2所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，还包含一第二导电带，其中该第二导电带电性连接至该第一导电带，且延伸出该棱柱状太阳能装置之外。
4.根据权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，还包含一管子，其配置于该三角形空间内。
5.根据权利要求4所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，该管子包含流经其中的一冷却剂。
6.根据权利要求5所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，该冷却剂包含选自由水、乙二醇及二乙二醇所组成的群组中的一物质。
7.根据权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，该装饰构件包含一平板及形成于其上的一彩色图案。
8.根据权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，该装饰构件包含一LED，用以呈现一彩色图案。
9.根据权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，其特征在于，还包含一光传感器，配置于该太阳能电池的一外表面上。
10.一种太阳能***，其特征在于，其包含：
数个如权利要求1所述的棱柱状太阳能装置，该些棱柱状太阳能装置平行配置；以及
一驱动构件，用以同时调整该些棱柱状太阳能装置的位置，使得该些太阳能电池位在白天能接收一最大曝光的位置，该些反射器位于将光反射至一相邻太阳能电池的位置，以及该些装饰构件位于展示一图案的位置。
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