CN201788986U - 太阳能电池装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能电池装置，包括多个太阳能电池模块，这些太阳能电池模块间隔设置并形成模块面。各太阳能电池模块包括一管体以及一太阳能电池组件，管体至少部分透光，太阳能电池组件设置于管体内，并具有一受光平面，其中受光平面的法线方向与模块面的法线方向在太阳能电池组件处形成一角度。由于本实用新型将多个太阳能电池组件分别装设于多个管体，且利用管体易于转动的特性，使得太阳能电池模块可轻易调整受光角度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池装置。
背景技术
太阳能本身并无公害问题且取得容易、永不竭尽，故太阳能成为重要替代性能源之一。较常应用太阳能的太阳能电池模块具有一种光电转换组件，其经由太阳光照射后，可把光能转换成电能。
太阳能电池模块应用广泛，例如可应用于大型发电的工厂或是小型发电的家庭。图1为一种现有太阳能电池装置装设于屋顶以接收太阳光发电的示意图。如图1所示，现有太阳能电池装置1使用整片式的太阳能电池模块11来发电。然而，整片式的太阳能电池模块11在不借助架体的情况下而设置于屋顶时，只能沿着屋顶的斜面设置，故太阳能电池模块11的受光角度受房屋座向的限制，而无法依据太阳运行方向来调整。然而，若为了获得一较佳受光角度而加设架体于屋顶表面，以使太阳能电池模块11倾斜至较佳受光角度时，不但会造成材料成本的支出增加，且架体的重量也易造成屋顶的负担，甚至损害房屋的结构。
因此，如何提供一种太阳能电池装置，能够易于装设，且不需使用额外架体就能调整太阳能电池组件的受光角度，进而减少成本并提升使用性，已成为重要课题之一。
实用新型内容
鉴于上述课题，本实用新型的目的为提供一种太阳能电池装置，其能够易于装设，且不需使用额外架体就能调整太阳能电池组件的受光角度。
为达上述目的，依据本实用新型的一种太阳能电池装置包括多个太阳能电池模块，这些太阳能电池模块为间隔设置并形成一模块面。各太阳能电池模块包括一管体以及一太阳能电池组件。管体至少部分透光。太阳能电池组件设置于管体内，并具有一受光平面，其中受光平面的法线方向与模块面的法线方向在该太阳能电池组件处形成一角度。
其中，该太阳能电池装置还包括一支撑组件，支撑所述太阳能电池模块。
其中，所述受光平面的法线方向是依据所述太阳能电池装置的装设地区的纬度而决定。
其中，该太阳能电池装置的管体装设于一支撑表面，以形成所述模块面，其中所述模块面与该支撑表面平行。
其中，所述那些管体为平行间隔排列。
其中，所述太阳能电池组件为长条型。
其中，所述模块面为一平面或一曲面。
其中，该太阳能电池装置还包括一转动机构，该转动机构与所述太阳能电池模块连接，并分别以平行于各管体的长轴方向的一转轴而同步转动所述太阳能电池模块。
其中，该太阳能电池装置还包括一转动机构，该转动机构与所述太阳能电池模块连接，并分别以平行于各管体的长轴方向的一转轴而同步转动所述太阳能电池组件。
承上所述，由于本实用新型将多个太阳能电池组件分别装设于多个管体，且利用管体易于转动的优点，使得太阳能电池模块可轻易调整受光角度，进而得到更高的光电转换效率。此外，只需对管体的两端进行密封，即能阻隔水气或灰尘等污染对于该等太阳能电池组件的影响，能提供良好的密闭性及产品可靠性，并延长产品寿命。经调整角度后，太阳能电池组件的受光平面的法线方向与模块面在太阳能电池组件的法线方向可形成一角度。使用者不需要额外在屋顶上架设太阳能电池装置的架体，即可让太阳能电池模块具有较佳的受光角度。如此一来，可节省使用者的安装费用及材料成本，还可避免沉重的架体会压坏屋顶等问题。再者，由于本实用新型的这些太阳能电池模块为间隔设置，因此风、雪或是太阳光线能从太阳能电池模块之间穿过，进而能避免风压过大、积雪压损太阳能模块或者是阻挡太阳光线的问题。而且，通过间隔设置太阳能电池模块，还能提升整个太阳能电池装置的透光率，且适合于露台、顶楼、屋顶、大楼外墙或者是较脆弱的建筑结构上，甚至可设置于温室的屋顶等。
附图说明
图1为一种现有的太阳能电池装置的示意图；
图2A至图2C为本实用新型优选实施例的一种太阳能电池装置的示意图；
图3为本实用新型优选实施例的太阳能电池装置装设于支撑表面的示意图；
图4A至图4C依序为本实用新型优选实施例的太阳能电池装置装设于屋顶、水面及建筑物外墙的示意图；
图5A及图5B为本实用新型优选实施例的太阳能电池装置还包括支撑组件的示意图；
图6为本实用新型优选实施例的多个太阳能电池模块间隔设置并形成一曲面的模块面的示意图；
图7A至图7C为本实用新型优选实施例的太阳能电池模块具有多种变化态样的示意图；
图8为本实用新型优选实施例的一种类似百叶窗的太阳能电池装置的示意图；以及
图9为本实用新型优选实施例的太阳能电池组件通过磁力转动的示意图。
主要组件符号说明
20、40：太阳能电池装置
2a、2b、2c、2d、3、4：太阳能电池模块
21、31、41：管体
22、32、42：太阳能电池组件
221：受光平面
23：支撑组件
24、34：电极
25、35：电性连接件
26、36：导线
28：磁铁
29：电磁铁
37：承载体
47：转动机构
471：控制杆
472：长杆
α、α1、α2、α3：角度
A、B、A1、A2、A3、B1、B2、B3：法线方向
AX：转轴方向
DL：支撑表面
L、L1：模块面
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本实用新型优选实施例的一种太阳能电池装置，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图2A所示，本实用新型优选实施例的一种太阳能电池装置20可应用于任何需要光电转换的情况，例如可装设于露台、顶楼、屋顶、大楼外墙或者是较脆弱的建筑结构上，甚至可设置于温室的屋顶。
太阳能电池装置20包括多个太阳能电池模块，在此以太阳能电池装置20具有两个太阳能电池模块2a、2b为例，当然太阳能电池装置20也可包括其它数量的太阳能电池模块。各太阳能电池模块2a、2b包括一管体21以及一太阳能电池组件22。在本实施例中，太阳能电池模块2a、2b不需完全相同，例如其管体21的形状可不同，或是其太阳能电池组件22的态样可不同。当然，太阳能电池模块2a、2b可完全相同，以利于大量生产及组装，在此以太阳能电池模块2a、2b完全相同为例。
请同时参考图2A及图2B所示，其中，图2B为图2A的太阳能电池装置的侧视图。太阳能电池模块2a、2b为间隔设置并形成一模块面L。在此并不限制太阳能电池模块2a、2b之间的间隔大小，间隔大小为至少可让管体21转动即可，或者可依据太阳能电池模块2a、2b不会互相遮住太阳光线而决定，例如大于管径或大于80％管径或大于管径的1.2倍。另外，这些管体21实质上平行间隔排列。模块面L可想象成太阳能电池模块2a、2b所设置的平面(如图2A所示)、或是由相邻太阳能电池模块2a、2b的切线组成的虚拟平面、或是通过太阳能电池组件22中心轴的虚拟平面(如图2B所示)。
其中，管体21至少部分透光，也就是接受太阳光线的部分是透光即可，在此，管体21的材料为玻璃，例如是强化玻璃或低铁玻璃，其中铁的含量较低可增加玻璃管体21的光线穿透率。当然管体21也可 由其它材料所构成，例如石英、或塑料。由于玻璃具有良好的耐候性，可长时间曝晒于日光而不会劣化，且玻璃管体常被拿来作灯管，所以是市场上大量制造的便宜对象。管体21的两端可密封，可例如将管体21两端加热使玻璃热熔密封、或是另外通过两个封止件(图未显示)密封于管体21两端的开口，其中封止件的材料可例如包括树脂、塑料或金属。于此，以管体21两端加热使玻璃热熔密封为例，来作为封止的手段。另外，管体21可为一件式、或由两组件以上组合而成。管体21的截面不限于圆形，也可为半圆形、椭圆形、三角形或其它几何图形。本实施例的管体21以圆形为例，管体21的弧形表面可有效降低入射光线的反射率。
太阳能电池组件22设置于管体21内，并具有一受光平面(flatsurface)221。受光平面221是指非凸面、非凹面或非弧面，而是一平整的面。另外，太阳能电池组件22不需全部为平面，而可部分具有受光平面221。在此，太阳能电池组件22以平板状为例。本实施例不限制太阳能电池组件22的材料，其可例如包括硅、或锗、或化合物半导体、或有机材料。太阳能电池组件22的材料结构可为非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。承上，太阳能电池组件22可例如为单晶硅、或单晶锗(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶锗、或复晶硅(poly-silicon)或非晶硅、或非晶锗、或微晶硅、或化合物半导体(例如III-V族或II-VI族)、或有机染敏电池(Dye-sensitized SolarCell)等。本实施例也不限制太阳能电池组件22的形状，在此其以长条形为例，且太阳能电池组件22可与封止件配合而嵌合于管体21内，以提升太阳能电池组件22的组装稳定性。
图2C为图2A的太阳能电池装置20的侧视图。如图2C所示，至少其中一个太阳能电池组件22的受光平面221的法线方向A与模块面L的法线方向B在太阳能电池组件22处形成一角度α，在此，角度α不为零，可为小于90度的锐角。由于本实用新型利用管体21易于转动的优点，在安装时或利用追日***来改变角度α，故太阳能电池模块 2a、2b可轻易调整受光角度，以得到更高的光电转换效率。在调整过程中，其中一个太阳能电池组件22的受光平面221的法线方向A与模块面L的法线方向B在太阳能电池组件22处可形成一角度α。当然，角度α或是受光平面L的法线方向A是可依据太阳能电池装置20的装设地区(location)的纬度而决定。这表示不论模块面L的角度为何，太阳能电池组件22的受光平面221的受光方向(即为法线方向)都可依太阳能电池装置20所在地的较佳受光角度来进行调整，而使得太阳能电池组件22的受光平面221的法线方向A与模块面L的法线方向B在太阳能电池组件22处，形成一角度α。与现有技术相比，现有技术的太阳能装置一旦被装设好了以后，太阳能电池组件的受光平面以及模块面L具有相同的的法线方向，无法在安装太阳能电池模块时适当地调整太阳能电池模块或太阳能电池组件的角度，以使太阳能电池组件有较佳的受光方向。
请参照图3所示，太阳能电池装置20装设于一支撑表面(supporting surface)DL。在此，管体21设置于支撑表面DL上，以形成模块面L(在此以与顶部相邻的太阳能电池模块2a、2b的切线所组成的表面为例)，也就是模块面L与支撑表面DL实质上平行。本实用新型不限制支撑表面DL的态样，其可例如为一水面(例如水库中的蓄水表面)、一建筑物表面(例如顶楼、外墙、屋檐、屋顶、或露台)或地面。图4A至图4C依序显示太阳能电池装置20装设于屋顶、水面及建筑物外墙。
请参照图5A所示，太阳能电池装置20可还包括一支撑组件23，其支撑太阳能电池模块2a、2b。通过支撑组件23支撑太阳能电池模块2a、2b，可使太阳能电池模块2a、2b形成模块面L。在此，支撑组件23以包括两个横杆为例。当然支撑组件23可通过其它构件来实施，例如支撑组件23可包括一框架(如图5B所示)，且可利用框架作双轴追日的操作，或是利用绳索将太阳能电池模块2a、2b悬吊于空中，使太阳能电池装置20像百叶窗。
上述实施例皆以太阳能电池模块所形成的模块面为平面为例，另外，模块面也可配合环境的支撑表面而为曲面。请参照图6所示，多个太阳能池模块2a、2b、2c为间隔设置并形成一曲面的模块面L1。各太阳能池模块2a、2b、2c的受光平面221的法线方向A1、A2、A3与模块面L1的法线方向B1、B2、B3在各太阳能电池组件22处分别形成一角度α1、α2、α3。其中，由于太阳电池模块2a、2b设置于一平面上，故角度α1、α2相等，而太阳电池模块2c设置于曲面上，故角度α3不等于角度α1、α2。
本实施例的太阳能电池模块可有多种变化态样，以下请参照图7A至图7C举例说明。
如图7A所示，太阳能电池模块2a可进一步包括两个电极24及两个电性连接件25，电极24以设置于太阳能电池组件22的两端为例，另外其也可设置于太阳能电池组件22的任一位置，在此并不限制。电性连接件25可设置于管体21的两端或一端，并与太阳能电池组件22电性连接。电性连接件25的位置可依照电极24的位置而设置。例如，在此态样中，电性连接件25也设置于管体21的两端，并通过导线26与电极24电性连接。当然，电性连接件25也可通过其它方式与电极24电性连接，例如直接焊接于电极24而电性连接。
请参照图7B所示，其显示另一态样的太阳能电池模块2d，其与太阳能电池模块2a的主要不同在于，其两个电性连接件25设置于管体21的同一端，而管体21的另一端为封止状态，例如可通过烧结管体21的一端(其材料以玻璃为例)而封止、或是烧结之后加设一封止件。
在本实用新型中，电性连接件25可具有多种的型式来实施，例如在图7A及图7B中，电性连接件25为电性引脚，由管体21的两端穿出，也就是电性引脚的一部分被封装于管体21的两端或一端内。另外， 电性连接件25也可像一般灯管的灯帽那样的态样，包括一帽体及一个或两个引脚(如图7A及图7B所示)，帽体与管体的一端连接，引脚从帽体突设。或者，电性连接件25可为连接器的态样，以公母配合而连接于其它的太阳能电池模块或其它电子产品上的连接器。或者，电性连接件25可为导线的态样，可通过焊接而连接其它的太阳能电池模块或其它子装置。或者，电性连接件25可为卡合结构的态样，以凹凸配合而连接其它的太阳能电池模块或其它电子装置。当然，上述皆为举例说明，并未用以限制本实用新型。
请参照图7C所示，另一态样的太阳能电池模块3包括一管体31、一太阳能电池组件32、两个电极34、两条导线36以及两个电性连接件35。与上述实施例的太阳能电池模块的主要不同在于，太阳能电池模块3还包括一承载体37，承载体37设置于管体31内，且太阳能电池组件32设置于承载体37。
本实施例中并不限制承载体37的材料、型式或形状，其可例如为一电路板、或一金属片、或一玻璃基板、或一树脂性基板等，其也可通过射出成型、压模成型或挤型处理而制成，在此，以一印刷电路板为例。并且承载体37也可至少部分透光，当太阳电池模块3应用于植物栽培时，可使得位于太阳电池模块3下方的植物得到更多的光线。在本实施例中，承载体37可通过卡合、或黏合、或嵌合等方式连接于管体31。另外，承载体37可具有一散热结构，例如散热鳍片。
再请参照图5B所示，本实施例的太阳能电池装置也可通过一转动机构(例如马达、炼条、皮带等)来同步转动这些太阳能电池模块或直接转动模块内的太阳能电池组件，以达到追日目的。并且由于管体21为长型的缘故，本实用新型仅需单轴追日，进而降低了太阳能电池模块追日的复杂度，并减少了追日成本。
请参照图8所示，其显示一种类似百叶窗的太阳能电池装置40， 该太阳能电池装置40包括多个太阳能电池模块4，各太阳能电池模块4为相互间隔设置并形成一模块面(图未显示)，由于本实施例的太阳能电池模块4为垂直悬吊设置，故模块面可为与各太阳能电池模块相切的平面，在此为一垂直面。各太阳能电池模块4包括一管体41及一太阳能电池组件42。由于太阳能电池模块4的技术特征已于前述实施例中叙述，故于此不再赘述。
太阳能电池装置40还包括一转动机构47，其与这些太阳能电池模块4连接。转动机构47包括一控制杆471及多根绳子472(或长杆)，其中绳子472连接于管体41的两端且对称设置，通过转动控制杆471，可控制绳子上下移动而带动太阳能电池模块4分别以各管体41的长轴方向作为转轴方向AX，进行同步转动。如此可调整太阳能电池组件受光平面的法线方向与模块面的法线方向所形成的角度。转动机构47可进一步通过齿轮、或马达、或皮带或其它致动组件来转动管体41及其内的太阳能电池组件42。
在本实施例中，除了可同时转动管体与太阳能电池组件之外，也可仅仅转动太阳能电池组件。请参照图9所示，其显示太阳能电池模块2a的太阳能电池组件22通过磁力而转动。其实施方式为可在太阳能电池组件22的左右两侧或其中一侧设置磁铁，再利用管体内的一电磁铁产生磁力来控制太阳能电池组件22的转动而达到调整角度α的目的。如图9所示，太阳能电池模块2a还包括一磁铁28，其S极朝向太阳能电池组件22，太阳能电池模块2a还包括一电磁铁29，其产生磁力时，N极朝向太阳能电池组件22，故能使太阳能电池组件22顺时针旋转。
综上所述，由于本实用新型将多个太阳能电池组件分别装设于多个管体，且利用管体易于转动的优点，使得太阳能电池模块可轻易调整受光角度，进而得到更高的光电转换效率。此外，只需对管体的两端进行密封，即能阻隔水气或灰尘等污染对于这些太阳能电池组件的 影响，能提供优良的密闭性及产品可靠性，并延长产品寿命。经调整角度后，太阳能电池组件的受光平面的法线方向与模块面在太阳能电池组件上的法线方向可形成一角度。使用者不需要额外在屋顶上架设太阳能电池装置的架体，即可让太阳能电池模块具有较佳的受光角度。如此一来，可节省使用者的安装费用及材料成本，并可避免沉重的架体会压坏屋顶等问题。再者，由于本实用新型的这些太阳能电池模块为间隔设置，因此风、雪或是太阳光线能从太阳能电池模块之间穿过，进而能避免风压过大、积雪压损太阳能模块或者是阻挡太阳光线的问题。而且，通过间隔设置太阳能电池模块，还能提升整个太阳能电池装置的透光率，且适合于露台、顶楼、屋顶、大楼外墙或者是较脆弱的建筑结构上，甚至可设置于温室的屋顶等。
以上所述仅为举例性，而并非为限制性。任何未脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种太阳能电池装置，其特征在于，包括：
多个太阳能电池模块，该多个太阳能电池模块为间隔设置并形成一模块面，各该太阳能电池模块包括：
一管体，至少部分透光；以及
一太阳能电池组件，设置于所述管体内，并具有一受光平面，
其中所述受光平面的法线方向与所述模块面的法线方向在所述太阳能电池组件处形成一角度。
2.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，还包括：
一支撑组件，支撑所述太阳能电池模块。
3.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述管体装设于一支撑表面，以形成所述模块面，其中所述模块面与该支撑表面平行。
4.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述些管体为平行间隔排列。
5.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述太阳能电池组件为长条型。
6.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述模块面为一平面或一曲面。
7.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，还包括：
一转动机构，该转动机构与所述太阳能电池模块连接，并分别以平行于各管体的长轴方向的一转轴而同步转动所述太阳能电池模块。
8.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，还包括：
一转动机构，该转动机构与所述太阳能电池模块连接，并分别以平行于各管体的长轴方向的一转轴而同步转动所述太阳能电池组件。
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