TWI638122B - Honeycomb floating solar power equipment stage and its array structure - Google Patents

Abstract

本發明係一種蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台及其陣列架構，包括一承載架、複數浮圈，該承載架由硬質材料製造，具水平方向約呈正六邊形外框部，該外框部中央設置連結桿，又該外框部六端角分別向下垂直設置複數直條狀接合柱，該承載架中央設置可調整載台浮力之調整部；又該複數浮圈為具浮力中空環形體，中央具可穿插接合柱之套孔，並使載台可具垂向浮力漂浮在水體上，並可由調整部調整載台對應水面距離，又包括至少一約呈正六邊形之連結架提供二具間距之載台連結，並可組合蜂巢陣列架構，並使本發明可具較佳穩定性、適用性及經濟效益。

Description

蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台及其陣列架構

本發明關於一種蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台及其陣列架構，主要指一種可漂浮在水體上，並可其較佳穩定性及經濟效益。

太陽能為減少污染的綠能產業，一般太陽能發電主要藉由太陽能板接收太陽光照射並轉換成電力，因而太陽能發電方式將佔用可受光面積，然而陸地面積有限、土地成本高，將造成增加太陽能發電成本缺失。

為增加可受光面積，目前具有設於如魚塭、水池、湖面上之太陽能發電裝置，該太陽能發電裝置具設在水體上方之載台，並使太陽能板可組設在載台上方受光照射發電，該載台具有多種型式，如TWI545887之漂浮式太陽能發電系統具數塊狀可呈十字型橫向連結之浮筒，並於浮筒上設置可組設太陽能發電系統之支撐架；又如TWM537652之漂浮式太陽能板固定結構具數可橫向、直向連結之塊狀浮筒，並於浮筒上直接設置太陽能板，又如TWM511603、TWM539034之太陽能板支撐結構具直條管狀浮筒，並於浮筒上設置支架及太陽能板，並使前述太陽能發電設備可由浮筒漂浮在水體上受太陽光照射發電動作。

前述設計架構雖然可利用水體面積提供太陽能發電，但仍具以下缺失：

1.該塊狀或長條狀浮筒必須增大面積才可具足夠浮力，但該大面積浮筒與水面接觸面大，可利用率低，造成該浮筒本身形成對水面大面積陽光、氣體遮蔽、降低水體溶氧率並危害自然生態，因而雖然可利用水體面積發電，但卻具危害水產養殖缺失。

2.該浮筒一般由硬質HPDE高密度聚乙烯製造，具成本高、不耐紫外線缺失，一般使用5年即易損壞，不能符合太陽能發電系統回本需求。

3.該浮筒破裂進水時不易修復、維修不便。

4.該數浮筒組成之單體受外部如颱風吹襲或水體波動大時整體變動量大，將影響太陽能板組裝穩定性。

5.該水體因乾旱或其他因素無水時將造成硬質浮筒著陸後直接承受上方太陽能板或框架重量，易造成浮筒損壞，且該水池底部一般非平面，將造成浮筒及上方之太陽能板受重力而變形缺失。

目前另有一種具可插置於水池底面之固定柱，並於固定柱上方設置框架及太陽能板提供太陽能發電結構，然而前述架構對應水面高度變化不能調整，造成水位較低時該太陽能板及框架與水面間距過大，將造成強風由水面向上吹襲時太陽能板及框架易損壞或脫落情形；又若水位過高時將淹沒太陽能板而造成損壞，此外該結構每一單元須設置數個固定柱，且一般須無水施工，造成施工不便缺失。

本發明之主要目的在提供一種環保、穩定性佳、易安裝之太陽能發電設備載台。

本發明之另一目的在提供一種可組成蜂巢陣列架構，並可具較佳穩定性、適用性及經濟效益。

本發明之載台上方可設置具太陽能板之太陽能發電設備，該載台包括一承載架、複數浮圈，該承載架由硬質材料製造，具水平方向並約呈正六邊形之外框部，該外框部中央設置連結桿，又該外框部六個端角分別向下垂直設置直條狀接合柱；又該複數浮圈為具浮力中空環形體，該浮圈可為廢輪胎，中央具可穿插接合柱之套孔，並使一浮圈可套置於接合柱或數浮圈可上、下排列套置於接合柱上，使得載台可具垂向浮力漂浮在水體上。

進一步，該承載架設置可調整載台浮力之調整部，又該調整部具由連結桿向下延伸之中空體，中央具容室，並具灌注口，又該灌注口可灌注流體或各式物體至容室內。

進一步，本發明更包括至少一連結架提供二具間距之載台連結，該連結架具對應載台之承載架外框部形狀約呈正六邊形之框部，中央設置連結桿補強，又該連結架之框部一邊可與一載台之承載架外框部一邊由固接元件結合，該連結架之框部其他非相鄰邊可與其他載台之承載架外框部其他邊連結，並使複數載台及複數連結架組成蜂巢狀陣列架構。

進一步，本發明更包括至少一網體，該網體可橫向設於載台之承載架或連結架上，並使網體可形成防鳥侵食水體生物功能，並可避免鳥類散播病菌危害水體生物，又該網體可形成安全網，可提供 人們站在承載架或連結架上維護太陽能發電設備時防落水功能以提升安全性。

本發明之浮圈可採用廢輪胎，使得廢棄物可再利用以具循環經濟功效，並可藉由同一接合柱垂向組設複數浮圈形成垂向浮力，使得承載架與水面間可遠較習知浮筒橫向排列形成橫向浮力方式具更大間距，並使部分陽光可照射水面，且使水面上方可良好通風以使水體具較佳含氧量，使得水體可具良好自然環境且有利於水產養殖。

本發明之浮圈採用橡膠材質耐侯性佳，使用壽命可較習知硬質易裂化之浮筒長，又本發明可於承載架之調整部充填流體或其他物體調整載台高度，因而可於颱風或寒流時調整載台下降以具防風、防寒功效。

本發明可因應發電需求及水體面積令數載台藉由連結架結合形成蜂巢陣列結構，可大幅提升各載台平穩性及抗水波晃動功效，又該六邊形承載架及六邊形連結架組成蜂巢架構可分散受力，可具較佳抗變形強度，並可提升陣列架構在水體上之穩定性及使用壽命。

本發明之載台藉由數浮圈形成較習知橫向浮筒更大垂向浮力，因而可依據發電需求並配合浮圈設置使其浮力可提供連結架上方可設置具太陽能板之太陽能發電設備，以具較佳適用性及發電效率。

1‧‧‧載台

11‧‧‧承載架

111‧‧‧外框部

112‧‧‧連結桿

113‧‧‧接合柱

12‧‧‧浮圈

121‧‧‧套孔

13‧‧‧調整部

131‧‧‧柱體

132‧‧‧中空體

133‧‧‧容室

134‧‧‧灌注口

135‧‧‧重物

2‧‧‧太陽能發電設備

21‧‧‧太陽能板

3‧‧‧水池

31‧‧‧水體

32‧‧‧水面

4‧‧‧連結架

41‧‧‧框部

42‧‧‧連結桿

5‧‧‧網體

6‧‧‧結合桿

圖一係本發明單一載台分解圖。

圖二係本發明單一載台組合圖。

圖三係本發明單一載台置於水體示意圖。

圖四係本發明令載台下降示意圖。

圖五係本發明令調整部充填重物示意圖。

圖六係本發明一載台與一連結架分解圖。

圖七係本發明二載台與二連結組合立體圖。

圖八係本發明複數載台與複數連結架組成蜂巢陣列結構示意圖。

圖九係本發明蜂巢陣列結構置於水體上示意圖。

圖十係本發明蜂巢陣列結構置於水體上及連結架設置太陽能發電設備示意圖。

圖十一係本發明之載台及連結架設置網體示意圖。

圖十二係本發明之載台及連結架設置網體置於水體上示意圖。

請參閱圖一~三，本發明之載台1上方可設置具太陽能板21之太陽能發電設備2，該載台1包括一承載架11、複數浮圈12，該承載架11由硬質材料製造，具水平方向之外框部111，該外框部111中央設置連結桿112以具補強及提供組裝具太陽能板21之太陽能發電設備2作用，又該外框部111為正六邊形，於六個端角分別向下垂直設置直條狀接合柱113，又於連結桿112對應外框部111中心位置向下設置可調整載台1浮力之調整部13，該調整部13具由連結桿112向下延伸柱體131，並於柱體131套設中空體132，該中空體132中央具容室133，並具灌注口134，並可由灌注口134對容室133灌注氣體、水等流體或砂或其他物體。

浮圈12為具浮力中空環形體，中央具可穿插接合柱113之套孔121，而該浮圈12可為廢輪胎(如卡車、機車等輪胎之內胎)，並使各浮圈12上、下排列貼靠形成垂向浮力支撐，而本實施例同一接合柱113設置五個浮圈12，各浮圈12上、下貼靠，並該下方之浮圈12底面低於接合柱113底端。

本發明之載台1可依需求或配合水池3(如漁塭、湖)面積設計適當尺寸、形狀，並可配合上方承載太陽能發電設備2重量設置接合柱13長度及浮圈12數量，又本發明之載台1可由繩索(圖中未標示)或其他方式定位於離岸適當位置。

本發明之浮圈12可採用廢輪胎再利用具循環經濟功效，而該浮圈12係由中央套孔121穿套接合柱113即可組合、組裝簡便。本發明因同一接合柱113垂向組設複數浮圈12形成垂向浮力，使得承載架11與水面32間距可遠較習知浮筒橫向排列形成橫向浮力方式具更大間距，並使部分陽光可照射水面32，且使水面32上方如圖三所示可具良好通風以使水體31具較佳含氧量，並使水體31可具良好自然環境並有利於水產養殖。

本發明之浮圈12採用橡膠材質耐侯性佳，使用壽命較習知硬質易裂化之浮筒長，又本發明採垂向浮力設計可調整性大，可易於藉由調整浮圈12尺寸或數量調整載台1支撐浮力，又本發明可於承載架11之調整部13充填流體或其他物體方式調整載台高度，如圖三所示該調整部13下方位於水體31內並由灌注口134注氣，當容室133注氣後可具較大浮力並使載台1可升高與水面32具較大可通風間距。

請參閱圖四，若颱風來襲時可洩出調整部13容室133之氣體，並使載台1之浮力減小並可降低與水面32靠近，如此流入載台1之承載架11與水面32間之風量可減小，可避免大量強風由下而上吹襲造成載台1不穩定甚至吹翻情形。

本發明亦可於寒流來襲時藉由調整部13令載台1降低與水面32靠近，因而該載台1上方之太陽能板21可具遮蔽防寒功效，又本發明載台1之調整部13可為非充氣式，並可於調整部13內容置水或其他重物，因而當調整部13容室133內未容置重物(例如水)時可使載台1重量減低，並可浮在水面上方與水面具適當通風間距，又如圖五所示，本發明可由灌注口134注入重物135(例如水)至容室133內以改變載台1重量，並可使載台1與水面32距離縮小，並可由充填重物135方式易於調整載台1與水面32間距。

請參閱圖六、七，本發明更包括連結架4與載台1組合，其中圖七具二載台1、二連結架4組合，圖八係十二載台1與二十連結架4組合，該連結架4由水平方向設於二載台1間並提供二具間距之載台1連結，該連結架4具對應載台1之承載架11外框部14形狀之正六邊形框部41，中央設置連結桿42補強，且該連結架4上方亦可提供設置太陽能發電設備。

請參閱圖八、九，本發明可因應發電需求及水體面積令數載台1藉由連結架4結合，該連結架4之框部41一邊可與一載台1之外框部111一邊由固接元件結合，該連結架4之框部41其他非相鄰邊可與其他載台1之承載架11外框部111其他邊連結，並可組成複數載台1及複 數連結架4組成之蜂巢狀陣列架構浮在水體31上，可大幅提升各載台1平穩性及抗水波晃動功效，如圖八所示十二個載台1結合二十個連結架4可形成約32倍載台1面積浮在水面上，可遠較單一載台1具更佳平穩性，且每一載台1上可設置具太陽能板21之太陽能發電設備2，又本發明更包括數結合桿6，並於陣列架構周邊又設置結合桿6使陣列架構可形成完整方形體，並可具較佳陣列組合穩定性及質感。

請參閱圖十，本發明之載台1藉由數浮圈12形成較習知橫向浮筒更大垂向浮力，因而可依據發電需求並配合浮圈2設置使其浮力可提供連結架4上方亦可設置具太陽能板21之太陽能發電設備2，並使本發明可具較佳適用性及發電效率。

此外，該蜂巢陣列架構之各載台1可如圖三所示於調整部13之灌注口134內注水、氣或其他物體(圖中未顯示)至容室133內，並可改變載台1之浮力，因而本發明可更易於配合陣列需求調整載台1浮力以提升適用性。

請參閱圖十一、十二，本發明更包括一網體5，該網體5可橫向設於載台1之承載架11或連結架4或結合桿6上，並使網體5可形成防鳥侵食水體生物功能，並可避免鳥類散播病菌危害水體生物，又該網體5可形成安全網，可提供人們站在承載架11或連結架4上維護太陽能發電設備2防落水功能以提升安全性。

此外，該網體5亦可一端與承載架11或連結架4連結，另一端與水體之岸邊連結(圖中未顯示)，並可藉由本發明陣列架構使水體上可具較佳防鳥功效。

是以由以上所述，本發明可提升漂浮式太陽能發電設備載台具更佳漂浮平穩性及適用性，而本發明之載台及連結架可為非正六邊形，且組合陣列數量及尺寸不受限制，前述實施例僅顯示本實施例狀態，並非本發明限制，凡依據本發明精神所為之等效改變亦應屬於本發明範疇內。

Claims (6)

1. 一種蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台，該載台包括：一承載架，由硬質材料製造，具水平方向約呈正六邊形之外框部，該外框部中央設置連結桿，又該外框部六個端角分別向下垂直設置直條狀接合柱；複數浮圈，為具浮力中空環形體，中央具可穿插接合柱之套孔，並使一浮圈可套置於接合柱或數浮圈可上、下排列套置於接合柱上，並使載台具垂向浮力漂浮在水體上；又該承載架設置可調整載台浮力之調整部；該調整部具由連結桿向下延伸中空體，中央具容室，並具灌注口；又該灌注口可灌注流體至容室內。
2. 如請求項1所述之蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台，其中該調整部設於連結桿對應外框部中心位置。
3. 如請求項1所述之蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台，其中該浮圈可為廢輪胎。
4. 一種使用如請求項1至3項中任一項所述之蜂巢漂浮式太陽能發電設備載台形成之陣列架構，其中更包括至少一連結架提供二具間距載台連結，該連結架具對應載台之承載架外框部形狀約呈正六邊形之框部，中央設置連結桿補強，又該連結架之框部一邊可與一載台之承載架外框部一邊結合形成陣列架構。
5. 如請求項4所述之陣列架構，其中更包括數結合桿，並該陣列架構周邊設置結合桿使陣列架構形成方形體。
6. 如請求項5所述之陣列架構，其中更包括至少一網體，該網體可橫向設於載台之承載架或連結架或結合桿上。