TWI731670B - 雙面太陽能面板之發電效能提升方法及其裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其係於水面上設置有雙面太陽能面板，藉由於該雙面太陽能面板背面側之水面濺起水花，以增加太陽光照射至水面的反射光及漫射光入射至該雙面太陽能面板背面側之入光量，藉以提升該雙面太陽能面板背面側之發電效能。

Description

雙面太陽能面板之發電效能提升方法及其裝置
本發明係關於一種雙面太陽能面板之發電效能提升方法及其裝置，尤其係指一種可提升雙面太陽能面板背向太陽一面的發電效能之方法及其裝置。
近年來，世界各國都積極發展替代能源，例如太陽能、風能、地熱能、水力能等天然能源，以取代石化燃料。其中，最受矚目的是太陽能發電。由於太陽能發電具有不會枯竭、容易與建物結合等優點，而且加上近年來半導體材料的飛躍發展，使得太陽能的光電轉換效率持續提升，故讓太陽能發電逐漸被消費者廣泛應用。
太陽能發電最初發展為單面太陽能面板發電，亦即於太陽能面板的單面(即面向太陽之正面)接收太陽光來轉換為電能。但隨著對於更加提升太陽能面板發電效能的要求，近年來亦發展出雙面(Bi-facial)太陽能發電面板。雙面太陽能發電面板即為藉由正反兩面皆可進行太陽光能的吸收，除了正面的太陽能面板會吸收太陽光，且亦可透過背面的太陽能面板來吸收太陽光照射到設置面的反射光及漫射光，如此便能更加提高整體太陽能面板的發電輸出。
目前許多地方都開始逐漸採用雙面太陽能面板發電，該雙面太陽能面板除了設置於地面或建築物的屋頂上外，例如亦有被應用在雪地或射置於水上的情況，利用雙面太陽能面板的背面來吸收太陽光照射到雪地或水上的反射光，來謀求更加提高雙面太陽能面板的整體發電輸出。
但是，雙面太陽能面板除了提升正面之發電效能外，如何提升背面的發電效能乃是相關業者積極思考而欲解決的課題。因應雙面太陽能面板的 設置場所之不同，如何提升雙面太陽能面板背面的發電效能之解決方式便會有所不同。
本發明人著眼於將雙面太陽能面板設置於例如魚塭、湖泊等大範圍場所之情況，積極思考如何增加雙面太陽能面板背面的發電效能，因此，便參考許多相關文獻。
例如，專利文獻1中揭示一種設置在魚塭上之太陽能增氧機，其係於增氧機上方的浮體上設置有太陽能發電裝置，該太陽能發電裝置係透過電纜而與增氧機相連接，利用太陽能發電裝置所產生的電能會透過電纜被傳送至增氧機，來作為增氧機進行水中增氧作動的電力來源。然而，其主要解決的是魚塭上增氧機的供電方式，並未提及如何增加太陽能發電裝置的效能，且其使用之太陽能面板亦為單面太陽能面板，因此完全沒有提及如何增加太陽能面板背面發電效能之內容及教示。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：中國新型專利200320128522.7號公報
由於雙面太陽能面板發電係利用雙面太陽能面板的正反兩面吸收太陽光的直射光或反射光、漫射光來將光能轉換為電能，因此太陽能面板背面側的發電效能乃非常重要。然而，例如專利文獻1所揭示般，若僅是利用太陽能發電來作為增氧機的電力來源，並無法有效解決雙面太陽能面板背面發電效能提升的課題，故在業界尚無針對設置於水上之雙面太陽能面板發電裝置來提升雙面太陽能面板背面側的發電效能之相關提案。因此，本案發明人致力於如何提高設置於水面上之雙面太陽能面板背面側的發電效能而苦心進行研究，終於完成本發明。
本發明之目的為提供一種能提高雙面太陽能面板背面側的發電效能之方法。
依據本發明之一態樣，係提供一種雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其係於水面上設置有雙面太陽能面板，藉由於該雙面太陽能面板背面 側之水面濺起水花，以增加太陽光照射至水面的反射光及漫射光入射至該雙面太陽能面板背面側之入光量，藉以提升該雙面太陽能面板背面側之發電效能。
上述方法中，其於水面濺起水花之方式為擾動水面方式、拍打水面方式或噴射方式之其中一種方式或該等之組合。
上述方法中，該擾動水面之方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面左右來回擺動之方式以於水面濺起水花。
上述方法中，該拍打水面方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面上下拍打以於水面濺起水花。
上述方法中，該噴射方式係於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面吹拂強力噴射氣體以於水面濺起水花，或是於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。
上述方法中，該物體為螺旋槳、水車葉片及撥液片體之至少任一種或該等之組合。
上述方法中，該物體之表面係塗布有亮光漆。
上述方法中，其所濺起之水花自水面起之高度為50~80公分。
依據本發明之另一態樣，係提供一種雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其具備：
雙面太陽能面板，係正反兩面皆能接受光能而進行發電；
設置支架，係設置於有水場所，用以支撐該雙面太陽能面板，其可相對於該有水場所之水面而進行角度或相對高度之調整；
濺水裝置，係設置於該雙面太陽能面板所設置之有水場所的位置或其周圍，用以在對應於該雙面太陽能面板之有水場所的水面濺起水花以增加光線之反射及漫射率。
上述裝置中，該濺水裝置為螺旋槳、水車葉片及撥液片體之至少任一種或該等之組合。
上述裝置中，該濺水裝置係於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。
上述裝置中，該濺水裝置之表面係塗布有亮光漆。
上述裝置中，該雙面太陽能面板相對於該水面之設置高度為120~150公分。
上述裝置中，該雙面太陽能面板相對於該水面之設置角度為8~15度。
上述裝置中，該濺水裝置所濺起之水花自水面起之高度為50~80公分。
依據本發明之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，以及雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，便能藉由於水面激發出水花來提高反射率，進而提高太陽能面板的發電效能。
1:雙面太陽能面板
10:支架
20:濺水裝置
100:雙面太陽能面板之發電效能提升裝置
H1:高度
a:角度
圖1A係顯示本發明相關之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置的概略側視圖，為濺水機構未進行濺水之狀態。圖1B係顯示本發明相關之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置的概略側視圖，為濺水裝置有進行濺水之狀態。
圖2係概略顯示裝設有雙面太陽能面板之支架的俯視圖。
圖3係概略顯示裝設有雙面太陽能面板之支架的立體圖。
圖4係顯示濺水裝置另一實施樣態之圖式。
以下，參照圖式來詳細說明本發明相關之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，以及雙面太陽能面板之發電效能提升裝置。圖1A及圖1B為本發明相關之雙面太陽能面板1之發電效能提升裝置100之概略側視圖。圖1A為濺水裝置20未進行濺水之狀態，圖1B為濺水裝置20有進行濺水之狀態。圖2係概略顯示裝設有雙面太陽能面板1之支架10的俯視圖，圖3係概略顯示裝設有雙面太陽能面板1之支架10的立體圖。
本發明相關之雙面太陽能面板1的發電效能提升方法特別適合應用在設置於水面上之雙面太陽能面板，藉由於該雙面太陽能面板背面側之水面濺起水花，以增加太陽光照射至水面的反射光及漫射光入射至該雙面太陽能面板背面側之入光量，藉以提升該雙面太陽能面板背面側之發電效能。
本發明相關之雙面太陽能面板1的發電效能提升方法中，其於水面濺起水花之方式為擾動水面方式、拍打水面方式或噴射方式之其中一種方式或該等之組合。
上述方法中，該擾動水面之方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面左右來回擺動之方式以於水面濺起水花。
上述方法中，該拍打水面之方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面上下拍打以於水面濺起水花。
上述方法中，該擾動水面或拍打水面之方式的頻率為2~3次/秒。
上述方法中，該噴射方式係於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面吹拂強力噴射氣體以於水面濺起水花，或是於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。
上述方法中，該噴射方式所噴出之氣體的氣壓為18kg/cm2G~35kg/cm2G。
【雙面太陽能面板之發電效能提升裝置】
(支架)
如圖1A及圖1B所示，本發明之雙面太陽能面板1之發電效能提升裝置100係具有支架10及濺水裝置20。該支架10係架設於水面上，用以固定並保持複數片該雙面太陽能面板1。該雙面太陽能面板1即為正反兩面皆裝設有發電模組之太陽能面板，藉由裝設於正面之太陽能面板來直接接收太陽光，且亦藉由裝設於背面之太陽能面板來接收太陽光照射到設置面(本發明中為水面)的反射光或漫射光，藉此便能提高太陽能面板的整體發電效率。
將配置於該支架10上之該雙面太陽能面板1的一實施型態顯示於圖2及圖3。支架10上係配置有複數片雙面太陽能面板1，該雙面太陽能面板1的配置或數量並未特別限定，可依發電量之需要來任意設定。
對應於該雙面太陽能面板1的設置範圍，而於該雙面太陽能面板1的下方或周圍設置有濺水裝置20。該濺水裝置20係用以於水面濺起水花，以增加太陽光照射到水面的反射率及漫射率，進而提高該雙面太陽能面板1之背面側的發電效能。
該支架10係構成為可相對於水面來調整該雙面太陽能面板1之設置高度。本發明中，該支架10係設置為相對於水面之高度(亦即圖10中的高度H1。)為120~150公尺之位置處，例如130公尺。若該雙面太陽能面板1太接近水面，會使得太陽光照射水面之路徑被該雙面太陽能面板1所阻擋，進而影響該雙面太陽能面板之背面所吸收到之散射光或漫射光的光量，若雙面太陽能面板1太遠離水面，雖能接收較多的光量，但卻會因為高度使得該雙面太陽能面板1受到風力等吹拂而搖晃不穩，長期的晃動將會導致該雙面太陽能面板1的壽命減短，因此該雙面太陽能面板1相對於水面之高度H1較佳為120~150的範圍。另外，所濺起之水花高度會影響太陽光之反射及漫射程度，經由本發明人之實驗求證，該濺水裝置20所濺起之水花自水面起之高度(即圖1B中的高度H2)宜為50~80公分。
另外，為使該雙面太陽能面板1的正面能夠接收到最多的太陽光，以及為了減少落塵或積水影響到太陽能面板的發電輸出，該支架10係構成為可將該雙面太陽能面板1調整為相對於水面呈適當之角度，如8度之傾斜角度(即圖1中的角度a)。考量到太陽的入射角及地球自轉軸的傾斜角度等，雙面太陽能面板1相對於水面之傾斜角度a較佳為8~15度的範圍。
(濺水裝置)
本發明主要是藉由於水面濺起水花，以增加太陽光照射到水面的反射率及漫射率，進而提高該雙面太陽能面板1背面側的發電效能，因此濺水裝置20只要是能夠於水面濺起水花，則未特別限定於何種實施型態。
濺水裝置20係設置在裝設有該雙面太陽能面板1的下方或周圍。濺起水花之方式可為例如擾動水面方式、拍打水面方式或噴射方式之其中一種方式或該等之組合。
例如，該擾動水面之方式可為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板1之場所的水面左右來回擺動之方式以於水面濺起水花。
該拍打水面方式可為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板1之場所的水面上下拍打以於水面濺起水花。該噴射方式可為於設置有該雙面太陽能面板1之場所的水面吹拂強力噴射氣體以於水面濺起水花，或是於設置有該雙面太陽能面板1之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。例如圖4所示，在設置有雙面太陽能面板1之場所的水面下係裝設有複數管體21，該管體21的長度方向係具有複數噴射孔(圖中未顯示)，藉由空壓機22來對該管體21供應氣體，而從噴射孔噴出氣體以濺起水花。
又，用以濺起水花之裝置(即本發明之濺水裝置20)可為會旋轉之螺旋槳、水車葉片、以及會左右或上下地擾動水面之撥液片體之至少任一種或該等之組合。例如圖1B所示之濺水裝置20a係利用水車葉片在濺水裝置本體的下方擾動水面，圖1B所示之濺水裝置20b係利用水車葉片在濺水裝置本體的側邊擾動水面。
另外，亦可進一步地在上述螺旋槳、水車葉片或撥液片體之表面塗上銀白或白色的亮光漆，來增加該等的反光效能，以更增進太陽光照射到經反光處理後之上述螺旋槳、水車葉片或撥液片體的反射率及漫射率。
【評估試驗】
以下，針對本發明相關之雙面太陽能面板1背面側的發電效能提升效果來進行評估試驗1及評估試驗2。
評估試驗1之雙面太陽能面板1係設置於自水面起高度2.4公尺之位置處。評估試驗2之雙面太陽能面板1係設置於自水面起高度1.8公尺之位置處。評估試驗1及評估試驗2中，係分別在有進行濺水及未進行濺水之情況下，於每小時分別測量雙面太陽能面板之正面及背面側的發電效能，並將量測結果顯示於表1。
Figure 109115160-A0101-12-0008-1
評估試驗1及評估試驗2中，在有進行濺水情況下，雙面太陽能面板1背面側的發電效能相較於正面側的發電效能之比率(%)均是較未進行濺水情況要來得該高。詳細地說明，評估試驗1中，在有進行濺水情況下，背面側的發電效能相較於正面側的發電效能之比率(%)係較未進行濺水情況，由7.9%增加為12.4%(增加4.5%)。評估試驗2中，在有進行濺水情況下，背面側的發電效能相較於正面側的發電效能之比率(%)係較未進行濺水情況，由11.8%增加為17.1%(增加5.3%)。
另外，在有進行濺水情況下，雙面太陽能面板1的設置高度為1.8m之評估試驗2中，背面側的發電效能相較於正面側的發電效能之比率(%)為17.1%，係較雙面太陽能面板1的設置高度為2.4m之評估試驗1(評估試驗1中為12.4%)要來得佳。
因此，由表1可得知藉由於水面濺起水花，可有效增加太陽光照射到水面的反射率及漫射率，進而提高雙面太陽能面板1背面側的發電效能。
以上，已針對本發明之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，以及雙面太陽能面板之發電效能提升裝置加以說明。惟本發明並未侷限於此，可在未背離本案申請專利範圍所限定之內容要旨下，來做各種置換或變更。
依據本發明之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，以及雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，便可增加太陽光照射到水面的反射率及漫射率，進而提高雙面太陽能面板背面側的發電效能，來整體地提高雙面太陽能面板的的發電效能。
1:雙面太陽能面板
10:支架
20:濺水裝置
100:雙面太陽能面板之發電效能提升裝置
H1:高度
a:角度

Claims (15)

  1. 一種雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其係於水面上設置有雙面太陽能面板，藉由於該雙面太陽能面板背面側之水面濺起水花，以增加太陽光照射至水面的反射光及漫射光入射至該雙面太陽能面板背面側之入光量，藉以提升該雙面太陽能面板背面側之發電效能。
  2. 如申請專利範圍第1項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其於水面濺起水花之方式為擾動水面方式、拍打水面方式或噴射方式之其中一種方式或該等之組合。
  3. 如申請專利範圍第2項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其中該擾動水面之方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面左右來回擺動之方式以於水面濺起水花。
  4. 如申請專利範圍第2項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其中該拍打水面方式為藉由物體於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面上下拍打以於水面濺起水花。
  5. 如申請專利範圍第2項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其中該噴射方式係於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面吹拂強力噴射氣體以於水面濺起水花，或是於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。
  6. 如申請專利範圍第3或4項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其中該物體為螺旋槳、水車葉片及撥液片體之至少任一種或該等之組合。
  7. 如申請專利範圍第6項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其中該物體之表面係塗布有亮光漆。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之雙面太陽能面板之發電效能提升方法，其所濺起之水花自水面起之高度為50~80公分。
  9. 一種雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其具備：雙面太陽能面板，係正反兩面皆能接受光能而進行發電；設置支架，係設置於有水場所，用以支撐該雙面太陽能面板，其可相對於該有水場所之水面而進行角度或相對高度之調整；以及 濺水裝置，係設置於該雙面太陽能面板所設置之有水場所的位置或其周圍，用以在對應於該雙面太陽能面板之有水場所的水面濺起水花以增加光線之反射率及漫射率。
  10. 如申請專利範圍第9項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該濺水裝置為螺旋槳、水車葉片及撥液片體之至少任一種或該等之組合。
  11. 如申請專利範圍第9項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該濺水裝置係於設置有該雙面太陽能面板之場所的水面下設置複數具有噴射孔之管體，利用於該管體吹送氣體而從該噴射孔將該氣體噴出以濺起水花。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該濺水裝置之表面係塗布有亮光漆。
  13. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該雙面太陽能面板相對於該水面之設置高度為120~150公分。
  14. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該雙面太陽能面板相對於該水面之設置角度為8~15度。
  15. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之雙面太陽能面板之發電效能提升裝置，其中該濺水裝置所濺起之水花自水面起之高度為50~80公分。
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