结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置制造方法
【专利摘要】一种结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，穿透过光伏板的红光做养殖光合微生物以及被光伏板吸收的蓝光做发电用。所发的电则用以推动养殖光合微生物所需的转动叶轮以及给光合微生物供氧。这个集养殖与发电的统一应用的装置可以振兴农业发展。该养殖装置包含：一养殖槽；一叶轮，设置于该养殖槽内；一营养素，提供于该养殖槽内以培养该光合微生物；以及一薄膜光伏板，为该养殖槽的一上盖，作为掩盖该养殖槽用。该光伏板利用太阳的较短波长的光做光伏发电，其不能利用为发电的较长波长的光则用以被利用为提供微生物光合作用的光能。微生物生长时所需的一切电力都可由本装置自己提供。如果提供的营养素为有机排放物，则沼气亦是产品之一。
【专利说明】结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种光合微生物的养殖装置，尤其是一种产生用以养殖光合微生物的电力以及沼气以振兴农业发展的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置。
【背景技术】
[0002]光伏板的制造技术最近有着显著的进步，特别是所谓薄膜光伏板，其归功于工艺的演进与改善，因此现在已能大量量产薄膜光伏板。薄膜光伏板的原料为硅，利用电子晶片的制造技术，把一层很薄的硅材料均匀分配于一透明玻璃板上，其厚度都只有数微米左右。这种非晶体的薄膜硅材料可以生产直接电源，故其已被应用在太阳能产电的事业上。
[0003]这种薄膜光伏板有两大特点。第一个特点是因其厚度够薄，所以一部分的太阳光可穿透该等光伏板(部分的薄膜硅光伏板可有30%的光透度)，所以，吾人又称呼该等光伏板为半透明光伏板；第二个特点是因其非晶硅薄膜的能隙(energy gap)为1.7ev，所以其只能有较短波长的太阳光发电，而其他较长波长的太阳光(如红光、红外光)却只能穿透薄膜光伏板而没有被利用。
[0004]虽然半透明薄膜光伏板的工艺成本较低，但是因其发电效率也较低，除此之外，所对应的装置需求土地面积较大且土地面积小，所以在商业上的应用一直都无法拓展。也因此借助一种可以产生多边效益的方法便可对穿透薄膜光伏板的光做进一步利用，光伏农业大棚便是其一方案。
[0005]但是，农业大棚却有两个很严肃的问题，在商业上应用受到阻碍。第一，因为在光伏农业大棚下种植植物，所以光伏农业大棚都有一定的高度，因而需要一定的内部架构以支撑整个大棚；这个大棚架构的成本便超过原来光伏板的成本，同时大棚要常常维修，日常运作成本也就变高，又因为大棚有一定的高度，冬季要维系棚内一定的温度也会有一定成本的支出。第二，因为薄膜光伏板已把太阳光中的短波长部份用来发电，通过薄膜光伏板而进入大棚的太阳光便只剩下红光以及红外光。然而，普通的高等植物(higher plants)在只有红光以及红外光下生长都不能顺畅(高等植物都需要足够的蓝光才能维持健康的生长)。
[0006]因此，本发明人有鉴于现有养殖装置的问题缺失及其结构设计上未臻理想的事实，实用新型的发明人即着手研发其解决的方案，希望能开发出一种更具便利性与经济效益的该结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，以服务社会大众及促进此业的发展，遂经多时的构思而有本创作的产生。
实用新型内容
[0007]本新型的主要目的是提供一种结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其可以解决上述半透明薄膜光伏农业大棚的设计困难。
[0008]本新型的次要目的提供一种结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，借此，该半透明薄膜太阳能板便成为可发电、可提供光源作微生物生长用、可遮风挡雨、以及可隔热的一种多功能器具。[0009]为达到上述目的与功效所采用的技术手段，本实用新型一种结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，利用太阳红光来培养光合微生物以及利用太阳能蓝光来发电，其包含:
[0010]一养殖槽，供养殖光合微生物；
[0011]—叶轮，设置于该养殖槽内；
[0012]—营养素，填充于该养殖槽中以培养该光合微生物；以及
[0013]一薄膜光伏板，作为掩盖该养殖槽的上盖以及用于产生电力。
[0014]本实用新型的一个实施例中，其中该养殖槽的高度至少为20公分。
[0015]本实用新型的一个实施例中，其中该营养素为一有机废污水。
[0016]本实用新型的一个实施例中，其中该营养素为一无机营养盐。
[0017]本实用新型的一个实施例中，其中该薄膜光伏板为一半透明薄膜光伏板。
[0018]本实用新型的一个实施例中，其中该薄膜光伏板为一娃薄膜光伏板。
[0019]本实用新型的一个实施例中，其中该薄膜光伏板上还设置有一补光用的倾斜式反射板。
[0020]在本装置中，为进行养殖光合微生物，分布有能做光合作用的微生物(Photosynthetic micro-organism),诸如藻类或者光合细菌。光合微生物和高等植物有一个很不同的地方，光合微生物能在只有红光或者红外光供应的地方便能健康地生长，而且生长的速度与在全光谱的环境下生长一样，所以光合微生物的养殖是最能配合利用半透明薄膜太阳能板发电时用剩下的红光与红外光作为农业发展的最佳方案，因为光合微生物对红光以及红外光利用率很高，所以薄膜光伏板的蓝绿光发电及余下的红光以及红外光养殖可以使整个太阳光谱利用效率得以双倍的提高。光合微生物是很好的蛋白质来源又有着很多有价值的营养素，所以养殖光合微生物的产业价值很高。又，由于光合微生物是单细胞生物，因此在浅水中便能生长。本实用新型的养殖装置的养殖槽槽内装盛有培养液，因此不需要高大结构的棚架以降低建构成本。借此，该半透明薄膜太阳能板便成为可发电、可提供光源、可遮风挡雨、以及可隔热的一种多功能器具。光合微生物则成为一可吸收剩余的光源，可生产并提供蛋白质来源以及其他有价值的产品。如果培养液有机废水，则也可做废水处理的用途，因为光合微生物之养殖需要动力、照明以及干燥等所需的电力，光伏板所产生的电源则可提供这种需求。如此，使一整体的产业运作便得以完成，因此而产生之沼气亦有其应用价值。
[0021]为了能够全面利用太阳能光谱中的每一部分且能够大量降低设备成本，本实用新型的养殖装置将半透明薄膜光伏板与光合微生物整合在一起。养殖槽内盛有液体，液体中养殖特别选定能充分利用红光以及红外光而又不需要蓝光与绿光生长的光合微生物。本实用新型的光合微生物会透过红光以及红外光来生长。
[0022]由于该养殖槽为一封闭系统，所以如果借以废水作为养殖营养素，则该系统还会产生沼气。沼气也是回收的资源。
[0023]因此，本实用新型具有以下优点:
[0024]1.太阳光光谱中的每一部分都是可以利用；
[0025]2.因光伏版下的土地皆能用于农业生产，故没有农业土地被侵占使用的问题；
[0026]3.养殖微生物生长速度快，又有特别的营养素，所以比其他高等植物种植更有经济效果；
[0027]4.由于整个系统结构相当简单，所以成本大幅降低；
[0028]5.系统所产生的电力可以当场被利用，不一定要外加电网才能应用所生的电力；
[0029]6.该系统可以应用于废污水的处理，因此可以作为产电、除污以及农作物生产用途；以及由于整个系统结构简单、所需成本低，因此更适用于绿能产业。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型的一结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置示意图。
[0031]图2为本实用新型的该养殖装置的一养殖槽内的光合微生物以及营养盐流动示意图。
[0032]图3为本实用新型的该养殖槽上的一半透明薄膜光伏板受到太阳光线折射的示意图。
[0033]【符号说明】
[0034]I养殖装置 10养殖槽 20薄膜光伏板
[0035]21反射板 30养殖营养素 40叶轮
[0036]A太阳光 B沼气C输出电力。
【具体实施方式】
[0037]为使贵审查委员方便了解本新型之内容，及所能达成的功效，兹配合附图举具体实施例，详细说明如下:
[0038]首先，请参阅图1，为本实用新型的一结合薄膜光伏板20以及光合微生物的养殖装置I示意图。该结合薄膜光伏板20以及光合微生物的养殖装置I包含:一养殖槽10 ; —叶轮40,设置于该养殖槽10内；一营养素30,提供于该养殖槽10内以培养该光合微生物；以及一薄膜光伏板20，为该养殖槽10的一上盖，作为掩盖该养殖槽10之用。借此，借助上述构件则产生用以养殖光合微生物的电力C以及沼气B以振兴农业发展。
[0039]请续参照图1所示，该薄膜光伏板20上有一层很薄的硅原料，利用电子晶片的制造技术，把该层很薄的硅原料均匀分配于该透明玻璃光伏板20上。这种非晶体的薄膜硅材料可以直接生产电力C，故其已被应用在太阳能产电事业上。
[0040]由于该薄膜光伏板20的厚度够薄，所以可让一部分的太阳光A穿透该光伏板20。在本装置中，为进行养殖光合微生物，分布有能做光合作用的微生物(Photosyntheticmicro-organism),诸如藻类或者光合细菌。本实用新型的养殖装置I设置有一光合微生物养殖槽10，可以是很浅的水容器(高度约20cm)，槽内装盛有培养液。该养殖槽10为跑道结构型的养殖槽10，用叶轮推动槽中的流水。该养殖槽10上覆盖半透明薄膜光伏板20。水中养殖特别选定能充分利用红光以及红外光而又不需要蓝光与绿光生长的光合微生物。养殖营养素30可为无机营养盐或者有机废污水。因此，本实用新型的光合微生物会通过红光以及红外光来生长。该微生物收成时所需要的电力C以及干燥处理所需的电力C均可从光伏板20所提供。借此，光伏板20除了能生产电力C之外还能够提供光合微生物所需的红光以及红外光。此外，光伏板20还是一可遮风挡雨的部件，还能提供很好的隔热体，在寒冬中维持养殖槽10 —定的水温。[0041]由于该养殖槽10 —封闭系统,所以如果借以有机废污水作为养殖营养素30,则该系统还会产生沼气B。沼气B也是可回收的资源。
[0042]请参阅图2，为本新型之该养殖装置I的该养殖槽10内的光合微生物以及营养盐流动示意图。于该养殖槽10内，该营养素30通过设于槽内叶轮40推动槽内的液体以一方向流动。
[0043]请参阅图3所示，为本实用新型的该养殖槽10上的半透明薄膜光伏板20受到太阳光线A折射的示意图。较长波长的太阳光线A (诸如红光、红外光)只能穿透薄膜光伏板20而没有被利用。为加强利用太阳光A的每一部分，本实用新型借由一补光用的反射板21将太阳光A的光线全部反射至该薄膜光伏板20上。因为薄膜光伏板20已把太阳光A中的短波长部份用来发电，通过薄膜光伏板20而进入大棚的太阳光A便只剩下红光以及红外光。然而，普通的高等植物(higher plants)在只有红光以及红外光下生长都不能顺畅(高等植物都需要足够的蓝光才能维持健康的生长)。在本装置中，为进行养殖光合微生物，该养殖槽10内分布有能做光合作用的微生物(Photosynthetic micro-organism),诸如藻类或者光合细菌。光合微生物和高等植物有一个很不同的地方，光合微生物能在只有红光或者红外光供应的地方便能健康地生长，而且生长的速度与在全光谱的环境下生长一样，所以光合微生物的养殖是最能配合利用半透明薄膜太阳能板发电时用剩下的红光与红外光作为农业发展的最佳方案，因为光合微生物对红光以及红外光利用率很高，所以薄膜光伏板20的蓝绿光发电及余下的红光以及红外光养殖可以使整个太阳光谱利用效率得以双倍的提高。光合微生物是很好的蛋白质来源又有着很多有价值的营养素30，所以养殖光合微生物的产业价值很高。为了能够全面利用太阳能光谱中的每一部分且能够大量降低设备成本，本实用新型的养殖装置I将半透明薄膜光伏板20与光合微生物整合在一起。
[0044]上列详细说明针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，但是该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本新型技艺精神所为之等效实施或变更，均应包含于本实用新型的专利范围中。
【权利要求】
1.一种结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，利用太阳红光来培养光合微生物以及利用太阳能蓝光来发电，其包含: 一养殖槽，供养殖光合微生物； 一叶轮，设置于该养殖槽内； 一营养素，填充于该养殖槽中以培养该光合微生物；以及 一薄膜光伏板，作为掩盖该养殖槽的上盖以及用于产生电力。
2.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该养殖槽的高度至少为20公分。
3.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该营养素为一有机废污水。
4.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该营养素为一无机营养盐。
5.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该薄膜光伏板为一半透明薄膜光伏板。
6.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该薄膜光伏板为一硅薄膜光伏板。
7.如权利要求1所述的结合薄膜光伏板以及光合微生物的养殖装置，其特征在于，其中该薄膜光伏板上还设置有一补光用的倾斜式反射板。
【文档编号】C12M1/00GK203820767SQ201420219689
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】杨毅 申请人:杨毅