具有倾斜锚部的钢索控制追日式太阳能发电设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种钢索控制追日式太阳能发电设备，其中太阳能发电模块具有第一至第四角落部位，中柱的第一端安装于地面，第二端枢接于太阳能发电模块；第一及第二卷线装置设置于中柱；第一钢索具有连接至第一角落部位的第一端及连接至第三角落部位的第二端，并卷绕于第一卷线装置上；第二钢索具有连接至第二角落部位的第一端及连接至第四角落部位的第二端，并卷绕于第二卷线装置上。第一至第四倾斜锚部倾斜地打桩安装于地面，第一钢索穿过第一及第三倾斜锚部形成多重弯折形结构，第二钢索穿过第二及第四倾斜锚部形成多重弯折形结构，第一至第四倾斜锚部朝中柱倾斜延伸；该太阳能发电设备可适用于各种不同的应用场合，并有效提高太阳能的利用率。
【专利说明】具有倾斜锚部的钢索控制追日式太阳能发电设备
【技术领域】
[0001]本实用新型是涉及一种太阳能发电设备，且特别是涉及一种具有倾斜锚部的钢索控制追日式太阳能发电设备。
【背景技术】
[0002]通常，太阳能发电系统是固定于建筑物上，不能随着太阳的位置而调整方向，使得太阳能的利用率大打折扣。或者，一种风光互补式发电系统采用支撑风力发电机的柱体来固定太阳能发电模块，但是这种系统下的太阳能发电模块通常很小。因为太阳能发电模块的中央部位直接倾斜地固定至柱体，若太阳能发电模块的面积过大，则会被强风破坏，其乃因为柱体与太阳能发电模块之间的接合强度不足以抵抗强风。或者，当突然有外力施加于太阳能发电模块时，因为太阳能发电模块的刚性太高而使得太阳能发电模块容易被破坏。因此，已知的太阳能发电系统仍有改善的空间。
[0003]本案创作人曾经于中国台湾专利TWM421480号揭露一种弹性钢索控制追日式太阳能发电设备，并于中国台湾专利TW201418646号揭露一种追日式太阳发电机构的牵引控制装置，这两种追日式发电设备都需固定在一个固定结构上。固定结构譬如是钢板或地面。若以大片的钢板或十字形的钢骨结构来当作固定结构，势必要花费相当多的钢材成本，若以土地当作固定结构，那么可能需要通过水泥所建构的地板当作固定结构。在大型发电场合上，上述的方案都无法有效降低成本，且利用水泥需要等待一段让水泥硬化的时间，不适合快速施工的进行。本案是针对于上述两专利案的改良，故上述两专利的整体内容于此并入作参考。
实用新型内容
[0004]因此，本实用新型的一个目的是提供一种利用中柱及钢索来控制太阳能发电模块的追日功能的太阳能发电设备，并利用打粧入地面的倾斜锚部及中柱来固定此太阳能发电设备，用于达到稳固的弹性支撑以及追日的效果。
[0005]为达上述目的，本实用新型提供一种钢索控制追日式太阳能发电设备，安装于一地面上，并包括:一太阳能发电模块，将光能转换成电能，并具有第一至第四角落部位；一中柱，中柱的一第一端安装于地面上，中柱的一第二端枢接于太阳能发电模块的一底部的一中间部位，并可转动地支撑太阳能发电模块；第一及第二卷线装置，设置于中柱；一第一钢索，具有一连接至第一角落部位的第一端及一连接至第三角落部位的第二端，第一钢索卷绕于第一卷线装置上；一第二钢索，具有一连接至第二角落部位的第一端及一连接至第四角落部位的第二端，第二钢索卷绕于第二卷线装置上，其中通过转动第一卷线装置及第二卷线装置的一者或两者，以调整太阳能发电模块的方位角度；及第一至第四倾斜锚部，倾斜地打粧安装于地面，并分别对应于第一至第四角落部位，第一钢索穿过第一及第三倾斜锚部，以形成一多重弯折形结构，第二钢索穿过第二及第四倾斜锚部，以形成另一多重弯折形结构，第一至第四倾斜锚部朝中柱的方向倾斜延伸。
[0006]藉此，本实用新型的弹性钢索控制追日式太阳能发电设备，可以达到稳固的弹性支撑及追日的效果，故更适合于大型发电场合，而且能具有多自由度的旋转及移动功能，达到追日的效果，以适合于各种不同的应用场合，有效提高太阳能的利用率。再者，利用倾斜锚部可以提供对于钢索的有效固定力量，使得钢索不易脱落，达成稳固固定的效果。
[0007]为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1与图2显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备的两种状态的示意图。
[0009]图3显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备的立体图。
[0010]图4与图5显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电模块的俯视图的两个例子。
[0011]图6显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备的太阳能板的俯视图。
[0012]图7显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电模块与第一及第二卷线装置的连接方块图。
[0013]图8A与图SB分别显示依据本实用新型第二实施例的太阳能发电设备的立体及前视示意图。
[0014]图9A至图9C分别显示依据本实用新型第二实施例的太阳能发电设备的中柱及倾斜锚部的俯视示意图、前视示意图及立体示意图。
[0015]图10显示依据本实用新型第三实施例的倾斜锚部的示意图。
[0016]附图标号
[0017]F:拉力
[0018]Θ:倾斜角
[0019]1:太阳能发电设备
[0020]2:地面
[0021]10:太阳能发电模块
[0022]1B:底部
[0023]1M:中间部位
[0024]11:第一角落部位
[0025]12:第二角落部位
[0026]13:第三角落部位
[0027]14:第四角落部位
[0028]15:框架
[0029]16:太阳能板
[0030]17:太阳能电池
[0031]20:中柱
[0032]21:第一端
[0033]22:第二端
[0034]23:第一区段
[0035]24:第二区段
[0036]25:万向接头
[0037]26:底座
[0038]31:第一卷线装置
[0039]32:第二卷线装置
[0040]41:第一倾斜锚部
[0041]41A、42A、43A、44A:第一端
[0042]41B、42B、43B、44B:第二端
[0043]42:第二倾斜锚部
[0044]43:第三倾斜锚部
[0045]44:第四倾斜锚部
[0046]45至48:弹性调整组件
[0047]49:倒勾
[0048]50:第一钢索
[0049]51:第一端
[0050]52:第二端
[0051]60:第二钢索
[0052]61:第一端
[0053]62:第二端
[0054]70:缓冲组件
【具体实施方式】
[0055]以下所述的“连接”，包括但不限于“直接连接”或“间接连接”。
[0056]图1与图2显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备I的两种状态的示意图。图3显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备I的立体图。如图1至图3所示，依据本实用新型第一实施例的弹性钢索控制追日式太阳能发电设备I是弹性地安装于一地面2上，并包括一太阳能发电模块10、一中柱20、第一及第二卷线装置31、32、一第一钢索50及一第二钢索60以及第一至第四倾斜锚部41-44。值得注意的是，图1与图2的第一及第二卷线装置31、32有相当程度的简化，以便不模糊化本实用新型的特征。地面2的材质一般为泥土、但亦可以是沙砾或其他适当材料等。
[0057]太阳能发电模块10将光能转换成电能，并具有第一至第四角落部位11-14。第一至第四角落部位11-14并不一定要非常靠近太阳能发电模块10的四个角落，只要在四个角落的附近即可。
[0058]中柱20的一第一端21安装于地面2上，中柱20的一第二端22枢接于太阳能发电模块10的一底部1B的一中间部位10M，并可转动地支撑太阳能发电模块10。中间部位1M最好位于太阳能发电模块10的重心，亦可以在太阳能发电模块10的重心的附近，于此不作特别限定。中柱20的第二端22是通过一万向接头25枢接于太阳能发电模块10的底部1B的中间部位10M。万向接头25包括球头及与球头配合的球形凹陷部，此乃为已知技术所熟知的，于此不再详述。如此，太阳能发电模块10可以以万向接头25为中心地自由旋转，使用者可以轻易调整太阳能发电模块10的摆设角度，达到追日的效果。于本实施例中，中柱20包括一第一区段23、一第二区段24以及一底座26。第一区段23具有中柱20的第一端21，并埋入于地面2中。第二区段24具有中柱20的第二端22。底座26连接第一区段23与第二区段24，并露出于地面2。中柱20的一长度可伸缩，但也可以是固定的。通过转动第一 /第二卷线装置31/32，可以使第一 /第二卷线装置31/32两侧的第一 /第二钢索50/60的部分长度改变，用于改变太阳能发电模块10的角度。
[0059]第一及第二卷线装置31、32设置于中柱20。值得注意的是，第一及第二卷线装置31、32是可移动地设置于中柱20，用于使第一及第二卷线装置31、32的高度可调。举例而言，可以通过齿轮及齿条的配合、螺帽与螺丝的配合等机构来调整第一及第二卷线装置31、32的高度。由于这种结构是本领域相关技术人员所能轻易理解的，故于此不再详述。第一及第二卷线装置31、32可以是手动或电动的卷线装置。第一及第二卷线装置31、32可以容置于中柱20中或位于中柱20外部，于此不作特别限定。
[0060]第一钢索50具有一连接至第一角落部位11的第一端51及一连接至第三角落部位13的第二端52。第一钢索50卷绕于第一卷线装置31上。
[0061]第二钢索60具有一连接至第二角落部位12的第一端61及一连接至第四角落部位14的第二端62。第二钢索60卷绕于第二卷线装置32上。通过转动第一卷线装置31及第二卷线装置32的一者或两者，以调整太阳能发电模块10的方位角度，达成追日的效果，以让发电效能最高化。
[0062]第一至第四倾斜锚部41-44是倾斜地打粧安装于地面2，并分别对应于第一至第四角落部位11-14，第一钢索50穿过第一及第三倾斜锚部41、43的第一端41A、43A，以形成一多重弯折结构，于此是W形结构。因此，第一钢索50从第一端51至第二端52，是依序通过第一倾斜锚部41、第一卷线装置31、第三倾斜锚部43。第二钢索60穿过第二及第四倾斜锚部42、44的第一端42A、44A，以形成另一多重弯折结构，于此亦是W形结构。第一至第四倾斜锚部41至44从第一端41A至44A到第二端41B至44B朝中柱20的方向倾斜延伸。通过转动第一 /第二卷线装置31/32，可以使第一 /第二卷线装置31/32两侧的第一 /第二钢索50/60的部分长度改变，用于改变太阳能发电模块10的角度。因此，第二钢索60从第一端61至第二端62，是依序通过第二倾斜锚部42、第二卷线装置32、第四倾斜锚部44。这样的双W结构，可以让整个太阳能发电设备I的结构更加稳定，更不易受到强风或地震等外力破坏。
[0063]于一例子中，中柱20与倾斜锚部41至44是以圆柱来实施。于其他例子中，中柱20与倾斜锚部41至44是以工字梁来实施。在图1中，钢索50/60对倾斜锚部43/44施以力量F。可以理解到的是，倾斜锚部41至44提供了比铅直锚部更难克服的固定力，有助于稳度钢索的锚定效果。倾斜锚部41至44与铅直方向的倾斜角Θ，于一例子中是介于15度至75度之间，于其他例子中是介于30度与60度之间。
[0064]此外，太阳能发电设备I可更包括多个缓冲组件70，其可伸缩地连接中柱20及太阳能发电模块10，以辅助支撑并缓冲受外力的太阳能发电模块10。缓冲组件70譬如是包括油压缸、气压缸等可以提供缓冲作用的组件，用于缓冲太阳能发电模块10所承受的巨大外力，以降低伤害。
[0065]图4与图5显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电模块10的俯视图的两个例子。如图4与图5所示，太阳能发电模块10包括一框架15及多个太阳能板16。框架15连接至第一钢索50、第二钢索60及中柱20。多个太阳能板16安装于框架15上，并以阵列的方式排列，且通过并联及/或串联的方式达成电连接。图4与5的差异在于第一角落部位11与第二角落部位12的定义位置不同，使得第一钢索50与第二钢索60的路径有所不同。
[0066]图6显示依据本实用新型第一实施例的太阳能发电设备I的太阳能板16的俯视图。如图6所示，各太阳能板16是由多个太阳能电池17所并联及/或串联连接而成。太阳能电池17可以是单晶、多晶、薄膜或其他种类的太阳能电池。
[0067]图7显示依据本实用新型实施例的太阳能发电模块与第一及第二卷线装置的连接方块图。如图7所示，第一及第二卷线装置31、32是为由太阳能发电模块10供电的电动卷线装置。
[0068]图8A与图SB分别显示依据本实用新型第二实施例的太阳能发电设备的立体及前视示意图。如图8A与图SB所示，本实施例是类似于第一实施例，不同之处在于太阳能发电设备更包括第一与第二弹性调整组件45、46以及第三与第四弹性调整组件47、48。第一与第二弹性调整组件45、46连接底座26及第一钢索50，用于调整第一钢索50的张力。第三与第四弹性调整组件47、48连接底座26及第二钢索60，用于调整第二钢索60的张力。各弹性调整组件45至48可移动地连接至对应的钢索50/60，并固定至底座26。亦即，可以利用滑轮或圆环当作媒介来使各弹性调整组件45至48可移动地连接至对应的钢索50/60。弹性调整组件可以包括弹簧。
[0069]图9A至图9C分别显示依据本实用新型第二实施例的太阳能发电设备的中柱20及倾斜销部41至44的俯视示意图、前视示意图及立体示意图。从图9A至图9C可以看出中柱20及倾斜锚部41至44是如何打粧固定到地面2中。实际施工时，可以将一部分的中柱20 (第一区段23)及倾斜锚部41至44打粧固定到地面2，然后再将另一部分的中柱20 (第二区段24)通过底座26安装于已经固定的第一区段23，譬如通过螺丝或通过焊接手段。当设置很多太阳能发电设备时，可以大量进行打粧的工程后，再大量地进行后续的施工动作，藉此可以降低施工成本及缩短施工时间。
[0070]图10显示依据本实用新型第三实施例的倾斜锚部的示意图。如图10所示，各第一至第四倾斜锚部41至44具有倒勾49。倒勾49使得倾斜锚部41至44更不容易被拔起。同样地，中柱20也可以具有倒勾。
[0071]通过本实用新型的弹性钢索控制追日式太阳能发电设备，可以达到稳固的弹性支撑及追日的效果，故更适合于大型发电场合，而且能具有多自由度的旋转及移动功能，达到追日的效果，以适合于各种不同的应用场合，有效提高太阳能的利用率。再者，利用倾斜锚部可以提供对于钢索的有效固定力量，使得钢索不易脱落，达成稳固固定的效果。
[0072]在实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅方便说明本实用新型的技术内容，而非将本实用新型狭义地限制于上述实施例，在不超出本实用新型权利要求书的情况，所做的种种变化实施，皆属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种具有倾斜锚部的钢索控制追日式太阳能发电设备，安装于一地面上，其特征在于，所述太阳能发电设备包括: 一太阳能发电模块，将光能转换成电能，并具有第一至第四角落部位； 一中柱，所述中柱的一第一端安装于所述地面上，所述中柱的一第二端枢接于所述太阳能发电模块的一底部的一中间部位，并可转动地支撑所述太阳能发电模块； 第一及第二卷线装置，设置于所述中柱； 一第一钢索，具有一连接至所述第一角落部位的第一端及一连接至所述第三角落部位的第二端，所述第一钢索卷绕于所述第一卷线装置上； 一第二钢索，具有一连接至所述第二角落部位的第一端及一连接至所述第四角落部位的第二端，所述第二钢索卷绕于所述第二卷线装置上，其中通过转动所述第一卷线装置及所述第二卷线装置的一者或两者，以调整所述太阳能发电模块的方位角度；及 第一至第四倾斜锚部，倾斜地打粧安装于所述地面，并分别对应于所述第一至第四角落部位，所述第一钢索穿过所述第一及第三倾斜锚部，以形成一多重弯折形结构，所述第二钢索穿过所述第二及第四倾斜锚部，以形成另一多重弯折形结构，所述第一至第四倾斜锚部是朝所述中柱的方向倾斜延伸。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述中柱包括: 一第一区段，具有所述中柱的所述第一端，并埋入于所述地面中； 一第二区段，具有所述中柱的所述第二端；以及 一底座，连接所述第一区段与所述第二区段，并露出于所述地面。
3.根据权利要求2所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述太阳能发电设备还包括: 第一与第二弹性调整组件，连接所述底座及所述第一钢索，用于调整所述第一钢索的张力；以及 第三与第四弹性调整组件，连接所述底座及所述第二钢索，用于调整所述第二钢索的张力。
4.根据权利要求3所述的太阳能发电设备，其特征在于，各所述第一至第四弹性调整组件可移动地连接至对应的所述第一或第二钢索，并固定至所述底座。
5.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述太阳能发电模块包括: 一框架，连接至所述第一钢索、所述第二钢索及所述中柱；及 多个太阳能板，安装于所述框架上，其中各所述太阳能板是由多个太阳能电池所连接rfn 。
6.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述中柱的所述第二端是通过一万向接头枢接于所述太阳能发电模块的所述底部的所述中间部位。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述中柱是一长度可伸缩的中柱。
8.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述第一及第二卷线装置是可移动地设置于所述中柱，用于使所述第一及第二卷线装置成为高度可调的卷线装置。
9.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，所述第一及第二卷线装置是为由所述太阳能发电模块供电的电动卷线装置。
10.根据权利要求1所述的太阳能发电设备，其特征在于，各所述第一至第四倾斜锚部具有倒勾。
【文档编号】G05D3/12GK204166394SQ201420659663
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】罗家庆 申请人:太阳光电能源科技股份有限公司