太陽能發電/集熱裝置的製作方法
2023-11-08 15:56:22 2
專利名稱：太陽能發電/集熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種太陽能發電/集熱裝置。
背景技術：
地球上可供利用的能源有限，因而有人陸續研發出太陽能集熱器及太陽能電池板，以利用太陽能來聚熱及發電。然而卻具有下列不理想的地方一、只具單項功能較為浪費該等太陽能集熱器只具有利用熱效應來使用於例如家用熱水器、溫水遊泳池等的單項聚熱功能，較不符合現今產品的多工多用途的要求。不論太陽能集熱器或太陽能電池板，均需鋪置於極大面積，如此佔據建築物極大面積，卻各自只具有單項功能，可說是種浪費。
二、太陽能未能充分利用而該太陽能電池板利用太陽能光轉換成電力，太陽能的熱力則未能充分利用。
三、該等集熱器或太陽能電池板，一般均額外另置於建築物或車、船等結構體外，尚未有將其設計成結構體的一部份，而結合成結構體的功能，不能降低建造成本。
四、難以清洗當該等太陽能電池板是搭設在建築物的外表面或頂面上，使用一段時間後表面將會沾附塵汙，進而影響光能的吸收效能，而若以人工攀爬至建築物外欲進行刷洗工作時，則較為耗費人力、工時，危險性高，清洗上相當不便。
實用新型內容本實用新型的目的是在於提供一種太陽能發電/集熱裝置，可兼具太陽能發電及集熱雙重功效，同時可作為建築結構體的一部分，發揮建築結構功能，又可節省成本，可充分利用太陽的光和熱，可隨著太陽光的照射方向而改變吸收光線角度以充分吸收太陽光，且便於安全清洗。
為了達到上述目的，本實用新型提供一種太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於包含多數基板，是彼此片片以板緣並鄰而以百葉結構呈可分離地鄰靠排列；多數發電單元，是分別平置鋪設固定在該各基板的一上表面，該各發電單元具有一可將太陽光能轉換成電能的太陽能電池板組；一百葉控制機構，是裝設在該基板的周圍聯結該基板可同步做百葉式的掀開或蓋合動作。
另外，本實用新型的太陽能發電/集熱裝置，還包含多數分別裝設在各基板上且位於發電單元的一側的集熱單元。
更隹的是，本實用新型上述的百葉控制機構具有多數分別樞接於各基板的一側的固定軸、多數分別連接於各基板的另一側的移動軸，及一聯結控制該等移動軸以同步相對於該等固定軸在一蓋合位置及一掀開位置間移動的控制單元，可令該等基板連同發電單元各自以固定軸為中心而旋轉掀合，於蓋合位置時，該等基板是呈兩兩相鄰側緣相互搭接重疊以阻絕光線或空氣透過的狀態，而於掀開位置時，該等基板是呈相互錯開一間隔以容光線或空氣通過的狀態。
更進一步，該百葉控制機構還具有一定時自動控制該控制單元驅動該等發電單元隨時面向光線照射方向而轉擺的定時單元。
而且，本實用新型還包含一位在該基板下方的隔熱層。
又，上述的隔熱層是由可容裝水、液體或空氣的管體所構成。
此外，每一集熱單元具有一固設在該基板上的集熱管。
更甚的是，每一集熱單元還具有一相間隔地罩覆在該集熱管的外圍的聚光罩板。
該基板為一可將傳導過發電單元的太陽熱能再傳導至隔熱層及集熱管的金屬板。
綜上所述，本實用新型的確具有較以往為隹的優點及功效一、具多項功能不浪費本實用新型同時兼具有利用太陽能發電及集熱的功效，可利用太陽能轉換成的電力充作電源，以供建築物及各式電器使用，同時並可利用太陽熱效應供應例如家用熱水器、溫水遊泳池或寒帶地區的室內球場的暖氣利用等的多項聚熱功能，實符合現今產品的多工多用途而不浪費的要求。
二、可充分利用太陽能本實用新型可充分利用太陽的光及熱，能層層收集利用太陽能的熱力。並能隨著太陽光的照射方向而改變吸收光線角度，以充分收集利用太陽能。
三、為建築結構體的一部份圖5所示，本實用新型除了能發電、集熱，更可直接設計成為建築結構體的一部份，以節省結構體的材料費用。
四、容易清洗需要清洗時，本實用新型能控制將該等基板1掀開，以便於人員由建築物室內以刷洗杆清洗，以維持發電單元5及集熱單元6的效能，相當方便。
下面通過較隹實施例及附圖對本實用新型的太陽能發電/集熱裝置進行詳細說明
圖1是本實用新型的太陽能發電/集熱裝置的一較隹實施例的剖視示意圖，說明該裝置位於一蓋合位置。
圖2是圖1該較隹實施例的俯視示意圖。
圖3是一部份放大剖視示意圖，說明一基板、一發電單元、一集熱單元，及其他相關構件間的構造關係。
圖4是一類似於圖2的視圖，說明該裝置位於一掀開位置。
圖5是該較隹實施例裝設在一屋頂上的裝設位置的俯視示意圖。
圖6是本實用新型的太陽能發電/集熱裝置的另一較隹實施例的剖視示意圖，說明該裝置位於一蓋合位置。
圖7是一類似於圖6的視圖，說明該裝置位於一掀開位置。
具體實施方式為了方便說明，以下的實施例，相同的元件以相同的標號表示。
如圖1、圖2及圖3所示，本實用新型的裝置的一較隹實施例可架設於建築物頂部或側面，也能用來成為建築物的屋頂、天窗、牆壁、門窗、遮陽棚或車、船……等等結構體，並能依使用需要而設計出不同的長度及寬度。該裝置包含多數基板1、多數蓋板2、多數擋板3、多數隔熱層4、多數發電單元5、多數集熱單元6，及一百葉控制機構7。在圖中只顯示出四基板1、裝設在該等基板1上的構件，以及控制該等基板1的百葉控制機構7。
該等基板1是對應傾斜設置且彼此片片以板緣並鄰，而以百葉結構呈可分離地鄰靠排列，在本實施例中兩兩相鄰基板1的相鄰板緣是相互搭疊，由圖1的方向來看，一位於右方基板1的位置較高的一左側緣，是搭疊在一相鄰的左方基板1的位置較低的一右側緣的上方，而該右方基板1的位置較低的一右側緣，則是延伸搭疊在另一相鄰基板1的一左側緣的下方。每一基板1皆為一可用以傳遞熱能的金屬導熱板。
每一蓋板2皆是同體自該基板1的左側緣傾斜向下且朝與其相鄰的基板1延伸遮蓋。
每一擋板3皆是同體由該基板1相反於蓋板2的右側緣傾斜向上且朝與其相鄰的基板1延伸凸出，以相對位在相鄰的蓋板2的下方。
借該等相鄰蓋板2及擋板3的相向凸伸疊接，可用以遮蓋兩鄰並接的基板1間的相隔接縫，用以阻隔外界的空氣、噪音及雨水。
該等隔熱層4是分別位在該等基板1的下方，每一隔熱層4皆由可隔絕熱傳導的層材所製成，例如玻璃棉、橡塑膠發泡體等層材，而在本實施例中是使用水管或空氣管並排連接而成，可用以防止傳至基板1的熱量再向下傳遞流失，也可避免造成建築物內部悶熱。此外，可將該等水管或空氣管適當地連接到其他主流管(圖未示)，如此，可視需要空間控制流動的空氣、液體或水，不但可在該隔熱層處達到隔熱的效果，也可充分利用多餘的熱能，也就是利用上述流體將該等由基板1傳導而來的熱能匯集，並攜帶導引至一使用端(圖未示)，以供溫水遊泳池或寒帶地區的室內球場暖氣利用，或用於隔熱調節室內溫度。當然，在設計上該等隔熱層4也可分別裝設在該蓋板2及擋板3的下方。在設計上也可分別將該等基板1及隔熱層4製成一整片，或將基板1與隔熱層4併合成一體。
該等發電單元5是分別平置鋪固在該等基板的一上表面，每一發電單元5具有一薄膜式輕量太陽能電池板組51，該電池板組51為一可將太陽光能轉換成電能的板片。因該太陽能電池板組發電單元的構造及作動原理屬已知的技術，並非本實用新型的實用新型重點，所以不在此贅述。
該等集熱單元6分別架固在該等基板1的上表面且位在發電單元5的二相反側，每一集熱單元具有一界定出一封閉空間的罩板61、一塗設在罩板61的一內環面的一下半部的反光材料層62，及一與罩板61相間隔且同軸穿伸在該封閉空間中的集熱管63。該罩板61的一側緣是鄰靠固接於該電池板組51的一側緣，並為一可用於聚光的塑料材料所製成的長條空心圓筒。該反光材料層62可用以聚集保存太陽的熱效應，並提供熱量給該集熱管63。該集熱管63為一可容裝空氣或水或其他液體並供液體滯聚或流動的管體，更在每一集熱管63的兩端分別設有一襯套(圖未示)，以將集熱管63相間隔地撐架在罩板61中。當然，在設計上該集熱單元6也可省略裝設該罩板61，而只具有至少一集熱管63，並使集熱管63直接抵固在基板1上，此時該基板1就可以將熱能傳遞至集熱管63，以提高熱能使用率。
該百葉控制機構7裝設在該基板1的周圍，是用來聯結傳動該等基板1同步做百葉式的掀開或蓋合動作。該百葉控制機構7具有多數分別樞接於各基板1的右側緣的固定軸71、多數分別連接於各基板1的左側緣的移動軸72，及一聯結控制該等移動軸72同步相對於該等固定軸71在一蓋合位置及一掀開位置間移動的控制單元73。於該蓋合位置時，各基板1是呈兩兩相鄰側緣相互搭接重疊，以阻絕光線透過的狀態，而於掀開位置時，各基板1是呈相互錯開一間隔，以容光線通過的狀態。該等固定軸71兩端是借共同等距離插設在二平行的桁杆框件74而裝設在一固定處，例如窗框、牆壁……等。該控制單元73具有一連接該等移動軸72的一端的連動杆731、一具有一垂直於該連動杆731長度方向的轉軸732的擺杆733，及一將該連動杆731鄰近該擺杆733的一端緣樞裝在該擺杆733的一偏心位置上的偏心杆734。該擺杆733是受一齒輪—動力機構735控制而於一限定角度間慢速轉動，以依據太陽照射角度而相對控制該等基板1於蓋合位置及掀開位置間移動，該擺杆733一側面是平行面向該連動杆731的長度方向，鄰近該連動杆731的端緣。該偏心杆734是垂直於該連動杆731長度方向，具有分別連接該擺杆733的該側面的偏心位置及該連動杆731的二相反端。另外，該百葉控制機構7可更具有一定時單元75。該定時單元75可自動定時控制該控制單元73驅動，使該等基板1連動發電單元5及集熱單元6隨時朝面向光線照射方向而轉擺，能達到最隹的集熱效能。當然，該控制單元73可採用任何適當的驅動機構，只要能使連動杆731帶動該等基板1做「四連杆機構」式的機械動作就可以，本實施例只簡單以上述機構表示。
本實用新型的裝置更可包含一連接該等電池板組51與轉換器以輸出電力的輸出線路(圖未示)，及一連接該等集熱管63及空調管或水管的主流管(圖未示)，且該主流管可為一具預定足夠長度的橡膠軟管。而上述線路及管路的設施可依需要施行各種設計，屬現有技術可達成，在此茲不贅述。
如圖5所示，本實用新型以該桁杆框件74固設於建築物屋頂8一事先預留的一天窗框孔中，成為屋頂結構的一部份，於發電及集熱使用時，當太陽光照射至該發電單元5的該等電池板組51時，該等電池板組51能發電而成為一電源，並能輸出電流提供電器電力使用，同時太陽光線傳導過該等電池板組51的熱能，可再向下傳遞至該等基板1，並經該等基板1傳導至隔熱層4，以供充分利用太陽熱效應。而該集熱單元6的罩板61及反光材料層62是聚集該太陽各方向照射而來的熱能，該集熱管63就是吸收此熱能並將的傳導至管中的空氣或水液，再令該等集熱管63中的熱氣或熱水共同匯集流入主流管中及後續的儲熱桶中，以提供建築物暖氣或熱水使用。
如圖1及圖4所示，於掀轉使用時，該擺杆733可受動力源的驅動而於限定角度間可定位地轉動，以帶動該等連動杆731隨之移動，令該等移動軸72同步地各自以該固定軸71為中心，而於蓋合位置與掀開位置間擺動，以將該等基板1分別掀開成一容光線通過或通風的狀態，或相互蓋合成一阻絕光線或空氣透過的狀態，如一百葉窗的掀合作動。所以本實施例除了可成為一具有發電及集熱功能的百葉窗，更因可方便活動掀轉開啟，因此當表面積存塵埃，而需要清洗時，能控制將該等基板1掀開，以便於人員安全地由建築物室內以刷洗杆清洗，以維持發電單元5及集熱單元6的效能，相當方便。
如圖6及圖7所示，本實用新型的裝置的另一較隹實施例能用來作為建築物的天窗、門窗。本實施例的構造大致與上述實施例同，同樣包含多數基板91(91』、91」)、多數隔熱層92(92』、92」)、多數發電單元93(93』、93」)，及多數集熱單元94(94』)。該等基板91(91』、91」)也是彼此片片以板緣搭疊，而可以百葉式分離地鄰靠排列，其百葉控制機構與上述實施例相同，故未示出。
但本實施例與上述實施例不同的地方在於該等集熱單元94(94』)的罩板是由可上下分開的一上罩板941(941」)及一下罩板942(942』)所構成，同一集熱單元94的罩板是由兩兩相鄰的基板91、91」的相鄰側緣所對應重疊搭接而成。也就是以同一基板91而言，該等基板91可由透明塑料板(PC)所製成，其一側緣(圖的左側)一體形成一上罩板941，另一側緣(圖的右側)則一體形成一下罩板942，至於集熱管943的兩端則以支架944固架在固定軸951上。
如同上述實施例以百葉控制機構驅動的作用方式，如圖7所示，本實施例也是以該固定軸951(951』)為旋擺支點，而移動軸952(952」)被推動作弧形擺移(此時固定軸951為定點自轉)，而呈百葉窗式的開啟狀態，在此實施例中其開啟狀態更可方便清理罩板內部的覆塵。
綜觀上述，本實用新型的構造、特徵的確能提供一種太陽能發電/集熱裝置，可達到具有發電、集熱、調溫，以及直接構成為結構體的一部份如安全窗戶、窗簾等的多功能多用途的目的。
權利要求1.一種太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於包含多數基板，是彼此片片以板緣並鄰而以百葉結構呈可分離地鄰靠排列；多數發電單元，是分別平置鋪設固定在該各基板的一上表面，該各發電單元具有一太陽能電池板組；一百葉控制機構，是裝設在該基板的周圍聯結該基板。
2.如權利要求1所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於每兩相鄰基板的板緣是互相搭疊。
3.如權利要求1所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於還包含多數分別裝設在該各基板的上表面的一側的集熱單元。
4.如權利要求3所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該每一集熱單元具有一固設在該基板上的集熱管。
5.如權利要求4所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該基板為導熱板。
6.如權利要求4所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該每一集熱單元還具有一相間隔地罩覆在該集熱管外圍的罩板。
7.如權利要求6所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該基板的一側緣一體成型一上罩板，另一側緣則一體成型一下罩板，該集熱單元的罩板則是由兩相鄰基板的相鄰的上、下罩板可分開地疊置搭接而成。
8.如權利要求1或2或3所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該百葉控制機構具有多數分別樞接於該各基板的一側的固定軸、多數分別連接於該各基板的另一側的移動軸，及一聯結該各移動軸的控制單元。
9.如權利要求8所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該百葉控制機構還具有一與該控制單元連接的定時單元。
10.如權利要求1或2或3所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於還包含多數分別位在該各基板下方的隔熱層。
11.如權利要求10所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該隔熱層是由容裝水、液體或空氣的管體所構成。
12.如權利要求10所述的太陽能發電/集熱裝置，其特徵在於該基板為一導熱板。
專利摘要一種太陽能發電/集熱裝置，包含多數基板，是彼此片片以板緣並鄰而以百葉結構呈可分離地鄰靠排列；多數發電單元，是分別平置鋪固在該等基板的一上表面，每一發電單元具有一可用以將太陽光能轉換成電能的太陽能電池板組；一百葉控制機構，裝設在該基板的周圍，是用來聯結傳動該等基板同步做百葉式的掀開或蓋合動作。本實用新型可兼具太陽能發電及集熱雙重功效，同時發揮建築結構機能，節省成本，充分利用太陽的光和熱，可隨著太陽光的照射方向而改變吸收光線角度以充分利用太陽光，且便於安全清洗。
文檔編號F24J2/42GK2566190SQ0224112
公開日2003年8月13日 申請日期2002年7月1日 優先權日2001年8月20日
發明者林國源 申請人:林國源