專利名稱：太陽能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽能的裝置。
背景技術(shù)：
習(xí)知的太陽能集熱器或發(fā)電器，是將一太陽能板直接面向太陽接收熱量，或?qū)⒔?收后的熱量進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電流，故需要較大面積太陽能板，較耗費(fèi)材料，且太陽能板均 被固定在一角度。由于地球自轉(zhuǎn)與圍繞太陽公轉(zhuǎn)的因素，太陽光照射到地球的角度隨時都 在變化，因此，若要使太陽能板接收到最佳照射角度的太陽光以獲得較高熱量(太陽能板 垂直于太陽光)，必須加裝追蹤器與傳動機(jī)構(gòu)，藉由追蹤器不斷偵測太陽的方向后，傳遞訊 號給傳動機(jī)構(gòu)，再由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動太陽能板適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)向，使太陽能板維持朝向太陽的方向； 但此種習(xí)知太陽能裝置因大面積的太陽能板及高負(fù)重的傳動機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致成本高昂。圖1顯示了另一種習(xí)知利用太陽能的方式為聚光型太陽能，其利用凹形反射鏡A 將太陽光反射后聚焦于一太陽能板B上，由于光能自大面積的反射鏡A集中到小面積的太 陽能板B，所以用來接受光能的太陽能板尺寸也可大量減少，達(dá)到節(jié)省太陽能板的成本。但 由于反射鏡A需隨太陽移動而旋轉(zhuǎn)角度以形成焦點(diǎn)，驅(qū)動數(shù)量龐大或重量巨大的透鏡或透 鏡群則需有大量或高載重的傳動系統(tǒng)，造成了造價高昂且耗能傳動的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有聚光型太陽能裝置需耗費(fèi)高昂的透鏡制造費(fèi)用及高 昂的透鏡傳動系統(tǒng)費(fèi)用的問題。本發(fā)明的太陽能裝置可依據(jù)太陽相對于地球移動的路徑，自動移動調(diào)整小面積的 太陽能板垂直面向太陽光的位置以獲得最高的熱效率，而不需移動重量巨大的透鏡，從而 降低了傳動系統(tǒng)的費(fèi)用及傳動系統(tǒng)的能耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種太陽能裝置，包括有一球形聚光體、一弧形軌 道、一移動組件與至少一太陽能板；所述弧形軌道的各點(diǎn)與球形聚光體中心點(diǎn)的距離相同； 移動組件設(shè)于該弧形軌道，移動組件被控制隨著太陽的東升西落路徑而沿著該弧形軌道移 動；所述太陽能板設(shè)于該移動組件且面向球形聚光體，使太陽光通過該球形聚光體后，光線 的焦點(diǎn)落于該太陽能板上。可選地，所述太陽能裝置可以將所述弧形軌道設(shè)于一另一軌道上，從而可依據(jù)季 節(jié)更替造成太陽直射地球角度的轉(zhuǎn)變而調(diào)整弧形軌道的方位，讓太陽光始終保持通過球形 聚光體后聚焦于所述軌道上。可選地，本發(fā)明用以將太陽光聚光的球形聚光體為一實(shí)心的玻璃球體或PU(聚胺 脂)球體，太陽光通過該實(shí)心的球體后產(chǎn)生聚光作用?？蛇x地，本發(fā)明用以將太陽光聚光的球形聚光體為一空心的玻璃球體或PU(聚胺 脂)球體，并在空心的透光球體內(nèi)部注滿液體，太陽光通過該空心的球體與液體后產(chǎn)生聚 光作用。
因?yàn)楸景l(fā)明做為透鏡的球形聚光體為球形透鏡，所以無論太陽如何移動，其必然 產(chǎn)生一焦點(diǎn)落于太陽與球形透鏡中心之間的直線上，而隨著太陽東升西落的移動路徑，所 述焦點(diǎn)的移動相對于球形透鏡呈一弧線，因此只需控制小面積的太陽能板在該弧線上相對 于太陽移動即可使焦點(diǎn)落于太陽能板上，而不需移動巨大或數(shù)量龐大的透鏡或反射鏡。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實(shí)施例。


圖1為習(xí)知太陽能裝置包含太陽能板與透鏡的示意圖。圖2為本發(fā)明太陽能裝置包含實(shí)心透光球體、弧形軌道、移動組件與太陽能板的 第一實(shí)施例示意圖。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的移動組件帶動太陽能板沿著弧形軌道移動以聚焦太 陽光的示意圖。圖4為本發(fā)明太陽能裝置包含注滿液體的空心透光球體、弧形軌道、移動組件與 太陽能板的第二實(shí)施例示意圖。圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的移動組件帶動太陽能板沿著弧形軌道移動以聚焦太 陽光的示意圖。圖中各附圖標(biāo)記說明如下IA......球形聚光體11......液體2......弧形軌道3......移動組件4......太陽能板5......太陽
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。圖2顯示了本發(fā)明太陽能裝置的第一實(shí)施例，包括有一球形聚光體1、一弧形軌道 2、一移動組件3與至少一太陽能板4 ；其中，第一實(shí)施例所示的球形聚光體1是一種實(shí)心的 可透光球體，其可使用玻璃、PU、壓克力等可透光材料制造，球體的直徑依所需聚光的表面 積而定。所述弧形軌道2的各點(diǎn)與該球形聚光體1中心點(diǎn)的距離相同；即，弧形軌道2是以 球形聚光體1的中心為圓心，并以一特定半徑所構(gòu)成的弧形。太陽能板4固定地設(shè)于移動 組件3上。所述移動組件3為一種設(shè)有動力裝置的載體，其動力來源可由馬達(dá)提供，并在移 動組件3配置能在弧形軌道2上滾動的滾輪；移動組件3利用計(jì)算機(jī)程序的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，依 據(jù)所在地已知的太陽白晝期間的東升西落移動規(guī)律而帶動移動組件3以特定速度沿著弧 形軌道2移動，或可設(shè)置一習(xí)知的太陽追蹤器，控制移動組件3追蹤太陽白晝期間的東升西 落路徑，使聚光的焦點(diǎn)始終落于移動組件3上的太陽能板4表面。另外，由于地球是以傾斜23. 5°的角度繞著太陽公轉(zhuǎn)，致使太陽相對于地球的移 動會隨季節(jié)變換而改變，從而改變太陽光照射到地球的角度(夏季直射北半球，冬季直射 南半球)。因此，為了在季節(jié)變換時獲得直射的太陽光，本發(fā)明可以將所述弧形軌道2設(shè)于 一另一軌道上，從而可依據(jù)季節(jié)而調(diào)整弧形軌道2的方位，始終保持讓太陽光通過球形聚 光體1后聚焦于太陽能板4。如上所述第一實(shí)施例的太陽能裝置，體積與重量均較大的球形聚光體1被固定不動，當(dāng)太陽5發(fā)射的太陽光穿過球形聚光體1時，會受到球形聚光體1折射而聚光，并使焦 點(diǎn)聚集在太陽能板4上；而太陽移動過程中，移動組件3被驅(qū)動以適當(dāng)?shù)乃俣妊刂⌒诬壍?2移動(如圖3所示)，使聚光的焦點(diǎn)始終落于太陽能板4上。圖4顯示了本發(fā)明太陽能裝置的第二實(shí)施例，包括有一空心的球形聚光體1A、 一弧形軌道2、一移動組件3與至少一太陽能板4 ；其中，空心的球形聚光體IA可使用玻 璃、PU、壓克力等可透光材料制造，并在球形聚光體IA內(nèi)注滿具備良好光可穿透性的液體 11 (例如純水)；球形聚光體IA的直徑依所需聚光的球體表面積來決定。所述弧形軌道2 的各點(diǎn)與該球形聚光體IA中心點(diǎn)的距離相同；即，弧形軌道2以球形聚光體IA的中心為圓 心，并以一特定半徑所構(gòu)成的弧形。太陽能板4固定地設(shè)于移動組件3上。所述移動組件 3與前述第一實(shí)施例相同，均為一種設(shè)有動力裝置的載體，并在移動組件3配置能在弧形軌 道2上滾動的滾輪；移動組件3利用計(jì)算機(jī)程序的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，依據(jù)所在地已知的太陽在白 晝期間的東升西落移動規(guī)律而帶動移動組件3以特定速度沿著弧形軌道2移動，或可設(shè)置 一習(xí)知的太陽追蹤器，控制移動組件3追蹤太陽白晝期間的東升西落路徑，使聚光的焦點(diǎn) 始終落于移動組件3上的太陽能板4表面。如上所述第二實(shí)施例的太陽能裝置，當(dāng)太陽5發(fā)射的太陽光穿過球形聚光體IA 時，會受到球形聚光體IA本身及液體11折射而聚光，并使焦點(diǎn)聚集在太陽能板4上；而太 陽移動過程中，移動組件3被驅(qū)動以適當(dāng)?shù)乃俣妊刂⌒诬壍?移動(如圖5所示)，使聚 光的焦點(diǎn)始終落于太陽能板4上。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施 例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種太陽能裝置，包括 一球形聚光體；一弧形軌道，該軌道的各點(diǎn)與該球形聚光體中心點(diǎn)的距離相同； 一移動組件，設(shè)于該弧形軌道，該移動組件可被驅(qū)動隨著太陽白晝期間東升西落的移 動路徑而沿著該弧形軌道移動；至少一太陽能板，設(shè)于該移動組件，且該太陽能板面向該球形聚光體，配合所述移動組 件的移動速度，使太陽光通過該球形聚光體后聚焦于該太陽能板上。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于，所述球形聚光體為一實(shí)心的玻璃球體。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于，所述球形聚光體為一實(shí)心的聚胺脂 球體。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能裝置，其特征在于，所述球形聚光體為在一空心的透光 球體內(nèi)部注滿液體。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能裝置，其特征在于，所述空心的透光球體為透明的聚胺 脂材料。
6.如權(quán)利要求4所述的太陽能裝置，其特征在于，所述空心的透光球體為透明的玻璃 材料。
全文摘要
一種太陽能裝置，包括有一球形聚光體(1A)、一弧形軌道(2)、一移動組件(3)與至少一太陽能板(4)；所述弧形軌道(2)的各點(diǎn)與球形聚光體(1A)中心點(diǎn)的距離相同；移動組件(3)設(shè)于該弧形軌道(2)，移動組件(3)被控制隨著太陽(5)東升西落的移動路徑而沿著該弧形軌道以適當(dāng)速度移動；所述太陽能板(4)設(shè)于該移動組件(3)且面向球形聚光體(1A)，配合該移動組件(3)的移動速度，使太陽光通過該球形聚光體(1A)后，聚焦于該太陽能板(4)上。
文檔編號F24J2/00GK102072562SQ20101061167
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者林嘉彥 申請人:東莞和佳塑膠制品有限公司