太陽能收集器架構總成

专利摘要:
本發明係為一種太陽能收集器架構總成，其主要包括：收集器、轉換柱及聚光頭所成，其中：收集器，呈碟盤狀，由複數個反射塊所組裝完成，每個反射塊是依據收集器的半徑，分製作成大小形狀尺寸規格相同對應之個體物件；轉換柱，內設電路及管路連通至柱頂端的聚光頭；聚光頭，係由整流透鏡、凸透鏡組及晶片組、散熱板、端蓋分層組裝；本發明之特徵在於由複數個反射塊所組裝完成收集器，當接受到日光的照射，各個反射塊會將光線直接反射集中到聚光頭，由整流透鏡將光線不規則性整流成為同向性的光線後，再由凸透鏡組各個凸透鏡聚焦光線到該相應位置之晶片轉換成電能者。
公开号:TW201300710A
申请号:TW100122076
申请日:2011-06-23
公开日:2013-01-01
发明作者:Li-Ming Fu
申请人:Jhu Tian Jhu；Su Chuan；
IPC主号:Y02E10-00

专利说明:
太陽能收集器架構總成
本發明係有關於一種開發新一代綠能機構，極致完善的模組結構，就此提高能源收集之轉換效率，此稱為「太陽能收集器架構總成」。
當面臨世界各地的異常氣候釀成巨大災害，極地冰原面積大幅縮減，海平面隨之上升，許多島國及沿海地區都有可能遭逢滅頂，終於使得人們意識到「全球暖化」會帶來無法倖免的危機！國際間紛紛發起「節能減碳」的運動，自1992年5月在紐約聯合國總部通過《聯合國氣候變化綱要公約》(United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC或FCCC)後，該公約締約方自1995年起每年召開締約方會議(Conferences of the Parties,COP)以評估應對氣候變化的進展。1997年，《京都議定書》(Kyoto Protocol，又譯《京都協議書》、《京都條約》；全稱《聯合國氣候變化綱要公約的京都議定書》)達成，使溫室氣體減排成為已開發國家的法律義務。按照2007年通過的《巴厘路線圖》(Bali Road Map)的規定，2009年在哥本哈根召開的締約方會議第十五屆會議將誕生一份新的《哥本哈根議定書》，以取代2012年到期的《京都議定書》。
如此大費周章的制定這個公約以及數次締約方會議的召開，其最終目標不外乎是：將大氣中溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾的水準上。
然而，中國正處在工業化、城鎮化快速發展的關鍵階段，能源結構以煤為主，降低二氧化碳排放方面實際上正面臨著極大的挑戰。
目前最好的解決之道就是開發新能源，捨棄舊有發電方式，減少依賴煤與石油的發電，改採太陽能、水力、風力等潔淨能源發電，方能降低排耗符合世界潮流。
有鑑於此，本案發明人以從事綠色能源開發研製之多年實際經驗，累積材料力學及結構學等相關專業知識，潛心研究實驗，貢獻所學，遂有本發明的誕生。
即，本發明之主要目的，係提供一種太陽能收集器架構總成，其中收集器朝向太陽受到日光的照射，各個反射塊會將光線直接反射集中到轉換柱之聚光頭，由整流透鏡將光線不規則性轉變成為同向性的光線後，再由凸透鏡組各個凸透鏡聚焦光線到該相應位置之晶片轉換成電能。
本發明之次一目的，所提供的一種太陽能收集器架構總成，其主要係將收集器依碟盤的半徑分製作成大小形狀尺寸規格相同對應個體之反射塊，再由複數個反射塊所組裝完整之碟盤結構。
本發明之次二目的，所提供的一種太陽能收集器架構總成，其中反射塊是依據其佈設的位置所在，製作相對應之周徑曲面及形狀，其材質由玻璃或金屬所構成高反射率鏡面化之內凹弧表面，予以實施自潔及抗刮痕之奈米處理。
茲配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下：首先請參閱圖一，為本發明一較佳具體實施例之立體系統圖。其主要係包括：收集器10、轉換柱30及聚光頭60所成，其中：
收集器10，呈碟盤狀，由複數個反射塊11所組裝完成；每個反射塊11是依據收集器10的半徑，分製作成大小形狀尺寸規格相同對應之個體物件；反射塊11是由玻璃或金屬的材質所構成，高反射率鏡面化之內凹弧表面，予以實施自潔及抗刮痕之奈米處理。
轉換柱30，內設電路31及管路32連通至柱頂端的聚光頭60(如圖五所示)；電路31，是導引聚光頭60所產生的電能；管路32，是運用介質(水)的流動，帶離聚光頭60所接收的太陽熱及光線50轉化為電能時的作用熱。
聚光頭60，由整流透鏡61、凸透鏡組62及晶片組63、散熱板64、端蓋65分層組裝；整流透鏡61，茲採用菲涅耳透鏡(Fresnel lens又稱螺紋透鏡)，是將不規則方向之光線50透過同心圓紋路611，予以整流成同向光線50的功能。
凸透鏡組62，設於整流透鏡61之上，是由複數個凸透鏡621依照晶片組63各個晶片631的相對應位置來排列設立，具有將光線50聚合集中供晶片631吸收轉換電能之用途。
晶片組63，設於凸透鏡組62之上，是由複數個三層接合砷化鎵(Triple junction GaAs)或其他高效能轉換晶片631環陣列構成，能將凸透鏡621匯集的光線50轉換成電能。
散熱板64，設於晶片組63之上，能將太陽熱及晶片631轉換光線50電能產生的作用熱予以吸收，由鰭片641或靠管路32介質的流動帶離熱能。
端蓋65，包覆聚光頭60所有組件。
具有上述元件結構之特徵，其組裝程式方式如下：請參閱圖二所示，為本發明一較佳具體實施例之立體示意圖。茲依地形及日照狀態安裝架設基座40，將若干收集器10組裝於擺動軸41(如圖四所示)；由追日系統20(另案申請)聯結在單一或複數個基座40之動力裝置42(如圖三所示)，隨時跟著日照位置調整改變收集器10的俯仰角度及方位角度。
具有上述元件組裝之特徵，其使用狀態效能如下：請參閱圖五所示，為本發明一較佳具體實施例之結構剖視圖。當收集器10接受到日光的照射，各個反射塊11會將光線50直接反射集中到聚光頭60，由整流透鏡61將光線50不規則性整流成為同向性的光線50後，再由凸透鏡組62各個凸透鏡621聚焦光線50到該相應位置之晶片631轉換成電能。藉由管路32內的介質流動及散熱板64將聚光頭60內蓄的熱能(太陽熱及光轉化為電能時作用熱)引導到收集器10之外，供作其他熱能之應用(例如：熱水、暖氣供應……)。
綜上所述，本案發明以經濟實用效能為考量，達到太陽能收集轉換能源的最佳目的，茲採用以下的技術手段：
1.化整為零，將最有效率的碟盤形態的收集器10，以半徑為基準分製作成大小形狀尺寸規格相同對應之個體物件，因此便於製造加工、降低成本。
2.化零為整，將反射塊11所屬的相對應位置來拼裝成碟盤形態，利於運送零組件至設置場所後，就可正確完成組裝，依此方式循序可增大收集器10的接收面積。
3.能源轉換效率達到最佳化，反射塊11當接受光線50照射就立即直接折射到轉換柱30集中於聚光頭60，由整流透鏡61將光線50不規則性整流成為同向性，可提高凸透鏡組62聚焦的效能，而相對應於凸透鏡621的晶片631轉換光線50成電能，如此避免過多折射程序徒增能量的耗損！
雖然本說明書中業已就本案較佳具體實施例並配合圖式說明，顯然熟悉此類技術者可就該實施例從事修改，應即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋範圍內。
10．．．收集器
11．．．反射塊
20．．．追日系統
30．．．轉換柱
31．．．電路
32．．．管路
40．．．基座架
41．．．擺動軸
42．．．動力裝置
50．．．光線
60．．．聚光頭
61．．．整流透鏡
62．．．凸透鏡組
63．．．晶片組
64．．．散熱板
65．．．端蓋
611．．．紋路
621．．．凸透鏡
631．．．晶片
641．．．鰭片
圖一係本發明一較佳具體實施例之立體系統圖。
圖二係本發明一較佳具體實施例之立體示意圖。
圖三係本發明一較佳具體實施例之佈置圖。
圖四係本發明一較佳具體實施例之使用作動圖。
圖五係本發明一較佳具體實施例之結構剖視圖。
10．．．收集器
11．．．反射塊
30．．．轉換柱
40．．．基座架
41．．．擺動軸
42．．．動力裝置
60．．．聚光頭
61．．．整流透鏡
62．．．凸透鏡組
63．．．晶片組
64．．．散熱板
65．．．端蓋
611．．．紋路
641．．．鰭片

权利要求:
Claims (6)
[1] 一種太陽能收集器架構總成，其主要係由：收集器，呈碟盤狀，由複數個反射塊所組裝完成，每個反射塊是依據收集器的半徑，分製作成大小形狀尺寸規格相同對應之個體物件；轉換柱，內設電路及管路連通至柱頂端的聚光頭；聚光頭，係由整流透鏡、凸透鏡組及晶片組、散熱板、端蓋分層組裝；本發明之特徵在於由複數個反射塊所組裝完成收集器，當接受到日光的照射，各個反射塊會將光線直接反射集中到聚光頭，由整流透鏡將光線不規則性整流成為同向性的光線後，再由凸透鏡組各個凸透鏡聚焦光線到該相應位置之晶片轉換成電能者。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集器架構總成，其中反射塊是由玻璃或金屬的材質所構成，高反射率鏡面化之內凹弧表面，予以實施自潔及抗刮痕之奈米處理。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集器架構總成，其中聚光頭之整流透鏡，是採用菲涅耳透鏡(Fresnel lens又稱螺紋透鏡)，是將不規則方向之光線透過同心圓紋路，予以整流成同向光線的功能者。的相對應位置來排列設立。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集器架構總成，其中聚光頭之凸透鏡組，是由複數個凸透鏡依照晶片組各個晶片的相對應位置來排列設立者。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集器架構總成，其中聚光頭之晶片組，是由複數個三層接合砷化鎵或其他高效能轉換晶片，相對應位置於凸透鏡組之各個凸透鏡位置環陣列構成，能將凸透鏡匯集的光線轉換成電能者。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之太陽能收集器架構總成，其中聚光頭之散熱板，能將太陽熱及晶片轉換光線電能產生的作用熱予以吸收，由鰭片或靠管路介質的流動帶離熱能者。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2016-01-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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TW100122076A|TWI434014B|2011-06-23|2011-06-23|太陽能收集器架構總成|TW100122076A| TWI434014B|2011-06-23|2011-06-23|太陽能收集器架構總成|