太阳能发电装置 【技术领域】
本发明关于一种太阳能发电装置，特别是一种以太阳能电池为光感测器的太阳能发电装置。
背景技术
传统太阳能发电装置均在装置上，设置光导体(photoconductor)以作为追踪太阳之用。光导体为一感测光的元件，可感测太阳光。当有太阳光照射在其上时，光导体可发出信号，提供此信号到动力单元(如电机)，动力单元接收到此信号后，可驱动太阳能发电装置转动。
在太阳能发电装置实际运作时，是利用一块挡光板，设置在一基座上，此挡光板具有一定高度。光导体放置在此基座上的挡光板旁。当太阳光聚焦在太阳能发电装置的太阳能电池上时，太阳光亦会照射到此挡光板，而挡光板在太阳光照射下，会在基座上形成一阴影区，光导体此时位于此阴影区内。故此时，光导体不会感测到太阳光，因而不会发出信号触动动力单元。
当太阳移动，所聚焦在太阳能电池上的太阳光亦逐渐产生偏移。此时太阳照射在挡光板上，其在基板上产生的阴影区亦改变位置，而导致光导体落在此阴影区外部。此时光导体可感测到太阳光，光导体会发出信号提供到动力单元，动力单元接收到此信号后，会驱动太阳能发电装置转动，直到此光导体无法感测到太阳光为止(即光导体又位于挡光板在基座上产生的阴影区内)。
传统太阳能发电装置均使用光导体感测太阳光，发出信号到电机由电机驱动装置转动追踪太阳。本发明则提供另外的感测装置，以取代传统光导体的技术。
【发明内容】
本发明提供一种太阳能电池，以取代传统光导体。且太阳能发电装置以不须消耗电力的机械动力单元驱动自身基座转动，故装置本身可减少电力损耗。可解决先前技术所存在的问题或缺点。
本发明提供一种太阳能发电装置，包括：一基座，基座与地平线间具有一倾角；以及一第一太阳能电池，设置在基座上，第一太阳能电池接收太阳光，产生一电信号，控制基座转动，以调整此倾角从一第一角度为一第二角度。
利用上述本发明的技术特征，本发明运用太阳能电池感测太阳光，同时产生电信号，控制装置本身转动，如此可提高装置运用领域。且装置搭配本发明的机械式动力单元，驱动装置追随太阳转动。有效减少电力消耗，净发电效率高。具有多种功效。
以下详细叙述本发明的特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并非用以限定本发明的范畴。
【附图说明】
图1为本发明太阳能发电装置的结构图。
图2a、2b、2c为本发明太阳能发电装置运作的作动图。
图3为本发明第一实施例太阳能发电装置的方块图。
图4为比较电路的电路配置图。
图5为太阳能发电装置的电磁铁单元的结构图。
图6a为机械动力单元一实施例的结构示意图。
图6b为机械动力单元与基座连结的结构示意图。
图7a为止动元件实施例的结构示意图。
图7b为止动元件与电磁铁单元连结的结构示意图。
图7c为止动元件与电磁铁单元及基座连结的结构示意图。
主要元件符号说明
1太阳能发电装置
11壳体
12基座
14第一太阳能电池
16第二太阳能电池
18光学元件
20比较电路
30电磁铁单元
32铁芯
34线圈
40机械动力单元
42发条单元
44齿轮组
441齿轮
442齿间
46铁棒
50止动元件
51止动部
52弹簧
53枢钮
54夹片
55绝缘片
60杆体
【具体实施方式】
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，配合实施例详细说明如下。
如图1所示，为本发明太阳能发电装置1的结构图。太阳能发电装置1由壳体11、基座12、第一太阳能电池14、第二太阳能电池16及光学元件18所组成。
壳体11，内部具有一容置空间。
基座12为一块平台，设置在壳体11底部，基座12上可放置各种物件，以支撑各种物件，且其亦具有散热功能。
第一太阳能电池14及第二太阳能电池16放置在基座12上，其中第二太阳能电池16放置在基座12近中央处，而第一太阳能电池14毗邻第二太阳能电池16放置；在一实施例中，第一太阳能电池14放置在第二太阳能电池16东侧。此第一太阳能电池14与第二太阳能电池16可接收太阳光，将光能转换为电能发电，此部份技术与传统太阳能电池相同，在此不再赘述。
在此需特别强调，在太阳能发电装置1中，第二太阳能电池16主要用途为产生电力供使用者储存或使用，而第一太阳能电池14主要用途为感测太阳光及提供电信号作为控制信号，以控制基座12转动追随太阳的移动。在另一实施例中，第二太阳能电池16采用砷化镓太阳能电池，而第一太阳能电池14采用硅太阳能电池。
光学元件18设置在壳体11上方，可聚焦太阳光在基座12上。在本实施例中，光学元件18实施为透镜或是透镜组，用以将入射的太阳光聚焦。
图2a、2b、2c为本发明太阳能发电装置1运作的作动图。请参阅图2a、2b、2c，在图2a的例子中，时间为10am，太阳光经光学元件18聚焦后，照射在第二太阳能电池16上发电，而第一太阳能电池14放置在第二太阳能电池16东侧。此时，太阳能发电装置1的基座12与地平线aa’间夹有一第一角度Θ1。
如图2b所示，经过1分钟后，时间为10:10am，太阳运转使得入射的太阳光角度有所改变，而有更多的太阳光照射到第一太阳能电池14，当第一太阳能电池14接收到足够太阳光，产生一电信号，驱动基座12转动，如图2c所示。
图2c为图2b太阳能发电装置1的下一个动作图。此基座12被转动后，基座12与地平线aa’间遂夹有一第二角度Θ2。第二太阳能电池16在第一角度Θ1时(如图2b)，比在第二角度Θ2(图2c)时接收的太阳光较少。而第一太阳能电池14在第二角度Θ2(图2c)时较第一角度Θ1(如图2b)时接收的太阳光较少。在图2c中，第二太阳能电池14又接收较多的太阳光，可再有效发电。
请参阅图3，为本发明第一实施例太阳能发电装置1的方块图。在图3中，太阳能发电装置1还包括比较电路20、电磁铁单元30及机械动力单元40。
太阳能发电装置1以第一太阳能电池14吸收太阳光，利用其将光能转换为电流，经由一电阻而提供一电压到比较电路20。比较电路20内部具有一参考电压，比较电路20会比较上述电压及参考电压，当上述电压大于参考电压时，提供上述电压到电磁铁单元30；而当上述电压小于参考电压时，则不提供任何电压到电磁铁单元30。当所提供的电压转换为电流通过电磁铁单元30时，产生一磁场，磁力信号控制此机械动力单元40。此机械动力单元40从而驱动太阳能发电装置1的基座12转动，而使太阳光再聚焦到第二太阳能电池16上。
以下将详述比较电路20、电磁铁单元30及机械动力单元40的结构。
如图4所示，为比较电路20的电路配置图。比较电路20分别与第一太阳能电池14(图3)及电磁铁单元30连结，其中第一太阳能电池14提供输入电压Vin，而电磁铁单元30接收输出电压Vout。比较电路20包括有一电压源REF，提供一参考电压Vref。当Vin(即第一太阳能电池14接收太阳光产生的电压)大于参考电压Vref时，比较电路20提供此Vin至Vout，而输出至电磁铁单元30。当Vin小于参考电压Vref时，则不提供任何电压到电磁铁单元30。此比较电路20与传统比较电路相似，在此并不赘述。
值得注意的是，由于Vin要大于Vref，比较电路20才会提供此Vin至电磁铁单元30而控制机械动力单元40。此亦即Vref的值决定了第一太阳能电池14接收太阳光的量，而本发明可通过设定Vref的值，来控制基座12何时被转动。第一太阳能电池14所接收太阳光的量产生的Vin需使Vin大于Vref，机械动力单元40才会被控制。例如，设定Vref的值为2.5V，当Vin为2.6V时，代表经光学元件18聚焦在第一太阳能电池14上的太阳光超过一定量。故比较电路20此时会提供此Vin至电磁铁单元30而触动机械动力单元40以驱动基座12从第一角度Θ1转动至第二角度Θ2。如此太阳光又可聚焦在第二太阳能电池16上，太阳能发电装置1因而可提高发电量。
请参阅图5，为太阳能发电装置的电磁铁单元20的结构图。电磁铁单元30为铁芯32及线圈34所构成，铁芯32为可磁化地物质，线圈34缠绕在铁芯32上。此电磁铁单元30与传统电磁铁单元结构及用途均皆相似，在此并不赘述。
图6a为机械动力单元40一实施例的结构示意图。图6b为机械动力单元40与基座12连结的结构示意图。请参阅图6a及图6b所示，机械动力单元40分别与电磁铁单元30(图3)及基座12连结，包括发条单元42、齿轮组44及铁棒46。发条单元42为传统发条装置，上紧发条单元42后，则其可自行转动。在发条单元42外周围，设有一组齿轮组44，可随发条单元42转动。齿轮组44具有数个齿轮441及齿间442，铁棒46卡合在其中的一齿间442，故齿轮组44无法转动。而在本实施例中，铁棒46为活动式。当电磁铁单元30有电流流过时，铁棒46受磁场吸引，而抽离齿轮组44的齿间442，而齿轮组44则可随发条单元42转动。而当电磁铁单元30无电流通过时，电磁铁单元30未产生磁场，故铁棒46会停留在齿间442间，因而发条单元42无法转动。此机械动力单元40利用发条单元42自行转动，而驱动基座12转动，故其不需消耗任何电力，即可驱动基座12转动。
图7a为止动元件50实施例的结构示意图。图7b为止动元件50与电磁铁单元30连结的结构示意图。图7c为止动元件50与电磁铁单元30及基座12连结的结构示意图。
与上一个实施例相比较，机械动力单元40的齿轮组44及铁棒46可替换为杆体60(图7c)及止动元件50，如图7a所示，其中止动元件50包括止动部51、弹簧52、夹片54及绝缘片55。止动部51位于此止动元件50一端，具有二相对称的止动结构，利用设立在止动元件50另一端的弹簧52，通过枢钮53提供此止动部51夹持力量。此外，另有夹片54及绝缘片55，绝缘片55设立在夹片54一端，而夹片54设置在此止动部51中央，被止动部51夹持固定着。
如图7b所示，为止动元件50与电磁铁单元30的连接结构图。将电磁铁单元30放置在止动元件50中，电磁铁单元30包括二铁芯32，分别设立在绝缘片55二旁，且夹持着绝缘片55。二铁芯32上并缠绕有线圈34。此止动元件50与电磁铁单元30的作动，是利用提供电流在二铁芯32的线圈34上，令电流以相反方向流过二铁芯32的线圈34，则二铁芯32因电磁感应会产生互斥力，此互斥力会大于由弹簧52提供到止动部51的力量，故可将此止动部51撑开。
请参阅图7c，为止动元件与电磁铁单元及基座连结的结构示意图。杆体60设在基座12下方，发条单元(图未示)设在杆体60一端可带动基座12转动。在杆体60另一端嵌设止动元件50的夹片54，此止动元件50的夹片54与杆体60互相连动。而前述电磁铁单元30与止动元件50依前述方式连接设置。故当止动部51被二铁芯22的互斥力撑开时，夹片54嵌设的杆体60，因发条单元42的带动下会自行转动，而带动基座12转动。此外，在另一个实施例中，亦可不设置发条单元，而以基座12本身的重量驱使装置1转动。此时，杆体60设置在基座12非重心处，利用装置1本身的重量产生的力矩而转动。
值得注意的是，图3中本发明实施例，比较电路20为选择性设置。当无比较电路20时，第一太阳能电池14直接提供电压到电磁铁单元30。此外，电磁铁单元30与机械动力单元40亦可替换为电力电机的型式来实施。
本发明运用太阳能电池感测太阳光，同时产生电信号，控制装置本身转动，如此可提高装置运用领域。且装置搭配本发明的机械式动力单元，驱动装置追随太阳转动。有效减少电力消耗，净发电效率高。具有众多的功效。
虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所作的更动与润饰，均属本发明的保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考权利要求书。