专利名称：太阳能温室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能温室，尤其是涉及一种具有非等间距的薄膜太阳能电池组 的太阳能温室。
背景技术：
温室(greenhouse)为一种专门用作栽种植物(花草及蔬果等)的建筑物，其能保 护植物免受天候、温度或蚊虫的影响，使得植物能较顺利地及快速地生长。尤其对于一些热 带或寒带地区而言，利用温室所提供的适当温度与湿度环境，对于植物生长的帮助更是显
著温室通常具有可透光的屋顶，太阳光能通过屋顶而照射于植物上，让植物进行光 合作用。温室还具有些控制温度及湿度等的空调设备，让温室内的温度及湿度有利于植物 的生长。温室更具有自动洒水设备，定期洒水于植物上。由于这些设备的关系，温室会消耗大量的电能，因此电费为使用者(农民)在使用 温室时的一大负担。为此，已有人提出在温室上受光最强、最充分处(通常是屋顶)加装具 可透光性的薄膜太阳电池，以便在不影响对植物光照的情况下提供电能。然而，虽然薄膜太阳能电池具有透光性，但是薄膜太阳能电池仍会带来些微遮蔽 或吸收太阳光的效果，在某些太阳光不是很充份的地区，这有可能会影响植物的生长。缘是，本发明人有感上述缺失可以改善，因此提出一种设计合理且有效改善上述 缺失的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种太阳能温室，其借着合理的薄膜太阳能电池组分 布设计，让足够多的光照量进入温室中，使得植物生长速度仍维持在较佳的情况。为达上述目的，本发明提供一种太阳能温室，包括一主体结构；一屋顶结构，其 设置于该主体结构上；以及多数个薄膜太阳能电池组，其设置于该屋顶结构上，该些薄膜太 阳能电池组的间距为非均等的。由此，本发明的太阳能温室具有些有益效果，列举如下薄膜太阳能电池组可吸收 太阳光而产生电能，然后供应给太阳能温室的其他设备使用。另外，依据太阳光的照射角度 或太阳能温室内的植物摆放位置，而决定薄膜太阳能电池组分布设计，亦即利用薄膜太阳 能电池组之间的间距为非均等原则下，让太阳光由上述间距直接透射到太阳能温室内部， 从而提供足够多的光照量，让植物的生长速度获得改善。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说 明及附图，然而所附附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
图1是本发明的第一较佳实施例的太阳能温室的立体示意图2是本发明的第一较佳实施例的太阳能温室的平面示意图；图3是本发明的第一较佳实施例的太阳能温室的另一平面示意图；图4是本发明的第一较佳实施例的太阳能温室的另一平面示意图；图5是本发明的第二较佳实施例的太阳能温室的立体示意图；图6是本发明的第三较佳实施例的太阳能温室的立体示意图；图7是本发明的第四较佳实施例的太阳能温室的立体示意图；图8是本发明的第五较佳实施例的太阳能温室的平面示意图。主要元件符号说明1太阳能温室2 植物3太阳光10主体结构11 基座12 支架13支撑板20屋顶结构21 支架22透光板23 屋檐24 屋脊30薄膜太阳能电池组31薄膜太阳能电池40移动装置41滑动机构42驱动器50旋转装置51旋转机构52驱动器60加热装置70温度感测器80湿度感测器90反射镜
具体实施例方式本发明提出一种太阳能温室，其具有多种较佳实施例。请参阅图1及图2所示，为 本发明的太阳能温室1的第一较佳实施例。该太阳能温室1包括一主体结构10、一屋顶 结构20及多数个薄膜太阳能电池组30。这其中，薄膜太阳能电池组30之间的间距为非均 等。薄膜太阳能电池组30之间的间距位置可观察到透光材料(如图1所示的透光板22)。简单来说，在本发明太阳能温室1中，为了对如图2所示的植物2提供足够的光照量，依据太阳光3的照射角度或太阳能温室1内的植物2摆放位置，而决定薄膜太阳能电池 组30的分布设计，亦即利用薄膜太阳能电池组30之间的间距为非均等原则下，让太阳光3 由上述间距直接透射到太阳能温室1内部，而弥补可能被薄膜太阳能电池组30部分遮蔽或 吸收的太阳光3，以提供足够多的整体光照量。底下，先说明描述太阳能温室1本身的结构， 然后再说明薄膜太阳能电池组30的分布设计。具体来说，该主体结构10具有多数个基座11、多数个支架12及多数个支撑板13。 基座11固定于地面上，支架12则固定于基座11上，而支撑板13固定于支架12上。该些 支撑板13是由可透光或不透光的材料所制成。若为透光的材料，则支撑板13的材料可为 玻璃或塑胶等。借着主体结构10所提供的支撑效果，该屋顶结构20可设置于主体结构10上。屋 顶结构20具有多数个支架21及透光板22，支架21固定于支架12上，然后透光板22固定 于支架21上，该透光板22的材料可为玻璃或塑胶等。考虑到排水或排雪，屋顶结构20都会设计成倾斜状，而屋顶结构20的最低处定义 为一屋檐23，而最高处定义为一屋脊24。上述主体结构10及屋顶结构20共同定义出一封闭空间，并利用温度、湿度控制手 段在该封闭空间中提供适合植物的条件，让使用者(农民)将植物2种植于主体结构10内 部及太阳能温室1内部。而主体结构10及屋顶结构20的外型并不限定如图面所示，可为 其他外型，例如屋顶结构20可为拱状等。另外，主体结构10的支撑板13及屋顶结构20的透光板22可由具有挠性的透光 布料(图未示)所取代。该些薄膜太阳能电池组30设置于屋顶结构20上，更详细地说，其固定于屋顶结构 20的顶面上。每一个薄膜太阳能电池组30分别具有多数个薄膜太阳能电池(thin film solar cell) 31，该些薄膜太阳能电池31沿着屋顶结构20的屋檐23或屋脊24的延伸方 向排列成一直排。薄膜太阳能电池31的种类可为非晶硅(amorphous silicon)、微晶硅 (microcrystalline)或纳米晶硅(nano-crystalline)薄膜太阳能电池。另外，每一个薄膜 太阳能电池组30可直接为一长条状、大面积的薄膜太阳能电池31所构成。如图2所示的太阳光3会被薄膜太阳能电池31吸收而转换成电能，且利用该些薄 膜太阳能电池31具有可透光的特性，让剩余的太阳光3照射在薄膜太阳能电池31时，部分 的太阳光3会穿透薄膜太阳能电池31而进入太阳能温室1内部(即屋顶结构20的下方)。在这样的情况下，如果屋顶结构20全部被薄膜太阳能电池组30覆盖(图未示)， 虽然可以产生较多的电能，但进入至太阳能温室1内部的太阳光3会较少。若植物2被太 阳光3照射的量不足时，植物2的生长速度会受影响。为克服此问题，屋顶结构20不会全部都被薄膜太阳能电池组30所覆盖，而在该些 薄膜太阳能电池组30之间保留间距，以便让太阳光3通过间距而直接进入至太阳能温室1 内部，不会被薄膜太阳能电池31吸收或遮蔽，增加太阳光3照射在植物2上的量。如果更 进一步考量到太阳光3的照射角度及植物2的摆放位置，则薄膜太阳能电池组30之间的间 距为非均等的，让更多的太阳光3照射于植物2上。需特别注意的是，薄膜太阳能电池组30之间的间距可观察到透光板22。换言之， 所观察到的透光板22可以是位在薄膜太阳能电池组30底下(特别是未被薄膜太阳能电池组30所遮蔽或覆盖的部分)，也可以在薄膜太阳能电池组30之间设置透光板22。也就是， 薄膜太阳能电池组30与透光板22由屋檐23处往屋脊24处交错地排列，透光板22的相对 两侧面分别地接触其中一组薄膜太阳能电池组30的一侧面。请再次参阅图2，太阳相对较邻近屋檐23而较远于屋脊24时，在这样的太阳光3 的照射条件下，靠近屋脊24处的太阳光3无法照射到植物2上，而是照射在主体结构10上。 反之，靠近屋檐23处的太阳光3能直接照射到植物2上。因应此种情况，为了让整体太阳 光3能充分照射到植物2，较靠近屋檐23的相邻的两个薄膜太阳能电池组30的间距，应大 于较靠近屋脊24的相邻的两个薄膜太阳能电池组30的间距。如此，靠近屋檐23处的太阳光3有较大的机会通过间距而直接地进入至太阳能温 室1内部，而照射于植物2上。请参阅图3所示，太阳相对较邻近屋脊24而较远于屋檐23 时，在这样的太阳光3的照射条件下，太阳光3将由太阳能温室1的左上方照射。在此情况 下，靠近屋檐23处的太阳光3无法照射到植物2上，而是照射在主体结构10上，反之靠近屋 脊24处的太阳光3能直接照射到植物2上。所以，较靠近屋脊24的相邻的两个薄膜太阳 能电池组30的间距，应大于较靠近屋檐23的相邻的两个薄膜太阳能电池组30的间距。请 参阅图4所示，若太阳相对较邻近屋檐23而较远于屋脊24时，且太阳能温室1内的植物2 的摆放位置较远离屋檐23处，靠近屋檐23及屋脊24处的太阳光3难以照射到植物2。此 种情况下，较靠近屋檐23及屋脊24处的薄膜太阳能电池组30的间距可以较小，让屋檐23 及屋脊24处的太阳光3尽量照射于薄膜太阳能电池组30上。此种情形下，薄膜太阳能电 池组30间距整体而言，是随机分布的，但是，是考量到太阳光3及植物2的位置而分布，以 让太阳光3充分地被利用。为了方便调整上述薄膜太阳能电池组30的间距，可对薄膜太阳能电池组30提供 位移机制，而随机调整薄膜太阳能电池组30的间距的分布方式。请参阅图5所示，本发明接着提出该太阳能温室1的第二较佳实施例。第二较佳 实施例的太阳能温室1与第一较佳实施例的不同之处为第二较佳实施例的太阳能温室1 更包括多数个移动装置40，然后每一个薄膜太阳能电池组30分别通过一个移动装置40设 置于屋顶结构20上。移动装置40具有至少一个滑动机构41及至少一个驱动器42，滑动机构41设置于 该屋顶结构20的顶面上，驱动器42连接于滑动机构41，而薄膜太阳能电池组30设置于滑 动机构41上。滑动机构41为一种可让机构某一部分产生直线运动的机构，例如线性滑轨 等。而驱动器42提供一动力让滑动机构41产生直线运动，并且控制滑动机构41产生的直 线运动的量。驱动器42可为步进马达或伺服马达等。通过移动装置40，薄膜太阳能电池组30可以在屋顶结构20移动，改变薄膜太阳能 电池组30之间的间距。当太阳光3的照射角度因为时间或地区而改变时，或是当植物2的 摆放位置改变时，薄膜太阳能电池组30之间的间距可随之被调整。如此，太阳光3能尽量 地照射在植物2上，而无法照射到植物2的太阳光3能尽量地照射在薄膜太阳能电池组30上。请参阅图6所示，本发明进一步提出该太阳能温室1的第三较佳实施例。第三较 佳实施例的太阳能温室1与第一较佳实施例不同之处为第三较佳实施例的太阳能温室1 更包括多数个旋转装置50，然后每一个薄膜太阳能电池组30分别通过一个旋转装置50设置于屋顶结构20上。类似移动装置40，旋转装置50具有至少一个旋转机构51及至少一个驱动器52， 旋转机构51设置于屋顶结构20上，驱动器52连接于旋转机构51，薄膜太阳能电池组30再 设置于旋转机构51上。旋转机构51为一种可让机构的某一部分产生旋转运动的机构，例 如齿轮组等。而驱动器52可提供一动力让旋转机构51产生旋转运动，并且控制旋转机构 51产生的旋转运动的量。驱动器52可为步进马达或伺服马达。通过旋转装置50，薄膜太阳能电池组30可以调整其倾斜角度，让薄膜太阳能电池 31能尽量地被太阳光3垂直地照射。由许多已知文献可知，当太阳光3垂直地照射于薄膜 太阳能电池31时，薄膜太阳能电池31可产生较多的电能。所以，第三实施例的太阳能温室 1除了具有第一实施例的优点外，更能让薄膜太阳能电池31产生较多的电能。请参阅图7所示，本发明进一步提出该太阳能温室1的第四较佳实施例。第四较 佳实施例的太阳能温室1与第一较佳实施例不同之处为第四较佳实施例的太阳能温室1 更包括一加热装置60、一温度感测器70及一湿度感测器80。该加热装置60连接于该些薄膜太阳能电池组30的薄膜太阳能电池31及屋顶结 构20的透光板22上，加热装置60可产生热能，加热薄膜太阳能电池31及透光板22。加 热装置60可为电热线及其控制器等。温度感测器70及湿度感测器80分别连接于加热装 置60，温度感测器70量测外界环境的温度，然后传送一温度信号于加热装置60 ；湿度感测 器80量测外界环境的湿度，然后传送一湿度信号于加热装置60。当太阳能温室1处于寒冷、会下雪的地区时，如果雪累积在薄膜太阳能电池31及 透光板22上，会影响太阳光3照射于薄膜太阳能电池31及植物2。通过加热装置60、温度 感测器70及湿度感测器80即可避免此种积雪的问题。当下雪时，外界的温度会低于零度，且湿度会较高。所以当温度感测器70及湿度 感测器80分别量测到异常的温度及湿度时，会将此温度及湿度的信号传给加热装置60。加 热装置60开始启动而产生热能，雪碰到加热装置60后，会融化成液体而流动走。如此，雪 不会一直累积在薄膜太阳能电池31及透光板22上，确保太阳光3充分地照射于薄膜太阳 能电池31及植物2上。加热装置60也可只连接至薄膜太阳能电池组30的薄膜太阳能电池31，或是只连 接至屋顶结构20的透光板22，且不局限每一片薄膜太阳能电池31或每一片透光板22都被 连接。请参阅图8所示，本发明进一步提出太阳能温室1的第五较佳实施例。第五较佳 实施例的太阳能温室1与第一较佳实施例不同之处为第五较佳实施例的太阳能温室1更 包括多数个反射镜90，该些反射镜90设置于屋顶结构20的下侧以及主体结构10的内侧。当太阳光3进入至太阳能温室1内部，部分太阳光3会照射于反射镜90，太阳光3 被反射而改变太阳光3的前进方向，使得太阳光3朝向植物2前进而照射于植物2上。如 此，太阳光3有更大的机会照射于植物2。上述所提及的移动装置40、旋转装置50、加热装置60、温度感测器70、湿度感测器 80及反射镜90可全部或部分一起使用于太阳能温室1中，并不局限单独使用。另外，上述 较佳实施例的太阳能温室1皆可包括些照明设备、洒水设备或空调设备等(图未示)。综合上述，本发明的太阳能温室1能将太阳光3吸收而转换成电能，供应给太阳能温室1的其他设施使用，减少太阳能温室1对于发电厂的电能的依赖，进而减少使用者付给 发电厂的电费。另外，薄膜太阳能电池组30的间距是依据太阳光3的照射角度及植物2的 摆放位置而决定，因此照射在薄膜太阳能电池组30及植物2上的太阳光3的量可达到较佳 的分配，改善了薄膜太阳能电池组30的发电量及植物2的生长速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡 运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围 内，合予陈明。
权利要求
一种太阳能温室，其特征在于，包括主体结构；屋顶结构，其设置于该主体结构上；以及多个薄膜太阳能电池组，其设置于该屋顶结构上，该些薄膜太阳能电池组之间的间距为非均等的；其中该些薄膜太阳能电池组之间的间距可观察到一透光材料，以让太阳光透射该透光材料而进入该太阳能温室。
2.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，该屋顶结构具有一屋檐及一屋脊，较 靠近该屋檐的相邻的两个该薄膜太阳能电池组的间距大于较靠近该屋脊的相邻的两个该 薄膜太阳能电池组的间距。
3.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，该屋顶结构具有一屋檐及一屋脊，较 靠近该屋脊的相邻的两个该薄膜太阳能电池组的间距大于较靠近该屋檐的相邻的两个该 薄膜太阳能电池组的间距。
4.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，该些薄膜太阳能电池组的间距为随 机分布的。
5.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，该薄膜太阳能电池组通过一移动装 置而设置于该屋顶结构上。
6.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，该薄膜太阳能电池组通过一旋转装 置而设置于该屋顶结构上。
7.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，还包括一加热装置，该加热装置连接 于该些薄膜太阳能电池组或该屋顶结构。
8.如权利要求7所述的太阳能温室，其特征在于，还包括一温度感测器，该温度感测器 连接于该加热装置，该温度感测器传送一温度信号于该加热装置。
9.如权利要求7所述的太阳能温室，其特征在于，还包括一湿度感测器，该湿度感测器 连接于该加热装置，该湿度感测器传送一湿度信号于该加热装置。
10.如权利要求1所述的太阳能温室，其特征在于，还包括多数个反射镜，该些反射镜 设置于该屋顶结构的下侧或该主体结构的内侧。
全文摘要
本发明公开一种太阳能温室，其包括一主体结构、一设置于主体结构的屋顶结构、以及多个设置于屋顶结构上的薄膜太阳能电池组，该些薄膜太阳能电池组的间距为非均等的。由此，薄膜太阳能电池组可吸收太阳光而产生电能。薄膜太阳能电池组的间距是依据太阳光的照射角度或太阳能温室内的植物摆放位置而决定，所以照射在薄膜太阳能电池组及植物上的太阳光的量可达到较佳的分配，从而让薄膜太阳能电池组产生的电能的量，以及植物的生长速度因此被改善。
文档编号A01G9/24GK101986812SQ20091016034
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者庄美琛, 萧铭召, 钟诚 申请人:光宝绿色能资科技股份有限公司