专利名称：：改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构的制作方法
技术领域：
：本实用新型提供一种太阳能光伏电池组件的
技术领域：
，尤指一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构。
背景技术：
：传统至今取得太阳能的主要方法，第一种是依所处环境「纬度」设计收集器的固定式倾斜仰角，此一设计仅较适合一年中某两个季节(如春、秋两季)或约半年期间，发电效率不佳。第二种是以光传感器自动控制电路追踪太阳光最强的方向，此种机构的设备成本稍高，亦较为耗电，且易受云层飘动等影响。第三种是采用最大功率点追踪法，此种机构的控制电路较为复杂而提高设备成本，亦较为耗电，且易在期望值追踪点附近往返摇摆修正。第四种是采用自动控制电路每天固定东西方向追日(即太阳时角法)，此法遗漏节气仰角法，所以发电效率还不理想。第五种是采用双轴环双马达自动控制电路追踪太阳位置，此种机构发电效率佳，但控制电路及计算机系统更为复杂，设备成本最高，亦颇为耗电。以上各种方法，还可以改善者有三1.依据地球绕太阳公转黄道面的二十四节气微调其「节气仰角」；2.于精确的「节气仰角」基础上，每天随太阳调整「太阳时角」；3.宜简化控制电路系统，降低设备成本及耗电成本，并使其操作及维护简单易行。所以上述五种先前技术其吸收太阳能的发电效率还有提升空间；且设备成本及耗电成本仍可降低。
发明内容本实用新型目的在于，提供一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，以克服上述传统结构的技术问题点能调整太阳时角，即每一天中依晨、午、暮的时辰，由定时控制电路驱动马达旋转向日角度；能粗调节气仰角，即每一年中选择春分、夏至、秋分、冬至四天，由人工调整仰角；能细调节气仰角，即每一年中选择二十四节气日期，以人工每隔15天左右调整仰角；能整合时角仰角二法，若调整太阳时角加上粗调节气仰角。据此提升太阳能光伏电池组件发电效率，同时简化控制电3路及控制方法，降低设备成本及耗电成本。解决问题的技术特点提供一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，其特征在于，包含有一套用以收集太阳光而转换成电能的太阳能光伏电池组件；一用以支撑该太阳能光伏电池组件及两个转轴装置的底座；一用以依据太阳每日时辰角度朝东、上、西方向进行旋转的第一转轴装置，为一太阳时角旋转器，装设于一第二转轴装置之上，该第一转轴装置包含有一可按晨、午、暮时辰旋转面向东、上、西方向的简易单芯片控制电路、一受该简易单芯片控制电路控制的马达、一蜗杆蜗轮组及一枢接座构造；以及，一第二转轴装置，为一节气仰角调整器，该第二转轴装置装设于该底座之上，该第二转轴装置包含有一蜗杆蜗轮组及一可朝一个南、上、北方向调整仰角的枢接座构造。其中，该底座的底面上标示有用以校正对准现场实际方位的四方位点，分别为东、西、南、北。其中，该简易单芯片控制电路为定时控制该马达带动蜗杆蜗轮组驱动该枢接座构造按晨、午、暮时辰旋转面向东、上、西的方向，其旋转角度为每小时调整15度；夜间则反转归位向正东，并执行省电模式的控制电路。其中，该第二转轴装置由人工手动依据黄道二十四节气日期，约每隔15天、或1个月、或2个月、或一季微调蜗杆蜗轮组带动该枢接座构造旋转调整太阳能光伏电池组件的南、中、北的方向仰角。其中，可将两个转轴装置交换位置，第二转轴装置固设于第一转轴装置之上，再由第一转轴装置固设于底座之上。本实用新型该底座可固定于地面上(含顶楼上、山上等)有阳光处用以支撑太阳能光伏电池组件及两个转轴装置，该第一转轴装置装设于该第二转轴装置与该太阳能光伏电池组件之间，该第一转轴装置系依据太阳每日时辰角度(太阳时角)朝东、上、西之方向进行旋转，包含一简易单芯片控制电路定时控制该马达正反转带动蜗杆蜗轮组驱动该枢接座构造按晨、午、暮之时辰旋转面向东、上、西之方向角度；该第二转轴装置装设于该底座与该第一转轴装置间，该第二转轴装置系包含一蜗杆蜗轮组及一枢接座构造系朝南、上、北的方向调整仰角，该第二转轴装置采人工手动依据地球绕太阳公转黄道面的二十四节气日期等带动枢接座构造旋转调整太阳能光伏电池组件朝南、上、北的方向仰角度数(节气仰角)，在北半球的国家安装太阳能光伏电池组件应面向南方，然后随黄道二十四节气调整其节气仰角；在赤道上的国家安装太阳能光伏电池组件应面向上方，然后随黄道二十四节气调整其节气仰角；在南半球的国家安装太阳能光伏电池组件应面向北方，然后随黄道二十四节气调整其节气仰角。本机构于北半球国家、赤道上国家、南半球国家均可适用。以上整合两个转轴装置调整太阳时角及节气仰角，亦即在精确的每年各月「节气仰角J基础上来调整每日「太阳时角」，让太阳能光伏电池组件接受太阳光线时能趋近垂直照射，此能提升其发电效率最大约58%。其次，本机构的自动控制电路简单，只用一颗马达定时旋转，能降低设备成本及耗电成本；两套蜗杆蜗轮组，能使其控制的角度精确稳固；而第二转轴装置，采人工按二十四节气日期，如每季选春分、夏至、秋分、冬至四天粗调节气仰角(一年计调整4次)，或每隔15日左右细调节气仰角(一年计调整24次)，操作简单，不增加设备成本及不消耗电能，并可定期顺便清理太阳能光伏电池组件上面的灰尘，提高其发电效率。对照先前技术的功效1、本实用新型能调整太阳时角，即每一天中依晨、午、暮的时辰，由定时控制电路驱动马达旋转向日角度，能提升太阳能光伏电池组件发电效率约30%。2、本实用新型能粗调节气仰角，即每一年中选择春分、夏至、秋分、冬至四天，由人工调整仰角，能提升太阳能光伏电池组件发电效率约40%。3、本实用新型能细调节气仰角，即每一年中选择二十四节气日期，以人工每隔15天左右调整仰角，能提升太阳能光伏电池组件发电效率约50%。4、本实用新型能整合时角仰角二法，若调整太阳时角加上粗调节气仰角，能提升太阳能光伏电池组件发电效率约50%;若调整太阳时角加上细调节气仰角，则能提升太阳能光伏电池组件发电效率最大约58%。5、本实用新型能简化控制电路及控制方法，降低设备成本及耗电成本。图L本实用新型其一实施例的立体示意图。图2:本实用新型其一实施例的调整太阳时角示意图。图3:本实用新型其一实施例的粗调节气仰角示意图。图4:本实用新型其一实施例的细调节气仰角示意图。具体实施方式举一装设太阳能光伏电池组件于北纬地区为实施例说明，实际以现场位置计算。太阳于北纬地区在一年四季及各小时位置的变化情形，同时可以看见地球上太阳能收集器面向太阳的仰角及方位角均持续循环变化。若以地球绕日的黄道二十四节气观察春分、夏至、秋分、冬至的太阳位置及轨道，即有显着不同。实际测量位于北纬地区(如北讳24。等)的一水平面于不同时(不同月份)的日射情形，晴朗天气里的每天日射量是月份及收集器倾斜方向仰角两者的函数。太阳赤纬角太阳光线与地球赤道面的交角即太阳赤讳角s，其计算方式依据库珀方程式(CooperEquation),如下式，其中n为一年中自1月1日算起的天数，如春分n—81;S的单位为度。S=23.45*sin[360*(284+n)/365]太阳时角太阳时角为一天之中，太阳早上(如6:00)自东方升起，到中午(如12:00)于上方，到黄昏(如18:00)自西方降落，其每小时所在的位置角，基本上为180°/12小时=15°/小时。但它会受春夏秋冬的昼夜长短及环境所在讳度的影响。、太阳能光伏电池组件一年面对太阳的仰角D的精算公式及例子如下，如果太阳能光伏电池组件的仰角能够参考每年四季中选四天(如春分、夏至、秋分、冬至)的仰角D变化值计算后调整，其发电效率会提高。D二安置区域纬度角e-太阳赤讳角5例如于台湾彰化地区北纬的纬度角约24°，安装太阳能光伏电池组件，则其仰角D宜为一2008年03月20日春分D,=24。-(-O.1。)=24.1。.2008年06月21日夏至D2=24°-(23.40)=0.6。'2008年09月23日秋分D3=24。-(0.2°)=23.8°2008年12月21日冬至D4=24°-(-23.4°)=47.4。上述的角度即为粗调节气仰角的角度，-一年内可选此四天调整太阳能光伏电池组件面对太阳的仰角。表一为台湾彰化地区细调节气仰角的角度例。6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述表一系以台湾彰化为例，若在其它国家不同纬度时，其太阳能光伏电池组件(PVCM)节气仰角调整器每15天左右调角ST的通用公式及例子如下度ST=(安装PVCM所在纬度+23.5度)/12.例1:台湾彰化约位于北讳24.0度，Sl\二(24.0+23.5)/12=^4.0度.例2:台湾台北约位于北玮24.9度，ST2=(24.9+23.5)/124.0度.例3:中国上海位于北纬31.1度，ST3=(31.1+23.5)/12H4.6度.例4:中国北京位于北纬39.6度，ST4二(39.6+23.5)/12%5.3度.例5:美国西雅图位于北纬47.5度，ST5二(47.5+23.5)/125.9度.例6:美国纽约位于北纬40.5度，ST6=(40.5+23.5)/12—5.3度.例7:德国柏林位于北纬52.5度，ST7=(52.5+23.5)/12—6.3度.例8:日本东京位于北纬35.0度，ST8=(35.0+23.5)/12^4.9度.例9:西班牙马德里位于北讳40.1度，ST9=(40.1+23.5)/12H5.3.例10英国伦敦位于北纬51.0度，SL。=(51.0+23.5)/12;6.2度.例11法国巴黎位于北纬48.5度，STU=(48.5+23.5)/12;6.0度.例12苏俄莫斯科位于北纬55.5度，ST12二(55.5+23.5)/12:6.6度.例13澳洲堪培拉位于南纬35.2度，ST13=(35.2+23.5)/12"9度参阅图1所示，本实用新型系提供一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，包括一套太阳能光伏电池组件l0，该太阳能光伏电池组件io用以收集太阳光，转换成电能；一底座20，该底座20可固定于地面上(含顶楼上、山上等)有阳光处，用以支撑该太阳能光伏电池组件l0及两个转轴装置30、40，该底座20的底面上标示有四方位点，分别为东21、西22、南23、北24，在安装设置于现场时，四方位点用以校正对准现场实际的方位；一第一转轴装置30，该第一转轴装置30联结装设于该第二转轴装置40之上，该第一转轴装置30可为太阳时角旋转器，该第一转轴装置3Q系按晨、午、暮的时辰朝东、上、西的方向进行最大一百八十度角范围内的旋转，夜间则反转归位向正东，并执行省电模式，该第一转轴装置30得包含一低成本、低耗电的简易单芯片控制电路31、一马达32、一蜗杆蜗轮组34及一枢接座构造33，该简易单芯片控制电路31定时控制该马达32驱动蜗杆蜗轮组34，带动枢接座构造33旋转面向东、上、西的方向角度，每小时随太阳调整15度的太阳时角(如图2所示)；一第二转轴装置4Q，该第二转轴装置4Q联结装设于该底座2Q之上，该第二转轴装置4O可为节气仰角调整器，该第二转轴装置40包含一蜗杆蜗轮组41及一枢接座构造42，该枢接座构造42朝南、上、北的方向进行调整的构造，该第二转轴装置40由人工手动依黄道二十四节气日期，每季(如于春分、夏至、秋分、冬至日)粗调(如图3所示)、或每隔15天左右细调该蜗杆蜗轮组4l旋转该枢接座构造42，调整太阳能光伏电池组件lO面向太阳的节气仰角(如图4所示)'，上述的机构设计为第一转轴装置3Q固设于第二转轴装置4Q之上，第二转轴装置4Q固设于底座2O之上。其次，另一种交换设计可为第二转轴装置4O固设于第一转轴装置3O之上，第一转轴装置30固设于底座20之上。权利要求1.一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，其特征在于，包含有一套用以收集太阳光而转换成电能的太阳能光伏电池组件；一用以支撑该太阳能光伏电池组件及两个转轴装置的底座；一用以依据太阳每日时辰角度朝东、上、西方向进行旋转的第一转轴装置，为一太阳时角旋转器，装设于一第二转轴装置之上，该第一转轴装置包含有一可按晨、午、暮时辰旋转面向东、上、西方向的简易单芯片控制电路、一受该简易单芯片控制电路控制的马达、一蜗杆蜗轮组及一枢接座构造；以及，一第二转轴装置，为一节气仰角调整器，该第二转轴装置装设于该底座之上，该第二转轴装置包含有一蜗杆蜗轮组及一可朝一个南、上、北方向调整仰角的枢接座构造。2.如权利要求1所述的改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，其特征在于，该底座的底面上标示有用以校正对准现场实际方位的四方位点，分别为东、西、南、北。3.如权利要求1所述的改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，其特征在于，该简易单芯片控制电路为定时控制该马达带动蜗杆蜗轮组驱动该枢接座构造按晨、午、暮时辰旋转面向东、上、西的方向，其旋转角度为每小时调整15度；夜间则反转归位向正东，并执行省电模式的控制电路。4.如权利要求l所述的改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，其特征在于，可将两个转轴装置交换位置，第二转轴装置固设于第一转轴装置之上，再由第一转轴装置固设于底座之上。专利摘要一种改善太阳能光伏电池组件发电效率的机构，包含有一套太阳能光伏电池组件、一底座、一第一转轴装置，及一第二转轴装置。该底座可固定于地面上等有阳光处用以支撑太阳能光伏电池组件及两个转轴装置，该第一转轴装置依据太阳每日时辰角度(太阳时角)朝东、上、西的方向进行旋转，通过一简易单芯片控制电路定时控制该马达正反转带动蜗杆蜗轮组驱动该枢接座构造按晨、午、暮的时辰旋转面向东、上、西的方向；该第二转轴装置用以通过手动方式朝南、上、北的方向调整仰角，据此，能提升太阳能光伏电池组件发电效率最大约58％；而且本机构亦能降低设备成本及耗电成本。文档编号H01L31/042GK201417782SQ20092015783公开日2010年3月3日申请日期2009年6月3日优先权日2009年6月3日发明者白宏尧申请人:白宏尧