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聚光太陽能收集器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201480004667.7

申請日:

2014.01.13

公開號:

CN104919254A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F24J 2/10申請公布日:20150916|||專利申請權的轉移IPC(主分類):F24J 2/10登記生效日:20160805變更事項:申請人變更前權利人:科根納太陽能公司變更后權利人:太陽電子公司變更事項:地址變更前權利人:美國加利福尼亞州變更后權利人:美國加利福尼亞州|||實質審查的生效IPC(主分類):F24J 2/10申請日:20140113|||公開
IPC分類號: F24J2/10; G02B5/10 主分類號: F24J2/10
申請人: 科根納太陽能公司
發明人: 亞當·T·克拉韋利; 賈森·C·卡盧斯; 納坦·P·貝克特; 拉茨索恩·莫拉達; 吉拉德·阿爾莫吉
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 13/740,770 2013.01.14 US; 13/800,200 2013.03.13 US
專利代理機構: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287 代理人: 劉鋒
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480004667.7

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.02.16|||2016.08.24|||2016.02.03|||2015.09.16

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||公開

摘要

本文中公開可以用來收集太陽能以提供電、熱或電與熱的組合的系統、方法以及設備。

權利要求書

權利要求書
1.  一種太陽能收集器,其包含:
包含太陽電池的線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸凹槽反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽輻射聚集到所述太陽電池上;
其中:
所述凹槽反射器包含沿著所述旋轉軸布置的反射器區段或沿著所述旋轉軸端對端布置的兩個或兩個以上反射器區段;
所述支撐結構包含平行于所述旋轉軸延伸以支撐所述反射器區段的多個縱向反射器支撐件和從所述旋轉軸橫向延伸以支撐所述縱向反射器支撐件的多個橫向反射器支撐件,每一橫向反射器支撐件位于或接近反射器區段的末端;并且
在未附接到所述太陽能收集器的自由狀態中,所述縱向反射器支撐件具有在組裝太陽能收集器中通過重力而扁平化或實質上扁平化的曲率,所述縱向反射器支撐件的所述自由狀態曲率從而補償所述反射器上的所述重力以防止每一反射器區段在其支撐橫向反射器支撐件之間下垂。

2.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中兩個或兩個以上反射器區段沿著所述旋轉軸端對端布置,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移。

3.  根據權利要求2所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段經布置以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

4.  根據權利要求2所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述垂直偏移末端重疊。

5.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中每一反射器區段包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

6.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其包含附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

7.  根據權利要求6所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

8.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段到所述支撐結構的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器區段上施加所需反射器曲率。

9.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其中兩個或兩個以上反射器區段沿著所述旋轉軸端對端布置,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移。

10.  根據權利要求9所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段經布置以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

11.  根據權利要求9所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

12.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,并且所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜。

13.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,所述次要接收器支撐件處于張力下,并且所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

14.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述接收器支撐件傾斜遠離赤道。

15.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端 處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

16.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

17.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含多個接收器支撐件和多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端,所述接收器支撐件經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器。

18.  根據權利要求17所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

19.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

20.  根據權利要求19所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

21.  根據權利要求20所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

22.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含:
經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜,所述多個接收器支撐件包含處于壓縮中的多個主要接收器支撐件和處于張力下的多個次要接收器支撐件,所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜;和
多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端。

23.  根據權利要求22所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的鰭片式被動熱交換器,所述被動熱交換器上的鰭片在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽。

24.  根據權利要求22所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述主要和次要接收器支撐件傾斜遠離赤道。

25.  一種太陽能收集器,其包含:
包含太陽電池的線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽輻射聚集到所述太陽電池上;
其中所述支撐結構包含經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,并且所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜。

26.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述太陽電池布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器的表面上。

27.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,并且所述次要接收器支撐件處于張力下。

28.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件比所述主要接收器支撐件薄。

29.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述主要接收器支撐件以鏡像對沿著所述旋轉軸布置。

30.  根據權利要求29所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件沿著所述旋轉軸以縱向相鄰次要接收器支撐件在所述旋轉軸的相對側上的交替方式布置。

31.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

32.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件通過鉸接支架耦合到所述接收器。

33.  根據權利要求32所述的太陽能收集器,其中所述鉸接支架具有兩個樞轉軸,所述樞轉軸中的每一個垂直于所述旋轉軸定向。

34.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述接收器支撐件傾斜遠離赤道。

35.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

36.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

37.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

38.  根據權利要求37所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

39.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱 傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

40.  根據權利要求39所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件通過鉸接支架耦合到所述接收器。

41.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

42.  根據權利要求41所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

43.  根據權利要求42所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

44.  根據權利要求42所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含熱交換器鰭片。

45.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

46.  根據權利要求45所述的太陽能收集器,其中每一反射器-面板組合件包含布置在所述柔性面板下并且平行于所述線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。

47.  根據權利要求46所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

48.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

49.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件到所述支架的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。

50.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中反射器-面板組合件沿著所述旋轉軸端對端成一直線布置,其中相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。

51.  根據權利要求50所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器-面板組合件的所述偏移末端重疊。

52.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含界定所述旋轉軸的扭矩管和在底層表面上方支撐所述扭矩管的多個支撐柱,其中每一支撐柱包含在所述旋轉軸以下的頸區,所述頸區為所述支撐結構的一部分提供空隙并且從而擴展所述支撐結構可以旋轉的角度范圍。

53.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中:
所述太陽電池布置在垂直于所述反射器的所述光軸定向的所述接收器的表面上;
所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端并且所述接收器支撐件的上端通過鉸接支架耦合到所述接收器;并且
所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,所述次要接收器支撐件處于張力下,并且所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

54.  根據權利要求53所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

55.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述主要和次要接收器支撐件傾斜遠離赤道。

56.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

57.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

58.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉并且在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的被動熱交換器。

59.  一種太陽能收集器,其包含:
線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉;
其中所述支撐結構包含多個接收器支撐件和多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端,所述接收器支撐件經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器。

60.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器的表面上的太陽電池。

61.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個通道。

62.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

63.  根據權利要求61所述的太陽能收集器,其包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

64.  根據權利要求63所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

65.  根據權利要求64所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

66.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述鉸接支架具有兩個樞轉軸,所述樞轉軸中的每一個垂直于所述旋轉軸定向。

67.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

68.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

69.  根據權利要求68所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

70.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

71.  根據權利要求70所述的太陽能收集器,其中每一反射器-面板組合件包含布置在所述柔性面板下并且平行于所述線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。

72.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

73.  根據權利要求72所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

74.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件到所述支架的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。

75.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其中反射器-面板組合件沿著所述旋轉軸端對端成一直線布置,其中相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。

76.  根據權利要求75所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器-面板組合件的所述偏移末端重疊。

77.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其包含界定所述旋轉軸的扭矩管和在底層表面上方支撐所述扭矩管的多個支撐柱,其中每一支撐柱包含在所述旋轉軸以下的頸區,所述頸區為所述支撐結構的一部分提供空隙并且從而擴展所述支撐結構可以旋轉的角度范圍。

78.  根據權利要求59所述的太陽能接收器,其中:
所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線;并且
每一接收器區段包含布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器區段的表面上的太陽電池。

79.  根據權利要求78所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

80.  根據權利要求78所述的太陽能收集器,其包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉并且在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的被動熱交換器。

說明書

說明書聚光太陽能收集器
相關申請的交叉引用
本申請要求2013年1月14日提交的美國專利申請第13/740,770號和2013年3月13日提交的美國專利申請第13/800,200號的優先權益,其兩者都以全文引用的方式并入本文中。
技術領域
本發明大體上涉及收集太陽能以提供電力、熱或電力和熱。
背景技術
需要替代能源來滿足日益增長的全球能量需求。在許多地域太陽能資源足以通過提供電力和適用的熱來部分滿足所述需求。
發明內容
在一個方面中,太陽能收集器包含:包含太陽電池的線性延伸接收器;平行于接收器的長軸定向并且固定在相對于接收器的位置的線性延伸反射器;以及線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐接收器和反射器并且樞轉地安裝以適應支撐結構、反射器以及接收器圍繞與接收器長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽能輻射聚集到太陽電池上。支撐結構包含經布置以在反射器上方支撐接收器的多個接收器支撐件。接收器支撐件中的每一個在沿著旋轉軸的相同方向上傾斜。
太陽電池可以布置在垂直于反射器光軸定向的接收器表面上。
多個接收器支撐件可以包含例如多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,其中主要接收器支撐件處于壓縮中并且次要接收器支撐件處于張力下。次要接收器支撐件可以比主要接收器支撐件薄。主要接收器支撐件可以例如以鏡像對沿著旋轉軸布置。次要接收器支撐件可以例如沿著旋轉軸以縱向相鄰次要接收器支撐件在旋轉軸相對側上的交替方式布置。次要接收器支撐件可以例如與主要接收器支撐件相比沿著旋轉軸更傾斜。
太陽能收集器可以包含延伸離開旋轉軸以支撐反射器的多個橫向反射器支撐件,其中主和次要接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。
在太陽能收集器的每一末端處太陽能收集器還可以包含末端接收器支撐件。末端接收器支撐件平行于反射器的光軸延伸以在反射器上方支撐接收器的外端。
太陽能收集器可以以其旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向并且傾斜接收器支撐件傾斜離開赤道而放置。這一布置可以有利地減少由主、副以及末端接收器支撐件投射的陰影對太陽電池的影響。
接收器可以包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,其中每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道。舉例來說接收器區段之間的流體互連可以是剛性并且和接收器區段成一直線。
接收器支撐件可以用鉸接支架耦合到接收器。這一布置可以適應接收器長度的熱誘導的變化并且如果接收器和/或接收器區段之間的互連是剛性的,那么可以特別有利。鉸接支架可以例如具有兩個樞轉軸,樞轉軸中的每一個垂直于旋轉軸定向。
在其中接收器包含容納通過接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道的變化形式中,太陽能收集器可以包含在太陽能收集器操作期間被太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。熱交換器可以是例如附接到支撐結構并且隨支撐結構旋轉的被動熱交換器。所述被動熱交換器可以是或包含例如在操作太陽能收集器期間被反射器遮蔽的鰭片管。接收器還可以包含熱交換器鰭片。
反射器可以包含例如沿著旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。相鄰反射器區段的偏移末端可以重疊。這一布置可以減少或消除在接收器上通過反射器區段之間的間隙投射的陰影。
反射器或反射器區段可以包含例如多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。每一反射器-面板組合件還可以包含布置在柔性面板下并且平行于線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。太陽能收集器可以包含延伸離開旋轉軸以支撐反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中縱向反射器支撐件的末端附接到支架并且由支架支撐。縱向反射器支撐件可以扣到支架上,例如其中縱向反射器支撐件上的特征與支架上的互補特征互鎖。縱向反射器支撐件附接到支架可以迫使柔性面板的末端抵靠著橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。反射器-面板組合件可以沿著旋轉軸端對端成一直線布置,其中 相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。相鄰反射器-面板組合件的偏移末端可以重疊。
太陽能收集器可以包含界定旋轉軸的扭矩管和在底層表面,例如地面或屋頂上方支撐扭矩管的多個支撐柱。支撐柱可以各包含在旋轉軸以下的頸區,所述頸區為一部分支撐結構提供空隙并且從而擴展太陽能收集器可以旋轉的角度范圍。
在另一個方面中,太陽能收集器包含:線性延伸接收器;平行于接收器長軸定向并且固定在相對于接收器的位置的線性延伸反射器;以及線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐接收器和反射器并且樞轉地安裝以適應支撐結構、反射器以及接收器圍繞與接收器長軸平行的旋轉軸的旋轉。支撐結構包含多個接收器支撐件和多個鉸接接收器支架,其中鉸接接收器支架將接收器耦合到接收器支撐件的上端并且接收器支撐件經布置以在反射器上方支撐接收器。
太陽能收集器可以包含延伸離開旋轉軸以支撐反射器的多個橫向反射器支撐件,其中接收器支撐件中的一些或全部的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。
接收器可以包含例如布置在垂直于反射器光軸定向的接收器表面上的太陽電池。另外或替代地,接收器可以包含適應通過接收器的熱傳遞流體的流動的一或多個通道。接收器可以包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,其中每一接收器區段沿著其長軸包含一或多個容納通過接收器區段的熱傳遞流體流的流體通道。舉例來說接收器區段之間的流體互連可以是剛性并且和接收器區段成一直線。將接收器耦合到接收器支撐件的鉸接支架可以適應接收器長度的熱誘導的變化并且如果接收器和/或接收器區段之間的互連是剛性的,那么可以特別有利。鉸接支架可以例如具有兩個樞轉軸,樞轉軸中的每一個垂直于旋轉軸定向。
在其中接收器包含容納通過接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道的變化形式中,太陽能收集器可以包含在太陽能收集器操作期間被太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。熱交換器可以是例如附接到支撐結構并且隨支撐結構旋轉的被動熱交換器。所述被動熱交換器可以是或包含例如在操作太陽能收集器期間被反射器遮蔽的鰭片管。接收器還可以包含熱交換器鰭片。
反射器可以包含例如沿著旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。相鄰反射器區段的偏移末端可以重疊。這一布置可以減少或消除在接收器上通過反射器區段之間的間隙投射的陰影。
反射器或反射器區段可以包含例如多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合 件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。每一反射器-面板組合件還可以包含布置在柔性面板下并且平行于線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。太陽能收集器可以包含延伸離開旋轉軸以支撐反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中縱向反射器支撐件的末端附接到支架并且由支架支撐。縱向反射器支撐件可以扣到支架上,例如其中縱向反射器支撐件上的特征與支架上的互補特征互鎖。縱向反射器支撐件附接到支架可以迫使柔性面板的末端抵靠著橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。反射器-面板組合件可以沿著旋轉軸端對端成一直線布置,其中相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。相鄰反射器-面板組合件的偏移末端可以重疊。
太陽能收集器可以包含界定旋轉軸的扭矩管和在底層表面,例如地面或屋頂上方支撐扭矩管的多個支撐柱。支撐柱可以各包含在旋轉軸以下的頸區,所述頸區為一部分支撐結構提供空隙并且從而擴展太陽能收集器可以旋轉的角度范圍。
在另一個方面中,太陽能收集器包含:包含太陽電池的線性延伸接收器;平行于接收器的長軸定向并且固定在相對于接收器的位置的線性延伸凹槽反射器;以及線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐接收器和反射器并且樞轉地安裝以適應支撐結構、反射器以及接收器圍繞與接收器長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽輻射聚集到太陽電池上。凹槽反射器包含沿著旋轉軸布置的反射器區段或沿著旋轉軸端對端布置的兩個或兩個以上反射器區段。支撐結構包含平行于旋轉軸延伸以支撐一或多個反射器區段的多個縱向反射器支撐件和從旋轉軸橫向延伸以支撐縱向反射器支撐件的多個橫向反射器支撐件。每一橫向反射器支撐件位于反射器區段末端處或接近反射器區段末端。
在未附接到太陽能收集器的自由狀態中,每一縱向反射器支撐件具有在組裝太陽能收集器中通過重力而扁平化或實質上扁平化的曲率。縱向反射器支撐件的自由狀態曲率從而補償反射器上的重力以防止每一反射器區段在其支撐橫向反射器支撐件之間下垂。橫向反射器支撐件和“預彎折”縱向反射器支撐件的這種配置可以用于上文概括或者本說明書中所公開的聚光太陽能收集器變化形式中的任一種。
所屬領域的技術人員在結合首先簡短描述的隨附圖參考以下本發明的更詳細描述時將更顯而易知本發明的這些和其它實施例、特征以及優點。
附圖說明
圖1A到1C分別顯示實例太陽能收集器的前透視圖、后透視圖以及末端視圖。
圖2A和2B分別顯示成一直線布置并且由放置在其之間的驅動器共同驅動的圖1A到1C的兩個實例太陽能收集器的前透視圖和后透視圖。
圖3A和3B分別顯示圖1A到1C的實例太陽能收集器的平面圖和透視圖,其更清楚地顯示接收器支撐件的布置。
圖4A、4B以及4C分別顯示通過連接器彼此剛性耦合的實例太陽能收集器的兩個接收器區段的透視圖、耦合到連接器的接收器區段中的一個的末端視圖以及通過連接器彼此耦合的兩個接收器區段的平面圖。
圖5A和5B分別顯示在實例太陽能收集器中支撐接收器的一個末端的鉸接支架和在遠離接收器末端的中間位置支撐接收器的另一鉸接支架。
圖6顯示實例太陽能收集器的末端的透視圖,其中可見安裝在反射器下的被動熱交換器。
圖7A和7B分別顯示實例橫向反射器支撐件的平面圖和橫向反射器支撐件的支臂的橫截面圖。
圖8顯示實例太陽能收集器的底側的透視圖,其說明圖7的橫向反射器支撐件與扭矩管的附接。
圖9A和9B顯示實例安裝在柱上的回轉驅動器的透視圖,并且圖9C顯示同一回轉驅動器的側視圖。
圖10A到10C顯示實例扭矩管支撐件的三個透視圖。
圖11顯示在一個位置處垂直于旋轉軸的實例太陽能收集器的橫截面圖,其說明由實例軸承座的頸部提供的額外旋轉空隙。
圖12A顯示實例反射器-面板組合件的透視圖,圖12B顯示折曲成彎曲輪廓的實例反射器-面板組合件的橫截面圖,圖12C顯示在松弛平坦輪廓中實例反射器-面板組合件的橫截面圖,圖12D顯示實例反射器-面板組合件的一部分的特寫橫截面圖,并且圖12E顯示在反射器-面板組合件中將縱向反射器支撐件的凸緣面板接合到柔性面板的互搭接頭的特寫橫截面圖。
圖13A顯示實例反射器-面板組合件的底側的透視圖,并且圖13B顯示兩個實例反射器-面板組合件和實例橫向反射器支撐件的透視圖。
圖14A到14B分別顯示經配置以將實例反射器-面板組合件中的縱向反射器支撐件附接到實例橫向反射器支撐件的實例支架的透視圖和平面圖。
圖15A顯示以垂直偏移和重疊方式附接到實例橫向反射器支撐件的兩個實例反射器-面板組合件的透視圖,并且圖15B到15C顯示所述垂直偏移和重疊反射器-面板組合 件的側視圖。
圖16顯示實例預彎折縱向反射器支撐件。
具體實施方式
以下詳細描述應參看圖閱讀,其中貫穿不同的圖,相同的參考標號是指相同的元件。圖(其未必按比例)描繪選擇性實施例并且并不打算限制本發明的范圍。詳細描述以舉例的方式而不以限制的方式來說明本發明的原理。這一描述將明確地使所屬領域的技術人員能夠制造并且使用本發明,并且描述了本發明的若干實施例、修改、變化形式、替代方案以及用途,包括目前被認為是進行本發明的最佳模式者。
除非上下文另外明確指示,否則如本說明書和所附權利要求書所用,單數形式“一個(種)(a/an)”和“所述”包括多個指示物。此外,術語“平行”打算意指“平行或實質上平行”并且涵蓋與平行幾何形狀的微小偏差,而不是要求本文中所描述的任何平行布置完全平行。術語“垂直”打算意指“垂直或實質上垂直”并且涵蓋與垂直幾何形狀的微小偏差,而不是要求本文中所描述的任何垂直布置完全垂直。
本說明書公開可以用來收集太陽能以提供電、熱或電與熱的組合的設備、系統以及方法。
現參看圖1A到1C,實例太陽能收集器100包含:線性延伸接收器110;平行于接收器長軸定向并且固定在相對于接收器的位置的線性延伸反射器120;以及線性延伸支撐結構;所述支撐結構支撐接收器和反射器并且樞轉地安裝以適應支撐結構、反射器以及接收器圍繞與接收器平行的旋轉軸的旋轉。在所說明的實例中,支撐結構包含由柱135樞轉地支撐的扭矩管130,橫向反射器支撐件140以及接收器支撐件150、160以及170,其所有都如下文進一步描述。所說明的支撐結構的旋轉軸與扭矩管的中心長軸重合。適合時還可以使用其它支撐結構配置。在操作中,支撐結構、反射器以及接收器圍繞旋轉軸旋轉以追蹤太陽的位置以使得將入射在反射器120上的太陽輻射聚集到接收器110上的線性焦點。
在所說明的實例中,太陽能收集器100包含九個實質上相同的反射器/接收器模塊,其各包含接收器區段和反射器區段。模塊成一直線布置,其中每一模塊放置在一對橫向反射器支撐件之間并且由所述支撐件部分支撐,接收器區段互連以形成接收器110,并且反射器區段互連以形成反射器120。接收器和反射器區段的互連如下文進一步描述。盡管顯示收集器100包含九個反射器/接收器模塊,但可以使用任何適合數目的所述模塊。舉例來說,如果接收器包含太陽電池,那么所用模塊的數目可以基于所需工作電壓 來選擇。在所說明的實例中,串聯互連的九個模塊中的太陽電池提供大致1000伏的工作電壓。
在所說明的實例中每一反射器區段包含四個反射器-面板組合件180,其共同跨越反射器120的寬度。反射器-面板組合件中的兩個并排布置在扭矩管的一側上,并且其它兩個反射器-面板組合件并排布置在扭矩管的另一側上。每一反射器-面板組合件包含并排布置并且平行于接收器長軸定向的多個線性延伸反射元件190。盡管所說明的實例每個模塊包括四個反射器-面板組合件,但反射器區段可以包括任何適合數目的反射器-面板組合件。如下文進一步描述,橫向反射器支撐件140可以在垂直于旋轉軸的平面上在反射器-面板組合件上施加拋物線型曲線、大致拋物線型曲線或任何其它適合的曲線。線性延伸反射元件190可以從而定向以形成線性菲涅耳(Fresnel)(例如,拋物線型)凹槽反射器,其線性焦點位于或大致位于接收器110的面向下水平表面處。
在所說明的實例中,線性延伸反射元件190是扁平或實質上扁平的板狀反射器,其長度是例如約600毫米(mm)到約3700mm,通常約2440mm,并且寬度是例如約25mm到約700mm,通常約75mm。可以選擇反射元件的寬度以與在其上收集器聚集太陽輻射的接收器表面的寬度(例如,太陽電池的寬度)匹配或大致匹配。反射元件190可以是或包含例如任何適合的前表面或后表面反射鏡。反射元件190的反射特性例如可以由任何適合的金屬或電介質涂層或拋光金屬表面產生。任選地,每一反射元件190可以具有垂直于其長軸,進一步將其反射到接收器的太陽輻射聚焦的曲率。盡管在所說明的實例中每一反射器-面板組合件包含九個線性延伸反射元件190,但可以在反射器-面板組合件中使用任何適合數目的反射元件190。下文更詳細地描述實例反射器-面板組合件。
每一接收器區段包含下表面115,反射器120將太陽輻射聚集到所述下表面115上。下表面115在反射器120上方水平定向,通過其意指下表面115的平面垂直于反射器120的光軸。(垂直于反射器120的線性焦點的任何路徑(其中沿著那一路徑行進的光線反射到線性焦點)是反射器120和收集器100的光軸)。下表面115包含從聚集的太陽輻射產生電的太陽電池(未顯示)。不產生電的接收器吸收的聚集太陽輻射替代地加熱接收器。接收器110和其區段包括一或多個冷卻劑通道,通過所述通道熱傳遞流體,通常液體,可以流動以收集所述熱的一部分。出于這一目的,可以使用任何適合的熱傳遞流體。使用太陽電池與所述主動冷卻/熱收集的組合允許接收器通過冷卻太陽電池更高效地產生電。另外,所捕獲的熱可以具有商業價值。
在所說明的實例中接收器區段各包含擠壓金屬襯底,所述金屬襯底包括整體形成的冷卻劑通道并且跨越反射器/接收器模塊的長度。太陽電池層壓或者附接到襯底的下表面 以形成下表面115。盡管在所說明的實例中接收器包含太陽電池和容納熱傳遞流體流的冷卻劑通道兩者,但還可以使用其它配置。舉例來說,接收器可以包括太陽電池但缺乏冷卻劑通道,或可以包括冷卻劑通道但缺乏太陽電池。更一般地說,可以使用任何適合的接收器配置。適合的接收器配置可以包括描述于本說明書中以及公開于2009年11月19日提交的標題是“用于聚光光伏-熱系統的接收器(Receiver For Concentrating Photovoltaic-Thermal System)”的美國專利申請第12/622,416號,和2010年5月5日提交的標題也是“用于聚光光伏-熱系統的接收器”的美國專利申請第12/744,436號中的那些配置,這兩個專利申請以全文引用的方式并入本文中。
再次參看圖1B到1C,實例太陽能收集器100由附接到扭矩管130的一個末端的安裝在柱上的回轉驅動器200可旋轉地驅動。現參看圖2A到2B,兩個太陽能收集器100可以沿著共用旋轉軸成一直線布置并且通過放置在收集器100之間的共用回轉驅動器200可旋轉地驅動。如下文進一步描述,兩個收集器的扭矩管130可以例如附接到電動機驅動的回轉齒輪的相對面。還可以使用任何其它適合的驅動器配置。太陽能收集系統可以包含例如單個太陽能收集器100、兩個或兩個以上個別(非耦合)太陽能收集器100、單對共同驅動的太陽能收集器100、兩對或兩對以上所述共同驅動的太陽能收集器或個別太陽能收集器和共同驅動的太陽能收集器對的任何適合組合。
再次參看圖1A到1C,其中接收器110的下表面115如所說明水平定向,如果接收器不水平定向,但替代地在相對于反射器120的光軸的角度下定向,那么反射器120可能具有比通常將所需的形狀扁平(更淺)的形狀。由于這一較扁平形狀,反射器需要比較深反射器形狀將所需的反射表面少的反射表面以收集相同量的太陽輻射。也由于反射器的較扁平形狀,扭矩管130和其界定的旋轉軸可以較低放置在反射器中,并且支撐扭矩管130的柱135可以主要地或完全在反射器120之后/下方放置。這允許柱135在任何需要的情況下沿著扭矩管130放置,不受反射器120的設計限制,除橫向支撐件140附接到扭矩管的位置以外。
如上文所描述,圖中所說明的實例太陽能收集器是模塊化的。這種模塊性可以促進太陽能收集器的制造和安裝并且可以允許簡單修改其長度,但不是必需的。另外,反射器120不必具有拋物線或大致拋物線曲率。可以使用適用于將太陽輻射聚集到接收器上的任何其它曲率。此外,反射器120不必包含如所說明的線性延伸反射元件190。替代地,反射器120或反射器120的模塊化區段可以由單個連續反射元件、兩個反射元件(例如,在反射器對稱平面的每一側上一個)或以任何其它適合的方式形成。扭矩管130可以被空間框架、桁架或任何其它適合的結構代替。
一般來說,由串聯太陽電池串提供的電力由串中最低性能的太陽能電池決定。因此,投射在串中的甚至單個太陽電池上的陰影可能使整個串的性能顯著降低。陰影越深,被遮蔽的太陽電池的性能并且因此串的性能降低得越多。這種使性能降低的陰影可以例如由在反射器上方支撐接收器的太陽能收集器中的結構,在所述支撐結構將陰影投射到反射器上(所述陰影通過反射器投影(例如,成像)到接收器上)時投射。
現參看圖3A和3B,在實例中太陽能收集器接收器110由接收器支撐件150、160以及170支撐,所述支撐件經布置以減少其陰影對太陽能收集器性能的影響。單個接收器支撐件150位于收集器100的每一末端處。接收器支撐件150的下端安裝在扭矩管130上,并且接收器支撐件150的上端通過鉸接接收器支架(以下更詳細描述)附接到接收器110的相對端。接收器支撐件150垂直定向,通過其意指所述支撐件平行于反射器120的光軸定向。此外,接收器支撐件150具有各處比扭矩管130窄的錐形梁的形式。因此,如果太陽能收集器100的旋轉軸在北-南方向上定向,那么在收集器的操作中由接收器支撐件150投射的任何陰影將不落在反射器120上但將替代地沿著扭矩管130的長度投射或超出反射器120的末端。
主要接收器支撐件160是位于太陽能收集器100末端中間的位置處的筆直窄支柱或梁。在所說明的實例中,主要支撐件160以鏡像對布置,其中一對支撐件160的個別支撐件位于沿著太陽能收集器的相同縱向位置處但在接收器110的相對側上。替代地,支撐件160可以以交替支撐件160位于接收器110的相對側上并且沿著收集器隔開,類似于下文描述的次要支撐件170來布置。還可以使用用于主要支撐件160的任何其它適合的位置。
主要支撐件160中的每一個在其下端附接到橫向支撐件140的外端并且在其上端通過鉸接接收器支架附接到接收器110。如在圖3A的透視圖和圖3B的平面圖中可見,所有主要接收器支撐件160在平行于收集器的旋轉軸的相同方向上傾斜。確切地說,每一接收器支撐件160的定向可以由如圖1C中所示的極角θ(theta)和如圖3B的平面圖中所示的方位角(phi)指定。極角θ是支撐件160和反射器120的光軸之間的角。方位角是支撐件160到垂直于反射器光軸的參考平面上的正交投影和所述參考平面中垂直于旋轉軸的線之間的角度。因為其方位角不是0,所以接收器支撐件160沿著旋轉軸傾斜。
在操作中,太陽能收集器100可以以其旋轉軸在北-南或大致北-南定向上來布置,其中接收器支撐件160傾斜遠離赤道。沿著旋轉軸遠離赤道的傾斜接收器支撐件160擴展每一支撐件沿著比在支撐件不傾斜的情況下長的接收器長度投射的陰影。舉例來說,如果支撐件160沿著旋轉軸不傾斜(方位角是0)并且太陽在正上方,那么在收集器的操 作期間,由支撐件160投射到反射器120上的陰影將是垂直于旋轉軸的線,并且反射器120將聚集所述陰影到寬度與支撐件大約相同的接收器的單橫向帶上。也就是說,被支撐件160遮蔽的每一線性反射元件190將把支撐件160的陰影投影到接收器上的相同位置上。如果替代地太陽在正上方并且支撐件160傾斜遠離赤道,那么在收集器的操作期間由支撐件160投射到反射器120上的陰影將是與旋轉軸成對角線延伸的線,并且反射器120將跨越比支撐件寬度寬的接收器長度擴展陰影。也就是說,被支撐件160遮蔽的每一線性反射元件190將把支撐件160的陰影投影到接收器的不同位置上,盡管相鄰所述投影可能部分重疊。支撐件160遠離赤道的傾角越大,越多的其陰影將沿著接收器擴展。當太陽不在正上方時遠離赤道的傾斜支撐件160具有類似陰影擴展影響。
擴展由支撐件沿著接收器的較大長度投射的陰影使得陰影不太深并且因此減少其對個別太陽電池的性能的影響。勝于聚集陰影使單個太陽電池的性能顯著降低,擴展陰影使大量太陽電池的性能以較少量降低。因為最低性能太陽電池可以控制整個串的性能,所以如剛才所描述擴展陰影可以通過改善最低性能的遮蔽太陽電池的性能來改善串的總體性能。
可以選擇接收器支撐件160的傾角例如以使得對于太陽能收集器的預期位置(緯度),由接收器支撐件160投射到接收器110上的陰影無一者在一天或一年的任何時間將接收器中的任何個別太陽電池的照明減少例如大于約3%,大于約6%或大于約15%。另外或替代地,可以選擇接收器支撐件的傾角以使在一些預定時間段過程中,如在一年過程中,或在一年的某一部分過程中(例如在冬季期間或在夏季期間),或在一天的過程中,或在一天的某一部分的過程中,其陰影對由收集器產生的電力總量的影響最小化。剛才描述的各種性能標準可以滿足在例如離赤道≤約45度,離赤道≤約35度,或離赤道≤約20度的緯度處的位置。
支撐件160可以在例如≥約35度,≥約25度,或≥約20度的方位角(如上文所定義)下定向。一般來說,較薄支撐件160投射較薄陰影并且因此可能需要較不傾斜遠離赤道(較小方位角)以實現與使用較厚但較傾斜支撐件的收集器相同的性能。支撐件160可以具有例如約1900mm到約2400mm的長度和垂直于其長軸的例如約15mm到約30mm的厚度或直徑。支撐件160可以由鋼、其它金屬或任何其它適合的材料形成。在所說明的實例中,接收器支撐件160由約2.1米長度的24毫米外徑鋼管形成。
次要接收器支撐件170也是位于太陽能收集器100末端中間的位置處的筆直窄支柱或梁。次要支撐件170中的每一個在其下端附接到橫向支撐件140的外端并且在其上端通過鉸接接收器支架附接到接收器110。在所說明的實例中,次要支撐件170以交替支 撐件170位于接收器110的相對側上并且沿著收集器隔開來布置,并且對于每對主要支撐件160,存在單個次要支撐件170,其中次要支撐件和主要支撐件對附接到同一鉸接接收器支架(圖5A)。還可以使用次要支撐件170的任何其它適合的布置。次要支撐件170在沿著旋轉軸的與主要支撐件相同的方向上但在較大方位角下傾斜。因此,由次要支撐件170投射的陰影沿著接收器比由主要支撐件投射的陰影甚至更遠擴展。
主要支撐件160處于壓縮中。次要支撐件170處于張力下并且可以因此比主要支撐件薄。支撐件170可以具有例如約3100mm到約4100mm的長度和垂直于其長軸的例如約5mm到約20mm的厚度或直徑。支撐件170可以由鋼、其它金屬或任何其它適合的材料形成。此外,因為次要支撐件170處于張力下,其可以任選地是拉線(例如,張緊的鋼索)而非剛性支柱或梁。在所說明的實例中,接收器支撐件170由約3.7米長度的18毫米外徑鋼管形成。
在所說明的實例中,位于太陽能收集器100末端之間的位置處的所有接收器支撐件(即,所有主要支撐件160和所有次要支撐件170)如上文所描述在沿著旋轉軸的相同方向上傾斜。盡管所說明的實例顯示在沿著旋轉軸的相同方向上以相同方位角傾斜的所有主要支撐件,但對于不同主要支撐件,傾角(方位角)可以替代地不同。類似地,次要支撐件可以都以相同方位角在沿著旋轉軸的方向上傾斜,如所說明,或以不同方位角傾斜。另外,位于太陽能收集器100末端之間的位置處的一些或所有接收器支撐件可以與所說明不同定向,例如不沿著旋轉軸傾斜或朝向赤道傾斜。更一般地說,盡管上文剛才所描述的接收器支撐件配置可以是有利的,但還可以使用任何其它適合的接收器支撐件配置。
在所說明的實例中,相鄰模塊的接收器區段端對端剛性互連以形成接收器110,并且通過用鉸接支架將接收器支撐件150、160以及170附接到接收器110來適應接收器110的熱膨脹。現參看圖4A到4C,兩個重疊接收器區段110A和110B與實例連接器210剛性連接。連接器210包含頂面板210A、從頂面板向下彎折約90度的兩個側面板210B、各從側面板朝外彎折約90度成與頂面板定向平行的定向的兩個凸緣面板210C以及各從凸緣面板向下彎折約90度的兩個下側面板210D。在所說明的實例中連接器210由鋼片形成,但還可以使用任何其它適合的材料。
在所說明的實例中,接收器區段包括在其上表面中的平行于接收器長軸延伸的槽215。連接器210經配置并且放置成沿著接收器的上側延伸,重疊兩個相鄰接收器區段的末端,其中其凸緣面板210C中的螺栓通孔(未顯示)與接收器區段中的槽215對準,并且連接器的下側面板210D與槽215的外壁接觸或靠近所述外壁。連接器210通過插入 凸緣面板210C中的通孔中以接合螺母225的螺栓220附接到接收器區段,所述螺母通過槽上的上唇部保留在接收器區段的槽215中。但是替代地可以使用任何其它適合的緊固件或緊固方法。連接器210將相鄰接收器區段剛性維持為相對于彼此端對端。另外,連接器210中的多個90度彎折部使接收器區段之間的接頭剛性地抗彎折。盡管使用實例連接器210可以是有利的,但還可以使用適用于剛性互連接收器區段的任何其它連接器。
可以以任何適合的方式進行接收器區段之間的電互連。相鄰接收器區段之間的流體互連可以例如用和接收器區段末端中的與接收器區段中的冷卻劑通道連通的開口成一直線布置的連接器進行。現參看圖4B的末端視圖,在所說明的實例中接收器區段各包括延伸區段長度的兩個平行冷卻劑通道,并且接收器區段的端面包括各與冷卻劑通道中的一個連通的兩個開口230。現參看圖4C的平面圖,相鄰接收器區段中的對應冷卻劑通道與流體連接器235互連。流體連接器235是對稱的,兩個末端235A各被配置以與接收器區段末端中的開口配合。在安裝連接器的情況下,冷卻劑可以從一個接收器區段中的冷卻劑通道通過流體連接器235流動到另一接收器區段中的對應冷卻劑通道中。流體連接器235和接收器區段末端中的開口230之間的密封可以例如用常規柔性密封材料來促進。在所說明的實例中,開口230包含置于其周界周圍的密封材料240,但所述密封材料可以替代地或另外置于連接器235上。
與替代流體互連方案相比,使用所述直線流體互連可以有利地降低接收器區段之間的壓降并且降低成本。但是還可以使用以流體方式互連接收器區段的任何其它適合的方式。
如果接收器區段之間的互連是剛性的,那么所述互連不顯著適應在太陽能收集器的操作期間接收器的熱膨脹。在所說明的實例中,熱膨脹替代地被接收器和接收器支撐件之間的鉸接連接適應。這些鉸接連接可以朝外或朝內在接收器長軸的方向上樞轉以適應接收器長度的增加或減少。這一樞轉動作伴隨著接收器高度的不顯著變化,其不影響太陽能收集器的性能。
現參看圖5A和5B,位于接收器末端處的接收器支撐件150通過鉸接支架245附接到接收器,所述鉸接支架各包含附接到接收器支撐件150的頂部并且在接收器110上方投影的支臂250和樞轉地從支臂250懸吊下來并且樞轉地附接到接收器上表面上的連接器210的鉸鏈255。(在這種情況下,連接器210不定位以互連兩個接收器區段)。鉸鏈255可以圍繞在其上端的第一樞轉軸260并且圍繞在其下端的第二樞轉軸265擺動,兩個樞轉軸都垂直于接收器長軸定向,以適應接收器長度的變化。類似地,主要接收器支 撐件160和次要接收器支撐件170通過鉸接支架270附接到接收器,所述鉸接支架各包含上帽蓋部分275,接收器支撐件附接到所述上帽蓋部分,和樞轉地從帽蓋275懸吊下來并且樞轉地附接到接收器上表面上的連接器210的鉸鏈255。鉸鏈255可以圍繞在其上端的第一樞轉軸260并且圍繞在其下端的第二樞轉軸265擺動,兩個樞轉軸都垂直于接收器長軸定向,以適應接收器長度的變化。在所說明的實例中鉸鏈255、支臂250以及帽蓋部分275由鋼片形成,但還可以使用任何其它適合的材料。
盡管在所說明的實例中接收器區段剛性互連,但其可以是有利的但不必需。替代地可以使用柔性互連。替代地,一些接收區段對之間的互連可以是剛性的而其它接收器區段對之間的互連是柔性的。在接收器和接收器支撐件之間使用鉸接連接以適應剛性接收器的熱膨脹也可以是有利的,但不必需。
熱傳遞流體可以用泵(未顯示)循環通過接收器110。泵可以任選地安裝在旋轉支撐結構上(例如扭矩管上)以使得其固定在相對于接收器的位置,這可以促進泵和接收器之間的流體互連。但是這不必需。替代地泵可以位于任何其它適合的位置。熱傳遞流體電路可以包含膨脹箱(未顯示)以適應由熱傳遞流體溫度變化引起的電路中熱傳遞流體的體積的變化。膨脹箱可以安裝在旋轉支撐結構上(例如扭矩管上)或任何其它適合的位置中。
熱傳遞流體電路還可以任選地包括被動熱交換器、主動熱交換器(例如翅扇式熱交換器)或被動和主動熱交換器兩者,其在熱傳遞流體再循環通過接收器之前去除來自熱傳遞流體的熱。這些熱交換器可以例如被放置以使得在操作期間其被太陽能收集器遮蔽或至少部分遮蔽。熱交換器可以例如安裝在旋轉支撐結構上(例如扭矩管、橫向反射器支撐件和/或接收器支撐件上)。
現參看圖5A和圖6,在所說明的實例中已經在接收器110中加熱的熱傳遞流體通過流體歧管280離開接收器到管道285,穿過管道285到集管290A和290B,并且然后從集管通過被動熱交換器295流動到位于太陽能收集器另一端的泵。泵然后使熱傳遞流體再循環通過接收器。熱交換器295通過掛鉤300附接到橫向反射器支撐件140的底側。在這一位置,在太陽能收集器的操作期間熱交換器295被反射器120遮蔽。
在所說明的實例中,熱交換器295由鰭片鋁管形成,熱傳遞流體通過所述鰭片鋁管傳送。鰭片鋁管的內徑可以是例如約10mm到約35mm,通常約18mm。鰭片的高度可以是例如約8mm到約40mm,通常約15mm。鰭片管可以具有例如每英寸約3到約8個鰭片,通常約5個。適合的鰭片鋁管可以獲自例如中國浙江寧波的寧波盈路制冷設備有限公司(Ningbo Winroad Refrigeration Equipment Co.Ltd,Ningbo,Zhejiang,China)。這種鰭片管熱交換器可以放置在除如所說明以外或代替如所說明的任何其它適合的位置 中。
再次參看圖4A到4B,在所說明的實例中接收器包含任選的熱交換鰭片305,其平行于接收器長軸延伸。鰭片305促進熱傳遞流體在離開接收器之前的被動制冷。
用于冷卻熱傳遞流體的熱交換器可以將收集的熱排出到局部環境,對于上文所描述的鰭片管熱交換器295和接收器110上的鰭片305也是這樣。但是熱傳遞流體收集的熱可以具有商業價值。任選地,可以提供從熱傳遞流體提取的熱以被熱應用(如電力產生、熱驅動冷卻器的操作或加熱)使用。
如以上在圖1A到1C的描述中所述,反射器120由橫向反射器支撐件140支撐。現參看圖7A到7B,在所說明的實例太陽能收集器中橫向反射器支撐件140各包含樞軸接頭140A和兩個支臂140B,在樞軸接頭每一側上一個。樞軸接頭140A具有彎曲以順應扭矩管的圓柱形表面的大致半球形上邊緣。如圖7B中所示,每一支臂140B具有底部面板140C和兩個側壁140D和140E,其形成大致U形橫截面,其中側壁140D和140E具有不同高度。橫梁140F固定側壁140D和140E。再次參看圖7A,側壁140D和140E的上部邊緣具有拋物線或大致拋物線曲率。在組裝太陽能收集器中,這些上部邊緣將其曲率施加在其支撐的反射器120的部分上。樞軸接頭140A和支臂140B可以由例如鋼片形成。但是替代地可以使用任何其它適合的材料。支臂140B可以用螺栓或用任何其它適合的緊固件或緊固方法附接到樞軸接頭140A。
圖7A還顯示附接到橫向支撐件140的大致U形支架310。下文進一步描述的支架310用于將縱向反射器支撐件附接到橫向反射器支撐件。縱向反射器支撐件也如下所述。
橫向反射器支撐件140可以附接到扭矩管130,如圖8中所示。具有經成形以順應扭矩管的圓柱形表面的彎曲上邊緣的新月狀支架315沿著扭矩管表面邊緣焊接到扭矩管表面。螺栓或其它適合的緊固件穿過新月形支架315中的清晰孔(未顯示)并且通過樞軸接頭140A中的槽140G以將橫向反射器支撐件140附接到扭矩管130。舉例來說槽140G允許橫向反射器支撐件140的定向的大約+/-5度調整,其可以用于適應扭矩管130上新月形支架315的未對準。
還可以使用用于橫向反射器支撐件140的任何其它適合的配置和用于將橫向反射器支撐件附接到扭矩管的任何其它適合的方法。
扭矩管130可以是例如外徑是例如約100mm到約300mm,通常約200mm并且長度是例如約2.4米到約100米,通常約12米的鋼管。還可以使用用于扭矩管的任何其它適合的材料和尺寸。
如以上在圖1A到C和圖2A到2B的描述中所述,扭矩管130由柱135樞轉地支撐 并且從一端通過安裝在柱上的回轉驅動器200可旋轉地驅動。現參看圖9A到9C,回轉驅動器200安裝在柱317上并且包含驅動回轉齒輪325的電動機320。凸緣330附接到回轉齒輪的表面和扭矩管的末端以將扭矩管耦合到回轉驅動器。在其中回轉驅動器200放置在兩個成直線的太陽能收集器(例如,圖2A到2C)之間并且共同驅動所述太陽能收集器的變化形式中,兩個收集器的扭矩管可以通過單獨凸緣330耦合到回轉驅動器的相對面。回轉驅動器200可以是例如可購自中國江蘇江陰市的江陰華方新能源高科設備有限公司(H-Fang)(Jiangyin Huafang New Energy Hi-Tech Equipment Co.,Ltd.,Jiangyin City,Jiangsu,China)的VE9A型回轉驅動器。盡管所說明的回轉驅動器布置可以是有利的,但替代地可以使用任何其它適合的驅動器布置。
除由安裝在柱上的回轉驅動器200驅動并且部分支撐以外,扭矩管130由安裝在柱上的軸承樞轉地支撐。現參看圖10A到10C,在每一支撐柱135處,扭矩管穿過由安裝在柱135上的軸承座335支撐的軸承(未顯示)。軸承座帽蓋340用螺栓栓或者緊固到軸承座335以將軸承保留在位置上。通過這一布置,具有附接軸承座335的柱135可以放置在所需位置,扭矩管130然后可以放置在其中其軸承放在軸承座335中的位置,并且然后可以附接軸承座帽蓋340以將扭矩管固定在適當的位置。
軸承座335和軸承座帽蓋340可以由例如鑄鋼或機器加工鋼形成。還可以使用任何其它適合的材料。任何適合材料的任何適合軸承可以用于剛才描述的布置。
柱135可以沿著扭矩管130以例如約2.4米到約12米,通常約5.5米的間隔放置。在所說明的實例中,柱135是工字鋼梁(steel I-beam),但還可以使用可以附接軸承座335的任何適合的柱配置。在柱配置的選擇中這種靈活性允許柱135適合于土壤條件。舉例來說,柱135可以是被擊打的柱或可以適合于插入混凝土地基中或附接到混凝土地基。
再次參看圖10A到10C,在所說明的實例中軸承座335包含位于收集器的旋轉軸以下的較窄頸部345。現參看圖11,頸部345為位于反射器120下方的縱向反射器支撐件提供額外空隙,允許反射器120與在軸承座335不包括頸部345的情況下相比在兩個旋轉方向上在較大角度范圍內旋轉。
盡管剛才描述的用于扭矩管130的安裝在柱上的布置可以是有利的,但還可以使用任何其它適合的安裝布置。
如上所述,在所說明的實例中每一模塊中的反射器區段包含四個反射器-面板組合件180,盡管還可以使用任何其它適合數目的反射器-面板組合件。現參看圖12A到12D,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板350上的多個線性延伸反射元件190。如果不向其施加外力,那么柔性面板350維持扁平配置(圖12C),但可以通過反射器支 撐件施加到反射器-面板組合件的力折曲以呈現反射器120所需的彎曲(例如,拋物線或大致拋物線)形狀。相鄰反射元件190之間的間隙355(圖12D)被標定尺寸例如以提供允許面板350彎折成所需彎曲輪廓而在相鄰反射元件之間不存在接觸的空隙。面板350可以主要地沿著對應于間隙355的區域彎折,并且可以任選地通過劃痕或開槽沿著那些區域減弱例如以進一步促進彎折。面板350可以由例如鋼片形成并且當扁平時其可以具有垂直于反射元件190的長軸的例如約300mm到約1500mm,通常約675mm的寬度,和平行于反射元件190的長軸的例如約600mm到約3700mm,通常約2440mm的長度。任何其它適合的材料、尺寸以及配置也可以用于面板350。
線性延伸反射元件190可以用例如涂布每一反射元件190的整個背面的粘結劑附接到柔性面板350。粘結劑涂層可以例如直接涂覆到位于反射元件190的背面上的反射(例如,銀和/或銅)層或涂覆到反射層上的保護層。在所述變化形式中,除將反射元件附接到面板以外,粘結劑層可以使反射層免受腐蝕。使用所述保護性粘結劑層可以有利地減少將其它保護性涂層(如漆層)涂覆到反射層的背面的任何需要。粘結劑可以是例如噴涂粘結劑,如可購自3M公司的3MTM 94CA噴霧粘結劑。粘結劑層的厚度可以是例如約0.05mm到約0.5mm,通常約0.2mm。噴涂粘結劑可以優選地僅僅涂覆到反射元件的背面,或僅僅涂覆到附接反射元件的柔性面板350的頂面,而非同時涂覆到反射元件的背面和柔性面板的頂面。替代地,噴涂粘結劑可以涂覆到柔性面板的頂面和反射元件的背面兩者,但這可能增加工序、復雜性以及費用。還可以使用任何其它適合的粘結劑、任何適合的緊固件或任何其它適合的緊固方法來將反射元件190附接到面板350。
再次參看圖12A到12D,每一反射器-面板組合件180還包含附接到面板350的底側并且平行于反射元件190的長軸延伸的多個縱向反射器支撐件360。如下文更詳細地描述,在組裝太陽能收集器100中縱向反射器支撐件360垂直于橫向反射器支撐件140定向并且附接到所述橫向反射器支撐件。縱向反射器支撐件360從而沿著收集器的旋轉軸向反射器-面板組合件180,并且因此向反射器120提供強度和剛度。
現特定參看圖12D,在所說明的實例中每一縱向反射器支撐件360由鋼片形成為凹槽狀配置,其具有由平行側壁360A和360B界定的橫截面、垂直于側壁360B定向的底部面板360C以及與底部面板360C和側壁360A形成鈍角的傾斜底壁360D。如所說明的傾斜底壁360D允許最接近扭矩管定位的縱向反射器支撐件360更好地適應由軸承座335的頸區345產生的空隙,如圖11中所示。每一縱向反射器支撐件360還包含從側壁360A和360B朝外垂直延伸的凸緣面板360E。在所說明的實例中,縱向反射器支撐件360的凸緣面板360E用鉚釘365附接到柔性面板350。還可以使用任何其它適合的緊固 件、任何適合的粘結劑或任何其它適合的緊固方法來將縱向反射器支撐件360附接到柔性面板350。縱向反射器支撐件360可以用如圖12E中所示的互搭接頭附接到柔性面板350,例如其中柔性面板350的一部分和縱向反射器凸緣面板360E的一部分重疊并且然后形成為機械地互鎖。所述互搭接頭可以用例如常規金屬片互搭工具形成。
為了促進在反射元件190之間的間隙355處的柔性面板350的彎折,每一縱向反射器支撐件360可以經布置以位于單個反射元件190之下,如圖12D中所示。替代地,縱向反射器支撐件360可以經布置以橋接反射元件190之間的間隙355。
縱向反射器支撐件360的長度可以是例如約600mm到約3700mm,通常約2375mm,深度(面板350到底壁360C)是例如約25mm到約150mm,通常約50mm,并且寬度(壁360A到壁360B)是例如約25mm到約150mm,通常約75mm。還可以使用用于縱向反射器支撐件360的任何其它適合的材料、尺寸以及配置。
在所說明的實例中每一反射器-面板組合件180附接到一對相鄰橫向反射器支撐件140并且在其末端處由所述橫向反射器支撐件支撐從而形成跨越單個反射器區段的一部分反射器120。用于實現此的適合方法和配置可以包括例如2012年9月14日提交的標題是“太陽能收集器(Solar Energy Collector)”的美國專利申請第13/619,881號、2012年9月14日提交的標題也是“太陽能收集器”的美國專利申請第13/619,952號、2012年10月2日提交的標題也是“太陽能收集器”的美國專利申請第13/633,307號以及2012年10月12日提交的標題也是“太陽能收集器”的美國專利申請第13/651,246號中公開的那些,所有所述專利申請都以全文引用的方式并入本文中。還可以使用任何其它適合的方法或布置。
如圖13A到13B中所示,在所說明的實例中每一反射器-面板組合件的柔性面板350的相對端由橫向反射器支撐件140的側壁140D的彎曲邊緣或側壁140E(也參見圖7B)的彎曲邊緣支撐。在柔性面板350下面的縱向反射器支撐件360附接到橫向反射器支撐件140上的支架310。如此附接,縱向反射器支撐件360和支架310抵靠著橫向反射器支撐件140的側壁140D和140E的彎曲支撐邊緣牽拉柔性面板350的末端,迫使柔性面板350順應那些支撐邊緣的形狀并且從而使反射元件190在柔性面板350上定向以形成具有所需曲率的反射器。如圖13B中所示,位于太陽能收集器100中的中間位置處的每一橫向反射器支撐件140支撐兩個相鄰反射器區段的反射器-面板組合件。位于太陽能收集器100的末端處的橫向反射器支撐件必要地僅僅支撐一個反射器區段的反射器-面板組合件。
可以用任何適合的緊固件、粘結劑或其它緊固方法將縱向反射器支撐件360附接到 支架310。如在所說明的實例中,下文進一步論述,縱向反射器支撐件360可以通過支撐件360和支架310上的任何適合的互補互鎖特征的接合扣到支架310。互補互鎖特征中的一者或兩者可以經配置以具有足夠彈性來折曲以允許支撐件360安裝在支架310中并且然后提供將互補特征保留在互鎖配置中的復原力。適合的互補互鎖特征可以包括例如凸塊和槽、鉤和槽、突出物和凹口以及彈簧夾和槽。
現參看圖14A到14B,在所說明的實例中每一支架310包含將通過緊固件開口310B附接到橫向反射器支撐件的背壁310A,附接到背壁310A的相對側并且從背壁310A朝外垂直定向的側壁310C,附接到背壁310A和側壁310C并且垂直于背壁310A和側壁310C定向的底壁310D,以及各靠近對應側壁310C并且朝向對應側壁310C傾斜的附接到底壁310的彈性彈簧夾310E。每一彈簧夾310E具有朝向最接近的側壁310C朝外突出的三角形突出物310F。
再次參看圖13A到13B以及圖14A到14B,每一縱向反射器支撐件360的末端包含底槽360F和側槽360G。在縱向反射器支撐件360搭扣附接到支架310期間,支架上的彈簧夾310E通過縱向支撐件360的底槽360F插入直到彈簧夾上的突出物310F突出通過縱向支撐件上的側槽360G并且接合側槽360G以將縱向支撐件保留在支架中。在這一過程中,彈簧夾310E通過與縱向支撐件側壁360A和360B的內表面接觸從其平衡位置最初偏轉,然后當彈簧夾突出物310F快速穿過側槽360G時回到其平衡位置。在后一配置中,三角形突出物310F的底表面接合側槽360G的下邊緣,互鎖支架和縱向支撐件。
圖15A顯示如剛才所描述附接到橫向反射器支撐件的兩個反射器-面板組合件180。在所說明的實例中,側槽360G沿著縱向支撐件360延伸比支架彈簧夾突出物310F的接合寬度長的距離。這允許彈簧夾沿著側槽移動以適應例如支架310或縱向支撐件360的未對準。
支架310可以例如由模制塑料、鋼片或任何其它適合的材料形成。盡管剛才所描述的所說明搭扣配置可以是有利的,但還可以使用用于支架310的任何其它適合的配置。另外,不必需使用支架310。如上所述,可以使用將反射器-面板組合件180附接到橫向支撐件140的任何適合的方法。
沿著旋轉軸成一直線布置并且端對端附接到共用橫向反射器支撐件140的兩個共面反射器-面板組合件一般通過較小間隙隔開以適應收集器的熱誘導的膨脹和收縮并且以提供機械設計公差。反射器-面板組合件之間的間隙不反射光并且因此在反射器上相當于陰影,其可以通過反射器投影到接收器上。類似于如上文關于由接收器支撐件投射的陰 影所描述,接收器上的由間隙產生的陰影可能使接收器上的太陽電池的性能降低。
現參看圖15A到15C,在所說明的實例中兩個反射器-面板組合件沿著旋轉軸成一直線布置并且附接到共用橫向反射器支撐件140,其中其相鄰末端沿著反射器的光軸彼此垂直偏移,而非共面。由于反射器-面板組合件的相鄰末端由具有不同高度的橫向反射器支撐件側壁140D和140E支撐,所以出現所述相鄰末端的垂直偏移。這種垂直偏移允許反射器-面板組合件的相鄰末端較近地放置在一起或甚至重疊,如圖15B到15C中所示,而無相鄰反射器-面板組合件之間的機械干擾的風險。通常,下部反射器-面板組合件末端放置在上部反射器-面板組合件末端下方。
在所說明的實例中,每一反射器-面板組合件在一端由一個橫向反射器支撐件140的高側壁140D支撐,并且在另一端由另一橫向反射器支撐件140的短側壁140E支撐,其中反射器-面板組合件的相鄰末端垂直偏移而非共面。如圖15B中所示,例如反射器-面板組合件可以以其中所有反射器-面板組合件在相同方向上傾斜并且反射器-面板組合件的相鄰末端垂直偏移并且任選地以與屋頂疊瓦類似的圖案重疊的重復圖案布置。通常,反射器經定向以使得每一反射器-面板組合件的較高端比其較低端更靠近赤道。
如果反射元件190是前表面反射器,那么在剛才所描述的偏移反射器-面板幾何結構中,平行光線370A和370B(圖15B到15C)可以從相鄰反射器-面板組合件的末端反射,不管天空中太陽的位置,光線之間無間隙。如果替代地反射元件190是后表面反射器,那么平行光線370A和370B可以從相鄰反射器-面板組合件的末端反射,由上部反射器-面板組合件的側邊產生的間隙375阻擋從下部反射器-面板組合件反射。當太陽位于反射器正上方時,間隙375的寬度是0。如果反射器經定向以使得每一反射器-面板組合件的較高端比其較低端更靠近赤道,那么對于其它太陽位置,間隙375的寬度僅僅取決于太陽位置和后表面反射器上的上部透明層(例如玻璃)的厚度。可以因此通過使反射器上的透明層的厚度最小化來使間隙375的寬度最小化。如果反射器-面板組合件共面而非具有垂直偏移末端,那么間隙375將包括來自物理間隙,沿著旋轉軸,在反射器-面板組合件的末端之間的份額(contribution),以及來自一個反射器的側邊的阻擋從相鄰反射器反射的份額。因此,在所說明的實例中間隙375可以有利地比在共面反射器-面板組合件的情況下小。
由反射器-面板組合件之間的間隙引起的接收器的不均勻照明還可以通過使反射器-面板組合件的末端成形以將反射光擴展成將另外是由間隙產生的接收器上的陰影來減少或消除。舉例來說,另外共面反射器-面板組合件的末端可以向下(遠離入射光)彎曲或彎折,以使得光線以交叉方式從相鄰反射器-面板組合件的末端向接收器反射,使來自間 隙的陰影模糊。
重力可能使反射器-面板組合件180在其支撐橫向反射器支撐件140之間下垂,并且從而致使每一反射器-面板組合件呈現沿著收集器的旋轉軸的略微凹曲率,使反射器120的形狀變形。反射器沿著其長軸的所得周期凹曲率可能使接收器的照明沿著其長軸較不均勻并且因此降低接收器中的太陽電池產生電的效率。現參看圖16,反射器-面板組合件下垂的趨勢可以通過使用在其未附接到柔性面板350的自由狀態中“預彎折”以具有向上略微凸曲率的縱向反射器支撐件360來抵消。在圖16中,通過比較縱向支撐件360的弧形下表面與相鄰參考虛直線390來顯示這一曲率。選擇縱向反射器支撐件360的這一曲率以具有補償當反射器-面板組合件附接到收集器時由重力所引起的下垂的形狀。也就是說,對于這些預彎折縱向反射器支撐件360(和因此預彎折反射器-面板組合件180),當其附接到收集器時由重力所引起的下垂將反射器-面板組合件拉成沿著收集器的長軸的扁平配置而非凹曲率。(反射器-面板組合件的橫向聚集曲率不受顯著影響)。沿著長軸的這種扁平配置產生接收器沿著其長軸的更均勻照明,改善收集器的性能。
重力對反射器-面板組合件的形狀的影響可以取決于收集器的定向并且可以例如對于與在太陽正午、清晨或傍晚時的操作對應的定向而不同。抵消下垂必需的“預彎折”可以因此也取決于收集器的定向。在這些情況下,可以優選地選擇“預彎折”以消除在太陽正午時的下垂。
所述預彎折縱向反射器支撐件360和反射器-面板組合件180可以用于上文所描述的聚光太陽能收集器變化形式中的任一者。
本發明是說明性的而非限制性的。所屬領域的技術人員根據本發明將顯而易知其它修改,并且所述其它修改打算處于所附權利要求書的范圍內。

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