CN101010545A - 太阳能收集系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能收集系统，包括：太阳能接收器(160)；以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中所述太阳能导向系统包括一组镜子(105)，各个镜子(105)具有可移动的轴且包括多个面，以及其中各个镜子(105)的面被构造以导向入射的阳光，以在所述镜子轴指向所述接收器(160)时使阳光大致上聚焦在所述接收器(160)处。一种光电器件，包括光接收表面和用于从该器件传送电能的第一及第二电极，该器件具有至少一个光电流电接触件，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道(1000)；以及其中所述大电流电接触件包括与所述多个导电轨道(1000)交叉的至少一个金属导体。

Description

太阳能收集系统

技术领域

本发明涉及太阳能收集系统，尤其涉及会聚直接阳光、然后收集辐射能的系统。本发明尤其用于向建筑物和工业过程提供热能和电能的具体应用。

本发明进一步涉及光电器件及涉及用于这种器件的电接触件，以及涉及制造这种电接触件的方法。所述器件尤其适用于高能通量时的使用，例如在太阳能集热器中的应用。

背景技术

太阳能收集系统已经被用作无需燃烧燃料或利用地球核能而提供热能或电能的装置。直到现在，它们通过从阳光的能量中生成热而工作，或者它们使用光电效应而利用阳光，以无需作为过渡步骤的热生成而发电。

尽管，在降低这种系统的成本和延长这种系统的寿命上已经取得相当大的进展，但是除了非常少的应用之外它们仍然达不到提供经济回报的点。

这种成本效率缺乏的原因取决于系统的类型。光电系统、制造电池(cell)所必需的能源、装备的复杂度及生产率导致对于每个电池所能产生的电能来说过于昂贵的产品。

对于热系统，原则性问题在于：制造太阳能收集器的给定收集面积所必需的材料量简直太大，以致不能获得商业回报。如果材料的量被减少，则结果是：系统太脆弱以致于不能承受作用在其上的环境作用力。

典型地，这些力为阵风、来自于被强风卷起的下落物体的撞击、闪电、冰雹，来自于紫外线的侵蚀和损害。

原理上，如果使用较轻且需要较少数量的普通工程材料的太阳能收集系统实现在给定面积上会聚和收集的功能，同时提供对环境作用力的弹性，并通过几倍于地球表面上的强度的会聚太阳光照射电池且收集由电池吸收的热量，从而提高各个光电池的功率输出，则成本效率问题可以被解决。此外，收集效率应当保持较高，使得相比于目前系统基本上不增加用于给定能量收集所需的面积。

在US 2004/0074490和WO2004/029521中以及Solar Focus有限责任公司(同样参见US 6,276,359)、Solarmundo和Power-Spar的网站上可以找到相关背景技术。

发明内容

本发明各方面目的在于解决上述问题和提供一种太阳能收集系统，该太阳能收集系统能够被用于产生热能和光电能。

太阳能收集

依据本发明的第一方面，提供一种太阳能收集系统，该太阳能收集系统包括：太阳能接收器；以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中所述太阳能导向系统包括一组镜子，各个镜子具有可移动的轴且包括多个面，以及其中各个镜子的面被构造以导向入射的阳光，以使入射阳光在所述镜子轴被指向所述接收器时大致上聚焦在所述接收器处。

在相关方面，本发明提供一种太阳能收集系统，包括：太阳能接收器；以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中所述太阳能导向系统包括一组镜子组件，各个镜子组件具有可移动的轴且包括多个镜子部件，以及其中各个镜子部件被构造以使在各个镜子轴被大致上指向所述接收器时，存在基准方向，从该基准方向入射的大致平行的光基本上被聚焦在所述接收器上。

使用镜子的常规方法是设定其角度，以使其(垂直)轴平分入射和反射光线之间的角度。然而，研究表明：在具有分布式镜子的太阳能收集系统中，当太阳角度改变时，这样镜子中改变的倾斜角(太阳运动角度的一半)产生两种类型的变形(在后面将详细描述)。这种变形的效果是移动和扩展聚焦区域。然而，申请人已经发现，通过将各个镜子的轴大致上导向太阳能接收器，基本上可以减少这种变形(以及导致的能量效率的损耗)。然而，在这种情形中不能使用常规镜子，因为入射和反射光线相对镜子表面的法线(其在常规镜子中限定镜子轴)具有相等角度。然而，申请人进一步认识到，通过由多个镜子部件或面制造镜子，因制造便易和低廉的原因而优选其是平面形的，入射的偏轴光可有效地被聚焦以使其在轴上。这允许一种镜子结构，在该结构中该镜子(即，该系统中的任一镜子)中的面处于与太阳能接收器基本上相等的距离，至少在该系统被构造用于对从基准方向入射的光线聚焦时。这种“大致上相等的距离”的标准有效地优化该系统的聚焦，以使例如当镜子倾斜时，进行调整以基本上减少或最小化来自不同于这种基准方向的方向的光线的变形(散焦)。因此，可以限定镜子轴，以使轴上的点符合这种“大致上相等距离”的标准。另外或可替换地，该轴可以基本上垂直于由该面或更具体体地该面的支撑件所限定的平面。因此，该镜子轴可以考虑为机械轴的形式，优选大致上通过该镜子的机械中心且大致上垂直于面的支撑件。

该镜子优选被构造以倾斜，特别是围绕纵轴旋转，以适应白天太阳视在高度的改变。秋天，基准方向因此优选对应于在垂直方向中太阳行程的中点，在围绕纵向通路旋转该镜子的实施例中，在垂直于这个纵向通路的方向观察。在这个实施例中，当太阳升起和下落时，该镜子被旋转以将“图像”保持在太阳能接收器上(尽管通常存在图像的一些左右运动)。在实施例中，以太阳视在运动的一半速度倾斜(或旋转)该镜子，与常规系统不一样，所有镜子被以基本上相同速度旋转。该镜子系统的前述构造减少或最小化在这种镜子旋转期间的变形/散焦。

如前所述，优选镜子的所有面基本上处于距离太阳能接收器的相同距离处。换言之，优选(可移动)镜子轴为这样的方向(朝向接收器)，围绕该方向，各个面距离接收器被布置在基本上相等的距离处。实践中，由于在实际系统中平面和弧之间的差异通常仅仅是几毫米和很小或不太明显，所以通过将镜子面定位在大致相同的平面中，这种“相等距离”需求可被有效地满足。因此，优选地，为了制造的便利和便易，镜子的面被安装在公共平面中，例如在支撑吊架上(例如，限定公共平面的各面的中心或支撑件)。在这种结构中，镜子轴大致上垂直于这个平面。

在具有大致平面镜子的上述结构中，优选实施例具有纵向延伸的镜子，其类似于圆柱形镜子，大致上仅仅聚焦在一个方向，也就是在接收器处提供线或条带聚焦。在这种结构中，接收器平行于纵向镜子轴，以及镜子被安装以围绕同样平行于接收器的各个轴旋转。便利地，可以使用任意常规机械安装机构；由于优选所有镜子以相同速度旋转则可以使用简单的驱动结构，例如包括链接至公共臂的一组相等长度的曲柄。

在另一方面，本发明提供一种太阳能收集系统，包括：多个镜子组件，每个具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件中的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及多个镜子组件支撑件，每个被构造以为各个镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致上互相平行；以及其中所述镜子组件被构造以将入射的平行光形成基本上平行于所述纵向方向的条带聚焦。

在相关方面，本发明提供一种太阳能收集系统，包括：多个镜子组件，每个具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件中的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及多个镜子组件支撑件，每个被构造以为各镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致上互相平行；以及其中所述各镜子组件被构造，用于以大致相同的速度同步旋转。

依据本发明的另一方面，提供一种太阳能收集系统，包括：太阳能接收器；以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中所述太阳能导向系统包括一套菲涅耳镜子，每个所述镜子包括多个镜子面，每个面以相对于基准方向的角度被定位，以使来自所述基准方向的入射光线被反射向所述太阳能接收器；以及其中至少一些菲涅耳镜子被构造为偏轴镜子，以使入射的平行偏轴射线被聚焦在轴上。

上述系统的实施例能够使制造相对低廉和容易，以组装相当刚硬(具有低弯曲力矩)的结构，以更好地抵挡风力载荷。另外，在实施例中，太阳能导向系统的实际高度可以是相对低的，从而提供低的对风的抵抗力。

优选地，各个镜子面具有大致平面形的反射面，优选地各个镜子面被定位，以使来自基准方向的入射光线被指向太阳能接收器。因平面反射器是相当低廉的，平坦反射平面的使用便于太阳能接收器的能量接收部分的更均匀照亮，例如与弯曲面相比较，该弯曲面将趋于将光线聚焦在接收器上的点处。当太阳对着小角度(近似半度)且来自太阳的光线实际上平行时，面的大小和方位可限定在接收器上光强度的大致矩形(或更适当的梯形)分布。优选地，因此，镜子面具有下述尺寸，以使反射的入射光线大致均匀地分布在不超过太阳能接收器的能量收集部分的部分上，至少对于沿基准方向的入射光线。

优选地，镜子是可移动的，以及更具体地围绕轴是可转动的，如下所述的纵轴。可以提供致动器以同步旋转各镜子，所有镜子转动相同角度；该组镜子的旋转优选是协调的，以使它们一起补偿太阳的移动。为了减少能量的消耗，合适的致动器可以包括棘齿和棘爪驱动。

因此，在另一方面，本发明提供一种致动器，该致动器包括轮，优选带齿的，和一组围绕该轮定位的棘爪，每个棘爪将轮转动通过整圈的一部分。可以顺序操作棘爪，以向前或向后推动该轮；通过齿条和小齿轮结构，可以将这个旋转运动转换为线性运动。然后，这可以被采用以驱动镜子。

在优选实施例中，各个镜子在纵向方向上延伸，以使阳光被导向成在太阳能接收器处的线或条带，该接收器沿这条线的方向纵向延伸。镜子可以具有5∶1、10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1或更大的纵横比。镜子优选围绕纵轴是可转动的。在二分点(在接近赤道的回归线中)处，太阳在全天中具有针对上述基准方向的大致恒定的角度，并且因此镜子的角度不必被改变。然而，在实施例中，没有规定垂直于该纵向方向的旋转，以使阳光被指向的线随着白天的推移移动通过太阳能接收器中的能量收集部分，通常与所述能量收集部分交叠，而不是与能量收集部分重合。然而，在夏天或冬天中，太阳的高度角将随白天推移而改变，进而镜子因此优选围绕其纵轴旋转，以补偿这种改变。

在优选实施例中，镜子可被旋转以大致上倒置反射面(其通常指向上)，以使其指向下，对天空呈现镜子的背面。这个背面优选具有防护物，诸如网孔，以提供天气防护，特别是对于冰雹。响应于来自传感器的信号可以执行镜子的倒置，该传感器例如可以包括麦克风或加速度计。

因此，在另一方面，提供一种太阳能收集系统，其包括一组镜子和相关防护物和天气特加是冰雹传感器，该系统被构造以响应来自传感器的指示恶劣天气的信号，展开防护物以保护镜子。在实施例中，在各个镜子的背面提供防护物，以及响应来自传感器的信号，该镜子被移动以将防护物暴露于天气例如雹块，以保护镜子的反射面。

在该系统的优选实施例中，该组镜子包括两至十个镜子，优选四至六或八个镜子。在实施例，各个镜子可以构造有两至二十个面，优选两至十个面，更优选地四至六或八个面。为方便起见，镜子可被定位在大致公共平面中，例如地面或建筑物的屋顶。

基准方向优选被限定大致上与该系统的安装方位相同；这可以是可调整的。在优选实施例中，太阳能接收器被安装，以使它通常向下指向镜子，因为以这种方式，它不易变脏。

该系统可以被用于提供热或电能，或二者。在给定工作温度下，因每单位长度(纵向方向构造)的热损耗是大致恒定的，因此被用于供给加热时，作为均衡，这些损耗可以通过增加每单位长度的有效太阳能收集面积而被减少。

因此在另一方面，本发明提供一种太阳能收集系统，该太阳能收集系统包括太阳能接收器，其被构造用于加热和电力用途，以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器上；其中所述太阳能导向系统包括一组镜子，每个以相对于(预定)基准方向的角度被定位，以使来自基准方向的入射光线被反射向所述太阳能接收器；其中各个所述镜子纵向方向延伸，以使所述阳光被导向成在所述太阳能接收器处的条带，以及其中所述接收器沿所述条带方向纵向地延伸；所述一组镜子被作为整体，提供具有大于5∶1的纵宽比的反射表面。

在测量纵横比中，镜子的反射部分(除镜子之间的间隔)被测量。在优选实施例中，反射面在纵向方向上延伸至少10或12米，在横向上延伸至少1米，更优选1.5米、2米或更多。

对适合纵横比的选择有利于被构造以至少提供加热的系统的操作，例如使用譬如水(蒸汽)之类的热传递流体。在实施例中，这种流体被加热至接近在大气压力所确定的该流体的沸点，例如大于90℃，对于水更优选为95℃。然后，这种流体特别适合用在空气调节系统中，例如依赖于蒸发的潜热提供制冷的类型。

因此，在另一方面，提供一种太阳能收集系统，该太阳能收集系统包括：太阳能接收器，其被构造用于加热和电力用途，以及太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器上；以及其中所述接收器包含光电器件和用于热传递流体的导体，以及其中所述能量收集系统被构造以使在工作中所述热传递流体被加热至接近在大气压力下所确定的该流体的沸点。

在一些可能的应用中，多于一半的建筑物能量消耗是用于空气调节和照明，因此，诸如上述的太阳能收集系统可被安装在屋顶上，以通过镜子间的间隙提供漫射日光，用于照亮建筑物同时基本上减少或消除不想要的直射阳光。

因此，本发明另外提供一种具有太阳能收集系统的建筑物，其包括被构造用于加热和电力用途的太阳能接收器，其中该系统被安装在建筑物的屋顶上，以使该建筑物的至少一部分由通过所述一组镜子中的各个镜子之间的间接阳光被照射。

在下面更详细地描述的本发明的其他方面如下：

一种能量收集系统，包括：

-基本上平坦的光能量吸收表面，以及

-至少一个基本上平坦的光反射表面，其与该吸收表面合作将光反射在吸收表面上，特征在于，吸收表面和反射表面被定位，以使得当太阳处于等于其最大标高行程(altitudinal transverse)的一半高度时反射表面的法线与吸收表面的主轴相交。

光反射部件，其包括：

-至少一个基本上平坦的光反射表面，和

-支承反射表面的支架，该支架围绕平行于反射表面的至少一个轴是可旋转的。

光反射部件，其包括：

-支承多个反射表面的支架，该支架围绕平行于反射表面的至少一个轴是可旋转的，以及

-多个纵向的基本上平坦的的光反射表面，其中由支架支承的反射面的对称纵轴处于单个平面内。

用于支承反射表面的多个支架的驱动机构，其包括：

-中心驱动轮，和

-连接到中心驱动轮的多个传动部件，各个传动部件分别被连接至支架之一。

用于驱动支承反射表面的多个支架的方法。

能量收集系统，其包括至少一个热能收集器和至少一个光电能量收集器的组合。

多个光电能量收集器的组件，其中收集器的连接器被编成辫状。

形成多个单独焊点的方法。

光电能量收集器的格栅在各个收集器之间的间距为0.8-1.4mm。

光电器件

常规的硅光电器件典型地包括硅平板，在该硅平板内形成半导体连接。导电背板典型地由铝形成。在光接收表面上，使用包括多个导电轨道(有时称为固定条)的电极，以使这个表面不被遮蔽(obscured)。这些导电轨道可以包括例如加载有银的玻璃原料。经常将有限数量的相似导电轨道设置在铝背板上，用于增加导电率。半导体可以包括非晶形、微晶、多晶(毫米尺寸的晶体)或单晶硅和/或一些其它材料，例如砷化镓。

太阳光会聚器是一种太阳能收集系统，其以大于落在收集系统上的通量将阳光提供给接收器。在地球表面处在25℃下通过一个半大气的厚度的太阳通量(45°入射角)通常被作为1KW/m²；这里，我们尤其关注提供2∶1会聚的系统，更具体地提供5或更多倍会聚的系统，例如以7或8KW/m²操作。在这种通量下，硅基光电器件将会产生大约0.4伏、至多30安培，进而可以理解的是，保持与器件的连接部分的阻抗为低是非常重要的，以便在器件的连接部分中不损耗显著数量的功率。这个问题在使用相当大面积的光电器件的地方被加剧，例如侧面超过10cm的。

在太阳光会聚中与光电器件的使用相关的另一问题涉及发生的对该器件的加热。这引起硅的热膨胀，可能腐蚀电连接部分，降低效率和可能破坏该器件。

工作在至多100KW/m²下的用于非常高功率的光电器件的结构从WO02/15282可知，这在该器件的表面采用了一系列激光切割沟道，使用铜来填充，以传导来自该器件的电能。然而，这种结构是制造非常昂贵的且要求专业工厂。

依据本发明的一方面，因此提供一种光电器件，其包括光接收表面和用于从该器件传送电能的第一及第二电极，该器件具有至少一个大电流电接触件，所述第一及第二电极中的至少之一包括多个导电轨道；以及其中所述大电流接触件包括至少一个金属导体，该金属导体与所述多个轨道相交叉且在各自交叉点处被连接至各个轨道，所述金属导体被构造以允许所述交叉点之间间隔的增加。

在一个实施例中，金属导体包括预压缩辫状物，优选铜辫状物。金属导体还优选在交叉点之间是环状的，这样，该器件的热膨胀不会造成金属导体至导电轨道之一的连接不适当的中断。

优选地，导体被焊接至各个轨道，使用与轨道材料相匹配的焊料，例如用于加载有银的轨道的加载有银的焊料。在下面进一步描述的用于将导体连接的制造过程中，在交叉点预先对轨道加载有焊料点，然后，该焊料被熔化成辫状物，例如，使用电加热。

在本发明的实施例中，不必将轨道镶嵌入器件表面切割的通道内，取而代之，如在低功率器件中轨道可以简单地叠加至该器件的表面(其可以是内表面)。

优选地，提供用于至少上部电极(在光接收表面上)的多个大电流电接触件，用于增加导电性；它们优选地以一定间距跨该器件表面间隔开。在优选实施例中，还提供类似的大电流导体，用于该器件背面上的轨道。

在常规光电器件中，导电轨道或固定条被相当宽地隔开。然而，在高入射阳光通量和因此产生的大电流下，跨半导体从两轨道间的位置至轨道中之一或另一个的电压降成为潜在功率损耗的重大来源。理论上可以显示：这个电压降与半导体材料的阻抗、会聚系数(例如，对于2倍阳光会聚为2)成比例，以及与相邻导电轨道间的间隔的平方成比例。在优选实施例中，因此，这个距离被减少(成比例下降)会聚系数的负平方根-例如平分会聚系数4。

因此，在另一方面，本发明提供一种具有包括多个导电轨道的至少一个电极的光电器件，用于具有预定会聚系数的太阳会聚器中，在其中轨道的间隔基本上等于或小于根据会聚系数的平方根而确定的值。

在优选实施例中，适合在下面描述的系统，该导电轨道具有小于2mm、小于1.5mm或小于1mm的间隔。

因此在另一方面，本发明提供一种光电器件，其包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述轨道具有小于2mm的间隔，更优选少于1.5mm或1mm。

本发明进一步提供一种太阳能收集系统，其包括光电器件、将收集的太阳能会聚在所述器件上的装置以及用于所述器件的冷却装置，所述光电器件包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述轨道叠加在所述器件的表面。

在优选结构中，上述光电器件可以被使用以与制冷系统相结合，例如用于传送热传递流体的多个流体通道。这种制冷系统优选被构造以提供热量，用于与光电器件产生的电能相结合使用中或与其分开使用。

本发明进一步提供一种将电接触件连接至光电器件的方法，该光电器件包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，该方法包括：对所述多个轨道在将要连接所述接触件的点处应用焊料；将所述电接触件放置在一个或多个所述连接点的附近；以及加热所述一个或多个连接点以将所述焊料熔化和将所述接触件连接在所述连接点处。

优选地，电接触件包括例如金属的辫状物(braid)，具体地为铜辫状物。然而，这种材料为良好的芯(goodwick)，以使其优点为在辫状物将被连接的地方对导电轨道预先施加焊料。钎焊尤其有益处的：仅仅物理接触趋于产生较少的导电性，如铝一或加载银的环氧黏合剂，以及熔化焊(welding)趋于破坏该轨道和基础材料。

在该方法的具体优选实施例中，例如被封装在铜管内的碳铅笔的碳电极被依序放置在一个连接点上(在一系列连接点上平行)，进而电流通过碳电极，经由将被连接的接触件，以及经由返回路径返回以加热碳，从而这样局部熔化焊料。可选地，焊料可在镀锡处理中被预先施加至辫状物，但是这在实践中被发现没有必要。

在该处理的优选实施例中，对轨道的焊料的初始应用以及熔融焊料以连接接触件的加热处理被足够快地实施，以使导电轨道不具有明显损伤。

附图说明

参考附图，仅仅通过示例，现在将进一步描述本发明的这些和其它方面，附图中：

图1a至1d分别示出体现本发明中方面的分布式镜子系统的透视图、图1a的系统的侧视图、图1a的系统的第二透视图及安装在屋顶上的图1a的系统的各个透视图；

图2a至2d分别示出被构造用于阳光直射到反射镜上的热带区域的反射镜的次优系统，太阳高度低于60度时图2a中的系统，具有适用于阳光直射到反射镜的热带区域的几何尺寸的改进结构，以及太阳低于60度的图2c中的改进系统；

图3示出类似于图2c和2d中系统的会聚器的系统，但是被构造用于中纬度区域；

图4a至4f分别示出在图3中所示聚焦条纹之下镜子的外面和中心面，光从参考方向入射到镜子上，在天空中光线从非常低的位置入射到镜子的图4a中的布置，在天空中光线从较高位置入射到镜子的图4a中的布置，光从参考方向入射到镜子上的具有偏移顶点的抛物面镜，在天空中光线从非常低的位置入射到镜子的图4c中的布置，以及在天空中光线从较高位置入射到镜子的图4c中的布置；

图5a至5d分别示出具有用于轴承的间隙的两个反射叠层镜子面，图5a中的镜子面显示由于自加载而导致的偏斜，略微弯曲的图5a中的镜子面，以及加载其自身重量的图5c的镜子面；

图6a至6c分别示出用于驱动挂钩(drawbar)的致动器的内部视图，该致动器用于倾斜图1中系统中的镜子，图6a中致动器的立体图示出棘爪，以及图6b中的棘爪啮合驱动齿条及小齿轮的齿轮以移动挂钩；

图7a和7b分别示出图1中系统中的致动器和挂钩的细节，以及图1中的系统具有处于倒置位置中用于保护的镜子；

图8示出穿过用于图1中系统的太阳能接收器的横截面图；

图9示出图8中接收器中的光电池的电路图；以及

图10a至10c分别示出光电池的前照明表面，构造有辫状电导体的图10a中单元的前表面，构造有辫状电导体的图10a中单元的后表面，以及前后表面构造有辫状电导体的图10a中电池的侧视图。

具体实施方式

一般地说，我们将描述固定接收器，该接收器长度远大于其宽度。优选地，它具有光吸收面，该光吸收面的几何法线被朝向反射器装置定位。优选地，它还具有电绝缘但传热的部件，该部件能够使热从吸收面传递至具有平行于接收器固定主轴的轴的一个或多个管状通道，流体通过所述管状通道可被传递，以将吸收的热能从接收器收集和转移至任意需要热能来运行的设备，同时允许光电池至导热部件的光吸收面的任选粘结，而不使电池电短路；

优选地，它具有反射器装置，用于会聚直射阳光且将反射束引向接收器，该接收器包括大量可旋转的反射器吊架(reflector cradle)(围绕平行于接收器主轴的固定轴旋转)，各个吊架刚性定位多于一个条带状平坦日光反射叠片；各条带具有近似等于(或窄于)接收器吸收面宽度的宽度。任意吊架上的各条带的对称轴位于一个平面(主吊架平面)上，当太阳处于等于设计高度的高度时反射阳光至接收面上时主吊架平面的法线与靠近或与接收器吸收面的主轴重合的线相交，所述设计高度是相对于吊架的所有旋转轴所位于的平面(“设计太阳角”)测得的，以及其中对于给定吊架，在吊架聚焦在来自等于其“设计太阳角”的太阳高度的接收器太阳光上时，给定吊架的反射叠片带的聚焦线、接收器主轴、主吊架平面的中心线、通过这条中心线的主吊架平面的法线及吊架枢轴的旋转轴全部位于公共平面上，设计太阳角被选择以最优化系统的年度光收集性能；

优选地，它还具有电磁操作致动器，用于旋转由三个双稳态的电磁致动器组成的反射器吊架，所述三个电磁致动器操作方式为各个致动器顺序驱动，然后锁住具有一个或多个啮合齿的齿轮，该轮经由直接连接的小齿轮驱动，该小齿轮驱动被连接至挂钩的齿条，所述齿条连接至曲柄部件，曲柄部件被连接至反射吊架，从而，轮的运动起作用以将所有反射吊架驱动同等旋转角。

优选地，它具有包括材料表面的雹状物(hail)，该表面固定在反射器的非反射表面的下方附近但与反射器的非反射表面间隔开。该材料通过塑性变形能够吸收雹块的冲击能和其它坠落能量。在手动或者自动驱动(例如响应可被安装在结构上的加速度计或麦克风的信号)倒置反射器时，冰雹防护物面向上，以使冲击反射器的任意冰雹或其它坠落物冲击冰雹防护物而不是镜面。

光电池阵列安装到接收器吸收面或由其构造，用于吸收反射的和会聚的阳光。合适的电池可以从德国的Q-Cells AG公司得到，例如他们的15％+功效的125mm×125mm或156mm×156mm多晶电池。在使用晶状或多晶太阳能电池时，实现至电池的导电轨道的电连接的铜导体被编成辫状(braided)，以使导体具有柔性，使得由于光电池中的半导体材料和导体中的铜的热膨胀差异而出现的机械应力降低至较低值。使用大量离散的或单独的焊点，将导体机械和电气连接至电池。形成这些的处理是通过熔合电池轨道上的焊点。

首先将辫状物预压缩，以使辫状物具有轴向及弯曲柔性。然后，将辫状物铺设(可选地环绕)在焊点的各个线性阵列上，自由端被暂时连接至电导体，接下来，同样被连接至电导体的碳电极被挤压在各个焊点上的辫状物上，进而电流流过碳电极和辫状物，加热电极。例如，可以使用大约100W的电功率，通过将低压电源(也就是说5伏特)连接在辫状物的游离端和碳电极之间，以供给大约20安培电流0。这个电流可以由变压器的次级绕组产生，选择圈数提供理想的电压。碳电极优选包括金属(优选铜)包覆碳棒(在市场上可以买到，例如由英国的Exactoscale有限公司)，该金属包覆碳棒的末梢可以被削尖成像铅笔一样，以使它成为在加工期间加热的末梢。

热从电极传导至辫状物，然后至电池上的焊点，将焊料熔合在辫状物上。在大约1-2秒的短时间后，电流被关闭，而压力继续作用在碳电极上直至焊料固化。对所有焊点重复该过程，进而将所有辫状物连接至该电池。这个处理允许该电池将被连接至大横截面积的导体，以最小化导体阻抗，以及允许实现电池的最大电势能。

该电池的前栅格由加载熔融银的导电玻璃料(frit)形成，其是用于制造晶状和多晶光电池的常用处理步骤。对于本发明，导电玻璃的线间隔被从更典型的3-5mm间隔减少至大约0.8mm-1.4mm。这减少了当电流流过电池材料至栅格导体时在电池材料中的电压降，并使得电池能够有效地利用以每平方米大约7kW的强度照射在光电池的表面的会聚阳光。

优选地，接收器和吊架远大于反射条带的宽度总和，因为这最小化了没有由接收器拦截的反射光的比例。

优选地，在相对于吊架的枢轴平面的大于40度的纬度(latitude)处，接收器被东西定向，以及反射吊架被定位在接收器影子在中午落入的接收器的同一侧。

优选地，在相对于吊架的枢轴平面的小于25度的纬度处，接收器被南北定向，以及反射吊架被定位在接收器的任一侧。

优选地，管状通道由多个元件构造，该多个元件利用沿各个管状通道以规则间隔施加的压力连接至导热部件，以牢牢地将管状通道挤压在形成为导热部件的一部分的接近装配表面上，从而在导热部件和管状通道之间保持大接触面积和小间隙。

优选地，使用薄(0.1-0.2mm)热固弹性材料，将光电池固定至接收器的吸收面，使得这种材料的弹性阻止电池材料和热导体材料的不同热膨胀向电池施加明显的机械应力。

优选地，所有的电池被串连连接在一起。旁路二极管被连接在成组的电池两端，以减少在一个或多个电池被遮挡时在一个电池内产生的电能。优选地，各个吊架具有4或5个刚性安装在各个吊架内的反射条带，以及四或五个吊架将阳光反射在单个接收器上。

优选地，各个反射叠片在其宽度上且沿其长度是平坦的，以使它反射直射阳光束，在任意平面具有最小会聚或发散。优选地，任一吊架上所有反射条带的几何法线汇合在单线处(吊架焦线(focal line))。

优选地，所有吊架焦线位于圆柱形表面上，该圆柱形表面以接收器吸收面的主对称轴为中心。这些吊架焦线的位置的最佳半径取决于接收器轴的取向和相对于吊架枢轴平面的纬度角。典型地，这些吊架焦线位置的最佳半径在吊架枢轴平面上方、接收器高度的0-10％之间。

镜子致动器具有移动的枢转齿部件，其被刚性地固定到永久磁体。这个永久磁体被磁性连接至铁磁极片上，因此是自由枢转的。它可以接触且被两个铁磁极中的任一个机械约束，该两个铁磁极磁性地和机械地被刚性连接在一起形成定子。缠绕在定子周围的一个线圈或多个线圈将确定通过各个定子极之间的相对磁通量，进而确定作用在枢转极片上的作用力方向。优选地，各个致动器的啮合齿数多于一个。

一旦极片与定子极接触，它将优先保持被吸引，同时电流关闭。这样，足够数量的交替方向的电流脉冲激励枢转极片，进而啮合齿与轮啮合和分离。

优选地，啮合另一致动器和释放第一致动器的动作具有使轮旋转三分之一齿距的效果。通过选择致动器啮合的顺序，可以改变旋转的方向。优选地，单一致动将以小于或等于接收器总宽度的2-3％驱动太阳的影像。优选地，通过使用一个或多个弹性安装的辊将齿条压在小齿轮上，以小齿轮和齿条之间的至少两个接触点驱动齿条，以抑制两个部件之间的反冲。使用检测阳光强度的传感器和检测吸收面任一侧的接收器上图像强度的传感器来控制致动器。可以将吊架下侧的镜子移除一小段长度，以使吊架可被移动至免受冰雹损害(hail-safe)的位置，而不使镜子与框架或任意驱动连杆发生干扰。

优选地，镜子略微被扭曲(向上弯曲)，以使光学焦点在沿焦线的强度上没有中断，而以近似恒定水平保持该强度。这是有用的，因为它沿接收器提供了基本上均匀的照亮，改善了系统的能量转换。

我们还将描述一种太阳能收集系统，其包括：具有用于支承枢转吊架(每个接收器四个)的多个轴承的框架，以及用于支承接收器的规则间隔的一行杆和排成行的一系列接收器单元，有效吸收面积单个光电池的宽度。

两个管被以规则间隔固定到导热元件的长度上，该对管中的每个管通过推入接头被连接至相邻的长度上，该接头使用模制的弹性密封件密封。光电池被附着至各个导热部件，每个光电池与铜辫状导体相互连接，各个导体沿长度在多个焊点被焊接至电池，以及各个辫被焊接至相连的杆，以串联连接所有电池。各组电池(六个一组)具有二极管分路，以在该组部分或全部处于阴影中的情况中偏转电流。电池被封装在抗紫外线的光透明的热固弹性体中，并且由粘接至弹性体的强化玻璃层覆盖。

通过管道将水泵入接收器，并且被收集在水箱中，以操作需要热的其它装备。能量被传递给耗能装备。四个吊架将光反射在接收器上，在所有吊架的反射条带的中心线的平面法线通过接收器吸收器的主轴时，各个吊架具有与接收器吸收器的主轴重合的吊架焦线。吊架的这个位置对应于入射直射射线的高度(altitude)角与水平线成50度时将阳光反射在接收器上所需要的位置。吊架经由曲柄臂被连接至挂钩(drawbar)，由齿条和致动器驱动，由光电能提供动力。致动器包括三个双稳态致动器，驱动具有近似正弦曲线齿形的300齿齿轮。这个齿轮直接驱动18齿小齿轮。通过两个弹性安装的辊将齿条挤压在小齿轮上，辊压在齿条的背面。使用聚合物壳保护整个致动器免受部件影响。

从致动器伸出的销被定位在臂上，其是连接到框架的销，当致动器驱动齿条时，允许致动器由齿条支承。

加速度计麦克风(microphone)被连接至吊架的中心管。光电阵列向信号处理单元和电源提供能量。这接下来被连接至永久磁体锁，该锁将吊架固定在曲柄或框架上。扭簧将吊架驱动成免受冰雹损害的位置。在灾害停止之后，电致动器将吊架转回正常驱动位置。

当太阳升起来时，传感器向致动器发出信号，从而移动吊架以将反射的阳光图像移动到接收器上。全部吊架响应于挂钩和曲柄运动而移动。一旦接收器上的传感器在一侧检测到明亮图像，则它向致动器驱动发出信号，以将图像移向另一检测器。一旦传感器信号被均衡，则图像被集中在接收器上。当太阳在高度上移动时，通过致动器的临时运动校正小的不均衡。

一旦完全被照亮，各个电池产生光电EMF，以及假如存在载荷，则产生电流。典型的市售电池在0.4V电压下将产生达40安培的电流。吸收的热量将通过该电池和导热部件传导进入在管道中流动的水中。

现在参考图1a，这个图示出分布式镜子的系统的透视图。各个镜子具有多个镜子部件或面105，其中各个面包括叠片反射器110。该面以这样一种方式工作，以将直射阳光反射在线或条带焦点115上，在该线或条带焦点115处定位接收器160。

参考图1b，通过移动限定各个镜子105的倾斜角的挂钩705的致动器120，可以使镜子105改变其倾斜度。如可以在图中所看出的，各个镜子的面大致上位于一个平面中，尽管各个面相对于该平面倾斜。该平面的法线限定了轴，因此该轴随镜子旋转而旋转。挂钩经由旋转销接头(图7a中的145)被连接至曲柄(图7a中的700)，曲柄连接至各个镜子组件。从各个镜子150的旋转中心至销接头145的矢量大致上是平行的且长度相等，从而所有镜子在致动器移动挂钩时以大致相同的速率旋转。当太阳盘(disk)明显地改变其在天空中的高度时，这允许太阳被聚焦在接收器160上。接收器的轴基本上平行于镜子的旋转轴、镜子平面和各个镜子面。

参考图1c，选择宽度的尺度“B”(例如3.5m)，以使接收器160的每单元长度的总的阳光收集面积足以获得进入接收器的足够热量输入，远大于在其工作温度下(例如，对于水90°)从接收器中产生的热量损耗。然后，这允许高效收集热能。为了在太阳光线的方向具有平行于接收器轴的非零分量时最小化溢出接收器160末端的光线的比例，则镜子系统的长度“A”(例如12m或24m)远大于宽度“B”。通过机械安装装置175支承镜子，其中轴承装置允许各个镜子的倾斜运动。镜子中留有间隙，以允许出现大倾斜角，而不受机械安装装置175的阻碍。

参考图1d，分布式镜子的系统可以被定位在屋顶180上方，屋顶还可包含玻璃185。因此，屋顶支承机械安装装置175。玻璃然后将允许大多数散射光以较少闪光到达下层，由于大多数直射光被镜子反射。

参考图2a，该图显示反射器的子优化系统，其被构造用于热带区域。直射阳光以基准方向205入射镜子，在本例中为垂直向下。通过定向各个面215的法线向量，将来自各个面210中心的反射光线聚焦至焦线200，从而，通过在其各自的轴220上旋转镜子定位镜子及其面，以提供条带聚焦115。在这个子优化例子中，当聚焦直射光沿基准方向入射时，镜子平面大致处于水平。

参考图2b，当太阳高度已经降低60度(225)且镜子倾斜以像以前一样将光聚焦在接收器上时，焦点明显地变得模糊(softened)。镜面反射光线“C”的分布大致上大于各个面的宽度，明显地限制了可以获得的太阳光的会聚。

这将与优选结构进行对照，优选结构的例子被示出在图2c和2d中。在这个例子中，几何尺度适用于热带区域，其中天顶基本上垂直于由镜子旋转轴限定的平面。

参考图2c，该图显示引导来自基准方向的直射阳光的反射器系统，该基准方向垂直向下。为了充分优化性能，各个镜子具有定位在最佳位置半径“R”(例如，140mm)上的在接收器上方的“局部聚焦”，当“E”值(例如800mm)为“D”数值(例如1750mm)的大约45％时，最佳位置半径典型地是百分之几，大约6％，但它可被设定为在“D”数值的0％至10％之间。通过各个镜子上的各个面的中心线的平面被定向，以使在聚焦来自基准方向的阳光时该平面的法线通过条带焦点。对焦点的模糊较小，大约为单个面宽度的三分之一(以及F例如是170mm)。

参考图2d，当太阳在天空中的高度低60度且镜子被倾斜以将光线反射在如以前一样的同一条带上时，对焦点(H)的模糊量非常小，显示了通过定向各个镜子的面所在的平面，使得当太阳光线处于基准方向时各个面与接收器基本上是等距的，可实现在会聚上的非常大的提高。这个基准方向处于直射阳光可能照射反射器系统的方向变化的中间范围中是有利的，例如是地方正午的太阳方向。

参考图3，该图显示会聚器的类似系统，其被构造用于中纬度区域而不是热带区域。与先前一样，当直射阳光从基准方向照射时，对这种区域300，各个面的中心线所在的平面被定向以垂直于从聚焦条带115至各个镜子150的旋转中心的线。

参考图4a，该图显示在图3中所示聚焦条带下方的镜子的外部面和中心面。光线从基准方向300进入镜子，以及条带为通过各个面的中心线的平面上方的距离“I”(其近似为图2c中的D)。在外部面“G”的中心线之间的距离(例如，近似0.5m)近似为距离“I”的30％。定向各面以使来自中心线的光线交汇。

参考图4b，太阳盘(solar disk)现在在天空中非常低(405)，以及倾斜的镜子能够将来自各个面中心线的直射阳光聚焦至“J”，面宽度的大约20％，或者图4a中高度“I”的大约1％。

参考图4c，太阳在天空中较高(410)，以及倾斜的镜子还能够将从面中心线反射的阳光聚焦在“K”内，即面宽度的20％内。

相比较，参考图4d，具有偏移顶点的抛物面镜(415)可以被限定，以在与图4a中相同的高度下使将直射阳光聚焦至焦线。

参考图4e，来自从相同抛物面镜(415)反射的低高度太阳盘(405)的直射阳光导致焦线的宽度扩展，“L”多倍于图4b中所示的宽度。

参考图4f，来自从相同抛物面镜反射的较高高度太阳盘(410)的直射阳光，具有等于图4a中所示的外部面中心线之间的距离的宽度“G”，其给出了略大于图4c中所示聚焦宽度“K”的聚焦宽度“M”。

在目的是为了产生控制宽度的聚焦条带以及宽度上的更均匀照亮的情况下-主要用于将光线聚焦在光电池上-这些图4a-4f显示：同与分段镜(facetted mirror)一样尺度的抛物面镜所能预期的性能相比，各个面的使用提供了更好的聚焦性能。

参考图5a，该图描绘了具有间隙165的两个反射叠片面110，轴承被定位在该间隙处。来自面末端的直射光的反射光线被描绘为向上直指，意味着在这种情况中，直射阳光在垂直于该面的平面的平面中移动。光线中的间隙将产生焦带中的“暗间隙”。

参考图5b，这个暗间隙较宽，原因在于，由于结构的自身重量和其支承的叠片反射器，在支承各面的机械安装装置之间存在结构的偏转。该结构的曲率将产生至各面末端的斜坡，从而将引起直射光向外偏转，使“暗间隙”显得更长。

参考图5c，各面以微小曲率安装，以闭合间隙。这种补偿曲率在未加载时应当多于补偿间隙和偏转，从而，参考图5d，当加载其自身重量时，来自各面的光线闭合该暗间隙以及在接收器处形成连续照亮的条带。

反射器设计的该细节有助于具有光电池的接收器有效工作，因为理想地，所有电池应当相同程度地被照亮，原因是：对于第一近似，电池串的电流输出由最小照亮的电池所产生的电流控制。

参考图6a，该图显示致动器的内部，该致动器驱动倾斜镜子的挂钩。在该图中，示出三个电磁致动器，各个致动器啮合或脱离围绕枢轴630的棘爪605。

参考图6b，致动器之一的等距视图“A”示出棘爪605，三个的组中的的一个，由铁磁极片610驱动。将交流电流脉冲施加给线圈615，导致磁场脉冲移动铁磁极片，使它围绕枢轴630前后摇摆。

参考图6c，各个棘爪605与齿轮600相啮合，以使当各个棘爪依次啮合时，随棘爪齿的齿侧在齿轮的齿侧上滑动，齿轮被逐步地驱动齿距的三分之一，移动齿轮。齿轮600被刚性连接至驱动连接至挂钩的齿条640的小齿轮635。致动器销625被约束，以使当小齿轮转动时齿条被位移。

参考图7a，这显示致动器120和挂钩705，销连接至相等长度平行曲柄700，该曲柄驱动镜子105。经由可被释放的磁性夹720驱动该镜子，允许该镜子被倒置。

参考图7b，以倒置位置示出镜子105，从而固定到镜子结构的防护装置715现在位于叠片反射器上方，以保护这些反射器免受来自例如冰雹的下落或被风吹动的物体的冲击损伤。当在这个倒置位置时，通过第二组磁性夹725控制镜子105。

参考图8，这显示贯穿接收器(图1b中的160)的横截面图。热传递流体815通过管状通道815被泵抽，管状通道被挤压且固定的以与各段导热部件830紧密热接触。光电池820被固定至导热部件830的吸收面，进而与它们良好热接触。在导热部件830和强化玻璃的透明高透过盖子之间是光学透明的、热固水排斥低模数材料，以使电池820被完全封装在透明弹性体825中。光学传感器800被结合进接收器组件中，以检测条带聚焦(图1a中的115)的任一侧的亮度级。传感器通过反射管状光学导管805观测光度值。

参考图9，这是接收器(图1a中的160)中的一些光电池820的电路图。各个电池被平行电连接，具有旁路，优选肖特基二极管900。这允许电流流过被照亮的电池串，以旁路被遮蔽的任意光电池，使得被遮蔽电池两端的电压降最小化。另一肖特基旁路二极管905还被连接在电池820组和旁路二极管900的两端，以使得如果一组电池保持被遮蔽，则该组两端的电压降被进一步降低。

参考图10a，电池820的前照亮表面具有紧密间隔的窄电流收集轨道1000的排列，其被印刷在电池的表面。典型地，这些轨道由加载有银的陶瓷烧结料制造。较宽轨道1005收集来自窄轨道1000的电流。

参考图10b，在电池820的前表面上的宽轨道(图10a中的1005)上是熔合的辫状物1010，具有一系列焊点1015。这些辫状物1010已经被预压缩以保证辫状物在拉紧及压缩中是有弹性的。

参考图10c，其显示电池820的后表面，较厚规格辫状物1020通过熔合焊点1015被固定至导电轨道。

参考图10d，显示电池820的侧视图，在前照亮表面1010和后表面1020上的辫状物在焊点1015之间成环状，焊点1015将它们固定至导电轨道。这些环有助于辫状物的弹性，使因铜辫状物和硅或砷化镓电池材料中的不同热膨胀而产生的力最小化。

本发明的另外方面被限定在下面的各条款中：

1.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子，各个镜子具有可移动的轴且包括多个面，以及

其中各个镜子的面被构造以导向入射的阳光，以在所述镜子轴被指向所述接收器时大致上将入射的阳光聚焦在所述接收器处。

2.如条款1中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子的面围绕所述轴设置在距离所述接收器大致相等的距离处。

3.如条款1或2中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子的面被大致上设置在一个平面中，以及所述镜子的轴大致上垂直于所述平面。

4.如任意前述条款中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子轴可围绕旋转轴旋转，所述镜子的旋转轴大致上是平行的且限定纵向方向，所述镜子和接收器沿所述纵向方向延伸。

5.如条款4中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子基本上没有纵向聚焦能。

6.如条款5或6中所要求的太阳能收集系统，进一步包括镜子驱动器，以绕各自的旋转轴旋转所述镜子，且被构造为使得在旋转期间所有镜子旋转大致相同的角度。

7.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子组件，各个镜子组件具有可移动的轴且包括多个镜子部件，以及各个镜子部件被构造为使得在各个镜子轴被大致上指向所述接收器时，存在基准方向，从该基准方向入射的大致平行的光基本上被聚焦在所述接收器上。

8.一种太阳能收集系统，包括：

多个镜子组件，各个镜子组件具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件中的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及

多个镜子组件支撑件，每个镜子组件支撑件被构造以为各个镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致互相平行；以及

其中所述镜子组件被构造以使入射的平行光形成基本上平行于所述纵向方向的条带聚焦。

9.如条款8中所要求的太阳能收集系统，进一步包括镜子驱动器，以便以基本相同的速度旋转各个所述镜子组件。

10.如条款8或9中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子部件基本上平行于所述旋转轴纵向地延伸。

11.如条款10中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子部件被安装在所述镜子组件上，以限定基本上垂直于所述镜子组件聚焦光线的方向的平面。

12.一种太阳能收集系统，包括：

多个镜子组件，每个镜子组件具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及

多个镜子组件支撑件，每个支撑件被构造以为各个镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致互相平行；以及

其中所述镜子组件被构造为各组件以大致相同的速度同步旋转。

13.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组菲涅耳镜子，各个镜子包括多个镜子面，各个镜子面以相对于基准方向的角度被定位，以使从所述基准方向入射的光线被反射向所述太阳能接收器；以及其中至少一些所述菲涅耳镜子被构造为偏轴镜子，以使入射的平行偏轴射线被聚焦在轴上。

14.如条款13中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子面具有大致为平面的反射面。

15.如条款14中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子面被定位，以使从所述基准方向入射的光线被反射向所述太阳能接收器。

16.如条款13或14中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子面具有下述尺寸，以使所述被反射的入射光线基本上均匀地在基本上不超过所述太阳能接收器的能量接收部分的部分上分布。

17.如条款13、14、15或16中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可移动的。

18.如条款17中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子可围绕轴旋转，以及进一步包括同步所述旋转的机构，使得在所述镜子旋转时各个镜子旋转大致相同的角度。

19.如条款13至18中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述一组镜子包括两个至十个镜子，优选四个至八个镜子。

20.如条款13至19中之任一所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子沿纵向方向延伸，以使所述阳光在所述太阳能接收器处被导向为条带，以及其中所述接收器沿所述条带方向纵向地延伸。

21.如条款20中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子可围绕所述纵向方向旋转，以跟随太阳的高度运动。

22.如条款21中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可旋转的，以基本上倒置该镜子。

23.如条款13至22中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可移动的，以便大致面向下，以保护镜子的反射面。

24.如条款22或23中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子具有用于气候防护的背部防护物。

25.如条款13至24中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子大致上被定位在公共平面内。

26.如条款13至25中之任一所要求的太阳能收集系统，用于安装在安装纬度处，以及其中所述基准方向由所述安装纬度所限定。

27.如任意前述条款所要求的太阳能收集系统，其中所述太阳能接收器指向下。

28.如任意前述条款所要求的太阳能收集系统，其中所述太阳能接收器被构造同时用于加热和电力用途。

29.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器，其被构造同时用于加热和电力用途，以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器上；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子，各个镜子以相对于预定基准方向的角度被定位，以使来自基准方向的入射光线被反射向所述太阳能接收器；

其中各个所述镜子纵向地延伸，以使所述阳光在所述太阳能接收器处被导向成条带，以及其中所述接收器沿所述条带方向纵向地延伸；

所述一组镜子被作为整体，提供具有大于5∶1的纵宽比的反射表面。

30.如条款29中所要求的太阳能收集系统，其中所述纵宽比大于10∶1。

31.如条款29或30中所要求的太阳能收集系统，其中所述接收器包含光电器件和用于热传递流体的导体，以及所述能量收集系统被构造以使得在工作中所述热传递流体被加热至接近在大气压力下确定的该流体的沸点。

32.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器，其被构造同时用于加热和电力用途，以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器上；以及其中

所述接收器包含光电器件和用于热传递流体的导体，以及其中所述能量收集系统被构造以使得在工作中所述热传递流体被加热至接近在大气压力下所确定的该流体的沸点。

33.一种建筑物，在该建筑物的屋顶上具有如任意前述条款中所要求的太阳能收集系统，以使得该建筑物的至少一部分由在所述一组镜子中的各镜子间通过的间接阳光照射。

34.一种具有太阳能收集系统的建筑物，其包括被构造同时用于加热和电力用途的太阳能接收器，其中该系统被安装在建筑物的屋顶上，以使该建筑物的至少一部分由在所述一组镜子中的各个镜子之间通过的间接阳光照射。

35.一种光电器件，包括光接收表面和用于从该器件传送电能的第一及第二电极，该器件具有至少一个大电流电接触件，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道；其中

所述大电流接触件包括至少一个金属导体，该金属导体与所述多个轨道交叉且在各个交叉点处连接至各个轨道，所述金属导体被构造以允许所述增加各交叉点之间的间距。

36.如条款35中所要求的光电器件，其中所述金属导体包括预压缩辫状物。

37.如条款35或36中所要求的光电器件，其中所述金属导体在所述交叉点之间的长度大于在所述交叉点之间的距离。

38.如条款37中所要求的光电器件，其中所述金属导体在所述交叉点之间成环状。

39.如条款35至38中至任一项所要求的光电器件，其中所述金属导体被焊接至各个所述轨道。

40.如条款35至39中至任一项所要求的光电器件，其中所述轨道叠加在所述器件的表面上。

41如条款35至40中至任一项所要求的光电器件，其中所述大电流接触件包括多个所述金属导体。

42.如条款35至41中至任一项所要求的光电器件，其中所述第一及第二电极包括多个所述导电轨道，以及其中提供两个所述大电流接触件，每个分别用于一个所述电极。

43.如条款35至42中至任一所要求的光电器件，其中所述导电轨道具有少于2mm的间距，更优选少于1.5mm或1mm。

44.如条款35至43中至任一项所要求的光电器件，其中所述导电轨道包含银，以及其中所述导体包含铜。

45.一种太阳能收集系统，其包含条款35至44中之任一项所述的光电器件。

46.如条款45中所要求的太阳能收集系统，其包含将收集的太阳能会聚在所述器件上的装置。

47.如条款46中所要求的太阳能收集系统，进一步包含用于所述器件的冷却装置。

48.一种太阳能收集系统，其包括光电器件、将收集的太阳能会聚在所述器件上的装置以及用于所述器件的冷却装置，所述光电器件包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述轨道叠加在所述器件表面上。

49.如条款47或48的太阳能收集系统，其被构造以提供组合的热能和电能。

50.一种光电器件，其包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述导电轨道具有小于2mm的间隔，更优选少于1.5mm或1mm。

51.一种将电接触件连接至光电器件的方法，该光电器件包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，该方法包括：

对所述多个轨道在将要连接所述接触件的点处应用焊料；

将所述电接触件布置在一个或多个所述连接点的附近；以及

加热所述一个或多个连接点以将所述焊料熔化和将所述接触件连接在所述连接点处。

52.如条款51中所限定的方法，其中所述加热包括使用一个或多个电极使电流通过所述电接触件，该一个或多个电极被定位在所述一个或多个连接点处，所述电极具有比所述导体大的电阻。

53.如条款51或52中所要求的光电器件，其中所述接触件包括导体，该导体被构造以允许在使用中所述连接点之间的间距由于热膨胀而增加。

54.如条款51、52或53中所要求的光电器件，其中所述接触件包括金属辫状物。

55.一种具有包括多个导电轨道的至少一个电极的光电器件，用于具有预定会聚系数的太阳能会聚器中，其中轨道的间距基本上等于或小于根据会聚系数的平方根而确定的值。

毫无疑问，技术人员将会想到许多其它有效的替换例。将会理解，本发明不限于所述的实施例，以及包括对于本领域技术人员而言明显地落入附属至此的权利要注的实质和范围内的改变。

Claims (54)

 1.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子，各个镜子具有可移动的轴且包括多个面，以及

其中各个镜子的面被构造以导向入射的阳光，以在所述镜子轴被指向所述接收器时大致上将入射的阳光聚焦在所述接收器处。

2.如权利要求1中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子的面围绕所述轴设置在距离所述接收器大致相等的距离处。

3.如权利要求1或2中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子的面被大致上设置在一个平面中，以及所述镜子的轴大致上垂直于所述平面。

4.如任意前述权利要求中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子轴可围绕旋转轴旋转，所述镜子的旋转轴大致上是平行的且限定纵向方向，所述镜子和接收器沿所述纵向方向延伸。

5.如权利要求4中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子基本上没有纵向聚焦能。

6.如权利要求5或6中所要求的太阳能收集系统，进一步包括镜子驱动器，以绕各自的旋转轴旋转所述镜子，且被构造为使得在旋转期间所有镜子旋转大致相同的角度。

7.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子组件，各个镜子组件具有可移动的轴且包括多个镜子部件，以及各个镜子部件被构造为使得在各个镜子轴被大致上指向所述接收器时，存在基准方向，从该基准方向入射的大致平行的光基本上被聚焦在所述接收器上。

8.一种太阳能收集系统，包括：

多个镜子组件，各个镜子组件具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件中的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及

多个镜子组件支撑件，每个镜子组件支撑件被构造以为各个镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致互相平行；以及

其中所述镜子组件被构造以使入射的平行光形成基本上平行于所述纵向方向的条带聚焦。

9.如权利要求8中所要求的太阳能收集系统，进一步包括镜子驱动器，以便以基本相同的速度旋转各个所述镜子组件。

10.如权利要求8或9中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子部件基本上平行于所述旋转轴纵向地延伸。

11.如权利要求10中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子部件被安装在所述镜子组件上，以限定基本上垂直于所述镜子组件聚焦光线的方向的平面。

12.一种太阳能收集系统，包括：

多个镜子组件，每个镜子组件具有安装在其上的多个镜子部件，镜子组件的所述镜子部件具有固定的相互位置和方位；以及

多个镜子组件支撑件，每个支撑件被构造以为各个镜子组件提供围绕纵向方向的旋转轴，所述旋转轴大致互相平行；以及

其中所述镜子组件被构造为各组件以大致相同的速度同步旋转。

13.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器；以及

太阳能导向系统，以将阳光导向至所述太阳能接收器；其中

所述太阳能导向系统包括一组菲涅耳镜子，各个镜子包括多个镜子面，各个镜子面以相对于基准方向的角度被定位，以使从所述基准方向入射的光线被反射向所述太阳能接收器；以及其中至少一些所述菲涅耳镜子被构造为偏轴镜子，以使入射的平行偏轴射线被聚焦在轴上。

14.如权利要求13中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子面具有大致为平面的反射面。

15.如权利要求14中所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子面被定位，以使从所述基准方向入射的光线被反射向所述太阳能接收器。

16.如权利要求13或14中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子面具有下述尺寸，以使所述被反射的入射光线基本上均匀地在基本上不超过所述太阳能接收器的能量接收部分的部分上分布。

17.如权利要求13、14、15或16中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可移动的。

18.如权利要求17中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子可围绕轴旋转，以及进一步包括同步所述旋转的机构，使得在所述镜子旋转时各个镜子旋转大致相同的角度。

19.如权利要求13至18中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述一组镜子包括两个至十个镜子，优选四个至八个镜子。

20.如权利要求13至19中之任一所要求的太阳能收集系统，其中各个所述镜子沿纵向方向延伸，以使所述阳光在所述太阳能接收器处被导向为条带，以及其中所述接收器沿所述条带方向纵向地延伸。

21.如权利要求20中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子可围绕所述纵向方向旋转，以跟随太阳的高度运动。

22.如权利要求21中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可旋转的，以基本上倒置该镜子。

23.如权利要求13至22中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子是可移动的，以便大致面向下，以保护镜子的反射面。

24.如权利要求22或23中所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子具有用于气候防护的背部防护物。

25.如权利要求13至24中之任一所要求的太阳能收集系统，其中所述镜子大致上被定位在公共平面内。

26.如权利要求13至25中之任一所要求的太阳能收集系统，用于安装在安装纬度处，以及其中所述基准方向由所述安装纬度所限定。

27.如任意前述权利要求所要求的太阳能收集系统，其中所述太阳能接收器指向下。

28.如任意前述权利要求所要求的太阳能收集系统，其中所述太阳能接收器被构造同时用于加热和电力用途。

29.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器，其被构造同时用于加热和电力用途，以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器上；其中

所述太阳能导向系统包括一组镜子，各个镜子以相对于预定基准方向的角度被定位，以使来自基准方向的入射光线被反射向所述太阳能接收器；

其中各个所述镜子纵向地延伸，以使所述阳光在所述太阳能接收器处被导向成条带，以及其中所述接收器沿所述条带方向纵向地延伸；

所述一组镜子被作为整体，提供具有大于5∶1的纵宽比的反射表面。

30.如权利要求29中所要求的太阳能收集系统，其中所述纵宽比大于10∶1。

31.如权利要求29或30中所要求的太阳能收集系统，其中所述接收器包含光电器件和用于热传递流体的导体，以及所述能量收集系统被构造以使得在工作中所述热传递流体被加热至接近在大气压力下确定的该流体的沸点。

32.一种太阳能收集系统，包括：

太阳能接收器，其被构造同时用于加热和电力用途，以及

太阳能导向系统，用于将阳光导向至所述太阳能接收器上；以及其中

所述接收器包含光电器件和用于热传递流体的导体，以及其中所述能量收集系统被构造以使得在工作中所述热传递流体被加热至接近在大气压力下所确定的该流体的沸点。

33.一种建筑物，在该建筑物的屋顶上具有如任意前述权利要求中所要求的太阳能收集系统，以使得该建筑物的至少一部分由在所述一组镜子中的各镜子间通过的间接阳光照射。

34.一种具有太阳能收集系统的建筑物，其包括被构造同时用于加热和电力用途的太阳能接收器，其中该系统被安装在建筑物的屋顶上，以使该建筑物的至少一部分由在所述一组镜子中的各个镜子之间通过的间接阳光照射。

35.一种光电器件，包括光接收表面和用于从该器件传送电能的第一及第二电极，该器件具有至少一个大电流电接触件，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道；其中

所述大电流接触件包括至少一个金属导体，该金属导体与所述多个轨道交叉且在各个交叉点处连接至各个轨道，所述金属导体被构造以允许所述增加各交叉点之间的间距。

36.如权利要求35中所要求的光电器件，其中所述金属导体包括预压缩辫状物。

37.如权利要求35或36中所要求的光电器件，其中所述金属导体在所述交叉点之间的长度大于在所述交叉点之间的距离。

38.如权利要求37中所要求的光电器件，其中所述金属导体在所述交叉点之间成环状。

39.如权利要求35至38中至任一项所要求的光电器件，其中所述金属导体被焊接至各个所述轨道。

40.如权利要求35至39中至任一项所要求的光电器件，其中所述轨道叠加在所述器件的表面上。

41如权利要求35至40中至任一项所要求的光电器件，其中所述大电流接触件包括多个所述金属导体。

42.如权利要求35至41中至任一项所要求的光电器件，其中所述第一及第二电极包括多个所述导电轨道，以及其中提供两个所述大电流接触件，每个分别用于一个所述电极。

43.如权利要求35至42中至任一所要求的光电器件，其中所述导电轨道具有少于2mm的间距，更优选少于1.5mm或1mm。

44.如权利要求35至43中至任一项所要求的光电器件，其中所述导电轨道包含银，以及其中所述导体包含铜。

45.一种太阳能收集系统，其包含权利要求35至44中之任一项所述的光电器件。

46.如权利要求45中所要求的太阳能收集系统，其包含将收集的太阳能会聚在所述器件上的装置。

47.如权利要求46中所要求的太阳能收集系统，进一步包含用于所述器件的冷却装置。

48.一种太阳能收集系统，其包括光电器件、将收集的太阳能会聚在所述器件上的装置以及用于所述器件的冷却装置，所述光电器件包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述轨道叠加在所述器件表面上。

49.如权利要求47或48的太阳能收集系统，其被构造以提供组合的热能和电能。

50.一种光电器件，其包括光接收表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，以及其中所述导电轨道具有小于2mm的间隔，更优选少于1.5mm或1mm。

51.一种将电接触件连接至光电器件的方法，该光电器件包括光接收 表面和用于传送来自该器件的电能的第一及第二电极，所述第一及第二电极中的至少一个包括多个导电轨道，该方法包括：

对所述多个轨道在将要连接所述接触件的点处应用焊料；

将所述电接触件布置在一个或多个所述连接点的附近；以及

加热所述一个或多个连接点以将所述焊料熔化和将所述接触件连接在所述连接点处。

52.如权利要求51中所限定的方法，其中所述加热包括使用一个或多个电极使电流通过所述电接触件，该一个或多个电极被定位在所述一个或多个连接点处，所述电极具有比所述导体大的电阻。

53.如权利要求51或52中所要求的光电器件，其中所述接触件包括导体，该导体被构造以允许在使用中所述连接点之间的间距由于热膨胀而增加。

54.如权利要求51、52或53中所要求的光电器件，其中所述接触件包括金属辫状物。

55.一种具有包括多个导电轨道的至少一个电极的光电器件，用于具有预定会聚系数的太阳能会聚器中，其中轨道的间距基本上等于或小于根据会聚系数的平方根而确定的值。

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