CN102369400A - 太阳能聚光器系统 - Google Patents

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Abstract

太阳能聚光系统包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，该聚光器包括支撑结构和安装在该支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少反射镜之一是与面对太阳而且配置成凹表面的反射表面一起形成的，以致照射在反射表面上的入射阳光被反射到焦点位置，聚光反射镜的阵列按菲涅尔式反射镜安排安装在支撑结构上，因此将聚光器定义为菲涅尔反射镜。

Description

太阳能聚光器系统
相关申请
申请人要求给2008年12月12日以“Solar Support System(太阳能支持系统)”为题申请的美国专利临时申请第61/121909号、2009年9月3日以“Solar Reflector System Comprising DislocationFunctionality(包含位错功能部件的太阳能反射镜系统)”为题申请的美国专利临时申请第61/239441号和2009年9月3日以“SolarReflector System(太阳能反射镜系统)”为题申请的美国专利临时申请第61/239443号的优先权，在此通过引证将这些申请全部并入本申请。
发明领域
本发明通常涉及太阳能聚光系统。
背景技术
太阳能聚光系统为了把大面积的阳光聚焦到焦点位置使用诸如透镜、反射镜或镜子之类的聚光器和追踪系统。然后聚集的光被作为发电的热源使用。
发明内容
依照本发明的实施方案提供包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置的而工作的聚光器的太阳能聚光系统，该聚光器包括支撑结构和安装在支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在反射表面上的入射阳光被反射到焦点位置，聚光反射镜阵列是按菲涅尔式反射镜排列安装在支撑结构上的，因此将聚光器定义为菲涅尔反射镜。优选的是，凹表面是作为抛物面的一部分配置的。此外，反射表面可能沿着其两条轴线弯曲。另外，支撑结构是作为空间结构配置的，而且该空间结构上的聚光反射镜阵列安装在该空间结构的上表面上，该上表面是作为普通的平坦表面形成的。此外，该聚光器被安装在普通的二维基础结构上。
依照本发明的另一个实施方案提供包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器的太阳能聚光系统，该聚光器包括作为空间结构配置的支撑结构和安装在支撑结构的上表面上的聚光反射镜阵列，该上表面通常是平坦表面。因此，该聚光器是为沿着其两条轴线追踪太阳而工作的。
依照本发明的另外一个实施方案提供包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器的太阳能聚光系统，该聚光器包括作为空间结构配置的支撑结构、安装在该支撑结构上的聚光反射镜阵列和通常用来安装支撑结构的二维基础结构，该基础结构被放在平坦表面上，并且该基础结构包括为围绕着垂直于该平坦表面的纵轴在静止的环形部分上旋转而工作的可旋转的部分，借此允许聚光器追踪太阳。
依照本发明的又一个实施方案提供包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器的太阳能聚光系统，该聚光器包括支撑结构和安装在支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在反射表面上的入射阳光被反射到焦点位置，聚光反射镜阵列按菲涅尔式反射镜排列安装在支撑结构上，因此将聚光器定义为菲涅尔反射镜，支撑结构与其上表面上的突起一起形成，其中突起与菲涅尔角位错一起形成，以允许反射镜依照菲涅尔突起的角位错安装在支撑结构上。因此，反射镜支撑被安装在突起上，而反射镜被安装在反射镜支撑上。此外，反射镜支撑包括为将反射镜支撑在它上面而工作的定位螺钉。而且，定位螺钉是依照菲涅尔角位错调整的。
依照本发明的实施方案，定位螺钉的调整是由与棱镜反射镜光学和电通信的总站完成的。因此，棱镜反射镜被装在夹具上。而且，夹具被装在反射镜支撑上。
依照本发明的另外一个实施方案提供用来按菲涅尔式反射镜安排排列太阳能聚光系统的方法，该方法包括提供包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器的太阳能聚光系统，该聚光器包括支撑结构和安装在支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在反射表面上的入射阳光被反射到焦点位置，聚光反射镜阵列是按菲涅尔式反射镜排列安装在支撑结构上的，因此将聚光器定义为菲涅尔反射镜，支撑结构是与其上表面上的突起一起形成的，其中突起与菲涅尔角位错一起形成，以便允许反射镜依照突起的菲涅尔角位错安装在支撑结构上；提供包括在安装在突起上的反射镜支撑之中的定位螺钉；在定位螺钉上测量菲涅尔角位错的角度误差；旋转定位螺钉校正菲涅尔角位错，借此按菲涅尔式反射镜安排排列太阳能聚光系统。因此，测量是由与棱镜反射镜光学和电通信的总站完成的，反射镜棱镜安装在夹具上并且经由安装在包括定位螺钉的反射镜支撑上的夹具与定位螺钉啮合。
依照本发明进一步的实施方案，提供一种太阳能聚光系统，该系统包括安装在支撑结构上的聚光反射镜的阵列，反射镜是为把照射在它上面的入射阳光反射到预定的焦点位置而工作的；至少与反射镜之一啮合用来使反射镜倾斜把照射在它上面的入射阳光反射到预定焦点位置以外的其它位置的位错功能部件。因此，位错功能部件包括活塞。此外，众多反射镜都是倾斜的。另外，支撑结构包括空间结构。
依照本发明进一步的实施方案，提供一种用来集中太阳辐射的方法，该方法包括把反射镜阵列安装到支撑结构上，该反射镜是为把照射在它上面的太阳辐射反射到预定的焦点位置而工作的；至少使反射镜之一倾斜，以便将照射在它上面的太阳辐射反射到预定焦点位置以外的其它位置。
依照本发明更进一步的实施方案提供一种聚光反射镜，该聚光反射镜包括反射镜基础网格，该基础网格包括第一组众多格条和第二组众多格条，两组格条相交形成网格，其中至少第一组和第二组之一的众多格条向上拱起；众多安装在网格上形成反射镜的反射镜片段，其中缝隙是在周边位置的网格和安装在它上面的片段之间形成的；以及为减少缝隙而工作的隔离物。
依照本发明更深层的实施方案，提供一种太阳能聚光系统，该聚光系统包括为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，该聚光器包括支撑结构；以及安装在支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在该反射表面上的入射阳光被反射到焦点位置，反射镜的凹表面是通过使用机械力使反射镜弯曲形成的。因此，反射镜的弯曲是使用螺钉完成的。另外，反射镜的弯曲是在位于反射镜下面的支撑元件上完成的。
附图说明
结合附图从下面的详细描述将更全面地理解和领会本发明，其中：
图1是依照本发明的实施方案构成和工作的太阳能聚光器系统的简化示意图；
图2是按图1中箭头A的方向展示的图1所示太阳能聚光器系统的简化示意图；
图3是按图1中箭头B的方向展示的图1所示太阳能聚光器系统的简化示意图；
图4是图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装开始阶段的简化示意图；
图5是图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装中间阶段的简化示意图；
图6A和图6B是图5所示聚光器诸元件分别在校准的开始阶段和校准的最后阶段的简化示意图；
图7是图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装最后阶段的简化示意图；
图8是依照本发明的实施方案构成和工作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化示意图；
图9A和图9B分别是图8的反射镜按图8的箭头C和D的方向展示的简化示意图；
图10是依照本发明的另一个实施方案构成和工作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化分解示意图；
图11A和图11B分别是图10的反射镜在组装开始阶段的简化示意图和沿着图11A中的线XIB-XIB截取的简化剖视图；
图12A和图12B分别是图10的反射镜在组装最后阶段的简化示意图和沿着图12A中的线XIIB-XIIB截取的简化剖视图；
图13是依照本发明的另一个实施方案构成和工作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化分解示意图；
图14A和图14B分别是图13的反射镜在组装开始阶段的简化示意图和沿着图14A中的线XIVB-XIVB截取的简化剖视图；
图15A和图15B分别是图13的反射镜在组装最后阶段的简化示意图和沿着图15A中的线XVB-XVB截取的简化剖视图；
图16是图1所示太阳能聚光器系统在开始操作阶段的简化示意图；
图17是沿着图16中的线XVII-XVII截取的简化剖视图；
图18是图1所示太阳能聚光器系统在最后操作阶段的简化示意图；
图19是沿着图18中的线XIX-XIX截取的简化剖视图；
图20是依照本发明的另一个实施方案构成和工作的太阳能聚光器系统。
具体实施方法
在下面的描述中，将描述本发明的各种不同的方面。为了便于解释，将陈述特定的配置和细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本发明可能是在没有在此提及的特定细节的情况下实现的，这对于熟悉这项技术的人将是明显的。此外，为了突出本发明，众所周知的特征可能被省略或简化。
现在参照图1-3，它们分别是依照本发明的实施方案构成和工作的太阳能聚光器系统的简化示意图、沿着图1中箭头A的方向展示的图1所示太阳能聚光器系统的简化示意图和沿着图1中箭头B的方向展示的图1所示太阳能聚光器系统的简化示意图。如图1-3所示，太阳能聚光器系统100包含依靠基础结构108支撑的聚光器104。聚光器104可能包括安装在支撑结构112上的聚光反射镜阵列110。聚光器104可能是任何适当的聚光器。聚光器可能是为沿着其两条轴线追踪太阳而工作的。在图1-3所示的实施方案中，聚光器呈盘状。
阵列110包含众多聚光反射镜114，其中每一个反射镜114都有面对太阳120并且把照射在它上面的入射阳光聚集和把聚集的阳光反射回预定的焦点位置124的反射表面116(图3)。聚集光线的热源可能用来以任何适当的方式发电。举例来说，在图1-3所示的实施方案中，太阳能接收器130可能装在焦点位置124并且用支撑电缆132支撑着。提供接收器130为的是利用聚集光线的热能加热其中的工作流体。其后，为了发电，热的工作流体可能在涡轮134中膨胀。
优选，反射镜114的反射表面116是作为凹表面140形成的，以便反射照射在它上面的阳光。反射表面116可以沿着其一条轴线弯曲。作为替代，反射表面116可以沿着其两条轴线弯曲。凹表面140可能是作为抛物面的一部分、球面的一部分或按任何适当的结构配置的，通常有相对较小的曲率半径。在非限制性实施例中，凹表面的深度可能是反射镜114的宽度的1.6％。
反射镜114可能是用任何一项适当的方法制成的，举例来说，通过使用加热或挤压。反射镜114的材料可能被加热到相对较高的温度，以允许该材料弯曲到预期的凹面形状，其后使弯曲的材料离开热源和退火，借此回避对特定的受控退火的需要。另外，反射镜114可能是用下面参照图8-15B描述的方法生产的。举例来说，反射镜114可能是用诸如铝或银之类可弯曲的反射材料制成的。作为替代，反射镜114可能是用玻璃之类的可弯曲材料制成的，为了形成反射表面116，用任何适当的方法使反射材料粘附上去。
反射镜114的阵列110可以按任何适当的安排方式安排在支撑结构112上。如同在图1-3所示的实施方案中见到的那样，阵列110可以按菲涅尔式反射镜安排排列，借此形成与菲涅尔反射镜一样的聚光器104。在这种菲涅尔式反射镜排列中，反射镜114在照射在它上面的阳光的光线142(图3)和从反射表面116延伸到焦点位置124的反射光线144之间形成角度X。人们将领会到其中反射镜114是按菲涅尔式安排排列的，给定反射镜的角度X依照给定反射镜的位置沿着菲涅尔式排列改变。请注意：角度X是用与水平轴154相关的水平角位移、与垂直轴156相关的垂直角位移和与纵轴158相关的纵向角位移定义的空间角度，如图3所示。
作为替代，反射镜114的阵列110可以按像凹抛物面那样的安排或按允许照射在它上面的阳光聚集的任何适当的安排排列在支撑结构112上，如图20所示。适当的结构
支撑结构112可能是用任何适当的材料(例如，钢)按任何适合将阵列110支撑在它上面的结构制成的。如同在图1-3所示的实施方案中见到的那样，支撑结构112是作为任何适当构造的空间结构160配置的。空间结构160可能被定义为由承受压缩或拉伸的线性元件组成的三维构架。阵列110安装在空间结构160的上表面162上。优选，上表面162是作为通常平坦的表面形成的，如图1-3所示。
空间结构160固有的稳定性提高可能承受苛刻的环境条件(例如，风)的聚光器104的稳定性。另外，由于空间结构160固有的稳定性，空间结构160可以使用相对而言很少的支撑元件安装在基础结构108上。如图2和图3所示，空间结构160被相对而言很少的支撑元件(例如，活塞166和支撑梁168)支撑在其下半部分164上。请注意：可能使用附加的支撑元件，例如，桁梁和/或倾斜臂(未展示)。
基础结构108可能包含通常作为矩形框架174形成的可旋转部分170。可旋转部分170可能在其下表面178上配备轮子176。轮子176在基础结构108的静止的环形部分184内定义的凹槽180里面转动。在图1-3所示的实施方案中，基础结构108是作为通常二维的结构形成的。
静止的环形部分184被放在定义为垂直于纵轴158的平坦表面上。通常，平坦表面是地面。因此，可旋转部分170是为围绕着纵轴158旋转而工作的，借此允许聚光器104追踪太阳120。提供旋转元件(例如，活塞190)可能是为了允许可旋转部分170的回转运动。熟练的技术人员将领会到旋转元件和活塞166可能受任何适当的液压控制方式控制。
可旋转部分170可能是用任何适当的材料(例如，钢)制成的。静止的环形部分184可能是用任何适当的材料(例如，混凝土)制成的。
现在参照图4-7，它们分别是图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装开始阶段的简化示意图；图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装中间阶段的简化示意图；图5所示的聚光器诸元件在校准的开始阶段和校准的最后阶段的简化示意图和图1所示太阳能聚光器系统的聚光器诸元件在组装的最后阶段的简化示意图。
如图4所示，支撑结构112可能被放在为组装聚光器104准备的众多安装基础200上。支撑结构112是在其上表面162上与通常从定义支撑结构112的空间结构160的梁214的结合点突起的定位突起210一起形成的。突起210可能是作为管子配置的，可能是连同空间结构160的梁214一起制造的，而且可能是用任何适当的材料(例如，钢)制成的。
在每个突起210上安装用来把反射镜114支撑在它上面的反射镜支撑220(图5)。突起210优选在空间结构160上与对应于反射镜114的菲涅尔式安排的角位错一起形成，以便依照菲涅尔式安排排列反射镜支撑220和反射镜114。
转向图5，所示的反射镜支撑220被装在突起210上。为了安装在突起210上，每个反射镜支撑220可能是与定义其中凹陷的中央圆筒形支座230一起形成的。众多的臂234从支座230向上延伸。为容纳插在其中的定位螺钉244准备的孔240被限定在每个臂234的边缘238。
反射镜支撑220可以用任何适当的材料(例如，钢)制成。
如同前面的描述，突起210和反射镜支撑220被这样放置在空间结构160之上，以致支撑在它上面的反射镜114是按菲涅尔式安排排列的。突起210的角位错由于在其制造期间发生的误差可能略微不准确。所以，为了纠正这些错误并借此按菲涅尔式安排放置反射镜114，反射镜支撑220可能要校正。
如图所6A示，可能提供与棱镜反射镜组件258的棱镜反射镜254进行光学和电子通信的总站250。棱镜反射镜组件258可能是用通常由矩形框架264形成的夹具260支撑的。为了将定位螺钉244容纳在凹口内，定义凹口的机动定位导向装置270可能被放在框架264的每个角落268。总站250包含关于定义菲涅尔式安排的正确的菲涅尔角位错信息而且是为测量棱镜反射镜254的空间位置而工作的。因此，通过将正确的菲涅尔角位错与棱镜反射镜254真实的空间位置进行比较，能测量角度误差。
在校准的开始阶段，夹具260被放在反射镜支撑220上并且被这样安装在它上面，以致每个螺钉244都插在导向装置270的凹槽内。激光束280或任何其它适当的信号被总站250投射到棱镜反射镜254。如图6B所示，激光束280被反射回总站250，借此相对于菲涅尔角位错测量夹具260和反射镜支撑220的位置的角度误差。为了纠正角度误差，促使机动定位导向装置270旋转到正确的菲涅尔角位错位置。借此，螺钉244被准确地依照菲涅尔角位错放置。请注意：控制单元284可能为控制被包括在棱镜反射镜组件258之中用来控制定位导向装置270的旋转。
总站250和棱镜反射镜254可以是任何适当的装置。举例来说，总站250和棱镜反射镜254可能是通过瑞士St.Gallen的LeicaGeosystems AG of Heinrich Wild St.按目录编号Leica TS30购买的。
夹具260可以用任何适当的方法(例如，机械操作或用手操作)放在每个反射镜支撑220上。
此前描述的这种校准方法通常考虑到支撑结构112的标准制造，以便获得通常标准的制造精度和其后通过此前描述的校准程序纠正制造误差。
在校准反射镜支撑220之后，将反射镜114安装在它上面，从而组装聚光器104，如图7所示。反射镜114可以以任何适当的方式附着到反射镜支撑220上。举例来说，反射镜114可能用任何适当的玻璃粘接剂黏附到在螺钉244的上表面294形成的陶瓷垫290上。
其后，在拆除安装基础200之后，将聚光器104安装到基础结构108之上。接收器130和涡轮134可以用任何适当的方法安装，借此组装图1所示的太阳能聚光系统100。
现在参照图8，这是依照本发明的实施方案构成和操作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化示意图。在图8-9B所示的实施方案中，图1的反射镜114可能由众多安装在反射镜基础网格320上的反射镜片段304组成。反射镜基础网格320在以参照数字330指定的水平轴线、以参照数字332指定的垂直轴线和以参照数字334指定的纵轴定义的平面上。
网格320包括与众多垂直格条342相交的众多水平格条340。水平格条340可能与其底部352的众多凹槽350一起形成，而垂直格条342可能与其顶部358对应的众多凹槽356一起形成。通过把水平格条340在凹口350处放在垂直格条342的凹槽356内，将水平格条340安装到垂直格条342上。人们将领会到水平格条340和垂直格条342可以以任何适当的方式组装。
水平格条340和垂直格条342可以用任何适当的材料(例如，铝)制成，举例来说。水平格条340和垂直格条342都可以有为了减轻每个格条重量在其中定义的从头到尾贯穿的孔360。
每个片段304是用任何适当的方法(例如，通过把片段304粘结到水平格条340和垂直格条342上)安装在网格320的空隙362上。举例来说，片段304是用任何适当的材料(例如，玻璃或金属，例如，铝或银)制成的，而且形成通常平坦的矩形形状。
请注意：为了清楚地描述，在图8中只展示几个安装在空隙362上的片段304，人们将领会到在组装完全的状态所有的空隙362都有片段304安装在它上面，借此形成反射镜114。
现在参照图9A和图9B，它们分别是沿着图8中箭头C和D的方向展示的图8所示网格320的简化示意图。如图9A所示，每个垂直格条342可能在其顶部表面370定义通常呈弓形的表面。类似地，如图9B所示，每个水平格条340可能在其顶部表面372定义通常呈弓形的表面。因此，由顶面370和372组成的网格320的合成顶面380定义一个凹表面，例如，图3所示的凹表面140。因此，安装在空隙362上的片段304一起形成呈凹表面形状的反射表面140。
片段304的凹表面配置考虑到相对简单的配置，其中所有的水平格条340通常可能是同一的而所有的垂直格条342通常可能是同一的，同时把照射在片段304上的阳光最理想地聚焦到焦点位置124(图1)。使用同一的水平格条340和同一的垂直格条342考虑到通过允许批量生产同一的水平格条340和同一的垂直格条342简化网格320的设计和减少网格320的制造成本。
如图8所示，缝隙400可能是在位于网格320的周边404在这里用参照数字402指定的周边片段和在这里分别用参照数字406和408指定的外围水平格条和垂直格条之间形成的。由于周边水平和垂直的格条406和408的向上拱起，缝隙400在网格320的外围404形成，其中格条406和408位于平坦的外围片段402下面。
为了减少缝隙400和保证把周边片段402稳定地安装在它上面，在周边片段402和其下面的外围水平格条406和垂直格条408之间用薄垫片410限定的隔离物是本发明的重要特征。薄垫片410可以用任何适当的材料制成，举例来说，铝。薄垫片410可以以任何适当的方式(例如，使用螺纹连接)安装在周边的水平格条406和垂直格条408上。
使用薄垫片410填充缝隙400考虑到用同一的水平格条340和同一的垂直格条342形成网格320，借此避免需要设计与中央的水平格条和垂直格条不同的周边的水平格条和垂直格条，从而考虑到简化网格320的设计和减少网格320的制造成本。
请注意：为了适应在周边的水平和垂直格条和周边的反射镜之间形成的不同大小的缝隙，薄垫片410可能在尺寸方面是不同的。
人们将领会到可能使用任何适当的方法(例如，涂粘结材料)来填充缝隙400。
现在参照图10，这是依照本发明的另一个实施方案构成和工作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化分解示意图。在图10-12B所示的实施方案中，为了形成此前在图3中见到的凹表面140，图1所示的反射镜114将变形和弯曲。如图10所示，支撑元件520在参照数字530指定的水平轴、参照数字532指定的垂直轴和参照数字534指定的纵轴定义的平面中。反射镜114在其弯曲之前是按通常平坦的矩形形状配置的而且在这里是用参照数字538指定的。
支撑元件520可以以任何适当的形式形成，例如，支撑元件包括有沿着水平轴530和垂直轴532延伸出去的壁542的通常矩形的基础540。
现在参照图11A和图11B，它们分别是图10所示反射镜在组装开始阶段的简化示意图和沿着图11A的线XIB-XIB截取的简化剖视图。如图11A和图11B所示，反射镜538被放在壁542的上表面550上(图10)。反射镜538可能被放在上表面550上不固定。作为替代，反射镜538可能被固定到支撑元件520的上表面550或任何其它位置上。
现在参照图12A和图12B，它们分别是图10所示反射镜在组装最后阶段的简化示意图和沿着图12A中的线XIIB-XIIB截取的简化剖视图。如图12A和图12B所示，为了迫使反射镜538变形、弯曲和在其中央位置560向下延伸到支撑元件520的中央位置562(图10)同时使未固定的反射镜边缘564向上延伸，沿着纵轴534的方向对反射镜538施加用箭头558图示的机械力。因此，反射镜538的变形导致将反射镜538配置成凹表面。如图12A所示，所形成的凹表面可能沿着水平轴530和垂直轴532定义抛物面表面。
力558可以用任何适当的方法施加，例如，旋转固定在反射镜538的中央位置560的螺钉。作为替代，可以使用任何的适当方法施加力558，例如，使用真空。
在反射镜538变形之后，可以用任何适当的方法(例如，借助胶水或夹子)将反射镜538固定到支撑元件520上。作为替代，反射镜538可能不被固定到支撑元件520上。
请注意：支撑元件520可以按允许反射镜538变形的任何适当的形式成形。举例来说，支撑元件520可能由图8-9B的网格320组成。
现在参照图13，这是依照本发明的另外一个实施方案构成和工作的图1所示太阳能聚光器系统的反射镜的简化分解示意图。在图13-15B所示的实施方案中，为了形成此前在图3中见到的凹表面140，图1所示的反射镜114将变形和弯曲。如图13所示，支撑元件620在用参照数字630指定的水平轴、参照数字632指定的垂直轴和参照数字634指定的纵轴定义的平面上。
反射镜114在其弯曲之前是按通常平坦的矩形形状配置的，在此是用参照数字638指出的。反射镜638可能与图10-12B的反射镜538相同。
支撑元件620可以按任何适当的形式成形，例如，以网格的形式。该网格可能与图8-9B所示的网格320相同，或者可能是由不拱起的水平格条和垂直格条组成的网格。支撑元件620可能在它上面任何适当的位置(例如，在其下面)有附着元件640。附着元件640是为把传动螺钉642安装在它上面准备的。
现在参照图14A和图14B，它们分别是图13所示反射镜在组装开始阶段的简化示意图和图14A中沿线XTVB-XIVB截取的简化剖视图。如图14A和图14B所示，反射镜638被放在支撑元件620的上表面650(图13)上。反射镜638可能被放在上表面650上，不固定。作为替代，反射镜638可能被固定到上表面650上或固定到支撑元件620的任何其它位置。
现在参照图15A和图15B，它们分别是图13所示反射镜在组装最后阶段的简化示意图和沿着图15A的线XVB-XVB截取的简化剖视图。如图15A和图15B所示，为了迫使反射镜638变形、弯曲和在其中央位置660延伸到支撑元件620的中央位置662(图13)同时使未固定的反射镜边缘664向上延伸，沿着纵轴634的方向对反射镜638施加箭头658所示的机械力。如图15A和图15B所示，力是通过旋转传动螺钉642沿着纵轴634向下施加的，借此迫使反射镜638变形。
因此，反射镜638的变形导致反射镜638形成凹表面。
在反射镜638的变形之后，可以用任何适当的方法(例如，借助胶水或夹子)把反射镜638固定到支撑元件620上。作为替代，反射镜638可能不被固定到支撑元件620上。
现在参照图16和图17，它们是图1所示太阳能聚光器系统在开始操作阶段的简化示意图和沿着图16中的线XVII-XVII截取的简化剖视图。在图16和图17所示的实施方案中，太阳光142(图17)照射在反射镜114上，因此允许阳光被反射镜114反射并且被聚焦到预定的焦点位置124。在图16-19中，接收器130和涡轮134被展示为放在焦点位置124，人们将领会到接收器130和涡轮134可能被除去。
反射镜114可能是依照上文参照图1-3描述的那样按菲涅尔式安排排列在支撑结构112上。反射镜114在照射在它上面的光线142和反射光线144之间形成角度X。
为了把照射在它上面的阳光反射到预定焦点位置124以外的其它位置，反射镜114当中任何一个都可以与用来使反射镜114倾斜的位错功能部件接合是本发明的重要特征。因此，反射镜114可能被倾斜到小于或大于角度X的角度以便减少或消除在位置124聚焦的阳光，这将在下文中参照图18和图19进一步描述。因此，在位置124聚焦的阳光的强度可以得到控制。举例来说，在来自阳光的太阳辐射相对而言处于中等的地理位置，反射镜114可以这样定位，以允许反射到位置124的阳光最大，在太阳辐射相对而言强烈的地理位置，一些反射镜114可能被偏移，以避免阳光从那里反射到位置124。
反射镜114的偏移是用图18和图19举例说明的，这两张图是图1所示太阳能聚光器系统在最后操作阶段的简化示意图和沿着图18中的线XIX-XIX截取的简化剖视图。如图18和图19所示，三个在这里用参照数字760、762和764指定的反射镜被展示为在太阳光线142和各自的不与位置124相交的反射光线770、772和774之间分别偏移角度Y、Z和U。因此，当反射镜760、762和764如图18和19所示倾斜的时候，抵达位置124的反射光线144的数量少于当所有的反射镜114都如图16和图17所示按菲涅尔式安排放置的时候抵达位置124的反射光线144的数量。
请注意：角度Y、Z和U是图16和图18所示的用相对于水平轴154的水平角位移、相对于垂直轴156的垂直角位移和相对于纵轴158的纵向角位移定义的空间角度。
请注意：它为了要允许反射光线144到达位置124，被注意反射镜114的任何适当的安排都被用来可能替代菲涅尔式安排。在这样的替代安排中，反射镜114可能被倾斜到适当的角度，以便减少或消除在位置124聚焦的阳光。
位错功能部件可能包括任何适当的装置。如图17所示，举例来说，反射镜114可能被装在为延伸或回缩到预定的长度而工作的活塞780上，如图19所示，其中活塞780回缩，借此使反射镜760、762和764倾斜和使各自的反射光线770、772和774散焦远离位置124。
人们将领会到单一的反射镜可能被偏移，或众多反射镜可能被偏移，如图19所示，为的是将抵达位置124的太阳辐射的强度减到最小。
要偏移的反射镜的数目和/或角度Y、Z或U的度数可能是依照特定位置的地理条件预定的。举例来说，在西班牙南部，从太阳发出的太阳辐射是强度相对较低的，所以，为了减少到达位置124的太阳辐射的强度，单个反射镜可能被偏移放置。反之，在莫哈维沙漠，从太阳发出的太阳辐射是强度相对较高的，为了减少到达位置124的太阳辐射的强度，众多反射镜可能被偏移放置。
另外，要偏移的反射镜数目和/或角度Y、Z或U的度数可以用为依照给定时间的环境温度或依照影响从太阳发出的太阳辐射的强度的任何其它环境条件确定要偏移的反射镜数目和/或角度Y、Z或U的度数而工作的控制系统(未展示)确定。举例来说，在傍晚期间，从太阳发出的太阳辐射是强度相对较低的，没有反射镜114或单一反射镜114可能为了减少到达位置124的太阳辐射的强度被偏移放置。反之，在正午期间，从太阳发出的太阳辐射是强度相对较高的，众多反射镜可能为了减少到达位置124的太阳辐射的强度被偏移放置。
现在参照图20，这是依照本发明的另一个实施方案构成和工作的太阳能聚光器系统。如图20所示，太阳能聚光器系统800通常包括通常安装在基础804上的太阳能聚光器支撑结构802。支撑结构802可能是按准抛物面形状或任何其它允许在它上面发出的太阳辐射的聚集的适当形状成形的。
安装在支撑结构802上的是安装在它上面的聚光反射镜814的阵列810。反射镜814是为将照射在它上面的太阳辐射聚焦准备的。反射镜814可能是弯曲的，以便定义任何适当的结构，例如，其抛物面曲率或其球面曲率，或者反射镜814可能是平坦的。
太阳能聚光器系统800可以用来在太阳能加热系统(未展示)里面提供聚集的太阳辐射。
熟悉这项技术的人将领会到本发明不受前面已经特地展示和描述的东西的限制。而是本发明的范围包括此前描述的各种不同的特征的组合和部分组合以及对熟悉这项技术的人在阅读这份说明书之时将会发生而在现有技术中没有的变化。

Claims (26)

1.一种太阳能聚光系统，其中包括：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
支撑结构；以及
安装在所述支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少所述反射镜之一是与面对太阳而且配置成凹表面的反射表面一起形成的，以致照射所述反射表面上的所述入射阳光被反射到所述焦点位置，
所述聚光反射镜阵列按菲涅尔式反射镜安排安装在所述支撑结构上，因此将所述聚光器定义为菲涅尔反射镜。
2.根据权利要求1的系统，其中所述凹表面是作为一部分抛物面配置的。
3.根据权利要求1或2的系统，其中所述反射表面可能沿着其两个轴弯曲。
4.根据权利要求1-3之中任何一项的系统，其中所述支撑结构是作为空间结构配置的，而所述聚光反射镜的所述阵列在所述空间结构上的安装在所述空间结构的上表面上，其中所述上表面是作为通常的平坦表面形成的。
5.根据权利要求1-4之中任何一项的系统，其中所述聚光器被安装在通常二维的基础结构之上。
6.一种太阳能聚光系统，其中包括：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
作为空间结构配置的支撑结构；以及
安装在所述支撑结构的上表面上的聚光反射镜阵列，所述上表面是通常的平坦表面。
7.根据权利要求6的系统，其中所述聚光器是为沿着其两个轴追踪太阳而工作的。
8.一种太阳能聚光系统，其中包括：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
作为空间结构配置的支撑结构；以及
安装在所述支撑结构上的聚光反射镜的阵列；以及
用来在其上面安装所述支撑结构的通常二维的基础结构，所述基础结构被放在平坦表面上，
所述基础结构包括为在静止的环形部分上围绕着垂直于所述平坦表面的纵轴旋转而工作的旋转部分，借此允许所述聚光器追踪太阳。
9.一种太阳能聚光系统，其中包括：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
支撑结构；以及
安装在所述支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少所述反射镜之一是与面对太阳而且配置成凹表面的反射表面形成的，以致照射在所述反射表面之上的所述入射阳光被反射到所述焦点位置，
所述聚光反射镜阵列按菲涅尔式反射镜安排安装在所述的支撑结构上，因此将所述聚光器定义为菲涅尔反射镜，
所述支撑结构与其上表面上的突起一起形成，其中所述突起与菲涅尔角位错一起形成，以便允许所述反射镜依照所述突起的所述菲涅尔角位错安装在所述支撑结构上。
10.根据权利要求9的系统，其中反射镜支撑被安装在所述突起上，而所述反射镜被安装在所述反射镜支撑上。
11.根据权利要求10的系统，其中所述反射镜支撑包括为在上面支撑所述反射镜而工作的定位螺钉。
12.根据权利要求11的系统，其中所述定位螺钉是依照所述的菲涅尔角位错校准的。
13.根据权利要求12的系统，其中所述定位螺钉的对准是由与棱镜反射镜光学和电气通信的总站完成的。
14.根据权利要求13的系统，其中所述棱镜反射镜安装在夹具上。
15.根据权利要求14的系统，其中所述夹具安装在所述反射镜支撑上。
16.一种按菲涅尔式反射镜安排排列太阳能聚光系统的方法，该方法包括：
提供包括下列要素的太阳能聚光系统：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
支撑结构；以及
安装在所述支撑结构之上的聚光反射镜阵列，其中至少所述反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在所述反射表面之上的所述入射阳光被反射到所述焦点位置，
所述聚光反射镜阵列是按菲涅尔式反射镜安排安装在所述支撑结构上的，因此将所述聚光器定义为菲涅尔反射镜，
所述支撑结构是与其上表面上的突起一起形成的，其中所述突起是与菲涅尔角位错一起形成的以便允许所述反射镜依照所述突起的所述菲涅尔角位错安装在所述支撑结构上；
提供包含在安装在所述突起上的反射镜支撑之中的定位螺钉；
在所述定位螺钉上测量所述菲涅尔角位错的角度误差；
旋转所述定位螺钉校正所述菲涅尔角位错，
借此按菲涅尔式反射镜安排排列太阳能聚光系统。
17.根据权利要求16的方法，其中所述测量是由与棱镜反射镜光学和电通信的总站完成的，所述反射镜棱镜安装在夹具上而且经由安装在包含所述定位螺钉的所述反射镜支撑上的所述夹具与所述定位螺钉啮合。
18.一种太阳能聚光系统，其中包括：
安装在支撑结构上的聚光反射镜阵列，所述反射镜是为把照射在它上面的入射阳光反射到预定的焦点位置而工作的；
至少与所述反射镜之一啮合使所述反射镜倾斜把照射在它上面的入射阳光反射到所述预定焦点位置以外的其它位置的位错功能部件。
19.根据权利要求18的系统，其中所述位错功能部件包括活塞。
20.根据权利要求18的系统，其中众多所述的反射镜都是倾斜的。
21.根据权利要求18的太阳能聚光器系统，其中所述支撑结构包含空间结构。
22.一种聚集太阳辐射的方法，该方法包括：
把反射镜的阵列安装到支撑结构上，所述反射镜是为把照射在它上面的太阳辐射反射到预定的焦点位置而工作的；
至少使所述反射镜之一倾斜，以便将照射在它上面的太阳辐射反射到所述预定焦点位置之外的其它位置。
23.一种聚光反射镜，其中包括：
反射镜基础网格，该基础网格包括与第二组众多格条相交的第一组格条，借此一起形成所述网格，其中至少所述的第一组和第二组之一的众多格条向上拱起；
众多合在一起形成所述反射镜并且安装在所述网格上的反射镜片段，其中缝隙是在周边位置的所述网格和安装所述在它上面的片段之间形成的；以及
为减少所述缝隙而工作的隔离物。
24.一种太阳能聚光系统，其中包括：
为追踪太阳把入射的阳光聚集到焦点位置而工作的聚光器，
所述聚光器包括：
支撑结构；以及
安装在所述支撑结构上的聚光反射镜阵列，其中至少所述反射镜之一是与面对太阳并且作为凹表面配置的反射表面一起形成的，以致照射在所述反射表面上的所述入射阳光被反射到所述焦点位置，
所述反射镜的所述凹表面是通过使用机械力弯曲所述反射镜形成的。
25.根据权利要求24的系统，其中所述反射镜的所述弯曲是使用螺钉完成的。
26.根据权利要求24或根据权利要求25的系统，其中所述反射镜的所述弯曲是在所述反射镜下面的支撑元件上完成的。
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