CN103219405A - 太阳能聚集器 - Google Patents

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CN103219405A
CN103219405A CN2011100473425A CN201110047342A CN103219405A CN 103219405 A CN103219405 A CN 103219405A CN 2011100473425 A CN2011100473425 A CN 2011100473425A CN 201110047342 A CN201110047342 A CN 201110047342A CN 103219405 A CN103219405 A CN 103219405A
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沙特贝那德L
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MH Solar Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明揭示一种太阳能聚集器。其主要是利用复数个抛物面反射器阵列将太阳光反射至接收器,接收器包括用于能量转换的光伏打(PV)模块或用于热能量收获的模块。可以各种组态来布置光伏打模块中的光伏打电池以最大化电流输出。此外,一散热模块自该等光伏打电池及其它热区移除热量,以将温度梯度维持于预定位准内。

Description

太阳能聚集器
技术领域
本发明关于一种太阳能聚集器,特别是一种包含复数抛物面反射器阵列的太阳能聚集器。 
背景技术
用于将光转换为电能的光伏打(PV)组件经常被作为太阳能电池应用于消费者导向产品(例如,桌上型计算器、手表及诸如此类)中的小功率电源。此类系统因其作为化石燃料的未来替代能源的实际性而越来越吸引人们的关注。一般而言,PV组件是采用p-n接面、Schottky接面或半导体的光伏打动力(光电压)的组件,其中硅半导体或诸如此类吸收光以产生光载流子,例如电子及电洞,且该等光载流子因p-n接面部分的一内部电场而向外部漂移。 
一种常见PV组件采用单晶硅及半导体制程来进行生产。举例而言,晶体生长制程制备价控制为p型或n型的硅的单晶,其中此种单晶随后被切割成硅晶圆以达成期望厚度。此外,可藉由形成不同导电类型的层(例如,价控制物的扩散制成与一晶圆的导电类型相反的导电类型)来制备p-n接面。 
除面向消费者的产品以外,亦针对各种目的采用太阳能收集系统,举例而言,如效用交互式电力系统、用于远程或无人地点的电源及蜂巢式电话切换地点电源(除其它以外)。太阳能收集系统中的一能量转换模块(例如,PV模块)阵列可具有一自几千瓦至一百千瓦或更高的功率, 此取决于用于形成该阵列的PV模块(亦称作太阳能面板)的数目。可在一天中的大部分时间曝露于太阳下的任何地方安装该等太阳能面板。 
通常,一太阳能收集系统包括一以列形式配置且安装于一支撑结构上的太阳能面板阵列。此类太阳能面板可经定向以最佳化太阳能面板能量输出以适应于特定太阳能收集系统设计要求。太阳能面板可以一固定定向及固定倾斜安装于一固定结构上,或可安装于一追踪结构上,该追踪结构随着太阳在白天移动跨越天空且随着太阳在一年中在天空中移动而将该等太阳能面板朝向太阳对齐。 
然而,控制光伏打电池的温度对于此类系统的作业仍是关键的,且相关联的可缩放性仍是一富有挑战的任务。共同近似值得出PV电池每上升1℃通常丢失约0.3%电力的结论。 
太阳能技术通常实施于一系列太阳能(光伏打)电池或电池面板中,该等太阳能电池或电池面板接收日光且将日光转换为电,电随后可被馈入于电力网中。相关技术已在太阳能面板的设计及生产中达成重大进步,其已有效地提高效率同时降低其制造成本。随着研发出效率更高的太阳能电池,电池的尺寸减小,从而导致采用太阳能面板来替代逐渐减少且高度需求的非再生能源的具竞争性可再生能源的实际性提高。为此,可部署太阳能收集系统以将太阳能馈入于电力网中。 
通常,一太阳能收集系统包括以阵列配置且安装于一支撑结构上的一太阳能面板。此类太阳能面板可经定向以最佳化太阳能面板能量输出以适应于特定太阳能收集系统设计要求。太阳能面板可以一固定定向及固定倾斜安装于一固定结构上,或可安装于一移动结构上以朝向太阳对齐该等太阳能面板,此乃因恰当地定向该等面板来接收最大太阳能辐射将产生增加的能量产生。已研发某些自动化追踪系统以单独基于时间及 日期使面板朝向太阳指向,此乃因可在某种程度上自此等度量预测出太阳位置;然而,此不提供最佳对准,乃因太阳位置可自其计算位置精细地改变。其它方法包括感测光且相应地朝向该光对齐太阳能面板。此等技术通常采用一阴影屏蔽,使得当太阳在侦测器的轴上时,电池的被遮蔽区域与被直接照射的区域是相等大小。然而,此类技术侦测除直射日光以外的自诸多源产生的光,例如来自云、雷射等的反射。 
对于将光聚集于具有光伏打电池的一接收器中以用于发电或热量收集的系统而言,一抛物面反射器是用于达成光聚集的一技术。有时藉由将玻璃、塑料或金属预成形或模制为一抛物面形状来制造抛物面反射器(形成为一个维度或两个维度),此可是昂贵的。一替代方法是形成半抛物面反射器,该等反射器附接至由弯曲铝管或其它类似结构制成的一框架。在此等及其它习用设计中,结构的复杂度限制大规模生产及将设计组装为一太阳能聚集器的方便性。在诸多情形中,需要一起重机来组装该等结构,且因此该总成成本是高的。同样,在现场,反射镜的对准可是困难的。此外,难以维护及维修该总成本身。 
抛物面反射器通常用于达成光聚集。为产生电或热量,抛物面反射器通常将光聚焦于可局部化(例如,一焦点)或扩展(例如,一焦点线)的一焦点区域或轨迹中。然而,大多数反射器设计具有阻碍可大规模生产性及将设计组装为用于能量转换的一太阳能聚集器的方便性的实质结构复杂度。此外,结构复杂度通常使反射组件(例如,反射镜)的对准以及所部署聚集器的安装及维修或维护变复杂。 
发明内容
下文呈现本发明的一简化概述以提供对本发明的某些态样的一基本理解。此概述并非是对本发明的一穷尽性概括。其并非意欲识别本发明的主要/关键要素或刻化本发明的范畴。其唯一目的是以一简化形式呈现本发明的某些概念来作为稍后呈现的更详细说明的前序。 
本发明的主要目的在于提供一种太阳能聚集器,其包含:复数个抛物面反射器阵列、至少一接收器及一调整系统。复数个抛物面反射器阵列中,每一抛物面反射器阵列包含经由一组附接至一骨干梁的支撑肋挠曲为一贯穿形状的一反射组件。该接收器自该等抛物面反射器阵列收集光,该等接收器包含用于能量转换的光伏打模块及散热模块;调整系统用以最佳化一或多个接收器中的每一者所收集的光的强度分布;其中,散热模块置于光伏打模块的一侧用以传导受光所产生的热能。 
此种太阳能聚集器系统的散热模块可自热点区域移除所产生的热量以将PV电池的模块化配置的温度梯度维持于预定位准内。在一个态样中,此种热量调节总成可采用一散热片配置的形式,其包括欲表面安装至光伏打电池的该模块化配置的一背侧的复数个散热片,其中每一散热片可进一步包括大致垂直于该背侧延伸的复数个鳍状物。该等鳍状物可扩大散热片的一表面面积以增加与冷却介质(例如,空气、例如水等冷却流体)的接触,该冷却介质用来自该等鳍状物及/或光伏打电池散去热量。因此,可经由散热片传导来自光伏打电池的热量且将该热量传导至周围冷却介质中。此外,该等散热片可具有相对于光伏打电池的一大致小的形式因子,以实现于光伏打电池的模块化配置的整个背侧的有效分布。在一个态样中,可经由热传导路径(例如,金属层)将来自光伏打电池的热量传导至散热片以减轻散热片至光伏打电池的直接实体或热传导。此一配置提供用于PV模块化配置的恰当作业之一可缩放解决方案。 
为达成上述及相关目的,本文结合以下说明及附图阐述本发明的某些说明性态样。然而,此等态样仅表示可利用本发明的原理的各种方式中的几种方式且本发明意欲包括所有此类态样及其等效物。结合图式考虑本发明的以下详细说明,本发明的其它优点及新颖特征将变得显而易见。 
附图说明
图1图解说明根据本发明的一态样促进太阳能聚集器效能的测试、评价及诊断的一系统的一实例性方块图; 
图2图解说明根据本发明的一态样促进太阳能聚集器效能的测试、评价及诊断的一系统的一实例性替代方块图; 
图3图解说明根据本发明的一态样促进测试、评价及诊断太阳能聚集器效能的程序的一实例性流程图; 
图4图解说明可运作以执行所揭示的架构的一计算机的一方块图; 
图5图解说明根据本说明书的一态样与一能量源对准的一能量收集器的一代表性组态; 
图6图解说明根据本说明书的一态样太阳相对于地球的位置改变; 
图7图解说明根据本说明书的一态样一整年中太阳相对于地球的赤纬角度变化; 
图8图解说明根据本说明书的一态样的一太阳能板阵列; 
图9图解说明根据本说明书的一态样的一太阳能板阵列; 
图10图解说明根据本说明书的一态样太阳能板阵列可并入其中的一代表性系统; 
图11图解说明根据本说明书的一态样用于连接并对准一极座架一太阳能板阵列的一总成; 
图12图解说明根据本说明书的一态样促进倾斜一太阳能板阵列的一总成; 
图13图解说明根据本说明书的一态样绘示一阵列的相对于一支撑件的位移的重心的一先前技术系统; 
图14图解说明根据本说明书的一态样处于一安全位置处的一太阳能板阵列; 
图15图解说明根据本说明书的一态样处于用于安全、维修、安装等的一位置处的一太阳能板阵列; 
图16图解说明根据本说明书的一态样用于构造、安装及定位一太阳能板阵列的一代表性方法; 
图17图解说明根据本说明书的一态样用于将一太阳能板阵列定位于一安全位置处的一代表性方法; 
图18图解说明促进将一器件追踪及定位于直射日光中的一例示性系统的一方块图; 
图19图解说明促进追踪太阳的位置的一例示性系统的一方块图; 
图20图解说明促进追踪太阳并适当定位太阳能电池的一例示性系统的一方块图; 
图21图解说明基于太阳位置追踪来以远程方式定位太阳能电池的一例示性系统的一方块图; 
图22图解说明促进基于直射日光的一位置最佳地对准太阳能电池的一例示性系统。 
图23图解说明用于确定一光源的偏光的一例示性流程图; 
图24图解说明用于确定一光源是否是直射日光的一例示性流程图; 
图25图解说明用于定位太阳能电池以最佳地接收直射日光的一例示性流程图; 
图26图解说明根据一态样与习用太阳能聚集器总成相比经简化的一太阳能翼总成; 
图27图解说明根据一态样图26的太阳能翼总成的另一视图; 
图28图解说明根据一态样其中一反射镜位于一部分不安全位置处的一太阳能翼总成的一部分的一实例性示意性表示; 
图29图解说明根据一态样其中一反射镜位于一安全位置处的一太阳能翼总成的一部分的一实例性示意性表示; 
图30图解说明根据一态样的一太阳能翼总成的一部分的另一实例性示意性表示; 
图31图解说明根据所揭示的态样用于一太阳能聚集器总成的一骨干结构; 
图32图解说明根据一态样的一太阳能翼总成及可用于将该太阳能翼总成附接至该骨干结构的一托架的一示意性表示; 
图33图解说明根据一态样的代表太阳能翼总成至该骨干结构的一配置的一实例性焦距的一示意性表示; 
图34图解说明根据一态样利用包含数个太阳能翼总成的四个阵列的一太阳能收集总成的一示意性表示; 
图35图解说明可与所揭示的态样一同使用的一经简化极座架; 
图36图解说明根据一态样可用于控制一太阳能聚集器总成的旋转的一实例性马达齿轮配置; 
图37图解说明根据一态样可用于旋转控制的另一实例性马达齿轮配置; 
图38图解说明可与所揭示的态样一同使用的一极安装杆; 
图39图解说明可与各种态样一同使用的一极安装杆的另一实例; 
图40图解说明一极安装杆的一第一端的一视图; 
图41图解说明根据一态样在一运作条件下的一完全组装的太阳能聚集器总成; 
图42图解说明根据一态样位于一倾斜位置处的一太阳能聚集器总成的一示意性表示; 
图43图解说明根据态样以大致不同于一运作条件的一定向旋转的一太阳能聚集器总成的一示意性表示; 
图44图解说明根据本文中所呈现的各种态样旋转及降低的一太阳能聚集器总成; 
图45图解说明根据一态样位于一降低的位置处的一太阳能聚集器总成的一示意性表示; 
图46图解说明根据一态样位于一最低位置处(其可为一储存位置)的一太阳能聚集器总成的一示意性表示; 
图47图解说明可与所揭示的态样一同使用的另一太阳能收集总成; 
图48图解说明可与所揭示的态样一同使用的一实例性接收器; 
图49图解说明根据一态样图48中所图解说明的实例性接收器的一替代视图; 
图50图解说明根据一个或多个态样用于大规模生产太阳能聚集器的一方法; 
图51图解说明根据一态样用于安装一太阳能聚集器总成的一方法; 
图52图解说明根据本发明的一态样自光伏打(PV)电池的一模块化配置散去热量的热量调节器件的一剖面图的一示意性方块图; 
图53A及图53B分别图解说明根据本申请案中所揭示的态样的一实例性抛物面太阳能聚集器及一所聚焦光束的一图表; 
图54图解说明根据本文中所阐述的态样的一实例性构成反射器,其在本文中称为太阳能翼总成; 
图55A及图55B图解说明根据本文中所阐述的态样构成太阳能反射器至一太阳能聚集器中的一主支撑梁的附接位置; 
图56A至图56B分别图解说明根据本文中所阐述的态样的一实例性单接收器组态及一实例性双接收器配置; 
图57图解说明根据本文中所阐述的态样聚焦于一接收器上的一所收集光束的一“蝴蝶结”畸变; 
图58是根据本说明书中所揭示的态样可在一或若干太阳能聚集器的部署之前被校正或可在经排程维修会话期间被调整的典型轻微畸变的一图表; 
图59图解说明根据一态样的一经调整所聚焦光束图案的一图表; 
图60是根据本文中所阐述的态样用于能量转换的一太阳能聚集器中的一接收器的一图表; 
图61A至图61B图解说明根据本文中所阐述的态样的一接收器的图表; 
图62是根据本文中所阐述的态样聚焦于一接收器上的一光束图案的一再现。 
图63A至图63B显示根据本文中所阐述的态样的PV模块的实例性实施例; 
图64显示根据本发明的态样可以机械方式耦合至一PV模块以自彼处抽取热量的一通道化热量收集器的一实施例; 
图65A至图65C图解说明根据本文中所阐述的态样主动PV组件藉由经由抛物面太阳能聚集器的日光收集的照射的实例性情景; 
图66A至图66C图解说明根据本文中所阐述的态样的PV电池的集群组态的实例; 
图67A至图67B图解说明根据本文中所阐述的态样实现所聚焦束光图案的改变的被动校正的PV电池的两个实例性集群组态。图67C显示根据本文中所阐述的态样的用于所产生电流的收集的一实例性组态; 
图68是根据本文中所阐述的态样实现一太阳能聚集器或其反射器面板的位置的调整以最大化该太阳能聚集器的一效能度量的一实例性追踪系统的一方块图; 
图69A至图69B代表根据本文中所阐述的态样利用一宽广收集器的日光接收器的一实施例的全异视图; 
图70显示根据本文中所阐述的态样利用一宽广收集器的一日光接收器的一实例性替代或额外实施例; 
图71图解说明因一宽广-收集器接收器中的一反射导向器的内表面上的多个反射而导致的入射于一PV模块的表面上的光的一射线跟踪仿真; 
图72呈现在具有附接至其的一反射导向器的一宽广-收集器接收器中的一PV模块处收集的光的一仿真影像; 
图73呈现根据本文中所阐述的态样用于利用抛物面反射器来聚集光以用于能量转换的一实例性方法的一流程图;及 
图74是根据本文中所阐述的态样用以调整一太阳能聚集器的一位置以达成一预定效能的一实例性方法的一流程图。 
主要组件符号说明 
100...系统 
102...测试系统 
202...雷射发射器组件 
204...接收器组件 
206...接收器组件 
208...处理器组件 
400...计算环境 
402...计算机 
404...处理单元 
406...系统内存 
408...系统总线 
410...只读存储器 
412...随机存取内存 
414...内部硬式磁盘驱动器 
416...软磁盘驱动器 
418...可拆卸式磁盘 
420...光盘驱动器 
422...CD-ROM磁盘 
424...硬磁盘接口 
426...磁盘驱动接口 
428...光学驱动接口 
430...操作系统 
432...应用程序 
434...程序模块 
436...程序数据 
438...键盘 
440...鼠标 
442...输入器件接口 
444...监测器 
446...视讯转接器 
448...远程计算机 
450...内存/储存器件 
452...局域网络 
454...广域网络 
456...通信网路界面或转接器 
458...调制解调器 
500...太阳能收集系统 
502...阵列 
504...中央收集装置/收集器 
506...极座架支撑臂 
508...间隙 
510...机动化传动器件总成 
512...水平轴 
514...致动器 
516...垂直轴 
602...地球轴 
604...地球轨道路径 
606...太阳 
608...地球 
800...系统 
802...极座架 
804...太阳能电池/光伏打器件阵列 
806...太阳射线 
900...系统 
902...反射镜阵列 
904...日光 
906...远程收集器件 
1000...系统 
1002...太阳能板阵列 
1004...赤纬定位器件 
1006...赤经定位器件 
1008...定位控制器 
1010...输入组件 
1012...储存组件 
1014...人工智能(AI)组件 
1016...能量输出组件 
1018...电网 
1020...电力回路 
1100...系统 
1102...连接器 
1104...支撑托架 
1106...马达 
1108...齿轮机构 
1200...系统 
1202...支撑件 
1300...系统 
1302...阵列 
1304...支撑臂 
1402...基座支撑件 
1800...系统 
1802...日光追踪组件 
1804...定位组件 
1900...系统 
1904...光分析组件 
1906...偏光器 
1908...光谱滤光器 
1910...球透镜 
1912...象限单元 
1914...放大器 
2000...系统 
2002...太阳能电池定位组件 
2004...时钟组件 
2100...系统 
2102...日光信息传输组件 
2104...网络 
2200...系统 
2202...轴向可旋转装置 
2204...直射日光 
2206...反射光 
2208...雷射 
2600...状态 
2602...状态 
2604...太阳能碟 
2606...能量源 
2608...基座 
2610...聚集器 
2612...主能量界限 
2700...系统 
2702...获得组件 
2704...评价组件 
2800...系统 
2802...计算组件 
2804...评估组件 
2808...结论组件 
2810...移动组件 
2812...产生组件 
2814...回馈组件 
2816...调适组件 
2900...系统 
2902...确定组件 
2904...校正组件 
3000...系统 
3002...通信组件 
3004...搜索组件 
3006...滤光器组件 
3008...储存器 
3100...系统 
3102...人工智能组件 
3104...管理组件 
3106...补偿组件 
3108...检查组件 
3400...太阳能翼总成 
3402...成形梁 
3404...反射镜支撑肋 
3406...反射镜支撑肋 
3408...反射镜支撑肋 
3410...反射镜支撑肋 
3412...反射镜支撑肋 
3414...反射镜支撑肋 
3416...反射镜 
3602...反射镜夹 
3604...反射镜夹 
3606...第一位置 
3608...公连接器 
3610...第一侧 
3612...公连接器 
3614...第二侧 
3616...反射镜接触表面 
3702...第二位置 
3802...钩 
3804...钩 
3900...骨干结构 
3902...矩形梁 
3904...矩形梁 
3906...支撑件 
3908...支撑件 
3910...中央收集装置 
4002...托架 
4004...第一端 
4008...第二端 
4100...焦距 
4104...太阳能反射器 
4106...接收器 
4108...线 
4200...太阳能收集总成 
4202...阵列 
4204...阵列 
4206...阵列 
4208...阵列 
4300...极座架 
4302...极座架支撑臂 
4304...定位器件 
4400...马达齿轮配置 
4402...连接器 
4404...支撑托架 
4406...支撑托架 
4408...马达 
4410...马达驱动器 
4412...驱动单元 
4500...马达齿轮配置 
4502...极座架支撑臂 
4504...托架 
4506...托架 
4508...马达 
4510...马达驱动器 
4512...驱动单元 
4600...极安装杆 
4602...第一端 
4604...第二端 
4700...极安装杆 
4702...第一端 
4704...第二端 
4800...连接构件 
4900...阳能收集器总成 
4902...间隙 
4904...阵列群组 
4906...阵列群组 
4908...底脚 
4910...安装托架 
4912...底脚 
4914...安装单元 
4916...表面 
5200...太阳能聚集器总成 
5500...太阳能收集总成 
5502...太阳能翼总成 
5504...反射镜 
5506...翼 
5600...接收器 
5608...冷却线路 
5610...冷却线路 
6005...入射光 
6010...热量调节器件 
6020...模块化配置 
6023...电池 
6025...电池 
6027...电池 
6037...背侧 
6102...PV电池 
6110...PV格栅 
6115...热量传送层 
6121...基础板 
6125...热量促进区段 
6126...热点 
6127...热点 
6128...热点 
6131...热传导路径 
6200...热量调节系统 
6261...光伏打格栅总成 
6262...热量调节器件 
6263...背部板 
6264...热电网络总成 
6265...散热片 
6266...处理器 
6267...内存 
6268...温度监测系统 
6500...系统 
6572...热量调节器件 
6574...PV格栅 
6576...处理器 
6578...控制单元 
6579...电源 
6800...系统 
6805...蓄水池 
6810...PV系统 
6815...文氏管/阀 
6820...止回/控制阀 
6825...止回/控制阀 
6830...控制器 
6840...AI组件 
6900...系统 
6902...行 
6904...列 
6908...行 
6910...列 
6914...聚集器 
6950...太阳能聚集器 
6960...控制组件 
7100...太阳能聚集器 
7110...柱 
7115...主支撑梁 
7122...聚焦的光图案 
71201...接收器 
71202...接收器 
7120γ...接收器 
7122...聚焦的光图案 
7125...桁架 
71301...面板 
71302...面板 
71303...面板 
71304...面板 
7135...反射器 
7205...反射组件 
7208...纵向方向 
7210...横向方向 
72151...支撑肋 
72152...支撑肋 
72153...支撑肋 
7225...骨干梁 
7235...母连接器 
7355...线 
7400...单接收器组态 
7450...反射器配置 
7510...接收器 
7610...接收器 
7810...PV模块 
7820...PV电池 
7830...蛇管 
7910...外壳 
7915...喷嘴 
8140...PV模块 
8145...金属板 
8148...空腔 
8150...PV模块 
8152...扣件构件 
8190...PV模块 
8192...孔口 
8200...通道化热量收集器 
82001...通道化收集器 
82002...通道化收集器 
82003...通道化收集器 
82004...通道化收集器 
8210...通道或导管 
8220...孔口 
8230...孔口 
8240...孔口 
8252...扣件 
8254...脊 
8302...轴Z 
8305...聚焦光束 
8325...PV组件 
8335...焦点区 
8345...焦点区 
8405...方向Y 
8407...方向X 
8455...VMJ电池 
85201...群集 
85202...群集 
85203...群集 
8524...电线 
8530...布局/组态 
85351...串 
85352...串 
85501...PV群集 
85502...PV群集 
85503...PV群集 
8560...总线/电线 
85651...列 
85652...列 
85653...列 
8580...组态 
85821...群集 
85822...群集 
85823...群集 
85851...列 
85852...列 
85853...列 
8590...总线 
8600...组态 
8605...光束 
86101...群集 
86102...群集 
86103...群集 
8615...光束/PV组件 
8620...附加电池 
8622...电线 
8624...电线 
8626...总线 
8650...组态 
8670...附加电池 
8676...电压总线 
8677...电线 
8680...组态 
8684...二极管 
8686...二极管 
8688...二极管 
8700...系统 
8705...太阳能聚集器 
8710...调整组件 
8720...监测器组件 
8725...效能度量产生器组件 
8735...诊断组件 
8740...控制组件 
8745...致动器组件 
8747...组态组件 
8750...处理器 
8760...内存 
8800...日光接收器 
8810...PV模块 
8815...导管 
8820...导向器 
8825...支撑结构 
8900...太阳能接收器 
8915...支撑结构 
8917...支撑板 
89201...热量收集器 
89202...热量收集器 
8930...导管 
9000...射线跟踪仿真 
9005...光射线 
9010...区 
9020...外形轮廓 
9030...外形轮廓 
9110...影像 
具体实施方式
本发明提供一种太阳能聚集器,包含:复数个抛物面反射器阵列、至少一接收器及一调整系统。复数个抛物面反射器阵列中,每一抛物面反射器阵列包含经由一组附接至一骨干梁的支撑肋挠曲为一贯穿形状的一反射组件。接收器自该等抛物面反射器收集光,该等接收器包含用于能量转换的光伏打模块及散热模块;调整系统用以最佳化每一接收器所收集的光的强度分布;其中,散热模块置于光伏打模块的一侧用以传导受光所产生的热能。 
散热器模块至少包含散热本体、热导管及导热基板。散热本体为石墨材质制成,且包含至少一石墨片散热体。热导管串设有至少一石墨片散热体以形成散热鰭片,热导管的一端设有导热基板。导热基板设于热导管上,其直接接触发热源,用以增加吸热面积。石墨片散热体具有平面式热传导的方向特性。热导管具有传达一冷却介质以用于散去自该等太阳能聚集器产生的热量。 
在所提供的太阳能聚集器中,该PV模块包含一组PV电池群集,其 经配置以最佳地利用所收集的光,该组群集中的PV电池包括结晶硅太阳能电池、结晶锗太阳能电池、基于III至V族半导体的太阳能电池、基于CuGaSe的太阳能电池、基于CuInSe的太阳能电池、非晶系硅电池、薄膜串接太阳能电池、三接面太阳能电池或奈米结构太阳能电池中的至少一者。在所提供的太阳能聚集器中,该组群集中的每一PV电池是单体且沿法向于包含该PV模块的一平面的一特定轴定向。该组PV电池群集中的每一群集包含以一串联连接电耦合的一列或多列复数个PV电池。在所提供的太阳能聚集器中,该一列或多列复数个PV电池中的至少一者包含电流匹配的PV主动组件,其中该等PV主动组件至少部分基于在所模拟的运作场条件下于一测试设施中进行的一效能表征而系电流匹配的。在所提供的太阳能聚集器中,邻近该组群集中的一个或多个群集布置一个或多个PV电池且将该一个或多个PV电池与该一个或多个群集中的一PV组件电连接以减轻该PV模块的效能降格。在所提供的太阳能聚集器中,对于包括热能量收获系统的接收器,该热能量收获系统驻存于该接收器的一背部表面中。在该太阳能聚集器中,该热能量收获系统进一步包含将热量转换为电以补充PV能量转换的一热电器件。在该太阳能聚集器中,该一个或多个接收器中的至少一者包括一外壳以减轻一操作者与一所聚集光束的交互作用。在该太阳能聚集器中,该外壳包含一组喷嘴以自该PV模块附近排放热空气以提高能量转换效能。 
在再一态样中,本发明供应一种用以组装一太阳能聚集器的方法,该方法包含:藉由经由一组附接至一骨干梁的支撑肋将一扁平反射材料的一部分弯曲为一贯穿形状来组装一抛物面反射器;于一支撑框架中安装复数个经组装抛物面反射器阵列;调整该复数个阵列中的每一抛物面反射器的一位置以最佳化于一接收器上收集的光束,其中该调整动作包 括自动追踪每一抛物面反射器的位置以最小化所收集光束图案的波动;及根据接收器中所聚集光的一图案来在该接收器上组态一光伏打(PV)模块。所供应的方法进一步包含在该接收器上安装一热收获器件以收集藉由光收集产生的热量。在所供应的方法中,自动追踪每一抛物面反射器的位置以最小化所收集光束图案的波动包含以下各项中的至少一者:藉由量测或存取一本端或远程数据库来收集数据;致动一马达以调整该太阳能聚集器中的组件的位置;或报告该太阳能聚集器的状况。在所供应的方法中,根据接收器中所聚集光的一图案来在该接收器上组态一光伏打模块进一步包含在全异单元的群集中的PV模块中配置一组PV电池以便提高该组PV电池对所收集的光的曝露。在所供应的方法中,全异单元的群集包含以一串联连接电耦合的一列或多列复数个PV电池。在所供应的方法中,全异单元的群集中的该一个或多个列中的至少一者包含电流匹配的PV主动组件,其中该等PV主动组件至少部分基于在所模拟的运作场条件下于一测试设施中进行的一效能表征而系电流匹配的。在所供应的方法中,在全异单元的群集中的PV模块中配置该组PV电池以便提高对所收集的光的曝露包括将表现较差的若干PV主动组件定位于PV模块内一底部列中,将表现最佳的若干电池定位于该PV模块的一中间区段处,且将下一表现最佳的若干组件定位于该PV模块内一顶部列中。在所提供的方法中,调整该复数个阵列中的每一反射器的一位置以最佳化于一接收器上收集的一光束进一步包含自动组态每一反射器的位置以将所收集的光的一图案朝向该PV模块内的中间区段及顶部列移位以最大化电输出。在该所提供的方法中,其中该热收获器件包含循环一流体以搜集并运送热量的一金属蛇管。在所供应的方法中,该热收获器件进一步包含将热量转换为电以补充PV能量转换的一热电器件。 
在一相关态样中,可提供一种用于太阳能聚集的系统,其包含:复数个太阳能聚集器;一热量调节总成,其具有传达一冷却介质以用于散去自该等太阳能聚集器产生的热量的若干导管,其中该冷却介质的流动由复数个阀控制;及一控制组件,其基于自该系统收集的数据及该等太阳能聚集器的温度来实时控制该等阀的作业。此外,可供应一种其它系统,其包括包含以下各项的一整合式太阳能聚集器模块:一太阳能聚集器;具有一阀的一管道段;其中该管道段连接至该太阳能聚集器以用于该太阳能聚集器的经由由该阀调节的一冷却介质的一冷却,且该管道段可附接至运送该冷却介质的一管道线。 
在另一态样中,可提供一种调节热量流动的方法,其包含:藉由一或若干太阳能聚集器接收辐射;藉由一热量调节器件估计散去由该(等)太阳能聚集器产生的热量所需要的冷却介质量;及基于自该(等)太阳能聚集器量测的温度来调节阀的作业以促进该冷却介质的流动。此外,可供应一种其它最佳化来自复数个太阳能聚集器的能量输出的方法,其包含:自太阳能热机构及PV电池两者产生能量;经由一冷却介质自该等太阳能热机构及PV电池吸收热量;基于自该等太阳能热机构或该等PV电池或其一组合量测的温度基于控制该冷却介质的流动的调节阀来改变该吸收动作;及基于所确定的准则来最佳化该产生动作。根据再一态样,提供一种热量调节总成,其包括:冷却构件,其用于经由一媒介通过阀的流动实时地冷却太阳能聚集器;及调节构件,其用于调节该等阀的作业。 
在再一态样中,提供一种用于追踪太阳的位置的系统。该系统可包含:侦测构件,其用于至少部分基于一个或多个光源的一所量测准直性质来自该一个或多个光源侦测直射日光,该所量测准直性质是根据经由 一透镜接收的光源的一焦点的一大小确定;及确定构件,其用于至少部分基于该焦点在一个或多个象限单元上的一位置来确定用于接收该所侦测直射日光的一最佳轴向位置。亦提供进一步包含定位构件的系统,该定位构件用于至少部分基于所确定的用于接收该所侦测直射日光的最佳轴向位置来将一个或多个太阳能电池或太阳能电池面板定位于一个或多个最佳轴上。 
首先参照图式,图1图解说明采用一太阳能聚集器测试系统102的一系统100。在作业中,测试系统102能够评估或评价该太阳能聚集器或其部分的效能,如所图解说明。应理解,可采用该测试系统来评估一单个反射器(例如,抛物面反射器)以及反射器的槽(例如,以抛物方式配置于PV电池周围)。 
通常,在若干态样中,测试系统102于一反射器上发射经调变的光且采用接收器来量测并评价被反射的光。可将此所接收的经调变的光对照标准或其它临限值(例如,基准、程序)进行比较以断定效能是否可接受或(或者)是否需要调谐或其它修改。在审阅以下图2之后将会更佳地理解测试系统102的功能及益处。 
现在参照图2,其绘示一太阳能聚集器测试系统102的一替代方块图。通常,测试系统102可包括一雷射发射器组件202、接收器组件204、206及一处理器组件208。此等子组件(202至208)一同促进太阳能聚集器的评价。雷射发射器组件202能够在PV电池将位于的位置附近射出经调变的雷射辐射。举例而言,在一真正抛物面反射器的情形下,此位置将处于该抛物面的焦点处。在反射器的一槽的情形下,该位置将处于该聚集器的中心线焦点处(或其附近)。换言的,当多个反射器被配置于呈一抛物面形状的一槽上时,该位置将处于该收集性抛物面的中心线焦点处 或其附近。应理解,尽管提供一雷射发射器组件202,但其它态样可采用其它合适的光源(图中未绘示)。欲将此等替代态样包括于本揭示内容及其随附申请专利范围的范畴内。 
如所图解说明,举例而言,可在距碟(或反射器)的不同距离处配置两个接收器204、206。在若干实例中,该等接收器可临时附接至一太阳能碟阵列中两个其它碟的底座。接收器204、206两者以及该碟本身可以通信方式耦合至一处理器组件208。在一个实例中,处理器组件208可以是能够处理所接收的数据及讯号的一膝上型计算器件或笔记型计算器件。在其它实例中,处理器组件208可以是一智能电话、口袋计算机、个人数字助理(PDA)或诸如此类。 
处理器组件208可命令该碟进行扫描,从而收集与所发射的经调变的辐射相关联的数据。类似地,接收器(204、206)可收集与所发射的经调变的辐射相关联的数据。随后,处理器组件208可在距该碟的两个距离处建构两个讯号强度表面。可将此等讯号强度与藉以确定聚集器收集光学器件的质量的标准(或另外所程序化的)规范进行比较。 
图3图解说明根据本发明的一态样测试太阳能聚集器的一方法。尽管出于简化解释的目的,将本文中(例如)以一流程图的形式绘示的一个或多个方法显示及阐述为一系列动作,然而应理解及了解,本发明并不受限于动作次序,此乃因根据本发明,某些动作可按不同于本文所示及所述的次序发生及/或与其它动作同时发生。举例而言,熟习此项技术者将理解及了解,一种方法亦可表示为一系列相互关联的状态或事件(例如,在一状态图中)。此外,实施根据本发明的一方法可能并不需要所有所图解说明的动作。 
如上所述,本发明仅采用可容易地定位于已知位置处的简单且紧凑 的雷射发射器(例如,图2的202)及侦测器(例如,图2的接收器204、206)。运动可由该碟本身使用其赤纬轴及赤经轴马达来回扫描该碟以允许于一计算机(例如,图2的处理器208)中建构一图案来完成。使用经调变的雷射光(例如,图2的雷射发射器组件202)可允许防止周围光源影响测试结果。此外,应理解,调变允许低光位准的敏感性侦测。此外,该测试实质上是自动的且不需要接受高级训练的人员。 
若在其不应出现的处侦测到光,则处于诊断模式的系统(图1及图2的100)可自动致使该碟移动至侦测到此光的位置处。藉由定位于该侦测器(例如,图2的接收器204、206)处,操作者在视觉上可看到该光来自何处,从而指示需要调整的结构部分。或者,可执行自动化诊断以实行调整或调谐。 
现在参照图3的方法,在302处,将经调变的雷射辐射发射于一聚集器上。本发明提供在光伏打电池通常将位于的位置附近安装发射经调变的雷射辐射的一构件或器件。在一个实例中,对于一真正抛物面反射器而言,此将处于该抛物面的焦点处。在一替代聚集器配置(例如,其中该聚集器实际上是以抛物方式配置于该等光伏打电池周围的一批槽反射器)中,可将该激光器置于该聚集器的线焦点的中心处或其附近。 
在304、406处可在距一反射器表面的两个全异位置或距离处接收经调变的被反射的光。此处,可在距该碟的两个距离处配置两个经最佳化以用于接收经调变的光的接收器。举例而言,此等接收器可附接(例如,临时附接)至一太阳能碟阵列中两个其它碟的底座。尽管本文中所阐述的态样采用两个接收器(例如,图2的204、206),但应理解,替代态样可采用一个或多个接收器,而此并不背离本揭示内容及其随附申请专利范围的范畴。同样,尽管所阐述的态样将该等侦测器(图2的204、206) 定位于全异距离处,但应理解,所有接收器或其一子组可定位于一相等距离处。欲将此等替代态样包括于本揭示内容及其随附申请专利范围的范畴内。 
应理解,该等接收器及该碟本身可与另一器件进行通信,举例而言,一处理器,例如一膝上型计算机。此处理器器件可命令该碟(或聚集器)在308处进行扫描,而在310处,该等接收器报告其自激光器接收的讯号的强度。此允许该膝上型计算机在距该碟的两个距离处建构两个讯号强度表面。在312处可将此等讯号强度表面与标准规范进行比较且在314处可判断或确定该聚集器收集光学器件的质量。 
现在参照图4,其图解说明可运作以执行所揭示的架构的一计算机的一方块图。为提供本发明的各种态样的额外上下文,图4及以下论述意欲提供对其中可实施本发明的各种态样的一合适计算环境400的一简要、一般说明。尽管上文已在可在一个或多个计算机上运行的计算机可执行指令的一般上下文中阐述本发明,但熟习此项技术者应认识到,本发明亦可与其它程序模块组合实施及/或实施为硬件与软件的一组合。 
为改良一太阳能板阵列的效率及其捕获太阳射线并将该等射线中所包含的能量自太阳能转变为电能的能力,使该太阳能板阵列与太阳最佳地对准是重要的。在其中该太阳能板阵列由光伏打组件组成的情形中,该等光伏打组件应最佳地对准(例如,垂直)以以其峰值效率运作。类似地,当并入至一太阳能聚集器系统中时,该阵列可由反射并聚焦太阳能辐射供一太阳能聚集器收集的反射镜组成。 
图5图解说明一太阳能收集系统500,其由经对准以将太阳射线反射至一中央收集装置504的一阵列502组成。为促进利用来自该等太阳射线的能量,可在各个平面中旋转阵列502以相对于太阳的方向正确地对 准阵列502,从而将太阳射线反射至收集器504上。阵列502可由复数个反射镜组成,该等反射镜可用于将太阳能辐射聚集及聚焦于收集器504上,其中该收集器可由光伏打电池组成,从而促进太阳能转换为电能。阵列502及收集器504可支撑于极座架支撑臂506上。此外,该等反射镜已被配置为使得一间隙508将反射镜阵列502分离为两个群组。一机动化齿轮总成510将阵列502及收集器504连接至一极座架支撑臂506。极座架支撑臂506与地球的表面对准,使得其平行于地球的旋转轴的倾斜而对准,如前文所论述。机动化齿轮总成510允许阵列502及收集器504绕水平轴512旋转,该水平轴亦称作赤经轴。阵列502及收集器504藉由一致动器514进一步连接至极支撑件506。致动器514促进阵列502及收集器504绕垂直轴516旋转,该垂直轴亦称作赤纬轴。 
可通过使得一太阳能板阵列能够与太阳对准以增加由该阵列收集的太阳射线量来改良该太阳能板阵列的效率。在一年的过程中,太阳相对于一太阳能板阵列的位置的位置(其中该太阳能板阵列是位于地球上的固定位置处)在水平(赤经)轴512及垂直(赤纬)轴516两者上变化。在白天,太阳在东方升起且在西方落下,太阳跨越天空的移动称作赤经且太阳能板阵列502相对于太阳的位置的位置/角度需要使得太阳能板阵列502与太阳的位置对准。此外,在一整年中,太阳亦相对于地球赤道改变其位置。如图6中所绘示,地球轴602相对于绕太阳606的地球轨道路径604的倾斜为大约23.45度。在地球608完成绕太阳606的一个旋转(此大约花费一年来完成)期间,太阳606相对于地球赤道的位置变化约±23.45度。图7是关于此一整年中太阳的路径相对于地球赤道的变化;其中在六月702中太阳相对于赤道位于其最高位置处,且在十二月704中相对于赤道位于其最低位置处。为正确地将一阵列定位为使得其在 垂直轴上与太阳对准,应提供允许该太阳能板阵列扫过约47度((地平线以上23.45度)+(地平线以下23.45度))的一角度(赤纬角度)的方式。参照图5,收集面板中的间隙508允许阵列502倾斜过致动器514所要求的赤纬,而阵列502不会被极座架506的支撑臂遮盖。该等面板中的间隙508允许该阵列绕平行于极座架506的支撑臂的方向延伸的赤经轴512旋转,而包含阵列502的面板不会被极座架506的支撑臂遮盖。 
在其中太阳能辐射由一反光阵列聚焦于一中央收集器上的情形中,可藉由确保被反射的太阳光跨越形成该中央收集器的组件均匀地落下来使该收集器的效率最大化。举例而言,该中央收集器可由一光伏打电池群组组成。在某些组态中,该等光伏打电池可对于跨越该光伏打电池群组的太阳光强度的变化敏感,确保每一光伏打电池接收相同量的太阳能辐射是有益的;可利用一极座架及定位装置的用途(如所揭示标的物中所述)来确保情形就是如此。 
应了解,如图5中所绘示,尽管实例性系统500由用于将日光聚焦于一中央收集器上的一反射镜阵列组成,但标的揭示内容并不如此受限制且可用于提供各种收集器件的定位。举例而言,如图8所描绘,系统800,在一个实施例中,由一极座架支撑臂及用以提供绕该支撑臂的赤经角度及赤纬角度的对准的构件组成的一极座架802可用于定位一太阳能电池/光伏打器件阵列804,其中该极座架用于维持该阵列与太阳射线806对准。如图9中所涉及,系统900,在另一实施例中极座架802可支撑用于将日光904反射至一远程收集器件906的一反射镜阵列902。 
参照图11,系统1100是关于一总成,其可用于将一太阳能板阵列(例如,诸如图5的太阳能板阵列502)连接至一极座架支撑臂(例如,诸如图5的极座架支撑臂506)。系统1100亦可用于使该阵列绕该极座架支撑 臂506的中心轴旋转,其提供该阵列的赤经定位。系统1100由连接器1102组成,其可用于将该极座架支撑臂连接至总成1100,该太阳能板阵列藉由附接至支撑托架1104连接至总成1100。与齿轮机构1108组合的马达1106促进阵列绕该极座架支撑臂的旋转,其中该总成在连接器1102处保持固定且支撑托架1104及所附接的阵列绕该极座架支撑臂旋转。 
翻至图12,系统1200图解说明用以使太阳能板阵列502透过一赤纬轴而相对于一极座架支撑臂506倾斜的一装置。系统1200由一定位器件514(例如,一致动器)组成,该定位器件连接至一定位总成1100。如前文所论述,定位总成1100促进使太阳能板阵列502绕极座架支撑臂506的赤经轴旋转。定位器件514可相对于太阳在天空中的位置将阵列502倾斜至所需的赤纬角度,当定位器件514相对于定位总成1100移动时,定位器件514所连接至的支撑件1202亦移动,从而致使阵列502倾斜过一赤纬角度范围。当旋转定位总成1100以追踪太阳的赤经时,可使用定位器件514来确保阵列102保持在用以捕获太阳射线的赤纬角度。结合极座架使用一定位器件514允许在太阳能收集的开始时将该阵列调整为所需的赤纬角度,而不是必须在整个太阳追踪过程中不断地调整倾斜角度,从而降低系统的能量消耗,此乃因每天仅必须调整致动器一次而不是不断地调整。尽管该致动器可每天调整该阵列的赤纬角度一次,但所主张的标的物并不如此受限制,其中该致动器每天调整该赤纬达提供对太阳的追踪所需的次数。 
请参照图11及图12,尽管绘示致动器514与马达1106为两个分离组件,但可存在以下替代实施例,其中致动器514与马达1106组合为提供一阵列502至极座架支撑臂106的连接的一单个总成,同时促进相对于太阳或欲自其捕获能量的类似能量源的位置变更阵列502的赤经及赤 纬位置。在标的物的其它实施例中,可利用马达与致动器的各种组合来提供用于利用辐射的捕获等的收集阵列及器件的定位,同时促进相对于能量源调整该等阵列及器件的位置。 
可将用以提供阵列的赤经/赤纬定位的各种构件实施于该系统中。实例性构件可包括机械、电、电磁、磁性、气动构件及诸如此类。 
本发明的一个实施例是使用DC无刷马达,从而利用其低成本及低维修费用。在一其它实施例中,可使用DC无刷步进马达,其中对一马达的作业期间的步长数目进行计数以提供该阵列的高度准确的定位。举例而言,在一个组态中,已知存在10个步长/1度的旋转,可以约0.1度的增量来调整该阵列的位置以追踪太阳划过天空的经过。 
翻至图13,在习用极座架系统中(举例而言,如与光伏打阵列一同使用),阵列1302相对于支撑臂1304离轴支撑。依据如组成阵列1302及相关联器件(图中未绘示)的组件的大小及重量等因素,重心相对于支撑臂1304移位,其中重心位于沿维度x的任何地方。在此一系统中,在阵列追踪太阳时该阵列的移动期间浪费能量,此乃因必须补偿并克服因移位的重心而导致的失衡。 
参照图5,在本发明的一个实施例中,阵列中的间隙108取消阵列502必须自极座架支撑臂506偏移的需要,其中阵列502在极座架支撑臂的平面中附接至极座架支撑臂506。此一配置允许阵列502绕极座架支撑臂512的轴平衡。与一习用极座架系统(系统1300)相比,使阵列502绕赤经轴512旋转所需要的能量降低,降低的能量要求可促进使用较小功率的马达来安装及定位总成(如参照图11所论述),从而导致系统成本降低。 
若欲将该阵列置于用于储存、安全或用于维修目的的一位置处(如 前文所论述),则该马达可步进所需数目的步长以将该阵列自其当前位置移动至其储存或安全位置。进一步阐述此实例,可确定以一顺时针方向将该阵列自其当前位置移动至该储存位置所需要的步长数目连同以逆时针方向移动所需的步长数目,可比较该两个计数且使用最短方向来将该阵列置于该储存位置处。 
在另一实施例中,响应于可能造成破坏的天气状况(例如,一经过的冰雹),可将该阵列置于一安全位置处。可在接收到移动至该安全位置处的命令之前确定将该阵列自该阵列的当前位置移动至该安全位置所需要的步长数目的一记录。在该冰雹过去之后,可重新定位该阵列以继续作业,其中该重新定位是基于该阵列的最后知道的位置加上补偿太阳的当前位置所需要的步长数目,例如,在该冰雹之前阵列的最后位置+将该阵列移动至太阳的当前位置的步长数目。可藉由使用与该阵列相关联的纬度、经度、日期、时间信息及该阵列的位置来确定太阳的当前位置。亦可藉由使用太阳位置传感器来确定太阳的当前位置,该太阳位置传感器可用于确定日光的能量在哪一角度上最强并相应地对该阵列进行定位。 
此外,收集面板中的间隙508允许将该等面板定位为使形成该阵列的反射镜对环境破坏(例如,强风及冰雹侵袭)的敏感度最小化。如图14中所描绘,可使阵列502绕极支撑臂506旋转,以将该阵列置于一”安全位置」处。使阵列502绕赤经轴516旋转且绕赤纬轴512倾斜的能力允许将阵列502定位为使得其与任一盛行风力的对准最小化太阳能板阵列502在风中的一航行效应。此外,在冰雹侵袭、雪等的情形下,可将阵列502定位为使得反射镜朝下,其中阵列结构的背侧曝露给冰雹侵袭,从而减轻对反射镜的破坏。 
此外,在所主张标的物的另一实施例中,阵列502绕赤经轴516及赤纬轴512的旋转可使得阵列的所有区域能够由一操作者容易地够到。该操作者可以是一安装工程师,其在安装过程期间需要接近各个反射镜502、收集器504等。举例而言,该安装工程师可出于对准目的而接近中央收集器504。该操作者亦可以是一维修工程师,其需要接近阵列502来清洁反射镜,替换一反射镜等。图14描绘位于一基座支撑件1402上的极支撑臂506的一实例性实施例。基座支撑件1402可视需要由各种底脚、支撑结构、基础结构、安装托架、定位马达及诸如此类组成,以促进极支撑臂506及其它阵列组件(例如,阵列502、收集器504等)的支撑、定位及放置。如图14中所描绘,为促进接近太阳能收集系统500的各种组件(例如,阵列502、收集器504等),可选择性地使极支撑臂506与基座支撑件1402脱离(至少部分地),从而使得能够如需地倾斜及降低太阳能收集系统500。 
如上所述,亦可选择性地使极支撑臂506与一支撑结构(例如,基座支撑件1002)脱离(至少部分地)以促进如需地定位太阳能收集系统500,例如,一“安全位置”、维修、安装、对准调谐、储存等。图15图解说明处于一降低的位置处的一太阳能收集系统500的一示意性表示1500,该降低的位置可以是一安全位置、维修位置、安装位置、对准调谐位置、储存位置及诸如此类。 
图16绘示用于构造一太阳能板阵列并定位该阵列以追踪太阳的一方法1600。在1602处,构造一太阳能板阵列,其中该阵列由两个相等大小的平面区段组成。该阵列可由反射镜构造以促进太阳能射线向一中央收集器的反射,或在一替代实施例中,该阵列可包含一光伏打器件阵列以吸收太阳能并提供太阳能向电能的转换。该两个阵列由一中央支撑件连 接,其中该等阵列被置于该支撑件上,使得该等阵列之间留有一间隙,该间隙根据动作1604为一已知宽度。 
在1604处,构造一极座架,其中该极座架以使得其平行于地球的旋转轴的倾斜而对准的方式定位于地球的表面上。返回至动作1602,该两个阵列之间留下的间隙宽度足以允许该等阵列定位于该极座架的端处,使得该等阵列定位于该极座架的任一侧处。 
在1606处,提供允许该阵列沿赤经角度绕极座架旋转的构件。此种构件可包括一马达、致动器或类似器件且该构件可形成将该等阵列连接至该极座架的连接器的部分。在1608处,提供允许该阵列沿赤纬角度相对于该极座架倾斜过一角度范围的构件,其中该角度范围包括保持该阵列与太阳对准所需要的角度及其赤纬的变化以及允许该阵列倾斜以用于安装、维修、储存等的一较大角度范围。此种构件可包括一马达、致动器或类似器件。该构件可形成将该等阵列连接至该极座架的连接器的部分。 
在1610处,向系统提供允许该阵列随着太阳横跨天空而追踪太阳的信息。此种信息可包括基于阵列的位置的经度数据、纬度数据、日期及时间信息等。使用在1610中所提供的信息,在1612处使该阵列相对于太阳对准以促进自太阳能产生能量。该阵列藉由变更该阵列相对于太阳的赤纬角度及赤经角度来与太阳对准。在一个实施例中,可在一整天中变更该赤经角度,而根据太阳在天空中的高度仅调整该赤纬角度一次。在一替代实施例中,可视需要调整赤经角度及赤纬角度(例如,不断地)以维持该阵列与太阳对准。 
在1614处,该太阳能板阵列促进自太阳收集能量,不管其是藉由光伏打、反射还是类似方式。 
图17是关于用以促进一太阳能板阵列于一安全位置处(例如,为防止因天气状况而对该阵列及相关联组件造成的破坏)、维修位置处(例如,该阵列需要检查、清洁、替换等)、安装位置处(例如,将该阵列移动过各种位置以确定任何定位器件正确地起作用)或诸如此类的放置的一方法1700。 
在1702处,将该太阳能板阵列定位于正常运作位置以收集太阳射线,其中在一整天中调整该阵列相对于太阳的赤经角度及赤纬角度以维持该阵列与太阳对准;该阵列促进自该等太阳能射线收集能量(1704)。 
在1706处,(例如)响应于所接收的一天气系统正向该区域移动的信息而作出是否欲将该阵列置于一安全位置处的一确定。若该天气系统的确不会对该阵列的作业造成一威胁,则方法1700返回至1702且继续收集太阳能。若确定需要关闭该太阳能板阵列且将其置于一安全位置处(例如,可破坏反射镜/光伏打器件的一冰雹风暴正在临近),则可发出将该阵列定位于该安全位置处的一命令(1308)。 
当该阵列位于该安全位置处时,在1710处,可作出是否需要将该阵列维持于此位置处的一确定。若该确定为”是」(例如,该天气系统仍会对该阵列及收集组件造成一威胁),则该方法进行至其中将该阵列维持于该安全位置处的1712。 
在1714处,作出关于该阵列是否可返回至一位置以重新开始太阳能的收集的一其它确定。若该响应是“否”(例如,该天气系统仍是对该等阵列组件的一威胁),则该方法返回至1712。在1714处,若确定“是”(继续作业是安全的),则该方法返回至1702,且阵列相对于太阳重新对准以重新开始太阳能的收集。 
返回至动作1710,若是否维持当前安全位置的确定是“否”(例如, 该天气系统不再对该阵列及收集组件造成一威胁),则该方法返回至1702且该阵列对太阳能的收集继续。 
提供藉由最佳地分析日光来追踪太阳位置,其中可将直射日光与其它光源(例如,反射离开某些对象的日光、雷射及/或诸如此类)大致区分开。特定而言,可根据其非偏光、准直性质、光频率及/或诸如此类来识别直射日光。在一个实例中,一旦侦测到直射日光,则可自动调整太阳能电池以以一最佳对准接收日光,从而允许高效地利用最大太阳能同时避免与其它较弱光源的对准。举例而言,可以以下方式调整太阳能电池:个别地、作为一电池面板的部分及/或诸如此类。 
根据一实例,可给太阳能面板装备用以区别及聚集日光的组件。举例而言,可提供并定位一个或多个偏光器,使得可评价一光源以确定其偏光。由于直射日光大致是非偏光,因此跨越该等偏光器所量测的类似辐射位准可指示一直射日光源。此外,可包括光谱滤光器以过滤掉仅仅具有与太阳相比一大致不同的色彩光谱的光,例如绿色雷射、红色雷射及/或诸如此类。此外,可提供一球透镜及象限单元,其中该光源穿过该球透镜且到达一象限单元上;可利用该象限单元上的一焦点的大小来确定光的准直性质。若该光系准直超出一临限值,则可将其确定为直射日光。在此情形下,该球透镜及象限单元可至少部分基于该焦点在该等象限单元上的一位置来进一步确定该电池接收一最大日光量的最佳定位。因此,可自动调整该等太阳能电池以接收直射日光,而不混淆全异光源。 
现在翻至图式,图18图解说明促进追踪日光以基于日光的位置最佳地对准一器件的一系统1800。提供一日光追踪组件1802以确定所接收的光是直射日光还是来自另一源的光且可基于该确定来追踪直射日光。另外,提供可根据日光位置对准一器件的一定位组件1804。在一个实例中, 该器件可包含一个或多个太阳能电池(或太阳能电池面板),其可相对于直射日光最佳地对准以接收一大致最大量的光,以用于经由光伏打技术(举例而言)转换为电。根据一实例,日光追踪组件1802可追踪日光且将定位信息传达至定位组件1804,使得该器件可最佳地定位(例如,太阳能电池可移动至一期望位置处以接收大致最佳直射日光)。 
在一个实例中,日光追踪组件1802可评价复数个光源以确定哪一源是直射日光。此可包括藉由成角度的多个偏光器接收光,使得偏光光在每一偏光器处可产生不同的结果,而非偏光光(例如,直射日光)在该等偏光器处可产生大致相同的结果。此外,根据一实例,日光追踪组件1802可基于波长来区别光源,此可提供对在此方面可区分的雷射或其它光源的排除。此外,滤光器可提供大致所有波长的衰减,使得当组合有一放大器时,可至少部分基于光源的强度来侦测日光。另外,日光追踪组件1802可确定光源的一准直性质以确定光是否是直射日光。此外,在一个实例中,日光追踪组件1802可评价一个或多个器件相对于其上的光源的轴的对准,以确定将该器件与所确定的直射日光最佳地对准所需要的移动。 
随后,可将位置信息传达至定位组件1804,该定位组件可控制一器件(例如,一太阳能电池或一个或多个电池面板)的一个或多个轴向位置。在此方面,在自日光追踪组件1802接收到该位置信息后,定位组件1804可移动该器件及/或其上安装有该器件的一装置以相对于该器件在一最佳位置处对准直射日光的轴。日光追踪组件1802可在一定时器上分析直射日光,或其可在其藉由不断确定相对于光轴的最佳对准而移动时跟随日光。此外,可将日光追踪组件1802组态为一太阳能电池或电池面板的部分(例如,在一个或多个电池后方或内部或附加/安装至面板或一 相关联装置)。在此方面,日光追踪组件1802可在定位组件1804移动电池及日光追踪组件1802时与电池一同移动以评价最佳位置。在另一实例中,日光追踪组件1802可位于不同于电池的一分离位置处且可将准确定位信息传达至定位组件1804,该定位组件可适当地定位该等电池。 
参照图19,其显示用于相对于自一个或多个相关太阳能电池或大致任一装置的一轴的偏离来追踪太阳的位置的一实例性系统1900。阐述可使用复数个光分析组件1904来追踪直射日光的位置的一日光追踪组件1802,该复数个光分析组件可至少部分基于与一光源相关的一个或多个量测来近似该光源。日光追踪组件1802可包含多个光分析组件1904以提供冗余以及自全异角度分析一光源。在一个实例中,如所阐述,日光追踪组件1802可识别直射日光,乃因其定位于各种光源上,且相应地递送关于定位一个或多个太阳能电池以以一最佳轴接收直射日光的信息。尽管绘示日光追踪组件1802具有3个光分析组件1904,但应了解在一个实例中可利用更多或更少的光分析组件1904。另外,在一个实例中,所利用的光分析组件1904可包含所绘示组件中的一者或多者且被阐述为光分析组件1904的一部分,或可在光分析组件1904中分享此类组件。 
每一光分析组件1904包括可偏光一所接收光源的一偏光器1906,在此点上可量测来自偏光器1906的一所接收辐射位准。对于每一光分析组件1904,可以全异角度组态偏光器1906。在具有3个光分析组件1904且因此具有3个偏光器1906的一实例中,可以大致120度的角度偏移来组态该等偏光器。在此方面,可评价来自接收来自同一光源的光的每一偏光器1906的辐射量测。当一光源至少有些偏光时,一旦由偏光器1906接收,则所得光束的辐射位准在每一偏光器1906处可不同,从而指示一有些偏光的光源。相反,当一光源是大致非偏光时,该等所得辐射位准 在穿过成不同角度的偏光器1906之后可大致类似。以此方式,举例而言,由于直射日光是大致非偏光,因此可在偏光光源(例如,反射离开包括云的许多表面的日光或其它光源)上侦测到直射日光。应了解,一旦光传递至光分析组件1904的下部层,则可藉由一处理器(图中未绘示)及/或诸如此类来量测辐射位准以确定该等位准及其之间的差异。 
此外,光分析组件1904可包括光谱滤光器1908以过滤掉与直射日光相比具有大致全异或更聚焦的波长的光源。举例而言,光谱滤光器1908可通过具有在大约560奈米(nm)至600nm之间的波长的光。因此,可在光谱滤光器1908处大致拒绝大部分雷射辐射(例如,通常使用的525nm绿色雷射及635nm红色雷射),而一直射日光源的大部分仍可通过。此可防止干扰一批太阳能电池以及锁定至一弱及/或间歇性光源。穿过光谱滤光器1908b的光源可由可将光聚集至象限单元1912上的一球透镜1910接收。一有些准直的光源(例如,直射日光)可在球透镜1910后方在象限单元1912上以小于一临限值的一点达到一焦点。因此,此可为根据由所聚焦的点的大小量测的准直位准对直射日光的另一指示,其中可拒绝(举例而言)由一大于或多于一个所聚焦的点指示的漫射光源。应了解,亦可在此方面利用其它类型的曲面透镜。 
此外,象限单元1912可提供光分析组件1904(且因此太阳能电池或与日光追踪组件1802相关联的大致任一器件或装置)相对于象限单元1912上来自穿过球透镜1910的光的所聚焦的点的位置的轴向对准的一指示。举例而言,当光穿过球透镜1910且在象限单元1912上达到一点时,可确定光照耀于光分析组件1904上的角度。象限单元1912上的该点可指示该角度且可用于确定以一最佳角度接收光所需要的一方向及移动。另外,在每一光分析组件1904处提供一放大器1914以接收包含来自光 的相关信息(如所阐述)的一光讯号。 
此外,可至少部分基于亮度来拒绝光源。举例而言,此可使用光谱滤光器1908提供大致所有波长的显著衰减来完成;此可与来自放大器1914的增益一同用于确定源的一亮度。可拒绝一所规定临限值以下的光源。此外,可量测光强度的一时间变化(例如,光源的一调变)。应了解,直射日光是大致未经调变,且亦可在此方面拒绝指示某调变的源。 
如上文所提及,可将所推断的参数及信息传达至一处理器(图中未绘示)以用于处理及光的源的确定、根据象限单元1912上的点确定相关联的太阳能电池、器件或装置是否需要重新定位及/或诸如此类。在一个实例中,该信息可由放大器1914传达至该处理器。在此方面,可基于由光分析组件1904取得的以上参数将直射日光与全异光源区分开,从而导致太阳能电池的最佳定位以接收大致最大太阳能。 
请参照图20,其显示用于确定太阳的一位置且追踪该位置以确保一个或多个太阳能电池的最佳对准的一实例性系统2000。提供一日光追踪组件1802以确定直射日光的一位置而忽略其它光源(如所阐述),以及可定位一个或多个太阳能电池或电池面板以最佳地接收直射日光的一太阳能电池定位组件2002,及可至少部分基于一天的时间及/或一年的时间来提供一近似日光位置的一时钟组件2004。应了解,可将日光追踪组件1802组态于一个或多个太阳能电池内,附加至该等太阳能电池或代表性面板或附加于其附近、定位于轴向控制电池/面板的位置的一器件上及/或诸如此类(举例而言)。 
根据一实例,太阳能电池定位组件2002最初可至少部分基于时钟组件2004将一太阳能电池、电池组及/或包含一个或多个电池的一装置定位至的一近似日光位置。在此方面,时钟组件2004可在一月、一个季节、 一年、几年及/或诸如此类中储存关于太阳在一天不同时间的位置的信息。可自包括固定或人工程序化于时钟组件2004内、在外部或以远程方式提供至时钟组件2004、由时钟组件2004自日光追踪组件1802的先前读数推断及/或诸如此类在内的各种源获得此信息。在此方面,时钟组件2004可在一给定时间点近似日光的一位置,且太阳能电池定位组件2002可根据彼位置移动该(等)电池。 
随后,日光追踪组件1802可用于如上所述微调该等电池的位置。具体而言,一旦近似地定位,则日光追踪组件1802可在假定直射日光与自全异对象(包括云、建筑物、其它障碍物及/或诸如此类)反射的日光之间进行区分。日光追踪组件1802可利用上述组件及处理来完成此区分,包括确定光源的一偏光、推断光源的一准直性质、量测光源的一亮度或强度、辨别源的一调变(或非调变)位准、过滤掉某些波长的色彩及/或诸如此类。此外,上述球透镜及象限单元组态可用于确定确保光至电池的一大致直接轴所需要的一轴向移动。应了解,时钟组件2004可用于最初组态该等电池位置。在另一实例中,该等电池在夜间可以是不活动的且时钟组件2004可用于在日出时定位该等电池。此外,在显著阻挡的情形(其中大致不存在直射日光供日光追踪组件1802侦测)下,时钟组件2004可用于跟随太阳的预测路径,直至日光追踪组件1802可侦测到日光等。在此实例(其中太阳的时钟组件2004预测与日光追踪组件1802实际确定及量测之间存在不一致性)中,在需要利用该不一致性时可藉由时钟组件2004计及该不一致性以确保更准确的作业。 
请参照图21,其图解说明用于追踪日光并定位远程器件以接收最佳量的光的一实例性系统2100。提供用于基于将太阳光源与其它光源区分开而确定太阳的一位置的一日光追踪组件1802。另外,提供一日光信息 传输组件2102以传输来自日光追踪组件1802的关于日光的精确位置的信息以及可至少部分基于自日光信息传输组件2102经由网络2104发送的信息来定位一个或多个太阳能电池的太阳能电池定位组件2002。 
在此实例中,日光追踪组件1802可与太阳能电池全异地定位;然而,至少部分基于日光追踪组件1802及电池的已知位置,可提供用以定位该等以远程方式定位的电池的准确信息。举例而言,日光追踪组件1802可基于如上所述将直射日光与其它光源区分开而确定太阳的一大致准确的位置。特定而言,可如所阐述至少部分基于偏光、准直性质、强度、调变及/或波长来量测来自不同源的光以将该等源缩小至可能的直射日光。此外,可使用球透镜及象限单元来确定光的轴上的最佳对准以获得最大光利用。一旦确定精确位置,则日光追踪组件1802可将该信息传达至日光信息传输组件2102。 
在接收到该精确对准信息后,日光信息传输组件2102可经由网络2104将该信息发送至以远程方式定位的太阳能电池定位组件2002以轴向定位一组太阳能电池以接收大致最大直射日光。特定而言,太阳能电池定位组件2002可接收精确对准信息、计及一个或多个太阳能电池/面板与日光追踪组件1802之间的位置差异,且最佳地对准该等电池/面板以接收用于光伏打能量转换的最佳日光。应了解,日光追踪组件1802与该等电池之间的位置差异可影响太阳在每一位置处的相对位置。因此,可根据该位置差异(例如,使用全球定位系统(GPS)及/或诸如此类确定的位置)来计算不一致性。在另一实例中,可在太阳能电池及/或日光追踪组件102b的安装后量测该不一致性且其是在接收到精确太阳位置信息后执行的一固定计算。 
请参照图22,其绘示用于将一太阳能电池组态锁定至直射日光以促 进最佳光伏打能量产生的一实例性系统2200。特定而言,提供一轴向可旋转装置2202,其可包含一个或多个太阳能电池或电池面板以及如本文中所述的一经附接日光追踪组件1802。在一个实例中,轴向可旋转装置2202可以是期望接收直射日光的一类似装置领域中的一者。在此实例中,举例而言,日光追踪组件1802可附加至每一轴向可旋转装置2202或可存在在现场运作复数个轴向可旋转装置的一日光追踪组件(且在此方面可为分离的或附接至该复数个装置中的一单个装置)。 
如所绘示,轴向可旋转装置2202可经定位以接收直射日光2204的一最佳轴。日光追踪组件2202为此可侦测直射日光2204(如前文所述),且一定位组件(图中未绘示)可根据直射日光的最佳轴的一所指示位置来旋转轴向可旋转装置2202。如所提及,日光追踪组件1802可评价邻近直射日光的各种光源,例如反射光2206及/或雷射2208以确定哪一源是直射日光2204。如所阐述,轴向可旋转装置2202可在该等光源中移动,因此类似地移动日光追踪组件1802,从而允许日光追踪组件1802分析该等光源从而确定哪一个是直射日光2204。 
举例而言,日光追踪组件1802可自所绘示反射光2206源中的一者接收光且确定是否对准电池来最佳地接收该反射光2206。然而,日光追踪组件2206可如所阐述藉由在由复数个成不同角度的偏光器偏光后评价辐射位准来确定反射光2206源的确是反射光。该等位准可在指示光是偏光的且因此不是直射日光的一位准处不同;日光追踪组件1802可指令一定位组件将轴向可旋转装置2202移动至另一光源以用于评价。在另一实例中,日光追踪组件1802可自雷射2208接收光,但可指示该雷射光不是直射日光,乃因其如所阐述由一光谱滤光器大致过滤掉。因此,日光追踪组件1802可指令将轴向可旋转装置2202移动至另一光源。 
在另一实例中,日光追踪组件1802可自直射日光2204源接收光且将此光区分为直射日光。如所阐述,此可藉由在由上述偏光器偏光后处理光的辐射位准而发生,该等偏光器可指示类似的辐射位准。因此,日光追踪组件1802可确定光源是大致非偏光,像直射日光;若日光穿过光谱滤光器,则日光追踪组件1802可确定光2204是直射日光。随后,如所阐述,日光追踪组件1802可利用一球透镜及象限单元组态来确定该光源的一准直性质以确保其是直射日光。日光追踪组件1802另外可使用光谱滤光器提供大致所有波长的显著衰减(其可藉由来自接收光讯号的一放大器的一增益量测)来确定该光源的强度。可将所得讯号与一临限值进行比较以确定一所需日光强度。此外,可量测该光讯号的调变以确定时间变化;其中该光是大致非调变,此可以是直射日光的另一指示。此外,如所阐述,可使用球透镜及象限单元组态来使轴向可旋转装置2202最佳地成角度以在直射日光2204的轴上对准。 
图23绘示用于确定一光源的偏光以部分地推断该光是否是直射日光的一方法2300。应了解,如本文中所阐述,可采取额外量测以决定该光的源。在2302处,自一源接收光;该源可包括日光(例如,直射日光或自云、结构等反射的日光)、雷射及/或类似聚集的源。在2304处,使该光穿过成不同角度的偏光器。如所阐述,改变偏光器的角度可在原始光被偏光的偏光器上再现全异的所得光束。因此,在2306处,可在每一偏光器的偏光之后量测一辐射位准。可比较各种量测,且在2308处,可确定来自该源的原始光的偏光。如所阐述,当经比较的量测的差异超出一临限值时,可确定该原始光是偏光的;然而,当该等量测之间不存在一些差异时,该原始光可以是非偏光的。由于直射日光是大致非偏光,因此此确定可指示该原始光是否是直射日光。 
请参照图24,图解说明进一步促进确定自一源接收的光是否是直射日光的一方法2400。在2402处,自该源接收光。如所阐述,该源可包括直接或间接日光、雷射及/或诸如此类。另外,在2404处,可如前文所述确定该光的偏光。随后,在2406处,可使该光穿过拒绝光源的不在一所规定波长内的部分的一波长滤光器。举例而言,该波长滤光器可使得其拒绝不在由日光利用的一范围内的光。因此,该滤光器可拒绝某些雷射光(例如,在一个实例中,红色及绿色雷射)且仅通过在该范围内的光。此外,该滤光器可提供大致所有波长的显著衰减。此可与所得光讯号的增益一同用来指示该光源的一强度,该强度另外可用于确定该源是否是直射日光。在2408处,可确定该光是否是直射日光;举例而言,此可至少部分基于该光是否穿过该滤光器以及所确定的偏光。如所阐述,当该光并不偏光时,存在其是直射日光的一可能性,乃因许多被反射的日光源(例如,自云、结构及诸如此类偏转)是偏光的。此外,该波长滤光器可在该光是大致在正确波长内的情形下提供对直射日光的进一步保证。 
图25绘示用于对齐太阳能电池以接收光的最佳对准的轴以用于产生太阳能的一方法2500。在2502处,自一源接收光。如所阐述,此光可来自许多源,且在2504处,可确定该光是否是直射日光。在此方面,如本文中所阐述,可拒绝其它光源,例如被反射的光、雷射等。举例而言,可利用各种偏光器、光谱滤光器及/或诸如此类来拒绝不需要的光源。此可至少部分基于如所阐述的确定光的一偏光位准、光的一准直性质(例如,经由量测穿过一球透镜的光在一象限单元上的一焦点的一大小)、光的一强度(例如,由来自接收该光的一放大器的增益量测)、光的一光谱(例如,藉助一光谱滤光器量测)、光的一调变及/或诸如此类。在2506 处,确定一最佳轴向对准以接收该直射日光。如所阐述,此可使用一球透镜及象限单元组态(举例而言)以将来自该光的一点聚焦于该象限单元上来确定。该光可照耀于该球透镜上,该球透镜将该光作为一个或多个点反射于该象限单元上。可基于该点在该象限单元上的位置来调整对准。在2508处,可根据轴向对准来定位一个或多个太阳能电池。因此,在一个实例中,可侦测直射日光,且可将太阳能电池最佳地定位于日光的轴上以接收用于光伏打转换的最大能量。 
可使用一搜索组件3004来定位信息源。举例而言,系统3000可插入具有聚集器的预制作太阳能碟。搜索组件3004可识别一倾角计的一位置且执行校准。另外,搜索组件3004可用于识别信息的外来源。在一说明性实例中,若一组态不包括一内部时钟,则搜索组件3004可识别一时间源且获得组件2702可自该时间源收集信息。 
尽管获得组件2702可收集各种各样的信息,但过多信息可具有一消极影响,例如消耗宝贵的系统资源。因此,一滤光器组件3006可分析所获得的信息且确定何种信息应传递至可确定一接收器是否应移动的一评价组件2704。在一个实例中,滤光器组件3006可确定一重力读数的一新鲜度。若自一先前读数存在较小改变或无改变,则可删除信息且不传送该信息。根据一个实施例,滤光器组件3006可检验信息及/或聚合信息。举例而言,若一第一时间由三个源产生且一第二时间由一个源产生,则可忽视该第二时间且可传送一个代表该三个源的时间的记录。 
不同条信息(例如,所收集的元数据、组件运作指令(例如,通信组件3002)、源位置、组件本身等)可保存于储存器3008上。储存器3008可配置为多个不同组态,包括作为随机存取内存、电池供电内存、硬磁盘、磁带等。可在储存器2708上实施各种特征,例如压缩及自动备份(例 如,使用独立驱动器组态的一冗余阵列)。此外,储存器3008可作为可以运作方式耦合至一处理器(图中未绘示)的内存运作且可实施为与一运作内存形式不同的一内存形式。 
根据一态样的是包含附接至一骨干支撑件的至少四个阵列的一太阳能聚集器。每一阵列可包含至少一个反射表面。太阳能聚集器亦包括该骨干支撑件及该至少四个阵列可在其上倾斜、旋转或降低的一极座架。该极座架可定位于一重心处或其附近。此外,太阳能聚集器可包括以运作方式连接至一可移动座架及一固定座架的一极座架支撑臂。可自用于降低该太阳能聚集器的可移动座架移除该极座架支撑臂。该骨干支撑件可包含一收集装置,该收集装置包含用于促进太阳能向电能的一转变的复数个光伏打电池。该至少四个阵列中的每一者包含形成为抛物面形状的复数个太阳能翼,每一太阳能翼包含复数个支撑肋。此外,太阳能聚集器可包括使该至少四个阵列绕一垂直轴旋转的一定位器件。 
根据另一态样的是一太阳能翼总成,该太阳能翼总成包含以运作方式附接至一成形梁的复数个反射镜支撑肋及置于该复数个反射镜支撑肋上且固定至该成形梁的一反射镜。该复数个反射镜支撑肋中的反射镜支撑肋对可系相同大小以形成一抛物面形状。此外,太阳能翼总成可包含将该反射镜固定至该成形梁的复数个反射镜夹。 
首先参照图26,其图解说明根据一态样与习用太阳能聚集器总成相比经简化的一太阳能翼总成3400。太阳能翼总成3400利用一成形梁3402,该成形梁可为矩形,如所图解说明。根据某些态样,该成形梁可以是其它几何形状(例如,正方形、椭圆形、圆形、三角形等)。多个所形成的反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414以运作方式附接至成形梁3402。反射镜支撑肋3404至3414可以是任一合适材料, 例如塑料(例如,塑料注入模制)、形成的金属等。 
反射镜支撑肋3404至3414可以各种方式运作地附接至成形梁3402。举例而言,每一反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414可包括一夹总成,该夹总成可允许每一反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414夹至成形梁3402上。然而,可利用用于将该等反射镜支撑肋附接至成形梁3402的其它技术,例如在该等反射镜支撑肋下方滑动该反射镜及藉助钩或其它固定组件将该反射镜固定到位。根据某些态样,可将成形梁3402及反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414构造为一单个总成。 
反射镜支撑肋3404至3414中的反射镜支撑肋对可系一相同大小以便将一反射镜3416形成(且固持)为一抛物面形状。术语“大小”是指每一反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414自成形梁3402至反射镜接触表面的总高度。此外,每一对反射镜支撑肋的大小或高度是与其它对不同的高度(例如,一中间支撑肋的高度比成形梁的任一端处的一支撑肋的高度短)。 
依据每一反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414的总高度,自反射镜3416至成形梁3402的距离在各个位置处可不同。每一对反射镜支撑肋沿该梁间隔开且附加于不同位置处以达成一期望抛物面形状。举例而言,一第一对包含反射镜支撑肋3408及反射镜支撑肋3410。一第二对包含反射镜支撑肋3406及反射镜支撑肋3412且一第三对包含反射镜支撑肋3404及反射镜支撑肋3414。该第一对支撑肋3408及3410具有一第一高度,该第二对反射镜支撑肋3406及3412具有一第二高度,且该第三对反射镜支撑肋3404及3414具有一第三高度。在此实例中,该第三高度高于该第二高度,且该第二高度高于该第一高度。 因此,一第一对(例如,反射镜支撑肋3408及3410)将反射镜3416固持于比第二对(例如,反射镜支撑肋3406及3412)固持该反射镜的位置(其更远离成形梁3402)更靠近成形梁3402的一位置处,且以此类推。 
根据某些态样,反射镜支撑肋3404至3414可在一第一端处置于成形梁3402上且可沿成形梁3402滑动或移动且放置到位。根据其它态样,可以其它方式(例如,搭扣到位、锁定到位等)将反射镜支撑肋3404至3414附接至成形梁3402。 
图27图解说明根据一态样图26的太阳能翼总成的另一视图。如所图解说明,太阳能翼总成3400包括一成形梁3402及附接至成形梁3402的多个支撑肋。所图解说明的是六个反射镜支撑肋3404、3406、3408、3410、3412及3414。然而,应理解,更多或更少的支撑肋可与所揭示的态样一同使用。以运作方式连接至每一支撑肋3404至3414的是一反射镜3416,将在下文中加以详细论述。 
图28图解说明根据一态样其中一反射镜3416位于一部分不安全位置处的一太阳能翼总成3400的一部分的一实例性示意性表示3600。图29图解说明根据一态样其中一反射镜3416位于一安全位置处的一太阳能翼总成3400的一实例性示意性表示3700。为便于解释及理解,将一同论述图28及图29。 
如所图解说明,太阳能翼总成3400的部分包括一成形梁3402。反射镜支撑肋3404及反射镜支撑肋3406(以及其它反射镜支撑肋)以运作方式连接至成形梁3402。此外,一反射镜3416以运作方式连接至反射镜支撑肋3404及反射镜支撑肋3406。 
可以一扁平条件供应包含反光镜材料的反射镜3416。为将反射镜3416成形为一抛物面形状,可将反射镜3416置于每一反射镜支撑肋3404 及3406(等等)的顶部上。一反射镜夹3602可抵靠反射镜支撑肋3404固持反射镜3416且反射镜夹3604可抵靠反射镜支撑肋3406固持反射镜3416。在图28及图29中图解说明每一反射镜支撑肋3404、3406的仅一个反射镜夹3602、3604。然而,应了解,每一反射镜支撑肋可包括两个(或多于两个)反射镜夹。 
反射镜夹3702可在一第一位置3706处定位于反射镜3416上方(如图29中所图解说明)。为抵靠反射镜支撑肋3404锁定反射镜3416,将反射镜夹3602移动至一第二位置3702(如图29中所图解说明)且以运作方式与反射镜支撑肋3404啮合。反射镜3416以一类似方式沿成形梁3402的长度以运作方式与每一反射镜支撑肋3404至3414啮合(例如,如由反射镜夹3604所图解说明)。 
该等反射镜夹(例如,反射镜夹3602)被图解说明为在中间具有一开口的一圆环形状(例如,母连接器),从而允许反射镜夹3602与位于反射镜支撑肋3404的一第一侧3610处的一公连接器3608啮合。一第二反射镜夹(图中未绘示)可与位于反射镜支撑肋3404的一第二侧3614上的一公连接器3612啮合。应理解,尽管一母连接器与反射镜夹3602相关联且参照反射镜支撑肋3404阐述一公连接器3608、3612,但所揭示的态样并不如此受限制。举例而言,反射镜夹3602可以是一公连接器。根据某些态样,反射镜夹3602可以是一公连接器或一母连接器,只要反射镜夹3602可以运作方式啮合至反射镜支撑肋3404(例如,反射镜支撑肋3404提供匹配的连接器)。 
应理解,反射镜夹3602并不限于所图解说明及阐述的设计,乃因可利用其它夹,只要反射镜3416与每一反射镜支撑肋3404至3414牢固地啮合。抵靠每一反射镜支撑肋3404至3414固定反射镜3416可帮助实现 反射镜3416在运输、组装或利用一个或多个太阳能翼总成的一连接器总成的使用期间不会自反射镜支撑肋3404至3414脱离。应理解,可利用任一扣件来将反射镜3416固定至反射镜支撑肋3404且所绘示及阐述的扣件用于实例性目的。 
根据某些态样,反射镜夹3602、3604经组态使得反射镜夹3602、3604不会旋转。举例而言,可利用一螺母与螺丝组合,其中螺丝于一反射镜接触表面3616上方突出,举例而言,该反射镜接触表面自连接器3608至连接器3612延伸反射镜支撑肋3404的长度。根据某些态样,反射镜夹3602、3604可包括抗旋转特征,使得一旦放置到位,则反射镜夹3602、3604不会移动(除自第一位置3606至第二位置3702,且反的亦然)。 
根据某些态样,每一反射镜夹3602、3604的大小取决于反射镜3416的厚度。由于反射镜3416是锁定于反射镜支撑肋3404与反射镜夹3602、3604之间,因此一较厚反射镜3416将使使用较小反射镜夹3602、3604成为必要。类似地,一较薄反射镜3416可使使用较大反射镜夹3602、3604成为必要以减轻该反射镜沿支撑肋3404至3414滑动的机会。根据某些态样,反射镜夹3602、3604的大小取决于是否利用具有抗破损衬背的一反射镜或是否利用一不同类型的反射镜(例如,铝反射镜)。 
使反射镜夹3602、3604与反射镜厚度匹配可进一步帮助实现反射镜3416不会在支撑肋3404至3414与反射镜夹3602、3604之间变动其位置。若反射镜3416变动(例如,移动),则其可导致反射镜3416在运输、现场组装期间或当采用一个或多个太阳能翼总成3400的一太阳能聚集器总成投入使用(例如,降低该太阳能聚集器总成的翼,旋转该总成、倾斜该总成等)时断裂,如将在下文中更加详细地阐述。 
再次参照图26,可利用一批太阳能翼总成3400来形成一反射镜翼阵 列。举例而言,可并肩放置七个太阳能翼总成来形成一反射镜翼阵列。四个类似反射镜翼阵列(举例而言,每一者包含七个太阳能翼总成3400)可形成一太阳能聚集器总成。然而,应理解,可利用更多或更少的太阳能翼总成3400来形成一反射镜翼阵列且可利用任一数目的反射镜翼阵列来形成一太阳能收集总成且所绘示及阐述的实例用于简明的目的。将参照以下图式更全面地阐述关于一完整太阳能收集总成的构造的其它信息。 
图30图解说明根据一态样一太阳能翼总成3400的一部分的另一实例性示意性表示3800。在此实例中,利用两个钩3802及3804来将反射镜3416抵靠反射镜支撑肋(例如,图26及27的反射镜支撑肋3404及反射镜支撑肋3414)牢固地啮合。为附接反射镜3416,该反射镜可自一第一端(例如,在反射镜支撑肋3404处)滑动至一第二端(例如,在反射镜支撑肋3414处,图解说明于图26及27中)。反射镜3416可在与沿太阳能翼总成3400的长度的反射镜支撑肋相关联的反射镜夹或止挡夹下方滑动。以一端装载方式滑动反射镜3416可类似于将一挡风玻璃雨刷片替换物安装于一汽车上。 
根据某些态样,可预安装反射镜夹。类似于钩3802及3804的钩可定位于太阳能翼总成3400的第二端处(例如,在反射镜支撑肋3414处)且可用于在期望位置处止挡该反射镜。当反射镜3416沿太阳能翼总成3400的长度啮合时,钩3802及3804可用于将该反射镜固定到位。 
图31图解说明根据所揭示的态样一太阳能聚集器总成的一骨干结构3900。如所图解说明,可利用矩形梁3902及3904、两个支撑件3906及3908及一中央收集装置3910来形成骨干结构3900。然而,应理解,该等梁可利用其它形状且所揭示的态样并不限于矩形梁。该等梁与板附接 在一起且经软焊以形成骨干结构3900。根据某些态样,使用常见大小的板来简化总成。中央收集装置3910可包含用于促进太阳能向电能的转变的光伏打电池。 
可将多个太阳能翼总成3400附接至骨干结构3900。图32图解说明根据一态样一太阳能翼总成3400及可用于将阳能翼总成3400附接至(图31的)骨干结构3900的一托架4002的一示意性表示4000。托架4002的一第一端4004可以运作方式连接至(图31的)矩形梁3902。举例而言,托架4004的第一端可具有导洞,其中一者标记于4006处,其藉助螺栓或其它扣件器件允许将托架4002连接至矩形梁3902。根据某些态样,托架4002是软焊至矩形梁3902。 
太阳能翼总成3400以运作方式连接至托架4002的一第二端4008,托架4002被图解说明为一矩形梁。可以以下方式将其它太阳能翼总成3400固定至矩形梁3902:当运作太阳能总成(例如,降低太阳能聚集器总成的翼、旋转该总成、倾斜该总成等)时,太阳能翼总成3400不会与骨干结构3900脱离。根据某些态样,常见翼面板的经简化角牵安装允许容易的现场组装。主梁可在工厂预先钻有角牵安装洞,使得不需要现场对准。形成于该等角牵部件中的角度可帮助将有翼面板保持在相对于主梁的恰当角度。 
图33图解说明根据一态样代表太阳能翼总成3400至骨干结构3900的一配置的一实例性焦距4100的一示意性表示。应注意,该图解说明代表用于抛物面有翼面板的角牵板的一常见焦距安装图案的一实例且所揭示的态样并不限于此安装图案。 
太阳能翼总成3400可配置为使得每一太阳能翼总成具有至接收器的大致相同的焦距。根据某些态样,可包括一个或多个接收器。该一个或 多个接收器可包括促进能量转换(光转换为电)及/或收获热能量(例如,藉由具有吸收在该一个或多个接收器处形成的热量的一循环流体的一蛇管)的一光伏打(PV)模块。根据某些态样,该(等)接收器收获热、PV或热及PV两者。应注意,所图解说明的度数及其它量测值仅用于实例性目的且所揭示的态样并不限于此等实例。 
在4102处所图解说明的是其中太阳能反射器4104以一直线组态或一槽设计以运作方式连接至一主支撑梁的一态样。在此态样中,该等接收器未必处于距一接收器4106的一类似焦距处。如所图解说明,线4108指示一支撑框架上的一附接线。 
现在参照图34,所图解说明的是根据一态样利用包含多个太阳能翼总成3400的四个阵列4202、4204、4206及4208的一太阳能收集总成4200的一示意性图解说明。每一阵列4202、4204、4206、4208可包括(举例而言)彼此横向配置的七个太阳能翼总成3400。举例而言,阵列4208中有七个太阳能翼总成3400,如所标记。每一阵列4202、4204、4206、4208可附接至骨干结构3900,且更具体而言,附接至矩形梁3902。根据某些态样,可利用更多或更少的太阳能翼总成3400来形成一阵列4202、4204、4206或4208且可利用更多或更少的阵列4202至4208来形成一太阳能收集总成4200且所揭示的态样并不限于四个此类总成。 
太阳能收集总成4200可具有位于一接收器桅杆(未图解说明)上的一平衡重心,太阳能收集总成4200可绕该平衡重心倾斜或旋转。图35图解说明可与所揭示的态样一同使用的一经简化极座架4300。一重心可用作(图34的)太阳能收集总成4200在该经简化极座架4300上的一安装点。极座架4300在此重心处的定位允许移动收集器以便于使用、维护、储存或诸如此类。 
举例而言,可使太阳能收集总成4200透过一赤纬轴而相对于一极座架支撑臂4302倾斜。极座架支撑臂4302可与地球的表面对准,使得极座架支撑臂4302平行于地球的旋转轴的倾斜而对准,将在下文中对此进一步详细论述。一定位器件4304(例如,一致动器)以运作方式连接至一定位总成4306及骨干结构3900至矩形梁3904。定位器件4304促进太阳能收集总成4200绕一垂直轴(其亦称作赤纬轴)旋转。定位器件4304可以是(举例而言)一致动汽缸(例如,水力、气动等)。 
定位总成4306促进使太阳能收集总成4200绕极座架支撑臂4302的赤经轴旋转。定位器件4304可使太阳能收集总成4200相对于太阳在天空中的位置倾斜至一期望赤纬角度,当定位器件4304相对于定位总成4306移动时,支撑件3906及3908亦移动,从而致使太阳能收集总成4200倾斜一赤纬角度范围。 
当旋转定位总成4306以追踪太阳的赤经时,可利用定位器件4304来使得太阳能收集总成4200保持于一最佳赤纬角度以捕获太阳的射线。结合极座架4200使用一定位器件4204允许在太阳能收集的开始时将太阳能收集总成4200调整至一期望赤纬角度,而不是必须在整个太阳追踪过程期间不断地调整该倾斜角度。此可减轻与运作一太阳能收集总成相关联的能量消耗,乃因仅需要每天调整一次定位器件4304(或如需地每天调整多次,以便提供对太阳的一最佳追踪),而不是不断调整定位器件4304的习用技术。 
现在参照图36,所图解说明的是根据一态样可用于控制一太阳能聚集器总成的旋转的一实例性马达齿轮配置4400。马达齿轮配置4400可至少部分地用于将(图34的)一太阳能收集总成4200连接至(图35的)一极座架支撑臂4302。马达齿轮配置4400可使太阳能收集总成4200绕 极座架支撑臂4302的一中央轴旋转,此提供该阵列的赤经定位。马达齿轮配置4400包含可用于以运作方式将极座架支撑臂4302连接至马达齿轮配置4300的一连接器4402。太阳能收集总成4200可以运作方式连接至支撑托架4404及4406。与一马达驱动器4410及一驱动单元4412组合的一马达4408促进太阳能收集总成4200绕极座架支撑臂4302旋转。根据一态样,太阳能收集总成4200可于连接器4402及支撑托架4304及4306处固定且太阳能收集总成4200可绕极座架支撑臂4302旋转。 
应注意,尽管将(图35的)定位器件4304及马达齿轮配置4400图解说明及阐述为分开的组件,但应了解,所揭示的态样并不如此受限制。举例而言,根据某些态样,定位器件4304与马达齿轮配置4400(或马达4408)组合于一单个总成中。此单个总成可提供一太阳能收集总成4200至极座架支撑臂4302的连接,从而促进太阳能收集总成4200相对于赤经及赤纬的位置相对于太阳或欲自其捕获能量的另一能量源的位置的变更。根据其它态样,马达与定位器件的各种组合可用于提供用于利用辐射及诸如此类的捕获的太阳能收集总成及器件的定位,从而促进阵列及器件相对于该能量源的位置的调整。 
图37图解说明根据一态样的可用于旋转控制的另一实例性马达齿轮配置4500。如所图解说明,马达齿轮配置4500包括一极座架支撑臂4502。亦包括托架4504及4506。齿轮配置4500亦包括一马达4508及一马达驱动器4510。此外,齿轮配置4500包括一驱动单元4512。 
图38图解说明可与所揭示的态样一同使用的一实例性极安装杆4600。极安装杆4600包括可以运作方式连接至(图36的)马达齿轮配置4400或(图37的)马达齿轮配置4500的一第一端4602。极安装杆4600的一第二端4604可以运作方式连接至一安装单元(图中未绘示)。 根据一态样,极安装杆4600可促进一太阳能聚集器的移动。 
图39图解说明可与各种态样一同使用的一极安装杆4700的另一实例。极安装杆4700包括可以运作方式连接至马达齿轮配置4400及/或4500的一第一端4702。极安装杆4700的一第二端4704可以运作方式连接至一安装单元(图中未绘示)。图40图解说明极安装杆4700的第一端4702的一视图。如所图解说明,马达齿轮配置4400及/或4500可藉助各种连接构件(例如,所图解说明的连接构件4800)附接至一极安装杆4700。 
图41图解说明根据一态样的在一运作条件中的一完全经组装太阳能聚集器总成4900。经组装太阳能聚集器总成4900包含对准以将太阳的射线反射至一中央收集装置3910上的太阳能收集总成4200。太阳能收集总成4200包含多个反射镜,可使用该等反射镜来将太阳能辐射聚集及聚焦于中央收集装置3910上。可将该等反射镜作为经组合以形成太阳能板阵列的太阳能翼总成的部分包括,如由阵列4202、阵列4204、阵列4206及阵列4208所图解说明。 
中央收集装置3910可包含用于促进太阳能向电能的转变的光伏打电池。太阳能收集总成4200及中央收集装置3910是支撑于极座架支撑臂4302上。此外,阵列4202、4204、4206及4208可经配置,使得一间隙4902将阵列4202、4204、4206及4208分为两个群组,例如一第一群组4604(包含阵列4202及4206)及一第二群组4906(包含阵列4204及4208)。 
为促进利用来自太阳的射线(或其它光源)的能量,太阳能收集总成4200可在各种平面中旋转以相对于太阳的方向正确地对准每一阵列4202、4204、4206及4208的反射镜,从而将太阳的射线(或其它光源)反射至中央收集装置3910上。图42图解说明根据一态样位于一倾斜位置的一太阳能收集总成4200的一示意性表示5000。 
现在参照图41及图42两者,根据某些态样,一机动化齿轮总成可将太阳能收集总成4200及中央收集装置3910连接至一极座架支撑臂4302。极座架支撑臂4302与地球的表面对准,使得其平行于地球的旋转轴的倾斜而对准。马达齿轮配置4400可允许太阳能收集总成4200及中央收集装置3910绕一水平轴旋转,该水平轴亦称作赤经轴。太阳能收集总成4200及中央收集装置3910藉由定位器件4304进一步连接至极座架支撑臂4302。定位器件4304允许太阳能收集总成4200及中央收集装置3910绕一垂直轴(亦称作赤纬轴)旋转。旋转太阳能收集总成4200改变阵列的一定向(例如,运作位置、安全位置或其之间的任一位置)。 
当欲在现场(例如,在一运作位置)组装太阳能聚集器总成4900时,极座架支撑臂4302以运作方式连接至一底脚4908。附接至底脚4908的可以是允许极座架支撑臂4302选择性地(至少部分地)与底脚4908脱离(例如,用于太阳能聚集器总成4900的倾斜及降低)的安装托架4910。另一底脚4912可在其上具有一安装单元4914,太阳能聚集器总成4900附接至该安装单元。应理解,底脚4908及4912以一恰当深度在一表面4916(例如,地面、地球)下方延伸以锚定太阳能聚集器总成4900。 
现在参照图43,所图解说明的是根据一态样以大致不同于一运作条件的一定向旋转的一太阳能收集总成4200的一示意性表示5100。以此一方式旋转太阳能收集总成4200允许对接收器执行维护及维修。 
若将太阳能收集总成4200置于用于储存、安全的一位置处或出于维修目的的一位置处,例如图43中所图解说明的位置,则该马达可步进多个步长以将该阵列自一运作位置(例如,图41中所图解说明的位置)移动至图43中所图解说明的位置(有时称作一储存或安全位置)。进一步阐述此实例,可确定马达用来以一顺时针方向将太阳能收集总成4200自 一运作位置移动至一储存位置的步长数目连同以逆时针方向移动的所需步长数目。可比较该两个计数(例如,顺时针方向及逆时针方向)且可利用最短方向来将该阵列置于该储存位置处。 
在另一态样中,回应于一冰雹天气,可将太阳能收集总成4200置于该安全位置处。可确定自该阵列的运作位置(例如,在接收到移动至该安全位置的命令之前的其位置)将该阵列定位于该安全位置处所需要的步长数目的一记录。在该冰雹(或其它危险)过去之后,可重新定位该阵列以继续作业。可基于该阵列的最后已知位置加上补偿太阳的当前位置所需要的步长数目来确定该重新定位(例如,阵列在冰雹之前的最后位置加上将该阵列移动至太阳的当前位置的步长数目)。可藉由使用与该阵列相关联的纬度、经度、日期及/或时间信息及该阵列的位置来确定太阳的当前位置。亦可藉由使用太阳位置传感器来确定太阳的当前位置,该太阳位置传感器可用于确定日光的能量在哪一角度上最强并相应地对该阵列进行定位。 
此外,阵列群组4904、4906中的间隙4902允许将该等阵列定位为最小化形成该阵列的反射镜对环境破坏(例如,强风及冰雹)的敏感度。如图42中所绘示,太阳能收集总成4200可绕极座架支撑臂4302旋转,以将该阵列置于一“安全位置”。使太阳能收集总成4200绕一赤经轴旋转且绕赤纬轴倾斜的能力允许将太阳能收集总成4200定位为使得其与任一盛行风力的对准最小化太阳能收集总成4200在风中的一航行效应。此外,在冰雹侵袭、雪等情形中,可将太阳能收集总成4200定位为使得反射镜朝下,其中该阵列结构的背侧曝露给冰雹侵袭,从而减轻对该等反射镜的破坏。 
图44图解说明根据本文中所呈现的各种态样旋转及降低的一太阳能 聚集器总成5200。降低该太阳能聚集器总成允许容易的维护、维修及修理。此外,降低太阳能聚集器总成5200可提供用于恶劣天气的一安全位置。阵列太阳能收集总成4200绕赤经轴及赤纬轴的旋转可使得太阳能收集总成4200的所有区域能够由一操作者容易地够到。该操作者可以是在安装过程期间需要接近该等阵列中所包含的各种反射镜、中央收集装置3910等的一安装工程师。举例而言,该安装工程师可出于对准目的而需要接近中央收集装置3910。该操作者亦可以是需要接近太阳能收集总成4200以清洁该等反射镜、替换一反射镜及其它功能的一维修工程师。 
极座架支撑臂4302(且亦可能该等安装托架)可与底脚4908脱离。此允许极座架支撑臂4302在安装单元4914上转动,且因此太阳能收集总成4200可被带至与地面4916的更紧密接触。 
图45图解说明根据一态样位于一降低的位置处的一太阳能收集总成4200的一示意性表示5300且图46图解说明根据一态样位于一最低位置处(其可以是一储存位置)的一太阳能收集总成4200的一示意性表示5400。 
图47图解说明可与所揭示的态样一同使用的另一太阳能收集总成5500。根据此态样,太阳能收集总成5500包括利用一单个反射镜5504的太阳能翼总成5502。如参照以上态样所论述,每一翼阵列4204、4206具有包含用于每一翼总成的一分离反射镜的若干翼总成。在此替代态样中,利用一单个反射镜5504来取代两个分离的反射镜。单个反射镜5504在该碟或太阳能收集总成5500的相对侧上跨越两个翼5502及5506延伸。利用一单个反射镜5504可增大该反射镜阵列的反射区域。可藉由各种技术(例如,沿翼5502及5506的长度滑动该反射镜,以人工方式在每一反射镜支撑肋处附接该反射镜或藉由其它技术)将单个反射镜5504附接 至翼5502及5506。 
图48图解说明可与所揭示的态样一同使用的一实例性接收器5600。如所图解说明,实例性接收器5600可配置有光伏打电池模块,其中几个标记于5602、5604及5606处。亦可提供可用于热量收集的冷却线路5608及5610。根据某些态样,此热量可用于多个用途。图49图解说明根据一态样图48中所图解说明的实例性接收器5600的一替代视图。图49中的视图图解说明冷却线路5608及5610可如何延伸接收器5600的长度。冷却线路5608及5610其中可具有冷却剂以冷却该等光伏打电池(例如,作为一换热器运作)。应理解,本文中所揭示的各种例示性器件(例如,接收器5600、马达齿轮配置4400等)仅用于实例性目的且所揭示的态样并不限于此等实例。 
根据一态样的是安装一太阳能聚集器总成的一方法。方法包括将复数个阵列附接至一骨干结构。复数个阵列中的每一者附接至该骨干结构,以与其它复数个阵列中的每一者维持一空间距离。此外,该复数个阵列包含至少一个反射表面。根据某些态样,方法包括附接该复数个阵列,使得该复数个阵列依据该空间距离经由一垂直轴旋转。方法亦可包括将该骨干结构连接至位于一重心处或其附近的一极座架及将该极座架附接至实现该太阳能聚集器总成的降低的一固定座架及一可移动座架。根据某些态样,方法包括使该极座架与该可移动座架脱离以降低该太阳能收集总成。根据某些态样,方法包括使该复数个阵列及该骨干结构绕沿该垂直轴的重心旋转以改变该复数个阵列的一定向。或者或另外,方法可包括使该复数个阵列及该骨干结构绕沿该垂直轴的重心旋转以改变一运作位置、一安全位置或该复数个阵列的在其之间的任一位置中的一者。可以一相同焦距将该复数个阵列附接至该骨干结构。根据一态样,以一 部分组装的状态运送该太阳能聚集器总成。根据另一态样,将该太阳能聚集器总成作为模块化单元运送。 
根据某些态样,提供用于大规模生产太阳能聚集器的一方法。方法包括将一太阳能翼形成为一抛物面形状,该太阳能翼包含复数个支撑肋,从而将一反射表面附接至该太阳能翼以形成一总成,且形成具有复数个太阳能翼总成的一阵列。此外,方法可包括将该阵列附接至一骨干结构。可给该骨干结构装备用于促进太阳能向电能的一转变的复数个光伏打电池。根据某些态样,将该太阳能翼形成为该抛物面形状包含将该复数个支撑肋附接至一支撑梁,选择每一支撑肋的一高度以形成该抛物面形状。根据某些态样,将该反射表面附接至该太阳能翼包含将该反射表面置于该复数个支撑肋上及将该反射表面固定至该复数个支撑肋。在一态样中,方法包括以一部分组装的状态运送所生产的太阳能聚集器。在另一态样中,方法包括将该所生产的太阳能聚集器作为模块单元运送。 
图50图解说明根据一个或多个态样用于大规模生产太阳能聚集器的一方法5800。方法5800可以一不昂贵的方式简化太阳能聚集器的生产。与大规模生产太阳能聚集器相关的态样亦可促进用于运输大量太阳能聚集器(例如,碟)的较便宜的成本。举例而言,该等太阳能聚集器可由模块化组件构成,从而允许运输此等模块化组件。根据某些态样,可以一部分组装的状态运送该等太阳能聚集器。 
在5802处,将一太阳能翼形成为一抛物面形状。该太阳能翼可包含复数个支撑肋,该等支撑肋可以运作方式连接至支撑梁。该等支撑肋可为各种高度,其中该等支撑肋中的支撑肋对具有大致相同的高度。该等支撑肋的高度是自该支撑梁至一反射镜接触表面(例如,支撑肋与支撑梁相对的端)量测的高度。该支撑梁的中间处的支撑肋的高度可比该支 撑梁的端处的支撑肋的高度短,从而将该反射镜形成为一抛物面形状。选择每一支撑肋的一高度以形成该抛物面形状。 
在5804处,将一反射表面(例如,反射镜)附接于该太阳能翼上以形成一总成。此可包括将该反射表面置于该复数个支撑肋上(或置于与每一支撑肋相关联的一接触表面上)及将该反射表面固定至该复数个支撑肋。该等支撑肋的一增加的高度(自中央向外)促进将该反射表面形成为该抛物面形状。在5806处,利用一扣件构件将该反射表面附接至该太阳能翼。举例而言,可将该扣件构件置于该反射表面的顶部上且将其固定至一相关联支撑肋。针对每一支撑肋可利用两个扣件构件。该扣件构件抵靠该等支撑肋固持该反射表面以减轻该反射表面的移动量。 
根据某些态样,该扣件构件可以是位于一太阳能翼总成的每一端处的钩。该等钩可用作止挡以防止一反射镜(其为滑动到位)与该太阳能翼总成脱离。根据此态样,将该反射表面附接至该太阳能翼包括在该复数个支撑肋上方且在该等反射镜支撑夹下方滑动该反射表面且将该反射表面固定于该太阳能翼的两端处。在一实例中,可类似于一挡风玻璃雨刷片替换物端装载该等反射镜。该翼在最靠近该梁的端上具有一止挡夹且该反射镜在该等夹之间滑动以形成该形状。可附接一第二组止挡夹以固定该等反射镜。 
在5808处,组合多个太阳能翼以形成一太阳能翼阵列。可利用任一数目的太阳能翼来形成该阵列。根据某些态样,利用七个太阳能翼来形成一阵列;然而,可利用更多或更少的太阳能翼。可将该等太阳能翼配置于该阵列中使得该等太阳能翼处于与接收器类似的一焦距处。 
根据某些态样,在5810处将该等阵列连接至一骨干结构。方法5800亦可包括给该骨干结构装备可用于促进太阳能向电能的一转变的复数个 光伏打电池。将该等阵列附接至该骨干结构是可选的且可在运送之后(例如,在现场)将该等阵列连接至该骨干结构。可以一部分组装的状态或作为模块化单元来运送该等太阳能聚集器。 
根据某些态样,方法5800可包括以一部分组装的状态运送所生产的太阳能聚集器。根据其它态样,方法5800包括将该等所生产的太阳能聚集器作为模块化单元运送。 
请参照图51,说明用于安装太阳能聚集器总成的一方法5900。可将太阳能聚集器总成组装为使得可出于各种目的(例如,构造、维修、维护、安全等)来旋转、倾斜及降低该总成。没有一起重机的辅助,组装该收集器亦是可能的。此外,一旦经组装,不再需要面板的其它对准。 
步骤5902是将复数个阵列附接至一骨干支撑件,该等阵列可包含多个太阳能翼。然而,根据某些态样,可自一单个太阳能翼构造该等阵列。 
将该等阵列附接至该骨干支撑件以与其它复数个阵列中的每一者维持一空间距离。此空间距离可减轻风力在强风周期期间可具有的作用。亦可将该等阵列安装为允许轻微移动及灵活性,同时保持刚性以将日光的焦点维持于该等接收器上。根据某些态样,将该等阵列配置为一槽设计来替代将其置于距一接收器的一类似焦距处。根据某些态样,该空间距离允许该复数个阵列经由一垂直轴旋转。 
步骤5904是将骨干连接至极座架。可将极座架定位于太阳能聚集器的重心处或其附近,如此可允许移动(例如,倾斜、旋转、降低)该收集器以便于使用、维护、储存或诸如此类。根据某些态样,可以一相同焦距将该复数个阵列附接至该骨干结构。 
步骤5906是将极座架附接至固定座架及可移动座架。如此一来即可选择性地自可移动座架移除极座架以允许出于维护、修理或出于其它目 的而降低太阳能聚集器。 
另外,方法5900可包括使复数个阵列及骨干沿垂直轴的重心旋转,以改变所述复数阵列的定向,所述定向可以是运作位置或者是安全位置其中的一。或者方法5900可包括使极座架与可移动座架脱离以降低太阳能聚集器总成。 
请参照图52,说明光伏打(PV)电池6023、6025、6027(1至N,其中N是一整数)的模块化配置6020下的热量调节总成6010的示意性剖面图6000,模块化配置6020具有不同温度梯度。通常,PV电池6023、6025、6027中的每一者可将光(例如,日光)转换为电能。该等PV电池的模块化配置6020可包括促进构造且提供一灵活配置的标准化单元或段。 
在一个例示性态样中,光伏打电池6023、6025、6027中的每一者可以是包括复数个玻璃基板(图中未绘示)的一染料敏化太阳能电池(DSC),其中沉积于其上的是透明传导涂层,例如一氟掺杂锡氧化物层(举例而言)。 
热量调节器件6010将所产生的热量自热点区域移除以将PV的模块化配置6020的温度梯度维持于预定位准内。热量调节器件6010可采用散热片总成的形式,其包括可表面安装至光伏打电池的模块化配置6020的背侧6037的复数个散热片,其中每一散热片可进一步包括大致垂直于该背侧延伸的复数个鳍状物(图中未绘示)。可自具有大致高热传导的材料(例如,铝合金、铜及诸如此类)制作此类散热片。此外,可采用各种箝位机构或热黏合剂及诸如此类来牢固地固持该等散热片,而不存在可能压碎光伏打电池的模块化配置6020的一压力位准。此外,其中循环有冷却流体(例如,水)的”管」式组件可以像一蛇的形式在整个热量调 节器件中蜿蜒,以进一步促进热量交换。 
该等鳍状物可扩大散热片的一表面面积以增加与冷却介质(例如,空气、例如水等冷却流体)的接触,该冷却介质用来自该等鳍状物及/或光伏打电池散去热量。因此,可经由散热片传导来自光伏打电池的热量且将该热量传导至周围冷却介质中。此外,该等散热片可具有相对于光伏打电池的一大致小的形式因子,以实现于该等光伏打电池的模块化配置6020的整个背侧6037的有效分布。 
亦即是,本发明所提供的一种太阳能聚集器,其包含一复数个抛物面反射器阵列、至少一接收器及一调整系统。其中该复数个抛物面反射器阵列,每一抛物面反射器包含经由一组附接至一骨干梁的支撑肋挠曲为一贯穿形状的一反射组件。该接收器,其自该等抛物面反射器收集光,该等接收器包含用于能量转换的一光伏打模块及一散热模块;该调整系统,其用以在该复数个抛物面反射器阵列中的一个或多个接收器中的每一者中最佳化所收集的光的一图案中的光强度分布;其中,该散热模块是至于该光伏打模块的一侧用以传导受光所产生的热能。 
该散热器模块至少包含一散热本体、一热导管及一导热基板。该散热本体为石墨材质制成的至少一石墨片散热体。该一热导管,其上串设有至少一石墨片散热体以形成散热鯺片,其另端中设有导热基板。该导热基板,设于热导管上,提供直接接触发热源,用以增加吸热面积。该石墨片散热体具有平面式热传导的方向特性。该热导管具有传达一冷却介质以用于散去自该等太阳能聚集器产生的热量。 
请参照图53A,说明实例性抛物面太阳能聚集器7100的图表。实例性太阳能聚集器7100包括反射器7135,反射器7135及其四个面板71301至71304,该等面板将一光束聚焦于两个接收器71201至7202上-面板 71301及71303将光聚焦于接收器71201上,且面板71302及71304将光聚焦于接收器71202上。接收器71201及71202两者皆可收集用于产生电或电力的日光;然而,在替代或额外组态中,接收器71201可用于热能量收获,而接收器71202可用于电力产生。反射器7135是附接(例如,螺栓接合、软焊)至作为一支撑结构的部分的一主支撑件梁7135,该支撑结构包括一桅杆7118、支撑接收器71201及1202的一梁7130及减轻面板71301至71304在主梁7115上的负荷的一桁架7125(例如,一单柱桁架)。桁架接点的位置取决于面板71301至71304的负荷。实例性太阳能聚集器7100中的支撑结构可由给该聚集器提供持久支撑及完整性的大致任一材料(例如,金属、碳纤维)制造。反射器7135可相同或大致相同;然而,在一个或多个替代或额外实施例中,反射器7135大小可不同。在一态样中,可采用不同大小的反射器7135来产生所收集光的具有特定特性(例如,一特定均匀性位准)的一聚焦光束图案。 
反射器7135包括面向该等接收器的一反射组件及一支撑结构(下文将结合图54加以阐述)。反射组件是可靠、不昂贵且容易购得的扁平反射材料(例如,反射镜),其在一纵向方向上挠曲为一抛物面形状或贯穿形区段且在横向方向上维持扁平以形成一抛物面反射器。因此,反射器7135将光聚焦于一接收器7120中的一焦点在线。应了解,即使在实例性太阳能聚集器7100中图解说明一特定数目(7)的反射器7135,但在每一面板71301至71304中可采用一更大或更小数目的反射器。同样,可如本说明书中所阐述在一太阳能聚集器中利用反射器面板或阵列7130与接收器7120的任一实质组合。此种组合可包括一个或多个接收器。 
另外,应了解,可在反射器7135背部涂布一保护元素,例如塑料泡沫或诸如此类以在实例性太阳能聚集器7100在恶劣或不利天气作业下采 用一安全或维护位置(例如,藉由绕主支撑梁7115的一旋转)且曝露面板7130λ的背部(其中1=1,2,3,4)时促进该元素的完整性(举例而言)。 
应进一步了解,实例性太阳能聚集器7100是可易于大规模生产且分段运送及组装于一部署位点的一模块化结构。此外,面板7130λ的模块化结构即使在其中一个或多个反射器变得不能运作(例如,反射器破损、未对准)的情形下仍确保促进连续日光收集的一运作冗余程度。 
在本发明的一态样中,实例性聚集器7100中的接收器71201至71202可包括一光伏打(PV)模块,该光伏打模块促进能量转换(光转换为电),且其亦可收获热能量(例如,经由具有吸收在附接至该PV模块的支撑结构的接收器处形成的热量的一循环流体的一蛇管)。应了解,接收器71201及71202中的每一者或如本说明书中所阐述的一太阳能聚集器中的大致任一接收器可包括不具有一热收获器件的一PV模块、不具有一PV模块的一热收获器件或两者。接收器71201至71202可电互连且连接至一电力网或其它太阳能聚集器中的全异接收器。当接收器包括一热能量收获系统时,该系统可跨越全异太阳能聚集器中的多个接收器连接。 
图53B图解说明聚焦于接收器7120γ上的一实例性所聚焦光束7122,其可实现于接收器71201或71202中或本说明书中所阐述的任一其它接收器中。聚焦的光图案7122显示不均匀性,其中较宽区段位于该图案的端点附近或位于该等端点处。该图案的端点区上方及下方的更加漫射的聚焦区域通常因反射器稍微远离其焦距定位而出现。 
接下来论述实例性太阳能聚集器7100及其组件的细节。图54图解说明一实例性构成反射器7135,其在本文中称作太阳能翼总成。太阳能反射器7135包括在一纵向方向7208上弯曲为一抛物面形状或一贯穿形状且在一横向方向7210上保持扁平的一反射组件7205。反射组件7205 的此种挠曲促进用以将光聚焦于位于所形成的抛物面贯穿的焦点处的一线段中的反射。应了解,该段线的长度与反射组件7135的宽度一致。反射材料7205可为大致任一低成本材料,例如金属性薄片、薄玻璃反射镜、涂布于塑料上的高反射薄膜材料,其中薄膜具有预界定的光学性质(例如,在特定波长的一范围内吸收失败(例如,514nm绿色雷射或一647nm红色雷射)或预界定的机械性质,像低弹性常数以提供应力耐性等。 
在实例性反射器7135中,附接至骨干梁7225的六个支撑肋72151至72153将反射组件7205弯曲为抛物面形状。为此目的,支撑肋具有全异大小且附加于梁225中的全异位置处以提供一充分抛物面轮廓:外部肋72153具有比肋72152的一第二高度大的一第一高度,此第二高度比内部肋72151的一第三高度大。应了解,可采用一组N(大于三的一正整数)个支撑肋来支撑反射组件7205。应注意,可用具有充足刚性的大致任一材料来制造支撑肋以提供支撑并适应结构变化及环境波动。可至少部分基于反射组件7205的机械性质、制造成本考虑等来确定支撑肋的数目N的及材料(例如,塑料、金属、碳纤维)。 
可利用用以将支撑肋(例如,支撑肋72151至72153)附接至骨干梁7225的各种技术。此外,支撑肋(例如,支撑肋72151至72153)可藉由各种组态来固持一反射组件7205;例如,如在实例性反射器7135中所图解说明,支撑肋可夹住反射组件205。在本发明的一态样中,可将支撑肋72151至72153制造为骨干梁7225的一组成部分。在另一态样中,可将支撑肋72151至72153夹至骨干梁7225中,此至少具有提供便于维修及调整反射重新组态的优点。在再一态样中,支撑肋72151至72153可沿骨干梁7225滑动且放置到位。 
一母连接器7235在实例性太阳能聚集器7100中促进将实例性反射 器7135耦合至主结构框架7115。 
应了解,实例性反射器7135中的一个或多个组件的形状可不同于所图解说明的形状。举例而言,反射组件7205可采用例如正方形、椭圆形、圆形、三角形等形状。骨干梁7225可具有非矩形的一剖面形状(例如,圆形、椭圆形、三角形);可相应地改变连接器7235。 
图55A是一太阳能反射器7135至一主支撑梁7115的附接的一图表7300。如在实例性抛物面太阳能聚集器7100中所图解说明,将七个反射器7135置于距接收器7120γ的焦距处,其中γ=1,2。反射器7135藉由设计具有相同焦距,且因此一光束将被聚焦于一线段(例如,焦点线)中。附接条件的波动(例如,反射器的对准的变化)导致反射定位于比焦距稍长或稍短的一距离处且因此投射于接收器120上的一光束影像可为矩形形状。应了解,在反射器的此种组态中,接收器7120γ上一所聚焦光束的图案与藉由习用抛物面反射镜获得的所聚焦光的点图案或由一习用反射器(其是沿一第二抛物线路径扫过的一抛物面区段)形成的所收集光的V形图案大致不同。 
或者,在一态样中,可在一直线组态或贯穿设计上将太阳能反射器7135附接至主支撑梁7135,而非置于距接收器7120γ的相同焦距处。图55B图解说明此种附接组态的一图表7350。线7355图解说明支撑框架7135上的一附接线。 
图56A及图56B分别图解说明一实例性单接收器组态400及一实例性双接收器配置450。在图56A中,示意性地在接收器120γ中呈现一光束图案,该光束图案大致均匀,其中小畸变而非与波动相关联的彼等畸变导致一矩形光投射。然而,此种均匀性是以一有限收集面积的代价取得的;例如,两个反射器面板71301至71302在每一面板中具有七个构 成反射器。 
图56B图解说明利用两个接收器71201至71202的一实例性收集器组态7450,该两个接收器藉由一较大面积(例如,每一者具有七个构成反射器的四个反射器面板71301至71304)促进日光收集的一实质增加。组态7450在单接收器组态7400上提供至少两个优点:(i)双接收器组态收集两倍多的辐射通率,及(ii)在单接收器组态中保持所聚焦光束的实质均匀性。在实例性太阳能聚集器7100中利用实例性反射器配置7450。 
应注意,于一单接收器组态内实施与的配置7450中的收集面积同样大的一收集面积可导致所聚焦光束图案的实质畸变。特定而言,对于具有一大构成反射器阵列(其包括大致远离接收器的外部反射器)的一大面积收集器,可形成一”蝴蝶结」畸变。因此,藉由与均匀照射相关联的优点来克服源自利用一第二接收器及相关联电路及主动组件的增加的复杂度。图57图解说明聚焦于位于具有阵列面板71301至71304的一太阳能聚集器的一中心组态中的一接收器7510上的光的一”蝴蝶结」畸变。 
图58图解说明可在部署一太阳能聚集器之前校正或可在所排程维修会话期间调整的典型轻微畸变的一图表7600。可藉由一反射器面板(例如,面板1301)中构成反射器或太阳能翼的位置的小调整Δθ来校正聚焦于接收器7610上的影像中的此种畸变(其可实现于接收器71201或71202中)。该(等)调整目标是改变至中央支撑梁7130的面板附接角度Φ。可将此(等)调整视为将Φ自3.45度的一值变更为3.45±Δθ的一旋转”扭曲」。或者,或此外,可将一第二附接角度 (骨干梁225与包含主支撑梁115的一平面之间的角度)重新组态为 
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其中 
Figure DEST_PATH_GSB00000590634900303
(通常, 
Figure DEST_PATH_GSB00000590634900304
是10度)。位置调整的结果是将由一个别常见反射器面板(例如,面板71301)形成的光束线移位以更均匀地照射接收器7120以进一步利用PV 电池特性的优点。图59图解说明图表7600中所显示的畸变图案的一经调整实例的一图表7700。 
图60是用于收集用于能量转换(例如,光转换为电)的日光的一光伏打接收器(例如,接收器71201或71202)的实例性实施例7800的一图表。在实施例7800中,该接收器包括光伏打(PV)电池的一模块,例如,一PV模块7810。PV电池7820组或群集在一所聚焦光束的方向上对准(例如,参见图53B)。此外,PV电池7820组或PV主动组件配置为N个构成电池及M列的群集,其中一列中的构成PV电池串联电连接且若干列并联电连接;N及M是正整数。在实例性实施例7800中,N=8且M=3。此种对准及电连接性可利用PV电池的态样,例如,垂直多接面(VMJ)电池以唯一地利用聚焦于接收器(例如,71201或71202)上的窄光束以最大化电输出。应注意,一VMJ电池是单体(例如,整体地接合)且沿一特定方向定向,该方向通常与构成该VMJ电池的一半导电材料的一结晶轴一致。应了解,在PV模块7810中所利用的PV电池可以是大致任一太阳能电池,例如结晶硅太阳能电池、结晶锗太阳能电池、基于III至V族半导体的太阳能电池、基于CuGaSe的太阳能电池、基于CuInSe的太阳能电池、非晶系硅电池、薄膜串接太阳能电池、三接面太阳能电池、纳米结构太阳能电池等。 
应了解,一PV接收器的实例性实施例7800包括可用于循环一流体或液体冷却剂的蛇管7830以出于以下至少两个目的而收集热量:(1)在一最佳温度范围内运作群集或组中的PV电池7820,此乃因PV电池效率随着温度升高而降格;及(2)利用该热量作为热能量的一源。在一态样中,可以最佳化热量抽取的一图案部署蛇管7830。可藉由至少部分地将蛇管7830的一部分嵌入于包含PV接收器的材料中来实行部署(例如, 参见图61A)。 
图61A至图61B图解说明一接收器7120γ的图表7900及7950,其中一外壳7910附接至该接收器。外壳7910可围护安装、维修或维护太阳能聚集器100的一人类代理或操作者以避免曝露给聚焦的光束及相关联的升高的温度。外壳7910包括跨越接收器7120γ中的PV电池导出一被动热气流以便减少可使到达该PV模块的光束畸变的所聚集热空气的累积的排气喷嘴7915。一热空气层的排尽或减少导致较高的电输出。可藉由于喷嘴7915中添加小主动冷却风扇来改良排尽。 
图62是聚焦于接收器7120γ上的一光束图案7122的一再现8000,该接收器包括PV主动组件(被照射)及蛇管7830。图案波动是可见的;举例而言,光束图案7122在接收器120γ的中央区中较窄,而朝向接收器7120的端变宽。此种图案形状令人回想起上文所论述的”蝴蝶结」畸变。应了解,可藉由如下文所论述的PV电池的各种配置来减轻由光束图案7122的此类波动或畸变引起的对效能的有害作用。 
图63A至图63B显示根据本发明的若干态样的PV模块的实例性实施例。在图63A中所图解说明的实施例8140中,PV接收器由一金属板8145制成,一PV模块8150(例如)藉由一环氧或其它热传导或电绝缘黏合剂材料、胶带或类似接合材料附接至该金属板上,或另外黏附至该接收器的金属表面中。在所图解说明的实施例8140中,PV模块8150包括N=4个构成电池的一布局,表现为正方形块,且M=4列。在实施例8140中,PV模块包括六个空腔8148以将该PV模块或螺栓接合或紧固至一支撑结构,例如柱7110。此外,所图解说明的实施例1100包括四个额外扣件构件8152。 
在图63B中所显示的实例性实施例8180中,PV模块8190由一金属 板8185制成,PV电池的一群集8150部署于该金属板上。如上所述,该群集包括N=4个构成电池,表现为正方形块,且M=4列,且该金属板包括四个扣件构件8152。在一态样中,在实施例8180中,形成PV模块的金属板体现可允许流体循环穿过孔口8192以用于该PV模块的制冷或热能量收获的一半开放外壳。应了解,在实施例8180中,该PV模块不包括一热收获或制冷装置,例如蛇管7830或其它导管,而是PV模块8190可与如下所述的一制冷或热收获单元组装或耦合在一起。 
图64显示根据本发明的若干态样可以机械方式耦合至一PV模块(在图64中未绘示)以自彼处抽取热量的一通道化热量收集器8200的一实施例。主动冷却或热量传送媒介可体现于透过复数个(Q个)通道或导管8210循环的一流体中,其中Q是一正整数。可于一个别金属片(例如,Al或Cu片,或具有一高热传导率的任一材料)中机械加工通道化热量收集器8200。在一态样中,一第一孔口8240可允许冷却剂流体进入通道化热量收集器且一第二孔口允许该冷却剂流体排出。孔口8220或8230允许将通道化热量收集器8200紧固(例如,螺栓拧紧或螺栓接合)至PV模块(图中未绘示)。可存在额外扣件8252以实现至PV模块的附接。应注意,可将一覆盖硬薄片(图中未绘示)布置于通道化热量收集器8200的开放表面上以关闭且密封通道化收集器8200,以便防止冷却剂流体的泄漏;该覆盖硬薄片可由通道化热量收集器8200的内侧表面中的一脊8254支撑。该覆盖硬薄片可以是利用由循环穿过该通道化热量收集器的流体收获的热量的一热电材料以产生可补充一经冷却PV模块的电输出的额外电。或者或另外,可热接触该硬覆盖薄片附接一热电器件以产生补充电。 
通道化热量收集器8200是模块化的,在于其可一次性地以机械方式 耦合至全异PV模块(例如8180)以收获热能量并冷却被照射的PV模块。通道化热量收集器8200的模块化设计的至少一个优点是其在一PV模块运作寿命终止之后可有效地且实际地再利用;例如,当一PV模块供应成本效益的一电流输出失败时,可将该PV模块自该通道化收集器拆卸且可将新PV模块紧固至该通道化收集器。通道化热量收集器的至少另一优点是可至少部分地选择充当热量传送媒介的流体以适应特定热量负载且有效地对以不同辐照度或光子通量运作的全异PV模块制冷。 
在一态样中,PV组件可在与关闭且密封通道化收集器8200的硬覆盖薄片的表面相对的一表面上直接接合至该通道化收集器。因此,该通道化收集器用作PV电池的一支撑板,同时其提供冷却或热量抽取。应注意,可将一组通道化收集器8200紧固至一支撑结构以形成一PV接收器;举例而言,71201。该组通道化收集器8200的模块化组态的至少一个优点是当PV组件接合至该组中的每一收集器且一收集器中的一个或多个PV组件出现故障时,可个别地替换受影响的PV组件及支撑通道化收集器,而不会对该组通道化收集器8200中的全异收集器及相关联PV电池的作业产生害处。 
图65A至图65C图解说明可以是PV模块7810或本文中所阐述的任何其它PV模块的部分的主动PV组件藉由经由抛物面太阳能聚集器7100的日光收集的照射的三个实例性情景。在本发明的一态样中,该主动PV组件是一单体_例如,整体地接合、轴向定向的结构,其包括串联连接的一组N_N系一正整数个构成或单位太阳能电池_例如,基于硅的太阳能电池、基于GaAs的太阳能电池、基于Ge的太阳能电池或奈米结构太阳能电池。该组N个太阳能电池图解说明为块8325。该等太阳能电池沿该结构的轴Z 8302产生一串联电压,其中ΔVC是一构成电池电压。个别 PV电池以低电压产生能量;大多数电池输出0.5V。因此,为产生实质电力,鉴于可用的低电压,电流倾于为高。然而,实质电流可导致与串联电阻相关联的显著电力损失,此乃因此种电力损失与I2成比例,其中I是藉由串联电阻运送的一电流。相应地,系统等级的电力损失随着高电流及低电压可快速增加。后者导致利用以一串联组态互连的太阳能电池的太阳能转换设计以增加电压输出。 
结构8325表示一实例性垂直多接面(VMJ)太阳能电池。在一VMJ太阳能电池的一态样中,沿一生长方向Z 8302堆栈一组N个构成太阳能电池,每一构成电池在该电池与一全异电池的一第一界面附近具有一p掺杂层,且在一第二接口附近具有一n掺杂层,其中该第一及第二接口是法向于该生长方向Z 8302的平面。在一VMJ电池的一另一态样中,在典型作业条件下,一1cm2的VMJ太阳能电池可输出接近25伏,此乃因通常N~40个构成电池串联连接。因此,串联电连接的八个VMJ太阳能电池可产生接近200V。此外,当VMJ太阳能电池不被均匀地照射时该VMJ太阳能电池中的构成太阳能电池的串联连接可导致一低电流状态或当该VMJ太阳能电池中的一个或多个构成太阳能电池不被照射时导致一故障的开路状况,此乃因串联连接的电主动组件的一链的电流输出(例如,照射时的构成太阳能电池)通常受产生最低电流量的一电池限制。在非均匀照射下,所产生的电力输出大致取决于入射在该VMJ电池或大致任一或任一主动PV组件上的所收集光的细节。因此,应注意,将以提供串联互连的VMJ太阳能电池或大致任一或任一主动PV组件(例如,一薄膜串接太阳能电池、基于结晶半导体的一太阳能电池、基于非晶系半导体的一太阳能电池、基于奈米结构的一太阳能电池)的均匀照射的一方式来设计太阳能聚集器。 
请参照图65A,其中扁圆形状的聚焦光束8305覆盖PV组件8325的整个表面的实例性情景8300,此情况下照射被视为最佳。图65B所示的实例性情景8330,其电力或能量输出为次佳。图65C是作业故障(例如,零输出状况)的一实例性情景8340,此乃因焦点区8345照射PV主动组件8325中的构成太阳能电池组的一子组失败,且因此电力输出为零(因未被照射的构成太阳能电池处无电压出现)。 
图66A至图66C图解说明一抛物面太阳能聚集器7100中可用于能量转换的VMJ太阳能电池的群集组态或布局的实例。当以下说明提及VMJ太阳能电池时,应注意可以大致相同的方式组态其它替代或额外PV主动组件(例如,薄膜串接太阳能电池)。图66A显示VMJ太阳能电池的具有K=2列的三个群集85201至85203或串85351及85352,每一列包括M=8个VMJ电池,其是串联连接且每一者可包含接近40个构成太阳能电池。群集85201至85203藉由电线或负电压总线8560及一正电压总线连接(亦参见图67)。列系串联连接以增加电流输出。应注意,至少部分基于设计考虑,一群集内的一列中的VMJ电池的数目M(一正整数)可大于或小于八个,该等设计考虑可包括商业(例如,成本、存货、购买订单)及技术态样(例如,电池效率、电池结构)两者。举例而言,群集85201至85203可自目标是藉由每一者产生25V的VMJ电池产生ΔV=200V的一设计得出。同样,可根据最初与聚焦于一日光接收器7120γ上的光束的空间伸展相关的设计限制确定K(一正整数)(亦参见图67)。VMJ电池的群集是串联连接。将一电线8524布线于日光接收器的背侧上。 
如前文所阐述,所聚焦的光倾于朝向所聚焦图案的端跨越该接收器的长度(沿Y 8405方向定向)是不均匀的。因此,在一态样中,可在一”分裂」布局中添加一额外群集,其中四个VMJ电池对位于一个端处,且 另外四个VMJ太阳能电池对弥补位于另一端处的群集的平衡。此”分裂群集」组态在一个群集(在任一端处分裂的一者)中而非在2个群集(在每一端处的一者)中折衷效能。可藉由穿过且沿该接收器的背侧布线的一电线8560来互连该分裂群集的2半。 
图66B图解说明其中组态三列85651至85653PV主动组件的一布局8530。组态包括藉由一电线或总线8560连接的三个PV群集85501至85503(亦参见图67)。该等PV主动组件的空间分布通常比一所聚焦光图案的一预期空间分布宽;可藉由如图67中所呈现的彼等模拟的模拟来估计此种宽度。当PV主动组件(例如,VMJ太阳能电池)的成本可行时可实施组态8530。此种组态可保持对结构波动、制造不理想性(例如,尺寸误差)及结构移位的期望系统(例如,太阳能聚集器7100)容限,此乃因其提供供经移位的光落于其上的一较大目标面积。在此组态情景中,藉由第三列的引入来引入额外VMJ太阳能电池区域,该区域的某些可能不被照射且此是非运作性;然而,取得运作(例如,被照射)面积的一净增加且因此组态8530的至少一个优点是利用更多的辐射。应了解,利用一较大VMJ太阳能电池占地面积及一较大光束占地面积的相对成本效用或折衷至少部分依据太阳能聚集器7100结构及相应组件(例如,反射镜)的相对成本及效率对PV主动组件(例如,VMJ电池)的相对成本及效率。 
图66C图解说明实例性组态8580,其中具有全异结构的群集可根据所聚焦光束图案的预想(参见图67)空间变化进行调整;例如,沿在接收器的整个长度上的一所聚焦影像的方向X 8407的宽度变化。 
为调整PV主动组件布局,可在宽度上改变群集(例如,可在接收器的整个长度上调整一串或列中平行的VMJ太阳能电池的数目)。在一态 样中,侧群集85821及85823包含K=3列85851至85853,且每一列具有M=8个PV组件,而一中心群集85802可为K=2列,例如PV主动组件宽的85951及85952。群集85821至85823是藉由电线或正电压总线8590并联连接。 
在实例性组态情景8500、8530及8580中以及在利用一串联连接串中的PV主动组件(例如,VMJ太阳能电池)的任一组态中,一群集的效能受具有最低效能的PV组件影响,此乃因此种组件是串联连接中的一电流输出瓶颈,例如,电流输出降低至表现最差的PV主动组件的电流输出。因此,为最佳化效能,PV主动组件的串可基于在大致类似于太阳能聚集器系统的彼等预想正常运作条件的条件(例如,波长及聚集强度)下在一测试床中进行的一效能表征可系电流匹配的。 
此外,可以几何方式配置电流匹配的串以最佳化电力产生。举例而言,当三个串(例如,列85651至85653)并联连接以形成一群集时,一中间串(例如,列85652)可包括最高效能的电流匹配PV主动组件,此乃因中间串可能定位于聚焦的收集的光束或光学影像的最佳位置。此外,顶部串(例如,85651)可以是第二表现最佳的串,且底部串(例如,85653)可以是第三表现最佳的串。在此种配置中,当该影像向上移位时,该顶部及中间串可完全被照射,而底部串可能被部分照射,从而提供比在聚焦的光束影像向下移位时高的电力输出,因此完全照射中间及下部串而顶部串被部分照射。当PV主动组件(例如,VMJ电池)的大致所有群集组态为表现较差的若干PV主动组件位于一底部列中、表现最佳的若干电池位于该配置的中间且下一表现最佳的若干组件位于顶部串中时,可采用用于调整收集器面板(例如,71301至71304)的位置以至少部分地追踪太阳的位置的一追踪系统(例如,系统8700)来调整其中的收集器 面板或反射器的组态,使得光束聚焦影像在聚集器作业期间朝向一接收器(例如,7120γ)的顶部移位以便最大化电输出-例如,优先照射组态8530中的中间及顶部列。另外或或者,可采用该追踪系统来调整其中的收集器面板或反射器的位置以便在其中一PV模块(例如,7810)中的PV组件并非电流匹配或以其它方式匹配的情景中最大化能量转换效能或电输出。 
应了解,组态或图案或PV主动组件的电池大小(例如,长度及宽度)及形状并不限于图66A至图66C中所图解说明的彼等大小及形状或上文一般论述的彼等大小及形状。太阳能电池大小及形状可改变以匹配于由各种可能反射镜或反射器、构造产生的聚集的光图案。此外,PV组件的配置或组态可以是直线、正方形、蝴蝶结、弧形或其它图案以利用该等PV组件的独特特征或态样;举例而言,VMJ太阳能电池的单体、轴向定向的特性。 
图67A至图67B图解说明根据本文中所阐述的态样实现所聚焦束光图案的改变的主动校正的PV电池的两个实例性群集组态。实例性群集组态8600及8650实现对所收集日光的所聚焦图案(其由阴影块8605表示)上的变化的被动调整。在实例性组态8600中,三个群集86101至86103在一太阳能聚集器(例如,7100)的一初始组态中由聚焦的收集的光束8605照射。每一群集的电输出是电连接至一+V(例如,+200V)电压总线8676。同样,电线8677是一常见负电压总线。在一个或多个替代实施例或组态中,藉由阻挡二极管来完成至总线8626的连接;举例而言,在图67C中的组态8680中,分别在总线8626与模块86101、86102及16103的输出之间插入一阻挡二极管8684、1886及8688。阻挡二极管可阻止总线8626的电流回流至系非功能性或表现不佳(因内部故障或缺少照射) 的一PV群集中。每一群集包括八个(N=8)PV组件的两列(M=2)。在出现一变化时,例如,一结构改变或故障条件开始(例如,一反射组件(例如,7205)的破损),所聚焦的光束8605可将位置移位至一接收器(例如,71201)上;如由图式中的一开箭头所图解说明,可向一旁移位所聚焦图案8605且因此其可停止照射群集86101中并联连接的第一对8615PV主动组件。为防止可因第一对8615PV组件缺少照射而导致的随的而来的开路状况,可邻近PV群集86103布置一附加或冗余对PV电池8620且将其与对8615并联电连接;电连接由电线8622及8624图解说明。相应地,附加对8620的照射导致群集86101的闭合电路组态且即使所聚焦的光束8615发生位移亦保持其能量转换效能。 
在实例性组态8650中,三个群集86101至86103在一太阳能聚集器(例如,7100)的一初始组态中由聚焦的收集的光束8605照射。附加或冗余电池对8670允许即使在聚焦的收集的光束8605的位移(参见开箭头)导致PV电池对8665不被照射时亦保持模块86603的效能。如上所述,附加对PV组件8670及电池对8665的并联电连接导致实现相对于接近理想或理想照射条件大致维持的PV电池群集86603的效能的一闭合电流环路(亦参见图65A至图65C)。藉由电线8622及8624来实现对8670与8665中的电连接。每一群集的电输出是电连接至一+V(例如,+200V)电压总线8626;在一个或多个替代实施例中,藉由阻挡二极管来完成至总线1626的连接。 
在额外或替代实施例中,除电连接于附加对8620的输出与PV电池对8615之间的一第二阻挡二极管以外,可在对8615与模块86101中的第二对PV电池之间串联电连接一第一阻挡二极管。在一态样中,该第一阻挡二极管可以是二极管8684,其可自总线8626及群集86101的输出断 开且如所阐述重新连接。应注意,第二阻挡二极管是除二极管8684、8686及8688以外的二极管。当正常照射群集86101至86103时,例如,所收集的日光图案8605覆盖此三个群集,所插入的第一阻挡二极管不影响群集86101或整个三群集PV模块的作业。如上所述,附加电池8620在防止开路状况的一OR配置中与对8615电连接其。当PV电池对8615因所聚焦的光图案8605的一移位而不被照射时,第一阻挡二极管防止电流回流至对8615(因其表现不佳或不良状况),而第二阻挡二极管允许电流输出自附加对8620进入保持被照射(且因此在群集86101内起作用)的PV电池中。可实现包括组态8650中的阻挡二极管的一类似实施例。然而,在此种实施例中,可在群集86103中的第一(最左边)PV电池对与该群集中的剩余PV组件中重新串联连接之后,将第一二极管体现于二极管8688中。 
应注意,对于当VMJ电池包含群集86101至86103时,与该等VMJ电池相关联的大反偏压击穿电压在一群集内的VMJ电池的子组中致使旁路二极管的不必要连接。然而,对于非VMJ电池的PV组件(举例而言,三接面太阳能电池),可于每一PV群集内包括此类旁路二极管,使得PV组件减轻可因出现故障的PV组件产生的非运作性状况。 
因PV效能大致被保持的事实而产生的调整的被动性质-能量转换效能被保持的程度至少部分由附加对8620的能量转换效率相对于PV组件8615的效率规定。尽管在具有单个附加对的群集组态8600、8650及8680中图解说明被动调整,但亦可采用较大附加群集(例如,两对)来适应所聚焦光束图案的移位。应注意,亦可以与前文所述大致相同的方式在具有阻挡二极管的组态中利用较大冗余对。在一态样中,用于能量转换的由一组PV群集构成的一PV模块可包括附加电池8620及8670,以适 应所聚焦的光图案在沿该图案的轴的两个方向上的移位。此外,可在群集86101、86102或86103附近的替代或额外位置处布置附加或冗余PV电池以在所聚焦的图案8605在替代方向上移位时被动地校正作业。应了解,包括一个或几个附加或冗余PV电池对可允许保持一较大PV电池群集的作业;如所阐述,一单个附加PV组件对可保护N×M个组件的一整个模块。 
图68是根据本文中所阐述的态样实现其一太阳能聚集器或反射器面板的位置的调整以最大化该太阳能聚集器的一效能度量的一实例性调整系统8700的一方块图。调整系统8700包括可向控制组件8740供应该太阳能聚集器的运作数据的一监测器组件8720,该控制组件可调整该太阳能聚集器或其一个或多个部件的一位置以便最大化自该作业数据抽取的一效能度量。控制组件8740(例如,可以是硬件、韧体或软件或其任一组合的一计算机相关实体)可实行太阳能聚集器或其部分(例如,一个或多个面板(例如71301至71304)或一个或多个反射器总成7135)的位置的追踪或调整。在一态样中,此种追踪包含以下各项中的至少一者:(i)藉由量测或对一本端或远程数据库的存取来收集数据,(ii)致动马达以调整太阳能聚集器内的组件的位置,或(iii)报告太阳能聚集器的状况,例如能量转换效能度量(例如,输出电流、所传送的热量...)、受控制组件的响应及大致任一类型的诊断。应了解,控制组件8740可在调整组件8710内部或在其外部,该调整组件本身可以是一中央式或分布式系统,且可体现于可包含一处理器单元、一数据及系统总线架构及一内存储存器的一计算机中。 
监测器组件8720可收集与太阳能聚集器的效能相关联的数据且将该数据供应至一效能度量产生器组件8725(在本文中亦称作效能度量产生 器8725),该效能度量产生器组件可至少部分基于该数据来评估一效能度量。一效能度量可包括能量转换效率、能量转换的电流输出、热能量产生或诸如此类中的至少一者。诊断组件8735可接收所产生的效能度量值且报告太阳能聚集器的一状况。在一态样中,可至少部分基于所收集运作资料的粒度来以各种等级报告状况;举例而言,对于以一PV模块内的一群集等级收集的数据,诊断组件8735可以该群集等级报告状况。可将所报告的状况保存于内存8760中以产生历史作业数据,该历史作业数据可用于产生运作趋势。 
至少部分基于所产生的效能度量,控制组件1740可驱动一致动器组件8745以调整太阳能聚集器或其部件(例如,部署于形成该太阳能聚集器的一个或多个面板内的一个或多个反射器)中的至少一者。控制组件8740可在一闭合回馈环路中反复驱动致动器组件8745,以最大化一个或多个效能度量:在由致动器组件8745实行的位置校正的每一次反复处,控制组件8740可用讯号通知监测器组件8720收集作业数据且回馈该数据以进一步驱动位置调整直至一效能度量令人满意地在一预定容限内,例如一可接受效能临限值。应了解,由调整系统8700实行的位置调整涉及以最大化太阳能聚集器的效能的一方式将所收集的日光聚焦于该收集器中。在一态样中,如上所述,对于在一群集内的一顶部列中包括表现较佳的PV组件的阵列的PV模块而言,追踪系统8700可经组态以减轻光束聚焦的影像朝向接收器(例如,7120)的底部区域的移位以确保作业保持于一高输辖域内。 
调整组件8710亦可允许太阳能聚集器8705中所利用的一个或多个PV模块中的PV组件或PV组件群集的自动电重新组态。至少为此目的,在一态样中,监测器组件8720可收集运作数据且产生一个或多个效能度 量。监测器组件8720可将一个或多个所产生的效能度量传达至控制组件8740,该控制组件可重新组态与所产生的一个或多个效能度量相关联的一个或多个群集的复数个PV组件中的电连接性以维持太阳能聚集器8705的一期望效能。在态样中,可藉由经由监测器组件8720连续收集效能数据来反复完成电重新组态。用于电组态或重新组态该一个或多个群集的该复数个PV组件的逻辑(图中未绘示)可保存于内存8760中。在一态样中,控制组件8740可藉由组态组件8747(其可至少接通该复数个PV组件中的各个PV组件及至少关断该复数个PV组件中的各个PV组件)实行该复数个PV组件的电组态或重新组态,或在该复数个PV组件内的各个组件中产生额外或替代电路径以取得提供或接近提供一目标效能的有利电配置。在一个或多个替代实施例中,可藉由移动复数个PV组件中的各个PV组件来以机械方式实施该复数个PV组件的重新组态。太阳能聚集器8705中的PV模块的自动重新组态的至少一个优点是在无需操作者介入的情形下将运作效能维持于实质一期望位准;因此,调整组件8710致使太阳能聚集器8705自愈。 
实例性系统8700包括经组态以进行赋予且其至少部分地赋予调整组件8710及其中的组件或与其相关联的组件的所阐述功能性的一个或多个处理器8750。处理器8750可包含计算组件的各种实现形式,例如,场闸控可程序化阵列、专用集成电路及具有处理能力(除单处理器及多处理器架构以外)的大致任一芯片集及诸如此类。应了解,一个或多个处理器8750中的每一者可以是一集中式组件或一分布式组件。此外,处理器8750可藉由一总线功能性地耦合至调整组件8710及其中的组件及内存8760,该总线可包括一系统总线、一地址总线、一数据总线或一内存总线中的至少一者。处理器8750可执行储存于内存8760或其它内存中的 程序代码指令(图中未绘示)以提供实例性系统8700的所述功能性。此类程序代码指令可包括实施本申请案中所阐述的各种方法且至少部分与实例性系统8700的功能性相关联的程序模块或软件或韧体应用。 
除用以实行监测及控制的程序代码指令或逻辑以外,内存1860可保存效能度量报告、太阳能聚集器的经调整位置的日志、一所实施位置校正的时间戳或诸如此类。 
请参照图69A至图69B,其显示本发明中所阐述的利用宽广收集器的日光接收器8800的实施例的全视图。如所图解说明,日光接收器8800包括一PV模块8810群组,每一PV模块具有图解说明为正方形的一组PV群集;每一组PV群集接合至一通道化收集器1240κ,其中κ=1,2,3,4。通道化收集器82001至82004紧固至导向器8820,该导向器附接至支撑结构8825或是该支撑结构的一组成部分,该支撑结构可耦合至一支撑桅杆,例如7130;尽管被图解说明为具有正方形剖面,但可将支撑结构8825制造为具有全剖面。通道化收集器82001至82004可自PV模块8810群组抽取热量。此外,日光接收器8800包括一开放收集导向器8820(亦称作导向器8820),其具有一逐渐打开的侧剖面(图69A)及一矩形顶部剖面(图69B);导向器8820可由金属、陶瓷或经涂布陶瓷或铸造材料或在电磁辐射的可见频谱中具高度反射性的大致任一固态材料制作。应注意,导向器8820的外表面可涂布有一热电材料以用于能量转换(作为因入射日光而导致的导向器的加热的一副产品)。如上所述,以热电方式产生的电可补充PV模块8810的电产生。此外,导向器8820可包括通常在导向器8820的壁内部或嵌入于导向器8820内的一个或多个导管8815,该等导管可允许一流体的循环以用于热收获;循环流体可以是循环穿过通道化热量收集器8200K的流体的至少一部分。 
该宽广-收集器接收器的一优点是入射于宽广导向器8820的内壁中的光在多个实例中被反射及散射,且因此在PV模块8810群组中产生光入射的一均匀化。应注意,日光直接撞击于PV模块8810中或可在导向器8820的内部处被反射及散射且在一个或多个连续散射事件之后被重新收集。在导向器8820的主要侧中形成的角度及由通道化收集器82001至82004形成的平台可至少部分地规定PV模块8810中所得光入射的一均匀度。 
图70显示根据本文中所阐述的态样利用一宽广收集器的一太阳能接收器8900的一实例性替代实施例。导向器8820(以一剖面视图显示)附接至一组两个热量收集器或热量传送组件89201及89202;该等热量收集器中的每一者包括与8210大致相同的一通道化结构,且因此以与通道化热量收集器8200大致相同的方式运作。如上所述,导向器8820包括允许流体的循环以用于该导向器的冷却或热量收集的导管8930。同样,热量收集器89201及89202具有允许冷却流体通过的导管8940,该(等)冷却流体进一步实现制冷及热量收获。热量传送组件89201及89202是紧固至支撑结构8915的一组成部分的一支撑板8917。尽管图解说明两个热量收集器89201及89202,但宽广收集器8900中可存在额外热量收集器,如由支撑板8917的大小允许。螺栓接合或紧固至热量收集器89101及89201的是一组三个PV模块8140。应了解,该等PV模块中的每一者是与热量收集器热接触;然而,其并未接合至热量收集器上而是藉由PV模块中所包括的紧固构件紧固至该等热量收集器(参见图63)。此外,可部署额外PV模块8140,如由该等热量收集器中的每一者的大小施加的空间限制所准许。如上所述,宽广收集器或接收器8900允许光接近均匀地分布至PV模块8400上且实现热能量的收获。此外,可单独维护或替 换所布置PV模块8400中的每一者,其中运作成本及维修费用随的降低。 
图71图解说明因导向器8820的内表面上的多个反射而导致的至PV模块8810的表面上的光入射的一射线跟踪仿真9000。contour在该模拟中,在一预定角范围内随机定向的光射线9005(表现为实线)朝向该宽广收集器被引导,显示为外形轮廓9030及9020,且可到达PV模块,建模为区9010。入射事件的收集(例如,到达模型中PV模块的表面的射线的累积,如区9010所图解说明)实现至少半定量地显露的一所模拟侦测器轮廓的产生。图72呈现具有导向器2020的一宽广-收集器接收器中的PV模块8810处收集的光的一仿真影像9110。所收集的光的所仿真影像显露导向器8820的内壁处的多个反射提供一大致均匀的光收集,其可降低PV模块8810中PV电池群集的复杂度。 
鉴于上述实例性系统及组件,参照图73至图74中的流程图,可更佳地了解可根据所揭示的标的物实施的一实例性方法。如上文所指示,出于简化解释的目的,将实例性方法呈现及阐述为一系列动作;然而,应理解及了解,所阐述及主张的标的物并不受动作的次序限制,此乃因某些动作可以与本文中所绘示及阐述的次序不同的次序发生及/或与其它动作同时发生。举例而言,应理解及了解,可将一方法替代表示为一系列相互关联的状态或事件(例如,在一状态图表或交互作用图表中)。此外,实施根据本说明书的实例性方法可能并不需要所有所图解说明的动作。另外,应进一步了解,下文及此说明书通篇所揭示的方法能够储存于一制品或计算机可读媒体上以促进将此(等)方法运送及传送至计算机供执行,且因此供一处理器实施或储存于一内存中。 
特定而言,图73呈现用于利用抛物面反射器来聚集光以用于能量转换的一实例性方法9200的一流程图。在动作9210处,组装一抛物面反 射器。组装包括藉由附接至一支撑梁的不同大小的支撑肋将一原本扁平的反射组件(例如,一薄玻璃反射镜)弯曲为一抛物面剖面或一贯穿形状。在一态样中,最初扁平的反射材料在形状上是矩形且该支撑梁是沿该矩形的长轴定向。可采用各种材料及附接构件(包括支撑肋与梁的一整合选项)来大规模生产或组装该抛物面反射器。 
在动作9220处,于一支撑框架中安装复数个经组装抛物面反射器阵列。每一阵列中所包括的经组装抛物面反射器的数目至少部分取决于一日光收集面积的一期望大小,可最初藉由意欲用于所收集的光的效用来确定该大小。此外,阵列的大小亦至少部分受收集于一接收器中的一焦点轨迹上的一光束图案的一期望均匀度影响。通常藉由较小的阵列大小来取得增加的均匀度。在本发明的一态样中,抛物面反射器定位于距接收器的相同焦距处以增加所收集光图案的均匀度。 
在动作9230处,调整该复数个阵列中的每一反射器的一位置以最佳化聚集于一接收器上的一光束。可在部署一太阳能聚集器时或在一测试阶段中或在生产模式中利用时实施该调整。此外,当至少部分基于所量测的作业数据及自该数据产生的相关效能度量运作该太阳能聚集器时可执行调整。调整通常目标在于取得该接收器上的一均匀所收集光图案,该接收器包括用于能量转换的一PV模块。除均匀度以外,调整该光图案以大致完全聚焦于该等PV主动组件(例如,PV模块中的太阳能电池)上以提高该模块的效能。可经由安装于太阳能聚集器中或功能性地耦合至该太阳能聚集器的一追踪系统来自动执行该调整。此一自动化系统可增加接收器的复杂度,乃因将在该接收器中安装与一控制组件及相关量测器件相关联的电路以便实施追踪或最佳化。然而,可藉由PV模块的提高的效能(因保持该(等)阵列内的反射器的一最佳日光聚集组态而导 致)来抵消与增加的复杂度相关联的成本。 
在动作9240处,根据该接收器中所聚集的光的一图案来在该接收器上组态一光伏打模块。在本发明的一态样中,由于反射器的反射表面上的缺陷、反射表面的扭转畸变及被反射光的图案的相关联畸变、反射表面上污迹的累积或诸如此类中的至少一者,即使所安装抛物面反射器的一最佳组态亦可导致聚焦于该接收器上的一光束图案的一不均匀形状。相应地,可于具有全异形状或单位的群集中配置PV模块中的PV电池,例如VMJ、薄膜串接太阳能电池、三接面太阳能电池或奈米结构太阳能电池(图15A至图15C)以提高对所收集的光的曝露且因此提高能量转换效能。此外,组态该PV模块可包括布置附加PV组件(例如,1620或1670)以被动地校正所收集的光的一图案的移位或畸变。 
在动作9250处,将一热收获器件安装于该接收器上以收集藉由光收集产生的热量。在本发明的一态样中,该热收获器件可以是循环一流体以收集并运送热量的一金属蛇管或一通道化收集器中的至少一者。在另一态样中,该热能量收获器件可以是将热量转换为电以补充光伏打能量转换的一热电器件。 
图74是根据本文中所阐述的态样用以调整一太阳能聚集器的一位置以达成一预定效能的一实例性方法9300的一流程图。可藉由一调整组件(例如,8710)或其中一处理器或功能性地耦合至其的一处理器来实施标的实例性方法9300。尽管针对一太阳能聚集器进行图解说明,但实例性方法9300可经实施以用于调整一个或多个抛物面反射器的一位置。在动作9310处,藉由量测或自一数据库的检索中的至少一者来收集一太阳能聚集器的效能数据,该数据库包括当前及历史运作数据。在动作9320处,报告该太阳能聚集器的状况。在动作9330处,产生至少部分基于该 所收集的效能数据的一效能度量。一效能度量可包括能量转换效率、能量转换的电流输出、热能量产生或诸如此类中的至少一者。此外,可针对一PV模块中PV组件的一组群集、针对一单个群集或针对一群集内一组一个或多个构成PV组件来产生效能度量。在动作9340处,评价效能度量是否令人满意。在一态样中,此种评价可基于该效能度量的一组一个或多个预界定临限值,其中令人满意的效能度量被定义为高于一个或多个临限值的效能;可藉由掌管太阳能聚集器的一操作者来建立该组一个或多个临限值。 
当评价动作9340的结果指示效能度量是令人满意的,则将流程引导至动作9310以进行进一步效能数据收集。在一态样中,在一预定等待周期(例如,一小时、12小时、一天)流逝之后可将流程重新引导至动作9310。在另一态样中,在将流程引导至动作9310之前,可向一操作者传达一讯息(例如,经由一终端机或计算机),从而询问是否需要进一步效能数据收集。当评价动作2340的结果显露效能度量令人不满意或低于一个或多个临限值时,在动作9350处调整太阳能聚集器的一位置且将流程重新引导至动作9310以进行进一步数据收集。 
上文所阐述的内容包括本发明的实例。当然,不可能出于阐述本发明的目的而阐述各组件或方法的每一种可构想的组合,但熟习此项技术者可认识到,可具有本发明的许多其它组合及排列。相应地,本发明意欲囊括所有此类仍归属于随附权利要求的精神及范畴内的变更、修改及变化。此外,就本详细说明或权利要求中所用术语“包括(includes)”而言,该术语的包括方式意欲类似于术语“包含(comprising)”在申请专利范围中用作一转折词时“包含(comprising)”被解释的那样。 

Claims (7)

1.一种太阳能聚集器,其特征在于,包含:
复数个抛物面反射器阵列,每一抛物面反射器阵列包含经由一组附接至一骨干梁的支撑肋挠曲为一贯穿形状的一反射组件;
至少一接收器,自该些抛物面反射器阵列收集光,该接收器包含用于能量转换的一光伏打模块及一散热模块;及
一调整系统,用以最佳化该接收器所收集的光的强度分布;
其中,该散热模块置于该光伏打模块的一侧用以传导受光所产生的热能。
2.如权利要求1所述的太阳能聚集器,其特征在于:该散热器模块包含一散热本体、一热导管及一导热基板。
3.如权利要求2所述的太阳能聚集器,其特征在于:该散热本体为石墨材质制成,且包含至少一石墨片散热体。
4.如权利要求3所述的太阳能聚集器,其特征在于:该热导管的一端串设有至少一该石墨片散热体以形成一散热储片。
5.如权利要求4所述的太阳能聚集器,其特征在于:该导热基板设于该热导管的另一端,直接接触发热源,用以增加吸热面积。
6.如权利要求3所述的太阳能聚集器,其特征在于:该石墨片散热体具有平面式热传导的方向特性。
7.如权利要求1所述的太阳能聚集器,其特征在于:该热导管具有传达一冷却介质以用于散去自该等太阳能聚集器产生的热量。
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RU2794413C1 (ru) * 2022-10-06 2023-04-17 Франческо Монтерсино Марио Солнечно-ориентированный фотогальванический настенный комплект

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