CN103348495A - 对经济高效的太阳能汇聚和利用系统的改进 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种经济高效的太阳能电力系统的改进，其中优化了高汇聚度的准抛物面系统的太阳能盘面的框架、主聚光镜面系统和第二聚光器，其中可以不使用模具来生产主聚光器，而使用优化的可重复使用的夹具来生产高精度的主聚光器。本发明还优化了光伏单元（太阳能电池）的电接头，提供了经济型高效率的接收器冷却系统。本发明中公开了中等密集的光伏接收器阵列，其比密集光伏阵列具有更大的光线入射角，还公开了最小化互相遮蔽影响的方法和高汇聚度太阳能系统的配套设备。

Description

对经济高效的太阳能汇聚和利用系统的改进
技术领域
本发明涉及太阳能镜面的制作和排列，汇聚的光伏，光伏接收装置，热交换装置和光伏系统的控制系统。
背景技术
预成形的玻璃镜面提供了最高的镜面反射率，而预成形的抛物线形玻璃槽段一般是将玻璃镜面压在精确弯曲的抛物线形芯模上，同时将玻璃粘接到一个坚固的背衬材料组件上，锁定成适当的曲面("SandwichConstruction Solar Structural Facets",Sandia National Laboratories和"Further Analysis of Accelerated Exposure Testing of Thin-Glass Mirror",Kennedy等,ES2007)，或者相类似的，预成形一个背衬材料，然后用芯模将玻璃粘接到背衬材料上(美国专利7,550,054,Lasich)，或者利用精确的芯模来模制玻璃面。但是上述这些方法都需要大量的时间和昂贵的芯模，这样在工具上投入的一定量的投资就限制了产能。
超高汇聚度的大型抛物线形太阳能盘系统设计为最大化汇聚度，最大化容错性和最大化一给定尺寸和形状的反射镜面的光线可接收入射角。为了减少旁路二极管的使用，一个大型光伏接收器可以被分成若干个子阵列，这些子阵列足够小到每个子阵列都有一个相对均匀的照度，而这些子阵列可以并联连接（美国专利申请10/557,456，Lasich）。当显著的不均匀焦点照度发生时，旁路二极管是用来防止最弱的光伏单元或最弱的子阵列引起整个光伏接收机的性能下降的。
抛物线形槽和太阳能盘的框架用通过精确的切割和钻断形成的部件来生产精确的曲面，以最大化汇聚度，和/或光线可接收入射角的技术是本领域公知的技术内容，至少在Carter的美国专利US811274中就有相应的公开，Carter公开了在弯曲的金属导轨上直接支撑镜面部分，导轨的弯曲度由精确长度的套管来确定。另一个实施例如Wood的美国专利US6485152，Wood公开了整个框架由一组相同的弯曲组件构成，而弯曲度由一系列精确的定位孔来限定。但是，这种精密的制造过程增加了成本。本申请人的早期美国专利申请12/424,393（Norman等）公开了在薄的中央桁架上设置混合连接杆，中央桁架和混合连接杆共同组成一个更大的桁架。Norman的这一早期方案在此作为参考，但还需要更多的改进。
当冷却需求超出矩形管携带冷却液的能力时，可以使用小通道或微通道冷却器(Nonuniform Temperature Distribution in Electronic DevicesCooled by Flow in Parallel Microchannels,Hetsroni等;以及Single-PhaseHeat Transfer Enhancement Techniques in MicroChannel andMinichannel Flows,Steinke等)。然而通过蚀刻硅块，或用锯或用电子放电机器处理铜块来制造这些大量窄而深的通道是很昂贵和费时的。
光伏单元一般由典型为50微米精度的取放装置放置。当单元之间距离偏远时，只需要一些稍微偏大的单元来弥补这种不精确，这只会增加很小的成本，但是在大量排列的单元上，如果存在未填充的间隙，这将会减少效能。
在高汇聚度和超高汇聚度的光伏单元下使用单个陶瓷基板是很常见的，但每个单元下都需要独立的一个。多单元陶瓷基板在Lasich10/557,456美国专利申请的太阳能系统中被使用，但是该系统中包含了与光伏单元相连的复杂的高电流电路。
典型地，太阳能汇聚单元具有覆盖在该单元背后的一联接电极，并且具有一个或多个前部的另一联接电极的宽母线。这种单元是适合于稀疏排列，可以利用一根连接导线将一个单元的前部母线与另一个单元的背后电极连接起来，这样就可以形成光伏单元组。但是在高密度的接收器中没有用于这些连接导线的空间。因此在高密度的接收器中，可以将一个单元的背后电极覆盖连接到相邻单元的前部母线上，这样来形成光伏单元组（Norman公开）。然后前部母线占了一定比例的单元表面，同时前部母线也会被相邻单元的活跃区域所覆盖，这样前部母线就会增加单元的尺寸，减少了单位体积内的单元数量而增加了成本。上述堆叠光伏单元的方式还会使单元相对于入射光线倾斜，增加了一个方向的入射角度，但减少了另一方向的入射角度，造成了光学上的非对称，从而不利于形成均匀的聚焦。
高密度接收器阵列的光伏单元也可以使用连接两电极的背部电连接，如Lasich10/557,456所示的高密度阵列中并排相连接的光伏单元。然而，这样会导致光伏单元下面的基板上包含了连接这些单元组的高电流电路。
高汇聚度的，特别是超高汇聚度的光伏系统一般使用稀疏排列，这样，光伏单元相互均匀间隔排列，组成一个大的反射面。虽然这样甚至能使光伏单元被动散热以保持在最高工作温度以下，但是这样的系统需要高密度的单元间电连接和一个整个反射面一样大的稳定系统。使用多光伏单元焦点的系统会使用高密度阵列，以便于集中电器元件（Lasich10/557,456），但是这样的系统不容易散热，即使使用了主动泵送冷却液，还必须使用昂贵的小通道或微通道冷却器。利用光学折射系统来配合光伏单元阵列的系统也是已知的技术(A Solid500Suns CompoundConcentrator PV Design,Horne等,WCPEC4)，然而这需要设计一个大小相当于整个光采集区域的精确的光学系统。
使用非汇聚平板的追踪器的反阴影算法是本领域的公知技术。追踪器配置了传感器用于探测：何时最低一行的光伏单元被遮蔽了，并且传感器能使被遮蔽的光伏单元回调至不被遮蔽的状态。
然而，高汇聚度的光伏系统必须精确朝向太阳才能工作，因此在这种系统中使用这种反阴影算法一般会使整个系统不能对齐，以使得系统产生的能源不足。
因为利用太阳能的成本较低，可以用于代替石油，因此对人类的未来非常重要。因而有一个很大的必要克服上述提及的现有技术中的缺陷，以提供一种更经济高效的方式将太阳能汇聚到高或超高汇聚度的光伏系统以及多样化的超大能源的热交换装置。
发明内容
本发明提供一种超高汇聚度的太阳能系统，该系统仅使用一种镜面，该镜面通过将平面镜面材料简单地固定到合适形状的框架上而形成所需的形状。
本发明还在于，在镜面的任意点上都仅在一个方向上存在弯曲，以实现上述功能。
本发明还在于，镜面的形状是对称的，因此可以通过两侧相同的成形方式来加工框架，这样有利于在安装过程中省去了左右方向确定的问题，减少了安装错误发生的可能性。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，该面板框的形状通过将平面镜面材料简单地固定到合适形状的框架上而形成所需的形状，其中一条面板框的背面可以作为压住下面一层镜面到它的面板框上的芯模，固定这些镜面在一组层叠的面板框中，粘接剂将镜面结合到相应的框架中。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，其将镜面和框架组合在一组层叠的面板框中，其中面板框的一面上有保持结构，该保持结构有助于固定相邻的镜面在相应的位置上，粘接组件将镜面结合到相应的框架中。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，其将镜面和框架组合在一组层叠的面板框中，其中面板框的背面上有保持结构，该保持结构有助于固定相邻的镜面在相应的位置上，保持结构将框架排列安装到相应的邻接的镜面上。
本发明还在于，在每个框架的背面上设置保持和排列结构，以使得在组装一组层叠的面板框时，镜面朝下以使得任何多余的粘结剂流到相邻镜面的背面，而不是镜面的正面。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，其将镜面和框架组合在一组层叠的面板框中，其中框架的表面上具有突起，在粘结剂在被涂到框架和镜面之间时，该突起可以防止在一系列镜面和框架的重力压迫下，粘结剂被挤出而形成太薄的一层粘结剂，因为该突起会支撑镜面的背面从而形成厚度适当的一层粘结剂。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，其将镜面和框架组合在一组层叠的面板框中，其中框架的表面上的突起是在制作框架总体形状时，在需要涂敷粘结剂的位置上设置的凸块。
本发明还在于，为镜面提供一种面板框，其将镜面和框架组合在一组层叠的面板框中，其中被涂敷粘结剂的框架部分是金属板片冲压形成的曲面，而防止粘结剂被挤成太薄的凸块设置在一个在冲压成形中延展成的框架曲面上，而该框架的另一表面将作为芯模，该芯模具有脊状突起，这将适度减轻冲压过程的压力影响，以保证芯模的压紧定位功能。
本发明还在于，提供多条相同的近似抛物线轨道，其支撑多个镜面部分以将光线聚焦到接收器上，这些镜面在接收器上反射有最密集的焦点，而轨道的形状在某种程度上故意偏离了抛物线的形状，以使得光线反射到接收器上形成更均匀的焦点。
本发明还在于，接收器具有第二聚光器，用于更集中焦点，并且轨道的形状故意偏离了抛物线的形状，以使得比抛物线的反射面有更多的光线反射到第二聚光器。
本发明还在于，在至少一个方向上形成一个足够均匀的聚焦，以使得当轨道和其上的镜面正确对齐时，一系列在上述方向上相同的光伏单元组都接收到足够的光照，以输出一个电压来增加整个光伏单元组的电压。
本发明还在于，提供一种连接杆，该连接杆适于连接到一格构箱形中心桁架，该箱形中心桁架具有自身的短连接杆，该短连接杆支撑全部的反光面板。
本发明还在于，提供一种高精度、低成本的制作带有集成轨道的抛物线形支撑杆的方法，和一个用于实施该方法的低成本的夹具。
本发明还在于，提供一种高精度、低成本的制作带有集成轨道的抛物线形支撑杆的方法，和一个用于实施该方法的低成本的夹具，其中，上述的抛物线形支撑杆和轨道都不需要高精度的切割或机械加工。
本发明还在于，提供一种高精度、低成本的制作带有集成轨道的抛物线形支撑杆的方法，和一个用于实施该方法的低成本的夹具，其中，上述的抛物线形支撑杆和轨道都不需要高精度的切割或机械加工，并且所有结构件无需焊料即可焊接起来。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的蒸发散热管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器中的每一独立列的光伏单元。其中，当光伏接收器在各个方向上跟随太阳光线时，蒸发散热管利用重力使各个角度上的冷凝液体回流。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本、重力回流的蒸发散热管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器中的每一独立列的光伏单元。其中蒸发散热管使用一个由最多两个冲压件组成的腔体，冲压件表面向里的凹陷在腔体内互相接触，以防止腔体在冷凝液体的蒸发下造成的不完全真空而塌陷。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，小通道冷凝管是高导热材料制成的搭接条带板切割而成。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的搭接条带板切割而成。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且间隔物上标有深度标记以利于控制最接近热源的冷凝管表面的厚度。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且间隔物包括多组金属线。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且间隔物包括导热条带。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且每个冷凝管具有多个冷却液的进出口。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多根小通道冷凝管是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且每个冷凝管具有多个冷却液的进出口，间隔物包括导热条带，该导热条带设置成有利于加强冷却效率的形状。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷却盘，其尺寸与光伏接收器相当，用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，其中，多个小通道冷却盘是高导热材料制成的含有间隔出现的间隔物的板切割而成，并且每个冷却盘具有多个冷却液的进出口，间隔物包括导热条带，该导热条带设置成有利于加强冷却效率的形状。
本发明还在于，在冷凝管和冷却盘上设置有导热翅片，以保证在冷凝管或冷却盘热胀冷缩的过程中，导热翅片对结构表面只产生非常小的应力。
本发明还在于，在冷凝管和冷却盘上设置有预弯曲或波纹状导热翅片，以保证在冷凝管或冷却盘热胀冷缩的过程中，导热翅片对结构表面只产生非常小的应力。
本发明还在于，在冷凝管和冷却盘上设置有预弯曲或波纹状导热翅片，以保证在冷凝管或冷却盘热胀冷缩的过程中，导热翅片对结构表面只产生非常小的应力。其中，结构表面的热膨胀系数被设定为远小于内部导热翅片的热膨胀系数。
本发明还在于，在冷凝管和冷却盘上设置有带切口导热翅片，以保证在冷凝管或冷却盘热胀冷缩的过程中，导热翅片对结构表面只产生非常小的应力。
本发明还在于，在冷凝管和冷却盘上设置有带切口导热翅片，以保证在冷凝管或冷却盘热胀冷缩的过程中，导热翅片对结构表面只产生非常小的应力。其中，结构表面的热膨胀系数被设定为远小于内部导热翅片的热膨胀系数。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，该光伏接收器使用一个壁面上的冷凝管来形成一个排列基准，在其相邻的位置上排列光伏单元。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，该光伏接收器使用一个壁面上的冷凝管来形成一个排列基准，在其相邻的位置上排列光伏单元，并且光伏单元根据力反馈而紧贴放置，而不是根据位置。
本发明还在于，提供一种容易制作、低成本的小通道冷凝管，其用于冷却超高汇聚度的紧密排列的光伏接收器，该光伏接收器使用一个壁面上的冷凝管来形成一个排列基准，在其相邻的位置上排列光伏单元，并且光伏单元根据力反馈而紧贴放置，而不是根据位置。所述壁面具备一个粘性的表面，将光伏单元压向该粘性表面而使它们固定在其上。
本发明还在于，为一个或多个光伏单元配置高导热但电绝缘的嵌入部分，该嵌入部分为光伏单元提供了一个平表面，被设计成一个合适的外形，以将该光伏单元安装到紧密排列的光伏接收器。
本发明还在于，为一个或多个光伏单元配置高导热但电绝缘的嵌入部分，该嵌入部分为光伏单元提供了一个平表面，被设计成一个合适的外形，以将该光伏单元安装到紧密排列的光伏接收器。其中安装过程中使用一个壁面上的嵌入部分来形成一个排列基准，在其相邻的位置上排列光伏单元，并且光伏单元根据力反馈而紧贴放置，而不是根据位置。所述壁面具备一个粘性的表面，将光伏单元压向该粘性表面而使它们固定在其上。
本发明还在于，提供一个夹具，用于将光伏单元安装到高导热但电绝缘的嵌入部分上，其中夹具的一面上可替换地覆盖有双面粘性带，并且光伏单元根据力反馈而紧贴放置，而不是根据位置。所述双面粘性带可释放地将光伏单元压向该夹具而使它们固定在其上。
本发明还在于，为高汇聚度的太阳能系统提供改进的光伏单元，通过使用控制形状的上部电接头使光伏单元更加高效，这些上部电接头单独制作后连接至光伏单元上。
本发明还在于，提供这种独立制作的电接头，其具有基本上垂直的侧面，其将偏离一般入射角的光线反射到光伏单元的有效作用面上。
本发明还在于，提供这种独立制作的电接头，其设置在光学组件上的孔洞中，然后将其连接到光伏单元表面，或者形成电通路到光伏单元表面。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联电接通。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成串联电接通。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联电接通；而与相邻行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成串联电接通。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联电接通；而与相邻行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成串联电接通；其中一个或多个预定的光伏单元的侧边电接头也同时作为该光伏单元的上部接头的母线。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联电接通；而与相邻行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成串联电接通；其中每一个四边都有电接头的光伏单元的电接头也同时作为该光伏单元的上部接头的母线。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联或串联电接通；其中侧边电接头被设置在侧表面的条带中，而晶片也被嵌在侧边条带上。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联或串联电接通；其中在光伏单元本体和电接头之间设有电绝缘层。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联或串联电接通；其中侧面的电接头具有位置容错性。
本发明还在于，提供一种太阳能光伏单元，其在相对侧设有电接头，该电接头使在一行上的光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联或串联电接通；其中侧面的电接头可以从光伏单元上或光伏单元的电绝缘层上拆下接头部分，从而具有位置容错性。
本发明还在于，提供一种在多个光伏单元上同时制作具有多个触点的多个电接头的方法。
本发明还在于，提供一种在多个光伏单元上同时制作具有多个触点的多个电接头的方法，其中侧面的电接头可以从光伏单元上或光伏单元的电绝缘层上拆下接头部分，从而具有位置容错性。
本发明还在于，提供一种夹具用于在多个光伏单元上同时制作具有多个触点的多个电接头。
本发明还在于，在太阳能光伏单元的边缘上设置反射镜面，该发射镜面会搭接在相邻的光伏单元上。
本发明还在于，上述反射镜面同时也作为光伏单元的上部接头的母线。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，在使用小面积的折射设备时，这比高密度排列的光伏单元可以给每个光伏单元提供更大的空间，从而提高冷却能力，这样可以最小化或者避免使用旁路二极管。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元，其与第二反射设备共同作用，以最小化每个光伏单元周围用于折射设备的总面积，以提高冷却能力。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，其配置有一组小型折射设备的阵列，该折射设备阵列具有大致反比于其上的日照强度的光圈尺寸。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，其配置有一组小型折射设备的阵列和多组平行设置的光伏单元组，每组光伏单元组所对应的折射设备阵列具有大致反比于其上的平均日照强度的光圈尺寸。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，其配置有一组小型折射设备的阵列和多组平行设置的光伏单元组，每组光伏单元组所对应的折射设备阵列具有大致反比于其上的平均日照强度的光圈尺寸，当所述的平均日照强度下降到最大平均日照强度的大约一半时，每一光伏单元组的光伏单元数目增加一倍。
本发明还在于，提供一种中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，其配置有一组小型折射设备的阵列，该折射设备阵列为每个光伏单元提供光折射单元，其中多个光折射单元被模制成相同的形状。
本发明还在于，提供一种高密度或中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，该光伏接收器用于一大光圈的主聚光器，当发生部分遮蔽或者主聚光器追踪误差时，将阵列一端的光伏单元与另一端的光伏单元并联连接。
本发明还在于，提供一种高密度或中等密度排列的光伏单元的光伏接收器，该光伏接收器用于一大光圈的主聚光器，其中每一行的光伏单元都互相并联连接，而当发生部分遮蔽或者主聚光器追踪误差时，将阵列一端的半行光伏单元与另一端的半行光伏单元并联连接。
本发明还在于，提供一种适应于高汇聚度光伏系统的互相遮蔽影响最小化的方法，可以防止在太阳斜向照射时，这种系统中的密集排列的光伏单元互相遮蔽而造成低功效。
本发明还在于，上述最小化遮蔽影响的方法适应于无旁路二极管的中等密度光伏单元阵列。
本发明还在于，在部分遮蔽的情况下，有意地根据太阳的方向稍微偏转轨道追踪，以最大化输出功率。
本发明还在于，在部分遮蔽的情况下，有意地根据太阳的方向稍微偏转轨道追踪，以最大化输出功率；通过进行的超大量的调整计算和尝试性调整，从而减少为最大化输出功率而进行额外的追踪动作。
本发明还在于，在部分遮蔽的情况下，有意地根据太阳的方向稍微偏转轨道追踪，以最大化输出功率；通过对光伏接收器上大量区域的光照强度模拟运算，以精确获得偏转轨道的程度，从而减少为最大化输出功率而进行额外的追踪动作。
本发明还在于，为最小化阴影的尺寸，转动一部分侧面对着太阳的追踪器。
本发明还在于，为最小化阴影的尺寸，当面向太阳的追踪器的盘面大概被半遮蔽时，转动半数面对着阳光的追踪器到侧向面对太阳。
本发明还在于，提供一种温度块，当冷却风扇不工作时，其用于冷却光伏接收器在最大安全运行温度下。
本发明还在于，上述温度块防止混凝土在冬夜结冰。
本发明还在于，上述温度块防止光伏接收器在冬夜结冰。
本发明还在于，提供一种太阳能系统，其包括使用上述一项或多项技术手段的光伏装置，一个电负载和一个连接光伏装置和电负载的导线。光伏装置可以设置在具备良好光照的地方，例如高原或晴天或沙漠地区，电负载可以是常规电能使用设备。
技术定义
接收入射角：一个入射光的角度范围，该入射光射入追踪器光圈内或反射镜面光圈内，通常会被反射、折射和/或衍射到一个光伏接收器上，即可被光伏接收器“接收”到。更具体的来说，一个太阳能聚合器的接收入射角是一个入射光的角度范围，其中进入光圈的90％的光线会到达光伏接收器的表面，而不会在中途吸收掉。一般来说，一个具有更大的接收入射角的系统对于设计、生产、组装和追踪都具有更好的容错性。
主动冷却：系统使用能量消除热量，其包含热电转换的冷却器和无运动部件的等离子风力发电机，还有泵或风扇等。对应参见“被动冷却”。
高度角：在地平线以上的竖向角度，例如太阳的高度角是太阳相对于地平线的仰角。
高度角追踪：竖向的调整动作，用于跟随太阳高度的变化。
光圈：一个光线采集区域从最大化采光效率的方向观察的轮廓大小。
天文追踪：基于太阳的位置计算的一种追踪方式，一般决定于追踪器的经纬度，季节和具体的时间点。
对称轴：一个结构旋转对称或镜面对称的轴。对于抛物线来说，对称轴是正常射入该抛物线的光线经反射后聚焦的方向，而对于抛物面来说，其对称轴也是旋转形成该抛物面的抛物线的对称轴。
母线：一个大的导体接头，其在大量的小的导体接头上接收或输出电流。
旁路二极管：电流的单向设备，当该设备输入侧的电压高于输出侧的电压，电流可以基本上无阻力的流过，而当输入侧的电压低于输出侧的电压，电流基本上完全被阻止流过。
光伏单元串：一组互相串联的光伏单元。串联的光伏单元可以增加电压（而不增加电流），可以减小导线接头尺寸，减小电阻损失。这一串光伏单元必须获得均匀的光照，或者设置旁路二极管，以防止一个光照不够的光伏单元导致整个光伏单元串的效率降低。也被称为“一串光伏单元”。
重心：物体上的一个点，当任何轴通过该点时，物体会被该轴平衡支撑。参见“平衡高度”。
风载中心：当任意方向的匀速风吹到该点上，不会产生旋转力或扭转力。
圆弧：圆形的一部分，其曲率半径是恒定的。
热膨胀系数：由于温度变化，物体尺寸的变化率，通常的单位是每摄氏度百万分之几（ppm/°C）。当两个具有显著不同热膨胀系数的刚性材料在一个温度下连接在一起，之后被加热或冷却到另一显著不同的温度下时，热膨胀的不同可以导致热应力。应用在本申请的光伏接收器上的两种主要物质具备非常接近的热膨胀系数，其差异小于2ppm/°C，在这种情况下，即使像太阳能光伏单元这样的脆弱材料也可以和其他材料连接，并且在夏日和冬夜这样的温度变化下不被破坏。
组合镜：由多个显著不同的镜面材料组成的镜面。
冷却片：一个冷却装置，其表面形成许多小的切割槽，使其表面的切割槽的上部得到冷却。
凹面：一个朝向观察者弯曲的曲面。
汇聚度：这可以指几何汇聚度，即光圈尺寸与焦点尺寸的比值（其中忽略了发射镜面的不完全反射和小阴影，可以用于计算接收入射角和焦点尺寸），也可以指光照汇聚度，即聚焦光强度与直射光强度的比值，其中考虑了反射不完全带来的能量损失。几何汇聚度有“多少倍”来表示，如100倍（100x），而光照汇聚度则用“多少个太阳”来计量，如1000个太阳。
传输损失：当电流通过导电电阻时，电压、能源或能量的损失。
圆锥部分：一个通过直边圆锥体平面切割形成的弯曲部分。该弯曲部分可以是圆形的、椭圆形的、抛物线形的或双曲线形的，取决于结构平面与圆锥体切割面的夹角。
凸面：一个背离观察者弯曲的曲面。
冷却管：一种携带冷却液的管，用以冷却光伏或太阳能热接收器。
尖端：一个点状突起，类似于一齿状物。
圆柱状曲面：一个表面，其表面上每一个点最多向一个方向弯曲，而每一个点的曲率基本上都相同（类似于圆柱体的一部分表面）。
无效区域：在此区域内，流体的速度大幅度的下降了。
密集光伏接收器阵列：一种光伏接收器阵列，其中大量光伏单元被安装在一个面积小于光伏单元本身的光接收表面面积两倍的区域内。参见“中等密集光伏接收器阵列”和“稀疏光伏接收器阵列”。
太阳能盘框架：一个刚性框架，典型的是钢的，许多镜面结构直接或通过连杆或轨道安装在该框架上，以固定在相对位置上。
能量：做功的能力。将能量转化为实际做功的效率取决于能量的质量和冷却槽的质量，能量最终在冷却槽中流动。机械势能和电能都是高质量的能源，像石油这种的高密度化学能也是高质量的能源。对于热能，其质量取决于温度，温度越高，质量也更高，同时一般也包含了更多的热量。
精确追踪：为了弥补其他追踪方式的不精确性，使用补充的追踪来提高精确性。
聚焦：多个表面将入射光改变方向，以使这些光线相交到一个小的区域。
焦点：一个区域，多个表面将入射光改变方向，以使这些光线相交到一个小的“焦点”区域。
焦距：从汇聚光线的镜面或透镜到最小的聚光点的距离。
聚光点：光线通过透镜或镜面，绝大部分被汇聚到一个表面的小区域上，该区域为聚光点。
矿物燃料（石油）：来自古代死去的植物、真菌、细菌、古生物、动物或其他未知的生命体的矿物能源。
菲涅耳透鏡：一种使用不连续的表面的、使用与普通透镜相同的适当的曲面和角度、但不同的布置方式的透镜，以使该透镜的厚度变薄，其厚度只和透镜的直径相关。而普通的透镜是使用连续的曲面，在一定的焦距下，其厚度与其直径的平方成正比。这保持了透镜的聚焦能力，同时大幅度减少了制作大中型光圈透镜的材料。
砷化镓层：一层薄的砷化镓晶片层。砷化镓是一种高效的太阳能光伏材料。
锗层：一层薄的锗晶片层。锗是一种最高效的太阳能光伏材料，并且其成本也降低了差不多一半。
玻璃镜面：一层薄的玻璃层，可以是平的或弯曲的、模制成特殊形状的，其有一层金属层用于反射入射光。大部分镜子的反射层在玻璃的背面，这种被称为第二表面反射镜，因为光线先穿过玻璃层的前表面，然后在玻璃层的后表面与金属反射层上被反射。虽然第一表面反射镜有更好的反射率，但是第二表面反射镜利于应对室外的天气变化，因此第二表面反射镜在室外能有更长的使用寿命。
全反射角：一个非常低的入射角度，其导致绝大部分的入射光线被该表面反射，而如果是比较高的角度入射的情况，光线会大部分穿过该表面。
电网：一个高压电网，当太阳能光伏系统正常运作时，光伏系统将生产的能量输送到高压电网中。
并网逆变器：一个换流器，其将一个或多个光伏接收器产生的直流电转换成电网上可以传输的电能形式。当对电网进行维修或维护时，必须关闭并网逆变器，以防止电击的危险。参见：电网，换流器和非并网逆变器。
热管：一种将热量从高温区域传输到低温区域的封闭的管道。开始时，管道内的液体（例如水）在高温区域开始快速蒸发，蒸汽基本不受阻力的传输到低温区域，并在低温区域冷凝成液体，然后冷凝液体通过重力或毛细力返回到管路的高温区域，这样就完成了一次热传递循环。由于蒸发携带了大量的热量，并且蒸汽的传输速度可以达到音速，因此热管进行的热传递速度可以是百倍于固体铜传热。参见：翅片管。
热传导系数：单位面积的表面，每一度温度的变化所带来的热传输量。
高汇聚度：这里指的是汇聚度达到100-1000倍或100-1000个太阳。这一范围的汇聚度可以通过两轴聚焦系统来实现。参见：低汇聚度和超高汇聚度。
成像聚光器：一种在聚光过程中不扰乱光线位置的聚光器，因此，如果在焦点位置上放一张纸，其上能显示发光体的近似图像。参见：非成像聚光器。
并联：光伏单元的相同电压端连接在一起，使他们的电流叠加在一起。
串联：将光伏单元的高电压端连接到相邻光伏单元的低电压端，从而全部光伏单元的电压相叠加，而电流不变。
入射角：入射光线与镜面的夹角。一般来说入射角越低，越少的光线穿过界面，即更多的光线被反射。参见：全反射角。
适配器夹层：在两个表面之间插入的适配器。
换流器：一种将直流电（所有光伏系统输出直流电）转换成交流电（绝大部分电网使用的，除了少量超长距离输电线）的装置。
切口：在物体表面形成一个切口，当其被锯切割时，可以减少锯屑。
科勒聚光器：在稀疏排列的菲涅耳透镜光伏系统中，作为最后的聚光元件，也是第二聚光器。参见：发电圆顶，SILO和折射ITP。
格栅箱桁架：具有矩形桁架横截面的格栅桁架。
格栅桁架：一种桁架，一般是钢制的，使用许多细杆交叉、在节点上固接。这一结构可以比实心梁或桁架梁使用更少的材料，但实现相同的强度的轻型桁架。
低汇聚度：这里指的是汇聚度达到10倍或10个太阳。这种低汇聚度的太阳能设备有些情况下不需要使用追踪器。参见：高汇聚度和超高汇聚度。
芯模：一种用于压紧某结构，并使该结构弯曲成特定外形的结构。
微通道：一种宽度小于0.3毫米的通道。
小通道：一种宽度大于0.3毫米、小于3毫米的通道。
镜面的法线：一根垂直于镜面的线；如果镜面为曲面，法线通过镜面的中心。
镜面段：一个镜面与相邻镜面对齐排列，以聚焦在相同的区域内。
镜面段的长度：一个镜面段长轴方向上的尺寸。
镜面段的宽度：一个镜面段短轴方向上的尺寸。
多结光伏单元：具有多个光伏层（自由电子区）互相叠起来的光伏单元。因为绝大部分半导体对于低于其跃迁带能的光子是透明可穿过的，因此，低能量的光子都会穿过高跃迁带能的光伏层，到达光伏层，因而该多层光伏单元能获取绝大部分光子（紫外线、蓝光）来产生能量。这样总体上提高了效率，因为每个光子对应激发的每个层的电子跃迁都只产生很少的多余能量。然而，每个光伏层的光电流（单位时间内的自由电子量）必须互相相等，因为这些光伏层是互相串联的，电流相等，电压相叠加，减小电流阻力。
互相遮蔽：一个追踪器的部分光圈被其他追踪器遮蔽。
非并网逆变器：一个换流器，其将直流电转换成交流电，但不将交流电直接传输到电网上。参见：电网和并网逆变器。
非成像聚光器：一种在聚光过程中不保持发光体的图像的聚光器。对于望远镜来说，物体的成像是重要的，然而对于太阳能接收器来说，成像不是重要的，并且当不需要维持图像时，有利于聚光器的设计和实现超高汇聚度（一个完美的反射成像聚光器最大汇聚度刚刚超过10000个太阳，而折射非成像聚光器可以超过80000个太阳，反射非成像聚光器可以超过40000个太阳）。
非成像第二聚光器（非成像第二反射镜）：一个非成像聚光器在主要（一般是成像）聚光器（镜面或透镜）聚焦后，进一步提高汇聚度。
法线角：镜面法线与阳光的方向之间的夹角，也可以是镜面法线与太阳的镜像之间的夹角。
法线：垂直于表面的线。
偏轴畸变：当入射光不平行于抛物面或抛物线的对称轴时，不能很好的形成聚焦。
开路电压：光伏单元在无电流的情况下，两端形成的电压差。
光学效率：经过聚光器到达光伏接收器的光线与进入聚光器光圈的光线的百分比。
光学耦合：一个基本上透明的第一物体，通过一个基本上透明的中间材料光学连接到第二物体，中间材料具备这样的折射率：当光线穿过第一物体，到达第二物体表面时，绝大多数光线会射入第二物体。
面板：一个成型的反射面板，一般是将玻璃镜面粘到金属框架上，从而形成主要聚光器的一部分。也称为反射面板。
面板框架：一个框架，一般是金属的，用于成型和/或支撑一个反射面，形成一个反射面板。
抛物线：对一个圆锥体，平行于圆锥母线的一个切割面形成的曲线是抛物线。抛物线对于平行于其对称轴的入射光是一个理想的成像聚光器的形状。参见圆锥体。
抛物面：其任何平行于对称轴的截面形状都是抛物线。抛物面包括：一种旋转型抛物面，通过将一抛物线围绕其轴线旋转得到，因此每一个通过轴线的截面曲线都是完全相同的抛物线；另一种，椭圆形抛物面，通过对称轴的不同截面具有不同的焦距，而垂直于对称轴的截面形状为一椭圆。
抛物线槽：一个长直的槽，其垂直于长度方向的截面是一个抛物线。
被动散热：不额外施加能量，热量自然从高温区域（太阳能单元）传向低温区域（空气）。参见：热管和主动散热。
光电流：光伏单元产生的电流（其等于从光伏层的自由电子区流向电接头的电子流的流速）。
光伏：使用每个光子的能量来激活半导体中的电子，搜集电子从而产生电流。
光伏接收器：太阳能接收器，其使用光伏效应作为发电的主要方式。
PPM（ppm）：百万分率。
预成型：预成型后的结构在安装过程中基本上不变形。例如，金属连接杆、轨道和镜面段在安装前基本上被弯曲为安装时的形状，这被称为预成型。
主要镜面：太阳能系统中，将入射太阳光反射聚焦的第一组聚焦镜，其包括光路上多个聚焦元件。参见第二聚光器。
准抛物面：一种接近抛物面的曲面，其是将一抛物面有意稍微变化而形成的。
轨道：一根支撑杆或一个管道，一般是金属的，镜面组安装在其上。一组支撑杆组成的桁架型框架，其中支撑杆上连接有镜面，这些支撑杆就构成了镜面的轨道。参见：太阳能盘框架和连杆。
光线跟踪：计算光线（太阳光）的路径的过程，这些光线被光学元件反射和折射。
太阳能接收器：一个吸收被聚焦到其表面的太阳能的接收装置，例如，一组高密度排列的光伏单元，一个小光圈的镜面相对的单个光伏单元，或者一个高吸收、低辐射的太阳热装置表面。一个接收器一般具备相配套的一些功能，例如冷却光伏接收器的受照射表面，将接收器表面的热量输送到热能系统的工作液上，输送光化学系统中聚焦过程的反应物和产物。
接收区域：太阳能接收器用于接收聚焦来的光线和有效利用光能的表面。
接收器支撑装置：将太阳能接收器支撑在镜面焦点或附近区域的装置。接收器支撑装置一般被设置为稳定支撑接收器的同时，尽量少的遮挡聚焦光线。
接收器表面：太阳能被聚焦到的一个能量吸收表面，例如，一组高密度排列的光伏单元，一个小光圈的镜面相对的单个光伏单元，或者一个高吸收、低辐射的太阳热装置表面。
反射面板：一个成型的反射面板，一般是将玻璃镜面粘到金属框架上，从而形成主要聚光器的一部分。
折射：光线从一个介质到另一介质时，在界面上发生角度的变化。
光折射元件：一种光学元件，用于调整穿过它的光的方向，使光发生折射。
最后光折射元件：在光线到达接收器前，最后调整光线方向的折射元件，接收器表面一般是光伏单元。
折射ITP：在稀疏排列的菲涅耳透镜光伏系统中，作为最后的聚光元件，也是第二聚光器。参见：发电圆顶，SILO和科勒聚光器。
阻力：电流受到的阻力，即电阻。如果是冷却液受到的阻力，那么会被特别说明。如果是热传导的阻力，也会特别说明是热阻力。
电阻性损耗：电阻带来的电压下降，而带来的能量损失。电阻性损耗正比于电阻乘以电流的平方。
连杆：一根支撑杆或一个管道，一般是金属的，轨道安装在其上。轨道支撑镜面段。参见：太阳能盘框架和轨道。
镜面边缘角：镜面边缘相对于镜面对称轴的夹角。对于一个矩形抛物面镜，要在侧边的中间测量镜面边缘角，而不是在角上，因为弯曲的影响在自身的维度上的影响独立于其他维度上的弯曲影响。因而，矩形抛物面镜在各个维度上的边缘角是各不相同的。
扇形凹口：在边缘上形成一系列月牙型凸起，类似扇贝的壳。
第二聚光器：一组附加的聚光器，用于将主要聚光器（镜面和透镜）聚焦的光线再次定向。
中等密集光伏接收器阵列：一种光伏接收器阵列，其中大量光伏单元被安装在一个面积至少大于光伏单元本身的光接收表面面积两倍的区域内，同时至少小于主光圈的1/10。参见“密集光伏接收器阵列”和“稀疏光伏接收器阵列”。
搭接：一种将光伏单元的低边缘压在相邻光伏单元的顶边缘上，就像屋顶上的搭接结构一样。
SILO：在稀疏排列的菲涅耳透镜光伏系统中，作为最后的聚光元件，也是第二聚光器。参见：发电圆顶，折射ITP和科勒聚光器。
太阳能玻璃：一种非常清晰的玻璃，低吸收、低散射。太阳能玻璃的铁含量非常低，比一般的玻璃要薄，一般在1-3毫米厚。
太阳能玻璃镜面：一种利用太阳能玻璃制作的第二表面玻璃镜面。因为太阳能玻璃非常清晰和光滑，太阳能玻璃镜面有非常好的反射性能。
太阳能热系统：该系统吸收太阳能作为热量，一般用于产生蒸汽来运行一个涡轮机来推动发电机发电。
稀疏光伏接收器阵列：一种光伏接收器阵列，其中大量光伏单元被安装在一个面积至少大于主光圈的1/10的区域内。参见“密集光伏接收器阵列”和“中等密集光伏接收器阵列”。
镜面反射率：入射光通过镜面被反射向法线另一边相同角度的光线的百分比。镜面反射率是测量反射方向的7毫弧度（约0.4度）的范围内的光线量。玻璃镜面具备很高的镜面反射率，虽然雪也具备很高的反射率，但是主要是漫反射，也就是为什么不能在雪面上看到镜面倒影的缘故。
发电圆顶：在稀疏排列的菲涅耳透镜光伏系统中，作为最后的聚光元件，也是第二聚光器。参见：折射ITP，SILO和科勒聚光器。
逼近线：一个长而半刚性的曲线物体，在多个分离点被弯曲，是一个二级曲线，其非常接近于抛物线，非常多的点与抛物线相重合。
一串光伏单元：一组互相串联的光伏单元。串联的光伏单元可以增加电压（而不增加电流），可以减小导线接头尺寸，减小电阻损失。这一串光伏单元必须获得均匀的光照，或者设置旁路二极管，以防止一个光照不够的光伏单元导致整个光伏单元串的效率降低。
基本抛物面型：这是指支撑镜面的结构的形状，其能够使被支撑的镜面最大可能的接近抛物面，基本抛物面型的轨道和连杆也是精确抛物线的偏移，其偏移量就是镜面到轨道连杆的尺寸。当形容“点”是基本抛物面型时，是指点设置在同一抛物面；当形容“镜面段”是基本抛物面型时，这些镜面段都位于同一个抛物面上。
基层：作为基础的材料，其上可以设置一至多层其他材料。
太阳运动：太阳相对于天空的位置，根据地球自转和地球围绕太阳的公转而不同。
太阳（单位）：聚焦后光强度与直射太阳光强度的比值。参见：汇聚度。
热膨胀：温度变化而带来的物体尺寸的变化。参见：热膨胀系数。
上部电接头：在光伏单元上表面的电接头，连接到作为光伏单元电接头的一个母线。
追踪器：根据太阳位置的变化，而改变镜面或接收器的角度以使光线聚焦到镜面或光伏接收器上。
三层光伏单元：光伏单元上有三层不同跃迁带能的光伏层，每层都用于吸收不同能量的光子，从而提高光伏单元的效率。三层光伏单元的总效率最大可达40％，这远高于硅晶片或单层光伏单元。但是，三层光伏单元的成本是硅晶片的200倍。
双轴追踪器：该追踪器在两个维度上追踪，来补偿太阳位置的移动。双轴追踪器一般是方位角/高度角追踪器，一个追踪太阳的位置，另一个追踪太阳与地平线的角度。日期/季节型、X/Y型追踪器也存在，但是不常用。
超高汇聚度：这里指的是汇聚度达到500-1200倍，一般是高效三层光伏单元，这是当前技术能力的分类方式。参见：低汇聚度和高汇聚度。
风载荷：强风下，结构受到的风应力。
附图说明
图1A是现有技术中抛物面反射盘的一个维度上的抛物面上不同反射面板的示图；
图1B是使用轴对称的同一反射面板，布置在镜面部分中以实现超高汇聚度的聚焦；
图1C是利用对阳光的追踪而选定镜面边缘角、焦距和镜面尺寸后，经验的决定内部反射面板和外部反射面板的圆柱形曲面；
图1D是一个反射面板的框架图，其中框架的背面作为使下面的反射面板定型的芯模；
图1E是装配一组垂直堆叠的反射镜面，其中框架的背面作为使下面的反射面板定型的芯模；
图1F是框架上的凸起，其作用是防止将镜面粘接在框架上的胶水被挤出；
图1G是框架上的凸缘，其作为使下面的反射面板定型的芯模，其中凸起和斜坡是经过多步骤压制成型以保证高度的精确；
图1H是框架上的一个一体定位件，用于定位上层的镜面安装到框架中；
图1I是一个可选的钢模，其用于消除压制框架件过程中的压力；
图2A是一个准抛物线轨道，用于安装排列反射面板，该轨道根据抛物线修改为更适应于接收器上的高密度光线；
图2B是图2A中调整后连杆的形状细节；
图2C是图2A中连杆的细部特征；
图2D是用于形成高精度混合连杆/轨道的夹具，用于安装排列反射面板，其中连杆/轨道不需要精确的切割；
图2E是图2D中夹具的结构细节；
图2F是用图2D中夹具制作连杆的细节；
图2G是一种改进过的连杆，其不需要对任何连杆部件进行精确切割和不需要额外的焊接；
图2H是连杆连接到中心格栅箱桁架的示图；
图3A是密集光伏接收器阵列的重力循环热管，其中第二冷却液在热管密集区域流动；
图3B是通过堆叠和压合重叠的铜条带、继而切割该堆叠的铜条带，以生产小通道冷却管；
图3C是通过堆叠和压合重叠的铜条带、继而切割该堆叠的铜条带，以生产小通道冷却管，其中小通道冷却管通过加设外圈管而加强；
图3D是通过堆叠和压合铜条带和间隔铜线，以生产小通道冷却管；
图3E是多进口和多出口的小通道冷却管，其中在进口和出口之间有坡面以保证冷却液平缓流过；
图3F是通过堆叠和压合铜片和带坡铜间隔条带，以生产带坡面的多进口和多出口的小通道冷却管；
图3G是密集光伏接收器阵列的冷却系统，其在光伏单元和单片大冷却片之间使用高导热但电绝缘的中间层传热，该大冷却片通过堆叠和压合铜片和带坡铜间隔条带而形成；
图3H是图3G中冷却系统的局部细节图，其中使用波纹翅片来减少热膨胀应力；
图3I是图3G中冷却系统的局部细节图，其中使用切口翅片来减少热膨胀应力；
图3J是通过堆叠导线和间隔件以形成一个应力的隔离，以使多个冷却片核心的热膨胀传导很小的应力；
图3K是一个堆叠的蚀刻通道片的正面视图；
图3K'是一个堆叠的蚀刻通道片的背面视图；
图3L是两个相同的蚀刻通道片形成一个通道的端面视图；
图4A是密集光伏接收器阵列，其中冷却管被隔离双面胶带相互分开，胶带的一面保持外露，用于在安装和连接过程中固定光伏单元到位；
图4B是在密集光伏接收器阵列上安装光伏单元，其中冷却管被隔离双面胶带相互分开，并在安装和连接过程中固定光伏单元到位；
图4C是密集光伏接收器阵列，其中高导热且电绝缘的中间层的条带被隔离粘结材料相互分开，粘结材料的一面保持外露，用于在安装和连接过程中固定光伏单元到位；
图4D是密集光伏接收器阵列，其中高导热且电绝缘的中间层的条带上预连接有光伏单元，然后共同安装到接收器阵列中；
图4E是密集光伏接收器阵列，其中热膨胀或冷缩被一个具有恰当热膨胀系数的加强板约束；
图5A是形成在模版上的光伏单元的上部电接头，其连接到上层的光伏单元；
图5B是形成在模版上的光伏单元的上部电接头，其位于最后的折射部件的内部；
图5C是光伏单元的侧面电接头，该电接头使光伏单元在侧边相互紧靠的情况下，形成并联和/或串联电接通；
图5D是光伏单元的一个角，在四边都有侧面电接头，形成一个母线来连接多个上部电接头；
图5E是光伏单元，其包括在侧面电接头和单元本体之间的绝缘层；
图5F是光伏单元，其包括在侧面电接头和单元本体之间的绝缘层，同时绝缘层在一侧为侧面电接头提供容错结构，即使光伏单元在冷缩的情况下也能够保持侧面电连接；
图5G是光伏单元，其至少在一侧具备可容错的电接头；
图5H是光伏单元的侧边上设置有电接头，而晶片被嵌在单元的侧边上；
图5I是一种制作容错性侧边电接头的方法，将一个侧边电接头使用一层分离层，使其离开原本固定的单元侧边，以实现弹性容错；
图5J是在一个中间层上多个带有容错性侧边电接头的光伏单元；
图5K是多个安装有多个光伏单元的中间层组装进光伏单元阵列，从而形成大量的电接头；
图5L是带有侧面反光电接头的光伏单元；
图6A是中等密集光伏接收器阵列，其使用远少于稀疏阵列的模制光学区域，也不需要均匀的聚焦；
图6B是图6A所示的中等密集阵列中增加了空间来提高散热效率；
图6C是中等密集阵列中在光线强度小于焦点中心的一半的位置设置多行平行光伏单元；
图6D是将中等密集阵列连接到一个第二聚光器，以减小追踪器错误定向给系统带来的影响；
图6E是在接收器的两相对端设置多行平行光伏单元，用于进一步减小追踪器错误定向给系统带来的影响；
图6F是在接收器的两相对端设置对角的半行平行光伏单元，用于进一步减小追踪器错误定向给系统带来的影响；
图6G是一组整体式中等密集阵列中具备安装在最后的折射光学元件中的光伏单元上部电接头；
图6H是密集光伏接收器阵列适应于不均匀的聚焦，使用光伏单元的尺寸反比于聚焦的强度；
图6I是密集光伏接收器阵列适应于追踪器的错误定向，在两相对端设置交叉耦合的半行光伏单元；
图6J是密集光伏接收器中所有的光伏单元都设置为交叉耦合的半行光伏单元；
图6K是当部分光线由于第二聚光器的遮蔽而无法到达光伏接收器时，使用中央反光器来使光线到达光伏接收器；
图7A是故意稍微偏向定位一追踪器，而太阳能盘相应于太阳在部分遮蔽的情况下实现最大化能量输出；
图7B是减少追踪器损坏的方法的流程图，其中，故意稍微偏向定位一追踪器，而太阳能盘相应于太阳在部分遮蔽的情况下实现最大化能量输出；
图7B1是测量多组光伏单元行的电压来计算能量最大化调整的方法的流程图，其中，故意稍微偏向定位一追踪器，而太阳能盘相应于太阳在部分遮蔽的情况下实现最大化能量输出；
图7C是将光伏单元产生的电压来优化一个维度上追踪；
图7D是通过将太阳能盘与串联的不同的追踪器配对，以减少相同追踪器在太阳能盘上的不同遮蔽的影响；
图7E是通过至少在一个太阳能盘上使用独立的精确高度角追踪器，以减少相同追踪器在太阳能盘上的不同遮蔽的影响；
图7F是当冷却部分失效时，将光伏接收器转离太阳光的失效保护方法；
图7G是在追踪器的底座上设置储热块，以减少光伏接收器上的温度变化；
图7H是当输电网络不工作时，使用小型换流器为追踪器和冷却系统提供交流电；
图7I是当太阳位置相对于地平线很低时，保证所有光线落到具有最高汇聚度的光伏单元聚光器的接收器上；
图8是使用本发明的实施例中的高效太阳能产生设备，其能量被输送到远方的用电设备上的示图；
本申请的附图仅作为示意，不是一种具体限定，除非特殊说明，图中的给定数据、数量或方式、形式，都是近似的示意图。
为便于图和说明书的理解，使用了图示、编号的分类。
图号：同一组的图号编为了同一数字下的不同英文字符。
图中的结构的编号：按规定，相同的结构在不同的图中使用相同的编号。当引入一个新的结构，赋予它一个新的编号。编号的第一位是首次引入该结构的附图的图号。
部分已在前面的图中出现过的结构被赋予了原来的编号，之后接上一个额外的数字序号。并且尝试对不同结构的相似部分采用相同附加数字序号。如果没有相似的结构部分，则从“1”开始编号。
如果一组已被编号的结构以组编号，则该组被编号为之前的编号加上“0”。“0”还用于对多次重复使用的夹具进行编号。
如果一些相似的结构已经在该组附图中被编号了，那么这一新出现的相似的结构便被赋予相同的编号加上附图的字母。
如果在同一附图中已经有类似但不完全相同的结构，可以使用角标，如果角标多于三个，使用右下角罗马数字来编号。
如果在同一附图中引入了多个完全相同的结构，但又在说明书必须区别说明，则用角标来区分编号。
附图中的编号含义如下：
*附图组序号
*0 全局抛物面太阳能盘面
*1 反射面板
*2 聚焦系统
*3 连杆
*4 框架
*5 冷却系统
*6 光伏单元（光伏电池）和光伏接收器
*7 追踪器
10     抛物面太阳能盘面
11     反射面板
110    面板堆叠
111    反射面板框架
1111   反射面板框架槽
11110  框架槽成型模具
11111  框架槽表面的凸起，用于固定镜面
11112  框架槽表面，用于固定镜的背面
11113  框架槽凸缘，作为芯模
11114  芯模凸缘的背后坡面
11115  框架槽的侧边
11116  一体的定位件，用于定位和固定相邻的镜面玻璃
112    圆柱面镜面
113    交叉支撑件
114    粘合材料
121    焦点
122    通风间隙
20     太阳能盘面
21     连接到连杆的反射面板
221    面板焦点
222    反射面板间的台阶或间隙
224    第二聚光器
23     连杆
230    连杆夹具
2301   连杆夹具本体
23011  连接板块的销钉
23012  连接板块的挡片
2302   在连杆底面的角铁支撑
2303   非关键部位的连杆的定位销钉
231    轨道
2311   反射面板连接到轨道的区域
232    连接板
2321   螺栓孔
2322   连接板边缘
233    竖直杆
234    一对角铁（轨道附近的）
2341   单独的角铁2341B和2341T（轨道附近的）
2342   角铁之间的连接片
235    一对角铁（远离轨道的）
2351   单独的角铁2351B和2351T（远离轨道的）
2352   角铁之间的连接片
236    对角连杆
237    边板
2372   边板边缘
2381   连接板孔
24     框架
241    中央桁架
2411   由于遮蔽而使左半侧失效的中央区域
2412   桁架上连杆高度定位器
24131  桁架轨道
24133  桁架轨道的竖杆
26     光伏接收器
351    热管、冷却管、冷却片
3511   冷却通道
35111  通道尖端
35112  通道的切口
3512   高导热系数的板、条带、翅片，用于将热传导到冷却液
35120  铜条带的堆叠
3513   间隔件
35131  线形间隔件
35132  薄面板的压制深度
3514   加强带条和加强管
3515   蒸发式冷却器
35151  冷却平面
3516   小坑
3517   热表面
352    进口
3520   进口管
353    出口
3530   出口管
361    光伏单元/光伏电池
362    光伏单元之间低热膨胀系数、高导热率的电绝缘中间层
451    冷却管
4514   约束片
461    光伏单元
462    低热膨胀系数、高导热率片
4620   定位和固定光伏单元到AlN板的夹具
463    固定光伏单元的胶带
5251   最后的折射光学部件
56     密集光伏接收器阵列
561    光伏单元/光伏电池
5610   光伏单元晶片
56101  将光伏单元嵌入晶片的凹槽
5611   光伏单元上部电接头
56110  上部电接头的模版
56111  连接上部电接头的粘结剂
56112  光耦合介质
5612   底部电接头
56123  底部电接头的露出边缘
5613   光伏单元的侧面电接头
5614   电接头背后的隔离层
562    一行光伏单元的中间层
5620   光伏单元的中间层的固定夹具
56201  中间层夹具的挡片
56202  压紧中间层到挡片的压紧片
562020 设置有压紧片的压紧条
5621   将侧边电接头从中间层压紧或粘结到相邻的光伏单元的上部电接头的上部压紧件或粘结剂
5623   光伏单元中间层侧边的电接头
5624   光伏单元中间层侧面的隔离层
5625   光伏单元中间层侧面的隔离层上的释放层
623    第二聚光之后的焦点
624    第二聚光器
625    最后的折射光学阵列
6251   最后的折射光学件
651    散热器
66     中等密集光伏接收器阵列
661    中等密集光伏接收器阵列的光伏单元
6611   光学元件中的电接头
6610   一行光伏单元
66100  光伏单元阵列
66102  光伏单元行间的间隙
70     太阳能盘面
700    追踪器
7000   追踪器阵列
7001-3 追踪器算法流程图
70003  换流器（直流电-交流电）
701    太阳能盘面的对称轴
702    混凝土追踪器基座
74     高度角控制的接收器支撑脚
741    使接收器相对于盘面运动的油缸
742    断电时，保证接收器相对于盘面运动的安全弹簧
751    接收器的换热器
7511   混凝土基座中的冷却管
76     光伏接收器
7610   一行光伏单元
76100  多行光伏单元排列
具体实施例
第一组优选实施例：制造用于高汇聚度太阳能系统的预成型的反射面板的改进方法。
预成型的太阳能玻璃镜面提供了目前最好的反射率和经济性，也提供了最好的防刮花的镜面，也提供了最长的实际使用寿命。然而，预成型的太阳能玻璃镜面当前太昂贵。
预成型的玻璃抛物线槽型结构，一般是通过将平面玻璃镜面压向一个精确弯曲定型的抛物面芯模，同时粘合剂将玻璃固定到一个稳定的背板材料上，或者预成型一个背板材料，将镜面固定到该背板材料上（Sandwich Constaiction Solar Staictural Facets,Sandia National Labs1999），或者在一个精确的芯模上进行压模生产玻璃。当玻璃足够薄，弯曲足够小时，使用冷压模制配合胶结，可以在玻璃镜面上实现组合弯曲（US7550054，Lasich），虽然一般来说，要形成组合弯曲是使用热模制成型或者热压成型。因为昂贵的芯模需要额外的技术和时间，这样给有效的成本投入限定了一定的生产能力。因此，需要一种更经济的方法用于为高汇聚度或超高汇聚度太阳能系统的反射面板。当多个玻璃面板用粘结剂连接到一个一定厚度的背板上，并叠加到一个芯模上，在厚度上的任何缺陷都会随着每一层面板的增加而快速变成不合格的面板。
Norman(US 12/424,393)公开了不使用芯模来定型镜面，而为超高汇聚度太阳能系统生产相应的低成本反射面板的方法。然而，参见附图1A的现有技术，Norman(US 12/424,393)使用内部反射面板11'和外部发射面板11”来最大化汇聚度，其中内外反射面板11'和11”都是一个方向上的抛物面10的精确抛物线部分。这样带来了多个生产和安装问题。为了生产两种反射面板11'和11”，必须生产两种反射面板框架111'和111”，因此需要生产四种不同的框架槽1111'、1111”、1111'''和1111IV来成型镜面。这需要四倍的工具，同时这些部件1111'、1111”、1111'''和1111IV也非常相似，因此会发生混乱。在安装过程中，因为有两种反射面板11'和11”，而每种面板的两端都不同，因此每个面板必须安装到正确的位置，由于这些结构和方向非常相似，会发生混乱。
然而，当整个抛物面形的边缘角越小，那么反射面板11'和11”和他们的框架槽1111'、1111”、1111'''和1111IV也越相似。因此，本发明的一个优选实施例是使用类似于Norman的反射面板，然而增加整个镜面的焦距，从而减少边缘角。这样就可以将内部和外部反射面板制作成相同的面板，如图1B所示，并且所用的反射面板11B也是对称的，因此面板框架111B具有两个相同的框架槽1111B，并且在安装过程中，反射面板11B的两端也是相同的，这样对汇聚度的影响较小，是可接受的。在特别优选的实施例中，当边缘角为15度时，焦距并不是特别长，但在使用相同的内部和外部反射面板11B（相同而对称的框架111B、相同的框架槽1111B）时，仅有10％的聚焦损失。
对于一个给定的焦距、镜面尺寸和边缘角，为了给出一个更理想的对称反射面板11B，在圆柱面上的改进是很小的，不值得做。如图1C所示，对于给定焦距、镜面尺寸和边缘角的圆柱面，将圆柱形镜面部分112作为外部镜面，通过调整去曲率使镜面的聚焦点121尽量集中。图中示出了中间的和两侧的太阳光入射到圆柱形镜面112上的光路，这些光路决定了圆柱形镜面的的聚焦能力。为了图示清晰，其他光线未画出。
一旦外部镜面112的最优曲率被决定，将一个完全相同的内部圆柱形镜面112i被设置在抛物面10上的内侧，然后将内镜面112i向远离焦点的方向平移，直到内镜面112i与外部镜面112的焦点重合。内镜面112i可能被平移的更远，将内镜面的焦点轻微的缩小，但是不缩小整个面板的焦点121，当远离时，焦点再次变大，大于外部镜面112的焦点时，此时的平移距离是恰当的。只要不放大整体镜面的焦点121，在此范围内的任何平移距离都是可选的，而选择的因素还有机械原因（例如，降低重心，降低风载中心或提供一个更大的风载通道122）。使用单一的中心对称镜面可以减少工具的成本、生产和安装的复杂性，根据一个可接受的成本，通过优化太阳能盘的尺寸，扩大焦点后，仍然能到达1000个太阳的汇聚度。特别注明，镜面112和112i是完全相同的镜面，而下标“i”只是用于区别描述。
Norman(US 12/424,393)还公开了使用金属边条将玻璃镜面固定到成型的反射面板框架上，因此可以不使用芯模。但是这样的边条会遮蔽一小块但是可注意到的镜面部分，同时需要在镜面固定后固定该边条。然而，镜面可以通过粘合剂固定到背板材料上，而不使用边条，这样的技术在"Sandwich Construction Solar Structural Facets"中公开了，而"Further Analysis of Accelerated Exposure Testing of Thin-Glass MirrorMatrix"（NREL2007）中使用粘合剂装置固定一个昂贵的芯模，从而将镜面固定到位，而背板比框架使用更多的材料。
然而，如图1D所示，将用于支撑反射面板11B的玻璃镜面112的前面的框架111B的背面成型为所需要的曲率，因而每个框架111B的背面可以作为下一个镜面112的芯模，可以通过将面板11B的竖向堆叠而将这些反射面板组装成型。为保证多余的胶水114滴落在镜面的背面而不是正面，一组反射面板11B的堆叠最好是上下倒置安装的（即镜面112正面朝下）。由于胶水被施加到镜面112的背面，镜面112从一个胶水施加装置中以这个角度出来，这样也使安装过程更容易操作。（面板11B在边缘通过均匀的压力被组装在一起，将多块面板11B竖向堆叠安装有利于减少胶水滴落到镜子表面的可能性，重力倾向于稳定各部件，而不是移动它们）。一些支撑杆113可以固定在面板框架槽1111B上以提高框架强度。优选的，支撑杆113至少设置在框架的两端，在框架两端，框架被连接到第一聚光器框架的轨道上。支撑杆113的数量取决于玻璃镜面的厚度，支撑杆的数量越多，则镜面能越薄，因为支撑杆可以支撑镜面和粘结剂，以防止玻璃112的破碎。
但是，如图1E所示，在堆叠的反射面板110的最下面的面板11BL承受了整个堆叠面板110的重量，它会比顶部的面板11BT挤出更多的胶水114。由于胶水114需要有精确的厚度，以防止各层玻璃112的热膨胀的不同，以防止温度变化带来的焦距的变化（即使是高弹性硅树脂，2m长1mm厚的铝-玻璃面板，或1/3mm厚的铁锌-玻璃面板），如果底部面板11BL挤出太多胶水114是不能接收的。其中，面板11BL和11BT是完全相同的面板结构，应该尽量减少或避免对11BL的压力增加。
在粘结剂中内置一根直径等于所需要的粘结剂层厚度的导线或细绳，其设置在整个长度上，可以防止过多的粘结剂被挤出。如图1F所示的框架槽1111B的细节图，可以使用合适直径的线或离散的间隔件，凸起11111被设置在框架槽的表面11112上，其是在生产框架槽过程中通过压制形成的恰当高度。对于3mm厚的玻璃，大约10到15cm间距设置一个凸起是合适的。更薄的玻璃需要凸起的间距更小，以防止玻璃在凸起之间翘曲。当边缘11112产生很小的变形时，凸起的顶点在边缘上远离侧边11115，以简化一次性压制成型。
将一块金属平板在一个压机上压制成框架槽1111B是不贵的，而用于固定玻璃的边缘11112被稍微弯曲成弧形，除去了翘曲，而相对侧的边缘也在压机上被轻微压制弯曲，从而相当于一个芯模。对于一个占据一个10英尺大小的、15度边缘角的太阳能盘的四分之一面板，其面板框架槽的边缘宽度为1cm，这样的压制弯曲仅约为千分之一，但薄的材料（镜面玻璃）就会随着压力而弯曲成型。当框架槽材料较厚，会在边缘上产生可见的翘曲（厚的材料会增加成本）。优选的，框架槽1111B包括形成有向外突出的坡面11114的边缘11113，边缘11113同时作为相邻的镜面的芯模。在坡面11114的上升和下降面上消解了边缘11113表面的压力。越多设置坡面11114，边缘表面就会越平缓。坡面的高度可以很小，对于千分之一的弯曲度，每15cm设置一个0.15mm、60度的坡面（即对于一个占据一个10英尺大小的、15度边缘角的太阳能盘的四分之一面板是足够的）。特别优选的，在每个凸起11111的对面边缘上设置一个这样的坡面11114。
边缘上接近于侧边的部分需要比边缘外侧更大的精确性，因此可以通过多次压制来确保框架槽的精确性（以保证反射面板的精确性），第一次压制保证框架槽的形状，第二次压制产生凸起，优选地，在芯模内设置凸轮，以将凸起精确压制到压机的槽中，然后收回凸轮，从芯模上取下框架槽。如图1G所示，多次压制产生了贴近侧边11115G的边缘11112G上的凸起11111G和贴近侧边11115G的边缘11113G上的坡面11114G，这样更具有精确性，因为接近侧边11115G的边缘部分受到边缘上的波动和不精确弯曲的影响更小。坡面11114G的高度必须高于任何残余波纹，以保证压在相邻的面板上的坡面位置。凸起的高度可以不变，但是凸起的最高点应该是接近侧边11115G的位置。
对于面板11B或11G，面板的重量都应该压在凸起上，而不是压在半液态的粘结剂上，这样可以保证各组件位置的精确性，同时玻璃镜面也必须与其框架对齐。如图1H所示的细节图，优选的框架槽1111H（也可以与1111B、1111G相同的结构）可以被制作的比玻璃镜面112略长，在其最边缘的两端，并没有弯曲成边缘11113H。相反的，框架槽1111H的段部被弯曲成一体的定位件11116，该定位件用于固定定位相邻的玻璃112和框架111B，这很大的方便了安装过程。
在一个优选的实施例中，当反射面板11H设置到抛物型太阳能盘时，设置定位件11116的斜边，该定位件的外角接触到相邻的面板的定位件11116或框架111H，而不是面板的玻璃接触到相邻的面板的玻璃，这样可以在安装或大风情况下保护脆弱的玻璃镜面112。在示例中，该定位件安装到高精度的框架槽1111G上。
如图1I所示，该替换实施例中使用了钢模11110I，该钢模不是平面的，而是弯曲为所需要的芯模的曲率，因此在压制过程中，框架槽的侧边11115I会随着框架槽的边缘11112I和11113I的弯曲而弯曲。为了显示框架槽1111I在两个方向上的弯曲，在镜面玻璃边缘所在的位置画了虚线112I，该虚线112I只在一个方向上弯曲了（为清晰起见，仅示意了玻璃镜面的边缘线）。然而，当这种双向的弯曲消除了边缘11113I的翘曲，框架槽的侧边11115I可以使玻璃镜面的边缘112I也同时弯曲。优选的，侧边与其内部的镜面玻璃边缘都向内弯曲，这样框架槽的侧边可以向上述的定位件（未示出）一样，起到保护镜面玻璃的边角的作用。然而，侧边的弯曲导致反射面板的相对的两个侧边之间的距离是变化的，这使框架的结构变得稍微复杂，因为支撑杆的长度也变得不固定了。由于压制钢模11110I和相关的压弯设备都是比较昂贵的，因此，此替换实施例不如前述在边缘11113上形成坡面11114的方案有利。
第二组优选实施例：具有一个或多个焦点的太阳能系统的大型追踪器的框架的改进
Norman(US 12/424,393)公开了使用混合连杆支撑轨道的低成本抛物面框架，也公开了使用第二反射聚光器来缩小一个方向上的焦点，因为只使用了另一个方向上弯曲的镜面聚焦；但是Norman的前述方案也不能聚焦足够均匀，也不能避免使用旁路二极管来匹配于当前的太阳能光伏单元。在轨道边最内侧的镜面一般将他们的光线都聚焦到中间的接收器上，从而造成了明显的聚焦不均匀。同时，Norman还公开了通过倾斜镜面可以将光线投射到第二聚光器的边缘上，从而能稍微提高整体的几何汇聚度，从而将轨道设置成最大化汇聚度的抛物面曲线，而第二聚光器的反射使得光线投射到整个接收器上，而不是仅投射到接收器的边缘上，从而克服了Norman的方案中的最大缺点。减小主镜面边缘角，从而使更多的光线投射到第二聚光器上，可以提高聚焦的均匀性，但是也不足以使每行光伏单元都均匀的工作，也不能避免使用旁路二极管，除非焦距非常长，但这又是不现实的。
如图2A所示（参见细节图2B），本发明的一个优选的实施例中，稍微将轨道231设置的较低，从而沿着轨道231的最内侧的反射面板也降低了，从而将这部分镜面的光线从接收器的边缘转移到附近的第二聚光器上，从而光线被反射到接收器的边缘附近区域，从而提高这一原来光强最弱区域的光强度。为了描述清晰，相同的反射面板21被标示为最内侧的21i1，和依次的21i2，21i3和21i4，而图中只有面板21i1的平移被示出，而面板21i1的聚焦区域221变换到了区域221'（反射面板只在被弯曲的方向上形成聚焦，而垂直于宽度方向的聚焦未被示出）。结合对盘面20的边缘角的减小，这种降低中间轨道的方式可以均匀聚焦范围223，有效地避免使用旁路二极管。
每一块主镜面的反射面板21的宽度优选的除以两倍边缘角的余弦。例如，反射面板的宽度是508mm，这样需要增加15％，成为585mm。太阳的直径在从镜面到接收器的最远距离上会增加1％，在当前的情况下是83mm，即最终的尺寸是668mm。然后，设置容错量60mm，可以产生728mm宽的聚焦区域。然而第二聚光器224可以将这一聚焦区域减小到460mm，这与反射面板的宽度大致相当。一般要将聚焦区域小于反射面板的3/4是非常困难的，而次优的结果是大致两倍于镜面尺寸，或1.3-1.5倍于均匀聚焦区域（相对于光伏单元的面积或最终光圈尺寸）。
如图2A的示例，太阳能盘面20的边缘角是16.5度，每边使用7块反射面板21，设置有一个95％反射率的组合抛物面第二聚光器224，内部反射面板21i1，21i2，21i3和21i4倾斜使他们的焦点稍微偏心，他们的光线投射到接收器边缘附近区域和第二聚光器上，分别偏转了5，20，25和12mm，相应的实现聚焦的不均匀性在3％以内。将光伏接收器设置在距离第二聚光器的下边缘12倍面板宽度的位置上，这需要降低上述四块反射面板的外边缘，同时从真实的抛物线降低连接所述外边缘的轨道0，5/12＝0.42mm，（5+20）/12＝2.1mm，（5+20+25）/12＝4.2mm，整个轨道下降（5+20+25+12）/12＝5.2mm。如图2B所示，这可以通过简单的调整竖杆233'，233”，233''',233IV,233V,233VI的高度来实现轨道符合相应的曲面。（每个面板都有两个连杆支撑，图2B中仅画出了一根连杆23）。
Norman还公开了：通过平移内部镜面的焦点到第二聚光器远离光伏接收器的边缘来最小化边缘角和最大化汇聚度。但这是比均匀化焦点更大的平移，光线从第二聚光器的边缘反射到光伏接收器的中间区域，这样反而增加了焦距区域的不均匀性。
也可以增加轨道的曲率，来使轨道上一个或多个镜面的反射光线投射到聚焦区域的远端和光伏接收器远端的第二聚光器上。这样做可以产生与降低轨道相同的效果，另外，接收器远端的第二聚光器的大角度反射会将光线投射到远离接收器边缘的地方。由于结构的对称性，如果在接收器的远端增加了光线，那么中心桁架另一侧的镜面和轨道会将更多的光线投射到接收器的近端。
通过倾斜镜面而使光线平移到接收器的近端和远端的方法，也可以用于倾斜部分镜面使光线投射到近端一个需要的狭窄区域内，而倾斜另一部分镜面使光线投射到远端一个区域内。在设计中，对于最内侧反射面板的焦点平移可以通过光线分析追踪程序进行各种精确度的设计。对于一个串联多行光伏单元的密集光伏接收器阵列，光线在某个方向上平移后，只会在相应的一个维度上变得均匀。
通过首先在两个维度上优化光线投射路径到一个一维的接收器，可以快速找到光线平移的最优方案。因为连杆和面板都是完全相同的，上述优化方式与三维的光线投射到二维的接收器上的优化方案区别非常小（最大的区别是太阳不是一个点，而是一个大概0.5度的入射角的区域，因此在光伏单元上的聚焦区域稍微更大一些）。
在一个方向上计算光线路径是非常快的，因为计算单条光线路径是非常简单的，并且只需要计算较少的光线（因为近似的原因，只需要计算几百条，而不是计算几万条）。在初步优化时，太阳也可以简化为一个点。对于每个镜面可能有利的平移方式也是有限的，因为不同于外部镜面部分，内部镜面的聚焦都会发生在第二聚光器的内部。将平移可能的范围分割为多个恰当的段（例如，每5mm一个计算点），即使对最内部的镜面也只有有限的几个可能平移位置（对于一个16.5度、6米焦距的太阳能盘面，每边设置7个反射面板，大概有10个可能的平移），同时考虑到连杆的位置，可能的平移就更少了。通过设置一组简单的光线路径分析，一台现代电脑可以在数秒内对一种一维太阳能盘面的多个平移组合进行数百条光线的分析，很快找到几种优化的平移方案。
然后可以使用更小的段来寻找更好的平移方案，例如使用2mm一个计算点。这样产生的可选的优化方案更少，因此可以开始考虑太阳的光线尺寸（例如，使用10条光线从太阳直径的各个位置上投射出来），一个电脑可以简单地为每种可能平移运算几千条光线计算。很快就能找到最优的几种平移方案。
此时，需要进行三维的高精度光线优化运算。由于优化可选的范围大大的缩小了，因此大量其他因素可以被考虑在内，也不会带来过大的计算量。这些因素包括：镜面反射率，光伏接收器自身的吸收率（其与光的入射角和光波长有关），这些也可以在均匀聚焦的范围内用于最大化接收器的效率，而聚焦的均匀度是根据光伏单元在低光照下维持电流和电压的能力有关，每个光伏单元都在一个可接受的范围内各不相同。在优化过程中，也要考虑制作的容错性和追踪的容错性，使实际工作中即使存在小的安装和排列错误也会产生均匀的聚焦（后续还会分析上述容错性的其他技术手段）。
Norman公开了各种与整体轨道连接的混合连杆，还公开了使用夹具来制作该连杆以保证其技术上的精确性，如图2C所示，轨道231在混合连杆23上面弯曲，轨道231的角度和位置决定于连接板232的端部2322，而混合连杆23连接到桁架241上，桁架上的定位件2412也决定了混合连杆23的位置。边板237的精确定位也很重要，其保证在风载下连杆偏转时，端部桁架可以提供很好的平衡。
如图2D中单独画出了一个合适的夹具230，该夹具用于生产图2E中的连杆。
该夹具的使用方式如下：首先，将连杆切分为许多部件，所有的部件都不需要精确的长度，因此可以用通用的设备将部件切割为大量标准件。第二，如图2E所示，连接板232上冲击或钻有螺栓孔2321'和2321”。螺栓孔根据连接板232的边缘2322定位，并且不需要特别精确。连接到桁架的连杆的高度被桁架上的一个定位件决定，而连接板232被桁架支撑在恰当的位置。螺栓孔2321'和2321”可以比螺栓稍大，以保证一定的误差容错性，并且这些螺栓孔可以通过一组堆叠的连接板一起钻孔形成，以节省时间。
竖杆233'，233”，233''',233IV,233V,233VI也不需要很高的精度，因为他们可以利用角铁234和235的深度来调整。而对角连杆236'和236”可以是弯曲的长部件（优选铁棍）（如图2E所示），也可以是多个短直杆，而对角连杆也不需要很高的精度，可以通过角铁来调整其位置。
当连杆部件放进夹具230内时，轨道231首先放入并多点夹持到夹具本体2301上，将轨道固定在夹具本体2301的曲线23014上（参见图2D）。然后将连接板232的端部2322固定到挡片23012'上（如图2C中连杆连接到桁架上时，连接板安装在挡片上）。接着如图2E所示的方法安装，连接板232夹到夹具本体2301上，使用销钉23011'和23011”连接到螺栓孔2321'和2321”中。边板237连接到挡片23012”，而多根连杆23的端部连接到边板237，共同连接到桁架上，使用销钉连接到螺栓孔2321'''内，连接到夹具2301上。
在优选的实施例中，轨道通过连接板孔2381'和2381”连接到连接板232上，而孔被设计的比轨道尺寸大，因此轨道和连接板232和边板237之间存在间隙。这样设计使得这些孔眼的位置不需要特别精确。也可以将轨道焊接到连接板232和边板237上，这样也可以使这两块板的加工不需要精确，因为可以用焊料来调整具体的尺寸。
因此，所有的部件都不需要很高的精度，除了夹具本体2301上的挡片23012'和23012”需要很高的精度，连接板232和边板237连接到其上，精确定位到夹具本体2301上。将部件抵放到挡片上，并将他们刚性固定是容易实现的，并且具备很高的精度。由于整个夹具本体2301可以用一块5/8英寸（1.5cm）厚的钢板精确的激光切割，成本约几千美元，可以重复使用非常多次。本方法保证各部件的高精度定位连接，并且成本非常低。
激光切割钢板可以到达125微米的精度，足以保证混合连杆和轨道的精度。虽然不是必须的，但是更高的精度也是有优势的，但是如果将精度提高到50微米左右，切割的很慢，成本就变得更高。然而，只要保证夹具本体2301的部分具备高精度，就可以实现这个连杆和轨道的高精度。只有在反射面板连接到的轨道上，该轨道的高精度才是有意义的。
参见图2D，示例中轨道231的8个区域2311'到2311VIII上连接有反射面板的框架槽。由于调整转动镜面以对齐他们的焦点，连接区域从接近盘面对称轴的2311'区域的2cm到远离对称轴的2311VIII区域的8cm。因此需要精确定位的区域总体只有40cm左右，而轨道整体长度是几米长。
由于轨道231的需要的曲线与样条曲线（逼近线）非常的接近，因此精确定位的轨道区域可以进一步缩小，只要每个面板的两端连接点的附近0.5cm的区域被精确定位，这个结构可以将精确度控制在几微米内。这样可以控制精确定位的夹具本体2301的区域可以控制到8cm内。另一个精确的夹具区域是连接板和边板的连接位置。对于夹具本体2301来说，只需要在挡片23012'和23012”的附近1cm宽的区域内，销钉23011'、23011”和23011'''附近2cm宽的区域内实现高精度，总共8cm。不需要精确的夹具本体2301的其他区域只需要不凸出到影响轨道231、连接板232和边板237的连接就可以，应该至少切割出一个大于切割误差的安装间隙。
对于上述足够精度的125微米的激光切割，在不额外增加成本的情况下，减速切割48cm的精确区域或者16cm的减少的精确区域，可以形成夹具本体的高精度结构（大约50微米的精度）。在切割成所需曲线时，可以切割出稍微偏大的一个结构，然后打磨该结构，打磨掉几微米后形成夹具230，用于连接连杆23。因此，夹具230可以重复用于制作基本上完全相同的连杆23，而预成型的成本非常少，一次性工具的成本也是非常少的。
为了在激光切割夹具本体2301时进一步减少高精度的成本，上述的分析可以用于生产容易实现高精度的其他方法，例如在第三世界国家不具备激光切割的情况下。夹具本体2301的外部简单角铁可以焊接，在其边缘留下连接空间，而挡片使用钢板片制作，小心地定位到夹具本体上，焊接到精确的位置上。（或者如果位置不小心的定位了，必须打磨成精确的尺寸）
如图2E所示，虽然连杆的精度会比夹具本体2301小，但是由于他们精确连接到夹具本体上，他们也能够获得很高的精度。
然而，钢的连杆在制成后需要镀锌，这给其精确度带来了限制，需要精确控制锌层的厚度。尤其在热浸式镀锌方法下，特别要控制其精度（热浸式镀锌方法是非常经济的一种持久性很好的工艺）。因为整体的精确度受镀锌工艺的影响大于夹具的精确度，因此要特别关注镀锌层的厚度。在热浸式镀锌过程中，对于支撑链的支撑点一定要仔细设置，不能设置在连杆的关键表面（对应于夹具的关键表面）上，也要注意在关键表面上不要产生液滴点。可以控制连杆离开电镀池的速度，可以使用空气刀去除任何处于液态的多余锌滴。最后，一对连杆的一致性要比某一根连杆的精确性更重要，因此一组同批生产的连杆应该共同运输，并安装在相同的盘面的相同区域。
连杆23的其他区域有较大的容错性。夹具230对连杆有支撑作用，而这些支撑不需要高精度，可以焊接或螺栓连接到夹具本体上，依然能够保证足够的容错性。如图2F所示，夹具230中，面朝下的角铁2341B和2351B设置在支撑件2302'和2302”上，而角铁之间的连接片2342'、2342”、2352'和2352”和竖杆233”、对角连杆236'和236”都设置在他们的定位杆(2303”等)上。而面朝上的角铁2341T和2351T最后设置在与角铁2341B和2351B相同的定位销钉上。
可以根据工作量和材料的成本优化，对上述的结构作少量修改，例如，将连接片2352'和2352”合并成一个大的一体连接片。
焊接可以是机械焊或人工焊。当重力和销钉、定位杆将连杆结构各部件固定在精确的位置上，机器人可以在连杆的两边进行焊接，同时为了更好的固定各部件，可以另设夹持件。这在人工焊时特别有用，这也是本发明的一种优选实施方式，为了焊接的方便实施，可以将整个夹具相对于夹具的长轴旋转。焊接领域中，可以使用已知的焊接技术减少结构的翘曲。例如，连杆23的第一面上间隔焊接角铁，然后焊接另一面的所有角铁，然后再焊接第一面上剩余的角铁；这样角铁上温度收缩的应力得到了平衡，可以制成一根更直的连杆。
可以使用无焊料焊接，以避免在制作连杆过程中使用额外的材料。还可以使用其他焊接技术，例如点焊、激光焊、脉冲焊。如图2G所示，连杆23G中的竖杆233G'和233G”（还有其他未示出的竖杆）也不需要高精度，因为与轨道连接的位置上，竖杆可以和轨道相重合。这样可以使竖杆不要求精确度的情况下与轨道相连接。相似的，连接板上的冲击槽2381G也不需要高精确度，其就可以连接到轨道。连杆的其他部件之间通过焊接形成了连接，相应的位置上不需要高精度切割。
Norman公开了将连杆连接到一个细的中央桁架，使用交叉连杆来连接中央桁架，连杆和端部桁架，以形成一个组合桁架。使用合理的交叉连杆后，这能形成很好的强度重量比，在连杆与平行桁架之前，需要使用复合交叉连杆，包括施工现场调整交叉杆。使用传统的格栅桁架作为中央桁架的情况下，材料的使用率较低，但是在总工作量和现场工作量上都是非常高效的。如图2H所示，本发明的一个优选实施例中，使用第一聚光器框架24中包含混合连杆23H连接到中央格栅箱桁架241H。在优选的实施例中，中央桁架241H的宽度是一组反射面板的宽度的整数倍，如第一组附图中优选的反射面板。如果整数倍是偶数，那么中央桁架241H应该还包括一个空白的宽度，因为一部分会被光伏接收器的支撑架、光伏接收器和第二聚光器遮蔽。如图2H中是两个反射面板的宽度，加上12cm的遮蔽宽度。这样的中间宽度适应于固定中央桁架轨道24131和相应的竖杆24133。根据Norman的实施例，反射面板被稍微偏转以对齐他们的聚焦线，中央桁架的宽度也必须适应于这种偏转的尺寸。这使宽度增加，因为在两个方向上倾斜镜面，导致一维上的曲面的聚焦方向发生偏转，偏转角正比于两个方向上的倾斜角的正弦的乘积的反正弦。因此，额外的宽度是桁架上最外端的镜面中间的每个维度上的倾斜度的正比。对于一个4个镜面长度、14个镜面宽度的太阳能盘面，在长度方向上倾斜边缘角的3/4，在宽度方向上倾斜边缘角的1/14，因此额外的宽度是旋转角的正弦乘以镜面长度，即对于16.5度的边缘角，镜面在桁架上的旋转角是L*sin(12.4)*sin(1.18)=L*0.214*0.0206=0.0044*L,对于一个6英尺（915mm）长的镜面，需要额外的4mm的宽。
第三组优选实施例：超高汇聚度光伏太阳能系统的密集光伏接收器阵列的改进
Norman公开了一种直线的单一通道的冷却管，构成了简单高效的冷却系统，在高温情况下，1000个太阳的工况下，利用高导热率的铜配合水刚能使光伏单元冷却到它们的工作温度下，这是一种次优的冷却方案。使用多个非常细的厚壁管道并排于一行光伏单元，是一种可行的改进，但是最小的商业厚壁管道大概2.5mm直径，这可以胜任1000个太阳的工况，但不完美。
蒸发型冷却器，例如热管，利用沸腾蒸发液体比传输液态冷却剂具备大得多的导热效率，对于给定的表面能提供优秀的冷却效果。如图3A所示的，本发明的优选实施例中使用重力循环的冷凝器3515，具备热管本体351，其弯曲到光伏单元361的表面，用于追踪0-90度的太阳高度角，热管的循环路径从早晚的倾斜到一个竖边，到正午时倾斜到另一个竖边，并不是水平方向流动。该热管会从一个方向或另一个方向倾斜45度来工作。然而在另一个优选的实施例中，可以改进为正午时提供更多的液体回流，以实现更大的冷却速率。该方案是：早晚时，倾斜50-60度到一个垂直方向，正午时倾斜30-40度到另一个垂直方向。该方法针对太阳永远不能到达90度的地区，还可以改进为特定的倾斜方式，以优化效率。
在使用单个大型热管和冷凝腔（如上所述，热管与光伏单元之间设有电绝缘、高导热的材料）时，当热管倾斜到某个角度时，在某些光伏单元上的大冷凝腔内会形成很大的液体深度，而液体重力带来的压力增加，会使光伏单元附近的液体的沸点升高，从而使最低处的光伏单元处于高温下工作，而效率下降。冷凝返回的液体如果滴落到一个或多个挡板上，可以使任何角度下的倾斜都使每个光伏单元上有一些冷凝液，而不形成深的水潭，但这样的结构会比图3A的结构复杂的多，在图3A中，整个靴型管351可以简单的成型为两个简单的金属压制板焊接在一起。
在图3A中，每个靴型冷却管面朝着相对的方向。因为冷却管351底部的光伏单元361都会在相同的方向上倾斜，图中虚线表示的靴型冷却管351'是冷却管351的镜像，但两者是完全相同的。
靴型冷却管351的两面上都有多个向内的小凹坑3516，其能防止低温下热管内部产生的部分真空导致两侧面凹陷进去（热管内部的压力等于冷却液3515在相应温度下的蒸汽压力）。冷却液3515的液面35151选择为当处于早晚的最大倾斜时，热表面3517始终被液体覆盖。
靴型冷却管351和351'的腿部3512足够窄（小于一行光伏单元的长度的一半），以使第二冷却剂在腿部3512周边循环。因为热管中沸腾的水的导热速度大概是不沸腾的水的导热速度的10倍，光伏单元通过热管底面3517来冷却，比用厚壁的冷却管的效果好很多。
因为热水蒸气冷凝的热传导速率是不沸腾的水的导热速度的大约1/3，因此腿部3512（冷凝放热）的表面积要远大于热管的底面3517（蒸发吸热）。靴型热管的各面使用延展性的高导热材料压制而成，例如铜板片，同时由于在腿部周边形成了第二冷却液的循环，可以提供很好的散热。
在稀疏光伏接收器阵列中，使用细管的热管可以很好的进行被动散热，而密集光伏接收器阵列中的热管需要使用泵送冷却液来作为第二主动散热。使用泵送冷却液直接冷却接收器阵列是简单的，但是这需要大大增加冷却液传热的面积。可以通过将冷却管做的更高来增加热传递的内表面，但是这样需要冷却液要流的很远去到达所有的区域，这种情况下，铜刚刚能胜任冷却1000x汇聚度的光伏单元。
金刚石（钻石）的导热系数是铜的约6倍，虽然用金刚石制作冷却管不经济，但是其可以使冷却管制作的更高、更多热交换面积。单层碳纳米管具有比金刚石更高的热传导系数（铜的15倍，金刚石的2.5倍）。但是碳纳米管也不经济。但是由于金刚石薄膜和碳纳米管一直在降低成本，因此在将来可以考虑使用这两种材料进行1000x汇聚度的冷却。
另一种提高传热管的换热面积的方式是在一个管内设置多个通道，每个通道内的冷却液可以同时进行换热。市售的高性能小通道（0.5mm直径）管道可以提供很好的冷却效果，但是还是太贵了，其制作的太阳能系统的经济性还是不如当前的石油价格。使用100微米的微通道冷却器具备优秀的冷却性能，但需要特别复杂的对齐技术，使得冷却液在细管中顺利流过，同时也比小通道管更贵。因此需要一种不昂贵的方法来制作高性能的冷却管或冷却片。
本发明的一个优选的实施例是堆叠预定厚度的高导热材料板片来制作低成本小通道管，而不是利用铜块来制作，其中使用所需通道宽度的间隔件（也是高导热材料）。如图3B所示，例如具备通道3511的冷却管351B，通道3511是10mm高、0.3mm宽，可以通过堆叠12mm宽、0.3mm厚的铜条带3512B通过错位的边缘搭接（本实施例中错位1mm）。将可以看到，更多的热量会在条带中传递，而不是在条带之间，因此条带可以通过任意的薄成粘结剂来粘合（优选还是高导热的粘结剂），或者条带也可以被焊接或热压在一起。条带3512B的堆叠35120可以在搭接区域（图中的虚线）被切割开，以生产一组多通道管道351B。而管道351B中的条带3512B'会比原始条带稍短，被切掉的部位成为了其他管道351B的条带3512B'的间隔件3513B。
如果需要，可以在管道351B的切割端面设置高导热材料的加强细条带3514。对于要连接的光伏单元361来说，加强细条带3514可以提供更均匀、更强的连接表面。由于热量会从加强条带3514传到条带3512B'，因此，可以将两者焊接、直接热压在一起或使用一层薄的高导热粘结剂连接。为进一步减少热传导的阻力，连接到加强条带3514的多通道管351B的表面被打磨，只留下1mm的间隔件3513B。甚至进一步打磨，使得间隔件3513B最薄，甚至开始穿孔，而这些穿孔可以被加强条带3514封闭。
任何高导热材料都可以用于制作条带3512B，而铜由于其高导热性、低成本和易加工的性能而作为优选。同时还追求比铜更低的热膨胀率，以配合光伏单元361的热膨胀率，如果经济条件允许，可以使用钨/铜、钼/铜、铜/石墨、铝/碳化硅混合物。如果金刚石薄膜的价格下降，镀铜的金刚石条带具有非常合适的热膨胀系数，对于当前超高效率的光伏单元也有非常好的导热性。
导热条带3514也优选铜，除了需要电绝缘和低热膨胀的情况外，在这样的情况下，氮化铝是优选的材料。也可以使用其他材料，加强条带3514可以外包其他材料；例如，化学气相沉积金刚石薄膜可以使用加强条带3514获得高导热性、低热膨胀、更大的强度（在铜上化学气相沉积金刚石薄膜是困难的，需要设置一层中介层）。
可以通过调整加强条带3514的热膨胀系数来调整条带3512B的热膨胀系统。在优选的实施例中，打磨加强条带直到出现穿孔而显示管道的侧表面，可以使各结构不同的热膨胀系数产生的应力得到消解，更优选的，将边缘打磨成波纹型，以产生规则的穿孔。后续会述及，条带3512B最好形成有波纹型或切口，以使其能够承受一定的拉力或压力。
如图3C所示，为保证多通道管351B的水密封性，可以在其外部安装外部管3514C，连接方式可以是高导热的连接材料，如焊接或粘合剂。这样形成了一个特别稳定的冷却管351C，这样即使内部通道3511发生了泄漏，外部管3514C也是接住泄漏的液体。
一个优选的小通道管道的生产方法，可以实现大量化的生产，同时可以生产不同尺寸的通道宽度和板厚。对于高导热的板材，边间的间隔件的厚度越小，相对于传输相同的热量，板材也可以变得越薄。而进口到出口的距离越大，优选的通道的宽度（即间隔件的厚度）也越大。
如图3D所示，可以通过堆叠多层片板3513D和其间的导线35131形成铜平板3512D（或其他高导热材料，如氮化铝）。导线35131可以包覆有粘结剂或焊料，或者整个堆叠35120D可以在压力下热压熔合，之后片板3513D和导线35131可以形成一个冷却管（可以从硅模具中去除）。而可以用拉紧的铜条带来代替铜片板3513D和导线35131，导线比平板片更优选，因为需要将表面打磨到最小尺寸，如果导线的面积越来越多，则可以停止打磨，因为这是需要的尺寸（即一般打磨到导线的中间）。就如图3B中的管道351B，可以通过对表面的打磨和切割来提高冷却管的结构强度和水密封性（针对铜或氮化铝）。这样的管道也可以被安装在外部管中，如图3C所示。
条带3512B或平板3512D越薄，以及间隔件3513B或导线35131越小，就有更多的表面积接触到冷却剂用于散热，而且在热量到达通道内的液体的经过条带3512B或平板3512D的距离越小。而最薄的商用厚壁铜管可以在光伏单元表面每1cm宽度上提供8个铜表面，而0.3cm厚的条带和间隔件将提供32个铜表面，产生了4倍的热传导率。
然而，由于通道变窄，抵抗流体流动的摩擦上升得越来越快（速度远远超过线性），直到一个普通的压力无法输送冷却液（而泵送高压液体需要增加更大的能量，以及更强的通道和昂贵的泵）。因此，很细的散热管需要在它们的长度上多点送入和多点取出冷却液。甚至对于两端的送入泵和取出泵，只需要给管道送入和取出一半于其设计流量，这样就能维持泵送液体的稳定。这大大减少了所需的压力泵的压力（通常是在窄通道中的压力的1/5-1/10），或允许在相同的能量成本下，输送两倍多的流体。如果需要更大的流量，可以添加额外的入口和出口，可以在一个合理的压力下增加到所希望的泵送的流体体积，例如，对于相同的泵送能量，5个入口和6个出口所能泵送的流量是一个入口和一个出口的流量的10倍。
冷却管351B和351C，及切割图3D中堆叠的板片35120D形成的冷却管，可以沿其长度具有多个入口和出口。然而由于流体的平衡，会在每个中间的入口和出口处产生不工作区，这些不工作区会降低流体的流速，从而影响这一区域的散热能力，原本这些接近光伏单元的区域是最有效散热的区域。这将在被冷却的光伏单元上产生热区（低效区域）。被泵送的流体，自然倾向于流在从入口到出口的最短距离，而这种流向远离了光伏单元，因此降低了散热效率，这使泵送冷却液的散热效率降低了。
另一个优选的生产小通道冷却管的方法，如图3E所示，通过波纹化通道3511E的管壁来生产低成本但高性能的冷却管351E。
通过更改通道的月牙型的高导热导流件35111，使得每个入口352和出口353之间的不工作区大大的减少了，通过设置在通道内的弧形件35112使得流体在入口和出口之间趋向于最短的路径的倾向被减少了。同样，冷却管351E可以用条带3514加强。
如图3F所示，月牙形导流件35111和弧形件35112可以通过高导热板片3512F（与3512D相同）之间的波纹状的间隔件3513F形成，并通过切断间隔件3513F来形成该通道（如图所示的虚线）。图3F中还示出了用于打磨产生间隔件3513F上的穿孔的深度定位标示35132。再次参照图3E，冷却管351E的底面上已经被打磨直到深度定位标示变小到一个点，这表明了冷却管的底面到达了所需要的厚度。如果使用加强条带3514，打磨可以继续，直到只剩下导流件35111。
除了上面所讨论的月牙形导流件和弧形件，还可以设置其他形式的的底部或顶部的波纹型，例如用于增加湍流的凸点，可以通过恰当地切割间隔件来实现。许多Steinke（Nonuniform Temperature Distribution inElectronic Devices Cooled by Flow in Parallel Microchannels,Hetsroni etal;and Single-Phase Heat Transfer Enhancement Techniques inMicroChannel and Minichannel Flows）公开的增强技术可以直接使用，还可以使用Steinke的次级通道，通过在板片上形成冲压孔和薄区域来形成。冷却管的侧壁也可以增强，仍然以片材的形式，诸如通过增加纹理区域，以增加湍流，甚至可以使用碳纳米管这样表面上有多功能的材料。此外，片材3512F可以设有切口或波纹（至少在两个月牙形导流件之间设有一个波纹），以抵消加强条带（如图3E中的3514）中产生不均匀的热膨胀所产生的热应力。
当多个冷却管每个具有多个入口和出口，这些冷却管并排放置在一个密集光伏接收器阵列中，其中使用一个电绝缘、高导热的加强板。这不仅使光伏单元隔离冷却流体，允许使用导电的冷却流体，而且允许使用容易焊接的铜导管（图中未示出），以连接多个冷却液入口和出口。当使用绝缘的冷却管连接到多个入口或出口，绝缘的加强条带是多个入口和出口、起始入口和尾部出口都垂直压制在一张金属板片上，以提高强度，降低成本。
当光伏单元与冷却系统之间通过一个或多个高导热性的电绝缘体隔离之后，冷却系统部件不再需要与光伏单元的宽度进行匹配。如图3G所示，本发明的实施例中，光伏单元面对的热导电性的中间层362的形状与搭接的光伏单元361相匹配，并中间层的另一面是平的，这使得冷却系统不需要匹配光伏单元361的宽度和厚度，使得冷却管可以设计成任意需要的方式。如图3G所示，一个单一的“冷却管”351G具备进口管3520和出口管3530，它们的尺寸甚至可以是整个阵列的光伏单元361的大小，并且是更适当称为“冷板”（为清楚起见，图中未画出顶罩）。冷板351G的内部条3512G和通道3511G（为清楚起见，未画出端部盖）的方向被旋转90度，从而使用于切割为冷却管351G的堆叠的铜条带的高度等于最后成品的宽度，而不是最后成品的长度，因而容易切割。
因为沿每个通道3511G有多个入口和出口，如图3G所示，优选使用在通道3511G底部的导流件和顶部的弧形件（与图3E中所示的结构相类似，但为清楚起见，图3G中未示出）。因为在每个导流件的尖端的对面的弧形件要形成开口，因此这部分的管壁是最薄的，并且因为这部分管壁会被一个管口连接覆盖，无论是连接到入口管3520将冷却液流入冷却通道3511G，还是连接到出口管3530将冷却液流出冷却通道3511G，可以简单打磨导流件上方的管壁，直到弧形件上出现一个恰当大小的开口，然后连接到入口管或出口管。要注意到，在通道3511G和管口3520和3530之间的少量泄漏可以通过密封冷板的外部来防止（和中间层362之前，也可以焊接铜板材），是不会有伤害的，所以没有必要将众多的内部连接都做成防水的。
在图3H所示的剖视图中，优选的，切割成条带3512H的板片设置为波纹状，以尽量减少热应力。波纹提供预应力，使铜条带相对于冷板面随着温度冷却时收缩，只是随着冷板面伸展，而不是与冷板面之间产生热应力。
更优选的是，如图3I所示，导热条带3512I可以具备切口35121，可以使冷板面和导热条带3512I之间的热膨胀不产生热应力。
这种狭缝的切口35121的尺寸通常应该是比导热条带3512I的厚度稍微大一些，这可以使冷板面还没有显着的降低强度。如果不受到工艺的限制，这种切口35121也可以极其狭窄，例如小于一微米宽。对于1cm高的导热条带3512I，每200微米设置一个切口，大约可以减少两个数量级的热膨胀不均匀的应力，可以使一层很薄（低热阻力）的热膨胀约束层3514I用于该冷板面。即使开口大小为几十微米的范围内是可以接受的，因为每200微米设一个20微米开口只是减少10％的条带的热导率和热传递表面。
如图3J所示，也可以通过堆叠高导热线的3512J和间隔件3513J来生产减小热膨胀应力的冷板面。一个堆叠，其高度等于所需的冷板面的宽度可以在虚线所示的平面上切割，以形成多个冷板面，其核心的散热片不是条带，而是多行高导热线。其中的间隔件可以被打磨到最小厚度（并且可以使用在本申请中前述所教导的打磨导向标记，导流件和弧形件），并且可以设有核心加强条带和热膨胀应力约束面，为清楚起见，未示出这些。由于本结构的两边是多孔的，因此一个单独的加强片3514J被添加到堆叠的底部和顶部。
优选的，热膨胀约束加强板是一个高强度的，高导热性的材料，如钼，它可以是铜包覆散热片，或铜/碳纤维基质或其它高导热性低热膨胀材料。约束板也可以被制成一个高强度的，电绝缘的，高热传导性的材料，如铜包覆氮化铝或氮化硅（这两者可以避免氧化铍的毒性）。
由于这些热膨胀约束冷板可以提供好的冷却效果，并可廉价地大量制造，同时配合中间层，这些冷板可以容易的使用于不同宽度的变化电压的多个光伏单元上的冷却（并从而保持一个恒定的接收器的整体电压），并且可以容易的使用于不同制造商的不同厚度的光伏单元（或从一个给定的制造商的不同批次的光伏单元），本实施例只是示例性的。
应该注意到，由整块铜块制成的冷板也可以使用带有波纹或切口的翅片，如上述的堆叠冷板一样。
如图3K所示，热膨胀系数的匹配也可以通过以下方式获得，堆叠本身是高导热率的材料的层压板的片材3512K。高导热性，低热膨胀系数的层压板，如铜/钼/铜层，市售有各种厚度的结构。这种片材3512K可以，例如，有一个核心钼层35122夹持在两个铜层35123和35123'之间，每个铜层的厚度是钼层的1/4，可以生产出稍高于III/V多结太阳能光伏单元的热膨胀系数的材料。
钨的CTE低于钼、以及更高的导热性，而银具有比铜更高的热传导率。非金属的高导热性的层也是可能的，例如铜包覆的化学气相沉积金刚石会比铜包覆钼具有更高的热导率。然而，由于铜/钼/铜是现成的，较为经济，因此将其作为示例。
优选地，所用的层压片3512K的材料需要使外层可以有选择地蚀刻。例如，氯化铁是一种铜的高选择性的蚀刻剂，遇到钼就会停止，可以很好的蚀刻铜层35123和35123'，而在钼芯35122上停止。通过选择铜层的厚度，使得每个铜层是冷却通道的所需的厚度，在蚀刻后可以形成通道3511K和3511K'，而剩余的铜用作间隔件3513K。
虽然一个铜层（如35123）可以被完全蚀刻成冷却通道，但这将使留下的片材的一个面比另一个面的铜少，使所述核心片材倾向于弯曲。在一张片材3512K的铜层35123上刻蚀冷却通道的一部分，而在相邻片材的铜层35123'（与3512K完全相同）刻蚀其余部分，这样可以使蚀刻片材卷曲的倾向被减小。
为了确保足够的冷却剂流到冷却通道的底部，通道的入口352K和出口353K垂直于通道3511K，并比通道3511K更宽，且部分沿着冷却通道共同形成。对于层压片3512K，这可以通过蚀刻两个铜层35123和35123'的入口352K和出口353K，并将两个层压片堆叠在一起时，使这些蚀刻区域对准并形成铜层的两倍厚的冷却通道。由于液体的流量与通道的宽度尺寸的立方成正比，因此这样提供低阻力的冷却剂通道，将冷却剂送到通道的底部。
作为与冷却通道本身利用相同的蚀刻工艺同时产生的入口和出口，能保证彼此精确对准。这样可以使入口352K和出口353K的对齐容易实现，就可以利用单独的部件制作很大的入口和出口的管接口。理想情况下，这可以从热膨胀系数相匹配的塑料来模制成型，如液晶聚合物（LCP），它可以连接到从如3512K的堆叠的蚀刻片材切片得到的高导热性的冷板核心。
由于冷却通道是非常浅的（通常小于1毫米深），及剩余的间隔件尺寸一般是冷却通道的上下面的几百微米，这允许从堆叠中切片产生许多这样的冷板芯，每个核心的成本显着降低。如图3L所示，使用相同的片材3512L上的蚀刻到它们的铜层35123和35123'的互补图案，也可以在冷却管3511L每个通道的高度上增加冷却面积，同时使蚀刻铜层35123和35123'保持平衡。这进一步减少了所需的通道深度，从而增加从每个堆叠中可切割出的核心数量。
第四组优选实施例：高汇聚度太阳能接收器的高效率太阳能光伏单元（电池）的排列的改进
Norman(US12/424,393)所公开的光伏单元的排列也可以改进。Norman设计的铜管需要彼此绝缘，如图4A中所示的，在本发明的优选实施例中，管451（它可能是任何的管351，351B，351C或351E，或切割堆叠35120D获得的冷却管，或者可以是其他冷却管设计）通过绝缘性的双面胶带463分离。在安装管451定位的过程中也安装额外的管，并放置一个光伏单元阵列461（其可以是和光伏单元361相同的或可能是不同的），通过在管451的顶边设置胶带463，一个光伏单元厚度的胶带463保持暴露。
商用取放式机械设备一般只能达到50微米的精度，这将等同于几个百分点的典型尺寸的多结聚光太阳能电池定位误差。优选的使用具有力反馈传感器的机器人设备，如图4B中所示，因为这允许光伏单元461放置在50微米以内，在每个方向上精确定位。在更优选的实施例中，光伏单元461N使用标准的几何定位或光反馈后，被放置在其最终位置上，误差在50微米以内，并然后使用力反馈在相同的管451T上与相邻的光伏单元461N-1贴近排列。然后，该光伏单元被沿其相邻光伏单元461N-1滑动可达50微米，直到它贴紧到相邻管451T+1的胶带463上，作为停止。然后，胶带463定位光伏单元461N，然后是其他单元461N+1，461N+2等等被放置到位，并且在一个焊接烘箱中光伏单元阵列46被同时焊接定位（使用市售的聚酰亚胺胶带，可以承受焊接温度，经过试验，冷却管和光伏单元组成的样品被敲打，而光伏单元不会从胶带上松脱）。
如图4C所示，当使用一个冷板451C时，可以用高导热、电绝缘的材料，如氮化铝来生产多个条棒462，而形成中间层。在这种情况下，中间层462是利用双面胶带（或其它粘性材料）463C粘在一起的，并且一个光伏单元厚度的胶带463C保持暴露在顶部，以用于定位光伏单元461。
如图4D所示，也可以在中间层的条棒462上预焊接多个光伏单元。这具有以下优点：可以更容易的使用导电性粘结剂，使溶剂更容易蒸发；在最终组装前测试条棒的预焊接效果，可以简化最终的组装过程。然而，虽然双面胶带或其他粘性材料可以被用来固定条棒，但在预焊接的过程中，一般不能使用相同的胶带来定位固定光伏单元。使用胶带面463D，可以将每个条棒压在一个小夹具4620上，然后将光伏单元461定位并贴紧另一个光伏单元，然后滑动该光伏单元461直到紧贴胶带463D，如图4A所示。该夹具4620可以放进焊接炉或粘接剂的固化过程，将光伏单元461牢固地保持，但也可以通过胶带463D进行分离。带有光伏单元461的中间层462然后可以结合到冷板面上。
在电绝缘的冷板上使用导电的中间层，使中间层更薄，也给热膨胀匹配的中间层材料提供了更多的选择。一种示例性的方法是，使一个平衡的冷板面与一个中间层热膨胀系数匹配，如图4E中所示，是在冷板面451E上设置一个绝缘加强板4514'和一个热膨胀系数接近的电绝缘层4514”,之后设置一个所需要的中间层材料。这些加强板允许冷板451E，可以如图3G所示的从堆叠片材形成，或可以传统地通过电子放电加工或其他微加工来制作，具有非常薄的或甚至穿孔的表面，来连接所述绝缘加强板的表面，从而允许使用廉价和高导热性的材料，如铜，其对于绝缘加强板的热应力很小。所需材料的中间层462E连接到一个绝缘板，连接方式应该具有低热阻（例如，焊，熔接或热导电性粘接剂）。中间层上可以有预先附着或粘合的光伏单元，如之前本申请中所教导的。
冷板材料最好是铜，并且优选其通道壁是波纹或甚至更优选地具有切口，以最大限度地减少热应力。对于当前的高效率的太阳能电池（基于锗或砷化镓基材），优选所述氮化铝的绝缘板与铜进行预金属化，使它们可以熔接到冷板面上。当冷板面受到热膨胀差异带来的热应力很高时，在冷板面和绝缘板4514'之间可以使用一层坚固的高导热性、低CTE材料4514'''，如钼或钨板。加强板4514”不是导热层，只是用于抑制冷板面的翘曲，因此可以选择任何坚固的低CTE材料，可以不考虑热传导率（优选一种低成本的材料）。优选地，所述的中间层是铜钨，铜/石墨或铝碳化硅，或其他任何一种具有热膨胀系数与锗或砷化镓接近的材料，优选的中间层的热膨胀系数膨胀只是稍微高于光伏单元。中间层的材料可连接为片材，然后在原位加工成单独的中间层，例如通过电子放电加工。
第五组优选实施例：高汇聚度太阳能接收器的高效率光伏单元（电池）的电接头的改进
Norman(US 12/424,393)公开了通过改变光伏单元上部的电接头的形状，从而光伏单元具有光滑的侧壁，其可以将光线反射到光伏单元在电接头之间的工作表面上，从而利用这百分之几以往会被浪费掉的光线，Norman的在光伏单元上形成一定形状的电接头的多步骤过程，并不是一个简单的成型过程。在本发明的优选实施例中，成型光伏单元上部的电接头是单独制作的，然后将这些电接头转移到光伏单元的上表面，或通过一个可重复使用的模具在光伏单元表面上成型该电接头。在进一步优选的实施方案中，这种电接头在充满光伏单元的一大组晶片上创建，然后晶片被切割成单独的光伏电池。
如图5A所示，在进一步优选的实施例中，电接头5611形成在一个模板56110中，优选的高温硅氧烷模版，然后转移到光伏单元561的晶片5610上，将硅氧烷模板56110按压到晶片5610上。电接头5611，可以由倾倒液体导体或将糊状导体压入模板56110的槽中，该槽是电接头5611互补的所需图案，然后液态或糊状的导体在转移之前在模板56110中固化（例如，通过热，紫外线或催化剂固化等），或在将模板56110按压到光伏电池561上之后固化。被转移的电接头和光伏单元表面之间的，也可以使用中等导电性粘接剂或低温焊膏，特别是当电接头5611的硬化或固化之后被转移的情况下。
硅模板容易释放几乎所有材料，对于软的被成形材料，可以得到非常高的表面质量，并且硅模版是可重复使用的。因此，高充银的环氧树脂可用于形成导电性的光伏单元电接头。高温有机硅可以承受熔融的焊接温度，允许以这种方式形成的强导电的银基电接头。
Norman公开了带有两个平滑侧表面的角型电接头，其优选的用于光线接近于法线入射的光伏单元。但是，在使用非成像光学系统的聚焦系统中，使光线在低角度上入射，以最大限度地提高汇聚度和/或接收角，角型电接头的侧表面会将该光线反射成更低的角度，造成光伏单元表面很高的反射率。硅胶具有足够的灵活性，以允许侧壁接近垂直的电接头5611容易地从模板56110释放，所以本发明的另一优选实施例是，低角度系统中使用侧壁接近垂直的角型电接头，以使用更多的低角度的入射光。
在聚光光伏太阳能系统，其中最后的折射光学元件是与光伏单元接触的，在本发明的一个优选实施例中，如图5B中示出，电接头5611B形成在永久模板56110B内，该模版连接有折射光学元件5251。这样的模板可以在被制作时部分结构模制成光学元件5251，或者它可能在被制作成型后，被蚀刻或雕刻成的折射光学元件5251。
光学元件5251内的电接头5611B必须被电连接到光伏单元561B的表面，作为光学元件的透明区域的折射率，必须将光线投射到光伏单元表面。使用兼容性的电连接，如导电环氧焊缝56111，其比电接头5611B要窄，同时其厚度应该与折射光学元件的光耦合介质56112（通常是一个高透的硅层）一样，从而保证电接头与光伏单元561B的电连接，也保证光线投射到光伏单元的其他表面上。
聚光太阳能电池通常在背后有一个电接头作为一极，而正面具有一个或多个宽母线作为另一极。这种光伏单元适合于稀疏光伏单元阵列，这样就有空间将一个光伏单元正面宽母线连接到另一个光伏单元背面的电接头，从而形成串联。通常这样的光伏单元系统使用双母线接触，以减少电子必须通过微小的顶面电连接的距离，通常这种光伏单元并联放置在旁路二极管，使有缺陷或照明不良的光伏单元可以被绕过，防止影响整个光伏单元串的性能。
然而，在一个密集光伏接收器阵列中，光伏单元都尽可能密集地排列，并没有足够的空间用于这样一个单独的电线连接，并以被冷却，这样的电线也将在高强度的照明下熔化或氧化。因此，密集光伏接收器阵列的光伏单元通常在背面具有两个极性的电接头，使光伏单元并排放置在阵列中，如Lasich（US 10/557,456）所示。然而，这样放置光伏单元的基板上需要含有复杂的电路。在Norman的方案中，可以通过将光伏单元搭接到相邻的光伏单元的正面上的母线，以形成串联的电路，来避免上述复杂的电路。虽然在非聚光型太阳能系统中的搭接光伏单元可以追溯到至少有几十年的先锋（Vanguard），第一个太阳能动力卫星，Norman在超高汇聚度的太阳能系统中，使倾斜的冷却管以配合搭接光伏单元。
但是，搭接的光伏单元也有其缺点。母线覆盖在光伏单元表面的一小部分，而光伏单元依次覆盖了下一个光伏单元的母线，母线仍然增加了光伏单元的大小，从而降低了每块晶片可生产的光伏单元的数目，因而提高了光伏单元的成本。搭接光伏单元也使光伏单元相对于入射光倾斜，即从一个侧面的光的入射角增加，并降低另一侧的光的入射角，这种不对称性增加了聚焦的难度。为了消除旁路二极管，可以建立多个并联的光伏单元，使得一个有缺陷的光伏单元可以被它的“队友”补偿，提供一个较低的电压来增加电流，而这需要在一行的光伏单元中进行并联。虽然在Norman的方案中，冷却管确实可以使光伏单元并联连接，这种冷却管的双重使用要求冷却管上产生相同的电压，这样会增加腐蚀。因此，需要有一种方法来并联和串联连接光伏单元，但不应该使光伏单元与它们的基材相耦合，也不要将光伏单元相互搭接
如图5C所示，本发明的一个优选的实施例，提供了一种利用一个或多个光伏单元561C的侧面以设置改进的电接头。虽然许多侧面电接触的模式，将允许光伏单元通过互相贴紧放置产生并联和串联连接的方式都是可能的，但在进一步优选的实施例中，光伏单元561C的一侧包括一个电接头5613'连接到该光伏单元的顶端电接头5611C，而该光伏单元561C的相反侧包括电接头5613”连接到光伏单元的背面电接头5612。在进一步优选的实施例中，侧面电接头5613'覆盖其侧面的顶部部分，留下该侧面的底部是相对于电接头5613'绝缘的，而另一侧的电接头5613”覆盖该另一侧的底部部分，留下该侧面的顶部是相对于电接头5613”绝缘的。如果上半部的侧电接头5613'和下半部侧电接头5613”的高度的总和大于光伏单元561C的厚度，则当两个相邻的光伏单元相互侧面压紧时，两个光伏单元的相邻的上半部电接头5613'和下半部电接头5613”将会部分重叠，从而串联接通这两个光伏单元。
而光伏单元其他两侧可以同时有电接头连接到顶部侧电接头5613'或底部电接头5613”，或可以有一个顶端部连接到顶部侧电接头5613'和一个非重叠的底部电接头连接到底部侧电接头5613”。任何这样的结构可以使光伏单元561C在一行中被并联连接，只要将它们的侧面电接头5613'''连接到相邻光伏单元的的侧面电接头5613IV。更优选地，将侧电接头5613'''和5613IV电连接到顶部侧电接头5613'，因为这可用于缩短电流在顶部电接头5611C的距离，电流可以通过电接头5611C和5613'''和5613IV共同形成的母线进行传输。对于三结光伏单元561C的电流来说，从侧电接头5613'到侧电接头5613”是5mm宽；而从侧电接头5613'''到侧电接头5613IV是10mm长，通过电接头5611C和5613'''和5613IV共同形成的母线可以提供光伏单元的电效率增加1％。
如图5D所示，甚至有可能在电接头5613”同一侧上设置一个侧电接头5613V，其被电连接到顶端电接头5611D，以及连接到另一与顶端电接头连接的侧电接头（如5613'''）。然而，这侧电接头5613V必须与同侧的底部侧电接头5613”电绝缘，并与相邻的光伏单元顶部侧电接头电绝缘，该相邻的光伏单元与本光伏单元相互贴紧连接，而绝缘体5614起到绝缘侧电接头5613V的作用。对于三结光伏单元561D的电流来说，5mm宽、10mm长，通过这样电接头5613V的母线设计可以提供光伏单元的电效率增加额外的1％。
如图5E所示，在所有的上述优选实施例中，特殊优选在某个侧电接头（如5613'E）的内侧设置一个与光伏单元绝缘的非常薄的电绝缘层5614E，从而避免半导电材料的光伏单元561E发生漏电。如图所示，顶部电接头5611E必须穿过所有绝缘层连接到相应的每个侧电接头，用于传输电流，形成顶部母线。
如图5F所示的示例中，至少一个光伏单元的侧面电接头上使用绝缘材料5614F，在电接头5613'F或光伏单元561F的相对侧上的电接头上（未示出），这样就能为导电材料提供一些容错性，当光伏单元相对于基材膨胀或收缩时，依然能保持电连接的通畅。在这种情况下，顶部电接头5611F是弯曲的，使它们能够配合光伏单元在温度变化下的扩张和收缩。
或者导电性侧电接头本身可以是具备一定容错性的，例如，通过使用一个弹性接触，或者如图5G中，更优选为一个弹性的金属电接头5613'G。如果电接头的弹性在接收器组装的过程中，足以推开光伏单元，则使用接触粘合剂或速凝粘合剂来保持在组装过程中的光伏单元连接在一起。
该容错性的量是由光伏单元的宽度，温度变化和材料的热膨胀的差异确定的，并可以由本领域中的热膨胀的公知内容计算得到。例如，大多数的三结光伏单元是锗作为基材的，其热膨胀系数是5.9ppm/℃，和如氮化铝的高导热性、电绝缘性的中间层，其热膨胀系数为4.5ppm/℃，相差1.4ppm/℃。如果将光伏单元通过粘结剂在150℃下固化、固定到中间层，该系统也可以暴露在温度低至-50℃，然后温度差可以是200度，而膨胀差是280ppm。对于5毫米宽的光伏单元，这将是0.000280*5毫米＝1.4微米的容错性的量。然而，如果光伏单元如果设置在铜基材上，其热膨胀系数约16ppm/℃左右，而热膨胀系数差值约为10ppm/℃，则为约10微米的容错性的量。
在设置绝缘层和导电层时，可以使用在半导体制造中的公知技术。铜是优选的，因为它的优秀电导率，可以形成小于1微米厚的导电层。本发明的这一组优选实施例中，可以对每个光伏单元单独设置每个电接头，也可对在晶片上的各个光伏单元在切割晶片之前设置电接头。“街道”（预设槽）往往在晶片表面蚀刻形成，然后在该位置切割晶片成多个光伏单元，如图5H所示，光伏单元的侧电接头5613'H，5613'''H，5613IVH和5613VH可以在晶片5610被切割前设置在预设槽56101的两侧。底侧电接头（图中未示出）可以设在晶片的底部上。
本发明的这一组优选实施例中，光伏单元的侧电接头也可以在光伏单元安装到中间层后，在一行光伏单元上共同形成。如图5I所示，一个优选的方式是在中间层562的一行光伏单元561I的一边上生成绝缘层5624'。在中间层562的一行光伏单元561I的另一边上生成绝缘层5624”，或留下裸露的或留下覆盖住之后会暴露的光伏单元561I的底部电接头5612的边缘56123的绝缘层。一个会被去除的释放层5625设置在绝缘层5624”上，压在裸露的或留下覆盖住之后会暴露的光伏单元561I的底部电接头5612的边缘56123的绝缘层上。最后电接头5623安装在释放层5625和外露的光伏单元561I的底部电接头5612的边缘56123上，从而建立底电接头5612和中间层侧电接头5623之间的电连接。各层的厚度在图5I中为清楚起见，已被大大地夸大，而绝缘层和释放层通常是最多几微米厚。
图5J中所示，在密集光伏接收器阵列56的装配过程中，众多带有光伏单元5611的中间层562（其中562n和562n+1被示出）将被并排放置。导电性粘接剂或更优选的焊料的条带5621可以沿光伏单元5611的中间层562的顶部延伸，因此将中间层的侧接头5623的顶部与相邻的中间层上的光伏单元的顶部电接头5611I电连接起来了（顶部电接头5611I可以是顶部电接头5611或5611C，或其它合适的顶部电接头），从而使每个中间层上的光伏单元之间形成电并联，而各个中间层上的光伏单元形成电串联。各种适合的释放层5625的化合物是已知的，优选的使用可用于MEMS器件中的释放层，其在焊接或导电性粘接剂固化时发生离解，并且发热量低，这使中间层侧电接头5623从绝缘层5624”上脱离开，允许它稍微弯曲保持与相邻的中间层的顶电接头56111的电连接，即使光伏单元5611从焊接或粘接剂的固化温度冷却时略有冷缩。应当指出的是，因为在侧电接头5623将作为相邻的光伏单元的顶端电接头5611I的母线，光伏单元561I的顶部的母线可以比常规的母线更窄，或者甚至可以是不设置该顶部母线，只要粘合剂或焊料5621不会损坏光伏单元的顶部；这样通过最小化的光伏单元区域，可以降低光伏单元的成本。
通过阅读上面的多个技术方案，本领域技术人员可以在常规技术上做出很多常规的调整。绝缘层5624”强烈粘附于光伏单元561I，而只是很薄弱地连接到中间层的侧电接头5623，那么可以取消释放层，虽然释放层可以提供对于剥离中间层的控制。如果光伏单元基板排斥焊料或不能容纳导电性粘结剂中的导电粒子，可能需要一个附加的绝缘层被设置在中间层侧电接头5623的顶部，这样就可以取消绝缘层5624'，从而保持所有中间层的处理都在中间层562的一侧进行。绝缘层可以具备高导热性，以提高整体散热效率。中间层可以在很长的尺寸下被处理，然后分切成多个接收器的宽度的中间层。中间层具有金属的预处理工艺，最大限度地减少在将中间层安装到光伏单元上所需的精度要求。光伏单元的顶部电接头，可以形成在晶片的预设槽中，然后增厚，而光伏单元安装到中间层时从切缝中突出来。
在本发明的示例性实施例中，许多光伏单元的中间层被放置在一个方块的边缘，以允许使用光刻处理工具，同时技术成本更低。使用Norman所公开的当前的高效率III/IV光伏单元的电压和太阳能盘面的大小，使用两个有80至100个串联的光伏单元的串联接收器，就可以实现理想的电压，已供电给当前的使用级变电器。如图5K所示，光伏单元561I具有小于1毫米厚、100毫米长的中间层562，超过100个这样的中间层562可以被放置在一个夹具5620中，共同放在一个设计为150毫米晶片的半导体处理设备中进行处理。这可以大大减少在光伏单元561I的中间层562的两侧施加绝缘层，导电层和释放层的成本，通过允许整个接收器或多个中间层，在一个时间处理，而不是单独处理它们。夹具5620优选地具有一个相应于每个中间层的定位挡片56201和一个类似于带齿56202的梳子562020的结构，梳子结构压紧所有中间层562的顶部，抵靠在定位挡片上，这就可以使每个中间层和光伏单元相对于夹具本体准确定位，从而准确添加各层结构。
上述教导的制造带有侧电接头的光伏单元的方法，侧电接头可以连接到顶部电接头，这样就可以避免光伏单元的互相搭接，如图5C和5D所示，就可以使搭接的光伏单元变换为非搭接的，而且获得相同的性能。此外，经过上述的电接头改变后，在被搭接的光伏单元的母线的相反侧的表面一般会增加表面光反射率。在当前的超高效光伏单元中，当前最大的光路限制在光伏单元的顶部上，所以光线进入到光伏单元的侧面就错过了最重要的光路。因此，相邻光伏单元的表面上的光反射，提高了整体的效率。如图5L所示，优选该反射面5613VL也用作连接到光伏单元561L的顶端电接头的导体电接头，缩短电子在较高电阻光伏单元顶端电接头上的路径，从而进一步提高光伏单元的效率。要将此侧电接头5613VL连接到其他搭接的电接头，优选使用侧电接头5613'''和或5613IV，如果没有使用顶部母线，则也使用侧电接头5613'。侧电接头5613VL和侧电接头5613”是有区别的，侧电接头5613VL被连接到光伏单元的顶端电接头，而不是光伏单元的底部电接头；侧电接头5613VL和侧电接头5613V也是有区别的，一个侧电接头连接到光伏单元的底部电接头的光伏单元不需要进行搭接，并因此光伏单元侧电接头5613VL优选用于大量光伏单元的侧面覆盖，其侧面底部只留下了不足以设置金属片的空间，为避免与光伏单元的底部电接头短路或与一个搭接的光伏单元的顶部电接头短路。优选光伏单元侧电接头5613VL涂覆具有高反射率的金属，如铝或银，优选的，其与光伏单元本身的主体是绝缘的（未示出，但类似于图5E）。
第六组优选实施例：中等密集光伏接收器阵列的小面积光学模型的冷却性能和入射角的改进
本申请提高了Norman公开的超高汇聚度太阳能系统不使用模制的光学系统的聚焦均匀性，密集光伏接收器阵列上如果使用模制的光学系统，则光伏单元周围的空间不足以形成容易的冷却。使用完全的反射光学系统也不利用使用大入射角的优势，不能利用光伏单元表面的电接头（或光耦合介质）的折射作用。密集光伏接收器阵列，要么需要一个非常均匀的聚焦，需要复杂的光学系统通过协调的轨道和弯曲的二次聚光；要么使不同领域的光伏单元形成电串联，以补偿不均匀的焦点，但这需要复杂的制造工艺。甚至Norman所公开的均匀聚焦也只是在一个方向上的均匀性，这意味着一些光伏单元将比其他光伏单元受到更多光线，这不利于所有光伏单元的最优化。
另一方面，在光伏单元电接头上使用折射光学系统的当前的系统，用于稀疏光伏单元阵列，每个光伏单元具有其自己的主聚焦光路，其面积和整个系统的光圈差不多大。这样的系统有其缺点，需要进行大量的光伏单元间的布线和旁路二极管来处理光伏单元的缺陷和一些光伏单元上的遮蔽影响，和一个系统的整体光圈一样大的光学模块的复杂的装配密封工艺。
因此需要设计一个高汇聚度的光伏系统，它需要结合了Norman的简单的主光学系统和一个非密集型的光伏阵列以获得改进的或更便宜的冷却方式，利用光伏单元表面的电接头（或光耦合介质）的折射作用以获得一个高容错性的大入射角，以提供非常均匀的光线给所有光伏单元，而不是针对一部分光伏单元。
因此，本发明的一种优选的实施例提供了一种中等密度光伏接收器阵列，其使用一个面积远小于系统的整个光圈的模制光学系统，同时提供足够的光伏单元之间的间隔，从而提高冷却能力。如图6A所示，替代第二聚光器和密集光伏接收器阵列的是，多光伏单元的折射聚焦接收器66，其尺寸等于主聚焦设备的焦点尺寸。虽然光伏单元661（其可以是相同的光伏单元361，461，561，或优选561B，或者其他合适的光伏单元）在中等密度光伏接收器阵列66中的总面积与其在一起具有相同汇聚度的密集接收器阵列中的面积仍然是相同的，但光伏单元661摊开在一个大几倍的面积上，每个光伏单元661的空间提供一散热片6515的位置，为冷却管吸取热量增加了面积。每个光伏单元661被设置有它自己的最终折射光学元件6251'，6251”，6251'''或6251IV，以进一步聚光，但因为折射光学元件6251'，6251”，6251'''或6251IV的阵列625是主（初级）聚光设备的面积的数百分之一，因此最终折射光学元件625可以作为一个单件模制。阵列625也可以被模制为几小块，如果更具成本效益的话，或者优选为模制成两个相同的部分，以利用大多数初级聚光器的对称性。同样，阵列的散热片可以被模压成一个或多个，或每一个光伏单元上预先连接相同的一个散热片。
由于在第一级焦点的边缘部分光照强度是较低的（没有第二聚光器平衡和/或精心设计曲线导轨），折射光学元件6251'，6251”，6251'''或6251IV很大比例的设置在这些边缘部分，并进一步使光线汇聚，更使所有的光伏单元661可以是相同的大小，并且可以接收相同的光照强度。
由于折射光学元件阵列625可以被模制成一个片或两个相同的片，在一个阵列内具备不同尺寸的光学元件6251需要不增加组装的复杂性，同时对一次性模具的成本也不造成很大的影响。而初级聚光器60的数百平方米集光面积使得折射光学元件阵列625小于1平方米的模制玻璃的成本微不足道。
如图6B所示，Norman公开了一行6610内的光伏单元661可以被设置为电并联，而行与行之间的光伏单元661可以被设置为电串联，并且在每个光伏单元661上的光照强度，与前述（密集阵列）的平均光照强度相同，但每个光伏单元661现在有几倍的散热器（为清楚起见，图6B中未示出）周边面积，使冷却简单得多。根据估算，1000太阳的汇聚度投射到目前的高效率光伏单元上，大约是60瓦每平方厘米，而铜是4瓦每平方厘米每度（4W/cmK），这是指热必须流经每毫米的铜上温度增加了1.5度。因此，对于铜，一个光伏单元的散热器应该仅是比光伏单元661仅大几毫米的尺寸（没有示出在图6B中，以更清楚地显示的光伏单元间的连接，但基本上是图6A中相同的散热器6515）。虽然这听起来不多，最大的聚光光伏单元是10mm x10mm，许多聚光光伏单元是5mm x5mm，例如，散热片在各个方向上比光伏单元大2.5毫米，对于10mm x10mm的增加了一倍以上的散热区，对于5mm x5mm的光伏单元散热区增加了4倍。
在更优选的实施例中,光伏单元661的阵列66100的密度一般是密集阵列的1/2到1/4，以提供散热器的空间，并用于设置增加系统入射角的折射光学元件6251。另一方面，为了保持模制光学元件625低成本和光伏单元间的布线距离较短，这种阵列66100比稀疏阵列还是要密集很多，优选至少10倍的密度和更优选为至少100倍于稀疏阵列的密度（即阵列625的体积优选为主聚光器的光圈的至少1/10、或优选为至少1/100）。因此，这样的阵列称为中等密集阵列。
折射光学元件的基本形状，可以是本领域中公知的最终的光学元件的形状。优选的，使用基于菲涅耳透镜第二聚光系统，如发电圆顶，SILO，折射ITP和科勒聚光器("High-performance Kohler concentratorswith uniform irradiance on solar cell",Hernandez等)，因为它们就是设计为接收比较小范围的入射角和接收来自聚光器的高强度的光线（如稀疏接收器阵列的光学聚焦）。如LPI国际有限责任公司和SAIC国际这样的公司也提供折射光学元件的设计服务，可以定制的设计以满足特定的条件，如一个给定的光圈大小的基础上，最大限度地提高入射角、均匀性和效率。
如图6C所示的示意图，一般在每行的光伏单元的光伏单元661的数目将被保持恒定，所以用于聚焦更多漫反射光线的最终折射光学元件的光圈将在一个方向上按比例增长，但在另一个方向上保持不变的尺寸。因此，在光伏单元行6610C'到6610C”的行宽度增加了，以提供更多的空间，更广泛的吸收最终折射光学元件为补充低光照而折射来的光线。然而，为了防止最终折射光学元件的纵横比在阵列66100的边缘快速扩大，同时伴随着光强度的下降，如果光强度下降到一半以下，两行6610C'''的光伏单元661将被设置为电并联，以防止这些行变得太宽，而每行只有一半的光伏单元被使用（在所有光伏单元上保持相同的汇聚度）。因此，当最终折射光学元件的纵横比从1：1增长到最大的2：1时，每行光伏单元的数量变化使它变化为1：2，从那里它可以继续增长，直到在一个4:2的纵横比率（已覆盖8倍的焦点区域），在这一时刻，每行的光伏单元的数目将被再次削减。如果需要的话，最终折射光学元件的光圈的最大纵横比可以通过将每行光伏单元的数目两次减半，很容易地被保持在1.4：1。甚至可以对每行的光伏单元的数量进行单独调整，但是这可能会导致每个光伏单元中的光汇聚度的不同，行与行之间的光电流的不匹配，或把某行中的部分的光伏单元进行电并联的复杂性。
将并联的行设置成相同的宽度，或相同数量的光伏单元，这是简单的，但不是必需的。例如，当一个每行9个光伏单元的接收器的光强度下降到一半以下，不是使这个9个光伏单元的行变成两倍以上的宽，而是将其换成一行5个和另一行4个光伏单元相并联的方式。最重要的是最终折射光学元件为这些并联的光伏单元投射光线区域的总面积，大致反比于这一区域的光照强度，使光伏单元产生基本上与其他串联的光伏单元组相同的最大功率的光电流。因此，当多行的光伏单元电并联连接后，其作为一组与其他组的光伏单元串联连接（通常，但不一定，每组包括一或多行的光伏单元），并且最后折射光学元件给一组光伏单元投射的光强度乘以这一组的总体面积，基本上与其他与本组串联的组的面积乘以其上的光强度的结果相等。优选的，各个最后折射光学元件的尺寸也大致正比于其上的光强度（或光强度乘以光伏单元的面积，如果使用不同大小的光伏单元），以使所有的光伏单元获得大致相同的光强度，但这不太重要。
当光伏单元有不同的效率（例如，由于光伏单元的温度或由于使用不同的效率范围的光伏单元），每个光伏单元上的光强度乘以其面积的总和就是该光伏单元组的效率，这应该是基本上等于其他与本组相串联的组的光伏单元的效率。更一般情况下，当各个光伏单元有不同的电流/电压曲线，最终折射光学元件的光圈尺寸要设计为，使各互相串联的组的光伏单元的光电流的总和大致相等。
如图6D所示，第二聚光器624将焦点区域附近漫反射的光线再次反射，使得光线具有很好的均匀性，并且在错误追踪定位的情况下，还可以防止光线强度的急剧下降。即使是单一平面的第二聚光器也可以有效的防止光线强度的急剧下降，而复合抛物线的第二聚光器624对于任意的汇聚度都可以接受更大的入射角。对于任何给定的入射角，最大可能的汇聚度提升是最终折射光学元件的折射指数的平方，即对于通常的玻璃折射镜为1.5×1.5=2.25，，汇聚度可以增加一倍，容易利用散热片所带来的冷却效果，或可以通过汇聚度来换取更大的入射角。如之前所阐述的，主聚光器和第二聚光器一起工作，可以产生一个非常均匀的焦点，在这种情况下，所有最终折射光学元件6251D是相同的。但是，最终折射光学元件的光圈尺寸的附加参数，也可以使聚焦有目的的不均匀。进一步优选的实施例中，可以利用这一点来配合一种起始于一个陡峭的角度的混合抛物线第二反射器，来消除了一个由于二次折射而产生的非常低角度的入射光。
由于使用混合抛物线第二聚光器以产生一个均匀焦点，也产生一个光强度的分布，当追踪器在一个方向错误的定位之后，该光强度分布在接收器的一端会快速的增加，而在另一端会快速的减小，如图6E所示的示意图，在优选的实施例中，将每一端上的接收器的最外侧的一对光伏单元并联，在这种情况下是行6510E'和行6510E”，再将所述两端倒数第二最外侧的行6510E'''和6510EIV并联，如此继续，因此，一定程度的追踪器的错误定位的影响被大大降低。这需要持续并联足够的行来抵消追踪器的定位误差。例如，5.7米主焦距的聚光器、每0.1度的追踪器定位误差，就造成焦点转移由约1厘米，这被第二聚光器的低角度反射而放大1.5倍至2倍，因此，如果每个光伏单元的光圈为2厘米宽，则把每个端的最外侧光伏单元组并联就足够弥补0.1度的追踪定位误差。
然后这些行光伏单元的光学系统的宽度可以被调整，使得当追踪器正确定位时各行的光电流都相等。对于一个均匀焦点，这需要该行的宽度变为一半。或者，如图6F所示，相对的全宽度的半行6610F'和6610F”交叉并联耦合，相对的全宽度的半行6610F'''和6610FIV也交叉并联耦合，因此，两个半行的光电流的总和将是相对恒定的，尽管追踪器在长度或宽度的任意方向上存在定位误差。（为了清楚起见，只有交叉耦合的行的外边缘连接已在图6F所示，而内侧边缘连接参见图6I）
如图6G所示，将一个大型中等密集阵列625G中的最终折射光学元件6251G与嵌在最终折射光学元件（在这种情况下，元件6251G）内的光伏单元661G的顶端电接头6611相结合，如本申请中前面的教导，也是本申请的一个优选实施例。
在中等密集阵列中公开了不同尺寸的最终光学元件的使用，如图6H所示的类似情况，在一个优选的密集阵列66100H的实施方案中，用于克服光伏单元661H'和661H”的不均匀聚焦，其宽度正比于低光强度区域的尺寸。虽然这需要使用不同宽度的光伏单元，复杂的接收器组装技术，但现代化取放设备可以处理大量的组件类型，所以这只是一个很小的障碍。优选的，在串联的光伏单元661H'和661H”的一行上，其宽度反比于该行上的平均光强度。甚至进一步优选的实施例中，也考虑到这些光伏单元在不同光强度下有略微不同的效率，并因此优化光伏单元的宽度，这样在典型的操作条件下，每一行光伏单元具有相同的最大功率的光电流。
类似的，在中等密集阵列中，将光伏单元的两端的一行或多行并联，可以减少追踪器定位误差的影响，而在密集光伏接收器阵列中也可以使用这样的技术，形成了一个本申请的优选实施例。一对或多对半行的阵列的端部的光伏单元的交叉耦合，如图6I所示，是更优选的。在每一端的多行上使用搭接的光伏单元或侧电接头的光伏单元，这需要两端对应的并联的行中的一个搭接行，其搭接的方向反转。在图6I中，行6610I”和6610IIV是反转了搭接方向的，其与对面的半行6610I'和6610I'''交叉耦合并联。如图示意性地示出，反转的行的内侧边缘的电压与其对应的行的内侧边缘的电压相同。无论使用搭接的光伏单元或侧电接头的光伏单元，一个单独的绝缘体66102一般会设置在反转的行和阵列的其余光伏单元行之间，因为这之间会存在很大的电压差。（为了清楚起见，仅内侧边缘的交叉耦合连接在图6I中示出，而外边缘连接在图6F中）
然而，如图6J所示，如果整个阵列的左右两侧是对称的设置的，即搭接反转发生在中间，两个中央行具有相同的电压，将不需要任何绝缘体。整个阵列66100J的一个电接头66101'（示意性地示出）连接到阵列的中间，而另一个电接头66101”连接到阵列的两端。这样减少了一半的电压，但加倍了其电流，当接收器足够的大，或者所述光伏单元是足够窄时，这是一个特别优选的实施方案，可以通过串联足够多的接收器来形成适合变压器的足够电压。
如果需要更高的电压，整个接收器可以将各个半行交叉耦合，如前所述的。此外，如果焦点沿接收器的长度方向是不均匀的，可以使用不同宽度的行，如前所述的。例如，当接收器的焦点不均匀，可以将接收器两端的不同宽度的光伏单元行配对，以获取各组的最大功率光电流相同，如前的示例所述的。
如图6K所示，当在主聚光器上有部分遮蔽时，一个接收器光强度不均匀的主要原因是，部分来自于主反射面的光线不能到达接收器66K的区域66K'，因为该部分接收器表面被第二聚光器624K阻挡了。即使所有被照射到的镜面上的光强度是均匀的，由于部分区域被遮蔽，那么被照射到的区域的光强度是相对过多的（相对于被遮蔽区域）。
这可以通过一个中央反射元件6241大大减少，其将会将射到过多光线区域的光线重新定向到被遮蔽区域。虽然这样一个中央反射元件可以是平坦的，并只是重定向光线，但在几百个太阳的汇聚度下，即使是这样的高反射镜面也需要被冷却。如楔形的狭窄的小镜片62411并不阻止（不吸收）大量光量，而主体的楔形底边足够宽，可以使它被冷却管冷却。
第七组优选实施例：适应于高汇聚度太阳能系统追踪需求的最小化相互遮蔽的影响的方法
在本领域中针对非聚光的反射面的追踪器的反遮光算法是已知的。追踪器可以使用传感器探测最低行的光伏单元是否被遮蔽，然后传感器可以使追踪器进行调整，直到这些光伏单元不再被遮蔽。然而，高汇聚度的光伏系统自然具有很窄的入射角，所以只有准确地指向太阳才能工作。反遮蔽算法如果将太阳能光伏系统回调超过1度（或最多几度，相对于设计为大入射角的系统），将使太阳能光伏系统错误定向，以至于不能产生有效的功率输出。
大多数太阳能光伏系统有旁路二极管，用于补偿有缺陷的光伏单元或鸟类的粪便遮蔽或其他脏物对光伏单元的遮蔽，而这些旁路二极管可以使光伏阵列在部分遮蔽的情况下也能正常工作。然而旁路二极管有电阻，所以当许多旁路二极管被串联使用时，它们会削弱功率输出。此外，设置旁路二极管，增加了制造成本和技术复杂性，并且旁路二极管具有一定的电损耗。
由Norman公开、并在本申请中改进的均匀聚焦系统，通过从每个反射面板散布光到整个接收器，而不是使用一个反射面板直接针对一个光伏单元投射光线，可以避免其中一些问题。但即便如此，它是所有的镜子的反射光被均匀分布，而不是从任何一个镜面的反射光都是均布的，因此一部分镜面被明显的遮蔽后，整体的均匀性就会下降，而当越多的镜面被遮蔽，光强度就会变得越来越不均匀。虽然使各个追踪器互相远离，将最大限度地减少它们互相遮蔽的机会，但是，使各个追踪器互相接近，可以增加一个给定的区域中能产生的功率，也最大限度地减少从追踪器到换流变压器的导槽、导管和布线长度。因此，有需要为高密集排列的追踪器的太阳能光伏系统设计一个最小化互相遮蔽面积的方法。
当太阳位于相对于地平线较低的位置，一行追踪器的顶部往往容易遮蔽离太阳较远的下一行的追踪器的底部。第一组被遮蔽的镜面是离焦点最远的，它的光传播广泛，所以遮蔽这些镜面对焦点的光强度的减少也比较均匀。即使有一个太阳能盘面的下部四分之一被遮蔽，只会造成接收器的一端接收一点点额外的光，它不能被有效地使用，但是没有接收器的任何区域是因为光线不够而不能正常工作的。此外，由于本发明的实施例中把接收器的一端的一行或多行光伏单元与另一端的一行或多行光伏单元并联起来，这样使损失最多光线的光伏单元与损失最少光线的光伏单元配对工作，有助于保持功率输出的均匀度。
但是太阳能盘面越多被遮蔽，光强度分布就会越不均匀，工作效率就会开始快速下降。然而，如果盘面在相对于太阳的正确的方向上稍微有些不对齐，更多的光将落到接收器上最少被照明的区域内。如果盘面的定位误差没有因为偏轴而造成汇聚太阳能输出的功率下降，这更可能是由于聚焦光线被均匀化而导致的。如图7A中示出，本发明的一个优选实施例包括一种用于故意稍微错误定位追踪器700和它的盘面70'和70”，以使在局部遮蔽的情况下，最大化功率输出的方法。如果追踪器正对太阳的位置，如图中以虚线所示的盘面的对称轴701将精确地指向太阳，而因为盘面70'和70”的下半部被部分遮蔽，受光照面积的对称轴是相对于太阳偏轴的。
这有点类似于Lasich在US7,109,461中公开的，利用最好的追踪方式，来最大化接收器的电流输出。然而Lasich教导的是使接收器顶部的和接收器底部的输出功率相同，并将其作为实际功率最大化的一个基础。在接收器上对称光强度的典型条件下，Lasich的功率均等的方案是一个很好的最大化盘面的总功率输出的近似处理，而接收到光强度较弱的一半总是被更均匀地照射，Lasich的近似处理将是准确的。但是，当局部遮蔽在接收器上产生显着的非对称光强度时，均衡化并没有最大限度地提高了功率输出，因为它迫使两半的功率输出相等，由于有可能光强度低的区域中的光伏单元可能是高效率的，因此有可能导致低光强度区域的光伏单元的输出功率反而高于高光强度区域的光伏单元。如果不使用旁路二极管，使受到最低光强度的区域也工作输出电能，是整体输出电能的先决条件。如果使用旁路二极管，最弱的部分可能会被绕过以最大化整体输出功率，但留下更多位于高光强度区域的接收器区域产生能量，因此使得高光强度区域产生更多的能量，从而总功率最大化。因此，在上述情况下，Lasich的近似均衡功率方法，并不能最大限度地提高功率。虽然在Lasich设定的正常工作条件下，这是一个很好的近似处理方式。
实际最大限度地提高功率输出需要在接收器相对于太阳的位置进行调整时，实时监控功率的变化。许多追踪系统的追踪是不连续的，启动和停止，以及中间多次的停止和启动以最大化功率输出，但这样会增加电机的磨损。如图7B中所示的处理流程图，本发明的优选实施例，不连续追踪器为最大限度地减少电机的磨损，周期性地进行精确追踪定位（步骤7001）以使功率最大化，并基于天文追踪计算调整量（步骤7002），然后根据计算出的调整量调整追踪器的位置，对齐追踪器（步骤7003），其中在返回到步骤7001重新通过迭代调整和测量最大化的功率之前或返回时，对追踪器进行至少一次调整。由于追踪动作通常是每分钟几次，而遮蔽变化的量在一分钟内变化很小，这基本上将使每个追踪动作都产生一定的功率优化效果，但付出的成本却比较少。
每个半接收器的功率都被大概测量出来，以预测在大量的遮蔽条件下，追踪器应该移动多少。测量电压也比测量电流容易得多，因此，本发明的另一个优选的实施例中，测量每一组小数量的光伏单元行的电压差，提供在每个组的光伏单元行上的光照强度的信息。虽然这会转移一些光电流到测量设备上，而不是所有的光电流都作为功率输出，但是用于测量电压所需的电流是微乎其微的，甚至单独测量整个光伏单元的每一行的电压都不会对功率输出有显著的影响。由于测量电压是简单的，可以对大量的光伏单元组的可能的情况进行测量，如图7B1所示，这样，就能精确的计算的遮蔽的情况，以确定（步骤7002B1）追踪器应该移动多少，从而使下一次追踪器的位置移动能做出整体的正确修正（步骤7003）。
被测量的一组光伏单元行不一定需要包含数目相等的光伏单元的行，也不需要在接收器上均匀分布。如图7C所示，本发明的优选实施例中，测量接收器两端的多组光伏单元行76100'，76100”，76100'''，76100IV，76100V和76100VI的电压，这是太阳能盘面上对部分遮蔽影响最敏感的区域。由于光伏单元组76100V和76100VI离接收器的边缘较远，因此包含了更多行的光伏单元，这样可以在不测试太多的光伏单元行的情况下，更迅速地确定非常不均匀的系统中需要被调整的错位的大小；而接收器的端部的最小的光伏单元组76100'和76100”在局部遮蔽慢慢发生时，对于少量的错位提供了最微小的细节信息。一组光伏单元可以仅包含一行光伏单元。
对于Norman所公开的双碟式系统，一盘面可能会比另一盘面受到更大的遮蔽，因此将两个盘面重新定位，直到产生相等的功率通常不会最大化总功率。在极端情况下，一个盘面基本被完全遮蔽，而另一盘面基本没有被遮蔽，而最大化输出功率的方式可能是，完全忽略了基本被完全遮蔽的盘面。但是根据Norman公开的盘面尺寸和目前高效率太阳能光伏单元的效率，两盘面需要串联才能配合一个典型的逆变器的电压需求。如果追踪器上的两个盘面互相串联（这样可以最小化逆变器的布线距离），两个盘面的输出将被强制相等以形成光电流的匹配。如图7D所示，在追踪器的大型规则阵列7000中，每个追踪器700上的相同盘面70'会被前一行追踪器所遮蔽，因此本发明的一个优选实施例中，将左盘70'与相邻的追踪器的左盘70'串联，和这两个追踪器相应的右盘70”也相互串联，而不是把同一追踪器700上的左右盘70'和70”串联。
如果追踪器700的阵列7000的密度非常高，其中追踪器700的一盘70'显著地被遮蔽，而相应的另一盘面70”很少被遮蔽，如果允许接收器的左盘70'具有独立于右盘70”的沿着接收器长度方向上的遮蔽调整动作，将进一步增加整体输出功率。Norman的方案通过接收器的安装方式，在两个维度上可以移动接收器来实现上述独立运动。但是，如图7E所示，一个简单的而优选的方式是，通过改变对应于盘面70'的接收器76'的支承腿的长度的方式来改变其高度，而盘面70”的接收器76”的高度是固定的，这样就在一维的运动上实现了两盘面的独立调整。由于接收器的重量远小于整个盘面，其受到的风载也远小，因此可以在接收器支承腿74上设置一个小的线性致动器741来实现。
当电网发生故障，使用电网的交流电的冷却和追踪系统的发动机将停止运作。如图7F所示，在优选的实施例中，每个接收器的高度支持腿74有一个线性致动器741，以允许它相对于接收器的盘平移，和这些线性致动器741有足够的行程，可以使接收器完全脱离焦点区域。因此，当冷却系统发生故障时（无论是电网电源故障或任何其他原因），这可以让接收器非常迅速地移出焦点区域，而不需要快速移动整个追踪器。在进一步优选的实施方案中，致动器741配合故障安全机制（如弹簧742）的推或拉，在电源故障时，弹簧将接收器移出焦点区域。相反的，如果这些致动器可由平板太阳能板或低浓度的太阳能板供电，将永远被供电，当太阳光足够明亮时，处于焦点区域的接收器会被破坏，如果冷却系统失效的话。
Norman公开了使用的冷却水的水箱来固定一个追踪器，而如果使用一个混凝土的基座，如果一个太阳能电池提供足够的功率来驱动水泵的情况下，甚至可以使用混凝土的热容量来提供紧急冷却。虽然混凝土的比热容和热导率太低，不能提供正常工况下的有效冷却，但是它们足以提供几小时的紧急冷却，可以保持光伏单元低于它们的最高工作温度。如图7G所示，追踪器700的混凝土基座702中可以嵌入冷却流体管路7511。除了当风扇不工作时为光伏单元提供紧急冷却，这样嵌入在混凝土基座中的冷却流体管道7511可以保持光伏单元在夜间或者多云天气下温暖，以减少冷却收缩应力。这仅消耗了少量的能量来保持一小股冷却剂的流动，或偶尔发送一个脉冲将暖的流体从混凝土基座送到接收器。通过在混凝土储存冷却1000个太阳的焦点的热量，也可以保持基座在冬天的夜里不冻结，减少冻结/解冻周期的循环，可以延长混凝土基座的寿命。如果混凝土可以被很好与外界隔热，冷冻/解冻循环可以在适度的寒冷气候中大幅度减少或者甚至完全消除。这也可以使在冷却流体的防冻液减少使用或完全不用（纯水比带防冻剂的水是一个更好的传热流体）。
当没有阳光时，将接收器保持温暖是混凝土的热质量的唯一作用，所需要的功率的量是适度的，而更优选的，是在每个接收器中安装电加热器。这将大大减少极端热循环的导致材料疲劳，虽然在长时间停电的最寒冷的夜晚，它不能避免极端热循环的发生。
类似于混凝土的热质量可以提供紧急冷却，在焦点附近没有电网供电，但接收器自身上有充沛的能量，如图7H所示，优选的，在并网逆变器70003附近可以设置一个小型的非并网逆变器70003'，其在电网停电时，提供交流电用于冷却和追踪。因为每个并网逆变器70003通常服务于一个阵列7000的许多追踪器700（为清楚起见，仅示出了每个追踪器的基础和轨道），一个单一的非并网逆变器70003'为若干追踪器提供备用电源，其可以最小的成本，并降低备用电源的复杂性。
这样用于追踪和冷却的备用电源可以保持追踪器基本正对太阳和在电网恢复时尽快恢复整个阵列的工作。当使用了本地蓄电设备，如蓄电池，用于追踪和冷却的备用电源可以保证系统稳定工作，并将电冲入本地蓄电设备。Norman公开的双接收器的实施例中，备用电源也可以使绝大多数的追踪器处于热量收集和储备电能的工作模式；而保持少量而足够的追踪器在光电模式，用与追踪和冷却光伏接收器本身。
即使有追踪调整使输出功率最大化，但有时就会突然产生光强度不均匀，整体输出功率下降。当太阳位置较低，或阳光通过更多的空气，阳光照射会变弱，这些特殊情况与部分遮蔽相结合，光强度最终可能下降，并且远低于光伏单元的峰值效率强度。如图7I所示，本发明另一个优选的实施例中，除了上述的功率最大化的目标外，还包括一种方法，为了减少追踪器700'上的遮蔽，将遮蔽700'的追踪器700”转向侧对着太阳，而不是面对着太阳。虽然侧对着太阳的追踪器700”不会产生能量，但这让光投射到追踪器700'上，这也是一种整体最优化的可能性。
根据估算，当太阳的位置非常低，追踪器大约一半被遮蔽时，一半的追踪器可以处于工作状态。如果为了实现功率最大化，遮蔽的最小化影响不能实现，或如果太阳的当前强度导致光伏单元在全部光强度下比一半光强度的效率更高，把一半追踪器的侧面朝向太阳，这将整体上提高功率输出。如果为了实现功率最大化，且太阳的当前强度足够大导致光伏单元在一半光强度下比全部光强度的效率更高，则把一半追踪器的侧面朝向太阳，这将整体上降低功率输出。在优选的实施例中，使用光伏单元相对于太阳光的光照强度的效率曲线（或引入一些光强度的相关因素，例如在接收器内的温度上升除以冷却剂流率），以计算何时应该把部分的追踪器侧面对着太阳。
由于追踪器一般都在一个有序的阵列中，一般将追踪器侧面向着太阳的情况下，都是将间隔行的追踪器侧面对着太阳。而前述的将一个追踪器的左盘与另一个相邻的追踪器的左盘配对连接的情况下，优选的，将面对太阳的两个追踪器700'的两个左盘70'串联，两个追踪器700'的两个右盘70”串联，而两个追踪器700”的相应盘面互相串联，这样使被串联的各个盘面要么都正面对着太阳，要么都侧面对着太阳。
再进一步优选的实施例中，当太阳位置更低时，调整额外的追踪器。当剩下的面对太阳的追踪器也差不多被一半遮蔽时，将它们也转成侧面对着太阳（在早晨时，使用相反的运算过程，即越来越多的追踪器转成正面对着太阳）。其中，该方法不需要在同一个早晨或傍晚，将同一个追踪器转动两次（在正面对着太阳和侧面对着太阳之间切换）。
然而，在高纬度地区太阳改变高度很缓慢，所以在足够高的纬度（具体的纬度取决于追踪器速度和追踪器功率输出的需求），更优选的是从1/2切换到1/3然后切换到1/4的追踪器面对着太阳，而不是直接从1/2到1/4，即分更多的批次转动追踪器。例如在南极，1/3的追踪器面向太阳可能是一天结束时的优选方案。即使在两极从1/4换档至1/5，会比1/2至1/3或1/3到1/4发生的更快（因为它是一个较小的太阳位置的变化），并且它会留下更少的追踪器面对着太阳。因此，即使在两极的优选方法是从1，1/2，1/3依次转换，然后切换到(1/2)^N的追踪器面对着太阳（N应该取较小的自然数，例如2，3，4，5等）。
在许多情况下，最好的太阳能资源位于远离主要的电力需求的地方。其原因之一是，使用透镜或反射镜聚焦太阳能，需要晴朗的天空和阳光直射的地方，通常是在沙漠中，但是文明一般应该在具有丰富水源的地方。如图8所示的，在具备丰富的阳光直射的地方设置经济高效的太阳能发电系统，一般追踪器700的阵列7000通过电压转换器80003（通常是一个用于转换为交流电的传输变压器）将它们的功率输出变换为一个超高的电压输出，然后通过传输线881传输到一个降压转换器80003'，该降压转换器设置在电负载例如大型电动机88的附近。这样即使在缺乏合适的直射阳光下的区域，也可以使太阳能电力成本相对于化石燃料的电力有竞争力。
上述实施例中的优选方案只是为了举例说明，而不是限制，也即在一个实施例中，如果可以运用其他实施例中的可行技术特征，可以结合运用多个实施例中的可能技术特征形成更优选的技术方案。在一般情况下，本领域技术人员可以合理运用各个技术特征，形成合理的技术方案，并能预测到其可能产生的技术效果。
上述实施例提出的物理因素的形式，也只是说明性的，而不是限制性的实施例。例如，中等长度、中度狭窄的玻璃镜被用于主聚光器中，是因为玻璃镜面是目前最常用的反射镜类型，但聚合物镜也在迅速的改善，应该也可以作为相应的应用。还例如，铜和氮化铝也已被用作实施例中的热导体，但如果金刚石成为负担得起的材料，它是比铜六倍更好的热导体和12倍优于氮化铝，而碳纳米管甚至是潜在的更好的热导体，在一个方向（沿其长度方向）甚至比金刚石更好。
本文所用的光伏接收器的使用也是一个常规例子，而许多情况下，太阳能热接收器、光化学接收器等也可以使用在本发明的优选实施例中（例如，在太阳能热接收器的使用时，针对太阳位置很低时，将太阳能热接收器的一部分追踪器转动为侧面对着太阳，是更有效的手段）。此外，使用我们的太阳作为能量源也是一个例子。其他光学和红外能量的来源也可聚焦成为能量源，只要其入射线基本上是平行的，并且可以形成聚焦光束。其他形式的辐射能也可以聚焦或转换成一个准直的光束，如无线电波或声能。
上述这些实施例的例子是说明性的而不是限制性的，本领域技术人员可以在阅读上述技术内容后，根据特定的目的，合理运用技术特征，形成新的实施例，并合理预测其实施效果。

Claims (148)

1.一个双轴聚焦光伏（CPV）装置，其具有一个给定的长度和宽度的大致矩形的接收器，大量细长的太阳能反射面板，反射面板上任何点上都仅在一个方向弯曲，该反射面板的宽度约等于接收器的长度，一个框架将这些反射面板安装成一个主反射面，该主反射面在一个维度上的形状基本上是抛物线型的，该框架将反射面板安装到接收器上，以及安装到所述框架上的双轴追踪系统，其特征在于：
所述装置被构造成在所述接收器上投射均匀的聚焦太阳能光束，其结构特征为如下的至少一个：
所述细长的太阳能反射面板具有主反射面，其形状在所述一维上不同于抛物线，其形状能够比抛物线型反射更多的光线到一第二聚光器的某一区域，这些到达该区域的光线被第二聚光器重新定向，这样产生的聚光比仅使用一个抛物线型的主反射面要更加均匀；
一组密集排列的折射光学元件，其中每个元件将作为主聚光器的所述的反射面板投射来的光线进一步集中到一个或多个太阳能电池上，其中，所述密集排列的折射光学元件的光圈总和是相应的太阳能电池的面积总和的至少两倍，而所述反射面板的光圈总和是所述密集排列的折射光学元件的光圈总和的至少十倍，而密集排列的折射光学元件上的光线基本上是不均匀的，并且其中每个所述密集排列的折射光学元件的光圈尺寸基本上反比于其上的平均光强度；
接收器上具有密集排列的太阳能电池，密集排列的太阳能电池上的光强度基本上是不均匀的，每个所述的太阳能电池具有尺寸与其上的平均光强度基本上成反比的光学接收面；
当所述细长的太阳能反射面板被部分遮蔽时，在接收器长度方向的大致中央位置设置一个反射光学元件，其将光线重新定向以在接收器上产生更均匀的光强度；
所述双轴追踪系统具有一个控制器，其用于快速迭代调整其相对于太阳的方向和比较在各次迭代调整后的功率输出，直到确定相对于太阳的方向以最大化功率输出，并且在反射面板被部分遮蔽时，确定相对于太阳的方向以最大化功率输出；
所述双轴追踪系统和聚焦光伏装置的控制系统，其中，当太阳位置足够低时，大部分聚焦光伏装置被其他聚焦光伏装置部分遮蔽，所述双轴追踪系统将某些聚焦光伏装置转离面对太阳的方向以最大限度地减少其他聚焦光伏装置的反射面板上的遮蔽；以及
框架上有两条支撑腿，其可转动地支撑接收器，框架上还有位于两条支撑腿之间的第三条支撑腿用于支撑接收器，第三条支撑腿上设有自动控制的长度调节机构，用于调整所述接收器在宽度方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述的主反射面是由一个框架支撑，该框架包括基本上平行的、相同的多个轨道，轨道的形状在一个维度上决定了所述主反射面的形状。
3.根据权利要求2所述的CPV装置，其特征在于，所述轨道支撑所述主反射面各段，该轨道在任意点上只在一个维度上弯曲。
4.根据权利要求3所述的CPV装置，其特征在于，每一个所述的段都具有一个焦点，而焦点的长尺寸方向基本上平行于所述轨道。
5.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述主聚光器在两个维度上汇聚太阳能，所述主聚光器的光圈面积至少百倍于所述密集排列的折射光学元件的光圈面积的总和。
6.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述密集排列的折射光学元件上的光强度基本上是不均匀的，其中每个所述密集排列的折射光学元件的光圈尺寸基本上反比于其上的平均光强度。
7.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述多个密集排列的折射光学元件制作成两部分，优选的，制作成一个单独的整体件。
8.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，当所述细长的太阳能反射面板被部分遮蔽时，在接收器长度方向的大致中央位置设置一个反射光学元件，其将光线重新定向以在接收器上产生更均匀的光强度。
9.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述太阳能电池被布置在多个组中，一组内的电池互相并联，而组与组之间互相串联。
10.根据权利要求9所述的CPV装置，其特征在于，所述太阳能电池被布置在一个基本矩形的阵列中，所述一组电池是一行电池。
11.根据权利要求9所述的CPV装置，其特征在于，密集排列的折射光学元件上的光强度基本上是不均匀的，聚焦到一组电池上的多个折射光学元件的总光圈面积基本上反比于其上的平均光强度。
12.根据权利要求11所述的CPV装置，其特征在于，至少有一组太阳能电池，其包括第一子组和第二子组，第一子组对应的密集排列的折射光学元件位于折射光学元件的一端，而第二子组对应的密集排列的折射光学元件位于折射光学元件的另一端，所述第一子组和第二子组相对应的折射光学元件的各自的光圈总面积基本上相等。
13.根据权利要求12所述的CPV装置，其特征在于，所述的第一和第二子组所对应的密集排列的折射光学元件设置在相对的角上。
14.根据权利要求13所述的CPV装置，其特征在于，每个组都包括一个第一子组和第二子组，并且在每个组中，所述第一子组对应的所述密集排列的折射光学元件与一端的距离和所述第二子组对应的所述密集排列的折射光学元件与另一端的距离基本上相等。
15.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述太阳能电池被布置在多个组中，一组内的电池互相并联，而组与组之间互相串联。
16.根据权利要求15所述的CPV装置，其特征在于，至少有一组太阳能电池，其包括第一子组和第二子组，第一子组位于密集光伏阵列的一端，而第二子组位于密集光伏阵列的另一端，优选的在两对角上，所述第一子组和第二子组各自的光接收总面积基本上相等。
17.根据权利要求16所述的CPV装置，其特征在于，每个组都包括一个第一子组和第二子组，并且在每个组中，所述第一子组与一端的距离和所述第二子组与另一端的距离基本上相等。
18.根据权利要求15，16或17所述的CPV装置，其特征在于，设置一个或多个第二聚光器进一步在主聚光器和接收器之间汇聚光线。
19.根据权利要求18所述的CPV装置，其特征在于，所述一个或多个第二聚光器使主聚光器投射的光线更均匀地射到接收器上。
20.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，在确定了相对于太阳的最大功率方向后，所述控制器在执行下一周期的迭代调整之前，至少执行一个后续的取向调整，该后续取向调整的计算基础是太阳相对于地球的运动。
21.根据权利要求20所述的CPV装置，其特征在于，当为了减少追踪器之间的互相遮蔽，将一半的追踪器转向到侧面对着太阳时，为一个变压器输入电压的多个追踪器上的串联的光伏接收器，所述多个追踪器要么都是正面对着太阳的，要么都是侧面对着太阳的。
22.根据权利要求1所述的CPV装置，其特征在于，所述自动控制的长度调整机制根据多接收器的追踪器上的其他接收器的位置因素，可以微调相应的一个接收器的位置。
23.根据权利要求22所述的CPV装置，其特征在于，所述自动控制的长度调整机构包括一个故障安全机制，当冷却该接收器的功能出现故障时，该故障安全机制可以自动将该接收器移出太阳能的焦点区域。
24.一种制造多个基本相同的反射面的方法，该反射面上的任何点上都仅在一个方向上弯曲，其中，一个略具柔性的大致为平面的反射面被结合到一个基本刚性的框架上，该框架具有一个具有所述反射面设计需要的弯曲度的前表面，而所述反射面结合到该前表面上，其特征在于，所述基本刚性的框架在前表面的相对面有一个具有相同的弯曲度的背面，而所述背面可以作为芯模将另一个反射面成型并结合到另一个框架中。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，交替堆叠所述框架和反射面形成一个基本竖直的反射面板堆。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，所述结合的方式是胶水或粘性流体，其被涂到所述反射面的与框架结合的位置上。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述结合介质被设置到第一反射面的背面上，并且所述第一反射面被正面朝下放置到第二框架的背面，而第二框架连接到第二个这样的反射面，而一个框架被放置到所述第一反射面的背面上，所述第一反射面背面的结合介质将第一反射面与该框架连接起来。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述反射面连接到的框架表面设置有间隔件，优选为嵌在结合介质中的电线或细绳，该间隔件可以防止由于多层堆叠的重量将结合介质从反射面和框架的结合处挤出。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述间隔件是形成在所述框架的表面上的凸起。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其特征在于，每个框架有一个延伸部分，其作为将反射面与框架对齐的定位件。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述定位件将下一个反射面定位安装到下一个框架中。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的方法，其特征在于，所述框架弯曲表面是通过冲压金属板形成的，并且作为其他反射面的芯模的框架的背面弯曲表面上设有坡面，其用于减轻平面金属板被冲压成弯曲面的压力。
33.根据权利要求24至31中任一项所述的方法，其特征在于，所述框架弯曲表面是通过冲压金属板形成的，并且其中的一个或多个所述的框架弯曲表面上具有凸起，该凸起是在框架的整体曲面形成之后形成的。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述弯曲表面是由两步冲压工艺的第一步完成的，而所述凸起是有第二步完成的。
35.一种太阳能反射面框架，其用于支撑一略具柔性的大致为平面的反射面，该反射面上的任何点上都仅在一个方向上弯曲，该框架包括：一个具有所述反射面设计需要的弯曲度的前表面，而所述反射面结合到该前表面上；
在前表面的相对面上的一个具有相同的弯曲度的背面，而所述背面可以作为芯模将另一个反射面成型并结合到另一个框架中。
36.根据权利要求35所述的框架，其特征在于，所述前表面包括凸起作为间隔件，所述反射面被压靠在所述前表面上固化或设置粘合剂时，使所述前表面与所述反射面之间保持一预定厚度的粘合剂。
37.根据权利要求35或36所述的框架，其特征在于，框架有一个延伸部分，其作为将反射面与另一个框架对齐的定位件。
38.一个具有密集排列的太阳能光伏电池的聚光光伏接收器，其特征在于，阵列中的电池的每一行内都是并联，而每一列内都是串联，所述的接收器的特征还在于以下的至少一个：
一个与所述光伏阵列热耦合的热交换器，其中基本上密封的腔室中部分填充有蒸发流体，具有一个蒸发腔密集排列在光伏电池构成的热源接近，一个冷凝腔处于比蒸发腔高的位置上，并且冷凝腔并不密集排列，冷凝腔周围有冷却液流动的空间；
所述电池的组装过程是，推动电池到第一挡片，通过力反馈确定电池顶住第一挡片；然后沿着第一挡片滑动电池直到顶住第二挡片，第二挡片上有一个粘性材料，其将电池固定到位；
多个高导热性材料制成的梯形中间层，将多个所述太阳能电池单元固定到冷板面上，其中，所述的多个中间层基本上是相同的，所述梯形中间层的两个短边具有厚度差，该厚度差使得当所述中间层被放置在所述冷板面上时，第一块中间层上的电池的背面电接头搭接到相邻的中间层上的电池的正面电接头；
太阳能电池的光接收表面上的导电接头，其在一个可重复使用的模板内、独立于光伏电池单独成型，然后转移到所述太阳能电池上；以及
所述电池侧面上的电接头，其中每个电池的两个侧面上的电接头有相反的极性，其中所述电池侧面的一个电接头连接到另一个电池侧面的另一个极性的电接头，就使电池串联起来。
39.根据权利要求38所述的光伏接收器，其中所述热源在其散发热量时可以改变其方向，其中，在所有方向中，冷凝腔的位置始终高于蒸发腔。
40.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，对于绝大多数的太阳能电池的第一挡片是所述阵列的另一个太阳能电池的一侧。
41.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，所述第二挡片是一个用于冷却所述阵列的其他太阳能电池的冷却管。
42.根据权利要求41所述的光伏接收器，其特征在于，所述粘性材料也将所述阵列的多个冷却管保持在一起。
43.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，至少一个所述中间层具有一个粘性的边缘，在放置中间层的过程中，用于连接到相邻的中间层。
44.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，一次性操作给充满电池的晶片安装许多电接头。
45.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，所述模板包括硅基树脂。
46.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，所述模板包括一个折射光学元件，其在光伏系统运作时也始终与光伏电池连接在一起。
47.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，所述电池的一侧而不是两侧上有电接头与该光伏电池的光接收面上的电接头连通。
48.根据权利要求47所述的光伏接收器，其特征在于，所述电池的所有侧面上都有电接头与该光伏电池的光接收面上的电接头连通，并且所述电池的一个侧面上还具有一个极性相反的电接头。
49.根据权利要求38，47或48所述的光伏接收器，其特征在于，所述两侧边的至少一侧的电接头有一定的容错性，其可以维持与相反极性的电接头的压紧连接，即使光伏电池在工作中随着温度变化而随着基材一起冷收缩。
50.根据权利要求38，47，48或49所述的光伏接收器，其特征在于，所述多个电池被固定到中间层上，其中，每个中间层上的所述电池的两个相对侧上的电接头基本上是同时安装的。
51.根据权利要求50所述的光伏接收器，其特征在于，所述多个电池被固定到中间层上，其中，多个中间层上的所述电池的两个相对侧上的电接头基本上都是同时安装的。
52.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，至少有一组太阳能电池，其包括第一子组和第二子组，第一子组位于密集光伏阵列的一端，而第二子组位于密集光伏阵列的另一端，所述第一子组和第二子组各自的光接收总面积基本上相等。
53.根据权利要求52所述的光伏接收器，其特征在于，所述第一和第二子组位于密集光伏阵列相对的角上。
54.根据权利要求52所述的光伏接收器，其特征在于，每个组都包括一个第一子组和第二子组，并且在每个组中，所述第一子组与一端的距离和所述第二子组与另一端的距离基本上相等。
55.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，设置一个或多个第二聚光器进一步在主聚光器和接收器之间汇聚光线。
56.根据权利要求55所述的光伏接收器，其特征在于，所述一个或多个第二聚光器使主聚光器投射的光线更均匀地射到接收器上。
57.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，在确定了相对于太阳的最大功率方向后，所述控制器在执行下一周期的迭代调整之前，至少执行一个后续的取向调整，该后续取向调整的计算基础是太阳相对于地球的运动。
58.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，当为了减少追踪器之间的互相遮蔽，将一半的追踪器转向到侧面对着太阳时，为一个变压器输入电压的多个追踪器上的串联的光伏接收器，所述多个追踪器要么都是正面对着太阳的，要么都是侧面对着太阳的。
59.根据权利要求38所述的光伏接收器，其特征在于，所述自动控制的长度调整机制根据多接收器的追踪器上的其他接收器的位置因素，可以微调相应的一个接收器的位置。
60.根据权利要求59所述的光伏接收器，其特征在于，所述自动控制的长度调整机构包括一个故障安全机制，当冷却该接收器的功能出现故障时，该故障安全机制可以自动将该接收器移出太阳能的焦点区域。
61.一种太阳能追踪器的反射面，其利用一个近似的旋转抛物面将两个维度上的大致平行的带有辐射能量的光线聚焦，其中该反射面在一个轴上非常近似于抛物面，其特征在于，其在第二轴上的近似曲线包括一个圆弧或多个基本相同的近似圆弧。
62.根据权利要求61所述的反射面，其特征在于，所述第一轴上非常近似于抛物面的近似曲面由多个基本相同的平行轨道支撑形成。
63.根据权利要求61所述的反射面，其特征在于，所述在第二轴上的近似曲线包括多个基本相同的近似圆弧。
64.根据权利要求63所述的反射面，其特征在于，所述在第二轴上的近似曲线包括至少三个基本相同的近似圆弧。
65.根据权利要求64所述的反射面，其特征在于，所述至少三个基本相同的近似圆弧，而离近似旋转抛物面的对称轴近的和远的近似圆弧的共同焦点都基本落入离对称轴远的近似圆弧的焦点区域内。
66.根据权利要求62所述的反射面，其特征在于，所述在第二轴上的近似曲线包括多个基本相同的近似圆弧。
67.根据权利要求66所述的反射面，其特征在于，为反射所述辐射能量的主反射面包括多个基本相同的圆柱形截面反射器，这些圆柱形截面反射器连接到所述轨道，且每个圆柱形截面反射器的长度轴在连接到轨道的连接点附近基本上平行于轨道。
68.一种在没有太阳照射的情况下保持太阳能接收器温暖的方法，其特征在于，当太阳照耀时，将冷却该接收器的冷却液通过热质量循环存储热量，而当太阳不照耀时，将冷却液从热质量循环回到接收器。
69.根据权利要求68所述的方法，其特征在于，所述热质量是将太阳能聚焦到所述接收器的系统的基础的一部分。
70.一种聚焦二维大致平行的带有辐射能量的光线，形成一个在一个维度上大致均匀的焦点的方法，其特征在于，在所述一个维度上使用第二聚光器，使用一个在所述维度上不同于抛物面的形状的主反射面，该主反射面可以比抛物面将更多的光线反射到第二聚光器的某个区域上，这些光线被第二聚光器重新定向而形成一个在所述一个维度上更均匀的焦点，其比仅使用抛物面的主反射面的焦点在所述维度上更均匀。
71.根据权利要求70所述的方法，其特征在于，所述主反射面是由一个框架支撑，该框架包括大致平行、形状基本上相同的多个轨道，轨道的形状决定了所述主反射面在所述一维上的形状。
72.根据权利要求71所述的方法，其特征在于，支撑所述主反射面的所述轨道基本上在任何点上都仅在一个方向上弯曲。
73.根据权利要求72所述的方法，其中，所述轨道每个段都具有独立的焦点，而焦点的长尺寸方向基本上平行于所述轨道。
74.一种用于制作基本上相同的支撑连杆的夹具，该支撑连杆包括轨道，轨道的形状限定了主反射面在第一维度上的形状，用于聚焦两维的大致平行、带有辐射能量的光线，其特征在于，所述夹具的本体由刚性片材切割而成，其支撑轨道上所有限定主反射面在第一维度上的形状的区域，并且支撑连杆上的所有安装点建立了一根支撑连杆与其他支撑连杆上的轨道的相对位置，从而限定了主反射面在第二维度上的形状。
75.根据权利要求74所述的夹具，其特征在于，所述夹具使主反射面在第一维度上的形状的精度比支撑连杆的组件的精度高。
76.根据权利要求74或75所述的夹具，其特征在于，所述夹具进一步允许所有支撑连杆的组装不需要额外的连接材料。
77.一种太阳能追踪器的反射面，其利用一个分段的反射面将两个维度上的大致平行的带有辐射能量的光线聚焦，其中，第一组多个反射面段被多个基本上相同的轨道支撑，每个轨道安装到一个支撑连杆上，而每个支撑连杆连接到一个中央桁架的一侧；第二组多个反射面段被所述中央桁架的顶部支撑。
78.根据权利要求77所述的反射面，其特征在于，偶数个所述第二组的反射面段支撑在所述中央桁架的宽度上。
79.根据权利要求77所述的反射面，其特征在于，第一组多个反射面段中的反射面段基本上是彼此相同的。
80.根据权利要求79所述的反射面，其特征在于，第二组多个反射面段中的反射面段基本上与第一组多个反射面段中的反射面段相同。
81.一种用于冷却一个高强度热源的热交换器，其中基本上密封的腔室中部分填充有蒸发流体，具有一个蒸发腔密集排列在所述热源接近，一个冷凝腔处于比蒸发腔高的位置上，并且冷凝腔并不密集排列，冷凝腔周围有冷却液流动的空间。
82.根据权利要求81所述的热交换器，其中所述热源在其散发热量时可以改变其方向，其中，在所有方向中，冷凝腔的位置始终高于蒸发腔。
83.一种制造用于冷却一个高强度热源的冷却管和冷板面的方法，该方法包括堆叠多层高导热性材料，将所述多层结构结合在一起，然后切割该堆叠结构产生单个冷却管或冷板面。
84.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述多层结构包括部分重叠的高导热性材料的条带，所述切割包括从该重叠区域切割该堆叠结构。
85.根据权利要求84所述的方法，其特征在于，所述多个冷却管或冷板面从一个堆叠结构切割产生。
86.根据权利要求84或85所述的方法，其特征在于，所述绝大部分条带基本上是相同的。
87.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述多层结构包括交替的高导热性材料的条带和间隔件，然后从该间隔件切割该堆叠结构，优选的，所述多个冷却管或冷板面从一个堆叠结构切割产生。
88.根据权利要求87所述的方法，其特征在于，所述绝大部分条带基本上是相同的。
89.根据权利要求87或88所述的方法，其特征在于，所述间隔件也是高导热性的。
90.根据权利要求87-89中任一项所述的方法，其特征在于，所述间隔物由一个层压结构的一个或多个外层形成，而高导热条带也是一个或多个层压结构。
91.根据权利要求87-90中任一项所述的方法，其特征在于，所述间隔件是一对导线。
92.根据权利要求87-91中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却管或冷板面有其被变薄的表面，该表面将贴近所述高强度热源，而所述间隔件具有表明该表面达到所需要的厚度的标记。
93.根据权利要求87-92中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却管或冷板面都有多个入口和/或出口，并且其中所述间隔件的边缘上具有弧形导流件和/或尖形分流件，可以减少所述入口和出口之间冷却流体的流动速度的变化。
94.根据权利要求87-93中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却管装在高导热性材料制成的外管内。
95.根据权利要求87-94中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却管或冷板面上结合有一个或多个高导热性的材料的面板，位于所述冷却管或冷板面和所述高强度的热源之间。
96.根据权利要求95所述的方法，其特征在于，所述高导热性材料的面板，相对于冷却管或冷板面是电绝缘的。
97.根据权利要求95所述的方法，其特征在于，所述高导热性材料的面板的热膨胀系数比所述高导热条带的热膨胀系数低。
98.根据权利要求91所述的方法，其特征在于，所述冷板面然后接合到一层高导热材料上，而该材料比所述导线具有较低的热膨胀系数。
99.一种制造用于冷却一个高强度热源的冷板面的方法，其特征在于，所述冷板面具有高导热性散热片，所述散热片在垂直于长度方向上有切口和/或波纹，所述冷板面然后接合到至少一个高导热材料面板上，而该面板比所述散热片具有较低的热膨胀系数。
100.根据权利要求99所述的方法，其特征在于，所述整个冷板面加上所述的至少一个结合到其上的面板的热膨胀系数，其与所述热源的热膨胀系数很接近。
101.根据权利要求99所述的方法，其特征在于，所述散热片基本上是铜的，并且所述散热片具有垂直切口，切口的尺寸小于1毫米。
102.根据权利要求101所述的方法，其特征在于，所述至少一个高导热材料面板包括所述冷板面和所述热源之间的两个层，第一层基本上是铜涂覆的钼，而第二层是铜包覆的氮化铝。
103.根据权利要求101所述的方法，其特征在于，所述热源是聚焦光照下的多结太阳能电池，并且所述至少一个高导热材料面板包括钼、钨、或铜/石墨。
104.一个制造密集太阳能电池阵列的方法，包括以下步骤：推动电池到第一挡片，通过力反馈确定电池顶住第一挡片；然后沿着第一挡片滑动电池直到顶住第二挡片，第二挡片上有一个粘性材料，其将电池固定到位。
105.根据权利要求104所述的方法，其特征在于，对于绝大多数的太阳能电池的第一挡片是所述阵列的另一个太阳能电池的一侧。
106.根据权利要求104所述的方法，其特征在于，所述第二挡片是一个用于冷却所述阵列的其他太阳能电池的冷却管。
107.根据权利要求106所述的方法，其特征在于，所述粘性材料也将所述阵列的多个冷却管保持在一起。
108.一个制造密集太阳能电池阵列的方法，将多个所述太阳能电池单元固定到一个高导热性材料制成的梯形中间层，然后将多个中间层固定到冷板面上，其中，所述的多个中间层基本上是相同的，所述梯形中间层的两个短边具有厚度差，该厚度差使得当所述中间层被放置在所述冷板面上时，第一块中间层上的电池的背面电接头搭接到相邻的中间层上的电池的正面电接头。
109.根据权利要求108所述的方法，其特征在于，至少一个所述中间层具有一个粘性的边缘，在放置中间层的过程中，用于连接到相邻的中间层。
110.一种在太阳能电池的光接收表面上设置电接头的方法，该电接头在一个可重复使用的模板内、独立于光伏电池单独成型，然后转移到所述太阳能电池上。
111.根据权利要求110所述的方法，其特征在于，一次性操作给充满电池的晶片安装许多电接头。
112.根据权利要求110所述的方法，其特征在于，所述模板包括硅基树脂。
113.根据权利要求110所述的方法，其特征在于，所述模板包括一个折射光学元件，其在光伏系统运作时也始终与光伏电池连接在一起。
114.如权利要求110-113中任一项所述的方法制造的太阳能电池。
115.一种密集太阳能电池阵列中的电池之间的连接方法，其包括制造电池侧面的电接头，其中每个电池的两个侧面上的电接头有相反的极性，其中所述电池侧面的一个电接头连接到另一个电池侧面的另一个极性的电接头，就使电池串联起来。
116.根据权利要求115所述的方法，其特征在于，所述电池的一侧而不是两侧上有电接头与该光伏电池的光接收面上的电接头连通。
117.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，所述电池的所有侧面上都有电接头与该光伏电池的光接收面上的电接头连通，并且所述电池的一个侧面上还具有一个极性相反的电接头。
118.根据权利要求115、116或117所述的方法，其特征在于，所述两侧边的至少一侧的电接头有一定的容错性，其可以维持与相反极性的电接头的压紧连接，即使光伏电池在工作中随着温度变化而随着基材一起冷收缩。
119.根据权利要求115-118中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个电池被固定到中间层上，其中，每个中间层上的所述电池的两个相对侧上的电接头基本上是同时安装的。
120.根据权利要求65所述的方法，其特征在于，所述多个电池被固定到中间层上，其中，多个中间层上的所述电池的两个相对侧上的电接头基本上都是同时安装的。
121.一个根据权利要求104-109和115-120中任一项所述的方法制造的密集太阳能电池阵列。
122.一种太阳能接收器，用于接收主聚光器聚焦的太阳能，其特征在于，该接收器包括一组密集排列的折射光学元件，其中每个元件将主聚光器投射来的光线进一步集中到一个或多个太阳能电池上，其中，所述密集排列的折射光学元件的光圈总和是相应的太阳能电池的面积总和的至少两倍，而所述主聚光器的光圈总和是所述密集排列的折射光学元件的光圈总和的至少十倍。
123.根据权利要求122所述的接收器，其特征在于，所述主聚光器在两个维度上汇聚太阳能，所述主聚光器的光圈面积至少百倍于所述密集排列的折射光学元件的光圈面积的总和。
124.根据权利要求122所述的接收器，其特征在于，所述密集排列的折射光学元件上的光强度基本上是不均匀的，其中每个所述密集排列的折射光学元件的光圈尺寸基本上反比于其上的平均光强度。
125.根据权利要求122所述的接收器，其特征在于，所述多个密集排列的折射光学元件制作成一个单独的整体件。
126.根据权利要求125所述的接收器，其特征在于，所述多个密集排列的折射光学元件制作成最多两部分。
127.根据权利要求122所述的接收器，其特征在于，所述太阳能电池被布置在多个组中，一组内的电池互相并联，而组与组之间互相串联。
128.根据权利要求127所述的接收器，其特征在于，所述太阳能电池被布置在一个基本矩形的阵列中，所述一组电池是一行电池。
129.根据权利要求127所述的接收器，其特征在于，密集排列的折射光学元件上的光强度基本上是不均匀的，聚焦到一组电池上的多个折射光学元件的总光圈面积基本上反比于其上的平均光强度。
130.根据权利要求129所述的接收器，其特征在于，至少有一组太阳能电池，其包括第一子组和第二子组，第一子组对应的密集排列的折射光学元件位于折射光学元件的一端，而第二子组对应的密集排列的折射光学元件位于折射光学元件的另一端，所述第一子组和第二子组相对应的折射光学元件的各自的光圈总面积基本上相等。
131.根据权利要求130所述的接收器，其特征在于，所述的第一和第二子组所对应的密集排列的折射光学元件设置在相对的角上。
132.根据权利要求131所述的接收器，其特征在于，每个组都包括一个第一子组和第二子组，并且在每个组中，所述第一子组对应的所述密集排列的折射光学元件与一端的距离和所述第二子组对应的所述密集排列的折射光学元件与另一端的距离基本上相等。
133.一种太阳能接收器，用于接收主聚光器聚焦的太阳能，其特征在于，该接收器包括一个密集排列的太阳能电池阵列，密集排列的太阳能电池上的光强度基本上是不均匀的，所述太阳能电池被布置在多个组中，一组内的电池互相并联，而组与组之间互相串联，每一组电池上的总光接收区域面积基本上反比于其上的平均光强度。
134.根据权利要求133所述的接收器，其特征在于，每个所述的太阳能电池具有尺寸与其上的平均光强度基本上成反比的光学接收面。
135.根据权利要求133所述的接收器，其特征在于，至少有一组太阳能电池，其包括第一子组和第二子组，第一子组位于密集光伏阵列的一端，而第二子组位于密集光伏阵列的另一端，所述第一子组和第二子组各自的光接收总面积基本上相等。
136.根据权利要求135所述的接收器，其特征在于，所述的第一和第二子组位于密集光伏阵列的对角上。
137.根据权利要求135所述的接收器，其特征在于，每个组都包括一个第一子组和第二子组，并且在每个组中，所述第一子组与一端的距离和所述第二子组与另一端的距离基本上相等。
138.根据权利要求133所述的接收器，其特征在于，设置一个或多个第二聚光器进一步在主聚光器和接收器之间汇聚光线。
139.根据权利要求138所述的接收器，其特征在于，所述一个或多个第二聚光器使主聚光器投射的光线更均匀地射到接收器上。
140.一个在部分遮蔽的情况下最大化太阳能系统的整体功率输出的方法，其快速迭代调整其相对于太阳的方向和比较在各次迭代调整后的功率输出，直到确定相对于太阳的方向以最大化功率输出，并确定相对于太阳的方向以最大化功率输出。
141.根据权利要求140所述的方法，其特征在于，在确定了相对于太阳的最大功率方向后，所述控制器在执行下一周期的迭代调整之前，至少执行一个后续的取向调整，该后续取向调整的计算基础是太阳相对于地球的运动。
142.一个在太阳角较低的情况下最大化具有多接收器的均匀太阳能追踪器阵列的整体功率输出的方法，为一个变压器输入电压的多个追踪器上的串联的接收器，其特征在于，所述多个接收器基本上都在其追踪器的相同位置上。
143.一个在太阳角较低的情况下最大化均匀太阳能追踪器阵列的整体功率输出的方法，所述追踪器具有太阳能聚光器，当太阳角足够低时，绝大部分聚光器被其他聚光器部分遮蔽，将一些追踪器转向到侧面对着太阳，以减少其对其他追踪器的遮蔽。
144.根据权利要求88所述的方法，其特征在于，当为了减少追踪器之间的互相遮蔽，将一半的追踪器转向到侧面对着太阳时，为一个变压器输入电压的多个追踪器上的串联的光伏接收器，所述多个追踪器要么都是正面对着太阳的，要么都是侧面对着太阳的。
145.一个固定安装在两个维度上汇聚太阳能的接收器的支撑装置，其包括两条支撑腿，其可转动地支撑接收器，还有位于两条支撑腿之间的第三条支撑腿用于支撑接收器，第三条支撑腿上设有自动控制的长度调节机构。
146.根据权利要求145所述的支撑装置，其特征在于，所述自动控制的长度调整机制根据多接收器的追踪器上的其他接收器的位置因素，可以微调相应的一个接收器的位置。
147.根据权利要求145所述的支撑装置，其特征在于，所述自动控制的长度调整机构包括一个故障安全机制，当冷却该接收器的功能出现故障时，该故障安全机制可以自动将该接收器移出太阳能的焦点区域。
148.一种太阳能电力系统，其包括一个用电负载，一个传输线，和如权利要求1所述的双轴聚焦光伏装置，和/或如权利要求24所述的制造多个基本相同的反射面的方法制造的反射面或用如权利要求25所述的反射面框架所支撑成形的反射面，和/或如权利要求38所述的具有密集排列的太阳能光伏电池的聚光光伏接收器，其特征在于，所述的电力通过传输线被输送到用电负载。
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