CN105659037B - 具有共同接收器桥梁以及多个移动性网状物收集器的太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于集中辐射线系统以扩大太阳辐射发电厂的规模以及效率，其包含大的为收集器网状物形式的反射表面场，其集中辐射线于共同接收器桥梁，其能够使用热学，光伏或热‑机械斯特林引擎接收构件。收集器网状物由非常高的门架结构悬吊出以及包含反射镜附接至线缆束，形成具有可变化形状的表面，藉由拉伸以及倾斜其支撑结构能够改变形状以及位置，其能够转动以追踪太阳的位置。除此，本发明提供安装桥梁上桥梁接收器，其纵向地在高处形成于太阳辐射场上。每一接收管件提供另外一种移动性模组接收设备例如为缆车或固定的系统以纵向串联地附接至桥梁。依据安装的接收构件，桥梁结构支援服务的进出，安装热流体基础管线以及电力输送网。

Description

具有共同接收器桥梁以及多个移动性网状物收集器的太阳能 发电系统

技术领域

本申请是关于一种太阳能电力产生系统，亦即太阳辐射集中以及接收构件，其允许实质上改善热以及电力产生的效率以及规模。系统目标在于工业发电部门加入至电网或供应独立电网使用者。

背景技术

从太阳辐射，已以三种形式商业化开发进行发电。直接一种是经由光伏电池以及另外两种系经由热以及机械构件。热-机械转换是经由供应至发电机的涡轮机或发动机进行。

光伏技术使用换流器转换太阳能电池所传送的直流电为电网所使用的交流电。光伏系统并无使用太阳辐射场的聚光，只有透镜或其它光学器件使用于多个连结电池，其允许密集辐射集中于光伏电池的小面积上，其通常比硅电池更有效率，虽然较为昂贵。由于该系统中这些电池较小尺寸，能够达成集中程度为直接太阳辐射的千倍。目前，市场上该多个连结电池正在发展，已相当程度进步，因而专家预测只要数年内，其价格将类似于其他光伏发电形式。目前，该多个连结电池技术在市场为未开发的，但已经取得了良好的进展，该情况下专家们预计在未来几年其成本将类似于其它形式的光伏发电。目前，实施光线集中于电池面积四周受限于入射辐射角度；因而所实施的应用只使用于直接太阳辐射。尽管如此，商业化规模的应用为相当初始的，其仍然具有广泛发展潜力；因而预期该限制将逐渐地减小。

另外一方面，太阳-热能产生交流电以及其包含收集系统，集中辐射线于接收器以转变为热能，藉由加热热流体，再传送至蒸汽发电厂，蒸汽经由传统涡轮发电机组产生。在一些情况下，水在接收器中加热以直接地产生蒸汽

以供发电机使用。同样地，已开发存储技术，有的已经以商业规模以及较小规模加以测试，其在没有阳光照射夜晚时可以发电。

最新发达的存储构件包含安装两个池塘用于存储熔融矿物盐，一个储存热盐以及另一个是用来存储发电过程中已冷却盐。在白天循环开始时，冷却盐送到被加热的接收器以及送到热的盐池。在夜晚，当使用来对管路供应热量的热盐冷却时循环结束。当接收器并不直接地使用熔融盐时，需要热交换器由使用于接收器中其他转换器转移热量。

在该创新所发展以及所揭示技术潜在特性能够加入先前所提及的储存系统但是能够加入依据温水层，干燥储存或其他研究发展或探讨其他选择或系统。

目前在全球市场上主要四种技术或型式太阳热集中发电厂在运作:中央塔式，拋物线圆柱形收集器，菲涅耳(Fresnel)线性集中器以及混合碟式型式。这些技术已发展于平坦的场址，优先地收集系统为由北至南的指向。

在中央塔式系统中，在塔顶部上接收器接收由数个分布于太阳辐射广阔的场地上日光反射器的太阳辐射，依据太阳位置定位反射镜或反射表面以集中辐射线于接收器上。设计需要考虑显著未使用的空间以避免阻隔以及产生阴影而降低系统的效率，其必需在整个太阳辐射广阔的场地上分隔日光反射器。接收器经由加热至高温的流体传送热量至蒸汽发电机。在一些系统中，接收器对水加热直接地产生蒸汽，该蒸气机械地驱动涡轮发电机组。

拋物线圆柱形技术包含拋物线横截面的反射面管线，其集中太阳辐射线于位于该表面焦线上的接收管线。热流体流经每一焦线的接收管件，其传导吸收热量朝向阵列管线，其传送至交换器产生蒸气以驱动涡轮机，其驱动传统式发电机。

菲涅耳线性集中器技术正如其名称所表示，集中太阳辐射线位于一定高度的线性接收管线，其将由底部接收的辐射线的热量转移至热流体，其由一组平的以及平行的反射镜投射至接收管线。反射镜绕着纵向轴转动以反射太阳。随时依据其各别位置以及入射辐射线方向朝向接收管件。管件能够运载一些转移流体，其将传送至热交换器以产生蒸气，在该情况下必需考虑间接发电设计，或产生饱和或过热蒸气，藉由将水直接地通过接收管件，为最常使用的选择。发电厂包含数个平行管线而类似于拋物线圆柱形技术，考虑放置多个反射镜平行于太阳辐射场上管线，沿着长的接收器以增加发电规模。在两种情况下，热交换流体循环将流经整个太阳辐射场的数条管线，其限制这些发电厂最大尺寸，因为太阳辐射场加宽将阻碍所使用热流体的运送。

斯特林(Stirling)型式发电厂反射碟盘或拋物线反射镜，其集中辐射线于焦点上以产生热量以驱动外部燃烧发动机组(斯特林)以及发电机。

在一般情况下，我们能够指出其具有排放物方面重要的优点，在目前的情况其效率非常低，其导致中等发电成本，显著地高于传统技术以及资源的价格，例如水力发电厂或使用石化燃料例如煤，天然气或光伏太阳能选项。碳为主发电的主要问题在于高二氧化碳排放，其导致全球暖化，因此减少二氧化碳排放量是人类面临的共同问题。最重要之处为这些排放物替代能源将改善效率以及扩散。在此所说明呈现出优点在于显著改善效率以及提高太阳能发电规模，在该情况下该技术有可能替代相当数量碳发电以减少二氧化碳排放以及显著地助益于解决全球暖化的问题。

发明内容

在本发明中所研发集中构件与市场上每一现存太阳热集中技术依据下列说明作比较:

其类似于中央塔式技术，因为其包含接收器于非常高的位置，其中辐射由太阳辐射场加以集中，收集反射镜群组安装于该结构上，其具有太阳追踪系统经历每日循环以及季节变化传送辐射线至收集器。在两种技术中，热转移流体并不必需输送通过太阳辐射场，由于其必需流过在较高位置处的接收器到达储存系统以及到达发电厂，而太阳辐射场并不需要该功能。另外一方面，不同于中央塔式系统，其中接收器过度地集中，阻碍收集器的功能。利用新的系统转移辐射线至接收器变为容易，接收器亦位于高的位置，但是其纵向地延伸于太阳辐射场上，其减小阻隔以及造成阴影的机会，以及需要保持对收集器为开放的角度位置，能够改善能量收集规模以及效率。

关于拋物线圆柱体技术，当使用表面弯曲形式以集中能量于接收区域时，其为类似的。在拋物线圆柱体中，辐射线集中于收集器拋物线表面焦点上以及追踪太阳系藉由转动为支撑型式具有接收管件的表面而进行，而并不需要改变收集器的形状。在本发明系统中，能够改变接收系统位置，以及每一收集器反射表面(相对应于链状物弯曲)的形状，其产生额外的自由度以使辐射线对准于接收器表面，防止收集器之间较大阻隔或产生阴影。两者技术之间最主要差异为本发明系统较大收集规模，以及使用独立接收器系统，其在太阳辐射场之外，其将导致太阳辐射场费用相当程度地减少。同样地，所形成接收器具有较大的规模以及其减小接收器分散于宽广面积上的缺点，该缺点增加热传导以及散热问题，其发生于拋物线圆柱体分散于整个太阳辐射场，因而限制该技术的尺寸或规模。

此外，有关其他技术，本发明在太阳热能应用系统使用熔盐作为传热流体以及使用直接蒸汽发电的选项显著地变为容易。在两种选项中，加入热储存亦为可能的。

相对于其余已知的技术，本发明另一个重要的优点为有可能有效地利用较大坡度土地以及不同地形具有数个坡向不同的高程。斜坡能够在不同的高程建立向上收集网状物，朝向山丘高的区域而不会彼此阻隔。其并不必需排列成线形如同具有延伸接收器的菲涅耳(Fresnel)线形或拋物线圆柱体，网状物指向可能朝向接收器数个部份，防止与相邻设备产生阻隔或产生阴影问题。

附图说明

图1显示出收集器群组的透视图，其具有收集器设备或移动网状物的大范围图式；

图2显示出收集网状物的第二实施例，其具有4个收集网状物或表面悬挂在相同双门架的前视图；

图3显示出由图2后面的收集网状物；

图4显示出收集网状物为横卧位置的平面图；

图5显示出图4收集网状物的断面图；

图6下部圆圈显示出一般悬吊桥梁以支撑在高处一般接收器的纵向断面图。在上部区域，为太阳辐射场的全景图，其具有收集网状物面对高处的接收器；

图7显示出维护和传送站以调动接收器设备的支援舱室(300)，其对应于具有可移动舱室的模组接收器，4个舱室显示出为具有敞开盖子，他们是从吊桥悬吊着，吊桥允许舱室滑动到达其操作位置；

图8显示出了舱室以及桥梁的截面放大图，其显示主要元件；

图9进一步详细显示出舱室横断面以及从轨道悬吊出固定物，其显示出用于滑动以及移动通过桥梁的轮子(306)；

图10由右边显示出舱室的第二透视图；

图11显示出具有辅助性收集器的接收系统的纵向断面，接收管件(401)在中心，在轨道下具有辅助性收集器围绕着桥粱；

图12由右侧显示出辅助性收集器以及接收管件的三维透视图；

图13显示出在支撑结构外部区域上具有接收模组的纵向接收器的实施例，其在中央能够对着桥梁旋转，以促使接收模组更靠近桥梁上侧部份安装以及交换区域(510)；

图14显示出具有各别纵向接收模组(505)桥梁两个部份的纵向断面，附图显示出接收器如何连接至圆形收集器(508)于每一边缘上，在中心处，两个圆形收集器之间具有一个接头，该收集器连结两个连续性区段；

图15更详细地显示出图13的接收器模组，其细分六个管件为一组在一条线上，由管件群组将透明覆盖分段；

图16显示出图13中纵向模组收集器不同变化，其能够转动，支撑于桥梁上侧部份上作为安装以及维护用途；

图17显示出光伏选项的接收器断面；

图18显示出图17中所显示光伏接收器的三维图像；

图19显示出部份具有光伏电池的接收器配置，它能够减少每一电池入射角度变化范围，其使用不规则形式结构；

图20显示出使用多个斯特林发动机在不同的温度范围内热能变为电能的同步转换图。

具体实施方式

本发明目的在于改善光束太阳辐射集中以及接收构件以增加光伏发电，蒸汽发电太阳热能发电，斯特林发电或其任何一种组合的规模以及效率。在该情况下，寻求投资的成本显著降低以改善这种类型资源的竞争力，其面对传统的发电厂竞争。

本发明技术包含由宽广的收集表面所构成的太阳辐射收集场，其使用作为宽广的反射网状物(101)由高的门架(103)悬吊出，其在高处具有构件以调整曲率以集中辐射线于共同接收器桥梁区域上。

太阳能场地由多个可移动网状物所构成，其在高处反射辐射线朝向单一共同接收器桥梁，通常由吊桥结构所支撑，其将辐射线转移至主要为光伏设备，太阳热设备，或斯特林设备，或其组合的电力系统。可加以变化，部份热量能够转移热储存系统作为后续没有太阳辐射线期间的一般用途。

本发明集中于开发结构以及配置而不同于太阳业界已知的收集以及接收系统，本发明寻求较大尺寸，效率以及弹性以适用于不同的高程以及局部条件以发展数种太阳能系统。在相配的情况下，加入自动清洗反射镜的构件以避免太阳辐射场中污染影响或存在悬浮灰尘导致降低效率，其与许多所在地点相关。除此，存在于特定场址的特别有益的高程特性可加以利用以提高高度以及安装容量，改善该系统的发电规模以及效率。尽可能地，能够使用模组结构的选项以促使串联发电以及减少投资替换以及维护费用。

A)多个移动性网状物收集器(SC-MVM)说明

多个移动性网状物收集器基本设备为宽广以及柔软性收集表面，悬吊为大的网状物(101)以及由金属线缆制造出支架形成，在其上面有许多平坦反射镜列，或其他形式反射器，为了方便用悬吊的。在每一列内，具有或不具有金属支架的反射镜固定在长条或横越线缆上，其由边缘至支架两条连续性线缆经由张力器以及钩环加以拉紧。在相邻反射镜之间，考虑足够的空间使得当支架移动时并不会破裂或受损。同样地，反射镜牢固地只附接在一个固定处，使其他处为相当弹性足以不会受到机械应力，超出其承受力。

因而每一网状物或收集表面藉由连续性地加入平面镜的横排而形成，藉由纵向以及横向线缆网状物支架加以固定，其能够达到大尺寸的平坦的柔性网状物。

这种结构允许藉由拉紧纵向线缆以调整网状物曲率，并不需要对反射镜施加无法承受的力量，由于其悬吊经由具有金属轴承的滑动塑胶接头。同样地，轴承在横向列中加以附接以及藉由线缆或吸收张力的弹性金属杆件加以固定以避免由于拉紧而对反射镜产生影响。

能够直接地使用收集网状物藉由以光伏板替代反射镜以及藉由加入附接至支架线缆的管件的导体以运载电流至换流变电站进行发电。如底下所说明，收集网状物的支撑结构以及调整形状以及移动的构件两者允许建立具有较大效率大的太阳能收集面积，使其与现存构造相比较为更具竞争力。

收集网状物的构造

已建立收集网状物为连续性的面积(101)，类似于输送带，其加以支撑以及移动通过悬吊以及拉紧的驱动滚轴(104)。为了达成该目标，支架中每一纵向线缆的端部连接在一起。因而网状物对其本身加以闭合为连续性结构以及表面，其藉由滑动纵向线缆于滚轴上而移动，随着线缆拖曳横向反射镜列，其形成连续性反射表面。网状物具有两种表面，一部份暴露于太阳辐射线以及其余部份为未暴露于辐射线。该驱动以及双表面构件位于悬吊门架处具有驱动滚轴系统(104)，其具有一系列优点，该优点说明于底下。

-反射镜容易组装以及替换

为了安装反射镜，必需更加靠近地接近网状物横向列，经由牵引系统通过通过滚轴(104)，一个接一个到达组装以及更换区域，其通常位于网状物较低区域。

-在未暴露于辐射线区域中保持备用反射镜

网状物下侧部份，或暴露于辐射线区域底下的返回区域具有未覆盖支架线缆，其并无反射镜，只对移动构件提供连续性。可加以变化，该部份能够使用于额外备用反射镜列，以相同的方式安装为外露区域，其将使每一网状物的反射镜表面加倍，留下一半备用反射镜以可利用于需要的情况。作为备用，其需要移动备用区域至上侧位置或暴露于辐射线的部份。此操作允许反射表面在白天替换以具有干净反射镜的备用表面。

-将光伏板加入至部份网状物

在辐射线过剩情况下，以及聚焦于接收器较为困难时，将光伏板加入部份网状物为方便的。此机制允许减少部份在高处网状物预期作为接收器而不会损失溢出收集器的辐射线。

-其能够加入反射镜或光伏板自动清洗系统

清洗构件安装于网状物的下侧部份同时地覆盖全部横向反射镜或光伏板列。藉由促动带式拖曳系统，反射镜或光伏板列能够一个接续一个连续性地清洗，持续到完全地包含所有网状物板或反射镜。此操作能够在夜晚进行或假如需要情况下连续性地及自动地在白天进行，其将维持高反射效率甚至于位于高污染位址。

-不同的网状物区段保持不同的安装角度

在一些情况下白天某些时段具有不同反射镜或面板安装角度为方便的。在这些情况下，网状物一些区域能够保持不同的安装角度以及其能够在适当的时间朝向反射区域。

收集网状物的支撑结构

宽的网状物在较高处由宽广的门架经由支撑滚轴(104)悬吊出，支撑的纵向线缆滑动过该滚轴。在下侧部份，在由门架水平方向移动的较低的位置处具有独立以及分离的结构，其具有滚轴系统位于水平条状物上，其拉紧网状物以产生向下弯曲表面，其允许反射的辐射线集中于接收区域。

悬吊门架能够采用数种形状。为了显示出该功能，该揭示内容说明两个平行门架的设计，其相互分离以及倾斜朝向彼此，在该方式下每一侧的杆件(103)相交为剪刀形状，两者安装于共同旋转基座(102)上。网状物(101)支撑于滚轴(104)上，其旋转支撑于两个门架的水平杆件上以及下部轨道(106)牵引以及固定条状物上。网状物的拉紧以及拉伸藉由利用敞开或闭合具有液压构件的门架加以改变，该液压构件支撑于两个门架的侧向杆件上。一个门架的侧向杆件压靠在另外杆件上，其转动将移动支撑网状物的水平杆件。利用该构件，门架能够由主动面对实际上垂直位置到达其最大位置，其中网状物为横卧的位置，更进一步拉伸以及为较小的倾斜。在该情况下，必需拉伸一个门架达到所需要网状物拉紧。因而，两个长条的打开的控制以及高度调整在连续性移动过程中允许调整网状物拉紧程度，其追踪整天太阳的位置。

门架由能够自由地旋转的共同底座所支撑，在该情况下其能够一起地绕着其中央枢轴(105)旋转。因而，假如支撑固定物在网状物(106)底部侧向地移动，门架高度由于旋转全部结构朝向新的方向持续移动，而不会使网状物变形。当网状物旋转时，在下侧区域的固定物滑动通过水平圆形轨道(106)，其将保持形状以及张力。

由于网状物重量以及弹性，网状物下垂，为悬垂线形式。在横方向网状物保持完整未交迭的呈现大约为直线的。因而，藉由调整网状物的纵向张力，固定物以及条状物的指向及位置，指向以及悬垂线形状能够加以改变，使得网状物能够聚集辐射线于接收器区域上。其将随时发生，由于在太阳辐射场上太阳明显地位移。其必需具有追踪功能的计算机构件以进行拉紧以及位置调整，其为支撑滚轴所需要的。

额外加入构件为一组线性负载(107)位于一些横向线缆网状物上以减小其曲率以及使各区段不同，甚至于其各别地具有一组悬垂线形状，其形状不同亦能够使用作为器具以在整天中的特定时间以较高精确性聚焦辐射线于接收器区域。在该情况下，不同的悬垂线区段形成于这些列之间。特别地，这些元件包含管件位于横跨网状物之宽度，其填充一些重的液体，在需要时可抽出或加入以增加或减少在该列必需的负载。

收集网状物移动

调整每一网状物固定张力以及位置的追踪系统在两个轴上进行移动或两种收集网状物的移动:

1)水平太阳追踪移动

在水平面上存在条状物以及固定物的两种移动以保持帷幕于太阳前方而不需要改变其表面的形状。此为对应于垂直轴上帷幕旋转的同步移动。该移动类似于办公座椅的旋转。

在该移动中，上侧门架绕着基座(102)自由地旋转以强迫方式调整指向，当在较低圆形轨道(106)上移动时依循固定系统移动。追踪系统只控制下侧固定轨道的移动，如同上侧部份将依循前者移动，于施加于网状物两侧线缆不平衡力量产生之时。尽管如此，由于考虑较大地控制网状物旋转，人们建议加入圆形固定构件，其藉由电动马达驱动以转动悬吊门架的共同基座。

2)聚焦调整移动以及日出追踪

这些移动将对悬垂线调整表面形状，其能够促使反射辐射线集中于接收器区域内。此为有关悬吊门架条状物打开以及定位以调整收集网状物形状以及倾斜的连续性以及同步的移动，当太阳上升时向后或向前转动，其改变整天的几何位置以达到相匹配于接收器区域的反射角度。当使用者向后倾斜对着网状物横向的水平轴旋转而不对着垂直轴旋转时该移动类似于办公室座椅。在这些设计中加入可变化线性负载于收集网状物的特定列中，藉由控制负载的重量对网状物的形状作小的调整。

3)在每一网状物内水平线倾斜的额外调整移动

对于板水平线各别影响非常精确的要求，能够加入自动太阳追踪构件，每一条线为独立的。该情况为能够是经由使用光伏板网状物作为直接发电，其使用辐射线集中构件于多层电池中，其中角度不同必需不能超过与垂直层交角的一半。为了达成该目标，每一板必需固定在基座或支架上，对线缆网状物能够具有不同的角度。先前移动1)及2)进行非常精确地追踪只需要小角度的细微调整。

收集网状物分布于太阳辐射场上

在平坦或均匀斜坡的地形中，纵向接收器能够考虑相同的收集网状物，相同的尺寸排列成平列彼此紧邻着于接收器两侧或一侧之前。对于相当坡度之地形，在每列之间并不需要保留空间，其只需要确保收集网状物设计考虑在需要情况下能够延伸或降低以覆盖特定区域。同样地，当方便以及可能情况下，支撑结构能够降低以避免阻隔。决定于白天一些时间点太阳的倾斜度，一些收集器并不运作或只有一部份表面在运作。该情况例如为线形接收器分布为由北至南，两侧为斜坡，每天早上太阳上升低照射角度时，只有西边第一个收集器在运作。

在地形为多坡度或变化高程情况下，需要特别的设计以得到隆起地形以及丘陵的优点，使用数种收集器尺寸为较方便，使用于较为均匀地形的行数及列数配置能够变化。在所有情况下，收集器设计无法由接收系统独立地实施。发电厂设备以及所有次级系统需要全面设计，寻求整个最佳的设计。明显地，相当高度可利用作为接收器桥梁的悬吊结构或固定线缆，以及许多列收集器能够放置于斜坡，其毫无疑问地具有关于效率以及投资费用的优点，其导致更加竞争性的最终能源价格。

保护收集网状物面临强风的危险

先前所说明支撑门架结构允许收集网状物的高程降低接近地面，在强风或其他危险可预见情况下，其将承担反射镜以及支撑结构完整性的风险。

B)一般接收桥梁说明(PRC)

在太阳辐射场集中技术中，接收器接收辐射线程度预期远高于直接太阳辐射。因而，接收器必需提供有效以及密集功率传送机制使其能够传送至发电厂，储存设备或供应网客户。本发明共同接收桥梁与三种高度集中辐射线接收构件相匹配，即:太阳热，光伏或电-机械处理过程为主构件。

目前在该密集程度以及规模下，只有太阳热接收器将所接收辐射线以热量转移至循环其中的流体。接收器与水力系统整体形成以供应至发电系统以及在一些情况下亦供应至热储存设备。

本发明所发展出系统实质上改善太阳热接收系统的效率以及规模以及额外地将接收器加入光伏以及电-机械构件，其限制商业应用于非集中性直接接收构件。特别地，加入的电-机械构件包含斯特林引擎，其接收热量以及供应至同步发电机，以交流电传送电力。另外一方面，光伏发电系直接地将辐射线转变为电力，但是其必需加入换流器，将产生的直流电转变为与电力网相匹配的交流电。在本发明中构想出使用具有宽广反射表面的收集网状物的集中构件以及靠近于光伏电池的光学实施构件两者的光伏系统。

结构上，在此所说明系统的接收器为单一接收器构造，其能够具有一个或数个接收器列(图6)，对于全部或大面积太阳辐射场能够为共同的。因而，独立地建立接收器以接收太阳辐射场上全部收集网状物的辐射线。

接收器第二个特征在于其位于桥梁结构上高处(图6)，该桥梁经由相当长度的太阳辐射场。悬吊线缆网状物(202，203)的吊桥考虑为优先的，其支撑于高丘以及高塔(201)上。较高的高度能够接收来自位于数个太阳辐射场数个区段的多个收集设备(图1)。

-在高处接收器与太阳辐射场收集网状物分隔以及安装设备较为集中，其具有一系列优点，其包含下列优点:

-其允许较大规模发电。操作上实质上大于现存系统的收集表面。

-其能够藉由使用太阳辐射场达成密集光伏发电以减少相同发电容量所采用光伏电池的数目以及面积。

-在热辐射线情况中，其能够使蒸汽直接发电的选择变为容易，由于传送蒸汽所需要管线受限于接收器面积，其远小于太阳辐射场所含盖的面积。

-能够使用熔盐作为传送流体以及储存方式。未附接至太阳辐射场有限面积的接收器允许使用较为简单温度控制构件以避免熔盐固化。

-整个系统能够使用较高温度，由于其运作系利用较高辐射线集中于狭窄面积而不需要延伸管线太长。高温具有优点为改善储存容量以及蒸汽产生亦使辐射线-热发电厂达到较高热动力循环效率。

-能够使用斯特林引擎于接收器中，其具有较高容量高于目前拋物线碟盘所得到的容量，其由太阳辐射场接收集中的辐射线。

-同样地，有可能在高温下使用空气作为热流体以提供Brayton热动力循环以及利用其余的热量产生蒸汽作为其他发电设备使用，建立太阳-热合并的循环。

底下详细说明接收器悬吊以及固定结构，以及桥梁特定结构的数个安装配置。三个接收构件共同处为太阳-热，光伏以及电-机械构件特定的特征。同样地，提出使用辅助性收集器作为接收区域宽度太狭窄的构件，因而需要包含额外的设备以获得溢出该区域的辐射线。

a)共同接收器的悬吊以及固定结构

接收器实际上安装于一座高的桥梁上。优先地考虑采用由高塔或位于高处结构物所支撑的吊桥系统以达到较大高度而不需要增加额外的费用，可达到具有较长长度的狭长接收面积。

吊桥为简单的方式以保持纵向接收器位于较高位置处。图6显示出接收器安装于吊桥上，其由两个相距远的高塔所支撑，经由线缆将其托住。在变化地形位址中，应该利用高处表面的优点，以提供连续性以及将桥梁设备连接至发电厂其余的设备。在平坦位址中，连接能够经由垂直管道以及升降机或具有斜坡出入系统达成，持续到到达地面。

全世界许多道路中存在吊桥，其具有巨大负载容量以及长度。作为比较，所提出应用于本发明的桥梁具有非常少的要求，因为在该情况中由桥梁所支撑的负载为较小以及因为风力负载能够相当程度减小。此由于桥梁结构所致，其并不需要壁板或连续性表面，其将产生相当应力导致显著的设计限制。因而，技术上实施接收器新的设备分布于跨越长的吊桥并无较大的限制。

甚至于，其必需确保所考虑除了含有供应管线及阀的共同接收器以及接收器基本元件的吊桥能够提供作为接收器以及辅助性收集器的安装，替换，维护以及操作的进出及服务，其必需位于桥梁结构内。上述所说明元件需要运送以及进出桥梁(207)必需使用人员以及材料运送车，清洗机器，叉架起重机以及其他类似的运载工具。因而，必需建立轨道路线，优先地为两向路线，在桥梁内具有转运区域。

同样地，该设备必需提供一些服务例如压缩空气，水，电力，照明以及反射镜清洗的服务。在设立具有光伏设备或斯特林引擎接收器于桥梁上情况中，必需考虑运送电力至含有换流器以及精确控制元件的发电厂的线缆必需经由桥梁。桥梁负载为相当小而小于公路桥梁的负载。

通常具有显著操作优点的桥梁设备具有运送路径于上侧部份上以及接收器系统于下侧部份上。通常分布于整个桥梁的金属拱形物整体形成于结构以及由支撑垂直线缆上部，提供所需要的固定以及悬吊元件。为了避免增加风力负载，建议采用无覆盖的路面，并无连续性的表面例如顶篷，壁板或地板。此具有额外的优点，其并不会产生显著的阴影于太阳辐射场上。

只作为吊桥，一组主要线缆连接支撑线缆的塔的上侧端部，其以悬垂线形状悬吊着(图6)。由这些悬垂线，支撑桥梁结构的金属拱形物的垂直线缆以一般距离由上部悬吊着。

决定于太阳辐射场地形的有利的变化能够使其易于增加山丘或隆突部份上塔或支撑结构的数目。具有弯曲接收列最为复杂设备能够对太阳辐射场特定区域的一些接收列作调整以及产生作用使得收集系统追踪太阳变为容易，获得辐射线达到较高效率以及增加太阳能发电厂的规模。在高处曲率朝向特定区域的接收器允许收集器聚焦于该区域，亦减小太阳辐射场四周未使用的区域，以及当发电厂为宽广时收集器彼此并不需要相距太远。因而场址在陡峻地形区域具有合适的斜坡情况，设计必需依据安装区域特定条件实施，将中央接收桥梁的一些或全部固定塔或结构放置于山丘顶部，朝着山谷延伸使配置易于接收。

每一特定区域具有特定曲率以及凹面的数个接收列能够促使收集网状物进行调整以及追踪以保持低反射角度的位置。每一区域能够对应于太阳辐射场内不同的指向或地形。数条曲线能够彼此闭合，其产生闭合的环道而易于运送材料，其具有共同的储存位址以及运送工具或缆索舱室运送站。

b)适用于三种接收构件的接收器设备

接收系统放置于能够进入太阳辐射场的高处以由许多收集网状物接收辐射线。实施数种太阳能发电主要差异在于发电设施中光伏以及斯特林引擎选项必需放置于接收桥梁上，其需要输送通向发电厂升压站之电力网。另外一方面，对于太阳-热能选项，能量经由热流体以热量传送至发电厂，其利用蒸汽涡轮机或最终至燃气涡轮机或布雷顿(Brayton)循环涡轮机。因此，在最后情况下，必需加入基础管件经由桥梁以运送高温流体到达发电厂以及储存场。有可能建造热流体管线或电力输送网路经由桥梁，其决定于要被建立接收构件的形式。

对于考虑在桥梁内发电的选项，例如为光伏以及斯特林引擎，其必需考虑提供处理的电力网。在光伏选项中，亦需要考虑具有所需要开关的换流站以及变压器。同样地，在斯特林引擎选项中，必需加入将发电加入至电力网所需要的全部元件。

因而，存在数种接收器设备的选项，其部份考虑固定至支撑桥梁的固定设备以及其他部份合并移动设备选项，其能够移动经由桥梁，整个白天调整其位置使收集器聚焦变为容易。所有这些选项考虑采用模组设备使其安装，替换以及维护变为容易。

对于固定设备，考虑接收器选项在桥梁结构的中央部份，以及设置接收器于较宽结构四周以扩大接收面积。在第一情况中，加入辅助性收集器以扩大相同的接收面积。其次，考虑两个移动式选项，其包含含有接收构件的缆车型式的吊舱或小车，其能够移动通过桥梁。能够使用所有这些选项于任何上述太阳辐射接收构件，以及详细说明于底下:

1.具有辅助性收集器的纵向内部接收器

其包含具有较高集中的狭窄接收列位于中央区域以及桥梁服务轨道底下。接收列相对桥梁的特定区段细分为多个模组以及其能够串联或并联地连接。其加入于辅助性收集器(400)于宽广区域中接收器周围，其包含径向反射面积，安装于桥梁四周的结构上以获取溢出接收器的辐射线。该结构详细说明于"c)辅助性收集器"段落中，其允许相当大地扩宽相同接收面积的宽度以具有足够的空间以及改善收集网状物的聚焦以及集中朝向接收区域，同时追踪太阳的位置。一方面，较为狭窄接收区域具有优点为较为有效率的接收器，但是必需考虑更精确追踪以及集中系统，其较为昂贵。辅助性收集器呈现出利用较小孔径接收器的大的收集表面，使得其更具有效率。

辅助性收集器

辅助性收集器(400)功能在于扩大收集面积以获取溢出接收器的辐射线。该收集器整天或整年接收来自太阳辐射场(图1)相同方向的辐射线。因而，其并不需要太阳追踪系统，如同收集器要被移动情况，网状物依据太阳明显移动调整其位置以及形状。基于该目标，辅助性收集器围绕着接收器(401)获取通常漏失的阳光，再导引朝向接收表面。辐射线漏失是由于不对准收集网状物的太阳追踪系统，由于风的振动或其他来自收集器或接收桥梁干扰所致。

在本发明中所提出辅助性收集器设备包含反射镜或反射表面位于纵向及径向形成的平面中及支撑于每一区段独立的结构上。这些结构围绕着桥梁于相对应区段中，以及其形成于围绕着桥梁(408)半径以及远处外部半径(406)之间界定出收集界限，得到具有纵向长条(404，405)的松鼠笼形式(图11)，具有均匀的空隙在两个同心圆圆柱形表面上，其提供强固性以及能够使其旋转于位在桥梁结构上的圆形轨道上。

收集器包含双反射镜列(407)，具有两个反射面，其藉由金属网经由钩环加以固定，其径向地固定至笼子外部以及内部长条。一旦反射镜列完成安装，笼子看起来像水平圆柱形涡轮机(图12)，其中反射镜像径向的叶片。所说明的松鼠笼支撑结构允许放置反射镜表面的径向为不同的角度，其藉由利用替代两个径向线的杆件连接外部条状物。同样地，有可能产生不连续的表面以得到特定凹面，其能够促使达成太阳辐射线经由反射镜朝向接收区域。

辅助性收集器以径向方式形成于松鼠笼结构上，其能够围绕着桥梁转动，允许一个收集器的反射镜列由桥梁(410)上侧部份更加靠近于安装，维护以及清理位置。除此，自由转动产生减少加载于整个收集器桥梁的风力的优点。

ii.并不具有辅助性收集器的周边纵向接收器

该选项考虑加入辅助性收集器以扩大面积的另外一种解决方式，太阳辐射场收集网状物必需使辐射线对准该面积。在桥梁上侧部份上，建立安装区域(510)，其利用起吊装置构件实施以由运送以及供应车取得模组或元件以及送到工作位置。接收模组安装于为松鼠笼形状的圆柱形结构上，其能够对着桥梁在其内部转动以能够安装，替换零件以及备份零件以及维护。当转动松鼠笼形状的结构时安装线一个接着一个更加靠近安装区域以进行相对的工作。我们已尝试建立接收器元件为可交换单一模组以简化操作。

该配置将接收器区分为多个区段或一致性的纵向模组，具有桥梁跨度(由垂直悬吊线缆(203)悬吊的悬吊拱形物间的距离)以促使先前所提及的转动以及使得其并不会受到悬吊线缆(203)阻隔。

因而，在所有接收构件中桥梁每一区段的接收模组(500)，甚至于加以固定进行操作，为可交换的以及放置方式将使得其能够安装以及在需要情况在桥梁运送或服务轨道上的安装区域中能够进行替换。这些纵向模组能够利用其之间的连接以串联地操作或在需要情况独立地在其之间彼此平行地连接至基础管件或电力供应网。

如图13，14，15及16所示接收太阳热能构件放置许多接收管件(501)于宽广半径的结构外部以达到有效接收辐射线必需的宽度。所提及附图显示出将接收器区分为模组单元(500)，其结构类似于例如Fresnel线性技术所使用的接收器。另外一方面，图17，18及19显示出光伏构件的选项，以及图20显示出斯特林引擎的情况。

iii.在可移动舱室中模组接收器

包含模组接收设备(图7，8，9及10)中放置于悬吊缆车形式的可移动舱室中，以及滑动经由通过桥梁的轨道。悬吊舱室移动经由固定物，其以滑轮滑动于轨道上，如同桥梁起重机。存在纵向细缝允许舱室悬吊固定物进入以及滑动于轨道之间。对于操作灵活性目的，具有两线轨道为方便的以允许更换以及移动舱室同时进行，亦考虑它们之间的转运站。尽可能包含较多舱室，以及保持一些替换设备作为维护以及修理。

每一接收机制的模组接收设备已发展出，其为热学，光伏或热机的。

舱室在两侧以及地板具有密闭性盖子，整个白天将被打开来由收集网状物方向接收辐射线。在白天该盖子被打开以使用作为具有反射表面的辅助性收集器，其再导引溢出辐射线朝向接收板。

藉由悬吊轨道的位移构件允许接收模组转移至其维护的工作区域。同样地，在操作期间允许模组移动追循太阳的位置朝向较为有利的位置，其将使收集器定向更为容易。在白天期间缆车(图7)移动并非连续性朝向固定的位置，其中沿着桥梁具有构件连接至基础管件(在固定位置的连接管子的插口或连接器)。舱室能够各别地或类似具有许多设备的火车群组地移动。接收模组追踪太阳朝向多个有益的位置前进简单过程包含周期性地改变群组的后舱室至前面的位置，并接续操作。

后续性操作中，这些舱室以及包含其中的接收设备必需相同的以允许可相互交换以及大量制造以降低其制造费用。

其提高热量经由基础管线至接收器外侧的蒸汽发电厂以及直接产生电力设备例如为光伏板或电池或斯特林引擎配置，经由电网整合，将发电量传送至升压变电站。

iv.类似可移动单元列车的模组接收器

该模组具有类似于先前段落所说明缆车形式的舱室的概念，但是其包含接收模组安装于列车或平台上，一个或多个台车经由吊桥滑动通过工作轨道。

每一台车的辐射器系统建造于管线管道内，其供应电力系统以及储存系统，如同上述所说明的固定接收器模组。

列车移动通过轨道以到达较为有利的位置以及改善白天期间收集器的聚焦。列车移动进行能够以不连续的前进朝向已建立的位置使其由主要水力管道连接至流体供应管线变为容易，其整体形成于储存以及电力设备。

因而如同缆车形式舱室情况中，连接经由均匀方式沿着轨道放置的连接插口达成。

c)每一接收构件的接收器制作

i.热接收器

热接收器构件与热转移至蒸汽发电厂涡轮机以及热储存模组相关，当在夜晚没有太阳辐射线时能够维持发电。转移热量至热流体以及传送至发电厂以及储存槽的设备说明于底下。

接收器利用相同的以及可交换模组接收设备形成以简化安装，操作，维护以及制造。该构造保留所有说明于段落b)中的装配，如下列说明:

-对于移动性舱室选项，模组接收器在其中，其类似于太阳能塔中凹面接收器，允许较佳地控制传导所导致热量损失。在舱室内，在两侧以及底部安装管线板面对着太阳辐射场，其以清澈覆盖包封并由板群组分隔，其具有刚性隔离壁板在背部作为独立热隔离(图9，302)。板经由与隔离壁板相交的收集器加以连结以及运送流体至舱室中央以调节储存，以在设定温度下输送均匀的流动。

-对于列车形式的台车选项，接收器类似于舱室，然而必需设计利用较低辐射优点的构件。

-周边纵向接收器情况，具有纵向管件在辅助性收集器内的热接收器为模组形式类似于Fresnel线性技术所使用接收器(图13，501)，可替代地安装于松鼠笼状结构上于两个相邻外部半径处，其由安装区域(510)进行安装于桥梁服务线上，使用桥梁的运送以及起吊构件以及松鼠笼状结构结构(图13)的转动能力。在每一区段端部处纵向管件藉由圆形收集管件连结在一起，其亦具有元件能够将相邻区段与可移除设备(507)连结以替换每一区段管件或收集模组。

-对于具有辅助性收集器的内侧纵向接收器，由一个或多个高流量管件(401)形成的热接收器位于桥梁的服务轨道底下以及在辅助性收集器的松鼠笼状结构的中央。为了避免由于传导所导致热量损失，包含真空区域(403)围绕着管件，其由圆形透明壁板界定出空间所形成。在该区域中亦存在纵向区分为固定角度部份，在径向亦具有透明的壁板分隔独立的凹面(403)，其作为圆柱形表面的支撑以及分散施加于这些表面的机械应力。

除此，管线有可能由独立区段串联地形成，其藉由固定至桥梁的固定外环连接。这些连接部份设计成吸收分离区段的纵向热膨胀系数，在操作时其亦能够对着其纵向轴旋转，独立地改善转移热量至流经其中的流体。该移动本身允许减小每一管件四周暴露于太阳辐射的表面以及未暴露于太阳辐射的表面两者之间的温度梯度。在直接蒸汽发电情况中该移动并非需要的，因为在该情况中部份液体倾向停留在管件低处区域而易于蒸发以及因而转移热量。

本发明太阳热接收器考虑桥梁具有至少两条基础管件(206)，一条运送流体至接收器以及为热的，一条运送流体至发电厂，考虑扩大桥梁的空隙区域以加入热膨胀系数的补偿区域。

冷的以及热的管件加入与下列情况一致，接收器主要为平行接收单元，其同时地由冷的管件得到流体以及以适当或设计的温度传送至热的管件。在至少一些区段考虑将中间温度基础管件加入以供应至发电厂以及由发电厂供应的选项以在一些模组中建立部份加热阶段，后续增加温度持续到达到发电厂的工作温度。在该情况下，一些接收设备必需取用冷管件的流体以及将其较高温度地传送至中间温度管件。接续设备取用中间温度管件的流体以传送至发电厂的最终温度管件。因而能够藉由加入数个具有中间温度的基础管件建立数个加热阶段。该操作特别有用于作为蒸汽直接发电，不同于预先决加热，汽化以及再加热阶段为蒸汽循环的一般特征。其需要设计模组接收器，基础管件每一阶段以及不同区段的接收器为不同的。

除此，每一接收设备的各别控制构件依据所接收数种辐射线等级决定出流体停留在每一设备的时间，以及提高至设计温度所需要的流体。假如设备接收低辐射，控制构件将减少流体传送流量，该情况下其能够达到相关温度。同样地，假如辐射增加，控制构件将提高流体传送量以避免温度过度提高。

模组形式配置允许使用超过一种传送流体或管路。例如，一些接收设备能够作为发电厂的直接蒸汽发电以及其他接收设备能够使用作为加热熔融矿物盐使用于储存厂。在该情况中，有一些接收模组使用来加热矿物盐以及其他用来产生蒸汽，其具有安装于桥梁中基础管线系统，其能够分布于分离区段或线路中。

其中有可能在高温下加热空气以供应至Brayton循环。在该情况中，接收器取用冷空气以及以高温传送至大规模管线系统再到达外部加热涡轮机，其将驱动桥梁外侧的发电机。涡轮机的废气或排出气体能够供应至蒸汽循环与天然气循环组合的发电厂。

最后，令人感兴趣选项为蒸气发电厂替代以斯特林引擎发电厂，其热量直接地由接收器或储存槽的熔融盐管路提供。其需要串联地加入数个引擎，该方式使得第一引擎接收最高储存温度的流体以及后续引擎接收上一个排出些微地较低温度的流体，该流体以再降低温度传送至下一个引擎，最终其传送至低温槽，利用储存于热流体中能量。该系统的优点在于其并不需要冷却水以及为模组化，其安装能够依据需求曲线排定时间，同时呈现出十分竞争性的优点。

ii.光伏接收器

使用本发明结构以及设备的光伏选项应用潜力十分广泛以及一些选项已被提出:

第一，直接地使用收集网状物作为光伏模组支撑结构的选项包含:利用这些模组替代反射镜，在该情况中加入所需要的电力配备，其包含:连接器，换流器，允许每一网状物内模组产生电力连结至电网，以及由全部网状物产生电力连结至电网具有所需要升压变电站。同样地，存在较大规模配置大于现存情况。

第二选项使用在本发明中发展出集中构件的潜力，安装光伏模组于接收桥梁中(图17及18)。值得提及:光伏电池必需具有足够容量以接收来自桥梁的集中辐射线。数个连结电池能够接收相当高辐射值，其集中系数为超过1000。

建立说明于段落b)中四个接收器配置的光伏电池阵列，其具有纵向周边选项，具有辅助性收集器的纵向内部，可移动舱室模组以及列车选项模组。同样地，在桥梁中考虑替代变流器，开关以及保护元件的替代物，具有由桥梁至升压变电站的传送电网。另外一方面这些系统转变为显著的桥梁负载，以及有责任考虑以及建立共同收集器桥梁，以进行元件的安装，替换以及维护。由于显著的能量集中于接收器桥梁，上述所提及变电站彼此十分接近，因而预期在桥梁中间部份隧道中在服务轨道底下，模组变电站装置变流器，建造传送电网，导线经由桥梁连接至发电厂主要变电站。

实际上，光伏选项不同于辐射热选项，由于其将热接收器以及通过桥梁热流体导管替代以上述所提及具有变电站电网以及电力线的光伏设备以传送发电量至主要变电站。

已建立在配置内的光伏电池阵列为了高程度集中需要考虑高容量以及高效率电池。目前这些特性呈现于多连结的电池，其允许发电厂为较大的规模以及较大的整体效率。图17显示出具有松鼠笼状支撑结构的纵向周边设备以容纳光伏板于其外部区域中。在该附图中，纵向光学结构具有圆锥形和六边形集中设备(602)面对太阳辐射场，其具有宽广的辐射线入口，辐射线经由集中辐射线的透镜以及投向光伏电池的位置。对于目前装置，该结构为不适当的。我们必需考虑接收器接收数个角度以及数个位置的辐射线，其为收集网状物所在位置。该特性无法与可利用集中光学元件相匹配，该光学元件设计为获取直接辐射线。在该情况中，为自然采光辐射线，虽然在白天维持其入射方向而不管太阳的位置，其具有缺点，接收器接收来自具有相当宽广角度范围数个位置的辐射线，其对上述所提及的光学元件为无法接受的。另外一方面，该特性并不需要太阳追踪构件。此由于收集网状物无法太大地改变其相对于接收器的位置，甚至于网状物可以旋转，因而不管太阳的位置，辐射线大约由相同的位置到达接收器。

该情况的主要问题在于接收器每一点以相当宽广入射角度范围接收入射辐射线，当尝试直接地使用多个连结电池的高效率板时将产生问题，由于使用于其中的光学元件将限制入射角度约为相对垂直方向1度。因而必需加入某些构件使得每一接收基本单元以小角度范围接收辐射线。作为基本单元，能够使用具有小的集中角度的光伏电池。加入两个不同角度的辐射线收集构件，其能够相匹配改善结果。这些构件说明于底下。

所开发第一构件称为内部不规则细分。该构件包含接收区域的区分，建立凹面在其上面，在该情况下凹面内每一表面部份接收来自特定方向以及较为狭窄角度范围的辐射线。在这些第一等级凹面内建立新的小凹面产生第二表面的区分，其中每一小的凹面的每一侧变为较为特定的，面对具有较小角度范围的辐射线。为了避免表面的损失，建立六角形凹面以使在板或接收模组上辐射线收集最大化。建立这些凹面的方式为藉由放置不同高度的交替层，其中三个凹面(602)群组的细分的同心圆接收区域相互交替。中间区域为较深，以及两个侧向区域加以倾斜使得其每一区域垂直于所面对的平均辐射线。每一接收单元以较为狭窄角度而小于群组角度接收辐射线，假如三个单元均细分为三个次单元，其将更进一步减小所接收的角度范围。因而在内部的接收表面将永远接收较为狭窄的辐射线范围，较为宽广角度的辐射线被相邻表面以及外侧表面捕获。因而，说明于图17中光伏电池面积的内部多层以反复不规则方式新细分的重复设计以及配置将在每一接收单元中更进一步减小入射辐射线范围。该结构纵向地重复，获得形状如图18三维透视图。对于更多细分，每一列圆锥形的凹面在其中分裂为三列。可加以变化，纵向凹面类似凹沟或一系列六角形凹面考虑达到所需要的长度。假如在纵向角度散射为低的以及在可接受范围内，第一选项为适当的。假如角度辐射的散射高于可接受范围，第二选项为必要的。

第二角度不同的辐射线收集构件称为中央不规则细分，其形状显示于图19中。其安装于收集板的外部表面。该构件应用于周边纵向接收器松鼠笼状结构上的排列或板于辅助性收集器内的舱室或台车上。其使用不规则重复构件类似于先前情况，其中每一结构具有较高中央部份的凹面，其中重复相同的结构，新的凹面重复地位于内侧。该排列主要在于包含上侧中央接收器以及两个侧边反射表面于整个结构的壁板上。上侧中央接收器亦细分为上侧中央接收器以及两个较低侧边较小尺寸接收器。较小接收器接收相对于具有较小集中圆顶(701)的光伏电池，其重复于上侧以及较低侧边位置。所说明排列能够形成为圆形，六边形或其他形状，具有上侧圆形部份以及较低部份于其四周。上侧圆形部份再区分为上侧圆形部份以及较低圆形部份。任何直径的切割采用图19所显示的形式。其同样地亦适用于六边形情况。

在混合设计中，能够选择上述所说明构件的组合，持续到每一辐射线接收圆顶达到所需要角度范围。

iii.具有斯特林引擎的热-机械接收器

在共同接收桥梁中光伏辐射线高度集中使其可能使用斯特林引擎作为接收构件，其具有较高容量而高于拋物线碟盘的情况。引擎发电机群组能够放置于并无拋物线碟盘的桥梁上为在段落b)所说明实施例的排列，即:为周边纵向位置，具有辅助性收集器之内部纵向位置，具有缆车形状舱室之模组选项以及具有列车之模组选项。鉴于高的入射辐射线，每一线桥梁将需要大量引擎，其必需分散在外侧区域上。良好的选项为安装反射性六边形角椎体(602)，其在边缘连结，形成在下列圆柱形表面，其外观类似于图18所显示的结构。每一角椎体功能在于增加收集表面积为些微宽广半径而大于引擎外壳以防止辐射线溢出以及投射在其上面。

在可移动舱室配置情况中以类似方式安装，接收凹面朝向太阳辐射场，许多凹面为所需要可取得的尺寸，其在舱室每一侧边上以及一些朝下以接收来自这些方向的辐射线。接收角椎体必需含盖较为宽广面积大于每一引擎外壳以防止辐射线漏失以及损坏设备。

在发电设备中该配置为密集的，为相当小的发电规模，其呈现出一些操作以及控制的挑战，因而必需开发较大的引擎以减少操作的复杂性。同样地，由于经济规模理由，使用较大引擎为方便的，但是与燃烧石化燃料的内燃机引擎作比较，斯特林引擎市场发展缓慢以及并无适当大小可利用的引擎。目前，使用于拋物线碟盘的斯特林引擎容量约为25kW。使用这些引擎已知最大容量设计为600kW，其为非常老旧的设计，目前市场上并无该设计产品。最大商业化尺寸为使用于潜水艇中所使用的，其容量大小为775kW，但是该产品必需使用于该应用中。

能够打开市场的本发明将发展出较大容量的引擎而具有该应用的有益的特性。例如，值得考虑在共同轴中具有更多活塞的设备，其在数个温度范围内藉由热源操作，其涡轮机中区分为三个热量转移阶段，具有高，中，低温度的范围。调整规范以适用于本发明设计，其中考虑储热在融盐槽中。在该情况中，必需改善引擎内部操作气体与热流体间的热量转移机制。在该情况中，较佳地使用热接收器以加热融盐以及由接收器或储存槽供应至引擎。在白天辐射期间终止后，热流体流动反过来由储存槽传输至引擎。流体由高温阶段开始，取出部份所含有热量，流体再由中间阶段降低为较低温度，其传送另外一部份热量，最终达到低温阶段，传送所含有剩余能量至发电构件。

该设计另外一项为考虑数个串联引擎(图20)，每一引擎在不同的温度下运作，其中每一引擎(801，802，803)传送流体至下一个引擎，接收端为较低温度。必需了解在任何情况中存在损耗，在高温下效率最大，但是为了取回所储存能量，我们必需考虑持续性低温阶段，持续到达到所使用流体最低可接受温度。其效率减小导致需要加大太阳辐射场大小以补偿相关能量损失。与其他技术比较，该系统整体平均效率相当高。

依据本发明揭示内容，已建立在夜晚或太阳辐射中断时使用熔盐的热储存供应至斯特林引擎的构件。在白天，热接收器(806)同时地藉由直接供应至斯特林引擎以及部份所接收辐射线以热量储存于热流体中进行操作，流体由冷的储存槽移出，在加热后返回至第二高温储存槽。在夜晚，流体由热的储存槽取出(206a)，使用作为引擎的热来源，在其冷却(206b)后返回至储存槽。在任何位置，接收器必需考虑直接使用热量如同斯特林引擎，以及转移该热量至热流体作为储存。

桥梁中具有斯特林引擎的接收器必需与保持热接收器在桥梁中的选项经济地相匹配以及传送流体以供应至桥梁外发电厂的斯特林引擎。另外一方面，对于在桥梁外发电厂，必需估计管线大小以在白天传送储存所需要全部流体以及发电厂发电所需要的流体。最佳选项决定于发电厂以及桥梁的位址及大小，以及用电特性以及整体电网。

对于蒸汽发电厂，斯特林引擎主要优点在于发电系统并不需要冷却，即用水只限制于人员使用以及反射镜清洗，对于许多位址为该应用的主要优点。

iv.在共同接收器桥梁中具有光伏板，热以及热-机械接收器之混合接收器

在一些情况中，相匹配或混合使用可利用接收以及储存系统为方便的。例如，达成目前效率，以热学模式使用主要辐射以及以光伏模式使用暂时性辐射或断续性辐射为较方便的。在该选项中，必需将桥梁不同的部份分配给每种类型的发电。

C)收集器以及接收器集中控制系统

跟踪太阳系统允许最佳化程式管理促动器定位，其将调整接收器的方向以及形状以达到在任何时候都是适当的聚焦。在移动式接收器情况中，该中央控制协调接收舱室与收集网状物间之移动，以及热流体流经管路到达电力系统以及储存系统。考虑接收设备与收集网状物间的通信系统促使接收器能够感测接收模组中任何位置的变化以更动辐射线聚焦。此需要每一接收设备发射能够被辨识以及能够被收集网状物解译的特别讯号。

Claims (57)

1.一种实质上改善产生蒸汽以及电力规模以及效率的太阳能发电系统，其包含收集设备，热接收设备，光伏或热机械，蒸汽涡轮机发电设备，光伏以及斯特林引擎，热流体储存槽，电力储存设备，热交换器，蒸汽发电机组，变电站以及电网连接设备，基础设施设备，支撑以及固定物，其特征在于包括：

-线缆或电网支架以固定一个或数个太阳能辐射接收器，延伸形式网状物由其中悬吊出，支架为在高处旋转结构，较低部份由远端固定在可移动固定结构上的水平条状物拉紧，固定结构在低高程的循环轨道上，

其中亦具有清洗设备,所述清洗设备用于收集或热接收设备；

-悬吊收集设备，其具有反射镜或反射表面沿着线缆或电网支架的横向线缆，为延伸网状物形式；

-悬吊或固定的接收器，沿着电网支架的横向线缆，为延伸网状物形式；

-桥梁，以在高处支撑具有热学，光伏或热-机械收集构件的接收器，其具有地面上结构以及固定物，包括设备和设施的空间，人员以及材料运送工具的运输路线，清洗台车，基础管线以传送以及排放热流体以及电力传输网；

-支撑结构于桥梁中以固定具有热学，光伏以及热-机械收集构件的接收器，

-纵向高度集中以及大范围接收器，所述接收器具有热学，光伏或热-机械收集构件于高处，放置模组结构于桥梁上，纵向地位于太阳辐射场上，

-辅助模组收集器，具有双反射表面反射镜，所述双反射表面反射镜为纵向并在远处半径环内的内部接收器，所述辅助模组收集器位于该接收器四周，以及安装于同心圆圆柱形结构上，其支撑具有线缆网状物的反射镜，利用移动通过桥梁的移动性清洗设备靠近收集器而进行替换以及清洗，所述移动性清洗设备具有窗口面对反射镜列；

-基础管线，以传送热流体以及连接插口在其上面，以规则距离位于整个管线以供应至模组热接收设备；

-电力网以传送在桥梁上产生的电力；

-特别软体以管理太阳辐发电厂操作，接收藉由量测，感测以及通讯仪器所获取资讯，其配置成使收集系统的移动与太阳能发电系统接收模组的移动同步，同时在太阳辐射场追踪太阳移动。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于悬吊收集网状物的旋转结构，其为由旋转基座所支撑的双门架，其中每一门架由两个或多个柱状物所支撑，其在上侧由条状物连结。

3.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物的支架的纵向线缆连结于端部以闭合表面于其四周以及利用输送带形式的构件将其移动经由下侧水平条状物以及上侧水平条状物上的滚轴，收集网状物由其中悬吊出。

4.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物的表面清洗设备自动地运作，经由驱动滚轴作用于网状物移动构件以促使系列反射镜以及接收器一个接一个靠近，使得在运作期间定期地加以清洗。

5.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架系藉由两个平行相互分离以及朝向彼此的门架所形成，具有不同的开口，使得其各别侧边相交以及敞开为剪刀状形式，两者安装于共同旋转基座上。

6.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架具有构件利用加入于两个门架的柱状物的电动马达以及液压促动器以调整其开口，每一门架均作用于另外一个门架各别柱状物的位置，调整相交的点。

7.根据权利要求5所述的太阳能发电系统，其特征在于两个门架能够藉由利用液压构件拉伸柱状物而改变其高度。

8.根据权利要求5所述的太阳能发电系统，其特征在于两个门架为管子做成的以及侧边柱状物可延长，由于其由数个钢管所形成，其彼此在内侧移动，藉由液压构件拉伸柱状物以及因而拉伸门架。

9.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架的水平条状物在上能够由门架两侧延伸出以及支撑延伸这些收集网状物，共同移动支撑于门架内部的网状物。

10.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物的支架具有横向管线储存重的流体于特定位置处，在网状物悬垂形状要被改变时由控制系统管理经由泵输送流体由热流体储存槽注入或排出至热流体储存槽而自然地达成。

11.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物的表面由反射性表面的元件所形成，并非必需为反射镜。

12.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于太阳能辐射接收器桥梁包含长的吊桥，其由山丘或结构在高处延伸经由支撑线缆悬吊塔以及强固的固定物构成。

13.根据权利要求12所述的太阳能发电系统，其特征在于吊桥由悬垂状线缆支撑，并以固定的距离支撑垂直的悬吊缆索，其支撑桥梁结构的拱形物，其界定出运送路径所在的断面，具有单向或双向轨道以运送具有接收模组的列车，人员或材料运送车于上侧部份，基础管线固定结构，变电站以及输送网路在其中间部份纵向开孔隧道中，以及含有接收模组舱室的移动构件在下侧部份。

14.根据权利要求12所述的太阳能发电系统，其特征在于支撑太阳能辐射接收器于桥梁上的结构为由桥梁悬吊出的移动舱室，其依据暂时性程式移动经由桥梁轨道到达分隔为固定距离的站台以用来在白天对太阳定位。

15.根据权利要求14所述的太阳能发电系统，其特征在于运载接收器移动舱室的盖子在白天为打开的以使用作为辅助性收集器，其具有反射性表面以导引溢出辐射线朝向接收板。

16.根据权利要求14所述的太阳能发电系统，其特征在于含有热接收设备的悬吊移动舱室，其附接至由牵引构件所拉引的线缆，其经由桥梁的导引轨道移动至分隔固定距离的确定位置以及到达维护工作站。

17.根据权利要求12所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥梁上支撑太阳能辐射接收器的结构为机动设计作为该应用的台车，其依据暂时性程式移动经由桥梁到达分隔为固定距离的站台以用来在白天定位太阳。

18.根据权利要求17所述的太阳能发电系统，其特征在于经由宽广窗户露出热模组接收器的列车，其利用壁板在夜晚关闭以及白天打开窗户，其操作为具有反射性表面的辅助性收集器。

19.根据权利要求12所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥梁上太阳能辐射接收器支撑结构为模组结构，具有分离的纵向条状物于内侧半径的周边上以及相同数目的条状物于不同的外侧半径上为松鼠笼状以支撑数种接收器或支撑辅助性收集器于桥梁的每一区段或自由空间的外部区域上。

20.根据权利要求19所述的太阳能发电系统，其特征在于支撑接收模组的松鼠笼状结构旋转经由外环及绕着桥梁滑动通过轨道，促使接收器以及辅助性收集器零件靠近位于桥梁路径上安装以及替换区域。

21.根据权利要求19所述的太阳能发电系统，其特征在于位于桥梁路径底下接收器围绕于松鼠笼状结构中辅助性接收器内侧。

22.根据权利要求19所述的太阳能发电系统，其特征在于安装于松鼠笼状结构上的辅助性收集器，其中双面反射镜列以径向支撑于松鼠笼状结构的内部区域条状物及外部区域条状物之间。

23.根据权利要求19所述的太阳能发电系统，其特征在于辅助性收集器的清洗是利用移动性清洗设备进行，其经由桥梁轨道并使窗口朝向反射镜列，使用松鼠笼状结构的转动构件以促使反射镜列靠近清洗区域。

24.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于桥梁具有照明，电力，供水以及压缩空气管线安装于该结构中。

25.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥梁底部处桥梁具有轨道形式高架起重机，其悬吊以及放置承载接收器模组的舱室。

26.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于桥梁轨道具有宽广纵向沟槽在轨道之间，其可向下打开允许悬吊固定物出入，运载接收模组的舱室由其悬吊出，固定物具有轮子在支臂底下，能够使轮子滑动在轨道上。

27.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于纵向高度集中以及大范围的接收器包含管件板群组的热接收器位于可移动舱室中面对着辐射场，热流体流通其中，一些板在舱室每一侧以及其他在舱室底部，利用透明壁板彼此热学地隔离以及包封并朝向太阳辐射场以及坚硬壁板在舱室后侧以及朝向内侧，其作为固定以及支撑储存收集器，其经由阀，泵以及插口连接至基础管线。

28.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于纵向高度集中以及大范围的接收器包含管件板群组的热接收器位于列车中面对着辐射场，其运载热流体，一些板在台车每一侧，利用透明壁板彼此热学地隔离以及包封并面对着太阳辐射场以及坚硬壁板在舱室后侧以及朝向台车内侧，其作为固定以及支撑储存收集器，其经由阀，泵以及插口连接至基础管线。

29.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于热接收设备在高处由热接收模组所形成，该模组由每区段纵向吸收管线束所构成，在具有热隔离以及朝向太阳辐射场一般透明壁板的支架内于松鼠笼状结构外侧部份上。

30.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收模组的管线连接至边缘上圆形收集管线，其经由阀以及泵连接至桥梁基础管线的插口。

31.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收模组位于松鼠笼状结构上为两层，一个外层以及一个内层，其具有自由空间允许风通过其中。

32.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于在辅助性收集器内侧的纵向接收器由通过桥梁的管线构成，热流体流经其中，流体以低温进入以及当通过管线接收辐射线时将提高其温度，达到设计温度值。

33.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收管线列位于纵向以及同心圆辅助性收集器内，其再导引入射辐射朝向内部，接收管线位于将防止辐射线溢失以提高接收处，呈现出较大等值接收面积。

34.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收管线列由固定至桥梁的坚固金属带或夹钳所支撑，分离为多个区段，经由密闭性接头连接，其允许吸收热膨胀以及其最终彼此独立地旋转，在管线内侧具有对角方向突出物，依据流体流经其内部区域而转动管线区段。

35.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收管线以及辅助性收集器具有透明的双列以及分隔覆盖的辅助性收集器，其显示出空的空间的轮廓，其对接收器提供热隔离。

36.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于热模组接收器由基础管线取出热流体，在最高温度时再返回管线到达工厂以及热流体储存槽。

37.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于热流体循环通过吸收管线，流体能够是任何传送流体，该传送流体为熔盐或水。

38.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收模组具有温度调节构件，其控制由基础管线取出热流体以在设计温度下传送经由阀以及泵。

39.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于循环通过吸收管线的热流体为空气于一些或全部热接收设备中以供应至Bratton循环以及Rankine蒸汽循环。

40.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收器形成于热模组接收器中位于舱室，列车，松鼠笼状结构中或辅助性收集器中，其连接至桥梁纵向隧道的变电站电网。

41.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于光伏电池阵列以纵向以及横向连结为群组排列所构成接收模组，其含盖接收模组的表面。

42.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于光伏电池阵列为长方形或六边形凹面于集中圆顶中，或无光伏电池，于凹面底部以及侧边上的支撑及散射底座中。

43.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收器纵向排列具有光伏电池，其放置成3个群组，一组放置于内部位置以及另外一组放置于外侧，相互交替着，其中中央群组较深以及侧边群组加以倾斜面对辐射线以及每一群组以相同的方式在三群组中细分，细分持续到较小内部设备所接收辐射线具有角度宽度系可接受的电池或光伏设备角度宽度。

44.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于电池内具有凹面，其排列为同心圆环状或菱形一个接着另一个并具有中央区域在高处突出，其中排列成环状或同心圆菱形的电池彼此邻接，重复前一层相同的群组形式。

45.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于热接收设备包含斯特林引擎，其直接地接收辐射线，位于可移动舱室，列车，松鼠笼状结构中或辅助性收集器内侧，其连接至桥梁纵向隧道输送网。

46.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于接收模组包含斯特林引擎安装于桥梁上，其使用热接收模组所获取热流体作为热来源，及位于可移动舱室，列车，松鼠笼状结构中或辅助性收集器内。

47.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于热接收器以热流体供应至数个串联的斯特林引擎，其中每一引擎接收先前一个的流体，其取出部份储存能量，持续到最后一个使流体返回热接收器而结束循环为最低的设计温度，使其再加热。

48.根据权利要求46所述的太阳能发电系统，其特征在于热接收模组包含供应至斯特林引擎以及基础管线，其输送流体至热流体储存槽。

49.根据权利要求46所述的太阳能发电系统，其特征在于在夜晚反向流动将贮存于热流体储存槽中流体的热量供应至斯特林引擎。

50.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于使用斯特林引擎，其设计具有数个串联活塞供应储存于热流体中的热量。

51.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于位于接收桥梁外侧的发电厂由数个串联斯特林引擎群组的设备所构成，其供应储存于热流体储存槽中热流体的热量。

52.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于在单一发电厂中包含不同比例的光伏，太阳-热以及斯特林引擎发电，安装每一种形式的收集器于桥梁特定区段中。

53.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于在单一发电厂中包含光伏以及太阳-热发电，安装光伏板于一些收集网状物部份表面上。

54.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于桥梁上侧部份侧边具有光伏板，其获取太阳-热接收器溢出的辐射线。

55.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于发电构件包含光伏板位于具有支架的收集网状物上，其连接至具有变流器，开关以及控制构件的变电站线路，其供应至发电厂主变电站。

56.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于包含最佳化程式，其管理促动器的位置以调整收集器的方向以及形状以及聚焦朝向接收器，随时追踪太阳的位置，将太阳能的收集以及转变为电力最大化。

57.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于每一收集器包含讯号构件藉由最佳化软体感测位置以及对准接收模组，其在追踪太阳时协调以及控制收集网状物以及接收模组的位移。