KR20100023969A - 적응형 태양광 방향 변경기 - Google Patents

적응형 태양광 방향 변경기 Download PDF

Info

Publication number
KR20100023969A
KR20100023969A KR1020107001497A KR20107001497A KR20100023969A KR 20100023969 A KR20100023969 A KR 20100023969A KR 1020107001497 A KR1020107001497 A KR 1020107001497A KR 20107001497 A KR20107001497 A KR 20107001497A KR 20100023969 A KR20100023969 A KR 20100023969A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mirrors
mirror
universal joint
mutually perpendicular
pivotable connector
Prior art date
Application number
KR1020107001497A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101114664B1 (ko
Inventor
론 에이. 화이트헤드
존 데이비드 에드워드 스캇
Original Assignee
더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 filed Critical 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아
Publication of KR20100023969A publication Critical patent/KR20100023969A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101114664B1 publication Critical patent/KR101114664B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0605—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using two curved mirrors
    • G02B17/061—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/77—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/79—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with spaced and opposed interacting reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/15—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/12—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24074—Strand or strand-portions
    • Y10T428/24083—Nonlinear strands or strand-portions

Abstract

종 방향으로 근접한 평면 미러들(106―114)은 바-스트레칭 연동 장치들(120)에 의해 열 어레이(56)에 피봇적으로 상호연결되고, 이때 상기 연동 장치들은 미러들의 이동을 억제하되, 상기 미러들의 법선 벡터(115)가 평행해지도록 억제한다. 2 개의 미러들에서의 피봇가능한 연결기들(122, 124)은 상호적인 수직 축들(x, y)에 대해 미러들의 이동을 가능케 하고, 제 3 축(z)에 대해서는 미러들의 이동을 막는다. 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결된 2 개의 액츄에이터들(117A, 117B)은 상호적인 수직 축들(x, y)에 대해 선택된 미러를 제어가능하게 이동시킨다. 제 1 프레임(116)은 미러 열들을 함께 연결시켜서, 선택된 미러의 이동은 모든 미러들을 일제히 이동시킨다. 상기 액츄에이터들은 법선 벡터를 배향시키기 위해 미러들을 제어가능하게 이동시키되, 상기 미러들이 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키도록 이동시킨다.

Description

적응형 태양광 방향 변경기{ADAPTIVE SUNLIGHT REDIRECTOR}
본 출원은 2007년 6월 22일 출원된 미국 가출원 특허 일련번호 제60/945,653호의 이익을 주장한다.
본원은, 하늘의 태양 위치에 상관없이, 태양광이 특정 방향으로 재지향하는 것에 관한 것이다.
발딩의 주요 일광(Building core daylight) 조명 시스템들은 태양광으로 빌딩의 주요 영역들을 용이하게 조명하여, 이로써 전기 광 요건들을 감소시키고 광 품질을 개선시킨다.
대부분의 일반적인 작업장 환경 -실질적인 오픈-플랜(open-plan), 다층의 사무소 빌딩들- 에서 빌딩의 주요 일광 조명 시스템들의 광범위한 사용으로 인해, 에너지 소비 및 온실 가스 방출은 현저하게 감소될 수 있다. 이들의 광범위한 사용을 촉진시키기 위해서, 발딩의 주요 일광 조명 시스템은 비용면에서 효과적이어야 한다.
발딩의 주요 일광 조명 시스템에 있어서, 비용면에서 효과적인 태양광 방향 변경기는 이하에서 기술된다.
도 1A는 빌딩의 남쪽 정면을 따라 빌딩의 윈도우들 상에 장착된 종래 기술의 솔라 캐노피들을 가진, 3층으로 이루어진 빌딩의 측면 입면도를 부분적으로 개략적으로 도시한다.
도 1B는 광학 구성요소 구조를 도시하는 도 1A의 솔라 캐노피들 중 하나의 상부 평면도를 부분적으로 개략적으로 도시한다.
도 2A는 중립(비-회전) 위치에서 미러들을 나타내는 피봇적으로(pivotally) 상호연결된 3 개의 열을 도시한 정면 입면도이다.
도 2B는, 미러들이 방위각으로 회전된 위치(azimuth-rotated position)에서 제시된 것을 제외하고는, 도 2A와 유사한 도면이다.
도 2C는, 미러들이 고도로 회전된 위치에서 제시된 것을 제외하고는, 도 2A 및 2B와 유사한 도면이다.
도 3A는 미러 및 유니버셜 조인트를 도시한 상부 정면도로서, 같은 크기로(isometric) 경사진 상부 정면도이다.
도 3B는 도 3A와 같은 미러 및 유니버셜 조인트를 제시한 상부 평면도로서, 상기 유니버셜 조인트에 연결된 2 개의 액츄에이터들을 도시하고, 이때 상기 유니버셜 조인트를 개략적으로 도시한다.
도 4A는 열 미러 어레이(columnar mirror array)의 6개의 부분의 개략적인 상부 평면도로서, 이때 실선은 미러들의 중립 위치를 도시하고, 점선은 도시된 y-축 주위에서의 미러들의 회전을 도시한다.
도 4B는, 점선이 도시된 x-축 주위에서의 미러들의 회전을 도시한 것을 제외하고는, 도 4A와 유사한 도면이다.
도 4C는, 점선이 도시된 x 축 및 y 축 양축 주위에서 미러들의 회전을 도시한 것을 제외하고는, 도 4A 및 4B와 유사한 도면이다.
도 4D는 도시된 x 축 및 y 축 양축에 수직하는 z 축 주위에서 바람직하지 않은 미러들의 회전을 도시한 것을 제외하고는, 도 4A, 4B 및 4C와 유사한 도면이다.
다음의 전체 설명을 통해, 특정 설명은 본원의 철저한 이해를 제공하기 위해 앞으로 설정된다. 일부 일례에 있어서, 공지된 소자들은, 본원에서 불필요하고 분명치 않은 것을 피하기 위해, 상세하게 제시되거나 설명되지는 않는다. 따라서, 명세서 또는 도면은 한정적인 것보다는 오히려 일례적인 것으로 간주되어야 한다.
도 1A는 빌딩(10)의 남쪽 정면을 따라서 윈도우들(18, 20, 22) 상에 각각 실장된 종래 기술의 솔라 캐노피들(12, 14, 16)을 가진, 3층으로 이루어진 빌딩(10)의 측면 입면도를 부분적으로 개략적으로 도시한다. 각각의 솔라 캐노피들(12, 14, 16)은 태양광을 포획하고, 빌딩(10)의 외벽에 있는 날씨-보호형 개구부들(24, 26, 28) 중 해당하는 것을 통해 태양광 분배기들(즉 광 가이드들(light guides))(30, 32, 34) 중 해당하는 것에 상기 태양광을 재지향시킨다. 플리넘 공간들(plenum spaces)(36, 38, 40)은 빌딩(10)의 층마다 진부하게 구비되고, 즉 플리넘 공간(36)은 제 1 층의 셀링(ceiling)(42)과 드롭 셀링(drop ceiling)(44) 사이에서 구비되고, 플리넘 공간(38)은 제 2 층의 셀링(46)과 드롭 셀링(48) 사이에서 구비되고, 그리고 플리넘 공간(40)은 제 3 층의 셀링(50)과 드롭 셀링(52) 사이에서 구비된다. 태양광 분배기들(30, 32, 34)은 빌딩(10) 내에서 태양광을 각각 분배하기 위해 플리넘 공간들(36, 38, 40) 내에 구비된다. 대안적으로, 우묵한 곳을 보이지 않게 드롭 셀링 내에 만드는 것 대신에, 태양광 분배기들은, 통풍 덕트들(ventilation ducts) 등이 보이게 하는 것과 유사하게, 노출된 셀링 설계에 통합될 수 있다.
도 1B는 솔라 캐노피들(12, 14, 16) 중 대표적인 하나의 솔라 캐노피; 즉, 투명 커버(54) 내에서 광학적이고 기계적인 구성요소들을 덮는 솔라 캐노피(12)를 개략적으로 도시한다. 커버(54)는 바람, 강수, 먼지 등으로부터 구성요소들을 보호하고, 상대적으로 비싸지 않고 경량인 물질로부터 구성요소들을 용이하게 형성하고, 그리고 구성요소들의 유지 요건을 감소시킨다. 단지 솔라 캐노피(12)의 태양광-수용부가 투명해야 하고; 그의 다른 부분(예를 들면, 태양을 결코 향하지 않는 측면부)은 불투명할 수 있다. 솔라 캐노피(12) 내에 덮인 광학 구성요소들은 태양광 재지향 미러 어레이들(redirecting Mirror arrays)(56, 58) 및 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)을 포함한다. 미러 어레이들(56, 58)은, 각각의 점선(70, 72 및 74, 76)으로 제시된 바와 같이, 포물면 미러들(60, 62) 각각을 향해 입사 태양광선(68)을 반사시킨다. 포물면 미러들(60, 62)은, 각각의 점선(78, 80 및 82, 84)으로 제시된 바와 같이, 포물면 미러들(64, 66)을 향해 상기 반사된 광선을 재배향시킨다. 포물면 미러들(64, 66) 또한, 각각의 점선(86, 88 및 90, 92)으로 제시된 바와 같이, 벽 개구부(24)를 통해 태양광 분배기(30)로 반사된 광선을 재배향시킨다. 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)은 미러 어레이들(56, 58)에 대해 구성되고 배향되되, 광선이 태양광 분배기(30)에 의한 전송을 위해 적합한 범위의 각도로 태양광 분배기(30)로 재배향되도록 구성되고 배향된다. 본원은 태양광 재지향 미러 어레이들(56, 58)에 관련되지만; 포물면 미러들(60, 62, 64, 66) 또는 태양광 분배기(30)에 관련되지 않는다.
도 2A-2C는 미러 어레이들(56, 58) 중 대표적인 미러 어레이; 즉, 6 개 열(94, 96, 98, 100, 102, 104)의 미러들을 가진 미러 어레이(56)를 개략적으로 도시한다. 각각의 열은 5 개의 얇고, 직사각형이고, 평면 미러들을 가진다. 예를 들면, 열(94)은 5 개의 미러들(106, 108, 110, 112, 114) 등을 가진다. 각 미러는 개념적인 표면 법선 벡터(115)(도 3A 및 3B)를 가진다. 미러 열들(94, 96, 98, 100, 102, 104)은 강성이고 직사각형인 제 1 프레임(116)에 피봇적으로 연결된다. 특히, 각 열에서 최상부 미러(즉, 열(94) 등의 미러(106))는 한 쌍의 브라켓들(brackets)에 의해 제 1 프레임(116)에 피봇적으로 연결되고, 단지 한 쌍의 브라켓들 중 하나만(즉, 열(94) 등의 브라켓(118)) 도 2A 및 2B에서 보인다. 도 2C에서는 분명치 않은 다른 설명을 피하기 위해 브라켓들 또는 제 1 프레임(116) 어느 것도 도시하지 않았다. 제 1 프레임(116)은 미러들의 열과 함께 연결되되, 어레이(56)에 있는 모든 미러들이 일제히 이동하도록 연결된다.
각 열에 있는 미러들은 기계적으로 함께 연결되되, 태양의 고도 및 방위각에 변화함에 따라서, 상기 미러들이 미러들의 위치를 조정하기 위해 2 개의 평면에서 손쉽게 회전될 수 있도록, 상기 미러들이 이동할 시에 상기 미러들이 서로 간섭(즉 접촉)이 없도록 연결된다. 미러들은 상기 미러들이 이동 할 시에 서로 지나치게 그들지지 않게 해야 하는데, 미러들, 태양 또는 이 모두가 상대적으로 잠깐 위치하는 동안 최소 일부의 그늘이 태양광 방향 변경기(redirector)의 전체 효율을 최적화하기 위해 수용될 수 있다 하더라도 그러하다.
각 열에 있는 각각의 중간물 미러(즉, 열(94) 등의 미러들(108, 110, 112))은 연동 장치들(linkages)(120)에 의해 상기 중간물 미러 상하에 바로 있는 미러들에 피봇적으로 연결된다. 연동 장치들(120)은 이들이 있음에도 불구하고 강성 부재들일 필요는 없다. 연동 장치들(120)은 스테인리스강 와이어(stainless steel wire) 등의 비-스트레칭 물질로 형성될 수 있다. 각 연동 장치(120)의 양쪽 말단들은 볼 조인트들(ball joints), 유연성 엘라스토머 커넥터들(flexible elastomeric connectors), 또는 연동 장치들(120)이 미러들에 연결되는 지점 주위에서 미러들이 손쉽게 피봇되도록 하는 다른 적합한 수단에 의해 미러들에 연결될 수 있다. 연동 장치들(120)이 강성이 아닌 경우, 상기 연동 장치들은 강성 부재들로서 역할하는 충분한 장력하에서(예를 들면, 각 연동 장치(120)의 길이를 조정함) 유지되어야 한다.
유니버셜 조인트(즉 피봇가능한 연결)는 각 열에 있는 상부 미러 및 하부 미러의 중심에 구비된다(즉, 유니버셜 조인트들(122, 124)은 열(94) 등의 미러들(106, 114) 각각에 구비된다). 열 당 2개의 유니버셜 조인트의 구비는 각 열의 미러들이 제시된 x 축 및 y 축 주위에서 회전하도록 하면서, 미러들이 z 축 주위에서 회전하지 못하도록 하고, 이때 상기 x 및 y 축들은 열의 종 방향 범위에 대해 수직으로 되어 있고, 상기 z 축은 열의 종 방향 범위에 대해 평행하고 상기 x 및 y 축들에 대해 수직으로 되어 있다.
도 3A 및 3B는 미러(106) 및 유니버셜 조인트(122)를 더 상세하게 도시한다. 유니버셜 조인트(122)는 x-축 회전 부재(126) 및 y-축 회전 부재(128)를 통합시킨다. 피봇 링크(pivot link)(130)의 한 말단은 x-축 회전 부재(126)에 고정된다. 피봇 링크(130)의 반대 말단은 외부 제 2 프레임(132)(도 2A-2C)에 고정되고, 이때 상기 제 2 프레임은 제 1 프레임(116)으로부터 분리되어 연결되지는 않는다. 도 2A-2C에 도시된 바와 같이, 일 측 피봇 링크(130)는 상부 미러(106)의 유니버셜 조인트(122)로부터 제 2 프레임(132)의 상부까지 위로 연장되고, 타 측 피봇 링크(130)는 하부 미러(114)의 유니버셜 조인트(124)로부터 제 2 프레임(132)의 하부까지 아래로 연장되어, 열(94) 미러들이 z 축 주위에서 회전하지 못하도록 미러 열(94)을 확실하게 떠받친다. 유니버셜 조인트들은 상대적으로 비싸지 않지만, 상기 유니버셜 조인트들은 다소 가격이 증가되어, 각 열의 상부 및 하부 미러들에만 상기 유니버셜 조인트들을 구비하는 것이 바람직하다. 이는 유니버셜 조인트들보다 가격이 낮은 연동 장치들(120)에 의해 원활해지므로 중간물 미러들의 피봇가능한 이동을 용이하게 한다.
프레임에 연결된 열의 미러가 프레임에 연결된 다른 열들의 미러들에 대해 동일한 열 위치를 가진다면, 제 1 프레임(116)은 열에 있는 미러들 중 임의의 하나에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제 1 프레임(116)은 상술된 브라켓들에 의해 각 열에 상부 미러에 연결되거나, 각 열의 제 2 미러에 연결되거나 또는 각 열 등의 하부 미러에 연결된다. 미러들이 상술한 바와 같이 상호 연결되는 경우, 비싸지 않은, 전자적으로 제어가능한 2 개의 전자-기계적 회전 액츄에이터들(117A, 117B)은 어레이(56)의 모든 미러들을 일제히 매끄럽게 이동시키기 위해 사용되고, 이때의 토크(torque)는 매우 작다. 2 개의 액츄에이터들은 도 3B에 도시된 바와 같이, 유니버셜 조인트가 구비되는 미러들 중 임의의 하나에 구비될 수 있다. 공지된 알고리즘은 적합한 제어 신호를 액츄에이터들에 인가하기 위해 사용될 수 있어서, 상기 액츄에이터들에 구비된 미러들에 있는 유니버셜 조인트의 x 및 y-축 회전 부재들(126, 128)의 소정의 각도를 변위시킨다. 특히, 상기 액츄에이터들은 미러들을 이동시키기 위해 적합하게 제어되어 태양을 추적할 수 있고, 이로 인해 태양광을 연속적으로 특정 방향으로 재지향시킬 수 있되(즉 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)로 향하고 이로써 태양광 분배기(30)로 향함), 정확한 국부적인 태양 정오(true local solar noon)(즉, 전형적인 1일(work day)의 중요한 부분)의 약 ±3 시간에 상응하는 소정의 각도 범위 내에서 태양이 위치되는 경우에서, 상기 태양 위치에 상관없이, 지향시킬 수 있다. 이에 따라서, 각 태양광 재지향 미러 어레이(56, 58)는 일광 반사 장치(heliostat)로서 동작한다.
도 2A 및 4A-4D에서의 실선은 중립(비-회전) 위치에서의 미러들을 도시한다. 도 2B 및 도 4A의 점선은 방위각으로 회전된 위치에서의 미러들을 도시하고, 즉 제시된 y-축 주위에서 미러들을 회전시키기 위하여 액츄에이터들이 제어 동작을 적합하게 한 후의 미러들을 도시한다. 도 2C 및 도 4B의 점선은 고도로 회전된 위치에서의 미러들을 도시하고, 즉, 액츄에이터들이 제시된 x-축 주위에서 미러들을 회전시키기 위해 제어 동작을 적합하게 한 후의 미러들을 도시한다. 도 4C의 점선은 방위각 및 고도로 회전된 위치에서의 미러들을 도시하고, 즉, x 축 및 y 축 양 축들 주위에서 미러들을 회전시키기 위해 제어 동작을 적합하게 한 후의 미러들을 도시한다. 도 4D의 점선은, 상기 미러들이 z 축(즉 제시된 x 및 y 축들 양 축에 수직하는 축) 주위에서 회전을 못하도록 유니버셜 조인트들에 의해 억제되지 않은 경우, 미러들이 바람직하지 않게 서로 어떻게 간섭하는지를 도시한다.
동작시에, 미러 어레이들(56, 58) 중 하나의 한 측면 상에 입사하는 광선(68)은 상기 어레이의 미러들 중 하나에 의해 한 번 반사되고, 도 1B의 점선(70, 72 및 74, 76) 각각에 의해 나타낸 바와 같이, 어레이의 반대 측면을 통해 간다. 액츄에이터들은 미러들을 이동시키기 위해 제어가능하게 작동되되, 경면 반사(specular reflection)의 법칙에 따라서 미러들의 법선 벡터가 배향되도록, 입사 광선(68)이 기선택된(preselected) 반사 방향에 반사되도록 작동된다.
각 미러는 대략 17 x 19 ㎝일 수 있는데, 다른 크기가 가능하더라도 그러하다. 미러들이 너무 크면, 솔라 캐노피(12)는 빌딩(10)의 측면으로부터 너무 멀리 떨어지게 연장되어, 건축학적으로 바람직하지 않다. 미러들이 너무 작은 경우, 미러 어레이(56)의 가격은 비싸질 수 있어서 이 또한 바람직하지 않다. 각 열에서의 미러들은 서로로부터 이격되어야 하되, 태양광의 최대량이 포획되면서, 미러 상의 미러에 의한 하나의 미러의 그늘이 최소화되도록 한다. 열 당 7 개의 미러들을 가진 6개의 열을 가진 어레이가 결과적으로 가능하고, 이때 각 미러는 약 17 x 19 ㎝ 크기이고, 그리고 각 열의 미러들은 약 12 ㎝로 이격된다. 3 미터 캐노피(도 1B에서 제시된 x 방향으로 계측됨)는 도 1B에서 도시된 바와 같이, 2개의 미러 어레이들을 덮을 수 있다.
수많은 대표적인 양태들 및 실시예들이 상술되는 한편, 기술분야의 당업자는 특정 변형, 교환, 추가 및 이들의 하위-조합을 인식할 것이다. 그러므로, 첨부된 다음의 청구항들 및 다음에서 소개되는 청구항들이 상기와 같은 변형, 교환, 추가 및 이들의 하위-조합 모두를 포함하기 위해 해석되는 것으로, 또한 이들의 권리 범위 및 기술 사상 내에서 해석되는 것으로 의도되어야 한다.
예를 들면, 액츄에이터들은 제 1 프레임(116)에 연결되고 미러 어레이(56)에 근접하게 위치되는, 유사한 기계적인 배열로 구비될 수 있다.
미러 어레이들(56, 58)에 내에 있는 열 미러들은, 도 2A-2C에 도시된 바와 같이, 서로 수직으로 정렬되거나 수직으로 근접하게 될 필요가 없다. 예를 들면, 미러들은 비스듬하게 연장된 열들 또는 종 방향으로 연장된 다른 열들에서 함께 연결될 수 있다. 그러나 연동 장치들(120)은 미러들에 피봇적으로 연결되지 않아야 하되, 연동 장치들이 미러들의 의도된 각도 동작 범위 내의 위치에 대해 미러들의 평면들에 평행하게 연장되도록 한다. 예를 들면, 미러들의 중립 위치가 수평으로 되면, 미러들은 수평 행들에 연결되지 않아야 한다.
또 다른 일례로서, 미러 어레이들(56, 58) 내의 미러들이 서로 완전하게 평행한 경우, 상기 미러들은, 상술된 바와 같이, 태양광을 반사시키지만, 그러나 상기 미러들은 태양광을 집중시키지 않는다-다만 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)이 태양광을 집중시킬 뿐이다. 그러나, 태양광의 집중에 기여하기 위해 미러 어레이들(56, 58)을 구성할 수 있다. 이는, 서로 평행한 미러들을 유지시키는 대신에, 다른 미러들의 평면들에 대해 약간의 각도로 각 미러의 평면을 유지시킴으로써, 이룰 수 있다. 특히, 액츄에이터들은 미러들을 이동시키기 위해 제어될 수 있되, 각 미러의 법선 벡터의 배향성이 다른 미러들의 배향성으로부터 약간 벗어나도록 제어될 수 있다. 결과적으로, 반사의 법칙에 따라서, 입사 광선(68)은 기선택된 반사 방향으로부터 약간 벗어나는 방향으로 반사된다. 각 미러의 법선 벡터의 탈선은 반사된 광에 기선택된 패턴을 생성하기에 충분히 커야한다. 각 미러의 법선 벡터의 탈선의 적합한 선택은 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)을 향해 재배향됨에 따라 태양광의 집중(즉, 포커싱)을 용이하게 한다. 이는 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)에 필요한 태양광 집중도를 감소시켜서, 포물면 미러들(60, 62, 64, 66)의 광학 품질 및 가격을 감소시킨다.
그러나, 각 미러의 법선 벡터의 탈선은 한정되어야 하는데, 그 이유는 상기 탈선이 너무 크면, 근접한 미러들은 태양을 추적하기 위해, 특히 극도의 방위각 또는 고도의 각도로 이동됨에 따라 서로 간섭될 수 있기 때문이다(즉 접촉 또는 지나치게 그늘짐). 이는 근접한 미러들과 미러들의 열들 사이에서의 공간을 증가시킴으로써 완화될 수 있지만, 그러나 일부 광이 미러들에 의해 반사됨 없이 근접한 미러들 사이의 증가된 공간을 통해 가고, 이에 따라 광이 빌딩(10) 내에 분배되지 않게 손실될 수 있기 때문에, 비용면에서 효율이 감소된다.

Claims (32)

  1. 표면 법선 벡터(115)를 각각 가진 평면 미러들의 어레이(56);
    상기 미러들 중 종축 방향으로 근접한 미러들(106-114)을 피봇적으로 상호 연결하고, 상기 법선 벡터가 평행하면서 상기 미러들이 이동하도록, 상기 미러들의 이동을 억제하는 비-스트레칭 연동 장치들(120);
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 1 미러(106)에 있는 제 1 피봇가능한 연결기(coupling)(122); 및
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 2 미러(114)에 있는 제 2 피봇가능한 연결기(124)를 포함하고,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 2 개의 상호적인 수직 축들(x, y) 중 하나에 대해 이동하도록 하고, 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 제 3 축(z)에 대해 이동하지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미러들은 복수의 열들(94-104)에 배치되고;
    상기 비-스트레칭 연동 장치들은 동일한 열에서 근접한 미러에 각 미러를 연결시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 1 액츄에이터(117A); 및
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 수직 축(y)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 2 액츄에이터(117B)를 더 포함하고,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선(68)은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 액츄에이터들은 상기 미러들을 이동시키기에 제어가능하여 상기 법선 벡터를 배향시키되, 상기 미러들이 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로(specularly) 반사시키도록 배향시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 1 액츄에이터(117A); 및
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 수직 축(z)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 2 액츄에이터(117B)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 축(z)은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들(x, y)에 수직이고, 상기 열의 종 방향 범위에 평행한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 1 액츄에이터(117A); 및
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 수직 축(y)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 2 액츄에이터(117B)를 더 포함하고,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선(68)은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 액츄에이터들은 상기 미러들을 이동시키기에 제어가능하여 상기 법선 벡터를 배향시키되, 상기 미러들이 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키도록 배향시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 열들 중 각 열에서 하나의 미러에 피봇적으로 연결된 제 1 프레임(116)을 더 포함하고,
    상기 열들의 각 열에는:
    하나의 미러에서, 하나의 피봇가능한 연결기와 제 2 프레임(132) 사이에서 연결된 제 1 피봇 링크(130);
    또 다른 미러에서, 또 다른 피봇가능한 연결기와 상기 제 2 프레임 사이에서 연결된 제 2 피봇 링크(130)가 있고;
    상기 제 1 프레임에 연결된 열에 있는 미러는, 상기 제 1 프레임에 연결된 다른 열에 있는 미러와 동일한 열 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하고:
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러 싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 미러들은 복수의 열들에 배치되고;
    상기 비-스트레칭 연동 장치들은 동일한 열에서 근접한 미러에 각 미러를 연결시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  17. 제 11 항에 있어서,
    각 열에서 하나의 미러에 피봇적으로 연결된 제 1 프레임(116)을 더 포함하고,
    상기 열들의 각 열에는:
    하나의 미러에서, 하나의 피봇가능한 연결기와 제 2 프레임(132) 사이에서 연결된 제 1 피봇 링크(130);
    또 다른 미러에서, 또 다른 피봇가능한 연결기와 상기 제 2 프레임 사이에서 연결된 제 2 피봇 링크(130)가 있는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선(68)은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 액츄에이터들은 상기 미러들을 이동시키기에 제어가능하여 상기 법선 벡터를 배향시키되, 상기 미러들이 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키도록 배향시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 태양광 방향 변경기는 일광 반사 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  21. 일광 반사 장치로서 동작하는 태양광 방향 변경기에 있어서, 상기 태양광 방향 변경기는:
    표면 법선 벡터(115)를 각각 가진 평면 미러들의 어레이(56);
    상기 미러들 중 종축 방향으로 근접한 미러들(106-114)을 피봇적으로 상호 연결하고, 상기 미러들의 이동을 억제하는 비-스트레칭 연동 장치들(120);
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 1 미러(106)에 있는 제 1 피봇가능한 연결기(122); 및
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 2 미러(114)에 있는 제 2 피봇가능한 연결기(124)를 포함하고,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 2 개의 상호적인 수직 축들(x, y) 중 하나에 대해 이동하도록 하고, 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 제 3 축(z)에 대해 이동하지 못하도록 하고:
    상기 미러들은 복수의 열들(94-104)에 배치되고;
    상기 비-스트레칭 연동 장치들은 동일한 열에 있는 근접한 미러에 각 미러를 연결시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 미러들은 상기 법선 벡터를 배향시키기 위해 이동가능하되, 상기 미러들이 반사된 광에 기선택된 패턴을 생성하기에 충분히 큰 양으로, 상기 미러들이 이동할 시에 근접한 미러들 사이에서의 간섭을 막기에 충분히 작은 양으로 기선택된 수직 방향으로부터 탈선되는 방향으로 입사 광을 상기 미러들이 정반사로 반사시키도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선(68)은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 미러들은 상기 법선 벡터를 배향시키기 위해 이동가능하되, 상기 미러들의 법선 벡터가 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키기 위해 배향되도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  24. 제 21 항에 있어서,
    각 열에서 하나의 미러에 피봇적으로 연결된 제 1 프레임(116)을 더 포함하고,
    상기 열들의 각 열에는:
    하나의 미러에서, 하나의 피봇가능한 연결기와 제 2 프레임(132) 사이에서 연결된 제 1 피봇 링크(130);
    또 다른 미러에서, 또 다른 피봇가능한 연결기와 상기 제 2 프레임 사이에서 연결된 제 2 피봇 링크(130)가 있고,
    상기 미러들은 상기 법선 벡터가 배향되기 위해 이동가능하되, 상기 미러들이 반사된 광에 기선택된 패턴을 생성하기에 충분히 큰 양으로, 상기 미러들이 이동할 시에 근접한 미러들 사이에서의 간섭을 막기에 충분히 작은 양으로 기선택된 수직 방향으로부터 탈선되는 방향으로 입사 광을 상기 미러들이 정반사로 반사시키도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 미러들은 상기 법선 벡터를 배향시키기 위해 이동가능하되, 상기 미러들의 법선 벡터가 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키기 위해 배향되도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  27. 일광 반사 장치로서 동작하는 태양광 방향 변경기에 있어서, 상기 태양광 방향 변경기는:
    표면 법선 벡터(115)를 각각 가진 평면 미러들의 어레이(56);
    상기 미러들 중 종축 방향으로 근접한 미러들(106-114)을 피봇적으로 상호 연결하고, 상기 미러들의 이동을 억제하는 비-스트레칭 연동 장치들(120);
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 1 미러(106)에 있는 제 1 피봇가능한 연결기(122);
    상기 종축 방향으로 근접한 미러들의 제 2 미러(114)에 있는 제 2 피봇가능한 연결기(124)를 포함하고;
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 2 개의 상호적인 수직 축들(x, y) 중 하나에 대해 이동하도록 하고, 상기 제 1 미러 및 상기 제 2 미러가 제 3 축(z)에 대해 이동하지 못하도록 하고:
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 1 액츄에이터(117A); 및
    상기 미러들 중 선택된 하나를 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 수직 축(y)에 대해 제어가능하게 이동시키기 위해, 상기 피봇가능한 연결기들 중 하나에 연결되는 전자적으로 제어가능한 제 2 액츄에이터(117B)를 포함하고,
    상기 미러들은 복수의 열들(94-104)에 배치되고; 그리고
    상기 비-스트레칭 연동 장치들은 동일한 열에서 근접한 미러에 각 미러를 연결시키는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 미러들은 상기 법선 벡터를 배향시키기 위해 이동가능하되, 상기 미러들이 반사된 광에 기선택된 패턴을 생성하기에 충분히 큰 양으로, 상기 미러들이 이동할 시에 근접한 미러들 사이에서의 간섭을 막기에 충분히 작은 양으로 기선택된 수직 방향으로부터 탈선되는 방향으로 입사 광을 상기 미러들이 정반사로 반사시키도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선(68)은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 액츄에이터들은 상기 미러들을 이동시키기에 제어가능하여, 상기 미러들의 법선 벡터가 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키도록 배향되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  30. 제 27 항에 있어서,
    각 열에서 하나의 미러에 피봇적으로 연결된 제 1 프레임(116)을 더 포함하고,
    상기 열들의 각 열에는:
    하나의 미러에서, 하나의 피봇가능한 연결기와 제 2 프레임(132) 사이에서 연결된 제 1 피봇 링크(130);
    또 다른 미러에서, 또 다른 피봇가능한 연결기와 상기 제 2 프레임 사이에서 연결된 제 2 피봇 링크(130)가 있고;
    상기 미러들은 상기 법선 벡터가 배향되기 위해 이동가능하되, 상기 미러들이 반사된 광에 기선택된 패턴을 생성하기에 충분히 큰 양으로, 상기 미러들이 이동할 시에 근접한 미러들 사이에서의 간섭을 막기에 충분히 작은 양으로 기선택된 수직 방향으로부터 탈선되는 방향으로 입사 광을 상기 미러들이 정반사로 반사시키도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇가능한 연결기 및 상기 제 2 피봇가능한 연결기는 제 1 유니버셜 조인트 및 제 2 유니버셜 조인트(122, 124)이고, 상기 제 1 유니버셜 조인트 및 상기 제 2 유니버셜 조인트 각각은 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 1 수직 축(x)에 대해 회전가능한 제 1 부재(126), 상기 2 개의 상호적인 수직 축들 중 제 2 축(y)에 대해 회전가능한 제 2 부재(128)를 가지고;
    상기 제 1 미러(106)는 상기 제 1 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되고;
    상기 제 2 미러(114)는 상기 제 2 유니버셜 조인트의 제 1 부재(126)를 둘러싸고 상기 제 1 부재 상에서 피봇되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 측면 상에 입사되는 광선은 상기 어레이의 반대 측면을 통해 상기 미러들 중 하나에 의해 한번에 반사되고;
    상기 액츄에이터들은 상기 미러들을 이동시키기에 제어가능하여, 상기 미러들의 법선 벡터가 기선택된 방향으로 입사 광을 정반사로 반사시키도록 배향되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향 변경기.
KR1020107001497A 2007-06-22 2008-06-16 적응형 태양광 방향 변경기 KR101114664B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94565307P 2007-06-22 2007-06-22
US60/945,653 2007-06-22
PCT/CA2008/001144 WO2009000070A1 (en) 2007-06-22 2008-06-16 Adaptive sunlight redirector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100023969A true KR20100023969A (ko) 2010-03-04
KR101114664B1 KR101114664B1 (ko) 2012-03-13

Family

ID=40185134

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107001500A KR20100025581A (ko) 2007-06-22 2008-06-16 3ｄ 곡면의 스트립 구조물
KR1020107001497A KR101114664B1 (ko) 2007-06-22 2008-06-16 적응형 태양광 방향 변경기

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107001500A KR20100025581A (ko) 2007-06-22 2008-06-16 3ｄ 곡면의 스트립 구조물

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8000014B2 (ko)
EP (2) EP2171340A4 (ko)
JP (2) JP2010531036A (ko)
KR (2) KR20100025581A (ko)
CN (2) CN101688637A (ko)
CA (2) CA2685957C (ko)
SG (1) SG182185A1 (ko)
WO (2) WO2009000070A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008137379A2 (en) * 2007-04-30 2008-11-13 Tufts University Doubly-curved mesh and its method of manufacture
US9995507B2 (en) 2009-04-15 2018-06-12 Richard Norman Systems for cost-effective concentration and utilization of solar energy
WO2012021471A2 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 3M Innovative Properties Company Concentrating daylight collector
US9291371B1 (en) * 2010-09-27 2016-03-22 Gary M. Lauder Light-admitting heliostat
US9909730B2 (en) 2010-09-27 2018-03-06 Gary M. Lauder Processor-controlled light-admitting heliostat
WO2012079177A1 (en) 2010-12-16 2012-06-21 Cooledge Lighting Inc. Hybrid illumination systems and methods
ES2398330B1 (es) * 2011-08-12 2014-01-24 Fundación Imdea Energía Campo vertical de heliostatos.
US8902505B2 (en) 2011-09-30 2014-12-02 Suncentral, Inc. Opto-mechanical joint assemblies
US8928981B2 (en) * 2011-10-25 2015-01-06 The University Of British Columbia Sunlight redirecting mirror arrays
US8789317B2 (en) * 2012-01-17 2014-07-29 James L. CHEH Method for forming a double-curved structure and double-curved structure formed using the same
US8611011B2 (en) * 2012-04-20 2013-12-17 Suncentral, Inc. Dual-stage sunlight redirection system
CN104812297B (zh) 2012-08-31 2017-05-17 阿库图森医疗有限公司 导管系统及其医疗使用方法，包括心脏的诊断和治疗使用
CN105408681B (zh) 2013-04-24 2018-08-03 英属哥伦比亚大学 带有固定镜片的日光重定向系统
JP5818171B2 (ja) * 2013-05-22 2015-11-18 大日本印刷株式会社 光制御具
JP6681332B2 (ja) 2013-09-13 2020-04-15 アクタス メディカル インクＡｃｕｔｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ． 心臓表面での電気双極子密度の判断のための装置および方法
CN103697534A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 吴江菀坪隆华机电制造有限公司 一种取暖器反光板
US9964269B2 (en) 2014-06-12 2018-05-08 The University Of British Columbia Light distribution systems and methods
JP6905936B2 (ja) * 2015-11-13 2021-07-21 株式会社カネカ 太陽電池モジュールの敷設構造、太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの設置方法
NL2015879B1 (en) * 2015-11-27 2017-06-14 Solarswing Energy B V Solar shading module, glazed structure, building, and method of operating a solar shading module.
CN105794507A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 刘中华 日光温室辅助光照增强系统
US10151512B1 (en) 2017-10-17 2018-12-11 King Saud University Solar heating apparatus
US10190801B1 (en) 2017-10-17 2019-01-29 King Saud University Solar heating apparatus
US10190802B1 (en) 2017-10-17 2019-01-29 King Saud University Solar heating apparatus
WO2019217430A1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Acutus Medical, Inc. Cardiac information processing system
CN109750781B (zh) * 2019-01-17 2023-10-31 上海海事大学 一种旋转锥面葵花型索穹顶
WO2020153533A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-30 Kepco Engineering & Construction Company, Inc. Multi layer(multi stack) photovoltaic system with reflector
US10598324B1 (en) * 2019-03-21 2020-03-24 Frederick Guy Electromagnetic radiation collecting and directing device
CN111473289B (zh) * 2020-03-06 2021-09-17 上海众帆新能源科技发展有限公司 新型主动式阳光导入装置
CN112012391B (zh) * 2020-09-03 2021-08-27 杭州翔毅科技有限公司 一种防潮式热岛效应用反光屋顶及其防潮方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675380A (en) * 1970-04-27 1972-07-11 Tension Structures Co Prefabricated dome-type shelter
US4001836A (en) * 1975-02-28 1977-01-04 Trw Inc. Parabolic dish and method of constructing same
FR2356169A1 (fr) * 1976-02-09 1978-01-20 Anvar Heliostat
US4056313A (en) * 1976-06-15 1977-11-01 Arbogast Porter R Multiple mirrored apparatus utilizing solar energy
US4110010A (en) * 1977-07-07 1978-08-29 Hilton Richard D Ganged heliostat
US4317031A (en) * 1978-08-02 1982-02-23 Max Findell Central focus solar energy system
DE2835348C2 (de) * 1978-08-11 1982-09-16 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Reflektoranlage für Sonnenkollektoren
US4425904A (en) * 1980-10-01 1984-01-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tracking system for solar collectors
US4466423A (en) * 1982-09-30 1984-08-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Rim-drive cable-aligned heliostat collector system
JPS6127517A (ja) * 1984-07-18 1986-02-07 P S Kankyo Giken Kk 太陽光線反射装置
JPS6152008A (ja) * 1984-08-22 1986-03-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 折畳み式パラボラアンテナ
US4883340A (en) * 1988-08-02 1989-11-28 Solar Lighting Research, Inc. Solar lighting reflector apparatus having slatted mirrors and improved tracker
US5285320A (en) * 1989-04-14 1994-02-08 Carl-Zeiss-Stiftung Mirror for changing the geometrical form of a light beam
JP2832375B2 (ja) * 1989-08-17 1998-12-09 日本電信電話株式会社 パラボラアンテナ反射器鏡面形状調整機構
JPH07105708A (ja) 1993-10-08 1995-04-21 Matsuda Kogyo Gijutsu Kenkyusho:Kk 太陽光反射器
JP3611351B2 (ja) * 1994-11-21 2005-01-19 株式会社日立製作所 立体図形データの記録方法
US5787878A (en) * 1996-09-23 1998-08-04 Ratliff, Jr.; George D. Solar concentrator
US5980052A (en) * 1997-07-29 1999-11-09 Thor; Leifur Hayden Sun reflecting device
KR100332734B1 (ko) 1999-05-18 2002-04-17 송규동 벽면 부착형 태양광 조명장치
JP2001186309A (ja) 1999-12-24 2001-07-06 Fuji Photo Film Co Ltd 画像読取装置
US6484152B1 (en) * 1999-12-29 2002-11-19 Optimumportfolio.Com, Llc Automated portfolio selection system
US6485152B2 (en) 2000-05-05 2002-11-26 Doug Wood Matrix solar dish
JP4456749B2 (ja) 2000-11-02 2010-04-28 富士通株式会社 柔軟媒体物搬送シミュレーション装置
AUPR356601A0 (en) 2001-03-07 2001-04-05 University Of Sydney, The Solar energy reflector array
DE20314372U1 (de) * 2002-12-23 2003-12-04 Day4 Energy Inc. Sonnenkonzentrator für lichtbündelnde Photovoltaic-Anlagen
JP2005173963A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品解析方法、電子部品解析装置、およびこれを用いた電子部品
CA2570532C (en) * 2004-06-17 2012-05-29 Crawford Brewin Ltd A prefabricated shelter
WO2006021976A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Prasanta Ray Novel sun-tracker mechanism for a set of mirrors
NL1028365C2 (nl) * 2005-02-22 2006-08-23 Paul Gokkel Bouwsysteem en inbindsysteem.
JP4685504B2 (ja) 2005-05-09 2011-05-18 株式会社ブリヂストン 中空円板状ゴム部材の成形方法
WO2008137379A2 (en) * 2007-04-30 2008-11-13 Tufts University Doubly-curved mesh and its method of manufacture
US7923624B2 (en) * 2008-06-19 2011-04-12 Solar Age Technologies Solar concentrator system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2171340A4 (en) 2011-08-17
JP2010529568A (ja) 2010-08-26
CA2685957A1 (en) 2008-12-31
WO2009000071A1 (en) 2008-12-31
CN101688637A (zh) 2010-03-31
US20100254010A1 (en) 2010-10-07
CA2687383C (en) 2013-07-16
CN101688656A (zh) 2010-03-31
KR20100025581A (ko) 2010-03-09
EP2171347A1 (en) 2010-04-07
KR101114664B1 (ko) 2012-03-13
EP2171347A4 (en) 2011-08-10
EP2171347B1 (en) 2015-06-03
US8352224B2 (en) 2013-01-08
JP2010531036A (ja) 2010-09-16
US20100198562A1 (en) 2010-08-05
EP2171340A1 (en) 2010-04-07
CA2685957C (en) 2012-02-21
CN101688656B (zh) 2013-12-04
WO2009000070A8 (en) 2009-12-10
WO2009000070A1 (en) 2008-12-31
US8000014B2 (en) 2011-08-16
CA2687383A1 (en) 2008-12-31
SG182185A1 (en) 2012-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101114664B1 (ko) 적응형 태양광 방향 변경기
US10738473B2 (en) Solar shading module, glazed structure, building, and method of operating a solar shading module
US8100122B2 (en) Solar roof tracker
US7677241B2 (en) Apparatus for redirecting parallel rays using rigid translation
US8723092B2 (en) Light guiding device
KR100713802B1 (ko) 독립형 자연채광장치
AU2006348550B2 (en) A heliostat support and drive mechanism
US8902505B2 (en) Opto-mechanical joint assemblies
KR102483107B1 (ko) 슬라이딩 구조를 이용하여 집광부의 각도 조절이 가능한 태양광 집광 장치
US4223662A (en) Structural solar collector assembly
JP2020178647A (ja) 農業用ハウスの採光構造
US9964269B2 (en) Light distribution systems and methods
KR100592426B1 (ko) 독립형 자연채광장치
US20220021332A1 (en) Cable and pole supported solar panel array
US9784477B2 (en) Apparatus for reflecting light
US20230275542A1 (en) Cable and pole supported solar panel array
US9239444B2 (en) Incident and reflective mirror array focusing by kinematic function control
ES2200510T3 (es) Instalacion de laminas para dar sombra.
US20080049342A1 (en) Balanced Radiation Concentrating Device
JPS634502A (ja) 太陽光採光装置を用いた照明装置
JPH04333810A (ja) 採光装置
BG65726B1 (bg) Инсталация за оползотворяване на слънчевата енергия

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee