TW201109601A - Apparatus and system to lower cost per watt with concentrated linear solar panel - Google Patents

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201109601 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種混合太陽光伏（photovoltaic，PV)及太陽聚光伏系 統（concentratedphotovoltaic ’ CPV)的系統及其裝置，用以降低太陽光伏系 統的生產成本。特別是所揭露的方法提出一種簡化近拋物線低聚光的太陽 光伏系統(Quasi-parabolic trough PV，QPTPV)，具有較大的追踪器指向誤差 容忍度。近拋物槽（Quasi-parabolic trough，QPT )反射鏡是以離焦來覆蓋 在整個線性太陽能板陣列上，線性太陽能板是從一個大長方形太陽光伏面 板縮減而成。總結來說，近拋物線太陽光伏系統是由低成本的近拋物線反 射板、一組較密集而低成本的線型太陽能光電池陣列以及一寬鬆要求的單 軸式或雙軸式太陽追蹤器所組成，這些較低成本的技術結合可以讓太陽能 光電系統每千瓦小時的生產成本降到最低。 【先前技術】 太陽光伏面板通常由一個二維陣列的太陽能電池所建構，封裝在長方 形的太陽能面板上，用以積累太陽能，但並無聚光而轉化成實用的電力。 此外’如果太陽能板安裝在雙軸式太陽追織上，使得社陽能光電池面 板在任何時候都能面向太陽，相對於固定式模組可以收集多約4〇%至5〇% 的太陽能。錄住宅屋頂安裝上的關，常見在住宅屋頂上社陽能光電 池面板通常是固定式_電池面板。带電池面板較其他種類的高效率太陽 能電池(例如多接面鎵餘)便宜好。在當今市場最好_電池效率已超過 20%，而太陽能電池效率在實驗室甚至可制2挑。然而，梦電池面板若 201109601 - 沒有太陽的聚光，需要大量的矽電池以覆蓋整個太陽光伏面板。由於製造 • 的困難，較高效率的矽電池（超過20%)需較高的成本。因此，屋頂太陽 能板主要低效率（15%-17%)的矽電池。在2010年，矽電池面板的零售 偏格大約每瓦2美元，屋頂安裝費用約為每瓦5至6美元。對現今業界而 言，提出以一個簡化的程序將利用帶有雙軸式太陽追蹤器的QpTpv系統來 將太1%光伏生產成本降至約丨美元，是不可想象的。然而，本發明正是提 出了一種系統性的方法和裝置，可以實現這個最低成本的目標。 φ 對於太陽能聚光電池系統來說，由於原料稀少和複雜的處理步驟及低 產出，使得多接面太陽能電池昂貴得多。當今三接面太陽能電池的效率可 以達到1%倍於單絲電池，約為4G%左右或更高。但這種電池賴格超高 於石夕電池；因此要將數百到數千倍的高度聚光，以節省太陽㈣池的成本， 也同時達到高效率。因此，目前三接面太陽能電池_成非常小的單元尺 寸約1平方厘米或更少’以節省電池成本。此外還需依靠精密的聚光裝 置，才能達到高缝轉換鱗。太陽能聚光電池祕所縣的是以太陽能 籲板用追蹤器直接面對陽光照射，以精密的光學太陽能追踪器收集太陽光束。 太陽能聚光電池系統的主要費用為傳統式高精度雙軸式太陽能追踪器，兩 階段聚光系統及冷卻系統和超高價位的聚光電池。目前太陽能聚光電池每 瓦的安裝成本遠高於太陽能光電池面板。 在太陽能规池祕❹的贼胃成本必祕於鴻眺總成本的40 % ’因為使用雙軸式讀追踪H改善太陽能光電池的發電量大約是4啊至 50%不等而取決於當地緯度和面板_定安裝方向。目前的雙軸式太陽追 201109601 踪器在市場上的價格很少低於太陽能板的40%成本。因此，除非有大型太 陽能電站指定使用，否則雙軸式太陽追蹤器很少用於太陽能光電池。由於 目前雙軸式太陽追蹤器成本高，有較多的固定式面板或單軸式太陽追蹤器 應用在大型發電站。 因為一般太陽能聚光電池很微小，大約1平方厘米，所以太陽能聚光 電池系統的追踪器需要高精密度。指向誤差可以很容易導致太陽光聚焦在 電池板面積外。即使使用一些辅助的光學或鏡面漏斗收集器(mirror funnel collector)減輕指向誤差的影響，太陽能追踪器仍然需要高指向精密度，典型 的才曰向精狁度控制在0.25度以下。相反地’太陽能追踪器用於太陽光伏面 板則不需要高指向精密度。太陽能光電板即使傾斜也能收集太陽能，例如 用在屋頂上。其效率是和太陽射線與法線（垂直線）夾角的餘弦值(c〇sine) 成正比。舉例來說，如果太陽射線與法線的夾角是5度，其效率仍然是垂 直太陽射線的99.6% (即COS 5。）。 總結來說’可以得出下列結論：雙軸式太陽追踪器的指向要求是可以 放寬的用在太陽光伏系統。例如，太陽光伏的追踪控制器可卩使用一個開 迴路系統，只記憶太陽移純道上的位置（太騎）無駄陽感應器。再 则’本發明提出可贿用—崎^神回授指向演算絲實現最大輸出功 率。八要光電池產生出最大的輸出功耗向解析度可以放寬。這些放寬指 向器的要求可以降低追踪器的成本^中請人在另提出-項發明中请，提出 了若干裝置和系統，可以大幅降低太·追·的成本。 201109601 【發明内i】 有繁於此’本發明目的在提供一種有別於現今太陽光伏系統或太陽聚光 伏系統的光電系統及裝置，讓成本可以低於目前任何一種太陽聚光伏系統 及太陽光伏系統。 本發明所揭露的QPTPV系統是採用價格相當低廉的近拋物線反射槽板 (QPT)。而本發明還揭露一種製作近拋物線反射槽板的技術。近拋物線反射 槽板不像真正的拋物線槽或拋物線反射碟一樣具備高聚光率，但卻可以很 參 容易地用一塊自然彎曲且正面覆蓋一鏡片的金屬或塑膠反射板製成。在此 覆蓋鏡膜片的表面，可以覆上一層因應天氣變化的保護膜，並可再彈性覆 上一奈米材質膜，兼具防水及防止灰塵堆積的功能。這種低價的玻璃鏡片 在一般鏡片零售市場上常見的五金行裡都買得到。彎曲的近拋物線槽反射 板也使用類似的低價鏡膜，背面為金屬或複合材質，正面則覆上一層介電 質保護膜，以提升陽光反射效果。 鲁 另一方面，一般大型太陽光伏板（或模組）是由太陽能電池排成6x12 的陣列所組成。在相同範圍的情況下，如果近拋物線反射槽將太陽光集中 在1x12的線性太陽能電池陣列上’那麼只需使用六分之一的太陽能電池 即可。同理’如果太陽照射的面積是太陽光電板全幅的兩倍大，而且太陽 照射的範圍集中在相同的1X12線性太陽能電池陣列上，那麼只需使用十 二分之一的太陽能電池即可。 另外一方面，6到12次集中太陽光伏的低聚光率為可達成之拋物線糟s】 7 201109601 聚光率的低標。若採用輸出功率測量值作為回授的指向演算，可讓太陽追 蹤器的指向精準度變得較寬鬆。如此一來，雖降低了雙軸式太陽追蹤器成 本，但仍然可以產出最大量的能源。具體來說，太陽聚光伏系統所要求的 指向精準度一般是在0.25度以下《而近拋物線太陽聚光伏系統所要求的指 向精準度較寬鬆到1度左右，所以將低價的單軸式或雙軸式太陽追蹤器應 用在近拋物線光電系統上是十分理想的。該較寬鬆的太陽追蹤器使用一混 合式太陽曆追蹤器，搭配輸出功率測量值進行回授，以控制太陽追蹤器指 向精準度。 再者，使用近抛物線太％聚光伏系統的另一选择，可附带用在热水 器 &來說，為了將聚光太陽光伏系統中的太陽能電池控制在使用溫度 範圍内，因此必須對太陽能電池進行冷卻，以確保運作功能。裝加冷卻裝 置對任何一種太陽聚光伏系統都是一項負擔。然而，本发明長條型太陽能 板部可以善用其線性結構的優勢’使主動冷卻系统轉變成一線性水管加熱 系統。藉由线冷卻的方式，可以進-步吸收逸散社陽能，而將其中6〇% 到70%左右的散驗轉換祕水騎、。根録鋪業化之水加熱系統的 資料顯示，結合電、熱祕㈣_太陽能可賴射猶能的75%。 在太陽聚熱發電纽（CSD) _壯，個長辦接的拋物線反射 槽來集中太陽熱能。而太陽熱能會集中在隔熱管上將水蒸氣加熱以驅動渦 輪發電機。現今所用的拋物線槽為-大型結構，包含成形玻璃反射鏡或複 合材質反射板。近_線反捕的反射板可簡像這樣翻兩個近抛 201109601 . 物線反射槽的大型拋物線槽。如果將使用近拋物線反射槽板的太陽聚熱發 . 電系統應用在進行簡易旋轉的單轴式太陽追蹤器上，既可以減輕重量，也 可以降低成本。 總結來說，降低近拋物線太陽光伏系統每瓦成本的關鍵在於：（1)使用 簡單的近抛物線反射槽板，降低拋物線反射板的成本；（2)減少線性陣列上 太陽能電池的數量’減少到相當面積太陽光電板之太陽能電池數量的六分 之一或到十二分之一；（3)使用以輸出功率測量值作為回授的指向演算法寬 鬆指向精密度，以降低雙軸式或單軸式太陽追蹤器的成本。本發明所使用 的低價拋物線反射板，可以完成6到12次聚光的任務。此低價拋物線反射 板由表面覆蓋鏡的f曲反射板製成。線性陣列所減少的太陽能電池數量 可以有更多經費娜使敝航太陽能電池超出2G%_f.若將本發 明連同㈣人已申請之低價雙軸式太陽追蹤器（參見美國專利申請號 以觀州)-起使用，對於想要達成目前太陽光電發電每瓦只需美金一元的 目標指日可待。 下文特舉較佳實施例，並配合 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂， 所附圖式.’作詳細說明如下： 【實施方式】 以下各實施觸說明是參考附加_式，_麻本發明可用以實〉 之特定實施例。本發明所提_方_語 ' 工」、卜」、丨刖」、「接 厂左」、「右」、「頂」、「底」、「水平 更」 」等，僅是參考附加圖式的$ 201109601 向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發 明。 近拋物線反射槽的定義與聚光比率 請參見第1 ®，第1圖繪示本發明的近拋物線(______， QPT)反射槽。QPT反射槽包含-f曲反射板52。在較佳實施例中，反射板 52採用防銹金屬板材，反射板呈現自然彎曲的形狀。反射板52兩側的彎 曲力會使得反射板52的彎曲曲線呈現近拋物線性。反射板52也可以使用 玻璃纖維、塑料、壓克力、鋁或鋁合金、不銹鋼板等材料製作，並在該使 用材料的則表面被覆鏡面和因應天氣變化的保護膜。另一方面，將脊曲的 剛性玻璃或壓克力放置於加熱艙内也可達成類似的彎曲效果只需要在清晰 的剛性玻璃或壓克力的前表面或後表面放置鏡面即可。 使用真正的拋物線反射槽板對太陽光伏而言並非最好的選擇，因為拋 物線反射槽板會將太陽光聚焦於一直線上，可能導致強烈的太陽光燒壞或 傷害電池。理想上，聚集的太陽光線必須均勻地分散在太陽能電池表面。 這個技術通常應用在非成像光學(non-imaging optics)產業中。本發明揭露在 特定的條件下將平面板兩邊施力彎曲以製成近拋物線反射槽。當垂直面向 太陽，QPT反射槽不會將太陽光聚光為一線，而是聚光在線性太暢能電池 陣列12的一狹長條。這是類似於一個圓筒反射器(cylindrical reflector)不會 將所有平行光聚光在一直線上。線性太陽能板11包括一個線性太陽能電池 陣列12和散熱器(radiator)陣列14。如果聚光線條不足以涵蓋太陽能電池陣 201109601 -列12 ’可以移動線性太陽能板η使其接近（或遠離）反射板52而散焦 (defocus)太陽光線以填滿線性太陽能電池陣列12的線性面積β本發明的真 諦是以達到低聚光且比傳統的拋物線反射槽有更低的成本。散熱器陣列14 可直接接觸線性太陽能電池陣列12用來逸散因太陽能聚光而累積熱量。垂 直支撐臂18用來固定線性太陽能板η，而且可調節距離反射板52中心線 的高度。透過調整太陽能板11的高度，可以產生不同大小的模糊圖像 (blurred image)面積，直到平均分佈在線性太陽能電池陣列12表面上。實用 φ 上最佳的調整高度是對應到太陽能電池陣列12產出最大輸出功率。 如第1圖所示，近拋物線反射板52拋物線之橫跨直線距離(Unear span) 26,線性太陽能電池陣列11的寬度16。本系統的太陽聚光度則是反射板 52的横跨直線距離26減去太陽能電池陣列12的寬度16，再除以太陽能電 池陣列12的寬度16。因為線性太陽能電池陣列12會在近拋物線反射板52 產生陰影而減少反射板52上的反射面積，因此在計算時需要減去太陽能電 池陣列的寬度16。 製造QPT反射槽的方法與數個實施例 請參見第2圖’第2圖繪示QPT反射槽的側視圖。qpt反射槽的概 念應用了拋物線方程式Y = X2 / 2，其中X表示拋物線橫跨直線距離的一 半，Y表示拋物線彎曲深度。第2圖繪示的拋物線的焦點是在距離拋物線 0.5公尺的中心上。如果拋物線橫跨直線距離（2X)為1.28公尺，則拋物 線的彎曲深度為0.2048公尺《當反射板52是一個完美的拋物線下，太陽光 將被聚焦在距離反射板52約0.5公尺的直線上。 201109601 利用金屬板或玻璃片製作一個真正完美的拋物線槽並不容易。不僅成 型和壓製騎程必彡歸準的遵觀物線的餅，使彎曲的金屬#或平板玻 璃(flat glass)鑄模為拋物線型，而且拋物線表面還必須完全地平坦無質地上 的瑕疵。然而，本發明揭露了一種接近拋物線狀的反射槽，不僅簡化製造 過程也可降低成本。由於材料和製程的限制，QpT反射槽的形狀可能不完 全捋合拋物線，但相當接近真實的拋物線。然而，對於低聚光太陽能光電 池而言已是足夠。在第2圖中，反射板52係自然地彎曲，兩邊由螺栓13 固定在三肖敎料15上。讀梁ls的較佳實關是由細長金屬條彎曲 成等腰三角形。呈等腰三肖獅支縣15的等腰肖度應符合鎌點上的抛 物線斜率並在頂角開縫。在頂角開縫的目的是讓三角形支撐梁丨5利用枕型 轴鉗(pillow clamp)和螺栓(b〇it)固定於太陽追踪器的主支架上。本發明製造 QP 丁反射槽的技術應當密切遵循以下三個規則； 1) 所需反射板52的橫跨直線距離26應是大至等於兩個支撐梁15之 間的距離。該橫跨直線距離26大致符合一個真正的拋物線的橫跨直線距離。 2) QPT反射板52彎曲前的寬度應大至符合橫跨直線距離26間真正拋 物線的弧線長。 3) 三角形支撐梁15的兩個與反射板52接觸的斜邊邊梁應符合真正拋 物線接觸點的斜率。該接觸點是用螺栓13固定。 依據這三個大至符合的參數：横跨直線距離26 '反射板52的寬度和 支禮梁15兩斜邊位於接觸點的斜率，就可以產生近拋物線反射板52。使用 12 201109601 - 大至”這個的辭囊，絲容許機械加工的誤差。此反射板52定義為QPT非 • 奴似真正的缝線，較_可見在QPT支#_近呈紐，該反射板 52並非呈現完美的拋物線。 在這三個步驟之外，QPT反射板還可以使用兩個對稱的半抛物線製 作，即橫跨直線距離26和反射板％的寬度將是上述實施例的一半。兩半 對稱的QPT反射板的底部會利用一固定樑(例如倒立的τ型勸連接。支禮 梁15的斜邊大鱗合兩qPT反射板_物料率，但兩個奶反射板的 底部連結處呈水平角（斜率為〇度）。替代的QpT技術可用於大型的QpT 結構’或當平板反射板不夠大到可以做成一塊QPT。大型的QpT結構適用 於太陽聚熱發電系統(0011(^111；1^6(^〇1批]3〇从61>，（；：81))的太陽能熱集中器。本 實施例的近拋物線成型技術應用於目前的csp產業可實現比使用傳統抛物 線反射器更低的成本。 由於QPT反射板52並非呈完美的拋物線，所以qPT反射板52會將 鲁太陽光聚焦在-狹窄長條’而不是一線狀。透過散焦可以擴大聚焦線條的 寬度以填滿線性太陽能電池陣列面積。較佳實施例是調整垂直支撐臂18的 尚度使得長條狀太陽能板11與反射板52的距離接近而散焦。參見第2圖 的數值範例，當反射板52的橫跨直線距離26為128公分，太陽能板11的 寬度16為12_8公分’將太陽能板11陰影的部分扣除後，QpTpv太陽能聚 光度只有9倍。這是在拋物線反射槽可實現的聚光度中較低的範園。然而， 在這樣低的聚光比率，只需要11%的面積太陽能光電池面板之電池。這是 也是降低QPTPV系統每瓦成本其中一重要個關鍵。 13 201109601 對於熟悉此項技藝者來說，QPT反射槽可依據前述三個相同規則將板 材彎曲其他近似的幾何曲線。例如，形成一圓筒狀反射槽(cylindrical trough)，該圓筒狀反射槽可以近似成一圓弧曲線(circular arc curve)，具有等 效的橫跨直線距離、曲線長度和支撐點上的斜率。圓筒反射槽可以的功能 類似於一個近拋物線反射槽，但仍不比近拋物線反射槽理想，因為平行光 線自圓筒反射槽反射後不會聚焦在一條中心線上《然而，圓筒槽較拋物線 槽容易成形。其他曲線的反射槽也是可能的，但效果不如近拋物線反射槽 或圓筒反射槽。總括來說，用形成近拋物線反射槽的三個規則來形成其它 曲線槽定義為弧線槽（Curved troughPV，CTPV)模擬其他真實幾何曲線。 即使近拋物線反射槽是最適合用在集中反射的聚焦面積，但當線性太陽能 電池板列相對較寬時，圓筒反射槽可能在低聚光應用上容易應用。 近拋物線光電系統在雙軸式太陽追縱器的實施例 第3A圖繪示本發明QPTPV系統的最佳實施例。多個近qPT反射槽安 裝在-個低成本的雙轴式太陽追踪器1〇£)雙軸式太陽追縱器1()請參閱本發 明之申睛人已巾請的美國糊（細專辦請號12/852,454)。雙軸式太陽 追蹤器10安裝在地面上’以地柱2〇目定在基座4〇上。在地柱2〇頂部是 -個旋轉頭3卜水平梁5㈣定在旋轉頭3()頂部…個雙邊的矩形追縱器 支架51附著在水平梁50上並保持平衡。等腰三角形支樓梁15平行排列並 垂直女裝在水平梁5〇上。熟式太陽魏^ 1()在本實齡则驅動步進 馬達43和電磁旋轉頭42作為控制方位旋轉。一個附有驅動桿^㈣h㈣ 201109601 • 的線性驅動器用於控制仰角旋轉(elevation rotation)。驅動桿57係樞接於樞 • 紐54上。雙軸式太陽追蹤器1〇每邊有6個近拋物線反射板52。如第3C 圖所示。每個近拋物線反射板52安裝在兩個等腰三角形支撐梁15之間， 將近拋物線反射板52推擠成近拋物線形，並用螺拴13固定兩侧。支撐梁 15的兩端連接在邊緣的L型梁5，成為一個矩形追踪器支撐臂51。長條狀 太陽能板11則固定在垂直支樓臂18上。兩個排成一線的長條狀太陽能板 11在中間連結並以托架17(bracket)固定，再以垂直支撐臂18在中間支撐。 鲁調整中間的垂直支撐们8 #高度可能沒有必要，因為可以調整太陽能電池 板兩端也就是位於邊緣的L型梁5的支撐臂高度即可。此外中間的垂直支 撐臂18可插入導管29(guidingtube)再以托架17固定。導管29是作為一個 導引軌道。位於中間的垂直支撐臂18的底部係固定於追踪器水平梁5〇。調 整兩端垂直支撐臂18的高度可以讓太陽能板u向上或向下移動。 QPTPV系統散焦是透過調整垂直支撐臂18的高度來達成。垂直支撐 修 煮丨8以螺帽(screwnuts)19固著在邊緣的L型梁5。調節高度能夠散焦太陽 光線，使反射的太陽光能均勻照射在太陽能電池板列12上，以產生最大輸 出功率。此外，散焦也可以延長太陽能電池的壽命，使電池在強烈陽光照 射下，電池中心不會有過熱的情況。垂直支撐臂18和近拋物線反射板52 兩者間的高度調整可在追蹤器安裝時完成，以產出最大輸出功率。這種安 裝方式和傳統的太陽能電池板及CPV模組安裝上有固定工廠校正完全不 同’傳統安裝方式經過運輸和安裝後可能會有誤差。校正方法舉例來說， 如果近拋物線反射板52的直線長度為2公尺，拋物線橫跨直線距離128公 15 201109601 尺，在理想的陽光照耀下’能夠產生2560瓦的太陽能。以20%效率的太 陽能電池板陣列12來說，長條狀太陽能電池板11陰影損失1〇%和光學傳 遞損失8%，近拋物線光電系統每個面板可產生約424瓦電力。如果校正 后產生超過400瓦，則是相當不錯的結果。 如第3A圖繪示，QPTPV系統在本質上是一個低聚光的CPV系統。 如第3B圖繪示，在太陽能板11背面的散熱器陣列η會需要逸散太陽能電 池板陣列12所產生的熱量。太陽風扇58 (solar fans)可以附加在散熱器陣列 14背面以加快散熱。這些太陽風扇是低成本的零件，可以在商用太陽風扇 帽上看到。在太陽能板11背面利用空氣對流散熱下，太陽能電池正常工作 溫度為46°C。越低的溫度將獲得更好的效能，但大型的太陽能板u就很 難達到較低的工作溫度。線性太陽能聚光電池面板則必須用散熱器來散 熱，以維持正常工作溫度。散熱器陣列類似於窗式空調機(wind〇w air conditioner)後面的散熱器。由於世界上大部分的地方的環境溫度通常低於 46°C，故散熱器陣列14能將多餘的熱量輻射到空氣中。太陽風扇58可以 加速散熱’使太陽能電池在工作在較低溫度下，這將使太陽能電池板陣列 12比普通太陽能電池板產生更高的輸出功率。此外，太陽能板^上面的太 陽風扇58位於太陽能板U的寬度範圍内，不會對近拋物線反射板52造成 額外的陰影，並且利用太陽能電池可供應自身所需電力。 對於傳統6x12太陽能光電池面板陣列來說，矽電池通常串聯變壓器 (inverter)以獲得更高的電壓輸出。以第3A圖為例，每邊設計有六個面板。 如果電池_以串聯方式排列，這樣的設計能產生大約9倍於傳統的太陽 201109601 光伏板的輸出電流。該設計適用於為傳統太陽能光電池板設計的商用變座 器之電壓。然'而’並不是每-邊都必須要設置六_板，實際上可以依據 太陽能發電站的每-個追蹤n產生最適當的輸㈣率來調整每邊設置的面 板個數。另-種提高輸出電壓的方法是使用部分的太陽能電池，如二分之 -或四分之-長度的太陽能電池。通過連接兩倍或四倍的二分之一或四分 之-長度的太陽能電池，輸出電壓就可以魏兩倍或四倍1此，設計線 性太陽能電池板陣列將更具有彈性，以取得任何所需的直流電壓。 請參見第3A目’反射板52錄方向是在仰角旋轉(―咖㈣ 方向，而反射板52 f曲方向則是面對水平触轉(azimuth _tiQn)方向。如 果朝拋物線彎曲方向所導賴聚纽果不佳，赌出功賴化將會較為敏 感。也就是說’輸出功率對水平角旋轉方向的變化是較為敏感。舉例來說， 白天12小時内水平角將旋轉180度，旋轉1度需要4分鐘。以在2分鐘内 旋轉半度的追蹤器為例，追蹤器的初始指向將根據每日每時的太陽移動軌 道(Sun orbit almanac)做調整。經初始指向設定後’步進馬達(stepping motor)43將逐步調整向後和向前的角度來測量輸出功率作為回授。如果輸 出功率提高，步進馬達43多前進一步，直到測量的功率減少，之後它會回 來步到最大輸出功率點的位置並停留。接下來，仰角旋轉控制將如同水 平角旋轉控制進行類似的程序，直至產生最大功率為止。一般來說水平角 旋轉和仰角旋轉會在充裕的2分鐘時間内陸續完成，這就是所謂的“寬鬆指 向演算法’’(relax pointing algorithm)，只要取得了最大功率，而不需要高指向 精度或在仰角或水平角方向具特定解析度的步進馬達。在此將輸出功率測 201109601 量回授指向演算法稱為“最大輸出功率指向演算法，，（maximum p〇wer pointing algorithm)〇利用該演算法可以選擇在市場上任何可靠的低成本驅動 器。使用該輸出功率測量回授指向演算法，除非失去了指向追踪器，否則 無須去驗證太陽曆上的太陽移動軌道變動。不過，太陽曆可以作為一個經 中性追踪器指向驗證的方式，作為輔助性的預防檢查。最大輸出功率指向 演算法可以避免使用昂貴的太陽感應器(sun sensor)以及高精密驅動器。此 外’輸出功率測量已經存在並設定於淨電表(net_meterjng)或政府光伏電力收 購制度（feed-in-tariff，FIT)之中，用於測量輸入公用電網線路的輸出功率。 不過根據最大輸出功率來調整指向還是優於利用太陽感應器或太陽曆來調 整指向方向，因為使用太陽感應器及太陽曆指向都沒有關連到產出的輸出 電力。由於反射板及太陽能電板可能因惡劣的天氣條件下或是長期使用 後，可能會導致太陽感應器或太陽曆指向發生失誤。所以最大功率指向演 算法確實是QPTPV系統的性能最好的衡量方式，並能降低追蹤器的成本。 任何熟習此技藝者也可以在許多方面依據不同需求調整QPTPV系統 結構。舉例來說，支撐梁不一定是等腰三角形，只要安裝面積的角度可以 匹配在支撐點上的拋物線曲線的斜率即可。此外，使用的太陽能電池不局 限於矽電池或薄膜電池，其他高效率電池，如高效率雙接面或三接面電池 也能夠有較高的聚光比例。如果已使用昂貴的高效率太陽能電池，為增加 聚光比率，可適當地使用更大型的近拋物線反射槽，並配合其它輔助光學 裝置。然而這樣的變化並沒有改變本發明所述QPTPV系統的主要精神，故 亦屬本發明的範疇。 18 201109601 近抱物線光電系統與加熱的實施例 請參見第4A圖’第4A圖緣示另-種採用主動液體冷卻系統來取代被 動散熱器的實施例。主動冷卻系統是-種液體（例如冷媒(c〇〇lant))循環系 統，常用於汽車散熱器。在第4A圖中，管道33係冷媒輸入管道，管道％ 則是吸熱後冷_輸出管道。由於冷卻系統若不需工作在紐或高溫環境 下’可管道33可使用目前產業常用的合成材料軟管(flexible咖叫）。對於 籲雙軸式太陽追縱器的水平角和仰角旋轉來說，使用軟管可以較為容易連接 到地面。平坦的金層導熱管34由銅或紹熱導體製成，集中散熱時需要緊密 貼近線性太陽能電池陣列12。冷媒、經金屬導熱管34循環可降低線性太陽能 電池陣列12的溫度至適當的操作溫度並將吸熱後的冷媒輸出。 請參見第4B.圖’支稽太陽能電池陣歹,n2的垂直支推臂18可兼用做液 體導管。在較佳實施财，冷媒由輸入管18C流入，再由放置在中間的輸 • *tl8H將吸熱的冷媒送出。隨後經由輸出管IS Η和管道35流入水箱7〇 作熱交換。石夕電池的工作溫度處於攸時，這也是理想的家用熱水輸出溫 度“及熱冷媒的可以在水箱7G進行熱交換’類條現有的家社陽能熱水 系統。如.果在寒冷的天氣或夜間需要較高的溫度，可以進一步使用其他能 源以使溫度從46°C提升。 可透過控制冷媒的流速來控制太陽能電池陣列的工作溫度。在夏天需 要比冬天高的冷媒流速，而巾销比早晨轉晚需要較高的冷媒流速。太 201109601 陽能電池陣列在較低的工作溫度下，能產生較高的電池效率及較高的輸出 功率。太陽光電池和熱水相結合所產生的能量必須平衡，並透過控制冷媒 的流速來優化循環系統。此外，冷媒可以使用在一個封閉的循環冷卻系統 並在水箱内作熱交換，也可在不會結冰的氣候直接使用水循環系統。而在 會結冰的氣候下，則需使用防凍冷媒。 太陽可見光光譜中，波長較短的能量會被矽電池部分吸收並轉化為電 能，波長較長的近紅外光譜和從矽電池逃脫的光子轉變成了聚光熱。如第 4A圖繪示太陽能聚光系統是一種高熱傳導系統，在溫度適中的46〇c的導 熱效率在60%至70%之間。舉例來說，如果2〇%的光子被太陽能電池陣列 12吸收並轉化為電力，其餘80%的光子會使金屬導熱管34加熱。以保守 60%導熱效率估計，太陽能光電系統和太陽能加熱系統合併可使用到68% 太陽能效率。在環境溫度與受熱面積有較佳的熱絕緣效果時，可達到更高 的效率。 第4C圖繪示QPT反射槽用在加熱系統的另一個應用。在其它商業太 陽能熱水裝置中’以加熱管32替換線性太陽能板固定在一個透明隔熱管％ 中。由於QPT反射槽會將熱能集中於加熱管32，絕緣加熱裝置可以更有效。 因為只需要較少的隔熱管36和加熱管32,太陽能加熱裝置可比平面加熱管 系統更便宜。此外，低成本的雙軸式太陽追蹤器從日出到日落比固定式太 陽能熱水器產生更多的熱量。近拋物線反射板的數量將取決於所需要的熱 水。在一般情況下，家庭使用並不需要如第4A圖繪示的12個反射板。因 20 201109601 - 此’有兩個或多個反射板的較小型雙軸式太陽追蹤器就足以供國内一般家 • 庭太陽能熱水裝置使用。除此之外，太陽追蹤器的指向演算法用於熱水系 統時，可以利用熱水溫度輸出值來取代最大功率輸出值作為回授之用。 任何熟習此技藝者’可以依據需要改變QPTPV結構組合和加熱系 統。例如，管道35以及導熱管34可以使用最佳隔熱材質使得輸送至水箱 70的過程中達到最低的散熱效果。同時輸入和輸出管道配置在許多方面可 以優化或縮短，以防止熱量散失。這個改變和其他的變化不偏離QPTPV系 統的本質，可以在線性太陽能聚光電池陣列上產生高效率的冷凝換熱。 長拋物線反射槽在單轴式太陽追縱器的實施例 請參閱第5圖，第5圖繪示安裝在單軸式太陽追踪器6〇上具有多個 QPT反射板的QPTPV系統。數個QPT反射板52個串聯成一個長反射槽， 類似太陽聚熱發電系統(concentrated solar thermo power，CSP)的拋物線反射 槽系統。較佳實施例是由兩個對半的QPT反射板52在底部由一 T形梁22 連接。在連接多個QPT串聯的接缝可以使用背面固定帶或膠帶(giue strips) 黏合。單一 QPT反射板可設計用於較小的反射槽。串聯的反射板52固定於 文裝梁21。QPTPV在單軸式太陽追縱器的一個重要特徵為，串聯的QpT 反射板52之間應當沒有間距，除了線性太陽能板u遮蓋產生的陰影以外， 反射板52表面應該沒有陰影。因此，追縱器6〇和安裝支架27位在QPT 反射板52下，只有兩個平行的安裝梁21安裝在QPT反射板52兩侧。單 軸QPTPV系統重要原則是串聯反射板52不能有缝，除了中間電池陣列陰 影外’不能有其他陰影。彎曲的反射板52遵循先前所討論qpt形成的三個S ] 21 201109601 規則。安裝支架27上的平行安裝梁21在用於固定的螺栓13之處的斜率係 匹配於真正的拋物線斜率。數個螺栓13是用來將彎曲的反射板52固定在 安裝梁21上Μ立於單軸式太陽追蹤器60兩端和中間的qpT反射板52的下 方，有數個安裝支架27係位於反射板52的下方并在兩端連接安裝梁21的 兩端。一個細長的倒Τ形梁22附著在安裝支架27中央，支撐兩個半片QPT 反射板52。安裝支架27的較佳實施例是使用彎曲的l形梁形做成一個反向 梯形支架。L形梁彎曲點可以切開部份並彎折焊接成剛性結構。強化細鋼絲 28可用於繫牢兩個平行的安裝梁U以作為結構的支標。由油鋼絲Μ寬 度極小於太陽照射角在反射板52的角度，所以反射板52表面上的鋼絲 就不會成㈣。這種躲常見獨光照射下只見f線桿而不見電線的陰影。 線性太陽能板11钱德倾直支射18上，雜太陽能電池陣列 12面向反射板52。垂直支撐臂18連接在τ形梁22的中間具有可調節垂直 高度機制β被動式散熱14位在太陽能電池_ 12的麵，面對太 陽的方向並直接緊貼於太陽能電池陣列12。太陽風扇連接在太陽能板^的 背面，可職熱齡卻。使社動式賴或水冷卻俩替代散熱的方式也 是可行的。主動式冷卻系統需要一個貯存熱水的水箱。 整個追蹤H支架©定和平衡在單軸式太陽追職的—個細長圓筒型 梁25上。雜式太陽触||的旋職制請參翁發明之巾請人已申請的美 國專利(美國專利申請號職⑽）。在第SB圖緣示單轴式太陽追縱器6〇 上的安裝支架27安裝在_鄕25，t _麵24(細心㈣㈣， 並从-個枕型軸鉗39 m定。旋轉_ 24環繞在圓筒型梁25上用以促進單 22 201109601 '轴式太陽追縱ϋ支架51旋轉。第5C _示_型梁25支撐並固定在數個 ' 柱2〇上第5D圖繪示兩個半片反射板52固定在倒T型梁22的底部。 T里木22力最佳實施例為採用細長金屬條弯曲成τ形梁。叹丁反射板％ 連、’。在倒T形梁22的巾心並轉、賴定。碰倒τ形梁22附著在安裝支 J、之門並口疋於女裝架27上的L形梁之上。倒T形梁22在水平圓筒型 梁25上排為一列，位於單軸式太陽追縱器6〇重心的中心線上。 I軸式太陽追蹤驗轉只需要注意每天追蹤太陽日出到日落的時間。 _太陽軌道從夏天到冬天都有不同的季節性變化，這影響了 QpT反射器聚焦 效果。每天0.26度的軌道變化是非常緩慢。為了注意這個太陽軌道的微小 變化，需要每天調整線性太陽能板u的聚焦平面(f〇calplane)高度^線性驅 動器38位在單軸式太陽追縱器中心附近，設計用來調整移動線性太陽能板 11的垂直位置。在CSP的應用時，因為qpt反射板有很長的長度，所以 就得要在兩端設置更多驅動器。此外，較長的QPTPV系統也應當在追蹤器 的兩端设置兩個驅動器。驅動器38上面的驅動桿(jack head)37連接中間的 垂直支撐# 18，以便將線性太％能板π向上或向下移動。其餘的垂直支樓 臂18需要隨著導軌使太陽能板11能垂直移動。一個緊貼的導管29(guiding tube)附著在太陽能電池陣列12的空隙且環繞在垂直支撐臂ι8,可以作為導 軌。同時，緊貼的導管29可以確保線性太陽能板沒有橫向位移。圓筒形導 管29的較佳實施例為内層被覆套管材料並以固體潤滑劑潤滑。線性驅動器 38可每曰數次啟動來調整每天0.26度的太陽軌道變化。線性驅動器％啟 動週期遠大於單轴式太陽追縱器6〇的啟動週期；然而，也必須遵循最大功 [S] 23 201109601 率指向演算法。此外’為進一步確保垂直支撐臂18固定太陽能板11，可以 女裝電磁鎖定線圈(electromagnetic i〇cking coil)環繞於導管29。當線性驅動 器38閒置時’在導管29上的電磁鎖將被啟動鎖定垂直支撐臂18。 單轴式線性QPTPV系統的概念可用於在CSP產業的線性拋物反射 槽。雖然CSP系統所需要qPT反射表面更大，但可容許反射板間隔和結構 的陰影存在。這個特性將允許支撐支架結構的qPT反射板的間隔存在，以 用來支撐熱水蒸氣的CSP滿輪發電機(turbine generator)的長條蒸汽管結構。 任何熟習此技藝者可以視需要調整QPT反射器的配置以安裝在不同類 型的單軸式太陽追縱器或結構上。例如，簡化的qPT反射板可以安裝在傳 統的CSP架構上。另外，由於重量輕的QpT反射板安裝在簡化的追蹤器支 架上’位於中間的加熱管可以安裝在獨立架構’由位於兩端及中間的qPT 反射板接合處支撐。垂直支撐臂18連接到該中間的加熱管將是唯一的連 接。垂直支撐臂18作為圓筒型梁25的旋轉半徑。這將成為一個有較輕的 反射板旋轉機制的簡化反射器結構。此外，由於較重的中央蒸汽管從日出 到日落隨著旋轉驅動器擺動，重量較輕的追縱器支架可被同一驅動器帶動 而繞著圓筒型梁25以垂直支撐臂18為旋轉半彳查進行旋轉。這些簡化qpt 反射器的變化並沒有改變本發明的本質。 達到每瓦最低成本的系統性步驟 本發明的目的是建立一個系統方法以使用較低的整體組合成本達到每 瓦最低成本的目標。該系統方法繪示為流程圖如第6圖所示。該方法利用 24 201109601 • PV和CPV系、統的優點並排除其缺點。本發明提出-種新的系統架構來降 '彳mb光電池整體組合的^產成本。現在的太陽能光電池製造商並不考 慮該系統性做法。相反地’每個太陽能電池製造商都各自追求提高太陽能 光電池的效率和降低成本，卻不曾考慮系統組合的電力生產成本。一般來 說，太陽能光電系統的優點是相對較低成本的矽電池及在雙軸式追蹤器上 寬鬆的指向需求。此外，現今低成本的矽電池能在低聚光下不會喪失效率 反而在較低的工作溫度下會增進其效率。太陽光伏系統的缺點是必須放置 φ 大量的光電池在太陽能板上，這構成了大部分的太陽光伏模組成本。另一 方面’ CPV系統優點是高聚光下需要較少的太陽能電池。但是太陽能電池 成本非常高，此外聚光裝置的高精密度的太陽追蹤器和高冷卻需求也是可 觀的成本。這些是CPV太陽能系統較PV面板系統不具有競爭力的主要原 因。 本發明揭露的系統性方法繪示如第6圖，利用了 PV和CPV系統所有 的優點’避免不良的缺點，然後創建一個新的系統方法，以創建一個有非 常低成本的QPTPV系統或CTPV系統。總之，所揭露的QPTPV或CTPV 系統方法僅使用一小部分太陽能板及太陽能光電池，並利用寬鬆的追蹤指 向需求降低雙軸式太陽追蹤器成本。此外，在由平板彎曲形成的QPT或CT 反射板的表面被覆鏡面，被認為是目前最低成本的聚光法。此外，還將散 熱器所傳導出的熱能用於熱水系統，可實現高達70%的太陽能利用率。因 此’本發明提出的系統方法是一種結合多種低成本QPT或CT鏡面反射器， 安裝在一個低成本的雙軸式太陽追蹤器與縮小的太陽光伏直線光電池陣 E S 3 25 201109601 列。這種組合系統是降低PV能源生產成本至目標每瓦1美元的關鍵。本發 明揭露其他優點包括簡化的散焦技術代替複雜非成像光學，均勻擴散太陽 光線至線性太陽能電池。且使用最大功率指向演算法的太陽追蹤器可以降 低成本’並優化同一時間的輸出能源總量。在熱水系統的實施例或CSP系 統’輸出功率可以被替換為數位式自動調溫器(thermostat)來測量液體輸出的 Jjni度’作為追雖J 指向的回授。 雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以,限定本發明，任 何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與 鲁 修改，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示本發明的近拋物線反射槽。 第2圖繪示QPT反射槽的侧視圖。 第3A-3C圖繪示QPTPV系統安裝於雙軸式太陽追蹤器的實施例。 第4A-4C圖繪示QPTPV系統安裝於雙軸式太陽追蹤器的另一實施例。 第5A-5D圖繪示QPtpv系統安裝於單軸式太陽追蹤器的另一實施例。 第6圖綠示本發明結合低成本的pv和cpv的特性以獲得更低成本的 鲁 QPTPV系統。 【主要元件符號說明】 10 雙軸式太陽追踪器 11 太陽能板 12 太陽光伏系統 13 螺栓 14 散熱器陣列 5 L型梁 15 支撐梁 16 太陽光電池陣列(寬度) 17 托架 18 垂直支樓臂 18C 輸入管 18H 輸出管

26 201109601 19 螺帽 20 地柱 21 安裝梁 22 T形梁 24 旋轉墊圈 25 圓筒型梁 26 橫跨直線距離 54 樞紐 27 安裝支架 28 細鋼絲 29 導管 30 旋轉頭 32 加熱管 33 管道 34 導熱管 36 隔熱管 35 管道 37 驅動桿 38 線性驅動器 39 枕型軸鉗 40 基座 42 電磁旋轉頭 43 步進馬達 70 水箱 50 水平梁 51 追蹤器支架 57 .驅動桿 58 太陽風扇 52 反射板 60 單軸式太陽追踪器 27

Claims (1)

1. 201109601 七、申請專利範圍： 1. 一種太陽光伏裝置，其包含： 複數個近拋物線反射槽板，以同一方向安裝在一雙軸式太陽追蹤器支 架上； 複數個線性太陽光電池陣列，包含串聯的太陽光電池；其中每一該線 性太陽光電池陣列裝在一長條型太陽能板中；其中該長條型太陽能 板的兩端用二根可調高度式支撐臂固定在該雙轴式太陽追鞭器的支 架上’且該等可調高度式支撐臂與該長條型太陽能板及該太陽追蹤 器的支架垂直；其中每一線性太陽光電池陣列面對著該反射槽板， 且兩者的距離約為反射槽板焦距； 其中一被動散熱器或是一主動冷卻管，固定在每一該線性太陽光電池 陣列的背面及該長條型太陽能板的裡面，用以散熱； 其中該等近拋物線反射槽板將太陽光集中在該等線性太陽光電池陣列 上’用以產生太陽電能或兼用於太陽能熱水器。 2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽光伏裝置，其中該近拋物線反射槽板 由一平薄的反射板製成；該反射板藉由近拋物線反射槽成型技術彎曲成 近拋物線；其中該近拋物線反射槽成型技術包含：（1)使該彎曲反射板 的橫跨直線距離近似該拋物線的橫跨直線距離；（2)使該橫跨直線距離 之間的反射板的原始的寬度近似於該拋物線的弧線長；（3)使該彎曲反 射板固定在支撐梁的角度接近該支撐點之該拋物線的斜率；再者，其中 該近拋物線反射槽板可由兩片對稱之近拋物線反射槽板組成，且該兩片 對稱之近拋物線反射槽板接合處的接合角度是水平角。 28 201109601 . 3.如申請專利範圍第2項所述之太陽光伏裝置，其中該近拋物線反射槽板 . 係一圓筒反射槽；其中該圓筒反射槽以該近拋物線反射槽成型技術所包 含之三種技術製成，符合圓弧參數。 4.如申請專利範圍第2項所述之太陽光伏裝置，其中該等近拋物線反射槽 反射板由可彎式防鏽金屬板、不鏽鋼金屬板、塑膠板、壓克力板、玻璃 纖維板、鋁合成或鋁複合板製成；其中該等近拋物線反射槽反射板的表 面覆蓋一薄膜鏡片；再者’其中該近拋物線反射槽板可由剛性玻璃或壓 鲁克力板製成，而剛性玻璃或壓克力板連同前表面或後表面的鏡子皆以熱 彎成型技術製成。 5.如申請專利範圍第1項所述之太陽光伏裝置，其中該等長條型太陽能板 之該等支撐臂的兩度可做調整，便能將太陽光平均分散在該線性太陽光 電池陣列上，以獲得最大功率輸出。

   6.如申請專利範圍第i項所述之太陽光伏裝置，其中該雙抽式太陽追縱器 進行週期性的水平角或仰減轉；其中—指向演算法在每—次水平角或 仰角啟動旋轉期間，會將輸出功率測量值作為回授；其中進行水平角或 仰角旋轉的錢馬達’在㈣喊動_往歧贿雜時會輸出最大 功率；其中該步進馬達在啟動期間以外，是處於間置狀態。 7. 如申請專利細第2項所述之太陽献裝置，其巾該雙軸式太陽追縱器 上之該等近拋物線反射槽板的支撐梁，其剖面為等腰三角形，且該等支 擇梁的底角與支撐點之該拋物線的斜率相合。 8. 如申請專利細第7項所述之太陽光伏袭置，其中該等支撐梁由脊曲成 等腰三角形的細長金屬條製成，該等腰三角形的頂角有一開縫；其中托 29 201109601 等支撐梁的底部固定在該雙軸式太陽追蹤器之圓筒狀水平梁的上方，且 該雙軸式太陽追縱器以該圓筒狀水平梁為轴心作仰角旋轉。 9. 如申請糊細冑1項所狀太陽献裝置，其巾該絲^太陽能板的 背面安裝複數個太陽風扇，用來冷卻該等被動散熱器及該等太陽光電 池；其中該等太陽風扇則限制於該長條型太陽能板的寬度内。 10. 如申請專利範圍第1項所述之太陽光伏裝置，其中該等主動冷卻管將冷 媒循環到一水箱，以在該水箱内進行熱交換；其中控制該冷媒的流速以 得到理想的太陽光能發電及熱能的組合；其中該冷媒可為直接循環該水 箱的水。 11. 如申請專利範圍第10項所述之太陽光伏裝置，其中將該長條型太陽能 板替換成一加熱管，用在熱水系統加熱。 12. —種太陽光伏裝置，其包含： 一加長型近拋物線反射槽’包含複數個安裝在單軸式太陽追蹤器支架上 之串接的近拋物線反射板； 複數個線性太陽光電池陣列’包含串聯的太陽光電池；其中每一該線性 太陽光電池陣列裝在一長條型太陽能板中；其中該等長條型太陽能板 固定在可調高度式支樓臂上，且該等可調高度式支揮臂與該等長條型 太陽能板及該太陽追縱器之支架相互垂直；其中該等長條型太陽能板 連接成一加長型長條型太陽能板；其中該等線性太陽光電池陣列面對 著該加長型反射槽板，兩者的距離約為反射槽板焦距； 其中一或多根該加長型長條型太陽能板的該等支撐臂，連接到一或多 個線性驅動器；其中該等線性驅動器垂直固定在該太陽追蹤器的支 201109601 架上；其中該（等）線性驅動器可做伸縮，以便能調整該加長型長 條型太陽能板的高度； 其中其餘該等支撐臂吻合地插入固定在該等長條型太陽能板侧面及空 隙的導管内；其中該加長型長條型太陽能板會隨著該（等）線性驅 動器的啟動而沿著該等導管上下移動； 其中一被動散熱器陣列，或是一液體循環冷卻管，固定在每一該線性太 陽光伏陣列的背面及在該長條型太陽能板箱子的裡面，用以散熱； 其中該加長型近拋物線反射槽板將太陽光集中在該等線性太陽光電池 陣列上’用以產生太陽電能或兼用於太陽能熱水器。 如申請專利範圍帛^項所述之太陽光伏裝置，其中該近拋物線反射槽 板由一平薄的反射板製成《該反射板藉由一近拋物線反射槽成型技術彎 曲成近抛物線；其中該近拋物線反射槽成型技術包含：（丨）使該彎曲反 射板的k跨直線距離近似該拋物線的橫跨直線距離；（2)使該反射板的 原始的寬度近似於該拋物線的弧線長；（3)該彎曲反射板固定在該等支 撐梁的角度與支撐點之該拋物線的斜率相當接近；其中該近拋物線反射 槽板是可由兩片對稱之近拋物線反射槽板組成，且該兩片對稱之近拋物 線反射槽板接合處的接合角度是水平角。 14.如申請專利範圍第π項所述之太陽光伏裝置，其中該等近拋物線反射 槽反射板由可彎式防鏽金屬板、不鏽鋼金屬板、塑膠板、壓克力板、玻 璃纖維板、合成或鋁複合板製成；其中該等近拋物線反射槽反射板的表 面用薄膜鏡子覆蓋；或其中該近拋物線反射槽板由剛性玻璃或壓克力板 製成’且剛性玻璃或壓克力板連同前表面或後表面的鏡子皆以熱彎成1 31 201109601 技術製成。 15. 如申請專利範圍第12項所述之太陽光伏裝置，其中太陽追蹤器的指向 演算法將輸出功率測量值回授到單軸式太陽追蹤器，以獲得最大輸出功 率’其中該等長條型太陽能板的架設高度每天隨著太陽移動執道的變化 進行調整’利用該輸出功率測量值作回授以獲得最大功率輸出。 16. 如申請專利範圍第12項所述之太陽光伏裝置，其中選擇性裝設的電磁 鎖安裝在該等導管上’以在該線性驅動器啟動期間鎖住該等支撐臂及該 等長條型太陽能板。 17. 如申請專利範圍第12項所述之太陽光伏裝置，其中該長條型太陽能板 的彦面安裝複數個太陽風扇，用來冷卻該等被動散熱器及該等太陽光 伏，其中該等太陽風扇大小限制在該長條型太陽能板的寬度内。 18. 如申請專利範圍第12項所述之太陽光伏裝置，其中該液體循環冷卻管 連接到一水箱，以在該水箱内進行熱交換；其中控制冷媒的流速以得到 理想的太陽光能發電及熱能的組合；其中該冷媒可為直接循環該水箱的 水。 19. 如申請專利範圍第18項所述之太陽光伏裝置，其中將該等長條型太陽 能板替換成加熱管，用在熱水系統加熱。 2〇.如申請專利範圍第12項所述之太陽光伏裝置，其中該等線性串接的近 拋物線反射槽板作為太陽聚熱發電系統（csp)的反射板；其中將該加 長型長條型太陽能板替換成一輸送蒸氣的加熱管用以發電。 21. —種太陽光伏系統，其包含： -或多麻_反賴，賴-方向錄在錄式或單軸歧陽追縱器 32 201109601 支架上；其中該（等）弧線型反射槽可為一近拋物線反射槽板、一圓 筒反射槽板，或是一彎曲成接近於幾何曲線的弧線型反射槽板； 一或多個線性太陽光電池陣列，包含串聯的太陽光電池，而該（等）太 陽光電池連同被動散熱裝置或主動散熱裝置裝在一長條型太陽能板 中； 其中該（等）長條型太陽光電池板安裝在該雙軸式或單軸式太陽追蹤器 之支架上，且手動或自動調整垂直於支撐臂之該（等）長條型太陽能 板之局度； 其中該等弧線型反射槽板將太陽光集中在該等線性太陽光電池陣列 上，用以產生太陽電能或兼用於太陽能熱水器。 22. 如申請專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中該弧線型反射槽由 一平薄的反射板製成。該反射板藉由一弧狀槽型成型技術彎曲成理想的 幾何曲線，其中該孤狀槽型成型技術包含：（1)使該弯曲反射板的橫跨 直線距離近似於該幾何曲線的橫跨直線距離；（2)使該橫跨直線距離之 間的該反射板的原始寬度近似於該幾何曲線的弧線長；（3)使該彎曲反 射板固定於該等支撐梁的角度接近該支撐點之該幾何曲線的斜率；其中 該弧線型反射槽板是由兩片對稱之弧線型反射槽板組成，且該兩對稱之 該弧線型反射槽板接合處的接合角度是水平角。 23. 如申請專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中組合技術採用··（J) 該等弧線型反射槽安裝在雙軸式或單軸式太陽追蹤器上；（2)該等弧線 型反射槽將太陽光集中到該線性太陽光電池陣列或一加熱管之上；（3) 輸出功率測量值或熱水溫度輸出值回授到太陽追蹤器輸出一最大功率节q 33 201109601 心向演算法’其巾$組合技術糾分該組合技麵來節省太陽能發電的 成本。 24. 如申„月專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中該等長條型太陽能 板的局度可做機’便能將太陽光平均分散在絲性太陽光電池陣列 上，以獲得最大功率輸出。 25. 如申請專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中該長條型太陽能板 的貪面女裝複數個太陽風扇以加快散熱；其中該#太陽風扇大小限制於 該長條型太陽能板的寬度内。 26. 如申請專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中該主動散熱裝置可 兼用於太陽能熱水器。 27. 如申請專利範圍第21項所述之光電系統，其中將該長條型太陽能板可 被取代為隔熱太陽能加熱管，用在熱水系統加熱。 28. 如申請專利範圍第21項所述之太陽光伏系統，其中安裝在該單軸式太 陽追蹤器上的該等弧線型反射槽用於太陽聚熱發電系統（CSP)上；該 集光型太陽能發電系統以一隔熱線性太陽能加熱管取代加長型長條型太 陽能板；該隔熱線性太陽能加熱管產生蒸氣以推動渦輪發電。 34