具有有效电和热管理的单一反射镜太阳光会聚器制造技术

一种设备，包括具有内表面和外表面的壳，耦合至该壳的内表面的反射镜和耦合至该壳的接收器单元。反射镜用于接收直接辐射并将所接收的直接辐射朝向定位区域聚焦，并且接收器单元用于直接从反射镜接收该辐射并且将所接收的辐射转换成电流。一些方面包括：用于接收直接辐射的一部分并将所接收的直接辐射部分朝向第一定位区域反射的第一反射镜，用于接收直接辐射的第二部分并将所接收的直接辐射的第二部分朝向第二定位区域反射的第二反射镜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一些实施例总的涉及太阳辐射至电流的转换。更具体的，实施例可以涉及用于有效且经济的太阳光会聚和转换。
技术介绍
太阳光会聚器可以在第一表面区i或接收太阳辐射(即，太阳光)并将所接收到的辐射引导到第二较小的表面区域。因此，在第二区域所接收的太阳辐射的强度大于在第 一 区域所接收到的强度。该增加的强度允许会聚器使用比其它情况所需的太阳能电池阵列小的太阳能电池阵列转换所接收到的太阳辐射为电力。例如，传统的太阳光会聚器由抛物线型的反射镜和布置在反射镜的焦点的一个或多个太阳能电池构成。在操作中，会聚器被放置成使得一个或多个太阳能电池在反射镜和太阳之间并且入射的太阳辐射平行于反射镜的主轴。反射镜反射并会聚入射的太阳辐射至太阳能电池，该太阳能电池使用已知技术将会聚的太阳辐射转换成电流。前述的传统系统体积大，制造困难并且通常不能提供足够的会聚水平。此外，太阳能电池(和用于其的任意壳)阻挡入射的太阳辐射的一部分，从而减少了可用于转换的太阳辐射的量。题为"Concentrator Solar Photovoltaic Array with Compact TailoredImaging Power Units"的美国专利申请/>开No. 2006/0266408，描述了利用独特配置的几种类型的太阳光会聚器。通常，入射辐射由主反射镜接收。主反射镜反射所接收的辐射朝向放置在主反射镜和辐射源(例如太阳)之间的次反射镜。次反射镜又将该辐射朝向光伏电池反射，其中光伏电池将所会聚的辐射转换成电流。前述布置提供改进的会聚比率，但由于需要主反射镜、次反射镜和太阳能电池对准，制造困难。此外，在次反射镜附加的反射可以导致以热形式的附加能量损失。次反射镜还可以通过阻止一些辐射到达主反射镜减少可用于转换的入射辐射的量。美国专利申请公开No. 2005/0022858和美国专利No. 4， 153, 474 、45， 180， 441和5， 344, 496描述另一种一般类型的太阳光会聚器。这里所描述的太阳光会聚器包括在单一方向定向的多排曲面反射镜，用于接受入射辐射。太阳能电池或太阳能电池行安装到每个反射镜的背(即，非反射的)面。因此，每个反射镜接收入射辐射并反射该入射辐射至安装在相邻反射镜背面的太阳能电池或太阳能电池行。这些太阳会聚器存在几个困难。每个反射镜的反射表面必须与相应反射镜的反射表面对准，并且安装在每个反射镜上的一个或多个太阳能电池必须与该电池从其接收辐射的反射镜对准。此外，因为在反射镜排中接触不到太阳能电池，从太阳能电池散热和/或提取在那产生的电流困难。
技术实现思路
为了至少解决前述问题， 一些实施例提供一种设备，包括具有内表面和外表面的壳，耦合至该壳的内表面的反射镜、和耦合至该壳的接收器单元。该反射镜接收直接辐射并将该辐射朝向定位区域聚焦，并且接收器单元从反射镜直接接收辐射并将所接收的辐射转换成电流。另一方面，接收器单元包括光伏电池和用于从反射镜接收所反射的辐射并将所接收的辐射引导朝向光伏电池的光学元件。光学元件的一部分与定位区域处于同 一位置。 一些方面包括耦合至壳的内表面的第二反射镜和耦合至壳的第二接收器单元。第二反射镜用于接收第二直接辐射并将所接收的第二直接辐射朝向第二定位区域聚焦，并且第二接收器单元用于直接从第二反射镜接收第二辐射并且将所接收的第二辐射转换成电流。根据一些方面， 一种设备还包括具有第二内表面和第二外表面的第二壳、耦合至第二壳的第二内表面的第二反射镜，和耦合至第二壳的第二接收器单元。第二反射镜用于接收第二直接辐射并将所接收的第二直接辐射朝向第二定位区域聚焦，并且第二接收器单元用于直接从第二反射镜接收第二辐射并且将所接收的第二辐射转换成电流。与接收器单元相对的壳的外表面的一部分不与第二壳的第二外表面接触。第二反射镜可以阻止第二直接辐射到达接收器单元。另一方面， 一种设备包括用于接收直接辐射的一部分并将所接收的直接辐射部分朝向第一定位区域反射的第一反射镜；用于接收直接辐射的第二部分并将所接收的直接辐射的第二部分朝向第二定位区域反射的第二反射镜；以及用于直接从所述第一反射镜接收直接辐射的所反射的部分并将所接收的辐射转换成电流的接收器单元。接收器单元布置在第二反射镜的下面并且不耦合至第二反射镜的背面。对于前述方面进一步还可以包括的是具有第一内表面和第一外表面的第一壳和具有第二内表面和第二外表面的第二壳。第一反射4竟耦合至第一内表面的第一部分，接收器单元耦合至第一内表面的第二部分，第二反射镜耦合至第二内表面的第一部分，并且与第一内表面的第二部分相对的第一壳的外表面的 一部分与第二壳的第二外表面不接触。一些方面还或可选的提供基本上平面的表面，并且直接辐射的一部分在到达第一反射镜之前垂直通过基本上平面的表面。此外，直接辐射的被反射的部分均不朝向基本上平面的表面反射。然而，权利要求不限于所公开的实施例，因为本领域普通技术人员能够对这里的描述进行适应性改变以获得其它实施例或应用。附图说明通过对如在附图中所示的下面的说明书的考虑，实施例的构造和使用将变得清晰，在附图中相同的标号表示相同的部分。图1是包括根据一些实施例的第一反射镜和第二反射镜的设备的透视图。图2是根据一些实施例的图1中设备1的横截面端视图。图3是根据一些实施例的设备的接收器单元的分解视图。图4A和4B图示出根据一些实施例的反射镜的几何结构。图5A和5B是图示出根据一些实施例的设备的离轴工作的横截面端视图。图6A和6B是根据一些实施例的包括与壳集成的反射镜的设备的透视图。图7是根据一些实施例的集成的反射镜和光学元件的透视图。图8是根据一些实施例的辐射收集反射镜的阵列的透视图。图9是根据一些实施例的辐射收集反射镜的阵列的透视图。具体实施例方式提供下面的描述以使本领域中任何人能够制作和使用所描述的实施例并且提出用于执行一些实施例的所构想的最佳模式。然而，本领域中的技术人员还应该明白多种改进。图1是根据一些实施例的设备100的透视图。设备100可以包括会聚太阳能单元。 一般的，可以操作设备100来接收入射太阳辐射，以会聚该辐射并且将所会聚的辐射转换成电流。设备100包括反射镜110和反射镜120。反射镜110和反射镜120从太阳接收辐射并将该辐射朝向各自定位区域聚焦。反射镜110和反射镜120可以具有已知或正在成为已知的任意合适形状、尺寸、构成和反射材料，并且不需要彼此相同。反射镜110和120的一个或两个可以关于至少一个轴线不对称。根据一些实施例，反射镜110和反射镜120包括使用带有或没有钝化层的基于银的反射涂层的表面反射镜，并且可以由低铁碱石灰或硼硅酸盐玻璃陷入形成(slump-formed )。可以选择反射涂层以提供对太阳辐射波长的期望光语响应，该太阳辐射是通过设备100将被收集、会聚并转换成电的。下面将讨论根据一些实施例的反射镜110和反射镜120的特定几何形状。反射镜110被耦合至壳111的内表面112。类似的，反射镜120被耦合至壳121的内表面122。反射镜110和120可以通过压挤、焊接或粘性粘接直接附着至它们各自的壳，或者可以附着至插入物，该插入物又接着附着至壳。壳111和壳121可以包括金属片或任意其它材料的结合。可以选择壳111和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：　包括内表面和外表面的壳；　耦合至该壳的内表面的反射镜，该反射镜接收直接辐射并且将该辐射朝向定位区域聚焦；和　耦合至该壳的接收器单元，该接收器单元直接从反射镜接收所述辐射并将所接收的辐射转换成电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ霍恩，P杨，
申请(专利权)人：索尔福克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]