具有单个接合的聚光器件的平面聚光光伏太阳能板制造技术

本发明专利技术涉及光伏电源系统，光伏聚光器模块，以及相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光伏电源系统、光伏聚光器模块，以及相关的方法。
技术介绍
太阳能板通常是公知的。期待制造或者产生更多功率和/或成本更 低的太阳能板。一种方案试图通过使用效率更高的太阳能电池来在每个面板上 产生更多的功率，如将产品设计从使用效率为假设25%的电池改变为 使用效率为假设37%的电池。另外一种方案用以聚集太阳光，从而更小的太阳能电池能够被使 用，同时仍产生大致相同的功率。现有技术已经开发了在不同程度上 使用这种原理的光伏太阳能聚光器。到今天为止，光伏太阳能聚光器通常是以下两种方案中的一种一 或者建立大的反射槽或盘或反射光线至中心点的接合镜(articulating mirror )区域，在该区域中光线被转换为功率(如澳大利亚Solar System of Victoria的Gross等的申请，美国专利公开号为2005/0034751 )， 或者将大量小聚光器紧凑地封装为紧密接合以跟随太阳的大面板(如 Chen的申请，美国专利公开号为2003/0075212或Stewart的申请，美国专利公开号为2005/0081908)。还可以参阅Matlock等的参考文献 (美国专利号为4000734)，其公开了被安装为围绕布置在反射器的 直线中心上的加热管而移动的延长反射器以及跟踪机构。最近在现有技术中出现的第三种方案(Fraas等，美国专利公开 号为2003/0201007 )试图组合将普通太阳能板的形状因子(form factor)的便利性进行集中的各种优点。Fraas等示出了试图解决成本 /性能/便利性问题的多种方法。一种制造平面太阳能聚光器的方案是在"lazy susan"旋转环上放 置多行小聚光器(Chiff，美国专利号为4296731 )。
技术实现思路
本专利技术提供有助于单个地或以组合的方式来克服和/或减緩在现 有技术的太阳能聚光器中出现的一个或更多问题的多个解决方案。例如，本专利技术能够提供在优选实施例中可以和传统太阳能板大小 相似的聚光太阳能板。作为另一个示例，本专利技术在许多代表性实施例 中能够产生与大小相同的太阳能面板同样或更多的功率。作为另一个示例，如果需要，本专利技术能够允许传统平面面板安装 方法的使用。作为另一个示例，比按照相互之间相邻的方式封装单个聚光器更 好的是，如果需要，本专利技术的许多实施例可以在单个聚光器之间留下 一定量的空间，从而它们能够自由移动位置并且跟踪太阳，并且因此 它们在一年和一天的更多时间内的操作不存在相互遮挡。该改进可以 允许面板平躺在屋顶而不需要将整个面板瞄准太阳，并且可以通过增 加它们对太阳光的整体日常暴露而允许对单个聚光器的更加成本有效 地使用。这些改进是很重要的突破，因为它们将允许具有更高效率和更低 成本的聚光太阳能板渗透当前由传统平面太阳能板占有的市场，大大 减少成本并且增加拓展太阳能市场的加速度。在优选实施例中，这允 许当前平面太阳能板安装者使用他们已有的安装硬件和安装方法，并且甚至是销售和市场方法，以拓展聚光太阳能。因此本专利技术将市场认 可的聚光太阳能的优点(例如，成本优点)和传统平面光电板的形状 因子优点进行組合。根据本专利技术的一个方面， 一种光伏电源系统包括支撑结构，多个 光伏聚光器模块，以及自供电源。多个光伏聚光器模块以使模块相对 于支撑结构可移动的方式耦接至支撑结构。支撑结构包括被构造成与 已有的太阳能板安装硬件相配合的至少一个接口 。每个模块包含至少 一个光伏接收器和将入射光光学地聚集到至少一个对应光伏接收器上 的至少一个光学聚光器。自供电源可操作地耦接至光伏电源系统。根据本专利技术的另一方面， 一种光伏电源系统包括支撑结构，多个 光伏聚光器模块，以及散热器件。多个光伏聚光器模块由支撑结构以 使模块相对于支撑结构可独立地移动的方式支撑。每个模块包括至少 一个光伏接收器和将入射光聚集到至少 一个对应光伏接收器上的至少 一个光学器件。散热器件包括与模块的光学器件的光学轴平行的至少一个鳍片(fin)。散热器件至少部分位于在模块接合时模块所扫描过 的模块容积内，该模块容积与在光学系统中具有入射光线的聚光器的 容积相交叉。根据本专利技术的另一方面， 一种光伏聚光器模块包括至少一个光伏 接收器、至少一个光学器件、以及散热器件。至少一个光伏接收器将 入射太阳光转换为电能。至少一个光学器件将入射光聚集至光伏接收 器。散热器件至少部分位于在模块接合时模块所扫描过的模块容积内， 该模块容积与在光学系统中具有入射光线的聚光器的容积相交叉。根据本专利技术的另一方面，提供一种提供光伏电源系统的方法，该 方法包括将光伏电源系统的支撑结构配置为具有与预先存在的、非聚 光的、平面太阳能板相兼容的形状因子的步骤。光伏电源系统包括支 撑结构和由支撑结构以至少一个模块相对于支撑结构可移动的方式来 支撑的多个光伏聚光器模块。根据本专利技术的另一方面，提供一种安装光伏电源系统的方法，该 方法包括步骤l)提供平面太阳能板的安装硬件，2)提供具有与平面太阳能板的安装硬件相兼容的形状因子的光伏电源系统，以及3)使 用平面太阳能板的安装硬件安装光伏电源系统。光伏电源系统包括1) 固定的、刚性的支撑结构，以及2)可移动地支撑在固定的、刚性的 支撑结构上的多个光伏聚光器模块。根据本专利技术的另一方面， 一种光伏聚光器模块组件包括框架、光 伏聚光器模块阵列、跟踪系统、以及电源。光伏聚光器模块阵列以使 模块相对于框架接合的方式安装至框架，每个模块包括将入射太阳光 转换为电能的至少一个光伏接收器以及将入射光聚集至光伏接收器的 至少一个光学器件。跟踪系统可操作地耦接至该组件并且基于入射太 阳光的方向移动至少一个模块。电源可操作地耦接至跟踪系统。附图说明图1A示出了根据本专利技术的光伏电源系统的一个实施例的顶部透视图。图1B示出了图1A中的光伏电源系统的底部透视图。 图2A示出了图1A中的光伏电源系统中所示的聚光器模块的侧 面透视图。图2B示出了图2A中所示的聚光器模块的底部透视图。 图2C示出了图2A中所示的聚光器模块的散热鳍片相对于入射 太阳光的方向。图3示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另一实施例的透视图。 图4示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另一实施例的透视图。 图5A示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另一实施例的电源电 路的示意图。图5B示出了图5A中提及的光伏电源系统中包括驱动电动机和控 制单元的部分的放大透视图。图6A示出了图5A中所示的聚光器模块的侧面透视图。 图6B示出了图6A中所示的聚光器模块的底部透视图。 图7示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另一实施例的透视图。9图8示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另 一实施例的透视图。图9示出了根据本专利技术的光伏电源系统的另 一实施例的透视图。图IO示出了另一控制共享体系结构的示意图。图11示出了图5A中提及的光伏电源系统的可选顶盖。图12示出了图5A中所示的聚光器模块的可选顶盖。具体实施例方式在下面所描述的实施例中，相同的标号被用来描述实施例中相同 的特征。根据本专利技术的光伏电源系统的第一实施例显示在图1A-2C中。 光伏电源系统1包括多个可移动的太阳能聚光器模块2。每个太阳能 聚光器模块2的直径大约是9.5英寸。如图所示，太阳能聚光器模块2 包括反射器4,其作为用以将太阳光聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电源系统，包含：　ａ）支撑结构，具有被构造成与已有的太阳能板安装硬件相配合的至少一个接口；　ｂ）多个光伏聚光器模块，耦接至所述支撑结构从而使模块相对于所述支撑结构可移动，每个模块包含：　ｉ．至少一个光伏接收器；以及 　ｉｉ．至少一个光学聚光器，其将入射光光学地聚集到至少一个对应光伏接收器上；以及　ｃ）自供电源，可操作地耦接至所述光伏电源系统。

【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：布莱登E海尼斯，
申请(专利权)人：索利安特能源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]