具有自跟踪接收器的太阳能聚集器制造技术

本发明专利技术涉及具有自跟踪接收器的太阳能聚集器。提供一种包括悬挂在横跨固定太阳能槽型聚集器的两侧的支撑梁上的移动、自跟踪接收器支撑构件的太阳能收集系统。自跟踪接收器支撑构件具有附着到支撑构件的两个或多个朝向下方的表面上的均等供能的光伏电池。这些光伏电池向下面对太阳能抛物型槽聚集器并且响应于由抛物型聚集器向上反射的焦点路径上的光线。太阳能电池连接到直流马达上以使得马达旋转地响应于太阳能电池输出能量的不一致。随着太阳能聚集器的焦点路径移动到自跟踪支撑构件的中心的一侧或另一侧，马达自动地移动支撑构件以及安装在其上的接收器一起进入到抛物型聚集器的焦点路径里。自跟踪构件组合了在跟踪太阳的同时将连接到其上的接收器输送到聚集器的焦点路径的功能。驱动马达的能量优选地由太阳能单独地提供。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能收集器领域，并且更具体地为具有抛物型槽的太阳能收集器以及其他类型的聚集器。
技术介绍
太阳能在解决对无污染的替换能源的不断增长的需求中具有突出的地位。当前， 主要有四种用于利用太阳能的装置。它们是(1)抛物型槽状聚集器，(2)定日镜，(3)光电电池模块，以及(4)平板型热水收集器。这些装置中，大规模抛物型槽聚集器阵列逐渐得到普及。这些阵列覆盖面积大，通常用于产生蒸汽，然后蒸汽再被用于发电。然后电被送入到电网中，分散到其他地方。然而这个过程具有一些局限性，包括在将太阳能转换成电能过程中大量的能量损失以及在将电能从太阳能阵列输送到使用点的过程中的损失。申请人:在这里提出一种简单并且实用的装置，该装置可以直接在使用点收集太阳能，其包括将建筑物和其他结构建造成具有抛物型屋顶和/或带有一体的抛物型槽的罩篷，或者其他能就地提供用于除电能以外的加热、产生热水以及空调的太阳能的太阳能聚集器。由于这些结构基本上都是无法移动的，并且太阳能抛物型槽聚集器的焦点的路径随着一天中的变化和季节的变化而移动，这些太阳能聚集器或者优选的与其相关的接收器需要包括自跟踪系统以保持接收器位于聚集器的焦点的路径上。涉及太阳能跟踪系统以及特别是那些内部包含有光伏电池的系统的许多专利文献已经公开。这些包括由授权给krlaut等的美国专利No. 4，031，385，授权给Brokaw的美国专利#4, 098，264，授权给Bourdon等的美国专利No. 4，068，653，授权给Carroll的美国专禾Ij No. 4，153，039，以及授权给Beam的美国专利No4, 349，733，它们通过引用而并入本文。然而，这些专利中的光伏电池直接朝向太阳。结果是，这些电池不能产生足够的能量来独立地操作这些系统的跟踪马达，并且由此这些系统限制由这些电池产生的电能只能用于信号目的。进一步的结果是，这些系统在没有外部电源的地点无法使用。此外，尽管同样通过引用并入本文的授权给Cohen的美国专利No. 4，469，938将光伏电池向下集中到抛物型槽的聚集器里，该‘938号专利主要被设计用于移动轻质的镀铝聚酯薄膜聚集器。尽管‘938号专利的系统在一定程度上的可改变，但跟踪太阳能电池的移动整个反射器的能力对聚集器的尺寸产生实际限制。本专利的目标是通过使用跟踪太阳能电池来移动收集管而不是反射器以克服这些局限性。因此，需要一种自跟踪抛物型槽以及其他太阳能聚集器系统，其不依赖于外部能源来驱动他们的跟踪马达。通常还需要一种自跟踪太阳能聚集器系统，即使在大规模的系统中，该系统也是简单的并且因此生产成本低。
技术实现思路
在一个实施例中，提供包括抛物型太阳能聚集器的太阳能收集器，其具有一个抛物型横截面，该横截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之间的中点、以及焦点的路径；具有横跨聚集器的第一端和第二端的长度的支撑梁；以及可移动地连接到位于聚集器上方的支撑梁上的接收器支撑构件。接收器支撑构件包括至少松散地连接到接收器支撑构件的接收器，多个光伏电池，至少一个光伏电池面向第一方向并且至少另一个光伏电池面向不同于第一方向的向着聚集器的第二方向，以及操作地连接到接收器支撑构件的马达，以使该马达沿着支撑梁的长度的至少一部分移动支撑构件。在这种情况下，光伏电池电连接到马达以提供控制马达运动的信号并且提供驱动马达的至少一部分能量。在一个实施例中，接收器支撑构件包括具有在朝向聚集器的顶点处相交的第一支腿和第二支腿的钩状部分。至少一个光伏电池设置在第一支腿上，至少另一个光伏电池设置在第二支腿上，并且接收器放置在钩状部分的凹口里。支撑构件的钩状部分以及接收器共享一个共同的中心点并且马达可以移动钩状部分沿着聚集器的焦点路径移动。钩状部分可以包括具有从两个支腿中的一个延伸出来的一端以及可移动地将钩状部分连接到支撑梁的相对一端的直立部分。在一个实施例中，钩状部分包括设置在直立部分的相对一端上的并通过支撑梁里的长度方向的开口而位于支撑梁中的台车，从而允许台车沿着支撑梁的长度的至少一部分移动。该台车可以通过至少一条导线或线缆连接到马达上，以此马达可操作地沿着支撑梁的长度的在至少一个方向上拉动台车。台车可以包括靠在与支撑梁相关联的至少一个凸缘上的多个轮子。在一个实施例中，收集器包括位于钩状部分的与支撑梁在一条直线上的两个相对端上的多个滑轮，和连接到台车的相对端的连续的导线环或线缆环，其中马达驱动多个滑轮中的一个。在一个实施例中，马达集成在钩状部分的直立部分的相对一端中，马达包括至少一个与布置在与支撑梁相关联的凸缘上的相应的齿相作用的带齿齿轮。支撑梁可以是管状构件，其中马达至少部分地通过支撑梁的长度方向的开口设置在管状构件里。凸缘可以包括结合到凸缘上的齿形带。在一个实施例中，马达在直立部分的相对一端集成到钩状部分中，马达包括与固定到支撑梁上的螺母相作用的螺杆。钩状部分可以通过环套可移动地连接到支撑梁上并且马达和螺母布置在支撑梁的外部。在一个实施例中，提供一种太阳能收集器，其包括具有抛物型横截面的抛物型槽太阳能聚集器，其中抛物型横截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之间的中点以及焦点路径；具有横跨聚集器的第一端和第二端的长度的支撑梁，所述支撑梁具有与聚集器的焦点路径相匹配的形状；以及可移动地连接位于聚集器上方的支撑梁上的接收器支撑构件。接收器支撑构件包括具有在面朝聚集器的顶点上相交的第一支腿和第二支腿的钩状部分，至少松散地在钩状部分的凹口处连接到接收器支撑构件上的接收器，多个光伏电池， 其中至少一个光伏电池布置在第一支腿上以面向第一方向并且至少另一个光伏电池布置在第二支腿上以面向不同于第一方向的朝向聚集器的第二方向，以及操作地连接到接收器支撑构件上的马达，使得马达沿着循着聚集器的焦点路径的所述支撑梁的所述长度的至少一部分移动支撑构件。光伏电池电连接到马达上以提供用于控制马达的信号并且提供至少一部分驱动马达的能量。在一个实施例中，提供一种太阳跟踪系统，其包括固定的太阳能抛物型槽聚集器， 聚集器将所有由其表面反射的太阳光线导向到单一的焦点路径上；一个或多个横跨太阳能抛物型聚集器的支撑梁，其具有弯曲部分，支撑梁的弯曲部分与太阳能抛物型槽聚集器的焦点路径重合；“V”型或修正的“V”型自跟踪接收器支撑构件悬挂在支撑梁上，自跟踪支撑构件具有两个或多个向下面朝太阳能抛物型槽聚集器的表面；两个或多个同样地被供能的光伏电池相对地连接到自跟踪钩的朝向下方的表面上，朝向下方的光伏电池截获由太阳能抛物型槽聚集器反射的太阳光线；以及布置在自跟踪支撑构件的“V”型或修正的“V”型部分中的接收器，接收器与位于相对的光伏电池之间的中点对齐。马达响应于来自相对的光伏电池的差值电流，将自跟踪钩和接收器作为一个整体移动进入到太阳能抛物型槽聚集器的焦点路径里，响应于来自相对的光伏电池的差值电流，将自跟踪钩和接收器移动进入到太阳能抛物型槽聚集器的焦点中。本专利技术其它方面的技术方案可以参照下面给出的详细的描述。 附图说明图1为根据这里公开的系统的至少一个实施例的自跟踪太阳能接收器的仰视立体图，其包括可移动地安装到支撑梁上的支撑钩。图IA为根据这里公开的系统的至少一个实施例的自跟踪太阳能接收器的切去一部分的视图，其包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能收集器，包括：具有抛物型横截面的抛物型太阳能聚集器，抛物型横截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之间的中点，以及焦点路径；具有横跨聚集器的第一以及第二端的长度的支撑梁；以及在聚集器上方可移动地连接到支撑梁上的接收器支撑构件，该接收器支撑构件包括：至少松散地连接到接收器支撑构件上的接收器，多个光伏电池，其中至少一个电池面向第一方向并且至少另一个电池面向不同于第一方向的朝向聚集器的第二方向，以及马达，其操作地连接到接收器支撑构件，从而马达沿着支撑梁的长度的至少一部分移动支撑构件，其中光伏电池电连接到马达上以提供用于控制马达的信号并且提供至少一部分驱动马达的电能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊莱·科恩，
申请(专利权)人：伊莱·科恩，
类型：发明
国别省市：US