用温室聚集太阳能制造技术

一种保护性透明外壳（例如玻璃房或温室）围绕聚光太阳能系统（如热和／或光伏系统）。该聚光太阳能系统包括一个或多个太阳能聚光器和一个或多个太阳能接收器。热能提供给工业生产过程，电力供应到电力分配网络，或两者均有。在一些实施方式中，太阳能聚光器为碟形镜，碟形镜与能够围绕相对于保护性透明外壳固定位置的各日光收集器以固定的距离旋转的接头机械接合。在一些实施方式中，日光收集器悬吊于保护性透明外壳结构物，太阳能聚光器悬吊于日光收集器。在一些实施方式中，温室为荷兰文络型温室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
聚光太阳能热能(CST)、光伏太阳能(PV)、聚光光伏太阳能(CPV)的改进，以及聚光太阳能热能的工业应用是需要的，以提供在实施、效率及使用效用方面的改善。
技术介绍
除非表达上明确认定为公知或总所周知，否则本文所提及的技术和概念，包括其背景、定义、或比较目的，不应该将理解为承认这样的技术和概念是先前公知的或现有技术的部分。无论明确引用与否，无论基于何种目的，本文中所引用的所有参考文献(如果有的话)，包括专利、专利申请、出版物，均以引用方式将其全文合并于此。聚光太阳能系统利用镜子(称为聚光器)，收集很大空间内的太阳能并将该能量瞄准并聚焦到接收器上，接收器将引入的太阳能转换成另一种形式，例如，热或电。在一些使用场景中，与直接使用入射太阳能的简单系统相比，聚光系统有数个优点。一个优点是较多聚光太阳能比较少聚光太阳能更为有效地转换成热或电。在较高入射太阳能水平，热和光伏太阳能接收器更有效地运转。另一个优点是，在一些使用场景中，非聚光太阳能接收器比使用聚集太阳光的镜子系统的费用要高。因此，构建带镜子的系统，在给定区域上收集太阳光并将收集的太阳光转换成能量的总费用减少了。在一些情况下，根据是否将太阳能聚集在线聚焦接收器或点聚焦接收器上以及聚光器是否为单个单片反射器或排列为菲涅尔反射器以接近单片反射器的多个反射器 (multiple reflector)，可以将聚光太阳能收集系统分为四类。线聚焦接收器(linear-focus receiver)是带有一种类似管子相对较长的直线靶的接收器。线聚焦聚光器是一种在二维空间上接受太阳光的反射器，它在一个维度上(宽度)将太阳光聚集为一个明显较小的焦点；同时，在另一个维度(长度)上无聚焦反射太阳光并因此产生一个焦线(focal line)。在焦线处带有线聚焦接收器的线聚焦聚光器基本上是一个槽式系统。该聚光器在一个维度上围绕着它的焦线可选地旋转，以便跟踪太阳的日常移动来提高总能量的捕获与转化。点聚焦接收器(point-focus receiver)是基本上为点的接收器靶，但在不同的方法中，是板、窗口、斑点、球状物、或其它靶形，通常比线聚焦接收器在长和宽上更为相等。点聚焦聚光器(point-focus concentrator)是一种在二维空间上接收太阳光并将太阳光聚集为一个在两个维度(长度和宽度)上明显更小的焦点的反射器(由单个的光滑反射表面、多个固定面、或多个可移动的菲涅尔面组成)。在其焦点处带有点聚焦接收器的单片点聚焦聚光器是基本上盘式聚光太阳能系统。单片聚光器在两个维度上可选地旋转以围绕其焦点旋转其焦轴，以便跟踪太阳的日常的和季节性的移动来提高总能量的捕获与转化。抛物面槽式系统(parabolic trough system)是一种使用形状像一个大半管的单片反射器的线聚光系统。该反射器具有将太阳光聚焦在线聚焦接收器上的一维曲率或通过彼此相对固定的多个面接近这样的曲率。聚光菲涅尔反射器是与抛物面槽式系统相似且用一系列镜子代替槽的线聚光系统，每个接收器的长度是平直的或可替换地宽度上略弯。每个镜子分别围绕其长轴线旋转， 以使入射太阳光瞄准在线聚焦接收器上。抛物面盘式系统(parabolic dish system)是一种使用碗状的单片反射器的点聚光系统。该反射器具有二维曲率以将太阳光聚焦在一个点聚焦接收器上或通过多个平面或可替换地彼此相对固定的曲面的接近这样的曲率。太阳能塔(solar power tower)是一种与抛物面盘相似的点聚光系统，其用二维排列的扁平或可替换地弯曲的镜子取代了盘。每一面镜子(定日镜)在两个维度上单独旋转，以使入射太阳光瞄准在点聚焦接收器上。每面镜子个体及相关的控制系统包括点聚焦聚光器，其聚焦轴围绕其焦点进行旋转。在太阳能热能系统中，接收器是一种由光到热的换能器。该接收器吸收太阳能，将其转化为热并将热传递至热传输介质例如水、蒸汽、油或熔盐。接收器将太阳能转化为热， 同时使由于热辐射产生的热损失最小化和/或减少。在聚光光伏系统中，接收器是一种通过日光直接发电的光伏表面。在一些太阳能热能系统中，CPV和CST合并为单一系统，其中热能系统产生热能并充当在冷却时更有效运转的光伏电池的散热器。在一些方法中，其它类型的接收器也被用作接收器，例如，斯特林发动机，其用太阳能产生热并随之通过机械运动和发电机将热原位转换为电。在一些聚光太阳能系统中，例如一些具有高聚光率的系统，整个系统的费用受控于多种因素如聚光系统(例如镜子或透镜)、聚光器的支持系统、以及跟踪太阳移动的发动机和机械装置。这些因素决定了费用，因为这些元素能够抵抗风和天气。在一些应用方案中，太阳能系统能够抵挡各种环境威胁如风、雨、雪、冰、冰雹、露水、啮齿类动物、鸟类及其它动物、灰尘、沙子、苔藓、及其它生物体。由于仅有效聚焦直接反射的日光并非散射的日光，聚光器的反射率对损坏、锈蚀、以及污垢的积聚较敏感。由于在聚光太阳能系统的长设计寿命(例如30年)期间能够维持好的光学特性， 而将玻璃镜用在一些聚光系统中。除非它适当厚，如4-5mm的相对大的镜子，玻璃相对而言易碎且易受冰雹及其它形式危险的侵害。在一个400平方英尺的聚光盘中，该厚度致使其重量接近1000磅或每米聚光器面积约为9kg。镜子以很精确的曲度形成，在一个维度上为槽(trough)，在两个维度上为盘，以便聚焦太阳光。在一些聚光系统中，镜面如果扭曲会不再聚焦。因此，通过一种适合曲面玻璃成形的金属上部结构(metal superstructure)可以支撑并保持反射器的形状。该上部结构支撑和保护镜子不受环境条件如75英里/小时或更大的风的侵害。风使镜子的重量除了 1000 磅外额外多负担10，000磅，在盘式系统中，这导致的复杂结构要求每米镜子面积需要大约 20kg的结构钢。在一些聚光系统中，聚光器跟踪发动机要移动每平方米重30kg的聚光器，同时， 还要克服额外的每平方米超过附加300kg的风力。该发动机遭受着各种环境因素(例如污垢、灰尘、潮湿等等)的影响。在一些CST系统中，没有使用带有点聚焦接收器的抛物面盘，其原因至少在某种程度上由于该盘形结构不允许，且企图设计一种跟踪机械装置使焦点保持固定(为了避免与热介质体系相连的复杂且昂贵机械装置)是不切实际的。
技术实现思路
本专利技术可以以多种方式实施，包括作为方法、制品、装置、系统及物质的组合。在此说明书中，这些实施方式，或本专利技术可以采取的其它形式，都被称为技术。该详细说明提供了本专利技术一种或多种实施方式的阐述，可以改善在上述发现领域中性能、效率和使用效用。 详细说明包括协助更迅速理解详细说明中其余部分内容的引言。正如总论中更为详细讨论的那样，本专利技术包含在公布的权利要求项的范围内的所有可能的改变和变型。附图说明图1示出了供热给安置工业过程的工厂的温室封闭的聚光太阳能热能系统的一种实施方式的概貌。图2示出了封闭温室和封闭的聚光太阳能系统的一种实施方式的选定细节的剖视透视图。图3示出了内部具有以菱形格构模式(rhombic lattice pattern)设置的点聚焦太阳能聚光器的封闭温室的一种实施方式的选定细节的剖视透视图。图4A和4B示出了在各自的入射太阳光情况下，高角(夏季)和低角(冬季)，具有封闭的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统，包括：用于构造相对于外部区域至少部分封闭的包括选择性地受保护的环境的内部区域的装置；用于将来自太阳的太阳辐射透射到所述内部区域的装置；在所述内部区域内，在每个多个内部区域焦点处用于太阳能接收的装置；以及在所述内部区域内，用于将一部分透射的所述太阳辐射点聚焦聚光在所述内部区域焦点上同时跟踪太阳的相对运动并保持所述内部区域焦点固定的装置。

【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：罗德·麦格雷戈，
申请(专利权)人：玻点太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：US