太阳能聚集器系统技术方案

太阳能聚集系统包括支撑结构和连接到支撑结构的多个太阳能模块。上述多个太阳能模块中的每个模块包括多个菲涅耳反射镜。上述多个反射镜被布置成将太阳辐射线性地聚焦在提供双轴聚集的光电池上。上述支撑结构可旋转地连接到多个支撑构件并被对准，以允许上述支撑结构围绕极轴旋转。多个光学构架连接到上述多个太阳能模块，并可旋转地连接到上述支撑结构，以允许上述多个太阳能模块围绕赤纬轴旋转，以在一年的所有季节中追踪太阳的运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及由太阳能发电，具体涉及用于聚集太阳能以发电的系统和方法。
技术介绍
传统的光电(PV)系统通过直接暴露到太阳下而发电，即，其被设计为用于基本1 个太阳的操作。相反，聚集器PV系统依靠光学设备(例如发射镜)来将相当于一个以上太阳的太阳辐射聚集到太阳能收集器上。聚集器PV系统在尺寸上的规模不同于传统的平板光电系统，其中，传统的平板光电系统被制作为用于基本1个太阳的操作。传统PV通过添加更多面板(即，表面积)进行缩放，以产生不同量的电。然而，增大特定系统的功率输出需要额外的PV电池，并且大面积的半导体PV电池较昂贵。聚集器PV使用光学设备来增大落在昂贵的PV电池上的太阳能， 减少PV系统的成本。聚集器系统已试图追踪太阳在天空中的相对运动，从而在一天当中允许太阳能的有效光学聚集。重要的是，应注意，太阳相对于特定地理位置的角度在全年当中 (即所有季节期间)也改变。此外，缩放用于聚集器系统的凸透镜光学系统的尺寸以调节功率输出量受到形成更大聚集器所需材料量的限制。抛物面是能够将平行光束反射到一点的具体形状。其能被缩放到任何尺寸，但形状总是保持相同。用于缩放抛物面的常用参数是焦距f。对于给定焦距，通过增大聚集器的物理反射部分的直径d而增大抛物面聚集器的活动面积。理论上，具有最高光学性能的设备只不过是围绕光轴对称的所可能的最大的、沿着该轴聚集入射光的抛物面反射镜。然而，抛物面往往使用大量材料，难以在变化的重力和风力负载下保持形状的同时精确地构造，并需要相当大的结构来追踪天空中的太阳。因而，存在对具有能量效率、成本效率并追踪太阳在天空中的运动的太阳能聚集器系统的需求。
技术实现思路
本专利技术在第一方面中提供一种太阳能聚集器系统，其包括支撑结构和连接到上述支撑结构的多个太阳能模块。上述多个太阳能模块中的每个模块包括多个菲涅耳反射镜。 上述多个反射镜被布置成将太阳辐射线性地聚焦在光电池或光电池的阵列上。上述支撑结构可旋转地连接到多个支撑构件并被对准，以允许上述支撑结构围绕极轴旋转。多个光学构架连接到上述多个太阳能模块，并可旋转地连接到上述支撑结构，以允许上述多个太阳能模块绕赤纬轴旋转，从而在一年所有季节中追踪太阳的运动。本专利技术在第二方面中提供一种用于太阳能聚集的方法，其包括将多个太阳能模块连接到支撑结构。上述太阳能模块的每个模块包括多个菲涅耳反射镜。上述多个反射镜被布置成将太阳辐射线性地聚焦在光电池或光电池的阵列上。上述支撑结构可旋转地连接到多个支撑构件并被对准，以允许上述支撑结构围绕极轴旋转。多个光学构架连接到所示多个太阳能模块，并可旋转地连接到上述支撑结构，以允许上述多个太阳能模块围绕赤纬轴旋转，从而在一年所有季节中追踪太阳的运动。附图说明被认为是本专利技术的主题特别在总结说明书的权利要求中指出和清楚地要求保护。 本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将根据以下结合附图的优选实施例的详细描述变得明显，其中图1为根据本专利技术的太阳能聚集器系统的支撑结构的顶部正视图；图2为根据本专利技术的包括图1的支撑结构的太阳能聚集器系统的顶部正视图；图3为图2的一部分的立体图；图4为图2的系统的侧部正视图；以及图5为用于图1的系统的菲涅耳反射镜的模块的立体图。具体实施例方式根据本专利技术的原理，提供一种用于聚集太阳能来发电的太阳能聚集器系统和方法。在图1所示的示例性实施例中，太阳面板系统10包括安装在支撑构件或塔架30 上的支撑结构或框架20。框架20可旋转地连接到多个光学构架40，该多个光学构架40支撑多个太阳能聚集器反射镜模块50。如图1所示，框架20包括与南构件135相对的北构件125以及与西构件140相对的东构件130。南北连接构件150将北构件125与南构件135连接。东西连接构件155将东构件130与西构件140连接。东西连接构件155和南北连接构件150在中心区域160彼此连接。系统10被图1所示的构件分成四个象限第一象限170、第二象限180、第三象限 190和第四象限200。如图2所示，每个象限可包括支撑太阳能电池板模块50的多个光学构架40。例如，每个象限可包括5-10(例如，7-9)个连接到框架20的光学构架，在图1中的每个象限中示出了六个这种构架。如所指出的，光学构架40可通过许多方式连接到框架20，使得光学构架40可由对电机或致动器进行驱动以引起所需旋转的控制器201控制。例如，每个构件可包括具有齿轮的销，该齿轮可被接纳在具有相对接合齿轮的承窝里，该相对接合齿轮由安装在框架20 上的电机210驱动。电机可由连接到该电机的控制器201控制，由此允许控制器控制光学构架相对于框架20的旋转。在另一示例中，电机210可以连接到与每个光学构架40相连接的连杆211，使得电机可以驱动连杆以同时使得每个光学构架40旋转。连杆211可以是可旋转地连接到与光学连杆40直接相连的可旋转连杆212的连接构件，使得连杆211的线性运动使光学构架40旋转，以提供赤纬运动(declination motion) 0在进一步的示例中， 液压缸可以被用于使拉杆移动。在又一进一步的示例中，每个光学构架可具有在一端与其固定的轮子。缆索或绳索可以绕着该轮子卷绕，并且该缆索或绳索可以被固定到拉杆。拉杆的线性运动对光学构架中的每一个施加相同的旋转，以提供赤纬运动。进一步，可提供多个电机，从而在控制器(诸如控制器201)的控制下使可适用构架中的一个或多个旋转。如图4所示，框架20可以被可旋转地连接到的塔架30。塔架30和/或框架20可包括使框架20相对于塔架旋转的(多个)电机。例如，框架20可以围绕旋转连接器220 相对于塔架30旋转，以允许框架20由电机230驱动，其中电机230由控制器200控制。如上述关于光学构架和电机210所述的，电机230可连接到框架20，使得由控制器201控制的电机230使框架20围绕连接器220旋转。例如，电机230可以通过连杆、缆索或绳索连接到框架20。在另一示例中，液压缸可驱动拉杆以使框架20旋转。控制器201可以被安装到塔架30、框架20之一或者任一位置，使得控制器可以连接到驱动光学构架(例如，光学构架40)的(多个)电机(例如，电机210)和/或相对于塔架30驱动框架20的(多个)电机(例如，电机230)。旋转连接器220可以是连接到框架20和塔架30的轴承支架，以便于框架20与塔架30之间旋转。塔架可具有固定到地面的固定地基。塔架提供强度，以将来自系统10的力(包括重力、风力、地震和惯性力)传递到地面。框架20相对于塔架30的运动允许系统10通过围绕第一极轴5 (图1和4)旋转而在全天追踪太阳的运动，其中第一极轴5对准为与地球的旋转轴平行。如图4所示，北塔架31可高于南塔架32，以便于系统10在北半球面向太阳。框架20在塔架之间的安装以及框架20围绕极轴的旋转允许系统10在全天追踪太阳的运动。塔架的高度被配置为用于北半球，如果使用在南半球则相反(即，南塔架将高于北塔架)。如图4所示的系统10的角度大致对于中午而确定(即，在西构架140和东构架130相对于地面的表面基本等距离的状态下水平)，然后被旋转，使得随着框架20围绕极轴旋转，在这天的其余时间(S卩，从中午之后)西构架140向下移动，而东构架130向上移本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能聚集器系统，包括：支撑结构；连接到所述支撑结构的多个太阳能模块，所述多个太阳能模块中的每个模块包括多个菲涅耳反射镜；所述多个反射镜被布置为将太阳辐射线性地聚焦在光电池上；所述支撑结构可旋转地连接到多个支撑构件并被对齐，以允许所述支撑结构围绕极轴旋转；以及多个光学构架，其连接到所述多个太阳能模块并可旋转地连接到所述支撑结构，以允许所述多个太阳能模块围绕赤纬轴旋转，以在全年的所有季节中追踪太阳的运动。

【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：戴维·博顿，
申请(专利权)人：太阳能时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US