太阳能聚光器制造技术

一种装置(24)，包括：光伏电池(22)；以及，凹形主反射器(26)，该凹形主反射器被配置为将入射辐射的第一部分聚焦朝向焦点(30)。所述装置还包括副反射器(38)，所述副反射器定位在所述凹形主反射器和所述焦点之间，从而将聚焦的辐射导向至所述光伏电池，所述副反射器具有一个与所述光伏电池对准的中心开口(44)。所述装置还包括透射聚光器(54)，该透射聚光器被定位以使入射辐射的第二部分聚焦穿过所述中心开口，到达所述光伏电池上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及太阳能辐射，具体涉及聚集所述辐射。
技术介绍
随着电能需求增加，将太阳能辐射高效地转化为电能受到日益关注。一般而言，光伏电池实施所述转化，且使用非聚光太阳能辐射以及聚光太阳能辐射执行转化的系统在本领域是公知的。聚光系统一般使用一个或多个镜子来实现聚光。上述说明被提供作为对本领域相关技术的总体概述，不应被解释为承认其包括任何构成影响本专利申请的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案提供了一种装置，其包括光伏电池；凹形主反射器，其被配置为将入射辐射的第一部分聚焦朝向焦点；副反射器，其定位在所述凹形主反射器和所述焦点之间，从而将聚焦的辐射导向至所述光伏电池，所述副反射器具有与所述光伏电池对准的中心开口 ；以及透射聚光器，其被定位以使入射辐射的第二部分聚焦穿过中心开口，到达所述光伏电池。一般情况下，所述主反射器和所述副反射器中的至少一个包括多个曲面块 (curved segment)0在一个公开实施方案中，所述装置进一步包括一个跟踪设备，该跟踪设备被连接至所述光伏电池、所述主反射器、所述副反射器以及所述透射聚光器，其中所述主反射器具有孔，并且其中所述透射聚光器和所述孔的尺寸的差异不超过根据所述跟踪设备的跟踪误差所确定的一个值。所述透射聚光器具有的聚光器尺寸可大于所述副反射器的最大尺寸。或者，所述透射聚光器和所述副反射器可具有一致的外部尺寸。所述透射聚光器的形状可与所述中心开口几何相似。所述装置可包括一个均化器，该均化器定位在所述副反射器和所述光伏电池之间，所述均化器可将聚焦的辐射中的至少一些辐射改向到光伏电池上。所述均化器可将所述辐射的第二部分中的至少一些辐射改向到光伏电池上。一般情况下，位于所述副反射器内的所述中心开口被对准并且调整尺寸，从而不接收任何聚焦的辐射。在一个替代实施方案中，所述透射聚光器具有的聚光器尺寸大于所述中心开口的最大尺寸。在一个实施方案中，所述凹形主反射器包括抛物面反射器。还提供了一种方法，包括将平面金属板冲压，以形成具有预定曲面形状的多个块；以及将曲面块结合在一起，以形成曲面反射器。所述方法可包括在冲压所述板之前，将反射涂层应用至所述金属板。一般地，由冲压所述平面金属板引起的变形在反射涂层的容许限度内。所述预定的曲面形状和所述曲面反射器可以是一个共同的抛物面的多个部分。还提供了一种方法，包括将凹形主反射器配置为将入射辐射的第一部分聚焦朝向焦点；将副反射器定位在凹形主反射器和焦点之间，从而将聚焦的辐射导向至一个光伏电池；使副反射器中的中心开口与所述光伏电池对准；以及定位一个透射聚光器，以使入射辐射的第二部分聚焦穿过所述中心开口，到达所述光伏电池上。还提供了一种装置，包括多个平面金属板，其被配置为形成相应的曲面块，所述曲面块具有相应的预定曲面形状；以及至少一个结合部，其将所述曲面块保持在一起，以形成一个曲面反射器。从下面结合附图对上述实施方案的详细说明中，将能够更完整地理解本专利技术。附图说明图1A、1B和IC示意性示出了根据本专利技术的一个实施方案的太阳能集热器的部件；图2A是示出由于来自主反射器的反射，在太阳能集热器的副反射器位置的辐照度(irradiance)的示意图，图2B是根据本专利技术的实施方案的所述辐照度与距离的曲线图；图3A和;3B示出根据本专利技术的一个替代实施方案的聚光光伏(CPV)系统的部件；图4A示出用于电池安装架(mount)的设计，图4B示出根据本专利技术的实施方案的针对该电池安装架的替代设计；图5A是示出由于来自主反射器的反射，在图3A和中的CPV系统的副反射器位置的辐照度的示意图，图5B是根据本专利技术的实施方案的所述辐照度与距离的曲线图；图6是根据本专利技术的一个实施方案的CPV系统的矩阵(matrix)的示意性侧截面图；图7A、图7B和图7C分别是根据本专利技术的一个实施方案的主反射器的示意性正视图、后视图和侧视图；图8是根据本专利技术的一个替代实施方案的主反射器的示意性正视图；图9A是根据本专利技术的一个实施方案的主反射器的多个块的示意性正视图，图9B是用于制造所述块中的一些的平面板的示意性平面图；图IOA和图IOB示出根据本专利技术的实施方案通过使用较小的块来构造一个抛物面反射器所实现的减小的变形；以及图11是根据本专利技术的一个实施方案的示出图6中的矩阵的装配的示意性图解示图。具体实施例方式概述本专利技术的一些实施方案提供了用于在聚光光伏(CPV)系统中对太阳能辐射进行聚光的改进方法。反射器的布置包括一个凹形主反射器，其将入射的太阳能辐射反射向焦点。来自所述主反射器的光线被一个副反射器截获，该副反射器将所述光线引导至太阳能电池。通常那些将会被副反射器遮住不能到达主反射器的入射光，被一个透射光聚光器截获，该透射光聚光器一般为菲涅尔(Fresnel)透镜或折射透镜。所述聚光器将截获的光线会聚朝向副反射器。本专利技术人已确定在副反射器中存在一个接收不到来自主反射器的任何光线的中心区域。在该中心区域设有一个开口，允许来自聚光器的会聚光线穿过副反射器到达太阳能电池。由于开口位于副反射器的中心区域，该开口不妨碍来自主反射器的光线通往太阳能电池。由此，所有入射的太阳光线都可被聚焦到同一太阳能电池上。CPV系统反射器中的一个或两个反射器可通过如下方式制造，即，将多个金属板结合从而形成所需的曲面反射器形状。每个金属板一般通过如下方式制造，即，冲压相应的平面金属板，从而形成正在制造的反射器的相应块。通过使用由冲压平面板形成的多个块来形成反射器，相比于通过冲压单个金属板产生的变形，此时从平面到所需的曲面形状的整体变形大大减少。所述平面金属板可被预涂覆以反射材料，然后被冲压成其所需的形状。通过使用多个块形成反射器，所述变形被足够大地减少，从而防止了由于冲压降低板材的反射特性。详细说明现在参考图1A、图IB和图1C，所述附图示意性示出了根据本专利技术的一个实施方案的太阳能集热器20的部件。集热器20作为一个聚光集热器，将以平行太阳光线观形式入射的太阳能辐射能聚集到电池22上，该电池将所述辐射转换为另一种形式的能量。一般地，如下列说明书中假设的，电池22包括光伏电池，所述光伏电池吸收被聚集的辐射能，并且使用一部分吸收的能量产生电能。由此，集热器20与电池22共同作为聚光光伏(CPV) 系统M。在一些实施方案中，电池22具有大体方形轮廓，但是对于电池的形状并没有限制。 适合用于系统M中的CPV电池包括，但不限于，由新墨西哥州的Emcore Corporation of Albuquerque生产的CTJ光伏电池，或者由加利福尼亚州的Spectrolab，Inc. of Sylmar生产的 CD0-100-C3MJ。一般地，CPV系统M被安装在跟踪设备25上，所述跟踪设备使系统转动，从而使轴线32指向太阳。为了简明起见，在图1A、图IB和图IC中未示出将系统M的元件连接在一起，以及将该元件连接至跟踪设备的一些支承物。图IA是CPV系统M的部件的示意性俯视图，图IB是沿图IA的1_1线所取的系统的截面侧视图。为了清楚起见，在图1A、图IB中未示出支承该系统的部件的元件。图IC 示意性示出用于该系统的一些部件的支承物。系统M包括凹形聚光主反射器26，假设其具有近似方形的轮廓。反射器26可具有任意凹形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：E·希夫曼，
申请(专利权)人：航天阳光科技股份公司，
类型：发明
国别省市：