用于太阳能系统的基于光纤的传输系统及其提供和使用方法技术方案

在一些实施例中，太阳能系统可包括：（a）至少一个太阳能收集器，该至少一个太阳能收集器具有：（1）一个或多个光纤电缆；（2）具有构造成将太阳辐射聚焦至所述一个或多个光纤电缆中的聚焦光学器件的接收器；以及（3）构造成使太阳辐射改变方向至接收器的至少一个聚光反射器；以及（b）联接至所述一个或多个光纤电缆的一个或多个转换元件，该一个或多个转换元件构造成将太阳辐射转换为一种或多种其它形式的能量。公开了其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于太阳能系统的基于光纤的传输系统及其提供和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2011年1月14日提交的美国临时申请第61/432,955号的权益。
本专利技术总体上涉及一种太阳能系统，更具体地，涉及利用在太阳能收集器与定位在远处的转换元件之间的光纤束，以及提供并使用它的方法。
技术介绍
主要存在四种太阳能利用技术。表示为被动式太阳能装置的第一种技术采取太阳能加热器和屋顶太阳能电池板的形式，在下面延伸的管子只是由入射的太阳能辐射加热；热传递到通过被动式太阳能装置的流体或空气。然而，被动式太阳能辐射强度一般太低以至于不能直接用于在高温高压下需要热量的大多数应用（例如，运转中的HVAC（采暖通风与空调）、工业过程热、涡轮机等）。另一种太阳能技术采用包括半导体器件的平板太阳能光伏（PV）电池的形式。这些器件将入射的太阳辐射直接转换成电；电能输出是PV电池阵列的面积的直接函数。太阳能“聚集器”被认为是另一种，其被设计为将入射的太阳辐射从大区域反射到更小的聚焦区上以聚集（收集）太阳辐射，从而产生可传递至在聚焦区流动的流体的大量热（从而实现更高的温度和压力），适于：（a）需要期望质量的热的各种应用，例如工业过程热、HVAC加热和冷却、脱盐、脱水等；（b）产生蒸汽以驱动涡轮机从而发电。近来，已经探索出混合技术，其中，太阳能收集器连同特殊类型的PV电池一起使用；太阳能聚集技术使高强度的太阳辐射光束指向收集器的聚焦区处专门的小数量光伏电池（被称为聚集器PV电池）上。因此，连同PV电池一起的聚集太阳能收集器相对于平板收集器的优点在于，它们利用基本上更小量的半导体材料，同时在产生电能上效率更高。在任何情况下，太阳能聚集器技术无论在需要热还是需要电还是两者都需要的应用中都是最广泛使用的。与被动式太阳能技术或PV电池技术相比，太阳能聚集器以低成本和高效率提供热。无论所采用的太阳能聚集器或收集器的类型如何，最常规的系统设置具有接收光学装置的实际“接收结构”（PV电池、热/流体元件）。结果，接收结构必须暴露到环境，并且受到损坏、周围老化问题等。因此，对于允许保护接收结构不受环境影响并允许更有效率且成本更低的太阳能利用技术的设备或系统来说存在需要或可能从中受益。附图说明为了易于进一步对实施例进行描述，提供了下面的附图，其中：图1示出了根据第一实施例的太阳能系统的等距视图；图2示出了根据第一实施例的图1太阳能系统的太阳能收集器的侧视图；图3示出了沿着根据第一实施例的图1太阳能收集器的接收器的I-I线（图1）的剖视图；图4示出了根据第二实施例的太阳能系统的等距视图；图5示出了根据第三实施例的太阳能系统的等距视图；图6示出了根据第四实施例的太阳能系统的等距视图；图7示出了根据第五实施例的太阳能系统的等距视图；图8示出了将来自太阳的光转换为一种或多种其它能量形式的方法的实施例的流程图；图9示出提供太阳能系统以积聚太阳辐射的方法的实施例的流程图；图10示出了根据一实施例的提供至少一个太阳能收集器的行为的示例性实施例的流程图；以及图11示出了根据一实施例的将一个或多个光纤电缆联接至一个或多个转换元件的行为的示例性实施例的流程图。具体实施方式为了使说明简明且清楚，附图示出了大体的构建方式，并且可能省略了众所周知的特征与技术的细节，以避免不必要地混淆本专利技术。此外，附图中的元件不一定是按比例绘制的。例如，图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大以帮助改善对本专利技术实施例的理解。不同图中相同的附图标记表示相同的元件。说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在的话）是用于相似元件之间的区分，而不一定是要说明特定次序或时间顺序。要理解的是，所使用的这些术语在适当的情况下可以互换，从而本文所描述的实施例，例如能够以不同于本文所示出或描述的顺序操作。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变型旨在涵盖非排他性的包括，从而包括一列元件的过程、方法、系统、制品、装置或设备不一定局限为这些元件，而是可以包括未特别列出或这种过程、方法、系统、制品、装置或设备所固有的其它元件。说明书和权利要求书中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上方”、“下方”等（如果存在的话）是用于说明性的目的，而不一定是描述永久的相对位置。要理解的是，所使用的这些术语在适当的情况下可以互换，从而本文所描述的本专利技术实施例，例如能够以不同于本文所示出或描述的方位操作。术语“联接”、“联接了”、“联接着”、“联接的”等应当被宽泛地理解，是指以电的、机械的和/或其它的方式连接两个或更多个元件或信号。两个或更多个电元件可以电联接，但不能机械地或以其它方式联接；两个或更多个机械元件可以机械联接，但不能电地或以其它方式联接。联接可以具有任何时间长度，例如永久性的或半永久性的或仅是一瞬间。“电联接”等应当被宽泛地理解，包括涉及任何电信号的联接，无论是功率信号、数据信号和/或其它类型或电信号的组合。“机械联接”等应当被宽泛地理解，包括所有类型的机械联接。在词语“联接”等附近的缺少“可移除地”、“可移除的”等字眼，不意味着所讨论的联接等是可移除的或者不是可移除的。在一些示例中，太阳能系统可包括：（a）至少一个太阳能收集器，该至少一个太阳能收集器具有：（a）一个或多个光纤电缆；（2）具有构造成将太阳辐射聚焦至所述一个或多个光纤电缆中的聚焦光学器件的接收器；以及（3）构造成使太阳辐射改变方向至接收器的至少一个聚光反射器；以及（b）联接至所述一个或多个光纤电缆的一个或多个转换元件，该一个或多个转换元件构造成将太阳辐射转换为一种或多种其它形式的能量。在许多实施例中，太阳能阵列可包括：（a）两个或更多个太阳能收集器，所述两个或更多个太阳能收集器中的每一个具有：（1）接收器；（2）一个或多个聚光反射器，构造成使光改变方向至接收器；以及（3）第一光纤束，接收器构造成使光聚集到该第一光纤束中；（b）组合装置，联接至所述两个或更多个太阳能收集器中每个的第一光纤束，并构造成使所述两个或更多个太阳能收集器中每个的第一光纤束中的光聚集成聚集光；以及（c）至少一个转换装置，联接至组合装置，该至少一个转换装置构造成使聚集光转变为一种或多种其它形式的能量。各种实施例涉及一种将太阳光转换为一种或多种其它形式的能量的方法。该方法可包括：使用至少一个第一聚光反射器使太阳光改变方向至第一接收器；使光聚焦到第一接收器处的第一光纤束中；使用第一光纤束将光从第一接收器传输到至少一个转换装置；和使用所述至少一个转换装置将光转换为所述一种或多种其它形式的能量。一些实施例涉及一种提供太阳能系统以积聚太阳辐射的方法。该方法可包括：提供至少一个太阳能收集器，提供至少一个太阳能收集器可包括：提供具有聚焦光学器件的接收器；提供构造成使太阳辐射改变方向至接收器的至少一个聚光反射器；提供一个或多个光纤电缆；以及将聚焦光学器件联接至所述一个或多个光纤电缆，从而聚焦光学器件使太阳辐射聚焦到一个或多个光纤电缆中；提供构造成将太阳辐射转换为一种或多种其它形式的能量的一个或多个转换元件；以及将所述一个或多个光纤电缆联接至所述一个或多个转换元件。转到附图，图1示出了根据第一实施例的太阳能系统100的等距视图。图2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】2011.01.14 US 61/432,9551.一种太阳能系统，包括：多个太阳能收集器，每个太阳能收集器包括：一个或多个光纤电缆；接收器，该接收器包括：聚焦光学器件，构造成将太阳辐射聚焦至所述一个或多个光纤电缆中；以及一个或多个聚光反射器，每个聚光反射器构造成将太阳辐射直接反射至接收器；组合装置，连接至所述一个或多个光纤电缆中的每一个，其中所述组合装置将所述一个或多个光纤电缆中的每一个中的太阳辐射组合成聚集的太阳辐射；以及联接至所述组合装置的一个或多个转换元件，该一个或多个转换元件构造成将聚集的太阳辐射转换为热能、机械能和电能中的一种或多种。2.如权利要求1所述的太阳能系统，其中：所述聚焦光学器件包括构造成使太阳辐射聚焦至所述一个或多个光纤电缆中的透镜。3.如权利要求1或2所述的太阳能系统，其中：所述接收器联接至所述一个或多个聚光反射器，并且位于所述至少一个聚光反射器的聚焦区域。4.如权利要求1或2所述的太阳能系统，其中：所述一个或多个聚光反射器中的每一个包括：第一聚光反射器，构造成使太阳辐射改变方向至所述接收器；以及第二聚光反射器，定位成邻近所述第一聚光反射器且构造成使太阳辐射改变方向至所述接收器。5.如权利要求1或2所述的太阳能系统，其中：所述一个或多个转换元件位于第一建筑物内；以及除了所述一个或多个光纤电...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS范格曼，
申请(专利权)人：赛瓦技术股份有限公司，
类型：
国别省市：