聚集型太陽能收集器的製作方法

2023-05-30 07:38:01 2

專利名稱：聚集型太陽能收集器的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及收集太陽能以提供電力、熱量或電力及熱量。
背景技術：
需要替代能源來滿足日益增長的世界範圍的能源需求。在許多地理區域中，(部分地)通過提供電力及有用的熱量，太陽能資源足以滿足此類需求。

發明內容
本文中揭示可藉以收集太陽能以提供電力、熱量或電力與熱量的組合的系統、方法及設備。 在一個方面中，聚集型太陽能收集器包含線性延伸的接收器；線性延伸的反射器，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於所述接收器固定在適當的位置中；及線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射器且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射器及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉。所述線性延伸的支撐結構包含三個縱向部件，其平行於所述旋轉軸而定向、至少大體上延伸所述反射器的長度且經布置以形成具有垂直於所述旋轉軸的三角形橫截面的框架。在此方面的一些變型中，所述旋轉軸與所述三個縱向部件中的一者重合或大體上重合。此外或替代地，所述縱向部件中的第一者可定位在所述反射器的反射側上且其它兩個縱向部件可定位在所述反射器的與所述第一縱向部件相對的側上。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述支撐結構可包含第一多個斜部件，其將所述縱向部件中的第一者連接到所述縱向部件中的第二者；及第二多個斜部件，其將所述第一縱向部件連接到所述縱向部件中的第三者。所述支撐結構還可或替代地包含多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件。在包含所述斜部件及所述橫向板的變型中，所述第一多個斜部件可各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述橫向部件中的第二者之間的接頭。類似地，所述第二多個斜部件可各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第三者之間的接頭。在此類變型中，所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件可沿著所述縱向部件一起形成重複圖案。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述反射器可包含多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向，且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中。所述支撐結構可包含多個單獨的縱向反射器支撐物，其中的每一者具有平行於旋轉軸定向的長軸，且其中的每一者包含平行於其長軸的通道部分；第一(任選地，平面的)唇緣部分，其在所述通道部分的一側上且平行於所述通道部分；及第二(任選地，平面的)唇緣部分，其平行於所述通道部分且在所述通道部分的與所述第一唇緣部分相對的側上。每一反射元件可附接到所述唇緣部分且由所述唇緣部分支撐，且橋接所述縱向反射器支撐物中的對應一者的通道部分。所述支撐結構還可包含延伸遠離旋轉軸的多個橫向反射器支撐物。每一橫向反射器支撐物可包含多個槽口，其中橫向反射器支撐物中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物。在此類變型中，每一縱向反射器支撐物的通道部分可定位在所述橫向反射器支撐物的對應槽口中，其中每一縱向反射器支撐物的唇緣部分與所述橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的表面接觸且由所述表面支撐。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述反射器可包含多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中。每一線性延伸的反射元件可包含超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，其中所述第一表面朝向所述接收器而定向；反射層；其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上，粘合劑；其安置在所述反射層上；以及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層，且附接到所述超白玻璃層或附接到所述反射層及所述超白玻璃層 兩者。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述反射器可包含多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中。所述線性延伸的反射元件可具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在這些變型中的一些中，在任何行中的反射元件之間沒有間隙或接頭靠近任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間的大多數間隙或接頭不鄰近於任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述接收器可包含太陽能電池。在此類變型中，所述接收器還可包含容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。在基於以上變型中的任一者的替代性進一步的變型中(除了正好在此變型之前的變型之外)，所述接收器可容納待通過聚集在所述接收器上的太陽能加熱的液體的流動，但缺少太陽能電池。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型(包含橫向反射器支撐物及橫向板)中，所述橫向反射器支撐物可附接到所述橫向板中的對應者。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述反射器可為拋物面反射器。在基於此方面的以上變型中的任一者的進一步變型(其中所述反射器包含多個線性反射元件)中，所述線性反射元件可一起形成拋物面反射器。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型(其中反射器包含多個線性反射元件)中，所述線性延伸的反射元件可為平坦或大體上平坦的。在另一方面中，一種聚集型太陽能收集器包含線性延伸的接收器；多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中；及線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的長軸的旋轉軸的旋轉。所述支撐結構包含多個單獨的縱向反射器支撐物，其中的每一者具有平行於所述旋轉軸而定向的長軸且其中的每一者包含平行於其長軸的通道部分；第一(任選地，平面的)唇緣部分，其在所述通道部分的一側上且平行於所述通道部分；及第二(任選地，平面的)唇緣部分，其平行於所述通道部分且在所述通道部分的與所述第一唇緣部分相對的側上。每一反射元件附接到所述唇緣部分且由所述唇緣部分支撐，且橋接所述縱向反射器支撐物中的對應一者的通道部分。在此方面的一些變型中，所述縱向反射器支撐物是溝槽形的。舉例來說，此溝槽形可具有V或U形橫截面。在一些變型中，所述縱向反射器支撐物在唇緣部分之間包含並排平行的多個通道部分(例如，2、3或3個以上)。在此類變型中，舉例來說，縱向反射器支撐物可具有W形橫截面或可視為由多個V或U形並排組成的橫截面。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，每一縱向反射器支撐物的唇緣部分及通道部分可由一件連續的金屬薄片形成。·在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可具有至少兩個不同的長度且可並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在這些變型中的一些中，任何行中的反射元件之間沒有間隙或接頭靠近任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間的大多數間隙或接頭不鄰近於任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，每一線性延伸的反射元件可包含超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，其中所述第一表面朝向所述接收器而定向；反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述支撐結構可包含延伸遠離所述旋轉軸的多個橫向反射器支撐物。每一橫向反射器支撐物可包含多個槽口，其中橫向反射器支撐物中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物。在此類變型中，每一縱向反射器支撐物的通道部分可定位在橫向反射器支撐物的對應槽口中，其中每一縱向反射器支撐物的唇緣部分與橫向反射器的鄰近於所述對應槽口的表面接觸且由所述表面支撐。橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的表面以(舉例來說)約O. 5度或更好(即，公差小於約O. 5度)的精度使反射元件相對於接收器定向。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型(包含橫向反射器支撐物)中，所述橫向反射器支撐物可由在其中切割出槽口的連續金屬薄片或板形成，其中所述薄片或板的平面垂直於所述支撐結構的旋轉軸而定向。 在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述接收器可包含太陽能電池。在此類變型中，所述接收器還可包含容納與太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。在基於以上變型中的任一者的替代性進一步的變型中(除了正好在此變型之前的變型之外)，所述接收器可容納待通過聚集在所述接收器上的太陽能加熱的液體的流動，但缺少太陽能電池。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性反射元件可一起形成拋物面反射器。
在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可為平坦或大體上平坦的。在另一方面中，一種聚集型太陽能收集器包含線性延伸的接收器；多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中；及線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的長軸的旋轉軸的旋轉。每一線性延伸的反射元件包含超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，其中所述第一表面朝向所述接收器而定向；反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。在此方面的一些變型中，所述反射層不存在於超白玻璃層的第二表面的邊緣部分、所述第二玻璃層通過粘合劑直接附接到所述邊緣部分、且所述邊緣部分上的粘合劑密
封所述反射層與外部環境隔絕。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，舉例來說，所述第二玻璃層可包含鈉鈣玻璃。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述超白玻璃層可為約I毫米到約2毫米厚，且所述第二玻璃層可為約3毫米到約4毫米厚。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可為平坦或大體上平坦的。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上線性延伸的反射元件，使得一行中的反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在這些變型中的一些中，在任何行中的反射元件之間沒有間隙或接頭靠近任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間的大多數間隙或接頭不鄰近於任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述接收器可包含太陽能電池。在此類變型中，所述接收器還可包含容納與太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。在基於以上變型中的任一者的替代性進一步的變型中(除了正好在此變型之前的變型之外)，所述接收器可容納待通過聚集在所述接收器上的太陽能加熱的液體的流動，但缺少太陽能電池。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性反射元件可一起形成拋物面反射器。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可為平坦或大體上平坦的。在另一方面中，一種聚集型太陽能收集器包含線性延伸的接收器、多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器固定在適當的位置中；及線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的長軸的旋轉軸的旋轉。所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且可並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上線性延伸的反射元件，使得一行中的反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間間隙或接頭。在此方面的這些變型中的一些中，任何行中的反射元件之間沒有間隙或接頭靠近任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間的大多數間隙或接頭不鄰近於任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述接收器可包含太陽能電池。在此類變型中，所述接收器還可包含容納與太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。在基於以上變型中的任一者的替代性進一步的變型中(除了正好在此變型之前的變型之外)，所述接收器可容納待通過聚集在所述接收器上的太陽能加熱的液體的流動，但缺少太陽能電池。在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性反射元件可一起形成拋物面反射器。·在包含此方面的以上變型中的任一者的特徵的進一步變型中，所述線性延伸的反射元件可為平坦或大體上平坦的。當結合首先簡要描述的附圖來參考對本發明的以下更詳細描述來理解時，所屬領域的技術人員將更明白本發明的這些及其它實施例、特徵及優勢。


圖IA到IC展示實例太陽能收集器的透視圖(IA)、側視圖(IB)及端視圖(IC)。圖2展示用於太陽能收集器的實例接收器的透視圖。圖3A到3D展示用於太陽能收集器的反射器及接收器的實例支撐結構的一部分的透視圖(3A)、側視圖(3B)、俯視圖(3C)及橫截面圖(3D)。圖4A到4C展示附接到縱向反射器支撐物且由所述縱向反射器支撐物支撐的線性延伸的反射元件的實例的側視圖(4A)及端視圖(4B、4C)。圖5展示實例橫向反射器支撐物。圖6A及6B展示包含具有兩個或兩個以上長度的線性延伸的反射元件的實例反射器的俯視圖。圖7A及7B展示具有層壓結構的實例反射元件(例如，鏡面)。圖8展示包含扭矩管及橫向反射器支撐物的實例經樞轉地安裝的支撐結構。圖9A展示包含大體上垂直於旋轉軸而定向的橫向反射器支撐物的實例太陽能收集器的平面圖。圖9B展示包含橫向反射器支撐物的實例太陽能收集器的平面圖，其中的至少一些不垂直於旋轉軸而定向。圖IOA到IOC展示在反射器中在反射元件之間的間隙附近端對端布置的反射元件的實例幾何形狀。圖IlA展示共享驅動且具有流體地耦合的接收器的兩個太陽能收集器的實例。圖IlB展示圖IlA中展示的實例系統的細節的擴展圖。
具體實施方式
以下詳細描述應參考圖式閱讀，其中在所有不同的圖中，相同的參考數字指代相同的元件。所述圖式(其不一定按比例繪製)描繪選擇性實施例且不希望限制本發明的範圍。所述詳細描述通過實例的方式而不是通過限制的方式說明本發明的原理。此描述將清楚地使得所屬領域的技術人員能夠製造及使用本發明且描述本發明的若干實施例、改編、變型、替代物及用途(包括當前被認為是實施本發明的最佳模式)。如本說明書及所附權利要求書中所使用，單數形式「一」及「所述」包括複數指代物，除非上下文以其它方式清楚地指示。並且，術語「平行」希望表示「大體上平行」且希望涵蓋與平行幾何形狀的較小偏差而不要求(舉例來說)平行的反射器行或本文中描述的任何其它平行的布置為精確地平行。本說明書揭示可藉以收集太陽能以提供電力、熱量或電力與熱量的組合的設備、系統及方法。舉例來說，本文中揭示的太陽能收集器可用於揭示於以下臨時專利申請案中的方法、設備及系統的一些變型中2009年10月6日申請的標題為「聚集型太陽能光伏-熱系統」(Concentrating Solar Photovoltaic-Thermal System) 」 的序列號為 61/249，151 的美國臨時專利申請案，所述臨時專利申請案以全文引用的方式併入本文中。現在參考圖IA到1C，實例太陽能收集器100包含線性延伸的接收器110 ;線性延伸的反射器120，其與所述接收器的長軸125平行而定向且相對於所述接收器而固定在適當的位置中；及線性延伸的支撐結構130，其支撐所述接收器及所述反射器且經樞轉安裝以容納所述支撐結構、所述反射器及所述接收器圍繞平行於所述接收器的長軸125的旋轉軸140的旋轉。在使用中，所述支撐結構、反射器及接收器圍繞旋轉軸140旋轉以追蹤太陽，使得入射在反射器120上的太陽輻射被聚集到接收器110上。在所說明的實例中，反射器120包含多個線性延伸的反射元件150 (例如，鏡面)，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此且相對於所述接收器而固定在適當的位置中。線性反射元件150可各自具有等於或約等於反射器120的長度的長度，在此情形下，其可經並排布置以形成反射器120。或者，一些或所有線性反射元件150可比反射器120的長度短，在此情形下(例如，如所說明)，兩個或兩個以上線性延伸的反射元件150可經端對端布置以沿著所述反射器的長度形成一行，且兩個或兩個以上此類行可經並排布置以形成反射器120。線性延伸的反射元件150可各自具有(舉例來說)約8釐米到約15釐米的寬度及(舉例來說)約I. 2米到約3. 2米的長度。在一些變型中，一些或所有反射元件150可具有約10. 7釐米的寬度。在一些變型中，一些或所有反射元件150具有約13. 2釐米的寬度。在一些變型中，一些反射元件150可具有約10. 7釐米的寬度且一些反射元件150具有約13. 2釐米的寬度。反射元件150可為平坦的、大體上平坦的或彎曲的(例如，沿著與其長軸橫向的方向以聚焦入射的太陽輻射)。雖然在所說明的實例中反射器120包含線性反射元件150，但在其它變型中反射器120可由單個連續反射元件、由兩個反射元件(例如，在接收器110的每一側上具有一個反射元件)或以任何其它合適方式形成。舉例來說，線性反射元件150或用於形成反射器120的其它反射元件可為或包含任何合適的前表面鏡或後表面鏡。舉例來說，所述鏡的反射性質可源自任何合適的金屬或電介質塗層或拋光的金屬表面。一些變型可使用具有如本說明書中稍後描述的層壓結構的鏡面。一些其它變型可使用以具有約3到約4毫米的厚度的超白玻璃形成的後表面鏡。在一些變型中，反射器120具有與其長軸橫向的拋物面曲率。在替代變型中，反射器120可具有適於將太陽輻射聚集到接收器上的任何其它曲率。在圖IA到ID中以及圖2中說明的實例中，接收器110包含兩個區段(例如，個別接收器)IlOa及110b，其彼此機械耦合以形成V形狀且通過垂直支撐物160支撐在反射器120上方。如圖2中所展示，接收器區段IlOaUlOb的V形布置可任選地通過耦合到杆170 (附接到下伏垂直支撐物160)的支架165來穩固。在所說明的實例中(例如，圖1A)，接收器110的一側上的反射元件形成反射器120的拋物面區段(其具有在接收器區段IlOa的下表面上且平行於接收器區段IlOa的下表面的大體上線性的聚焦)，且接收器110的另一側上的反射元件形成反射器120的拋物面區段(其具有在接收器區段IlOb的下表面上且平行於接收器區段IlOb的下表面的大體上線性的聚焦)。
再次參考圖IA到ID及圖2，在所說明的實例中，接收器區段IlOaUlOb的下表面180a及180b包含待由通過反射器120聚集的太陽輻射照射的太陽能電池(未展示)。如圖2中所展示，接線盒175或與所述太陽能電池相關聯的其它電組件可定位在接收器區段IlOaUlOb的與其上聚集太陽輻射的表面相對的後表面上。液體冷卻劑(例如,水、乙二醇或這兩者的混合物)可通過所述接收器區段的後表面上的歧管185被引入到接收器區段IlOaUlOb中且從接收器區段IlOaUlOb移除。在反射器區段的一端處引入的冷卻劑可穿過一個或一個以上冷卻劑通道(未展示)到達所述接收器區段的另一端，所述冷卻劑可從所述接收器區段的另一端被引出。這可允許所述接收器更高效地產生電力(通過冷卻太陽能電池)及捕獲熱量(以冷卻劑)。所述電力及所捕獲的熱量可具有商業價值。雖然接收器110在所說明的實例中具有V形，但其它變型可使用其它接收器幾何形狀。一些變型可使用水平定向的接收器。舉例來說，呈接收器IlOa或IlOb形式的一個或一個以上接收器可在反射器120及旋轉軸10上方且平行於反射器120及旋轉軸140而水平定位。在使用中，其下水平表面將由通過反射器120聚集的太陽輻射從下方照射。雖然所說明的實例中的接收器區段IlOaUlOb包含太陽能電池及容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道，但也可使用其它布置。在太陽能收集器的一些變型中，所述接收器包含太陽能電池但缺少液體冷卻劑可通過其流動的通道。在太陽能收集器的其它變型中，所述接收器可包含容納待通過聚集在所述接收器上的太陽能加熱的液體的流動的通道，但缺少太陽能電池。舉例來說，接收器區段IlOaUlOb可包含太陽能電池但缺少冷卻劑通道，或缺少太陽能電池但包含冷卻劑通道。太陽能收集器100可包含任何合適接收器。除所說明的實例之外，舉例來說，合適的接收器可包括揭示於以下專利申請案中的接收器2009年11月19日申請的標題為「用於聚集型光伏-熱系統的接收器(Receiver For ConcentratingPhotovoItaic-ThermalSystem) 」的序列號為12/622，416的美國專利申請案及2010年5月5日申請的標題也為「用於聚集型光伏-熱系統的接收器(Receiver For ConcentratingPhotovoltaic-Thermal System) 」的序列號為12/774，436的美國專利申請案，所述兩個專利申請案以全文引用的方式併入本文中。在所說明的實例中，接收器110比反射器120短。在太陽能收集器100的一端處(例如，支柱200a端)，接收器110的末端約與反射器120的末端成一直線而定位。相比之下，在太陽能收集器100的另一端處(例如，支柱200b端)，接收器110不延伸到反射器120的末端。在一些此類變型中，所述接收器比所述反射器短(舉例來說)所述反射器的長度的約2%到約5%。具有此配置的太陽能收集器可沿著北-南方向以其旋轉軸140定向，且其中太陽能收集器的接收器的不延伸到反射器的末端的末端比太陽能收集器的另一末端更接近赤道。因為，除了在赤道處之外，太陽輻射將具有到其入射在反射器120上的角度的日常性且季節性變化的北-南分量，接收器110的過於接近接收器的赤道端的部分將不被聚集的太陽輻射照射，或與接收器的其它部分相比，其將被太陽輻射照射一天或一年的顯著更短的部分。所述現象可以所說明的配置來避免或減輕。或者或此外，在一些變型中，接收器110可在太陽能收集器100的離赤道最遠的末端(即，極地端)處延伸超過反射器120的末端，且因此收集原本將不到達接收器的末端的聚集的太陽輻射。在一些稍後的變型中，所述接收器可比所述反射器長(舉例來說)所述反射器的長度的約2%到約5%。 在一些變型中，在使用中，接收器由未充滿所述接收器的聚集的太陽輻射照射。舉例來說，聚集的太陽輻射的能量的約80 %以上、約85 %以上、約90 %以上或約95 %以上可在具有約為所述接收器的(或所述接收器包含太陽能電池的那部分的)總寬度的約75%、約80%、85%、約90%或約95%的寬度(與接收器的長軸橫向)的區域中入射在所述接收器上。在一些變型中，入射在太陽能電池上的太陽能的至少約90%、或至少約95%聚集在太陽能電池的線性陣列的中央部分上，其具有小於太陽能電池的線性陣列的對應寬度的約80%的寬度(垂直於太陽能電池的陣列的長軸)。以此方式未充滿接收器可提高收集聚集的太陽輻射且將其轉換成有用的電力或熱量的效率。舉例來說，此未充滿可通過選擇線性延伸的反射元件150的寬度(及其橫向曲率，如果其是不平坦的或大體上平坦的)以在被照射的接收器表面上提供所要的聚集的太陽輻射強度分布來實現。又再參考圖IA到1D，在所說明的實例中，支撐結構130通過迴轉齒輪190及軸承195 (分別由支柱200a及200b支撐)樞轉地安裝在其末端處。迴轉齒輪190可用於圍繞旋轉軸140旋轉接收器110、反射器120及支撐結構130。因為支撐結構130僅在其末端處被支撐(其中所述支柱不阻礙接收器110及反射器120的旋轉)，所以在一些變型中，接收器110、反射器120及支撐結構130可旋轉到完全反轉的位置中，其中接收器110及反射器120顛倒。以所述定向，舉例來說，可保護或部分地保護接收器110及反射器120免受惡劣天氣條件影響。在一些此類變型中，接收器110、反射器120及支撐結構130可圍繞旋轉軸140旋轉360度或以上。此外，僅使用兩根支柱而不是更多支柱可放鬆其放置及對準中的公差要求。任何合適迴轉齒輪及軸承可用於所說明的實例中。其它變型可使用任何合適的替代性安裝布置，其允許接收器110、反射器120及支撐結構130圍繞平行於所述接收器的長軸、所述反射器或(如所說明)所述接收器及所述反射器的旋轉軸旋轉，以跟蹤太陽。圖3A到3D展示實例支撐結構130的一部分。在所述實例中，支撐結構130包含3個縱向部件210a、210b及210c，其平行於旋轉軸而定向、至少大體上延伸反射器的長度且經布置以形成具有垂直於旋轉軸140的三角形橫截面(例如，圖3D)的框架。在所說明的實例中，縱向部件210b與旋轉軸140重合或大體上重合，且位於反射器120的反射側(例如，接收器側)上。縱向部件210a及210c位於反射器120的與縱向部件210b相對的側上。在其它變型中，舉例來說，旋轉軸140可位於由縱向部件210a到210c形成的框架的三角形橫截面之內或其外側。在一些變型中，所有3個縱向部件2IOa到2IOc可位於反射器120下方(即，在反射器120的與接收器110相對的側上)。所說明的實例包含將縱向部件2IOb連接到縱向部件2IOa的多個斜部件215，及將縱向部件210b連接到縱向部件210c的多個斜部件220。所說明的實例還包含多個橫向板225。每一橫向板225垂直於(或大體上垂直於)3個縱向部件210a到210c而定向且連接3個縱向部件210a到210c。斜部件215各自將對應的橫向板225與縱向部件210b之間的接頭230連接到鄰近的橫向板225與縱向部件210a之間的接頭235。斜部件225各自將對應的橫向板225與縱向部件210b之間的接頭230連接到鄰近的橫向板225與縱向部件210c之間的接頭240。橫向板225、斜部件215及斜部件220沿著縱向部件210a到210c的長度一起形成重複圖案245。支撐結構130的其它變型可包括斜部件但缺少橫向板，或包括橫向板但缺少斜部件。一些變型可包括橫向板及斜部件，但其中那些元件不形成重複圖案，或其中它們形成不·同於所說明的重複圖案的重複圖案。在一些變型中，每一橫向板225可由3個橫向部件替代，3個橫向部件中的每一者連接不同對的縱向部件210a到210c。除了如所說明的實例中展示的斜部件215、斜部件220及橫向板225之外，一些變型包含跨越縱向部件210a與210c之間的間隙且連接縱向部件210a及210c的縱向板。在一些變型中，兩個或兩個以上此類板沿著縱向部件210a及210c大致端對端地定位，以閉合那些部件之間的大體上所有間隙。添加此類縱向板可增加支撐結構130的剛性。舉例來說，縱向部件210a到210c、斜部件215及斜部件220可由鋼、結構鋼或鋁梁、空心梁、管道、管、條、杆、通道杆材、角度杆材或任何其它合適材料以任何其它合適形狀形成。舉例來說，橫向板225可由鋼、結構鋼或鋁板、薄片或任何其它合適材料形成。舉例來說，縱向部件210a到210c、斜部件215、斜部件220及板225可使用任何合適方法來如所說明般地彼此附接。舉例來說，合適的方法可包括焊接、膠合或使用任何合適夾具、螺釘、螺栓、鉚釘或其它機械緊固件。支撐結構130的一些變型不包含縱向部件210a到210c。如本說明書中稍後描述，舉例來說，一些變型可用扭矩管來替代圖3A到3D中展示的支撐結構130的一部分。任何其它合適反射器支撐物結構也可替代所說明的結構且與本文中揭示的太陽能收集器的其它元件組合使用。如下文更詳細地描述，支撐結構130可包含縱向反射器支撐物，其中的每一者具有平行於旋轉軸140定向的長軸，且其中的每一者支撐線性延伸的反射元件150或一行端對端布置的線性反射元件150。舉例來說，所述線性延伸的反射元件或若干反射元件可附接到所述縱向反射器支撐物的上表面。同樣如下文更詳細地描述，支撐結構130可包含延伸遠離旋轉軸140且支撐縱向反射器支撐物的橫向反射器支撐物，或替代地直接支撐鏡面或其它反射元件。現在參考圖4A(側視圖)及4B (端視圖或橫截面圖)，實例縱向反射器支撐物250包含平行於其長軸的通道部分255、在通道部分255的一側上且平行於通道部分255的第一平面唇緣部分260a及平行於通道部分255且在通道部分255的與第一唇緣部分260a相對的側上的第二平面唇緣部分260b。線性延伸的反射元件150附接到唇緣部分260a、260b且由唇緣部分260a、260b支撐，且橋接縱向反射器支撐物250的通道部分255。在其它變型中，如所說明，唇緣部分260a及260b不需要為平面的。可使用唇緣部分260a、260b的任何合適輪廓或形狀。在圖4A及4B中說明的實例中，線性延伸的反射元件150通過粘合劑或膠墊265附接到唇緣部分260a、260b。舉例來說，所述粘合劑或膠墊可在反射元件下方以約O. 2米的間隔間隔開。可使用將反射元件附接到縱向反射器支撐物的任何其它合適方法，包括以任何其它合適方式部署的粘合劑或膠、螺釘、螺栓、鉚釘及其它類似的機械緊固件及夾具或彈黃夾。在所說明的實例中，縱向反射器支撐物250為約11. 2米長，通道部分255延伸縱向反射器支撐物250的長度且為約10. 5釐米寬且約3. 5釐米深，且唇緣部分260a及260b 延伸縱向反射器支撐物250的長度且為約2. O釐米寬。在此實例中，線性延伸的反射元件150為約10. 7釐米寬。兩個或兩個以上縱向反射元件沿著縱向反射器支撐物端對端附接，其中反射元件之間的間隔為約I毫米。在其它變型中，舉例來說，此類縱向反射器支撐物可為約6. O米到約12. O米長，通道部分255可為約8釐米到約15釐米寬且約2. O釐米到約
8.O釐米深，且唇緣部分260a、260b可為約I. O釐米到約4. O釐米寬。現在參考圖4C，在另一實例中，縱向反射器支撐物265大體上類似於剛剛描述的縱向反射器支撐物250，只是縱向反射器支撐物265在唇緣部分260a、260b的末端處進一步包含槽部分270a、270b。在此實例中，線性延伸的反射元件150可通過將所述反射元件從所述反射器支撐物的末端滑入來裝載到縱向支撐物265上。槽部分270a、270b幫助將線性延伸的反射元件150維持在適當的位置中。舉例來說，粘合劑、膠、夾具、或機械緊固件可用於將反射元件進一步緊固到反射器支撐物。在所說明的實例中，所述縱向反射器支撐物為溝槽形，其帶有具有平底「U」形狀的橫截面。在其它變型中，所述縱向反射器支撐物可為(舉例來說)帶有圓底「U」形橫截面、「V」形橫截面或顛倒的Ω (希臘字母歐米伽)橫截面的溝槽形。在其它變型中，所述縱向反射器支撐物可在唇緣部分260a、260b之間包含並排平行的多個通道部分(例如，2個、3個或3個以上)。在此類變型中，舉例來說，所述縱向反射器支撐物可具有W形橫截面或可視為由多個V或U形並排組成的橫截面。在所說明的實例中，個別縱向反射器支撐物延伸所述反射器的長度。在其它變型中，一些或所有縱向反射器支撐物可比所述反射器的總長度短，在此情形下，兩個或兩個以上縱向反射器支撐物可經端對端布置以沿著所述反射器的長度形成一行。在一些變型中，縱向反射器支撐物可由鋼片、鋁片或其它薄片金屬形成。在一些變型(例如，舉例來說，圖4A到4C中說明的變型)中，縱向反射器支撐物的唇緣部分及通道部分(及槽部分，如果存在的話)可經軋制、摺疊或以其它方式由連續的薄片金屬形成。在一些變型中，如所說明的縱向反射器支撐物的唇緣部分及通道部分由具有約I毫米的厚度的連續鋼片形成。如上文提及，支撐結構130可包含延伸遠離旋轉軸140的多個橫向反射器支撐物且可直接支撐鏡面，或替代地經由如本文中揭示的縱向反射器支撐物或經由任何其它合適的額外反射器支撐結構來支撐鏡面或反射元件。此類橫向反射器支撐物(由參考數字275標示)在圖IA到IC中部分可見。現在參考圖5，實例橫向反射器支撐物275包含兩個(例如，對稱的)板280a、280b，其中的每一者分別具有上槽口邊緣285a、285b。任選地，板280a、280b沿著邊緣290a、290b摺疊以形成平行延伸到那些邊緣的朝上的u形通道區段。在所說明的實例中，橫向反射器支撐物275還包含任選的橫向部件295，其部分地插入(如由虛線所展示)到板280a、280b的下通道區段中且將那些板彼此耦合。表面300a及300b的鄰近於板280a、280b中的槽口的部分可經切割以界定待由橫向反射器支撐物支撐的線性延伸的反射元件的所要定向。舉例來說，橫向反射器支撐物275的橫向板280a、280b可由在其中切割出槽口的連續金屬(例如，鋼、鋁)薄片或板形成。在所說明的實例中，舉例來說，橫向反射器支撐物275可通過焊接、膠合或使用任何合適夾具、螺釘、螺栓、鉚釘或其它機械緊固件附接到橫向板225 (圖3A)中的對應者。舉·例來說，此類緊固件可使用板280a、280b (圖5)中的孔305。在各圖中說明的實例中，支撐結構130 (圖IA到1C)包含多個橫向反射器支撐物275。橫向反射器支撐物275 (圖5)的上表面中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物250或265 (圖4)。橫向反射器支撐物275中的每一槽口與其它橫向反射器支撐物中類似或相同地放置的槽口(對應於同一縱向反射器支撐物)對準。縱向反射器支撐物的通道部分255定位在橫向反射器支撐物的對應槽口中。縱向反射器支撐物的唇緣部分260a、260b接著與橫向反射器支撐物的表面300的鄰近於所述對應槽口的部分接觸且由所述部分支撐。表面300可相對於接收器110以(舉例來說)約O. 5度或更好的精度(即，公差小於約0.5度)，將所述縱向反射器支撐物且因此將其支撐的線性延伸的反射元件150定向在所要的定向中。在其它變型中，舉例來說，此公差可大於約O. 5度。舉例來說，縱向反射器支撐物250或265可通過焊接、膠合或使用任何合適夾具、螺釘、螺釘、鉚釘或其它機械緊固件來附接到橫向反射器支撐物275或附接到支撐結構130的其它部分。在一些變型中，所述縱向反射器支撐物在其末端(例如，僅在其末端處)處夾持到支撐結構130的另一部分。雖然本文中說明及描述縱向反射器支撐物及橫向反射器支撐物的特定實例，但任何其它合適反射器支撐物或反射器結構可與本文中揭示的太陽能收集器的其它元件組合使用。如上文提及，在一些變型中，反射器120 (圖1A)包含沿著反射器的長度端對端地布置在若干行(例如，相等長度的)中的線性反射元件，其中兩個或兩個以上此類行並排布置。在此類變型中，所述線性反射元件可具有兩個或兩個以上不同的長度且經布置以使得一行中的反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間沒有間隙或接頭靠近任何鄰近行的反射元件之間的間隙或接頭。在一些變型中，任何行中的反射元件之間的大多數間隙或接頭不鄰近於任何鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。在圖6A的實例中，反射器120包含如通過反射元件150a及150b簡化的兩個不同長度的線性延伸的反射元件。在此實例中的線性延伸的反射元件的布置中，每一間隙或接頭(例如，310a)通過至少一行線性延伸的反射元件與在與反射器120的長軸橫向的方向上的下一個最近的間隙或接頭(例如，310b)分離。在圖6B的實例中，反射器120包含如通過反射元件150c、150d及150e簡化的三個不同長度的線性延伸的反射元件。在此實例中的線性延伸的反射元件的布置中，每一間隙或接頭(例如，310c)通過至少兩行線性延伸的反射元件與在與反射器120的長軸橫向的方向上的下一個最近的間隙或接頭(例如，310d)分離。線性延伸的反射元件可使用較大數目的不同長度的反射元件，以大體上類似於圖6A及6B的實例的方式來布置，以構造在間隙之間具有對應較大數目的行的反射器。例如剛剛描述的那些布置的布置可比行中的反射元件之間的間隙或接頭一般靠近鄰近行中的間隙或接頭的情況產生聚集的太陽輻射對接收器的更均勻的照射，這是因為此鄰近間隙或接頭可將疊加在彼此上的陰影投射到所述接收器上。也如上文提及，在一些變型中，線性延伸的反射元件150具有層壓結構。參考圖7A，在所說明的實例中，反射元件150包含具有第一表面322及第二表面323的超白玻璃層·320。當用於如本文中揭示的太陽能收集器中時，反射元件150經定向以使得表面322朝向所述接收器(且因此朝向入射的太陽輻射)。反射層325安置在超白玻璃層的第二表面上。粘合層330安置在所述反射層上。第二玻璃層335通過粘合層330附接到反射層325。在圖7B中說明的實例中，反射層325不存在於超白玻璃層320的第二表面323的邊緣部分(例如，圍繞反射元件150的整個外圍)。粘合層330將第二玻璃層335的對應邊緣部分(例如，圍繞反射元件150的整個外圍)直接附接到表面323的暴露的邊緣部分，且將第二玻璃層335的其它部分附接到反射層325。在此實例中，粘合層330 (與玻璃層320及335組合)可密封且/或保護反射層325免受外部環境影響。舉例來說，超白玻璃層可為約O. 5毫米到約3毫米厚。舉例來說，反射層325可包含銀、金、鉻或任何其它合適金屬或非金屬材料，且為(舉例來說)約20納米到約200納米厚。舉例來說，粘合層325可包含丙烯酸閉孔泡沫粘合帶(例如，可從3M 購得的VHB 帶)，且為(舉例來說)約O. 5毫米到約I. 5毫米厚。舉例來說，第二玻璃層335可包含鈉鈣玻璃或硼矽玻璃，且為(舉例來說)約2毫米到約5毫米厚。在一個實例中，超白玻璃層320為約I毫米厚，反射層325包含銀且為約80納米厚，粘合層330包含丙烯酸閉孔泡沫粘合帶且為約O. 9毫米厚，且第二玻璃層335包含鈉鈣玻璃且為約4毫米厚。舉例來說，反射層325可通過常規工藝來沉積及圖案化(例如，移除其邊緣)，且粘合層330可通過常規工藝來沉積。如上文提及，本文中揭示的太陽能收集器的一些變型可用扭矩管來替代圖3A到3D中展示的支撐結構130的部分。在圖8的實例中，扭矩管340由支柱350a、350b及350c樞轉地支撐。橫向反射器支撐物275 (其可大體上類似於上文描述的橫向反射器支撐物)附接到扭矩管340。橫向反射器支撐物275 (其可大體上類似於上文描述的橫向反射器支撐物)附接到扭矩管340。如上文論述的具有經附接的線性延伸的反射元件150的縱向反射器支撐物250或265可安裝在橫向反射器支撐物275上，以提供與上文描述的反射器相同或大體上類似的反射器120。大體上類似於上文描述的接收器的接收器可由垂直支撐物160支撐在所述反射器上。圖9A展示包含由大體上垂直於旋轉軸140定向的橫向反射器支撐物275支撐的若干行線性延伸的反射元件150的實例太陽能收集器100的平面圖。如果線性延伸的反射元件150及任何下伏縱向支撐物不夠剛性，那麼若干行反射元件150可在橫向反射器支撐物275之間下垂(S卩，下陷)。此下垂可引起由接收器上的反射元件聚集的太陽輻射的強度分布的不均勻性。因為橫向反射器支撐物275垂直於若干行的反射兀件150而定向，所以所述下垂可在沿著不同行的反射元件的類似或相同位置處發生，這可增加接收器處的聚集的太陽輻射強度分布的不均勻性。現在參考圖9B的平面圖，在其它變型中，一些或所有橫向反射器支撐物275以相對於旋轉軸的除了 90°之外的某一角度定向。圖9B僅展示許多此類可能配置的單個實例。在此類布置中，若干行反射元件150的任何下垂將可能在沿著每一行的不同位置處發生，從而減弱接收器處的聚集的太陽輻射強度分布的任何所得的不均勻性。如上文提及，太陽能收集器中的反射元件之間的間隙可引起產生對接收器的不均勻照射的陰影。舉例來說，參考圖10A，入射在反射元件150的鄰近於間隙310的末端上的光射線370a、370b被平行地反射且因此投射陰影380，這是因為沒有光從間隙310反射。
在一些變型中，此類陰影可通過將反射元件150的鄰近於間隙的末端成形以將反射光散布到原本將為陰影的區域中來減弱或弄模糊。舉例來說，參考圖IOB及10C，反射元件150的鄰近於間隙的末端可向下彎曲或扭曲到間隙310中(即，遠離入射光)。在此類變型中，光射線370a、370b以將反射光散布到原本將為陰影380 (圖10A)的區域中的交叉方式被反射。舉例來說，對反射元件150的所述末端的此成形可通過定位下伏支撐結構以使得重力將所述反射元件的所述末端拉拽成所要的形狀來實現。或者，線性反射元件150可附接到下伏支撐結構，所述下伏支撐結構施加力以引發此形狀，或線性反射元件150可經形成以固有地具有此形狀。可使用將反射元件150的末端成形以減弱由反射元件之間的間隙投射的陰影的任何合適方式。兩個或兩個以上本文中揭示的太陽能收集器可電性地、流體地及/或機械地彼此耦合，且可(舉例來說)共享驅動機構。現在參考圖IlA到11B，舉例來說，兩個對準的太陽能收集器IOOaUOOb可共享單個迴轉齒輪190且由單個迴轉齒輪190驅動。太陽能收集器IOOaUOOb可大體上類似於本文中揭示的太陽能收集器中的任一者。在圖IlA及IlB中說明的實例中，管道415a將太陽能收集器IOOb的接收器區段IlOa流體地耦合到太陽能收集器IOOa中的對應接收器區段，且管道415b將太陽能收集器IOOb中的接收器區段IlOb類似地流體地耦合到太陽能收集器IOOa中的對應接收器區段。舉例來說，管道415a、415b允許來自一個太陽能收集器的冷卻劑被轉移到另一個太陽能收集器中以供進一步加熱。在所說明的實例中，管道415a及415b為鄰近太陽能收集器之間的直線連接，其中所述管道大致位於太陽能收集器中的反射器的線性聚焦的位置處。在此類變型中，聚集的太陽輻射可入射在管道415a、415b上且由其吸收。在一些此類變型中，太陽能收集器100a、IOOb經配置及定向(例如，其中旋轉軸北-南定向)，使得隨著時間的推移(例如，在一天或一年的過程期間)，由太陽能收集器中的反射器聚集的太陽輻射到達管道上或從所述管道離開。舉例來說，這可發生當太陽在地平面上的角度在一天或一年的過程期間變化且以北-南方向定向的反射器的線性聚焦沿著北-南軸線移動時。在一些變型中，管道415a、415b可在冬天接收到比夏天更多的聚集的太陽輻射。在一些變型中，隨著太陽在地平面上的角度減小(例如，在一天或一年的過程期間)，聚集的太陽輻射離開管道415a、415b到達接收器的鄰近末端上。在一些變型中，管道415a、415b以玻璃覆蓋(例如，封閉在大體上透明的外管道或外殼(未展示)中)，其中在所述管道與所述外管道或外殼之間具有任選的空氣間隙。舉例來說，此管道或外殼可由玻璃或塑料形成。以玻璃覆蓋管道可增強熱在流過管道的冷卻劑中的保留，且還可提供對來自入射在管道上的太陽輻射的進一步收集。在其中管道以玻璃覆蓋的一些變型中，所述管道經塗覆、油漆(例如，用黑漆)或經其它方式處理以提高對太陽輻射的吸收。對管道的用於提高太陽輻射吸收的此處理、塗覆或油漆還可用於其中管道未以玻璃覆蓋的變型中。在一些變型中，使管道415a、415b絕緣以增強熱保留。可使用任何合適絕緣。使用例如415a及415b的管道(不管是直的還是其它)是任選的。在圖IlA及IlB的實例中，每一接收器110包含機械耦合以形成V形的接收器區 段110a、I IOb。每一接收器110還包含平行於旋轉軸延伸且水平地定位在接收器區段110a、IlOb上的蓋410。蓋410可封閉且(任選地)密封V形的頂部。類似或相同的蓋也可與本文中揭示的其它太陽能收集器一起利用，尤其用於本文中揭示的包含V形接收器的太陽能收集器中的任一者。對此類蓋的使用或對其位置中的額外太陽能收集器的使用進一步描述於2010年5月5日申請的標題為「用於聚集型光伏-熱系統的接收器(ReceiverForConcentrating Photovoltaic-Thermal System) 」的序列號為 12/774，436 的美國專利申請案中。本發明是說明性而非限制性的。進一步的修改在本發明的背景下對於所屬領域的技術人員將是顯而易見的且希望落在所附權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種聚集型太陽能收集器，其包含 線性延伸的接收器； 線性延伸的反射器，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於所述接收器固定在適當的位置中 '及 線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射器且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射器及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉； 其中所述線性延伸的支撐結構包含三個縱向部件，所述三個縱向部件平行於所述旋轉軸而定向、至少大體上延伸所述反射器的長度，且經布置以形成具有垂直於所述旋轉軸的三角形橫截面的框架。
2.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述旋轉軸與所述三個縱向部件中的一者重合或大體上重合。
3.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述縱向部件中的第一者位於所述反射器的反射側上，且其它兩個縱向部件位於所述反射器的與所述第一縱向部件相對的側上。
4.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含第一多個斜部件，其將所述縱向部件中的第一者連接到所述縱向部件中的第二者；及第二多個斜部件，其將所述第一縱向部件連接到所述縱向部件中的第三者。
5.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件。
6.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件； 第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及 第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
7.根據權利要求6所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
8.根據權利要求2所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 第一多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件； 第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及 第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
9.根據權利要求8所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
10.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述反射器包含多個線性延伸的反射元件，所述多個線性延伸的反射元件平行於所述接收器的所述長軸而定向，且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中；且所述支撐結構包含多個單獨的縱向反射器支撐物，其每一者具有平行於所述旋轉軸而定向的長軸且其每一者包含平行於其長軸的通道部分、在所述通道部分的一側上且平行於所述通道部分的第一平面唇緣部分，及平行於所述通道部分且在所述通道部分的與所述第一唇緣部分相對的側上的第二平面唇緣部分，每一反射元件附接到所述唇緣部分且由所述唇緣部分支撐，且橋接所述縱向反射器支撐物中的對應一者的所述通道部分。
11.根據權利要求10所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含延伸遠離所述旋轉軸的多個橫向反射器支撐物，每一橫向反射器支撐物包含多個槽口，橫向反射器支撐物中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物；且每一縱向反射器支撐物的所述通道部分定位在所述橫向反射器支撐物的對應槽口中，且每一縱向反射器支撐物的所述唇緣部分與所述橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的表面接觸且由所述表面支撐。
12.根據權利要求11所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件；第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及 第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
13.根據權利要求12所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
14.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述反射器包含多個線性延伸的反射元件，所述多個線性延伸的反射元件平行於所述接收器的所述長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中；且每一線性延伸的反射元件包含超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述接收器而定向；反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層，或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。
15.根據權利要求14所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件；第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及 第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
16.根據權利要求15所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
17.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述反射器包含多個線性延伸的反射元件，所述多個線性延伸的反射元件平行於所述接收器的所述長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中；且所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
18.根據權利要求17所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件；第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及 第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
19.根據權利要求18所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
20.根據權利要求I所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含太陽能電池。
21.根據權利要求20所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。
22.—種聚集型太陽能收集器，其包含 線性延伸的接收器，其包含太陽能電池及容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道； 多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中，及 線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉； 其中所述支撐結構包含 三個縱向部件，其平行於所述旋轉軸而定向、至少大體上延伸所述反射器的長度，且經布置以形成具有垂直於所述旋轉軸的三角形橫截面的框架，所述縱向部件中的一者與所述旋轉軸重合或大體上重合； 多個單獨的縱向反射器支撐物，其中的每一者具有平行於所述旋轉軸而定向的長軸且其中的每一者包含平行於其長軸的通道部分、在所述通道部分的一側上且平行於所述通道部分的第一平面唇緣部分及平行於所述通道部分且在所述通道部分的與所述第一唇緣部分相對的側上的第二平面唇緣部分，每一反射元件附接到所述唇緣部分且由所述唇緣部分支撐，且橋接所述縱向反射器支撐物中的對應一者的所述通道部分；及 多個橫向反射器支撐物，其延伸遠離所述旋轉軸，每一橫向反射器支撐物包含多個槽口，橫向反射器支撐物中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物，每一縱向反射器支撐物的所述通道部分定位在所述橫向反射器支撐物中的對應槽口中，且每一縱向反射器支撐物的所述唇緣部分與所述橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的表面接觸且由所述表面支撐。
23.根據權利要求22所述的聚集型太陽能收集器，其中所述支撐結構包含 多個橫向板，每一橫向板垂直於所述三個縱向部件而定向且連接所述三個縱向部件，每一橫向反射器支撐物附接到所述橫向板中的對應一者； 第一多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的第二者之間的接頭；及第二多個斜部件，其各自將所述橫向板中的對應一者與所述縱向部件中的第一者之間的接頭連接到鄰近橫向板與所述縱向部件中的所述第三者之間的接頭。
24.根據權利要求23所述的聚集型太陽能收集器，其中所述多個橫向板、所述第一多個斜部件及所述第二多個斜部件沿著所述縱向部件形成重複圖案。
25.根據權利要求24所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件具有 至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
26.根據權利要求25所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性反射元件一起形成拋物面反射器。
27.根據權利要求26所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件是平坦或大體上平坦的。
28.根據權利要求26所述的聚集型太陽能收集器，其中每一線性延伸的反射元件包含 超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述接收器而定向； 反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層，或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。
29.一種聚集型太陽能收集器，其包含 線性延伸的接收器； 多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中，及 線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉; 其中所述支撐結構包含多個單獨的縱向反射器支撐物，其每一者具有平行於所述旋轉軸而定向的長軸且其每一者包含平行於其長軸的通道部分、在所述通道部分的一側上且平行於所述通道部分的第一平面唇緣部分，及平行於所述通道部分且在所述通道部分的與所述第一唇緣部分相對的側上的第二平面唇緣部分，每一反射元件附接到所述唇緣部分且由所述唇緣部分支撐，且橋接所述縱向反射器支撐物中的對應一者的所述通道部分。
30.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中所述縱向反射器支撐物是溝槽形的。
31.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中每一縱向反射器支撐物的所述唇緣及通道部分是由一件連續的薄片金屬形成。
32.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
33.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中每一線性延伸的反射元件包含: 超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述接收器而定向； 反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層，或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。
34.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述支撐結構包含延伸遠離所述旋轉軸的多個橫向反射器支撐物，每一橫向反射器支撐物包含多個槽口，橫向反射器支撐物中的每一槽口對應於單獨的縱向反射器支撐物；且 每一縱向反射器支撐物的所述通道部分定位在所述橫向反射器支撐物的對應槽口中，且每一縱向反射器支撐物的所述唇緣部分與所述橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的表面接觸且由所述表面支撐。
35.根據權利要求34所述的聚集型太陽能收集器，其中所述橫向反射器支撐物的鄰近於所述對應槽口的所述表面以約O. 5度或更好的精度相對於所述接收器將所述反射元件定向。
36.根據權利要求34所述的聚集型太陽能收集器，其中 每一縱向反射器支撐物的所述唇緣及通道部分是由一件連續的薄片金屬形成；且 所述橫向反射器支撐物是由在其中切割出所述槽口的金屬薄片或板形成，其中所述薄片或板的平面垂直於所述支撐結構的所述旋轉軸而定向。
37.根據權利要求34所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
38.根據權利要求37所述的聚集型太陽能收集器，其中 每一縱向反射器支撐物的所述唇緣及通道部分是由一件連續的薄片金屬形成；且 所述橫向反射器支撐物是由在其中切割出所述槽口的金屬薄片或板形成，其中所述薄片或板的平面垂直於所述支撐結構的所述旋轉軸而定向。
39.根據權利要求34所述的聚集型太陽能收集器，其中每一線性延伸的反射元件包含 超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述接收器而定向； 反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層，或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。
40.根據權利要求39所述的聚集型太陽能收集器，其中 每一縱向反射器支撐物的所述唇緣及通道部分是由一件連續的薄片金屬形成；且 所述橫向反射器支撐物是由在其中切割出所述槽口的金屬薄片或板形成，其中所述薄片或板的平面垂直於所述支撐結構的所述旋轉軸而定向。
41.根據權利要求29所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含太陽能電池。
42.根據權利要求41所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。
43.一種聚集型太陽能收集器，其包含 線性延伸的接收器； 多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中，及 線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉; 其中每一線性延伸的反射元件包含超白玻璃層，其具有第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述接收器而定向；反射層，其安置在所述超白玻璃層的所述第二表面上；粘合劑，其安置在所述反射層上；及第二玻璃層，其通過所述粘合劑附接到所述反射層、附接到所述超白玻璃層，或附接到所述反射層及所述超白玻璃層兩者。
44.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述反射層不存在於所述超白玻璃層的所述第二表面的邊緣部分，所述第二玻璃層通過所述粘合劑直接附接到所述邊緣部分，且所述邊緣部分上的所述粘合劑密封所述反射層以與外部環境隔絕。
45.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述第二玻璃層包含鈉鈣玻3 ο
46.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述超白玻璃層為約I毫米到約2毫米厚，且所述第二玻璃層為約3毫米到約4毫米厚。
47.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件是平坦或大體上平坦的。
48.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述線性延伸的反射元件是平坦或大體上平坦的； 所述反射層不存在於所述超白玻璃層的所述第二表面的邊緣部分，所述第二玻璃層通過所述粘合劑直接附接到所述邊緣部分，且所述邊緣部分上的所述粘合劑密封所述反射層以與外部環境隔絕；且 所述超白玻璃層為約I毫米到約2毫米厚，且所述第二玻璃層為約3毫米到約4毫米厚且包含鈉鈣玻璃。
49.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
50.根據權利要求49所述的聚集型太陽能收集器，其中 所述線性延伸的反射元件是平坦或大體上平坦的； 所述反射層不存在於所述超白玻璃層的所述第二表面的邊緣部分，所述第二玻璃層通過所述粘合劑直接附接到所述邊緣部分，且所述邊緣部分上的所述粘合劑密封所述反射層以與外部環境隔絕； 所述超白玻璃層為約I毫米到約2毫米厚，且所述第二玻璃層為約3毫米到約4毫米厚且包含鈉鈣玻璃。
51.根據權利要求43所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含太陽能電池。
52.根據權利要求51所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。
53.一種聚集型太陽能收集器，其包含 線性延伸的接收器； 多個線性延伸的反射元件，其平行於所述接收器的長軸而定向且相對於彼此並相對於所述接收器固定在適當的位置中，及 線性延伸的支撐結構，其支撐所述接收器及所述反射元件且經樞轉地安裝以容納所述支撐結構、所述反射元件及所述接收器圍繞平行於所述接收器的所述長軸的旋轉軸的旋轉; 其中所述線性延伸的反射元件具有至少兩個不同的長度且並排平行地布置在若干行中，其中每一行包括端對端布置的兩個或兩個以上所述線性延伸的反射元件，使得一行中的所述反射元件之間的間隙或接頭不靠近鄰近行中的反射元件之間的間隙或接頭。
54.根據權利要求53所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含太陽能電池。
55.根據權利要求54所述的聚集型太陽能收集器，其中所述接收器包含容納與所述太陽能電池熱接觸的液體冷卻劑的流動的冷卻劑通道。
全文摘要
本發明揭示可藉以收集太陽能以提供電力或熱量與電力的組合的系統、方法及設備。
文檔編號F24J2/52GK102906513SQ201180024069
公開日2013年1月30日 申請日期2011年4月12日 優先權日2010年5月17日
發明者吉拉德·阿爾莫吉, 拉茨索恩·莫拉達, 阿米爾·巴爾, 阿米爾·A·魏斯, 奧弗·裡克利斯, 安德烈·博奇卡裡奧夫 申請人:科根納太陽能公司