用於具有線性聚集的太陽能聚集器的太陽能接收器的製作方法

2023-05-26 23:38:16 2

專利名稱：用於具有線性聚集的太陽能聚集器的太陽能接收器的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及通過將太陽輻射聚集到光伏接收器或太陽能接收器上來產生能量。在太陽能聚集系統中，期望獲得高聚集的太陽能以增加太陽能聚集系統的效率和 產量，並且在光伏系統的情況下降低光伏材料的量。
背景技術：
為了增加太陽能聚集系統的效率，有必要根據天頂(zenithal)方向並根據方位 方向二者來實施聚集器的指向(pointing)。文獻No.W02005/116534描述了一種太陽能聚 集器，其包括可圍繞水平軸旋轉安裝在支承結構上並且由第一電機驅動以改變它們的天頂 角的一個或多個凹面鏡，其中所述凹面鏡將太陽輻射聚集在相對於該凹面鏡固定的一個或 多個接收器的方向上。該支承結構可以通過被設計成調節凹面鏡的方位角的第二電機來圍 繞垂直軸定向。在文獻No. WO 2005/116534中所描述的解決方案受到各種缺點的影響。第一個缺 點是可以獲得的太陽能的聚集只取決於凹面鏡的大小，並且為了獲得高水平的聚集，必須 使用大表面的鏡。已知解決方案2005/116534的第二個缺點是為了改變方位定向，必須圍 繞垂直軸來轉動發電機的支承結構。

發明內容
本發明的目的是提供一種使得能夠克服現有技術的問題的太陽能接收器。特別 地，本發明的目的是提供一種在不需要額外增加聚集器表面的情況下使得能夠獲得高水平 的太陽輻射聚集的太陽能接收器。本發明的另一個目的是提供一種使得能夠利用不需要垂 直旋轉聚集器的簡單、緊密且廉價的系統進行太陽的方位跟蹤的太陽能接收器。根據本發明，上述目的由具有形成權利要求1的主題的特徵的太陽能接收器來實 現。


現在將參考附圖詳細描述本發明，僅僅以非限制實例的方式來提供所述附圖，並 且在附圖中圖1是使用根據本發明的接收器的太陽能發電機的透視圖；圖2是由圖1中的箭頭II指示的接收器的透視圖；圖3是圖2的接收器的分解透視圖；圖4是根據圖2的線IV-IV的橫截面圖；圖5是根據圖4的線V-V的橫截面圖；以及圖6是由圖1的箭頭VI指示的部件的放大圖。
具體實施例方式參考圖1，由10指出使用根據本發明的太陽能接收器的高聚集太陽能發電機。該 發電機10包括相對於固定式基底14固定的支承結構12。在圖中所圖示的實例中，支承結 構12包括兩個三角形的側支承體，每一個都由向上會聚的兩個腿16形成。腿16的底端被 固定到基底14。每一對腿16的頂端被固定到相應的頂支承體18。然而，所圖示的支承結 構12的形狀不是必須遵守的並且可以根據應用而改變。支承結構12承載被設計成將太陽輻射聚集到聚焦線A的反射體20。在圖中所圖 示的實例中，反射體20包括一個或多個具有反射表面22的鏡，所述反射表面22成形成像 拋物柱面。反射表面22的聚焦軸與聚焦線A重合。反射體20被固定到兩個側臂24，所述 側臂24圍繞與聚焦軸A重合的旋轉軸而鉸接到基本結構12。該旋轉軸由安置在頂支承體 18中的軸承(未圖示)限定。在圖中所圖示的實例中，與反射體20的旋轉軸重合的聚焦軸 A是水平的。參考圖1到圖5，發電機10包括太陽能接收器26，其具有拉伸的形狀並且平行於 聚焦線A延伸。參考圖2和圖3，接收器26包括拉伸的平行六面體形狀的基底28，其具有兩個彼 此相對的主平面30、32。基底28被固定在支承反射體20的側臂24之間。條狀目標(target) 34的陣列應用於基底28的第一面30上。該目標34可以是被 設計成將太陽輻射轉換成電能的光伏元件，要麼是被設計成將太陽輻射轉換成熱量的熱吸 收體。目標34是薄平行六面體的形式並且被定向到與聚焦線A正交的方向。目標34被 設置成在與聚焦線A平行的方向上彼此相距一定距離。相鄰目標34之間的距離遠大於每 個目標34的寬度。在基底38的第一面30上製造兩個導軌36，所述導軌36與聚焦線A平行並且被布 置在目標34的陣列的相對側。優選地，集熱器38被應用於基底28的第二面32上。在目標是由光伏元件形成的 情況下，集熱器例如由帶有翅片的主體構成，所述帶有翅片的主體被設計成耗散由接收器 26所產生的熱量。在目標34是由熱吸收體形成的情況下，集熱器38由用於流過透熱流體 的管道形成。太陽能接收器26包括聚焦組件40，其包括支承體42和多個光學元件44。在圖中 所圖示的實例中，光學元件44由柱面透鏡形成，可替換地，光學元件可以由鏡形成。支承體42具有在聚焦線A的方向上拉伸並且橫截面基本上成U型的形狀，所述支 承體42具有被設置成彼此平行的兩個側壁46和底壁48。底壁48具有扁平的矩形形狀的 通口(through opening) 50，在所述通口中安裝有被布置成彼此接觸的透鏡44。每個透鏡44被設置成將太陽輻射聚集到相應的目標34上。透鏡支承體42的側 壁46具有可滑動接合基底28的相應導軌36的導軌52。由於導軌36和52之間的接合，聚 焦組件40在平行與聚焦線A的方向上相對於接收器26的基底28移動。在圖2和圖3中， 透鏡支承體42相對於基底28的移動方向由箭頭B指示。參考圖1，發電機10包括天頂指向設備，其用於根據太陽的天頂角而改變反射體 20的定向。天頂指向設備包括光電池傳感器54，其相對於接收器26和反射體20而固定並且被設計成檢測太陽的位置。例如光電池傳感器54被固定到側臂24之一。此外，該天頂 指向設備包括電動機56，其根據來自傳感器54的信號支配反射體20圍繞軸A的旋轉。該 天頂指向設備54、56根據太陽的天頂方向定向該反射體20。接收器26包括方位指向設備，其包括被設計成相對於接收器26的基底28移動聚 焦組件40的致動器58。如圖6所圖示的那樣，致動器58例如可以被設置在側臂24之一和 支承體42的對應前端之間。該致動器58由被設計成檢測太陽的方位位置的傳感器支配。 所述傳感器例如可以由在平行於聚焦線A的方向上布置在目標34的相對側面上的兩個光 電二極體60構成(圖5)。如圖5所示意性圖示的那樣，反射體20反射的太陽輻射被聚集到透鏡44上。每 個透鏡44將太陽輻射聚焦到相應目標34上。致動器58根據來自光電二極體60的信號相 對於接收器26的基底28移動支承體42，以使得由透鏡44聚焦的輻射保持以目標34為中 心。聚焦組件40相對於基底28的移動代替反射體20的方位定向。有可能通過控制聚焦 組件40的移動來降低該聚焦組件40相對於基底28的行進，以便當每個透鏡44的中心和 對應目標34之間的距離超過預先設置的值時，以如下的方式移位聚焦組件40，即使得每個 透鏡44將太陽輻射聚焦到與先前所考慮的透鏡44相關聯的目標相鄰的目標34上。聚焦組件40實現相當大地提高太陽輻射聚集到目標34上的水平，這接著會實現 獲得高水平的效率。此外，聚焦組件40的軸向移動代替反射體20的方位定向，並且實現結 構的簡化和發電機10成本的降低。此外，通過移動聚焦組件40而獲得的方位跟蹤實現了開發可用表面的改進。與接收器相關聯的太陽能聚集器將相對於先前已描述的內容形成主體的各種變 形。例如作為對由能夠圍繞其自身的聚焦軸轉動的拋物面鏡形成的反射體20的代替，反射 體20可以由以在國際專利申請No. PCT/IT2008/000539中所描述的類似的方式平行於聚聚 焦線A布置的多個條狀鏡形成。
權利要求
一種用於線性聚焦太陽能聚集器的太陽能接收器(26)，其特徵在於所述太陽能接收器(26)包括 基底(28)，其在平行於聚焦線(A)的方向上拉伸並且承載條狀目標(34)的陣列，該條狀目標(34)被布置成與所述聚焦線(A)正交並且設置成在與所述聚焦線(A)平行的方向上彼此相距一定距離； 聚焦組件(40)，其包括被布置成將太陽輻射聚焦到所述條狀目標(34)上的光學元件(44)的陣列，所述聚焦組件(40)在平行於所述聚焦線(A)的方向上相對於光伏接收器(26)的基底(28)移動；以及 方位指向設備(58、60)，其被設計成根據太陽的位置來相對於所述基底(28)移動所述聚焦組件(40)。
2.根據權利要求1所述的太陽能接收器，其特徵在於所述光學元件(44)的每一個都與 相應的條狀目標(34)相關聯。
3.根據權利要求1或2所述的太陽能接收器，其特徵在於所述條狀目標(34)被設置成 在與所述聚焦線(A)平行的方向上彼此相距一定距離，所述距離遠大於在所述方向上的每 個條狀目標(34)的寬度。
4.根據權利要求1所述的太陽能接收器，其特徵在於所述方位指向設備包括至少兩個 光電檢測器(60)，其在平行於所述聚焦線(A)的方向上固定到接收器(26)的基底(28)、在 條狀目標(34)的相對側面上。
5.根據權利要求1所述的太陽能接收器，其特徵在於所述基底(28)具有拉伸的平行六 面體形狀，其中兩個主面(30、32)被設置成彼此平行，在第一面(30)上固定有條狀光伏目 標(34)，且在第二面(32)上固定有集熱器(38)。
6.根據權利要求5所述的太陽能接收器，其特徵在於所述聚焦組件(40)包括承載所述 光學元件(44)並且通過導軌(36、52)可滑動耦合到所述基底(28)的支承體(42)。
全文摘要
本發明涉及用於具有線性聚焦的太陽能聚集器的太陽能接收器。一種用於線性聚焦太陽能聚集器的太陽能接收器(26)，包括基底(28)，其在平行於聚焦線(A)的方向上拉伸並且承載條狀目標(34)的陣列，該條狀目標(34)被布置成與所述聚焦線(A)正交並且設置成在與所述聚焦線(A)平行的方向上彼此相距一定距離；聚焦組件(40)，包括被布置成將太陽輻射聚焦到所述條狀目標(34)上的光學元件(44)的陣列，所述聚焦組件(40)在平行於所述聚焦線(A)的方向上相對於光伏接收器(26)的基底(28)移動；以及方位指向設備(58、60)，其被設計成根據太陽的位置來相對於所述基底(28)移動所述聚焦組件(40)。
文檔編號H02N6/00GK101989823SQ20101024162
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月29日 優先權日2009年7月29日
發明者A·巴爾博迪維納迪奧, M·帕拉澤蒂 申請人:特山有限公司