度 在宽度五个塔的高度在长度上（如图所描绘的网格）。在运种安排下，从塔的聚光器模块最 远位于高海拔与较近的聚光器模块相比减少跨聚光器模块遮蔽。
[0170] 应当理解，运些仅仅是代表性的例子，W及其它运里所描述的塔式太阳能热电站 的实现可能拥有不同集热模块比那些描绘的安排。间聚光器模块遮蔽可减少或消除变化的 高度，间聚光器模块间距，或其他因素，如所示在上述附图。在上述附图中显示的各种技术 可W在各种排列组合，W达到所需的聚光比。
[0171] 除了上述的2维的情况下，类似于上述那些聚光器模块可WW 1维壳体固定目标 发电厂使用。类似于2维的情况下，为了降低光学余弦损失，在一维固定目标发电厂一些实 施方案中，更少的聚光器模块和一个较小的横截面场范围，即聚光器模块的南北方向现场， 与沿东西方向直线每一个线性接收器可实现。对于每一个聚光器模块，可变聚光可W实现 最大限度的总聚光比，W及太阳能聚光的20-40可W实现。在一些1维实施例中，一个平面 几何接收器，而不是一个圆柱形或管状的几何接收器可W使用，如在2维的情况下，达到降 低的黑体福射损失，与该圆柱形或管状的几何形状的接收器通常用于比较与槽式太阳能热 电站。在一些实施方案中，各线性聚光器模块可W包括许多较小的线性反射器有或没有曲 率，并与相对于所述聚光器模块框架，W减小聚光器模块上的风荷载和降低成本的某些安 装角度。在其他实现方式，然而，聚光器模块可W具有单件式抛物面反射器。
[0172] 反射器可W相对于被安装成与初始角度一维聚光器模块一个（初始角度一个被 计算出W不同的方式比在2维的情况下）的平面，允许太阳光到大约焦点上的接收器。图 18是示意图，可帮助说明初始角度的反射器的计算一个对于一维聚光器模块。由于与2维 的情况下，所使用的光学元件可W包括平面或曲面反射器W及其他反射器。每个光学元件 可W由设计成保持所述支承光学元件的所需的初始角的该光学元件的支撑底座支撑。一维 聚光器模块可W被固定在轴与轴承支撑，W允许聚光器模块被旋转W跟踪太阳。每个一维 聚光器模块可W支持多个反射器的一个一维阵列（相对于在二维情况下使用的2维阵列）。
[0173] 笛卡尔坐标如图18所示X和与原点在聚光器模块旋转中屯、（X和y轴分别指向东， 北）的1维聚光器模块的帖对准y轴上的系统，并与Z轴指向太阳和目标接收器在春分或 秋分正午。初始角度a由运个坐标系统定义，使得该落在聚光器模块在每个反射器的阳光 被反射到接收器对象面中屯、线所限定（在上春分/秋分而当阳光，接收器目标面部中屯、太 阳能中午，和模块的旋转中屯、都排成沿着公共轴线/同轴的。在一些实现方式中，聚光器模 块的中屯、可W大约在旋转轴的旋转中屯、，初始角a可Wy轴之间测量并面对接收器祀面反 射器的平面在每个反射器中屯、位置（〇，y)，沿径向方向上的反射器的初始角度a由下式给 出：
[0174] a = (l/2)tan i(y/d) (18)
[0175] 对于给定的聚光器模块单个反射器的初始角度a可W是不同的，并为在一个不 同的距离d远离接收器祀面的不同聚光器模块，所述初始角一个也可W是用于与相同的反 射器不同Y均从各自的聚光器模块的原点偏移。在一位聚光器模块的每个反射器的正常单 位矢量W；。的计算公式如下：
[0176]
(19)
[0177] 单位矢量/,.,,(〇,_)'，〇)和巧,.。(〇，，,;,0)分别是反射器在（〇,7,〇)的入射光束和反射光束 的单位矢量。角度丫是单位矢景(化J,巧和巧,.。(化巧之间的夹角：
[017引
鞍巧
[0179] 下面的详细的实施例描述如何最大化和确定的聚光比和其他详细参数。
[0180] 对于1维固定目标太阳能热聚光发电厂的一个例子聚光器模块布局示于图19A。 如图19A所示，W最大限度的总聚光比，每个聚光器模块可W具有可变的个体聚光比取决 于聚光器模块的位置相对于接收器的目标面部位置上；每个聚光器模块可W具有一些较小 的反射器（有或没有曲率）。在一些实施方案中，聚光器模块191对每个线性接收器192可 WW大致线性方式沿东西向取向延伸。每个聚光器模块可W具有不同数目的小反射器194， 包括中屯、反射器沿着中屯、旋转轴线193所在。
[0181] 图19B示出了接收器中屯、和一个例子聚光器模块的中屯、之间的相对位置。在一些 实施例中，地球表面的坐标系示出了X和y轴指着北和东，分别与原点在作为投射在地球表 面上的接收器中屯、，并朝向接收器的目标面部中屯、Z轴。高度h定义的接收器中屯、和示例 聚光器模块中的转动中屯、（〇，Y，0)之间的垂直距离塔的高度。
[0182] 一个示例性的太阳能聚光器模块的一个一维模块化固定目标太阳能热聚光电厂 布局示于图20。图20使用相同的笛卡尔坐标系如在图18与X和与原点在聚光器模块的旋 转中屯、的聚光器模块的帖对准y轴上。每个聚光器模块可包括若干较小的反射器202和一 个中屯、反射器201 (基本上聚光在聚光器模块的旋转轴）；反射器可W是具有或不具有曲率 可具有一定的初始角（a与聚光器模块框架相关，如图18。
[0183] 下面的详细的实施例描述了如何获得用于给定一维散焦效应聚光器模块。聚光器 模块的入射光束单位矢量(也是入射光束单位矢量的聚光器模块的中屯、反射器）的白天 太阳光在不同的时间可通过相同的旋转矩阵R。作为可W得到在使用二维型。聚光器模块 入射光束单位矢量4是由下式给出：
[0184] I=rX 按1)
[0185] 一个聚光器模块的正常单位矢量方(也是中屯、反射器的法向矢量）跟踪在一天 太阳由下式给出：
凹
[0187] 其中模块面板的反射光束单位矢量（也是聚光器模块的中屯、反射器的反射矢量） 由下式给出：
[0188]疋=(0,0，1) 口3)
[0189] 类似地，聚光器模块的正常单位矢量(运也是中必反射器的法线单位矢量）为 一个聚光器模块一天的过程期间跟踪太阳可W通过跟踪旋转矩阵R来获得：
(24)
[0191] 其中在图18中角度0被定义为正常单位矢量M和笛卡尔的Y轴之间的角度的 坐标系。角度P由下式给出：
[019引SinP=Nmz (2W
[0193] 图21示出了正常的单位矢量游;。的例子聚光器模块在一天跟踪太阳的一例反射 器，并且可W使用而获得相同的旋转矩阵R使用跟踪旋转矩阵R，要聚光器模块的反射器的 法线单位矢量由下式给出：
[0194] 成" = /?成瓜.v.O) 口6)
[0195] 偏差的旋转矢量4有关聚光器模块的旋转中必后反射器的载体，可W由下式给 出：
[0196] = K/:(0，'r，()） (27)
[0197] 聚光器模块的反射器的入射单位矢量/；；；等同于入射单位矢量fw跟踪太阳时在给 定的时间由下式给出：
[019引 在:=在 (28)
[0199] 用于跟踪在一天太阳当聚光器模块的反射器的反射部矢量由下式给出：
[0200]
[0201] 反射单位矢量i(。可W延伸到相交的接收器目标面平面（假设使用一个平面几何 接收器）W形成新的矢量:
[0202]
[0203] 使用矢量计算，可W得到对于散焦效应（AX，Ay)的一个例子的公式。对于在 (〇，y，〇)时，聚焦误差（从祀面中屯、的偏差）AX和Ay为：
(31)
[0205] 图22显示了跟踪角的时间在春分/秋分功能，夏至和冬至。跟踪角右上午8:00 至下午4:00,在春分/秋分，夏至接收器下方的聚光器模块，W及冬至有3米的模块和位置 缔度旋转中屯、接收距离远（高度）的15°。在一些实施方案中，集电器的跟踪角模块的在 春分/秋分，夏至和冬至可W分别限制在虚线，直线，和虚线。W运种方式，如图22所示，跟 踪角随时随地可W得到。
[0206] 在一个示例配置中，聚光器模块可设计成具有几个反射器，每个IOOmm宽。
[0207] 图23是表示实施例聚焦误差的图。图23说明在上午8:00,上午12:00和下午 4:00在夏至和冬至，相对所有的反射器的散焦点坐标。反射器的早上8点，12 :00分，下午 4:00的焦点误差是由黑圈，黑方，黑=角，分别在夏至和反射在焦点误差指示上午8:00,上 午12:00,下午4:00由白圈，白方块和白色二角形，分别在冬至表不。
[020引正下方的接收器，并在3米（从聚光器模块到接收器的中屯、的旋转中屯、）的 距离的太阳能聚光器模块的布局可W通过使用获得的，在本例中，用值的边界-0.03米 <Ay<0. 03米如图23 (参照交叉阴影带）。运样的一个例子的配置具有约6的聚光比，并保 留反射器202如图20。在一个实施移除/省略反射器203,个别的反射器的聚光比可W是不 同的。在一些实施例中，每个聚光器模块可W具有可变的个体聚光比率，它取决于其位置相 对于目标面部位置，W最大限度的总聚光的比率。同样，我们可W得到的任何其它聚光器模 块与位于给定位置的反射器的中屯、的布局，并可WW运种方式获得的塔发电厂的布局。为 与在一个东西方向对准的线性接收器相关联的每个聚光器模块，一个可变聚光可W最大限 度地1维发电厂的总聚光比来实现，并且20-40光学聚光比可通过定制安装角度相对于所 述聚光器模块框架的每个反射器的实现。
[0209] 在某些方面，本文所描述的聚光器模块和反射器可W形成"复合"菲涅耳反射器相 对于此处所讨论的太阳能热塔发电厂。在一个菲涅耳反射器，多个线性反射器一般排列上， 使得它们聚焦入射光的平面上方的单个点时由光从特定方向拨动了共同的平面。每个本文 所讨论的聚光器模块的可能，由于每个聚光器模块中的反射器的布置中，被看作是形成菲 涅耳反射器，例如，一个菲涅耳光斑反射器。类似地，太阳能热塔可接收光，实际上，由多个 聚光器模块（每个聚光器模块形成的菲涅耳反射器，在运种类比，被视为等同于线性反射 器，虽然详细观察时，反射器构成每个聚光器模块可W在多种初始角度提供的单个聚光器 模块内，从而提供了一种菲涅耳反射器内的菲涅耳反射器）。自固定到每个聚光器模块的 "菲涅耳"反射器被转动整个一天的过程相对于由所述聚光器模块本身所形成的"菲涅耳" 反射器，将得到的反射器系统提供了一个更为复杂（并能）太阳能聚集系统比利用非化合 物菲涅尔透镜系统。
[0210] 各种用语用于整个本申请。然而，运是可W理解的是，从运些约定出发实现也是本 公开的范围之内。例如，在本文的讨论中，参考了一个聚光器模块的"旋转中屯、"。一些聚光 器模块，根据所使用的跟踪机构，可W不具有真正的"旋转中屯、"，例如，单点围绕该聚光器 模块的所有旋转发生。
[0211] 例如，太阳跟踪机构通常必须能够沿着至少两个轴提供，W便旋转运动，W日期生 效变奖轴线（其一般平行于切线的地球表面在聚光器的位置模块）和偏航轴线（它大致垂 直的平面相切的地球表面在聚光器模块的位置）。图24示出了两种不同的实施例，简化的 太阳跟踪系统。倾斜极跟踪系统2400是在左侧，而垂直极跟踪系统2401是在右边。在运 两种追踪系统，一个聚光器模块2402支撑在其被配置W旋转聚光器模块2402绕着变奖轴 线2412在垂直极跟踪系统2401的间距/倾斜机构2406,支撑在螺距/倾斜机构2406上的 支撑柱2404,使得俯仰轴2412和横摆轴2410彼此相交和横摆轴是基本上垂直的。所述聚 光器模块2402在垂直极跟踪系统2401的转动中屯、位于该交点。与此相反，在倾斜极跟踪 系统2402,音调/倾斜机构可W在被定向在从本地地球垂直轴的角度的支撑柱2404支撑。 横摆轴2410和轴2412的间距仍交叉并产生单个旋转中屯、在倾斜极跟踪系统的聚光器模块 2402。运两种类型的但是跟踪机构，W及其他跟踪机制未示出或在运里讨论，可被用于实现 此处所讨论的太阳能热塔发电厂。来定向运些其它实现的聚光器模块（和评价聚光器模块 的聚焦误差）正确地相对于所述太阳所需的计算是一个人在本领场地的普通技术人员的 能力范围内。相对于本公开内容，但是应当理解的是，参考到聚光器模块可W指聚光器模块 的俯仰轴与聚光器模块的横摆轴的交点的"旋转中必"。
[0212] 用于本公开内容的另一个用语是"中屯、反射器"。在运里所讨论的例子中，每个聚 光器模块中的反射器被布置成阵列与奇数尺寸。其结果是，总是有一个单反射器位于所述 聚光器模块的中屯、；该单个反射器形成用于该模块的中屯、反射，并大致平行于标称聚光器 模块平面。然而，也可W利用一个阵列与一种或多种偶数尺寸，例如，反射器的一个8X8阵 列。在运样的情况下，可能不存在任何反射器在所有的聚光器模块中屯、。然而，四个反射器 是最接近模块的中屯、可被看作是形成一个理论上的"中屯、反射器"（近似理论中屯、反射器的 性质的其他方法可W用于为好）。它是在本文中应当理解，提及一个聚光器模块的"中屯、反 射器"可W指位于聚光器模块的中屯、的实际反射器，或者它可W指一个理论中屯、反射器具 有的在中屯、评估属性聚光器模块。
[0213] 所使用的"横向"和"纵向"方向应理解为分别是指地球的北南或南北方向和东西 或西东方向。
[0214] 为在本文使用的另一种用语是指反射器的"阵列"。在运里所讨论的例子中，所讨 论的阵列是二维的矩形阵列。然而，也可W使用其他类型的阵列，W及，但是应当理解，使用 术语"阵列"在相对于聚光器模块的反射器，而无需进一步的上下文，指的是任何一组坐标 定义安装在聚光器模块上的一组反射器中的电势中屯、位置。在许多情况下，反射器可W实 际上不被定位在所有的阵列单位，例如，角反射器等低聚光比反射器可W被省略，如果需要 的话。为方便起见，此处所讨论的聚光器模块都被示出为具有于阵列即使同样大小，如图 14D的聚光器模块中，一个或更多的行阵列的没有任何反射器中的一个或多个的聚光器模 块。当然，一个太阳能热塔发电厂的聚光器模块可W具有不同的尺寸的反射器阵列运样的 实现也在本公开的范围之内。此外，其他的排列图案也可W使用，例如，六边形阵列，W及非 规则阵列的图案，例如，多个未布置有规则地反射的，但仍将其所有的特定区场地内密闭， 如中，聚光器模块的边界。
[0215] 下面提供一个例子的太阳能热塔系统的一些尺寸，得到一个例子太阳能热塔系统 的与本发明一致典型尺寸的想法。运样的一个例子的太阳能热塔系统可W，例如，使用5个 聚光器模块，每个为大约3平方米。每个实施例中聚光器模块可具有反射器占据阵列单位 中7X7阵列（例如聚光器模块可W被布置，如图IlA至图11J)的；反射器可W分别约为 0.4平方米。一些反射器可W是凹面/弯曲的，例如，如在图IlA至图IlJ所示的运种太阳 能热塔系统的聚光器模块可W被分布在一个矩形区场地位于的极，和邻近于塔结构，其容 纳到其上的聚光器模块被配置成反射太阳光入射到聚光器模块的接收器的目标。接收器的 目标可W是，例如，可W通过对涂有选择性吸收涂层和容纳单个真空室内平面几何接收器 的阵列提供。目标接收器的总的目标区场地可W更大的面积比在聚光器模块中使用的反射 器的约0. 8米平方，例如，大约4倍。接收器目标的中屯、可W由塔大约10米上述聚光器模 块旋转中屯、点的支持。矩形区