跟踪的太阳能系统的制作方法

专利名称：跟踪的太阳能系统的制作方法
跟踪的太阳能系统 其它申请的相互参考(001)本申请要求下列专利的优先权2006年3月13日申请的题 为 "ECONOMICAL TRACKING STRUCTURE SUN TRUCKING PLATFORM"的美国临时专利申请NO.60/782,181,上述专利实际上祐: 结合于本文中作参考；2006年3月28日申请的题为"MODULAR SOLAR CELL ASSEMBLY CARRIER"的美国临时专利NO.60/786,396, 上述专利实际上被结合于本文中作参考；以及2006年8月17日申请的 题为 "A DEVICE WITH MULTIPLE OFF—AXIS SOLAR CONCENTRATORS ON A SINGLE TRACKER"的美国临时专利申请 NO.60/838,544,上述专利实际上,皮结合于本文中作参考。
背景技术：
(002 )太阳能系统包含聚焦的系统和非聚焦的系统。在非聚焦的 太阳能系统中，太阳能电池接收直射的及非直射的太阳光。非聚焦的太 阳能系统是光电(PV)电池平板，所述光电电池直接接收太阳光。在聚 焦的太阳能系统中，太阳能电池接收非直射的太阳光，所述非直射的太 阳光已经被收集器聚焦并被引至接收器。聚焦的太阳能系统的示例是抛 物面收集器，太阳能电池被布置在所述抛物面收集器中的焦点处。(003 )太阳能系统包含跟踪的太阳能系统和非跟踪的太阳能系统。 在典型的跟踪的系统中，当太阳在天空中移动时跟踪器被用于跟踪太 阳，以最大地露出收集器来引导太阳的垂直(法向)入射(引导垂直入 射(DNI))光线。现有的商品化的平面跟踪器系统是为平板PV模件 而设计的，并被大量应用于小规模用途。这些跟踪器通常具有大的矩形 板，所述矩形板经枢轴而保持垂直于入射的太阳光，所述枢轴具有齿轮 及马达(或电机)组并位于高若干米的高大支柱的顶部。使整个板转动 而面向太阳在相邻的跟踪器上造成了遮蔽，因而要求这些跟踪器被放置 得相距更大距离来减小遮蔽。这减小了可达到的单位土地面积上的能量 密度。另外，为实现低的太阳仰角，在此所述较大的板面向地平面，这 些板必须被支承成高离地面以提供间隙。这就要求有更大尺寸的材料，增大了风负载，并使维护困难及危险。最后，由于通常安装在支柱顶部 的驱动机构的细小的小力矩臂而难于达到高度的跟踪精度。由此，需要 在太阳能系统设计方面进行改进。


(004 )在下列详细的说明及附图中公开了本发明各种实施例，其中(005 )图1是解释太阳能系统实施例的简图；(006) 图2是解释太阳聚焦系统实施例的简图；(007) 图3是解释从太阳方向投影的太阳能才莫件200的实施例的简图；(008) 图4A是解释的聚焦的太阳能系统实施例的简图，所述聚焦 的太阳能系统具有作为次级部件的透射的次级镜片；(009) 图4B是解释聚焦的太阳能系统实施例的简图，所述聚焦的 太阳能系统具有反射的次级部件；(010) 图4C是解释聚焦的太阳能系统实施例的简图，所述聚焦的 太阳能系统具有光波分解次级部件；(011) 图5A是解释多列太阳能收集器实施例的简图；(012) 图5B是解释两排之间的间隔的示例的简图；(013) 图6A是解释跟踪平台实施例的简图，所述跟踪平台可用于 支承一个或多个太阳能模件(或模块)；(014 )图6B是解释驱动才几构实施例的简图，所述驱动机构用于使 平台转动；(015 )图6C是解释驱动机构实施例的简图，所述驱动机构用于使平台转动；(016 )图6D是解释驱动机构实施例的简图，所述驱动机构用于使 平台转动；(017) 图6E是解释驱动机构实施例的简图，所述驱动机构用于使 平台转动；(018) 图6F是解释轮子及轨道实施例的简图，所述轮子及轨道的 形状被制成用于协助防止轮子滑出轨道；(019) 图6G是解释跟踪平台另一实施例的简图，所述跟踪平台可用于支承一个或多个太阳能模件；(020)图6H是解释跟踪结构实施例的简图，在所述跟踪结构中所 有的排(或成排的)结构都处于维护状态；(021 )图7A是解释用于清洗一个或多个收集器的构形的实施例的 简图；以及(022)图7B是解释一个构形的实施例的简图，当所述构形面朝收 集器的孔口 (或孔径)时用于清洗一个或多个收集器。
具体实施方式
(023 )本发明可以各种各样的方式进行实施，包括作为 一种工 艺(或加工过程)， 一种设备， 一种系统， 一种物料的合成， 一种计算 机可读介质，所述计算机可读介质诸如是计算机可读储存介质或是计算 机网络，其中程序指令发出光学的或通信的指令。在本说明书中，这些 实施方式或本发明可采取的任何其它形式可称之为技术。 一种部件一 诸如描述成被构形成完成任务的处理器或储存器_包含普通的部件 或专用的部件，所述普通的部件被临时地构形成在给定时间内完成任 务，而所述专用部件被制造用来完成任务。通常，所公开的工艺的步骤 顺序可在本发明的范围内变化。(024 )下面与附图 一起提供了本发明的 一个或多个实施例的详细 描述，它们解释了本发明的原理。本发明结合这些实施例进行描述，但 本发明不局限于任何实施例。本发明的范围仅受限于权利要求书，并且 本发明包含无数的变型、修改及等效物。无数的特定细节陈述于下列描 述中，以便提供对本发明的透彻理解。这些细节是出于举例目的而提供 的，并且本发明可以根据权利要求书而不用某些或全部的这些细节而来 实践。为清晰起见，有关本发明的技术领域的已知技术材料未作详细描 述，使得本发明不会受到不必要的影响。(025 )聚焦的太阳能系统的一个示例是具有位于焦点上的太阳能 电池的抛物面收集器。抛物面收集器具有回转的抛物面的形状。但是， 把太阳能电池置于抛物面收集器的焦点意味着，所述太阳能电池(及其 支承结构)遮蔽所述收集器，减小所述系统的有效孔口及效率。 一种技 术是把太阳能电池布置成这样，在太阳相对于收集器的位置的特定仰 (或高度)角以上，当太阳的光线到达收集器时，太阳能电池不遮蔽所述收集器。例如，对于抛物面收集器，所述电池可布置成这样，它不沿 抛物面反射器的聚焦轴线布置(聚焦轴线是抛物面的顶点与焦点相交的 线)。当应用于本文时，如果所述电池不沿抛物面反射器的聚焦轴线定 中心，则其位置被称为"偏离轴线"。(026 ) —种面积(或区域)聚焦太阳能收集器把太阳光聚焦于一点或一个面积(或区域)。面积聚焦太阳能收集器的一种用途是把太阳 光聚焦到单个分离的太阳能电池、多个太阳能电池的阵列 一 多个电池 对应于不同的波长 一 或太阳能热收集器的表面上。面积聚焦收集器的 一个示例是抛物面收集器。线性聚焦太阳能收集器把太阳光聚焦到直线 上，诸如一个管子。线性聚焦太阳能收集器的一个示例是太阳能集热槽。 当应用于本文时，不聚焦于直线的任何收集器就是面积聚焦收集器。(027) 在某些太阳能热能系统中，多个线性聚焦收集器安装在跟 踪器平台上。然而，利用普通的面积聚焦收集器设计在单个跟踪器平台 上安装多个面积聚焦收集器系统是行不通的，因为很多较高的零部件是 计算在普通的面积聚焦收集器结构中。这要求更大的改进来使得一个单 元具有更多的零部件数目是可行的。所述更多的零部件数目增大了容许 的堆叠，以及增加了制造的成本及困难。从设计的角度看，使单个结构 坚固及有刚性要容易得多，而对于许多较小的零部件的组装，这样做就 困难得多。因此，普通的面积聚焦收集器系统包括在高大的跟踪器上的 单个大的反射器。(028) 高聚焦太阳能电池通常是小的，非常脆弱，具有覆盖在其 表面上的薄膜，并具有电力附件。在高聚焦PV(CPV)系统中，在所 述电池上的太阳辐射收集器的焦点精度，无论是反射镜或是折射镜片、 具有或不具有次级镜片，对产生最大的能量、从而对于CPV系统的成 本 一 效率都是关键性的。为实现这点，收集器模件必须精确地组装， 同时作为较大的、较少脆性的零部件及机械的聚焦装置去保护所述脆弱 的太阳能电池组件。通常，保持相对于光通量场 一 由聚焦装置产生一 的电池移动精度，要求以高度专业的训练及工具在设备中组装模件。这 对于大规模的安装是不可行的。(029) 模件连接在其上的跟踪器常常是大型、沉重的钢或铝装置， 所述装置由于混凝土、起重机及沉重的设备而需要高的安装成本。对于 大规4莫的太阳能站，这个过程必须一皮细心及精确地重复上千次。目前可买到的CPV系统显示，所述电池被永久地连结于收集器模件的结构上， 混合有脆弱的和坚固的零部件而面临昂贵电池的破裂的风险。这些电池 必须用导线联成组，以便在变流前达到最大的电压，并且这些电池必须 在防范短路上是安全的，特别是在潮湿的条件下。显露在诸如雨、风、 雪、水雹、冷凝、尘土或风吹的颗粒的大气条件下，可能降低或损害电 池或模件的效率。(030) 此外，高聚焦PV电池的功能在某些温度范围内是最佳的。然而，太阳辐射的聚焦在电池中产生大量的热。聚焦的热可损伤或破坏 昂贵的电池。甚至在较低温度下，来自聚焦的热降低了电池输出的效率。 电池组件通常具有热管理系统，像诸如循环的冷冻剂的主动冷却或合适 的被动措施的，以便能把热从电池传导出去。主动的冷却措施是复杂的 和昂贵的。被动的冷却要求与电池组件接触的材料提供把热从电池组件 传导出去和经表面面积把散发的热渗透入空气中。(031) 经一段时间，电池或电池组件将会损坏。因为PV电池用导 线联成组以达到最大电压，在电池或在组中的电池的输出的降低将惊人 地降低整个(电池)组的输出。在大的CPV电站中，必须能更换电池 组件，而无需停机来卸下整个跟踪器及其全部模件放至实验室，在实验 室中更换单个电池组件。通常，在现场的电池组件的更换过程将由相对 不熟练的工人来完成，所以更换过程必须快速、精确及容易地完成。由 于电池效率的提高，就变得有希望以无需根本改变收集器装置的方式来 更换所有的电池组件。根据安装期间保护昂贵的太阳能电池的能力和用 途以及为保养及提高品质而拆卸并更换它们的情况，公开了 CPV电站 的一个成本一高效益的部件。(032 )因为可由聚焦的太阳光导致高温，聚焦的太阳能系统可包 含有热结构部分，所述热结构部分用于清除来自太阳能系统的无用热 量。热结构部分可被堆叠在支承太阳能电池的结构的后面，以避免遮蔽 收集器。在此情况下，在支承太阳能电池的结构的背部存在有有限的有 效空间，因此限制了把热从系统中除去的能力。在此情况下存在有有限 的空间的理由是因为有遮蔽收集器把许多装置组合得靠近在一起的可 能。(033 )在此公开了跟踪平台、接收器及次级部件结构、热结构部 分以及维护纟支术。(034)图1是解释太阳能系统实施例的简图。在本示例中，显示 了聚焦的太阳能才莫件100。聚焦的太阳能系统把暴露于太阳的较大面积(孔口)聚焦到较小面积上，在较小面积(或区域)处布置了诸如太阳 能电池或光电(或光致电压)电池的接收器(或多个接收器)。聚焦的 太阳能系统包含有诸如反射器、镜面或镜片(或透镜)的收集器，用于 把太阳光收集及聚焦到接收器或靶上。所述接收器可包括有位于光谱的 任何频带(例如可见光、红外光、无线电波等)中的热收集器(多个热 收集器)或光电电池(多个电池)或其它的太阳辐射收集装置。虽然本 文以示例描述了太阳能电池，但在各种实施例中可使用任何形式的接收 器。因为可由聚焦的太阳光导致高温，太阳能系统还包含有用于从所述 太阳能系统除去热的热结构部分。(035 )在某些实施例中，在一种非聚焦的太阳能系统内，收集器 就是接收器。例如，平板光电电池为产生电力收集入射的太阳能并接收 入射的太阳能。(036 )当在聚焦系统中使用太阳能收集器时，可用于与太阳能收 集器一起使用而研发的太阳能电池或CPV太阳能电池。这是因为在电 力转换及热能方面，CPV太阳能电池能够处理太阳光的更强聚焦。CPV 太阳能电池的成本正在下降，而与此同时效率在提高。-f又在目前可购得 的高效多结合PV电池可使高电池效率接近40.7% —是晶体硅电池的 两倍 一 其CPV模件的效率接近或超过30。/。。还有，高效的DC(直流) 变AC (交流)的变换方面的进步现在已经实现。随着构建的高效、快 速，互连的容易以及分配式发电的可能性的出现，对于大规模的太阳能 站，CPV正变成是买得起和成本高效率的技术。(037)在本示例中，显示了太阳能模件100包含有收集器102、太 阳能电池106和热结构部分104。在本示例中，收集器102是一种反射 器，但在其它实施例中可以是任何合适的收集器。太阳光120A-D在 收集器102处被接收，并由于收集器102的形状被反射回朝向太阳能电 池106,如图所示。收集器102可取为任何合适的形状。在某些实施例 中，收集器102是抛物面的、球形的、曲面的或另外的合适形状。如下 面更充分描述的，热结构部分104包含有太阳能电池106,太阳能电池 106可使用接收器模件连接于热结构部分104。热结构部分104能够扩 散和散发收集器102反射出的无用热，所述无用热是在太阳能收集器106处和热结构部分104处接收的。在本示例中，热结构部分104包含 有多个散热片，它们的作用如散热装置。在其它的实施例中，热结构部 分104可具有其它的热扩散和/或散热结构，如下面更充分地描述的。(038 )在本示例中，热结构部分104被定位成这样，在收集器102 处接收的太阳光不会被热结构部分104所遮蔽。在某些实施例中，收集 器102是抛物面的，而热结构部分104纟皮布置成偏离抛物镜面的焦点线 的偏离轴线式。消除由热结构部分104造成的遮蔽，能使太阳光到达收 集器102的整个孔口 (或孔径)，并由此提供更高的效率。(039) 在某些实施例中，相对于收集器102及模件IOO是固定的 热结构部分104，其被构形成用来在太阳随时间移动时跟踪太阳，使得 在工作期间太阳光以恒定的角度到达收集器102。例如，支承110可连 接于跟踪平台，跟踪平台的一个示例是设置在下方，使得跟踪平台能跟 踪太阳的位置。(040) 由镜面玻璃、铝或涂膜的塑料、碳纤维或其它材料制成的 发亮的收集器，以及由玻璃或塑料制成的镜片 一 包含有菲湼耳(Fresnel)镜片一可被用作聚焦太阳辐射的装置。在各种实施例中， 应用于收集器102中的材料包含 一种或多种玻璃、塑料、铝、铜、钢、 任何金属、碳纤维、本身反射的或以反射涂层涂覆的任何材料，以及具 有合适的刚性、稳定性及反射性质的任何材料，它们用作较大的太阳辐 射收集器模件结构的构成部分。(041) 收集器102的形状及尺寸的其它示例包含各种尺寸及焦距 长度的收集器，所述各种尺寸及焦距长度被设计成把太阳辐射聚焦入光 通场中，所述光通场具有应用于模件中的太阳能电池或热收集装置的性 质及形状。这可能包含线性的或紧密包装的成组的电池或用于线性聚焦 收集器的热收集装置。(042 )相同形式的收集器可应用于不同的实施例中，它们把太阳 辐射引导到热收集装置上，所述热收集装置用于把热转换成一种流体 (或场)，然后所述流体从跟踪器起进行循环，以用于发电、制氢或者 用于加热或,令却。(043 )如图所示，热结构部分104既^皮用作热传递4几构也浮皮用作 机械结构部件，为所述结构提供刚性，并为太阳能电池106提供定位和 位置。太阳能电池106因此可利用热结构部分104正确地进4亍对准。12(044) 图2是解释太阳聚焦系统实施例的简图。在本示例中，太 阳聚焦模件200包含有一个四个太阳收集器的阵列。如图所示，支承(或 支承件)202的一个端部连接于收集器220-226,显示了它们的后(非 反射)侧。在某些实施例中，收集器210的形状是抛物面的或是另外的 合适的形状。支承202的另一个端部连接于热结构部分214,热结构部 分214包含有热管208,散热片204,四个接收器模件(包括接收器模件 206),以及四个接收器(包括接收器212)。在本示例中，每个接收器 是一个太阳能电池，并被类似地构形成。(045) 接收器才莫件206是与接收器212连接的结构。在某些实施 例中，接收器212连接于电池副安装件，所述电池副安装件连接于接收 器模件206。如图所示，接收器模件206是在一个侧面带有平表面的环。 所述环可以各种方式连接，包括例如利用机械夹紧或钎焊或粘接剂。(046) 在某些实施例中，接收器模件206不直接连接于热管208。 例如接收器模件206可经一个适配器连接于热管208。例如，如果接收 器模件206是平板，所述适配器在一个侧边具有用于连接所述平板的平 表面，和在另一个侧边具有凹入的弯曲表面或环，以使所述适配器能一皮 夹紧于热管208。接收器模件206可以各种方式连接于所述适配器，包 括使用螺紋或粘结剂。在某些实施例中，接收器才莫件和/或适配器由具有 合适的绝缘体/介电层的铜制成。在某些实施例中，每个收集器的尺寸是 25cmx25cm,而每个太阳能电池的尺寸约是lcm x lcm。因此，所述收 集器以25 x 25: l或625: l的比例聚焦太阳光。(047) 在太阳能电池212上聚焦的太阳辐射使太阳能电池212成 为热(或热能)源。太阳聚焦模件200包含用于除去所述热的热结构部 分214。热结构部分214包含有热扩散器和散热装置。热扩散器208在散热装置包;有散热片204。 、^收器21;所接收的热沿热扩散H 208扩 散，扩散器208提供了把热从热源清除出去的传导路径。然后热从散热 片204辐射出去，散热片204把热能散发到环境中。在某些实施例中， 散热片的尺寸是10cmx 10cm。热扩散器208由热传导的但是电绝缘的 或具有合适的介电性的材料制成。铜具有较好的性能但价格较贵。(048) 模件200上的每个接收器的作用是一个热源。虽然最靠近 每个热源的散热片可以逸散更多的热，但希望热扩散器的特点可以是贯穿热扩散器来扩散热，所以热逸散被分布经过散热片，使得离热源最远 的散热片也逸散一部分热。(049 )任何合适的热传递机构都可被用于冷却才莫件200。可使用热扩散器(多个热扩散器)和/或散热装置(多个散热装置)的各种组合。 在各种实施例中，热扩散器可取各种形式。例如，当与所示的圓柱形状(圆形的横截面)相对时，热管可具有D形状的伸出部(或D形状的 横截面)。利用D形状的伸出部,太阳能电池(或电池副安装件)将可 能被引导地连接于D形状的平部分，在此情况下，热扩散器与接收器模 件的情况是一样的。在其它的实施例中，热扩散器可以是平面的。例如， 不是圆柱形管，而是可使用平的薄片或平面，它的一个示例示于图l的 热结构部分104中。散热片可连接于所述平面的前部和/或背部。(050)在各种实施例中，散热装置包含有散热片、平面的散热片 和/或成型的棒散热翅。散热片可被分开用于自然对流(热气上升离开散 热片)，或可能有用来传送来自散热片的热量的风扇(强制空气对流)。 在某些实施例中。 一些热还被辐射而离开支承202及收集器220 - 226。(051 )在某些实施例中，使用了液压系统来除热。例如，热管208 可携带水或其它流体。接收器所接收的热通过热管208被吸收，热管208 传递热至所述流体。,皮输送的所述流体向下流过热管208到达外部的冷 却池。在某些实施例中，利用了相变，在相变中存在有液体而热^使它蒸 发。然后散热片使蒸汽冷凝。液体 一 蒸汽转变和冷凝在除去大量热时 非常有效。例如，可应用热管、热虹吸管和/或液池沸腾。在某些实施例 中，采用了物质输送，这包含流体通过管子运行，没有相变，并在外部 冷却所述流体。散热片可提供附加的冷却或在本实施例中可能是任选 的。在某些实施例中，安装有多列模件200,而来自多个模件200的各 热管208汇入到一个或多个管中，后者为别处冷却而输送已^L加热的流 体。(052 )如本实施例中所示，多个太阳能电池共用同一个热结构部 分214,热结构部分214用于从系统清除热，这提供了比若每个太阳能 电池具有它自己的热结构部分更高的效率。具有较小数量零部件，而因 此可能出故障的零部件更少，制造成本较低，而维护也更少。(053 )如图所示，热结构部分既一皮用作热传递冲几构也一皮用作枳4戒 结构部件，后者为所述结构提供刚性，并为电池提供定位和位置。通过应用热结构部分来对准太阳能电池，多个太阳收集器可共用同一个对准 机构，减少成本和零部件数量。(054 )虽然在本文的示例中收集器的孔口 (边缘)的形状是矩形 或方形的，在其它的实施例中，孔口可取为任何合适的形状，诸如六角 形的、圆形的等。本文描述的技术可应用于任何孔口形状。此外，本文描述的技术描述了其它形式的收集器，例如包括菲湼耳(Fresnel)系 统或折射系统。(055 )由于寿命或大气条件，诸如雨、风及灰尘，经过一段时间， 太阳能电池及电池组件可能退化或是损坏。此外，可能希望把目前安装 的太阳能电池升级成较新的、较高效率的太阳能电池。将希望具有为保 养、更换或升级而容易卸除模件200的零部件的能力。当应用于本文时， 可卸除性涉及所设计成要被连接的及要被卸除的单元。(056 )通常，位于基底上的太阳能电池可从供应商处购得。所述 基底则通常是永久性地固定于系统上，出于良好的热传递的原因，常常 使用热传导粘结剂。本文公开了 一种能被卸除但仍具有良好热传递性能 的组件。这样做的一个途径是卸除整个热组件，或是卸除至少是电池连 接的零部件。这样^L的另一个途径是把电池安装于能与热组件断开连接 的零部件上，但是所述接头具有低的热阻。这可用热界面材料、机械力 及夹紧在接头上来实现等。下面更全面地描述相关的细节。(057)在某些实施例中，接收器^t件206是可卸除的。因此，如 果希望更换太阳能电池212,接收器才莫件206可被卸除并换以新的接收 器模件，所述新的接收器模件具有连接于其上的新的太阳能电池。在某 些实施例中，新的接收器模件的对准(所以太阳能电池处于正确位置) 是利用合适的对准技术来保持的，所述对准技术诸如是对准用的预钻 孔、标记、夹子或接收器模件和/或热管的结构部件。例如，接收器模件 可^^皮构形成这样，它锁定在热管208上的位置中，所以太阳能电池处于 正确位置。(058 )在某些实施例中，使用设备和由工人把太阳能电池组件连 接于可控的专业设备中的接收器模件206上，但在模件200上的接收器 才莫件206的组装，可在现场由相对不熟练的工人用基本工具来完成。可 应用钎焊、焊接、结构压力、来自紧配合或夹紧的摩擦力、弹簧夹子、 粘结剂、螺母及螺栓或者其它的紧固件，除此之外还有根据所希望的热传导性及接收器模件206及电池副安装件的材料性质，把太阳能电池组件连接于接收器模件206上。(059) 在某些实施例中，包括热管208、散热片204、四个接收器 模件及四个太阳能电池的热结构部分214是可卸除的。例如，热管208 的端头可从支承202上卸下。然后新的热结构部分214可安装在其位置 上。(060) 在某些实施例中，整个太阳聚焦模件200可从支承结构上 卸下，支承202连接于所述支承结构。例如， 一个或多个模件200可连 接于诸如跟踪器的支承结构。(061 )把太阳能电池布置在抛物面收集器的焦点上导致了所述接 收器遮蔽所述收集器的缺点，减少了所述收集器的有效孔口及效率。在 某些实施例中，在工作期间，所述焦点从太阳与收集器之间的区域移动 至太阳的光线旁边的区域。(062 )"在工作期间"的意思是指当太阳处于最小设计仰角之上 时的一天的期间，这可排除清晨时期和傍晚时期。在工作期间，因为收 集器安装在被构形成追踪太阳的跟踪器上，太阳光线总是以恒定角度到 达收集器。然而，在低仰角条件下(例如接近日出及日落时)，根据跟 踪器的情况，所述跟踪器没有被设计成在低仰角下追踪太阳。例如，如 下面更充分地描述的，模件200可位于在枢轴上，所述枢轴能使模件200 倾斜以追踪太阳的仰角。然而，；漢件200仅能向上倾斜至一定角度，而 处于或接近日出和日落时，可能有被收集器上的接收器和/或次级部件遮 蔽的情况。然而，在清晨及傍晚时能量较小，所以在许多系统中这不会 是主要问题。(063 )在本示例中，热结构部分214被定位成这样，在工作期间， 被收集器220-226接收的太阳光没有被热结构部分214遮蔽。在某些实 施例中，每个收集器都有一个焦点，所述焦点不在太阳与收集器上的任 意点之间的直线上。(064)此外，散热片204连接于靠近散热片204的边缘的热管208 上，以防止散热片204遮蔽收集器220-206。散热片204可在离开遮蔽 收集器220-206的方向的任何方向上延伸。具有不遮蔽的接收器或次级 装置的优点是，对热结构部分的设计的限制较少，只要是它不遮蔽收集 器就行。相反，在具有被遮蔽的接收器的系统中，任何热扩散器和/或散热装置应配装在接收器后面以避免增大遮蔽尺寸。在不遮蔽的接收器的 情况下，就存在有灵活性，可沿热扩散器和在离开热管在至少两个方向 上对热结构部分再增加零部件。此外，可增加次级部件，诸如次级反射器，所述次级反射器例如是卡塞格伦(Cassegrainian)次级反射器、索 尔福克斯(Solfocus)次级反射器。下面将更充分地描述次级部件。(065 )在某些实施例中，沖莫件200 ^L构形成在太阳随时间而移动 时去跟踪太阳，所以在工作期间太阳光总是以恒定的角度到达收集器 220。例如，支承202可连接于能使支承202跟踪太阳位置的结构上。(066) 图3是解释从太阳方向投影的太阳能模件200的实施例的 简图。在本示例中，太阳能模件200被构形成跟踪太阳，所以太阳以设 计的入射角度到达收集器220-226的孔口 。包含有热管208、散热片204、 接收器模件及接收器的热结构部分204没有遮蔽收集器220-206。如图 所示，热结构部分204的边缘与收集器220-226的边缘对齐。在某些实 施例中，对于在收集器220-226上的遮蔽的某些公差是可接收的。(067) 除了接收器之外，在某些实施例中，可能存在有一个或多 个次级部件，它们被用于修正所接收的能量(例如太阳光)的分布。所 述分布包括能量的频谱分布和/或空间分布。像接收器一样，次级部件可 这样布置，使得在工作期间它们不遮蔽收集器。接收器和/或次级部件(多 个部件)对太阳能收集器的机械连接方法包括热粘结、钎焊、焊接、 结构压力、来自紧配合或夹压的摩擦力、弹簧夹子、螺母与螺栓；或其 中还有其它的紧固件。次级部件的示例包括透射镜片，反射镜片，滤 光镜片，卡塞格伦(Cassegminian )次级部件以及索尔福克斯(Solfocus ) 次级部件。在下面描述了某些构形的示例。(068) 图4A是解释聚焦的太阳能系统实施例的筒图，所述聚焦的 太阳能系统具有作为次级部件的透射的次级镜片。在所示的示例中，透 射的次级镜片404被放置在接收器406的前方。太阳光到达收集器402 并^皮返射回到透射的次级镜片404上面。到达接收器406之前太阳光穿 越透射的次级镜片404。依据所用的镜片部件的类型，透射的次级镜片 404可用来增加到达接收器406的光照度的均匀度，增大输入或到达角 公差(太阳光可到达收集器402并仍到达接收器406时的角度范围)， 和/或减小太阳光在接收器406上的入射角度。这个最后特性可能是有益 的，因为在许多太阳能电池中，偏离法向的入射角越大，由于AR (抗反射的覆盖层)的不良性能造成的损失就越大。(069) 图4B是解释聚焦的太阳能系统实施例的简图，所述聚焦的 太阳能系统具有反射的次级部件。在所示的示例中，反射的次级部件412 被放置在与收集器410相反的焦点处。接收器414被定位成与反射的次 级部件412相对。太阳光到达收集器410并被反射回到反射的次级部件 412上面。太阳光反射离开次级部件412并到达接收器414。这可能是 有益的，因为反射的次级部件412能够以所希望的方式使入射的太阳光 弯曲，从而所述反射的次级部件可被放置成比如果它刚好是一个接收器 时更远地离开收集器410的边缘。这还可能是有利的，因为出于机械、 热方面的目的，在布置接收器414方面有灵活性。在某些实施例中，所 述光可用反射部件来成形，而后以增加的折射光管协助太阳能电池的到 达角度。在这种情况下，折射光管(也称为次级件)可以是较小的，因 为第二次反射使光更优化地分布。有越多的光学表面，就有越多的机会 来优化所述系统。然而，每个次级部件也引来损失，所以希望不要有太 多的次级部件。(070) 图4C是解释聚焦的太阳能系统实施例的简图，所述聚焦的 太阳能系统具有波长分解次级部件。在所示的示例中，波长分解次级部 件422被放置在与收集器420相对的焦点处。接收器426被定位成与波 长分解次级部件422相对。太阳光到达收集器420并被反射回到波长分 解次级部件422上面。波长分解次级部件422把入射的太阳光的光谱分 解为具有第一光谱的光和具有第二光谱的光。在某些实施例中，具有第 一光谱的光被反射至接收器426,接收器426对第一光谱进行响应。在 某些实施例中，具有第二光谱的光可被排斥，或是它被引导至对第二光 i普响应的第二接收器424。例如， 一个太阳能电池可对可见光i普响应， 而一个太阳能电池可对红外光谱响应，而且波长分解器可用于把可见光 发送至可见光谱太阳能电池，并把红外辐射发送至红外光谱太阳能电 池。反过来，红外辐射可被排斥(即去除接收器424),这帮助从所述 系统中除去热。(071 )可应用一个或多个次级部件在一个或多个级中去改变所接 收的能量的分配。在某些实施例中，每个级具有一个次级部件，它们每 个都可能是不同的。在某些实施例中，每个级改变所接收的能量的分配。(072 )虽然显示了模件包含有四个太阳能收集器，在各种实施例中，模件可包含有任何数量的太阳能收集器。例如，具有的效率与包含 有更多的太阳能收集器相关联，因为所有的太阳能收集器可共用同一个 热结构部分(热管及散热片)。在某些实施例中，可能希望包含有较少 的太阳能收集器。例如，模件200可适于包含有两个太阳能收集器。
(073 )图5A是解释多列太阳能收集器实施例的简图。在系统500 中，在支承结构506上安装有多个模件200。每排包含有两个或多个模 件200。例如，排502包含有安装成^皮此相邻的四个才莫件200:两个4-收集器沖莫件200和两个2-收集器冲莫件200。每个排以一定间隔与下个排 间隔开，所以只要太阳处于最小的设计仰角之上，太阳的光线就不会被 相邻排的收集器遮蔽。太阳的最小设计仰角越低，避免遮蔽的排之间的 距离就越大。在某些实施例中，处于低仰角时的某些遮蔽是可接受的。 僻如，日出时，太阳的较低仰角意味着每个列、排将被东面的列、排部 分地遮蔽。接近日落时，太阳的较低仰角意^^木着每个列、排将^皮西面的 列、排部分地遮蔽。所有的电池一皮均等地遮蔽，因此系列的损失^皮减至 最小。因此，所述遮蔽不会坏到如同某些种类的遮蔽。
(074)图5B是解释两排之间的间隔的示例的简图。在所示的示例 中，排502与排504间隔开距离D。
(075 )如果
a=最小的设计仰角
p=镜子(遮蔽体)在太阳方向上投影的距离 D=要消除遮蔽时的最小的排间隔 (076 )则下列方程式可被用于消除排之间的最小间隔
(078 )由此，通过两排彼此隔开的间隔D,如果太阳足够地位于 地平面上方(具有的仰角在最小的设计仰角之上)，两排将不会相互遮 蔽。所述最小的设计仰角是一种设计选择，并可随不同的实施例而改变。
(079 )图6A是解释跟踪平台的实施例的简图，所述跟踪平台可用 于支承一个或多个太阳能模件。聚焦的太阳辐射收集器可包含有在两轴 线上跟踪， 一个用于仰角或在垂直平面内俯仰，而一个用于/人东至西的 水平面内的方位。跟踪可用于以相对于太阳能收集器孔口的恒定角度 (例如垂直)保持入射辐射。通过在单个跟踪平台上安装多个太阳能模 件，节省了成本。在某些实施例中，以小于普通跟踪器的尺寸使收集器达到了优化尺寸，所以多个收集器被放置在一个跟踪器上。
(080)跟踪结构600能使安装在排结构620上的收集器具有两个 自由度(或两个轴线)——个绕中央旋转轴线604 —以调节方位角，和 由系杆608控制的第二角度倾斜来调节仰角。换句话说，俯仰跟踪系统 安装在方位跟踪系统上面。在某些实施例中，采用了一个以上的跟踪。 在某些实施例中，采用了中央支柱。
(081 )已显示的跟踪结构600包含有平台602,平台602在水平平 面内绕中央旋转轴线604转动，以使方位角跟踪太阳。所述平台包含排 结构620。多个模件200可连接于排结构620。在各种实施例中，各种 太阳能^t件可安装在跟踪结构600上。例如，平的光电电池板，盒形接 收器(具有一个或多个诸如菲湼耳(Fresnel)镜片的透射部件)，具有 平直表面的任何模件都需要被定位成朝向太阳。可安装热的、化学的或 光电的模件。可安装模件，所述模件收集其它形式的波、频率、辐射或 光，所述光包含有热的、光电的、红外的、无线电的波等，对于它们的 收集希望有精确的方位和仰角对准。
(082)每个排结构620被构形成绕枢轴转动(倾斜)，以跟踪太 阳的仰角和移动入维护位置，如下面更充分地描述的。每个排结构620 连接于系杆608。系杆608用于控制每个排结构620的倾斜角度(仰角)。 系杆608由马达610控制，马达610是计算才几控制的。由此，当太阳移 动时，马达610在使系杆608将每个排结构倾斜的同时去跟踪太阳的仰 角。如图所示，系杆608与系杆609结成组，即当系杆608在一个方向 上移动时，系杆609在同一方向上移动，因为它们经刚性的排结构相互 连接。在其它实施例中，为了这个目的可使用任何数量的系杆。系杆(多 个系杆)可以被放置在各种位置。在某些实施例中，系杆608使平台602 中部向下运动。这可能是优选的，因为这导致所述结构上较少的扭转。
(083 )由此，每个排结构620共用公共的仰角调整机构。虽然在 本示例中显示了基于系杆的机构，但可使用任何其它机构来使排结构或 太阳能模件去调整其仰角。例如，取代排结构，平台602可包括具有垂 直支承的框架，所述垂直支承相对于平台602固定。太阳能模件在其端 部由垂直支承来支持。所述太阳能模件在其端部由枢轴支持，使得所述 太阳能模件在其端部枢转。所述太阳能模件可包含有多个收集器的排。
(084)在本示例中，平台602绕中央旋转轴线604旋转，类似于圆盘传送带。虽然在本示例中显示了像圆盘传送带的平台，在各种实施 例中，所述平台可以是绕中央旋转轴线枢转的任何合适的结构。
(085 )虽然在本示例中示出了五排的排结构，在各种实施例中可 以有任何数量的排和任何数量的排结构。
(086 )虽然在本示例中描述的诸如模件200的太阳能模件被安装 在平台602上，在各种实施例中，与太阳能相关的任何合适结构可安装 在平台602上，并^皮构形成跟踪仰角而同时平台602跟踪方位角。
(087)平台602连接于一些轮子上，所述轮子跨置在环形轨道612 上。轨道612为平台602提供周向(或圓周)支承。 一个或多个轮子由 马达驱动，所述马达是计算机控制的(为自动跟踪太阳的方位角)。在 本示例中所述驱动方法是摩擦式的，或者是靠每个轮子对轨道612的摩 擦。可以应用其它的驱动方法，包括应用一个或多个轮齿、链条或皮带。 在某些实施例中，采用了4个或8个轮子，其它的实施例可应用不同数 量的轮子。轨道612任选地连接于基底(未示出)，所述基底(或地基) 可使轨道成水平。所述基底可由混凝土或另外的合适材料制成。所述基 底可包含有多块混凝土，以在各个位置支承轨道结构。
(088 )在本示例中，收集器能在一种结构上跟踪太阳，所述结构 在高度上比桩安装的跟踪器低(例如在1米的量级)。所述较低的高度 能在给定面积内使收集器及跟踪器有更大的密度，以及使较少的表面积 暴露于外界因素(例如风)中。为适合于太阳能模件的尺寸及安装，跟 踪结构600的尺寸可制得较大或较小。
(089) 在某些实施例中，中央支柱、轮毂或枢轴被用于保持轮子 运行在轨道内。例如，中央枢轴可位于中央旋转轴线604处。在某些实 施例中，中央^走转轴线604位于平台602的质量中心。中央枢轴可连接 于平台602以限制平台602的水平移动。如下面更充分描述的，带法兰 的轮子(多个轮子)可用于防止滑出轨道。
(090) 跟踪结构600装设有适合于模件类型的管道或导线，用于 把来自跟踪结构600的电能或热能送至使用点。控制跟踪结构600上的 模件的方位和仰角对齐的计算机接收来自各种传感器的输入。所述计算 机还具有预编程的指令，以移动;f莫件至适合于天气条件、安全及维护的 位置。在某些实施例中，来自多个跟踪结构的传感器被用于向一个或多 个跟踪结构提供输入。
21(091) 由计算^/L控制方位及俯仰位置，所述计算才几应用日期、时
间、跟踪结构600的位置的绵度及经度来计算太阳的位置。所述计算机
引导电机控制方位及俯仰，以合适地移动模件使它与计算的太阳位置校 准。所述计算机接收来自的一系列传感器的输入，所述一系列传感器安
装在跟踪结构600上、跟踪结构部件上、或不位于跟踪结构600上但安 装上靠近所述结构；以微调收集器模件的校准(或对准)来收集最大量 的有效能量，或是为安全、天气条件或维护而引导模件的校准。上述传 感器包含有但不局限于模件或阵列或平台、入射的太阳辐射的电输出 或热输出；收集器模件或它们的部件的温度；有关跟踪结构600的相对 的或绝对的机械位置分量；以及天气条件。所述计算机计算理想的方位 和俯仰位置，俯仰位置是基于这个信息从计算的太阳位置调节而得的。 收集器模件的方位及俯仰校准位置，根据夜晚、雨、风、水雹、雾、雪、 尘暴、清洁、安全及本发明的维护的条件被编程或计算。计算机接收数 字的或模拟的信息并经有线或无线网络向马达、传感器及其它装置发送 数字的或模拟的指令，而所述其它装置是跟踪结构600或跟踪结构的装 置的一部分。所述控制计算机可经互联网进行连接，用以控制跟踪结构 600和监测跟踪结构600或跟踪结构的装置。在某些实施例中，为了功 率输出和/或反馈控制而对跟踪结构的高度及俯仰(或仰程)进行了优化， 这与太阳的位置无关。
(092) 在某些实施例中，设计、制造及预组装了跟踪结构600的 各零部件，这可便于货运和在工程现场的快速安装。为连续组装，所述 各零部件被做上标记和标注。为快速及精确的组装可应用预钻孔的材 料、用于模件附件的接线柱及其它形式的紧固件。可合适地选择构建跟 踪结构600的材料。可使用钢、铝或其它金属或塑料或其它材料。此外， 可适当地采用适于跟踪结构600的尺寸、重量及构造的诸如焊接、螺栓 连接的连接方法或其它方法。
(093 )如下面描述的，可采用各种驱动机构来转动平台602。在某 些实施例中，每个跟踪结构采用了一个以上的驱动机构。驱动机构可沿 平台的任意点定位，在所述点处机械上合适并可面朝中央旋转轴线或背 离该轴线。例如，四个驱动机构可均匀地间隔开地分布在轨道612上。 在某些实施例中，至少两个驱动才几构彼此相对地放置在專九道602上。
(094 )图6B是解释用于转动平台602的驱动机构实施例的简图。在本示例中，平台602连接于负载支承轮子624。轮子624具有水平的 旋转轴线626。轮子624安置在轨道612上并由马达驱动。由此，平台 602和4仑子624、 628绕中央旋转轴线604转动。
(095 )图6C是解释用于转动平台602的驱动机构实施例的简图。 图6C是图6B的变型，其中位于轨道612的腔槽中的下轮子628,腔槽 用于把上轮子624紧压在轨道612上并由此防止滑动。上轮子624或下 轮子628中的每一个都由马达驱动。换句话说，在下轮子628的位置上， 可利用重量防止滑出所述轨道。像图6B—样，平台602及各轮子都绕 中央旋转轴线604转动。
(096) 图6D是解释用于转动平台602的驱动机构实施例的简图。 在本示例中，平台602连接于环形轨道630。轨道630安置在负载支承 轮子632上面。轮子632具有水平的旋转轴线634。轮子632连接于基 础636。因此，平台602及轨道630两者都绕中央旋转轴线604转动。 轮子632由马达驱动。
(097) 图6E是解释用于转动平台602的驱动机构实施例的简图。 在本示例中，平台602连接于负载支承轮子640上。轮子640安置在环 形轨道644上。内下4仑子648位于4九道644的腔槽中。内下轮子648具 有垂直的旋转轴线652,并安置成靠着轨道644的内壁。内下轮子648 可由马达驱动，4吏上轮子640转动，上轮子640的转动4吏平台602绕中 央旋转轴线604转动。任选地，外下轮子646可位于在所述轨道的相对 侧边上，与所述内下轮子相隔。所述外下轮子具有垂直的旋转轴线650, 并安置成靠着轨道644的外壁。外下轮子646用于把内下轮子648紧压 在轨道644上。
(098) 在某些实施例中，所述轮子和/或轨道的形状以协助防止轮 子滑出轨道的方式来制成。图6F是解释轮子及轨道的实施例的简图， 所述轮子及轨道的形状被制成帮助防止所述轮子滑出所述轨道。示出了 轮子662的垂直剖面位于轨道664上面。轮子662具有水平的旋转轴线 660。轨道664的剖面是弧形的。接触轨道664的轮子662表面的形状 -陂制成与所述轨道的形状一致。换句话il,轮子662的剖面显示出弧形 的底部及顶部，所述弧形的底部及顶部绕轨道664的顶部"包绕"。在 某些实施例中，采用了带法兰的轮子(多个轮子)。在某些实施例中， 这类似于火车轮子。(099) 图6G是解释跟踪平台的另一个实施例的简图。所述跟踪平 台可用于支承一个或多个太阳能模件。在本图中，示出了太阳能才莫件。(100) 在本实施例中，显示的跟踪结构680包含有三排太阳能才莫 件。安装有2套(或单元)模件与4套(或单元)模件的结合件。有围 绕在外边的大环682。还有一个用于支承所述结构的中央支承648 (所 以中部不下垂)。在某些实施例中，有2个或两个以上用于支承的环。 环682绕中央支承684转动，所述轮子(未示出)在地面上，且是静止 的。八角形结构686在地面上并将轮子隔开(各个轮子相交叉)。成组 的轮子中一组是从动的。俯仰驱动器688的中部向下。在某些实施例中， 使用一个连接件把各排与俯仰驱动器688相连接。在某些实施例中，跟 踪结构680坐落在混凝土块上(未示出)。(101 )图6H是解释跟踪结构实施例的简图，其中所有的排结构处 于维护状态。在本示例中，显示的系统600具有三排结构(不是图6A 中显示的五排结构)，此处所述排结构被定位于维护位置。特别是，转 动每个排结构620,使得当太阳能模件(诸如模件200)被连接于所述 排时，收集器的孔口朝向维护方向。在某些实施例中，所述维护方向基 本是面向地面(即头朝下)，保护所述接收器不受外界因素影响。如先 前描述的，利用马达610经系杆608及609使每个4非结构620 i皮转动至 维护位置。在某些实施例中，所述维护位置就是连接于排结构620的模 件在工作范围以外的位置。当应用于本文时，模件的所述工作范围就是 仰角的范围，所以当所述模件被定向在所述工作范围的 一个仰角处时， 所述模件被确定为是工作的。模件的工作范围是一个设计选择，并可随 不同的实施例而改变。(102) 在某些实施例中，对于各种目的有一个以上的维护位置， 诸如服务入口 。每个维护位置可与以不同的仰角定向将排结构定向相关 联。例如，可有用于风负载、避太阳、减少积尘和用于清洗(或冲洗) 程序的维护位置。出于解释的目的，设想下列各示例有一个维护位置。 然而，在其它实施例中，多维护位置被用于不同的目的。例如， 一种类 型的维护位置可以是收藏位置，这可在夜晚当系统不工作时用于收藏。 在某些实施例中，所述收藏的位置就是头朝下的位置。(103) 具有维护位置对于保护收集器和/或接收器免受恶劣天气影 响以及为清洁及机械保养是有益的，所述恶劣天气诸如是水雹、雨及颗24粒物(例如砂子)。所述维护位置可在夜晚当收集器不工作时被应用。 如果有故障情况也可以应用所述维护装置。例如，如果^T测到4晉误，则 受影响的模件可被置于维护位置以防止损坏。此外，所述维护位置减小 了所述结构上的风负载，所以在大风条件下，可使用所述维护位置。出 于维护的理由，所述维护位置可用于特意地防止一个或多个接收器发 电。(104)图7A是解释用于清洗一个或多个收集器的构形的实施例的 简图。在某些实施例中，可能希望具有收集器的自动清洗机构，当所述 收集器脏了时其性能变得恶化。由于诸如雨、水雹、灰尘颗粒等的大气 条件，收集器可能变脏。(105 )在本示例中，示出了安装在跟踪结构600上的^^莫件200的 侧-f见图。如图所示，收集器220-226和热结构部分214布置在支 K 606 的上方。在某些实施例中，支承202 (示于图2中)连接于支承606 (也 示于图6A中)。携带水或其它清洁剂的管道或管616 ^^皮定位于靠近支 承606的基底，而固定的风扇喷嘴704被引导朝向收集器220-226。如 先前描述的，收集器220-226被构形成当由马达610控制时，使用系杆 608使收集器220-226转动。在某些实施例中，当所述收集器转动时， 水平方向的平的水射流702被喷射朝向所述收集器来清洁所述收集器。 在某些实施例中，水射流702是体积小而压力高。在某些实施例中，所 述喷嘴可以这种方式来放置，它还清洁接收器和/或任何次级部件(位于 热结构部分214上)。(106) 图7B是解释一种构形的实施例的简图，所述构形用于当面 朝收集器的孔口时去清洗一个或多个收集器。平的水射流702被引导以 水平线穿过收集器220-226。收集器220-226转过水射流702,使得孔口 的整个表面一皮喷射。可应用4壬何合适的清洁剂。例如，表面活性剂可添 加至所述水中。所述水可^C去离子或过滤以减少沉淀。此外，疏水的覆 盖层可被施加于收集器上以减少斑紋。在某些实施例中，喷嘴704输出 喷射脉冲。在某些实施例中，喷嘴704输出稳定的射流。(107) 在某些实施例中，在傍晚时实施清洗的同时转换至维护位 置。如果有许多收集器需要被清洗，可能没有足够水压力来一次处理清 洗所有的收集器。在某些实施例中，是在夜晚的各个时间内完成清洗收 集器的不同附属设备，即第一附属设备从维护位置转换至工作位置，同时用射流水702喷射，而后转至维护位置。任选地，射流水702在转至 维护位置期间继续喷射。在某些实施例中，所述喷嘴被构造(例如被编 程)成仅当喷射能到达收集器时才喷射水。(108) 如图6A中所示，管道(或管子)616向下运行至每个排中 的整排收集器(管道616标示了两个排)。对于一个或多个收集器可应 用一个风扇喷嘴。对于整个跟踪结构或多个跟踪结构可应用一个阀。在 某些实施例中，所述喷嘴由水压致动，类似于喷射式草地洒水器。(109) 在某些实施例中，并非喷嘴是静止的和收集器移过所述喷 嘴，而是喷嘴移过所述收集器同时所述收集器保持静止。例如，喷嘴可 -故构形成响应水压而移动，类似于移动草地洒水器。在某些实施例中， 在清洗期间喷嘴与收集器两者都可移动。(110) 虽然针对聚焦的太阳能模件200及600的示例曾描述了这 个清洗机构，但它可用于任何类型的太阳能应用中，包括平板太阳能 电池；太阳能槽；盒式接收器；热的模件、化学的模件或具有反射的和 /或透射的部件的光电模件；和收集其它形式的波、频率、辐射或光的模 件，所述光包含有热波、光电波、红外波、无线电波等。(111) 维护位置机构和/或清洗机构是计算机控制的，所以它们(所 述机构的控制)发生在预先编程的时间内，或是被某些事件触发，所述 事件例如是传感器检测到的事件。例如，如果检测到了尘暴，所述模件 会自动地被置于维护位置。在尘暴之后，所述模件会被自动地清洗。(112) 虽然出自清晰理解的目的曾以某些细节描述了前述实施例， 但本发明不局限于所提供的细节。有许多完成本发明的其它方法。所公 开的实施例是解释性的而非限制性的。
权利要求
1.一种跟踪的太阳能系统，它包括太阳能下层结构，所述太阳能下层结构包含太阳能收集器；和布置成用来接收来自太阳能收集器的能量的接收器；其中所述接收器以在工作期间避免遮蔽所述太阳能收集器的方式进行安装；以及具有第一自由度的平台；其中所述太阳能下层结构以使所述太阳能下层结构具有相对于所述平台的第二自由度的方式安装在所述平台上。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述第一自由度包括方 位角调整。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述第二自由度包括仰 角调整。
4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构是 安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能下 层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式安 装在所述平台上。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构是 成排安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个。
6. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构是 安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能下 层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式安 装在所述平台上，并且其中多个下层结构中的每一个共用公共的仰角调 整机构。
7. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述平台在周向上由轨 道支承。
8. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述平台利用轨道绕中 央旋转轴线转动。
9. 如权利要求1所述的系统，其特征在于所述平台连接于轮子 上，所述轮子被构形成抵靠轨道而转动。
10. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳收集器是抛物面的，而所述接收器被布置在所述太阳能收集器的轴线之外。
11. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述平台绕中央旋转轴线转动，并还包括位于所述中央旋转轴线上的中央支柱。
12. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述平台包括有排结 构，所述排结构具有相对于所述平台的第二自由度，而所述太阳能下层 结构安装在所述排结构上。
13. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述一个或多个接收 器包括有聚焦的光电电池(CPV)。
14. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能收集器是 线性收集器。
15. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能收集器是 面积收集器。
16. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述太阳能收集器是 抛物面的。
17. —种跟踪的太阳能系统，它包括 太阳能下层结构，所述太阳能下层结构包含有太阳能收集器；和布置成用来接收来自所述太阳能收集器的能量的接收器； 其中所述太阳能接收器具有在所述接收器上的面积焦点；和 所述平台具有第一自由度的平台； 其中所述太阳能下层结构以使它具有相对于所述平台的第二自由 度的方式安装在所述平台上。
18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 包括有一个或多个收集器的阵列。
19. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 包括有一个或多个菲湼耳(Fresnel)镜片。
20. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是通过枢轴的端部安装在所述平台上的。
21. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述第一自由度包括 方位角调整。
22. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述第二自由度包括 仰角调整。
23. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构是安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能 下层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式 安装在所述平台上。
24. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是成排安装在所述平台的多个太阳能下层结构中的一个。
25. 如权利要求17所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能 下层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式 安装在所述平台上，并且其中所述多个下层结构中的每一个共用公共的 仰角调整机构。
26. —种跟踪的太阳能系统，它包括非聚焦的太阳能下层结构，所述非聚焦的太阳能下层结构包含有一 个或多个接收器，所述接收器被布置成接收来自太阳的能量； 具有第一自由度的平台；以及其中所述太阳能下层结构以使它具有相对于所述平台的第二自由 度的方式安装在所述平台上。
27. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述一个或多个接收 器包括有平板光电电池。
28. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述第一自由度包括 方位角调整。
29. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述第二自由度包括 仰角调整。
30. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能 下层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式 安装在所述平台上。
31. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是成排安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个。
32. 如权利要求26所述的系统，其特征在于所述太阳能下层结构 是安装在所述平台上的多个太阳能下层结构中的一个，所述多个太阳能 下层结构中的每一个以使它具有相对于所述平台的第二自由度的方式安装在所述平台上，并且其中所述多个下层结构中的每一个共用公共仰 角调整机构。
全文摘要
本发明提出一种跟踪的太阳能系统。该系统包括太阳能下层结构和具有第一自由度的平台。太阳能下层结构以使它具有相对于平台的第二自由度的方式安装在平台上。太阳能下层结构可包括有太阳能收集器和被布置成接收来自太阳能收集器的能量的接收器。接收器以在工作期间避免遮蔽太阳能收集器的方式进行安装。太阳能收集器在接收器上具有面积焦点。太阳能下层结构可包括非聚焦的太阳能下层结构。
文档编号F24J2/38GK101405546SQ200780009297
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月13日 优先权日2006年3月13日
发明者R·卡特 申请人:绿色伏特公司