专利名称:太阳能集聚接收器的利记博彩app
技术领域:
本发明一般地涉及太阳能转换领域,更具体地,涉及太阳能集聚接收器。
背景技术:
收集和转换太阳能的装置可分类为集聚型和非集聚型。非集聚型对平行的、非集聚的太阳射线利用检测阵列或接收装置予以截取,诸如利用光伏电池太阳能板或热水管,其输出量与阵列面积直接成比例。集聚型太阳能收集器应用例如是抛物面反射型或透镜组件聚焦射线能量,使集聚的射线形成更密集的能量束。能量束的集聚可改进太阳辐射转换成电力的效率,或是增大太阳辐射的热能收集量将水加热等。通常的太阳能集聚接收器中,入射的太阳辐射典型地聚焦在圆盘反射器(例如,碟形反射器)内的一个点上,或是聚焦于圆柱形反射器的焦点线上。另一个先有技术例子中,诸如颁发给William E.Horne的美国专利U.S.Patent No.5,882,434中所公开的,在抛物曲线开始向外张开至反射器边缘之前,借助于使反射器中央部分平坦化,沿径向达到一个预定直径,借以在圆形抛物面主反射器的中央形成一个平坦部分。此种装置中,反射的太阳能将聚焦于一个环上,它对应于反射器平坦的中央部分的外径。
然而,有两个原因需要对即使是常规的太阳能集聚接收器作出改进。第一,常规系统内的太阳能转换模块直接位于焦点上或焦点线上,占据很小的体积。在这个小体积上造成热量高度集聚,必须于焦点区域内使之耗散。第二,依靠当前可得到的小质量转换器件诸如太阳能电池,太阳能辐射波谱内红外部分中的大部分不能够高效地转换成电能。相反地,反射器收集的这类过剩的红外能量将加热转换器件,会影响太阳能电池的转换效率。
发明内容
这里,公开一种太阳能集聚接收器,包括主抛物面反射器,反射器的凹侧有高反射率的表面,并有一个焦点轴从反射器凹侧上延伸,通过主抛物面反射器的焦点;以及一个具有受光面的转换模块,这里,受光面与焦点间隔一个预定距离,安排成接收来自主抛物面反射器凹侧反射出的、预定横截面的太阳能辐射。由此,在转换模块内可以将收集的辐射能量转换成电能。一种工作情况,转换模块包括一个由至少一块光伏太阳能电池构成阵列的受光面;另一种工作情况,转换模块包括一个连接至热循环引擎上的受光面,热循环引擎的机械力输出用以驱动发电机。
另一个实施例中,公开一种太阳能集聚接收器,包括主抛物面反射器,反射器的凹侧有高反射率的表面,并有一个焦点轴从反射器凹侧上延伸,通过主抛物面反射器的焦点;面积比主抛物面反射器小的副抛物面反射器,它具有与第一焦点轴对准的第二焦点轴,安排成其高反射率表面的凸侧朝向主抛物面反射器的凹侧。副抛物面反射器沿着第一焦点轴与主抛物面反射器的焦点间隔一个预定距离,使第一抛物面反射器反射出的太阳能量辐射实质上以平行射线反射向主抛物面反射器的中央部分。这里,具有受光面的转换模块接收表面按垂直于主抛物面反射器中央部分内的第一焦点轴放置,安排成接收自副抛物面反射器反射出的太阳能量辐射。由此,收集的辐射能量可以转换成电能。一种工作情况,太阳能集聚接收器在结构上选择性地容许太阳能量辐射进入转换模块,使系统对太阳能量辐射的受纳带通实质上与转换模块的转换带通相匹配。另一种工作情况,转换模块包括一个由至少一块光伏太阳能电池构成阵列的受光面。再一种工作情况,转换模块包括一个连接至热循环引擎上的受光面,热循环引擎的机械力输出用以驱动发电机。
为了更全面地理解本发明及其优点,现在,结合附图参考下面的说明。附图中
图1A示明按照本公开件的太阳能集聚接收器的一个实施例;图1B示明按照本公开件具有主反射器和副反射器两者的太阳能集聚接收器的另一实施例;图2A是图1A实施例的实体形象图,示明主反射器的支撑构造以及对应的太阳能电-能转换模块;图2B是图1B上另一实施例的实体形象图,示明主、副反射器的支撑构造以及对应的太阳能-电能转换模块;图3示明图1A太阳能集聚接收器的再又一个实施,其中,焦点轴的放置偏离主反射器的原理焦点轴;图4示明太阳能辐射波谱中的各种成分和波长,列出大气对太阳辐射的影响,并指明几种当前可应用的太阳能转换器件的转换带通;图5的曲线图示明三重结GaInP2/GaAs/Ge太阳能电池的相对量子效率与有效波长的关系;图6的曲线图示明图5中所示三重结太阳能电池的转换效率性能与太阳能辐射等级的关系;图7A示明按照本公开件的太阳能集聚接收器的设计例子;以及图7B示明在太阳能-电能转换模块中使用热循环引擎的图2A实施例之外的另一实施例。
具体实施例方式
现在,参看图1A,示明按照本公开件太阳能集聚接收器的一个实施例。太阳能集聚接收器100包括一个以截面图示明的主抛物面反射器102,它对于被主抛物面反射器102的高反射率凹侧以聚焦形式反射向焦点106的许多入射射线104的太阳能辐射进行截取。可以理解到,焦点106位于第一抛物面反射器102第一焦点轴或即原理焦点轴上,该轴通过反射器102的中心,并实质上垂直于与反射器102中心相切的平面。为图解简明起见未示出该焦点轴,但按所述那样,除非另有说明应知道它的存在。众所周知,落在主抛物面反射器102外缘112之内的太阳光入射射线104,其反射光将通过焦点106。图1A中又示明,在近焦点区域108和远焦点区域110上同样能截取辐射。这些焦点区域每一个确定一个平面区域,其布局实质上与通过焦点106的原理焦点轴成直角,沿原理焦点轴相对于焦点106偏移或错位一个预定距离,或是靠近主抛物面反射器102,或是离开主抛物面反射器102。与原理焦点轴上焦平面位置处反射辐射方向图的横截面面积相比较,近、远焦点区域的面积与之大致相同或稍微大些。
本公开件中的焦点区域由表明所希望的传感器位置上的一个表面区域予以定义,它接收太阳能辐射使之转换成另一种能量形式。此种焦点区域在这里也可称为受光区域或受光面。受光面或即太阳能传感器面是转换器件或转换模块上的能量入射部分,它们接收入射能量并在转换器件或转换模块内使它转变,将入射太阳能转换成电能、机械能或热能形式。本技术领域内的熟练人员容易理解,太阳能传感器的接收平面面积大约等于近焦点区域108或是远焦点区域110的大小,在这些区域位置上能截取入射射线中经反射而指向焦点106的全部光线。此外,反射的太阳能以较低的平均密度在整个焦点区域上均匀地分布。因此,位于焦点区域上的太阳能传感器可截取全部辐射,不过截取的是均匀、低密度的能量。实际上,这意味着太阳能传感器较少地遭受强度峰值,并能较容易地耗散位于转换模块转换带通之外的热能。这是因为,太阳能辐射内包含的热能在一个较大的面积上被截取,而不是在现有的更为集聚的焦点上被截取。借助于使接收能量均匀地分布于较大的表面上,转换模块的有用工作寿命显著增大。因此,如图1A中配置的太阳能集聚接收器能够以广泛多样的尺寸建造,而远不会受到太阳能转换模块热耗散能力的严重约束。本公开件中的太阳能集聚接收器内正使用此种转换模块。从上述说明中显然得知,可作出调整以提供各种输出等极的某些参数是主反射器尺寸,太阳能传感器尺寸,太阳能传感器相对于焦点的位置或偏移,以及配置的热耗散方式等。
仍参看图1A,图1A中示明的主抛物面反射器102的截面通常为圆形,也就是,朝主抛物面反射器102的凹侧表面看过去时,边缘112呈现圆状。众所周知,这是接收入射的太阳能辐射较有效的形状。然而,本公开体的太阳能集聚接收器不受限于圆形的主抛物面102,可以是其他几何形状,诸如椭圆形、卵形、矩形(也即圆柱形反射器)、多边形或正多边形阵列,或是任何其他的封闭平面图形。此种多板块阵列可以是边对边放置邻接式形状的组合,或者是互相贴接安排的反射单元的组合,又或者是安排于预定位置上但不必需紧密相靠的反射单元的组合。此外,多板块的每一块可具有平坦的或是弯曲的表面。主反射器可用任何材料构成,但应保持所需的抛物面形状。某些合适材料的例子包括金属,诸如抛光的铝,镀镍或镀铬的钢;玻璃,有或没有银覆盖层(如同镜面情况);陶瓷或其他复合物,诸如玻璃纤维、石墨、聚合物、或是带有反射覆盖层或镀膜的塑料;或者能满足抛物面反射器所需结构和反射性能要求的任何其他材料。某些应用中,反射器可以采用具有足够支撑力以保持抛物面形状的反射片材或薄膜。然而,本技术领域内的熟练人员知道,诸如铝之类的轻金属具有很多优点,比如高的强度重量比,易于制造,能够抛光成高反射的光洁面,以及能对安装于它上面的任何结构传导其热量等。各种构造变型中的某一些将在下面详细说明。
仍参看图1A,应用于主抛物面反射器102中并具有位于焦点区域108、110之某一个上的平面太阳能传感器的太阳能转换模块,有几种基本类型。例如,它们可以包括由一个或多个光伏太阳能电池构成的阵列,或是连接至发电机的热循环引擎。本说明中,发电机是指能使太阳能、机械能或热能转换成直流电或交流电的任何装置。此外,发电机中包括一个转子。为简明起见,图1A的实施例中未示明可应用的具体的太阳能转换模块,图1A的目的是示明在离开主抛物面反射器102实际焦点的预定距离上放置转换模块太阳能传感器部分的原理。下面将明白,当进一步说明各种实施例的太阳能集聚接收器102后,将清楚地知道对于具体的应用,焦点区域108或110的选择应如何选取。
图1A上所示的太阳能集聚接收器的伏选实施例中,光伏太阳能电池转换模块中包括一个或多个三重结太阳能电池,特别地是GaInP2/GaAs/Ge三重结太阳能电池。当前可得到的此种太阳能电池能够适应的太阳能辐射强度可达到几百sun,这里1sun等于每平方厘米0.1368瓦(W/cm2)。适合应用于本公开件太阳能集聚接收器中的太阳能电池包括有下列厂家制造的装置新墨西哥州阿尔伯克基市的EMCORE光伏电池,加利福尼亚州锡尔马市波音公司分部Spectralab公司的产品。转换装置用的太阳能传感器通常由前面所说明类型的太阳能电池阵列构成,配置成平面阵列,放置于选定的焦点区域平面上。重要的是应确保仔细地放置太阳能传感器,以使得从主反射器上反射出的太阳光在整个焦点区域上均匀分布,并均匀地分布于太阳能电池阵列的表面上。不能确保反射能量均匀分布时,会导致转换模块烧坏。
一般地说,转换模块的太阳能传感器位置优选为焦点区域108。然而,当选择热循环引擎作为转换装置时焦点区域110是可取的,因为该位置能使热循环引擎转换装置完全封闭于一个外壳内,围绕焦点106在外壳上设置一个开口。这种结构示明于图7B,它容许反射出的入射射线全部进入包围热循环引擎的外壳内。该外壳可以构造成完全隔热的,包容任何的热能,不使其从热引擎中散逸至周围环境内。因此,出现于热循环引擎输入端的热能可以最大化,使得应用热循环引擎的太阳能集聚接收器的效率得以最优化。在希望利用热循环引擎的应用场合,合适的选择是采用本技术领域内熟知的Stirling引擎,它是一种封闭循环的热再生引擎。在工作液体内交替地存储能量。在热循环的另一部分中从工作液体内释放出能量作为对热循环引擎的输入,它转换成机械运动,例如是旋转或往复运动,应用于驱动发电机以产生电力。依靠广泛地可得到的建造资料能方便地制作Stirling引擎,这里不再给出进一步的说明。
现在参看图1B,它示明另一种实施例太阳能集聚接收器120的截面图,主抛物面反射器122截取太阳能辐射的入射射线104,将它们反射往焦点124,焦点124位于通过主抛物面反射器122中央的原理焦点轴上。图1B中,为简明起见,未示出通过主抛物面反射器122中央的原理焦点轴,但应理解其位置的所在。主抛物面反射器122的特性与图1A中说明的主抛物面反射器102的特性相同。对图1B中所示的实施例也定义一个焦点区域。但是,在图1B的焦点区域126处放置一个副抛物面反射器126,其特性(尺寸除外)总体上与主抛物面反射器122的特性相同或类似。副抛物面反射器126的建造可采用与主抛物面反射器122相同的方式。本实施例中,副抛物面反射器126对于自主抛物面反射器122反射出的全部入射射线104来说,安排成截取它们并使之从副抛物面反射器126的凸侧表面上反射回到主抛物面反射器122的中央部分。又可以知道,副抛物面反射器126的凸侧表面能使入射到它上面的射线其反射方向平行于来自太阳、原来进入的入射射线104的方向。因此,反射自副抛物面反射器126的射线实质上是平行的,将照射到主抛物面反射器122的中央部分上。该位于中央的焦点区域亦称之为受光面128,它现在定义于主抛物面反射器122的中央。受光面128是转换模块134的一部分。副抛物面反射器126与焦点124之间相隔一个预定距离,靠近主抛物面反射器122。又,为了控制入射太阳能辐射光束的截面面积,使之对应可在转换模块内使用的太阳能传感器的总截面面积,可确定接收区域的尺寸和位置,以做到太阳能传感器区域实质上处于主抛物面反射器122的面内。本实施例具有某些优点,可使按照本公开件的太阳能集聚接收器的效率最大,这将在下面较全面地说明。
仍参看图1B,这里示明的太阳能集聚接收器比之图1A中所示的实施例有三个优点。第一,将焦点区域128或者另一种称呼受光面128定位于主抛物面反射器122的中央部分上,可使转换模块134将入射辐射产生的过量热能转移至热耗散性能好、用于主抛物面反射器122的材料内。因此,例如主反射器由铝构成以及转换模块的太阳能传感器位于主反射器122中央部分的平面上且放置得与主反射器122相接触时,可以使热能从转换模块134转移至形成主反射器122的金属壳体上。
第二,将转换模块134定位于主反射器122的中央部分,整个太阳能集聚接收器120的重心位置更靠近主抛物面反射器122的支撑结构。因此,太阳能集聚接收器120与转换模块134相组合的最大单个单元能做得更小,在使组合体相对于太阳的方向移动和定位时该结构更为有效。
第三,将副反射器126定位于焦点区域上不仅促成如上所述的两个优点,而且容许附加使用滤光单元(用1B中未示出),放置于副抛物面反射器126上或其前面,用以滤除在太阳能集聚接收器120中所使用太阳能传感器和转换模块134的转换带通之外的太阳能辐射成分。例如,叠层于或附着在副抛物面扳射器126上的滤光材料只容许处于太阳能传感器和转换模块134转换带通内的太阳能通过,从而可限制可能到达转换模块134上太阳能传感器表面部分而不能进行能量转换的辐射量,从而可降低对转换模块134本身的热耗散要求。按另一种说法,对副抛物面反射器126结合使用滤光器以控制太阳能集聚接收器120的受纳带通范围,可做到受光范围实质上对应于图1B中太阳能集聚接收器120内使用的太阳能转换模块134的转换带通。
还是参看图1B,副抛物面反射器126的反射性能可以用多种方式予以改变,以给出上面所述的滤光效果。例如,在制造中有多种合适的处理法。这里可以包括在副抛物面反射器126表面制作上合适材料的叠层薄膜,或者采用化学的镀敷、覆盖或淀积方法加上合适材料的薄膜。在副反射器本身表面下加入专门材料也能借以给出所需的滤光。获得所需反射性能的其他可用处理法包括反射器表面材料的化学电镀或涂布,以及类似方式。另一个实施例中,副抛物面反射器可以用玻璃或塑料制成,它们对太阳能辐射的某些波长范围(当前的转换装置对它们不能进行能量转换)是透射的,而对于在太阳能转换成电能或别的有用能量形式中有用的其他波长范围是反射的。作为例子,玻璃是一种多用途材料,可对其镀敷以得到各种滤光特性,包括对特定波长范围的反射、吸收或滤除。获得此类性能的技术和工艺是周知的,这里不作进一步的说明。太阳能辐射波谱成分中对于转换装置来说不能进行转换的过剩热能,可以在副抛物面反射器126的表面区域予以吸收、通过或耗散,借助于合适的散热器辐射到周围环境中,或是传导至为此目的配置的热交换器中。又可以知道,滤光单元也可以施加于或结合入主抛物面反射器上供使用,或是与副抛物面反射器相关联地起辅助滤光作用,或是应用于在副抛物面反射器上无滤光单元的实施例中。此种主抛物面反射器的构造可以像本节前面所述那样制作。太阳能辐射波谱的细节以及本公开件中各种太阳能集聚接收器结构的带通特性,将结合图4、图5和图6进一步说明。
现在,参看图2A,它以实体形象图示明太阳能集聚接收器的一个实施例,是按照本公开件一种太阳能集聚接收器的安装结构图。图2A的太阳能集聚接收器200中包括以截面示明的主抛物面反射器202,具有圆形边缘232,它确定主抛物面反射器202的圆形外周。又如图2A中所示,转换模块206的太阳能传感器表面为焦点区域204(或受光面204)。主抛物面反射器202的情况如先前对图1A的说明那样。焦点区域204如先前对图1A的说明,这里,焦点区域204相对于主抛物面反射器的焦点有位置偏移,处在图1A中呈现的近焦点区域108上。图2A中,焦点区域204表明转换模块206的太阳能传感部分。转换模块206可以是先前所述的太阳能电池阵列,也可以是如先前所述那样的热循环引擎与发电机单元的组合。
仍参看图2A,主抛物面反射器202和包括受光面204在内的转换模块206由第一框架部件208将它们保持于固定的位置关系上。第一框架部件208一端连接至靠近主抛物面反射器202的中心处,从这里延伸出,另一端连接至并支撑沿主抛物面反射器202原理焦点轴安装的转换模块206。因此,位于受光面204处的太阳能传感器直接朝向主抛物面反射器202的中央部分,从而能接收反射自主抛物面反射器202的全部太阳能辐射。第一框架部件208连接于可旋转垂直杆214的枢轴接合点210上,容许第一框架部件208相对于水平轴在垂直面内摆动,使主抛物面反射器202依靠枢轴可绕枢轴接合点210旋转,能定位于于任何所需的仰角上。该第一框架部件208的摆动运动由垂直控制调节器218提供,调节器由可变长度的支柱构成,其长度可以在电动机或线性调节器的作用下沿垂直控制调节器218的纵轴变化。垂直杆214可旋转地紧固于水平控制电动机216上,电动机216本身依靠铆牢于地面、建筑物或其他结构上的垂直指向静止基座212支撑。垂直控制调节器218提供出本公开件太阳能集聚接收器组合件200仰角的调节。水平控制电动机216可对本公开件太阳能集聚接收器200作出方位角的调节。因此,太阳能集聚接收器200的主抛物面反射器202可直接对准太阳,并在白天时间里太阳横过天空时始终跟踪它。
图2A中示明的太阳能集聚接纳器200的特征在于,系统可动部分的重心220大致位于主抛物面反射器202与转换模块206之间,靠近主抛物面反射器202的原理焦点轴,并大致在连接至第一框架部件208的可旋转垂直杆214顶端的上方。图2A的实施例适合应用于太阳能电池型转换模块,其太阳能传感部分的位置处于近焦点区域的范围内,如图1A中的近焦点区域108所示。然而,图2A的实施例也适应于应用热循环引擎类型的转换模块,将热循环引擎的太阳能传感部分放置于如图1A中所示的远焦点区域110的范围内。在该位置处,利用热循环引擎的转换模块能封闭于一个外壳内,外壳上有一个围绕焦点的开口(例如,参见图7B的726),利用外壳可将热能包容于热循环引擎中太阳能起作用的场地附近,使作用于热循环引擎输入端的热量达到最大化。
仍参看图2A,虽然示明的该实施例采用本公开件中所说明之原理的一种原理,即利用位置偏移的焦点区域,但该实施例在机械实现上有些困难。实施时会费用较大和效率较低。一则因为第一框架部件208要附装到主抛物面反射器202的凹侧上,再则因为重心220的位置偏离开有最大质量的太阳能集聚接收器的构件。例如,当太阳正处于头顶上时为使主反射器202对准太阳。在主反射器202上必须切除一大块或切开一大隙缝,以使得主反射器202朝上移动时可避过基座212、垂直可旋转杆214和控制电动机216。此外,需要有较大量的结构部件以支持主反射器202和转换模块206处于图2A中所示正确的位置关系上。在主反射器202上形成切除部分将导致附加的机械支撑的复杂性以保持主反射器202的抛物面形状,并且会减小可供接收太阳光应用的反射器表面面积。
现在,参看图2B,它示明按照本公开件原理的另一种优选实施例的太阳能集聚接收器240。本实施例中,以截面图示明的主抛物面反射器242具有圆形边缘252,并包括一个沿主反射器242的原理焦点轴布置的副抛物面反射器244,它位于近焦点区域,用以向主抛物面反射器242中央部分表面上的焦点区域246(或即交光面246)反射出太阳辐射能量。另外,转换模块222放置于主抛物面反射器242的中央部分,它包括有安装于主抛物面传感器242中央部分的太阳能传感受光面246。图中所示的副抛物面反射器244支撑于支杆248上,支杆248可附装于边缘252上,或者如图2B中所示附装于主抛物面反射器242的凹侧上。可以知道,图2B的实施例中副反射器244的焦点轴沿着主反射器242的焦点轴,也就是,它们的原理焦点轴是重合的。
就图2B中所示太阳能焦聚接收器240各部件的质量分布而言,其重心224大致位于主抛物面反射器242正后面的中央。该重心224的位置可显著地简化支撑太阳能集聚接收器240所需的支撑结构,并可方便地提供出接收器240在仰角和方位角两个方向上的移动。太阳能集聚接收器240支撑于旋转的垂直杆226的顶端。旋转垂直杆226由水平控制电动机228控制,电动机228支撑于垂直指向的静止基座234上方。静止基座234可以安装于地面、建筑物或其他结构上。在旋转垂直杆226上附装一个垂直控制电动机,它有一个可变长度的支柱。由配置于可变长度支柱纵轴上的线性调节器或电动机进行控制,能操纵太阳能集聚接收器240的仰角。太阳能集聚接收器240方位角的指向由水平控制电动机228进行操纵。可以知道,图2A和图2B中用于垂直(仰角)和水平(方位角)调节的各别控制电动机可以由合适的电子电路驱动,图中未示明电子电路,但本技术领域内的熟练人员是容易得到和知晓的。
仍参看图2B,显然可知,如此安排大多数的笨重部件和重心位置,可使系统的调节响应极灵活,调节单元和电动机的体积最小,从而提高系统性能,并可降低组合件所需的成本。此外,采用副抛物面反射器244后如上面所述那样更便于采用滤光单元,使得太阳能集聚接收器240上反射部分的受纳带通能很好地与这里应用的转换模块222的转换带通相匹配。转换模块222使用如前面所述由三重结太阳能电池构成的太阳能电池阵列时,这种带通匹配的优点尤其易于实现。副反射器244的光反射和光吸收滤光性能的匹配实现,可以在制造中采用几种工艺中的任一种,包括但不限制于诸如在副抛物面反射器244表面上实施其他材料的化学覆盖、镀敷或淀积等,或者在反射器构成上采用特殊的材料,又或者采用反射材料的化学涂布,或者在副抛物面反射器244的反射表面上施加叠层的滤光材料。被副抛物面反射器244的滤光单元扼斥或是吸收的过剩热能将在副抛物面反射器244的表面面积上耗散。此外,副反射器244可以安装在散热器结构上以改善那里的热能耗散。另一种方法中,滤光单元的滤光作用可以施加于主抛物面反射器242上或者受光面246上,过剩的热能通过与主抛物面反射器242内相邻结构的接触得以耗散。典型应用场合中,滤光处理可以采用三种方式中的一种或几种主反射器242上滤光;副反射器244上滤光;以及受光面246上滤光。另一个实施例中,副抛物面反射器244可以用玻璃或其他类似的透明材料制成,对需要作用于太阳能受光面的波长范围予以反射,对不被受光面接收或应用的波长范围使之透射。
现在,参看图3,它示明本公开件中另一个实施例的太阳能集聚接收器300。回顾对图1A、1B、2A和2B的说明,它们在主反射器的原理焦点轴上已经设置焦点区域或太阳能传感器或太阳能电池或副反射器,这些实施例可称为主焦点反射器式,因为传感单元或反射单元的位置是沿着主反射器的原理焦点轴的。图3中示明的另一种实施例上焦点偏离开原理焦点轴,以使得主反射器302相对于地球表面保持一个较陡的角度。这种指向可以防止碎渣和其他沉淀物或散粒在反射器凹侧内积聚。它还能使水分和杂质从反射表面上排除,而主反射器302仍能以比较高的仰角集聚入射的太阳能辐射。图3的主抛物面反射器302以截面图示明,具有一定形状的边缘312。沿入射射线304方向来的太阳能辐射反射往焦点306,该焦点306的位置沿着偏移的、但也通过主抛物面反射器302之中心的一个焦点轴。如前面那样,表明转换模块上太阳能传感器部分又或副反射器可能位置所在的焦点区域308,其定向通常垂直于焦点轴310,但在某些应用场合,其定向的角度也可以不垂直于焦点轴310。这里,图3所示的实施例中,示明的太阳能传感器位于近焦点区域308上,它大致垂直于焦点轴310。如此定位时,主抛物面反射器302内不致积聚大气中的杂质,诸如雨水、降雪或其他杂质(诸如灰尘或其他散粒),所有这些物体都可能损坏反射器,或是导致本公开件的太阳能集聚接收器工作效率降低。图3中所示的太阳能集聚接收器300中主要部件的支撑结构,可以类同于前面结合图2A和2B所作的构造说明。
现在,参看图4,它示明沿X轴402上表明电磁辐射波谱成分的一系列波长范围。这里的分类包括波长短于380nm的紫外光波谱,波长在380nm与750nm之间的可见光波谱,以及波长长于750nm的红外辐射波谱。在另一个X轴404上,表明太阳光辐射的波谱范围自225nm至3200nm,它包括上述的三类电磁波辐射。在第三个X轴方向上,表明自太阳到地球的太阳光辐射在行程中的衰减情况。沿X轴406上,跨越可见光波谱以及一部分紫外和一部分红外的320nm至1100nm波长范围内,大约4/5的太阳辐射能量可到达地球。如轴408上所表明,波长短于320nm的紫外光在高层大气中被吸收。又如轴410上所表明,波长长于1100nm的红外辐射在通过地球大气层时其能量减弱或衰减。如轴412上所表明,波长长于2300nm的很长波长红外辐射在大气中被吸收,不能到达地球表面。
仍参看图4,轴414上表明在本公开件多个实施例中预期应用的三重结太阳能电池的有用波长范围或转换带通。三重结GaInP2/GaAs/Ge太阳能电池的转换带通从近紫外波谱的350nm起延伸过可见光波谱直至大约1600nm的近红外波谱。由图4中可见,该转换带通实质上包罗其4/5太阳辐射能量可到达地球表面的整个波长范围。因此,采用如这里说明的三重结太阳能电池的转换模块,能捕获大约4/5的太阳能辐射用于转换成电能或其他能量。又如图4中所示,在轴416上从大约750nm起经过红外波谱范围直到至少2300nm,是典型的热循环引擎的大体有用范围。可以知道,能到达地球表面的太阳辐射能量处于波长320nm与2300nm之间,它大于在优选实施例中使用的当前可供应用的三重结光电池的转换波长范围。又可以知道,随着技术的进一步发展,当前可供应的三重结太阳能电池的转换通带的宽度可能扩展,超出当前该范围的界限,从而使能量转换的波长可短于大约350nm和/或长于大约1600nm,能在地球表面位置上或者在地球大气层上方诸如空间站和卫星之类内得到有效的转换应用。
处于三重结光电池转换范围之外也即波长短于350nm或长于1600nm的波谱能量,是不能应用的或是过剩的。该过剩能量可能造成三重结光电池的效率减小,由此表明,需降低、转移或是耗散过剩能量。如前面的说明,降低过剩能量的一种方式是予以滤除。例如,对于副抛物面反射器可加上滤光单元,滤光单元可以是施加于反射器表面上的覆盖层,或做成如上面所述的具有所需性能的整体反射器。滤光单元也可以施加于主抛物面反射器上,或者安排为这里所公开的太阳能集聚接收器的一个独立单元。
现在,参看图5,它示明对于本公开件优选实施例中建议使用的三重结太阳能电池,以百分数表示的相对量子效率与特征型半导体部分上光谱波长的关系曲线。三种半导体材料包括镓、铟和磷的复合物GaInP2;砷化镓GaAs;以及锗元素Ge。镓、铟、磷复合物有效的相对量子效率范围如虚线502所示,波长范围大致为350nm至650nm。砷化镓半导体材料有效的相对量子效率范围如实线504所示,波长范围自大约650nm至大约900nm。锗半导体材料有效的相对量子效率范围如点划线506所示,波长范围自大约900nm至大约1600nm。因此,要以看到,图5中示明的三重结太阳能电池大致的复合转换带宽自大约350nm至大约1600nm,它对应于图4中示明的范围。
现在,参看图6,它示明以百分数表示的上述三重结太阳能电池总体转换效率与以sun为单位的太阳能辐射集聚度之间的关系曲线,这里,1sun等于0.1368W/cm2。集聚度对应于地球表面上大约1KW/m2的直接太阳能辐射。从图6中的实线602可以看到,三重结太阳能电池在1sun集聚度到1000sun以上集聚度宽广的太阳能集聚度范围内,其转换效率超出25%,转换效率的峰值是在大约100与600sun集聚度之间。
现在,参看图7A,它以截面图示明与图1A中所示类似的太阳能集聚接收器700。这里将说明设计本公开件中典型的太阳能集聚接收器时的某些计算。图中,以截面图示明主抛物面反射器702,它将入射射线704反射往焦点706。这些反射的射线将通过近焦点区域708或是远焦点区域710。另外,图7A中示出的各个代表尺寸的符号将在计算中应用到。符号D表示它抛物面反射器的开口或直径,符号d表示主抛物面反射器的深度,符号f表示主抛物面反射器中心到原理焦点轴上焦点之间的距离,符号r表示圆形焦点区域的半径。可以知道,以截面图示明的本实施例中的主抛物面反射器和焦点区域两者如上面所述都是圆形的。符号x表示在沿原理焦点轴的任一方向上从焦点到焦点区域的距离。变量r与x间存在下列方程式的关系x=r/tanθ (1)此外,主抛物面反射器的“深浅度”由比值f/D给出。实践中,比值f/D处于大约0.25与1.0之间,以便易于制造。并且,在实际场合,生产、抛光和运输中,浅的(也即比值f/D小的)主焦点抛物面反射器在实施时容易得多。半径r决定于转换模块上受光面部分的表面积大小,也即决定于太阳能电池阵列的直径,而这是提供所希望的电力输出所要求的。
为了确定大约的主抛物面反射器直径,应当指出太阳能的日射率,也即每单位面积上入射日光的功率,到达地球表面上的日射率大约为1kW/m2,或是100mW/cm2。太阳能-电能转换单元的效率也是确定反射器所需直径的一个主要因素。本例子中,如后面的说明,效率值引用自图6。主抛物面反射器的直径可以从下面的关系式中计算出
D=2((P/I)/E+S)/π]]>式中,P为所需的电功率输出,单位Kw;I为太阳能日射率的大致值,约为1kW/m2;S为转模模块投影面积;D为主抛物面反射器直径;以及E为转换模块的转换效率。
下一步,对于应用于转换模块的三重结太阳能电池需要确定采用什么焦点区域。焦点区域及其半径r的确定可注意三重结太阳能电池的技术说明书。例如,根据厂家数据,在200至500sun的强度范围内能获得最大效率的输出,在安全裕量下光电池工作于450sun时,太阳能电池阵列的面积上能产生大约14W/cm2的输出。于是,例如为了产生1.36kW的电功率输出,以1360W除以14W/cm2得到97cm2的结果。因此,每个光电池面积1cm2时需要97个光电池,以形成大约97cm2的面积。由于光电池为方形的,而必须安装入大体上圆形的区域,所以,用于照射光电池阵列所需的总焦点区域将稍为大些,或者大约为100cm2(直径11.28cm)。在实践中其原因在于,将许多个方形的三重结光电池安装入阵列以形成圆形时将发生几何学上的不协调性,故要求圆形的面积稍大于97cm2。
前面从观察图6的曲线得知,三重结太阳能电池阵列的典型转换效率,在日射率为400至500sun时略大于30%。另外,转换模块的投影大约为100cm2。将这些值代入式(2),主抛物面反射器的直径将是D=2.4m。为了确定深浅度比值f/D为0.75时焦点区域的位置,将比值f/D=0.75乘以2.4m,得到沿原理焦点轴上距离主反射区中心为1.8m的焦点位置。在该位置处,可以确定图7中的θ角为45°。然后,根据式(1)可以确定X值,焦点区域与焦点间的距离为X=5.64cm。因此,本设计例子中,在主抛物面反射器的总直径为2.4m下,面积为100cm2的圆形阵列内三重结太阳能电池的位置大约在靠近主反射器一侧而距离焦点5.64cm处。另一个实施例中,应用的转换模块位于主抛物面反射器的中心处,这也是副抛物面反射器的正确位置点,转换模块的直径大约11.28cm。
现在,参看图7B,它以截面图示明按照本公开件的太阳能集聚接收器720,它是图1A中示明的实施例的一个变型,这里,配置有太阳能传感器板的转换模块位于远焦点区域上。所示的主抛物面反射器702接收沿入射射线704来的太阳能辐射,并沿着指明的路径724反射,经过焦点706后继续沿虚线到达处于焦点区域710位置的太阳能传感器板。从上面的说明知道,焦点区域710是远焦点区域。与太阳能传感器710相连接的是封闭在外壳728内的一个热循环引擎。外壳728包括有沿伸并超出太阳能传感器710受光面范围的沿伸板,由此,在太阳能传感器710与包含焦点706的平面之间构造成封闭空间。该包含焦点706的平面与主反射器702的原理焦点轴成直角。外壳的延伸板上包含一个开口726,其大小恰足以使来自主抛物面反射器702的反射射线704通过开口,进到太阳能传感器710前面的外壳空间内。可以看到,进入外壳内部的辐射热能被包围于封闭空间内,使太阳能传递至处于外壳728内的热循环引擎中热交换器的输入端。如上面的说明,热循环引擎中有一个机械耦合,将热循环引擎的输出耦合至发电机上。
本公开件的太阳能集聚接收器的具体实施中可结合入其他特性。例如,主反射器又或某个其他结构部分上可包括一个或多个避雷针或雷电抑制装置,以防止闪电损坏接收器。反射器和受光面上可包含防护层,以延缓反射表面或太阳能传感表面的氧化或变质。借助于覆盖层可使反射器防扩水分沉积、散粒、碎片或其他杂质,借助于固定的或可装卸的面罩能防护冰雹或其他坠落物。又可以利用挡板或导风板附件以使得接收器部件受风力的扰动最小。另外的例子中,由本公开件太阳能集聚接收器收集的太阳能可应用于其他场合,或是转换成其他能量形成。一种有利的实施方式是将收集的热能加热凉水或者其他液体、气体或等离子体。转移到其他材料中的热能可容易地转送至其他地方式结构上。随着太阳能传感技术和能量存储技术的发展,有可能收集和转换太阳能辐射波谱中的另一些选择性波长部分,经处理或存储供各种各样的应用。例如,有可能接收波长短于380nm的紫外波长辐射,收集和应用于工业或科学处理中。或者,可以将本公开件中基本原理的变型应用于在地球大气层上方以接收太阳能辐射,那里的太阳能辐射中有高于和低于可见光波谱的波长范围,它们的强度不会因遭到大气层吸收或其他衰减而受影响。
虽然,已经详细说明了优选实施例,但应理解到,在不偏离所附的权利要求书内界定的本发明的精神和范畴下,可以对之作出各样的改变、替代和变更。
权利要求
1.一种太阳能集聚接收器,包括主抛物面反射器,在所述反射器的凹侧具有一个中心和高反射率表面,在所述反射器的所述凹侧的所述中心上有一个焦点轴延伸出,它通过所述主抛物面反射器的焦点;以及转换模块,它有一个受光面,所述受光面与所述焦点间隔一个预定距离,安排成用以接收自所述主抛物面反射器之所述凹侧反射出的、在预定截面积内的太阳能辐射。
2.权利要求1的接收器,其中,所述主抛物面反射器包括一个反射的抛物面结构,其材料可选择自下列材料组金属,聚合物,玻璃纤维复合物,玻璃,陶瓷,以及这些材料的任何复合或组合。
3.权利要求2的接收器,其中,对所述主抛物面反射器包括的轮廓从所述原理焦点轴看过去时可选择下面的形状圆形、卵形,椭圆形,矩形,以及任何的正多边形或是其他封闭的平面圆形。
4.权利要求1的接收器,其中,所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长。
5.权利要求1的接收器,其中,所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长中选定的波长部分。
6.权利要求5的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括380nm至750nm范围内的全部波长。
7.权利要求5的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括350nm至1600nm范围内的全部波长。
8.权利要求1的接收器,其中,所述主抛物面反射器包括有对于不被所述主抛物面反射器反射的辐射能量使之耗散的装置。
9.权利要求1的接收器,还包括一个框架,用以支撑住所述主抛物面反射器相对于地面的位置,以及支撑住所述主抛物面反射器与所述转换模块一起在组合件内的预定位置关系。
10.权利要求9的接收器,其中,所述框架包括基座,其安装与地面间有固定的位置关系;第一部件,用以支撑所述主抛物面反射器与所述转换模块之间保持所述预定位置关系;第二部件,附装于所述组合件上,工作中用以对所述组合件提供方位角定向;第三部件,附装于所述第二部件和所述组合件上,工作中用以对所述组合件提供仰角定向。
11.权利要求10的接收器,其中,所述框架还包括在所述第二部件和第三部件之每一个内的电动机驱动组件,用以提供所述角度定向;以及控制系统,用以控制每一个所述电动机驱动组件。
12.权利要求1的接收器,其中,所述转换模块包括将太阳能转换成电能的装置;以及与所述能量转换装置相耦合的太阳能传感器;其中,所述太阳能传感器包括所述受光面,所述受光面在结构上为平面表面,用以接收其上面的入射太阳能。
13.权利要求1的接收器,其中,所述转换模块的受光面是由至少一个光伏太阳能电池组成的平面阵列,这里,每一个所述光电池在布置上使得其太阳能入射表面形成所述受光面的一部分。
14.权利要求13的接收器,其中,所述光伏太阳能电池由半导体器件构成。
15.权利要求14的接收器,其中,所述半导体器件由三重结太阳能电池构成,其组成成分为锗(Ge)、砷化镓(GaAs)和镓-铟-磷半导体材料。
16.权利要求13的接收器,其中,所述光伏太阳能电池给出的转换带通实质上包罗350nm至1600nm的整个范围。
17.权利要求1的接收器,其中,具有受光面的所述转换模块由热循环引擎构成,它具有一个与所述受光面耦合的热能输入端,并具有一个与发电机耦合的机械能输出端。
18.权利要求17的接收器,其中,所述热循环引擎是Stirling引擎。
19.权利要求1的接收器,在构造上还选择性地容许一定的所述太阳能辐射进入所述转换模块,以使得所述接收器对于所述太阳能辐射的受纳带通实质上与所述转换模块的转换带通匹配。
20.权利要求19的接收器,其中,所述接收器的所述受纳带通由所述主抛物面反射器提供,它包括一个滤光器,能使处在所述转换模块的所述转换带通内的波长反射,而阻止处在所述转换带通之外的波长反射。
21.权利要求20的接收器,其中,所述滤光器由施加于所述主抛物面反射器的所述高反射率表面上的覆盖层构成,用以阻止处在所述转换带通之外波长的所述反射。
22.权利要求20的接收器,其中,所述覆盖层的提供可从下面一组工艺中作出选择对所述反射器施加叠层的滤光器材料;对所述反射器施加化学涂布的光洁层;对所述反射器加上滤光器单元;以及对所述反射器施加覆盖层材料。
23.权利要求20的接收器,其中,所述滤光器由滤光材料薄片构成,它夹持于所述主抛物面反射器的所述高反射率表面与所述转换模块的所述受光面之间。
24.权利要求19的接收器,其中,所述主抛物面反射器在结构上可以使所述高反射率表面对所述转换带通内的波长予以反射,对所述转换带通之外的波长阻止其反射。
25.一种太阳能集聚接收器,包括主抛物面反射器,在所述反射器的凹侧具有一个中心和高反射率表面,在所述反射器的所述凹侧的所述中心上有一个焦点轴延伸出,它通过所述主抛物面反射器的焦点;副抛物面反射器,具有一个与所述第一焦点轴对准的第二焦点轴,在布置上它具有高反射率的凸侧朝向所述主抛物面反射器的所述凹侧,其位置沿所述第一焦点轴与所述第一焦点间隔一个预定距离,用以对来自所述主抛物面反射器反射出的太阳能辐射予以反射,实质上以平行射线形成反射至所述主抛物面反射器的中央部分;以及转换模块,它具有一个受光面,所述受光面的位置是在沿着所述第一焦点轴上所述主抛物面反射器的所述中央部分,安排成可以接收自所述副抛物面反射器反射出的所述太阳能辐射。
26.权利要求25的接收器,其中,所述主抛物面反射器包括一个反射的抛物面结构,其材料可选择自下列材料组金属,聚合物,玻璃纤维复合物,玻璃,陶瓷,以及这些材料的任何复合或组合。
27.权利要求26的接收器,其中,对所述主抛物面反射器包括的轮廓从所述原理焦点轴看过去时可选择下面的形状圆形、卵形,椭圆形,矩形,以及任何的正多边形或是其他封闭的平面图形。
28.权利要求25的接收器,其中,所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长。
29.权利要求25的接收器,其中,所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长中选定的波长部分。
30.权利要求29的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括380nm至750nm范围内的全部波长。
31.权利要求29的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括350nm至1600nm范围内的全部波长。
32.权利要求25的接收器,其中,所述主抛物面反射器包括有对于不被所述主抛物面反射器反射的辐射能量使之耗散的装置。
33.权利要求25的接收器,其中,所述主抛物面反射器还包括一个框架,用以支撑住所述主抛物面反射器相对于地面的位置,以及支撑住所述主抛物面反射器与所述转换模块一起在组合件内的预定位置关系。
34.权利要求33的接收器,其中,所述框架包括基座,其安装与地面间有固定的位置关系;第一部件,用以支撑所述主抛物面反射器与所述转换模块之间保持所述预定位置关系;第二部件,附装于所述组合件上,工作中用以对所述组合件提供方位角定向;第三部件,附装于所述第二部件和所述组合件上,工作中用以对所述组合件提供仰角定向。
35.权利要求34的接收器,其中,所述框架还包括在所述第二部件和第三部件之每一个内的电动机驱动组件,用以提供所述角度定向;以及控制系统,用以控制每一个所述电动机驱动组件。
36.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器包括一个反射的抛物面结构,其材料可选择自下列材料组金属,聚合物,玻璃纤维复合物,玻璃,陶瓷,以及这些材料的任何复合或组合。
37.权利要求36的接收器,其中,对所述副抛物面反射器包括的轮廓从所述第二焦点轴看过去时可选择下面的形状圆形,卵形,椭圆形,矩形,以及任何的正多边形或是其他封闭的平面图形。
38.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器的所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长。
39.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器的所述高反射率表面实质上可反射出入射到它上面的太阳能辐射的全部波长中选定的波长部分。
40.权利要求39的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括380nm至750nm范围内的全部波长。
41.权利要求39的接收器,其中,所述波长中所述选定部分实质上至少包括350nm至1600nm范围内的全部波长。
42.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器包括有对于不被所述副抛物面反射器反射的辐射能量使之耗散的装置。
43.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器还包括一个框架,用以支撑住所述副抛物面反射器相对于所述主抛物面反射器的位置。
44.权利要求25的接收器,其中,所述副抛物面反射器的总面积显著地小于所述主抛物面反射器的面积。
45.权利要求44的接收器,其中,所述副抛物面反射器的所述面积大约等于所述受光面的面积。
46.权利要求25的接收器,其中,所述转换模块包括将太阳能转换成电能的装置;以及与所述能量转换装置相耦合的太阳能传感器;其中,所述太阳能传感器包括所述受光面,所述受光面在结构上为平面表面,用以接收其上面的入射太阳能。
47.权利要求25的接收器,其中,所述转换模块的受光面是由至少一个光伏太阳能电池组成的平面阵列,这里,每一个所述光电池在布置上使得其太阳能入射表面形成所述受光面的一部分。
48.权利要求47的接收器,其中,所述光伏太阳能电池由半导体器件构成。
49.权利要求48的接收器,其中,所述半导体器件由三重结太阳能电池构成,其组成成分为锗、砷化镓和镓-铟-磷半导体材料。
50.权利要求47的接收器,其中,所述光伏太阳能电池给出的转换带通实质上包罗350nm至1600nm的整个范围。
51.权利要求25的接收器,其中,具有受光面的所述转换模块由热循环引擎构成,它具有一个与所述受光面耦合的热能输入端,并具有一个与发电机耦合的机械能输出端。
52.权利要求51的接收器,其中,所述热循环引擎是Stirling引擎。
53.权利要求25的接收器,在构造上还选择性地容许一定的所述太阳能辐射进入所述转换模块,以使得所述接收器对于所述太阳能辐射的受纳带通实质上与所述转换模块的转换带通匹配。
54.权利要求53的接收器,其中,所述接收器的所述受纳带通由所述主抛物面反射器提供,它包括一个滤光器,能使处在所述转换模块的所述转换带通内的波长反射,而阻止处在所述转换带通之外的波长反射。
55.权利要求54的接收器,其中,所述滤光器由施加于所述主抛物面反射器的所述高反射率表面上的覆盖层构成,用以阻止处在所述转换带通之外波长的所述反射。
56.权利要求54的接收器,其中,所述覆盖层的提供可从下面一组工艺中作出选择对所述反射器施加叠层的滤光器材料;对所述反射器施加化学涂布的光洁层;对所述反射器加上滤光器单元;以及对所述反射器施加覆盖层材料。
57.权利要求54的接收器,其中,所述滤光器由滤光材料薄片构成,它夹持于所述主抛物面反射器的所述高反射率表面与所述转换模块的所述受光面之间。
58.权利要求53的接收器,其中,所述主抛物面反射器在结构上可以使所述高反射率表面对所述转换带通内的波长予以反射,对所述转换带通之外的波长阻止其反射。
59.权利要求53的接收器,其中,所述接收器的所述受纳带通由所述副抛物面反射器提供,它包括一个滤光器,能使处在所述转换模块的所述转换带通内的波长反射,而阻止处在所述转换带通之外的波长反射。
60.权利要求59的接收器,其中,所述滤光器由施加于所述副抛物面反射器的所述高反射率表面上的覆盖层构成,用以阻止处在所述转换带通之外波长的所述反射。
61.权利要求59的接收器,其中,所述覆盖层的提供可从下面一组工艺中作出选择对所述反射器施加叠层的滤光器材料;对所述反射器施加化学涂布的光洁层;对所述反射器加上滤光器单元;以及对所述反射器施加覆盖层材料。
62.权利要求59的接收器,其中,所述滤光器由滤光材料薄片构成,它夹持于所述副抛物面反射器的所述高反射率表面与所述转换模块的所述受光面之间。
63.权利要求53的接收器,其中,所述副抛物面反射器在结构上可以使所述高反射率表面对所述转换带通内的波长予以反射,对所述转换带通之外的波长阻止其反射。
64.权利要求1的接收器,其中,所述太阳能在所述转换模块内转换成电能。
65.权利要求1的接收器,其中,所述太阳能在所述转换模块内转换成热能。
66.权利要求1的接收器,其中,所述焦点轴是所述主抛物面反射器的原理焦点轴,所述原理焦点轴从所述主抛物面反射器的所述中心向外延伸,实质上垂直于与所述主抛物面反射器之所述中心相切的平面。
67.权利要求1的接收器,其中,从所述主抛物面反射器的所述中心向外延伸的所述焦点轴偏离原理焦点轴一个角度,不垂直于与所述主抛物面反射器之所述中心相切的平面。
68.权利要求25的接收器,其中,所述太阳能在所述转换模块中转换成电能。
69.权利要求25的接收器,其中,所述太阳能在所述转换模块中转换成热能。
全文摘要
公开一种太阳能集聚接收器,包括主抛物面反射器,它具有一个中心以及在反射器凹侧的高反射率表面,并具有从反射器凹侧向外延伸且通过主抛物面反射器焦点的焦点轴;以及转换模块,它具有一个受光面,所述受光面与焦点相隔一个预定距离,安排成可以接收自主抛物面反射器上反射出的、具有预定截面的太阳能辐射,用以在转换模块内转换成电能。一种工作情况下,转换模块的受光面由至少一个光伏太阳能电池的平面阵列构成。另一种工作情况下,转换模块的受光面与热循环引擎相耦合,热循环引擎的机械能输出驱动一个发电机。
文档编号H01L31/052GK1689158SQ03824035
公开日2005年10月26日 申请日期2003年8月13日 优先权日2002年8月13日
发明者伯纳德·F·巴赖斯 申请人:埃斯蒙德·T·戈艾, 伯纳德·F·巴赖斯