[發明專利]太陽能集中器

無效

• 申請號: 200680019665.0
• 申請日: 2006-06-02
• 公開（公告）號: CN101189480A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 巴里·克萊夫
• 申請（專利權）人: 巴里·克萊夫
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04;F24J2/32;F24J2/08;H01L31/052;F24J2/10;H01L31/042;F24J2/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 余全平

技術領域

[01]本發明涉及太陽能集中器。

背景技術

[02]礦物燃料的消耗和對溫室氣體排放的關注已經促使科學家們去研究替代能源。近年來已經被集中研究過的一個方案是利用太陽輻射來發電。

[03]傳統的太陽能電池板很昂貴并且在一太陽集中度(one?sunconcentration)下的工作固有地效率很低。因此，需要寬大且昂貴的太陽能電池板來產生有用數量的能量。

[04]近年來，太陽能集中器已經被研制，其中，系統利用鏡子將太陽輻射集中到光電池上。這類所集中的輻射線給每電池單位面積提供更高的功率輸出。然而，聚光器太陽能電池很昂貴。另外，這類系統經常與追蹤系統結合以允許鏡子追蹤太陽，從而增加了系統的復雜性和成本。這類系統通常是精密的并且由于被自然環境損壞和磨損而需要定期檢修。

[05]人們認為，提供一種制造相對便宜、可以利用較低的技術生產方法來大批量生產、在電力產生中有效的且足夠通用于集成到住宅或辦公室以及作為獨立裝置集成在偏遠地方的太陽能集中系統是有益的。這類系統也應該耐磨并且不需要定期檢修。

發明內容

[06]本發明的實施例提出一種包括框架和透明塊片的窗框單元。這類實施例包括至少一個可轉動的凹面的鏡子和至少一個能量轉換裝置，所述鏡子被定位在塊片內部并且至少部分地延伸過所述塊片，而所述能量轉換裝置至少部分地延伸過所述塊片。所述單元適配成：入射到鏡子上的基本平行的輻射線被反射到能量轉換裝置上。能量轉換裝置可以被定位在塊片外面，或被定位在玻璃窗格條內，在此所述塊片(pane)由多個玻璃或其他透明材料的帶塊形成。優選實施例包括雙層玻璃單元，其中鏡子被定位在塊片之間。這類實施例具有保護鏡子和活動部件不受自然環境影響的優點。因此，既然鏡子和活動部件無需承受自然環境的影響，所以可使用便宜的鏡子和部件。這類實施例可以被集成到墻壁和屋頂中，或在遙遠及無屏障的地點用作獨立裝置。

[07]本發明更進一步的實施例通過使用線性凹面的鏡子將入射的輻射線反射到包括透鏡和能量轉換裝置的輔助光學裝置上，來集中基本平行的太陽輻射線。該輔助光學裝置具有用于捕獲所反射的輻射線的一孔口，并且進入所述孔口的輻射線被引導到能量轉換裝置上。所述鏡子可轉動到不同位置，以追蹤太陽并將入射的輻射線反射到所述孔口中。這類實施例具有這樣的優點：所述輔助光學裝置進一步放寬對于鏡子要在所有轉動角度具有共同焦點的要求，并且在輔助光學裝置中的引導透鏡既能增加太陽輻射線的集中度，也能方便使用小的能量轉換裝置。這兩個優點降低了制造成本。

[08]本發明在其不同方面被限定在所附的應參照的權利要求中。

附圖說明

[09]下面參照附圖來詳細描述本發明的實施例，其中：

[10]?圖1是本發明實施例的視圖。

[11]圖2是本發明實施例中使用的單個鏡子及輔助光學裝置的光學布置的截面視圖。

[12]圖3圖示了在一天的日出和日落之間的不同時間太陽輻射線的入射角。

[13]圖3a圖示了處于傾斜角度的入射輻射線的反射角。

[14]圖4圖示了具有反射凸起體的鏡子。

[15]圖5a、5b和5c是本發明實施例中使用的輔助光學裝置的視圖。

[16]圖6圖示了用于本發明實施例中的多個光電池的連接。

[17]圖7a、7b和7c圖示了用于本發明實施例中的輔助光學裝置的布置。

[18]圖8圖示了用于本發明具體實施例中的光學裝置的尺寸。

具體實施方式

[19]圖1是本發明第一實施例的視圖，其被設計成將例如來自遙遠輻射源如太陽的基本平行的輻射線引導并集中到光電池上，以便產生電力。圖1的實施例的尺寸與窗式單元的尺寸相似，并具有框架130和第一及第二透明塊片。圖1的實施例包括延伸過所述框架寬度的多面鏡子110。所述鏡子將太陽輻射線反射到相應的光電池上。所使用的光電池至少部分地延伸過所述單元。光電池被定位在輔助光學裝置120中。所述輔助光學裝置包括光電池、透鏡和散熱器，所述透鏡用于捕獲反射的輻射線并用于將輻射線引導到光電池上，所述散熱器與光電池熱接觸。

[20]鏡子是凹面的并且線性地延伸過所述裝置。它們以軟百葉簾的方式加以布置，并且每一個都可繞平行于其長度的軸線轉動，以便其能沿一軸線追蹤太陽的運動以在白天跟隨太陽的升起。該系統被設計成對于鏡子的所有轉動位置，都將入射的輻射線反射到輔助光學裝置上。為了優化在白天通過該設備反射和捕獲的輻射線，鏡子按東-西向排列并且所述鏡子在南-北向轉動。