[發明專利]太陽能聚集器和組裝方法

無效

• 申請號: 200880106501.0
• 申請日: 2008-07-09
• 公開（公告）號: CN101878538A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 何塞·哈維爾·阿萊霍·特雷維哈諾
• 申請（專利權）人: 何塞·哈維爾·阿萊霍·特雷維哈諾
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅

技術領域

本發明，如本說明書的標題所述，涉及一種太陽能聚集器和組裝方法。

本發明以如下方式設計為通過浸沒在允許光穿過其中的液體流體(例如水)中的至少一個受光器元件產生電能：即該流體裝在具有至少一個上透明部的封閉空間內，透明部具有彎曲特征，聚集朝向浸沒在該液體流體中的受光器的光。

在原理上，由于透明薄片部執行的放大鏡效應以及與這個彎曲透明薄片部的內表面進行接觸的水，這種能量聚集被獲得。

背景技術

當前，光伏電池的發電基于組成它們的半導體材料的屬性，即當光打到半導體材料表面時產生電子。當將不同電壓的電極連接在一起時，光子導致電子放棄它們的軌道，從而產生能量差和電流。如果企圖獲得更大電壓或電流，串聯或并聯地布置這些光伏電池。

電池產生的電壓是連續的，使得為了獲得交流電流，應當應用將連續電流變為交流電流的電子電路。電壓或電流水平還由打到電池上的光的數量確定，使得光越多，電子流以及由此電能越大。

另一方面，正在研究材料不同于半導體材料的電池，這些電池的電壓值保持恒定，獨立于打到它們的光的數量。這個事實暗示了很大的進步，因為在少光或多云的日子，電壓值保持恒定。

影響電池產生的電能水平的另一個參數是光譜，或者打到電池的光的顏色。電池的功率響應隨不同光譜或顏色而不同。在材料或結構的功能中，在不同顏色范圍前電池表現不同，使得理想電池將是對整個光譜(從紅外到紫外)具有相同且線性響應的電池。

但是，這在實施中很難獲得，使得對于包含整個色域的白光光束，單個電池僅使用對應電池更敏感的光頻率的單個部分。

當前得到更好產量的做法是布置對光譜具有不同響應的薄光伏片，它們一起覆蓋整個光譜，一個粘結在另一個上以便獲得更高效率。這種方法的缺點是片本身部分地阻隔了光通過。

另一方面，已經通過全息濾光器對光分解進行實驗，以使不同顏色的光打到為該顏色優化的相應電池上。

這項技術的缺點是濾光器與光擊點之間的焦距或焦點非常高，組裝包括全息濾光器和太陽能電池的模塊需要大量空間和容積。這些濾光器還從貫通它們的光中產生兩個光束：仍然是白光的主光束和第二光束，后者由光譜的色域組成。另外，第二光束被使用，但主光束不被使用。

將光分解為顏色的另一項技術是已知的使用鏡片的技術，該技術是基于一個或若干棱鏡的利用。

關于這項技術，已知的是NASA已進行了測試，該測試編制了由小棱鏡組成的拱頂，將光分解為顏色，并使它們打在小的太陽能電池上，該太陽能電池被優化用于在拱頂下豎向對齊的不同波長。

這種設計需要大量的空間和容積，而棱鏡沒有分解在它們表面上反射的100％光線，從而產生產量損失。另外，棱鏡需要高光值，以便將光分解為顏色，一個或多個棱鏡表現似乎它是不透明的表面，實際上沒有能量能夠產生。

另一方面，光伏太陽能設備由太陽能電池和機械結構組成，該機械結構幫助引導板朝向太陽的位置，安排太陽沿旅程運行的相同路徑。

為了獲得這個，傳感器和電路經常被利用以確定太陽的位置，且板借助電機或伺服電機被移動，以便引導它們朝向所需的點。

電機需要結實、昂貴且沉重的結構，以及復雜的安裝，其決定性地影響了包括上千模塊的光伏太陽能設備裝置的運轉時間。

在實現太陽能設備中正被采用的其它已知系統是使用鏡面太陽能聚集器或菲涅耳透鏡，其具有比光伏電池低的成本，以便將陽光聚焦在相應電池上。因此，相同地表面采用了更少的電池。

但是，這個系統呈現的缺點是，當聚集光時，熱量也被聚集，太陽能電池通過溫度升高顯著地減少它們的產量。總之，可以說的是，當前已知太陽能廠是昂貴的，復雜的，并難以被安裝，還難以處理。所有這些使光伏能量不是可行的且不是真實的替代方案，考慮到它們進一步取決于氣象條件。

因此，對于可行的太陽能設備和在家庭應用的發電領域中被看作是良好替代的光伏能量，必須是低成本的，快速并易于安裝的，以及在不利的氣象情況下必須保持有效的。

發明內容

為了實現所述目的并避免在前述段落中提及的缺點，本發明建議了一種太陽能聚集器，其特征在于包括至少一個填充有水或另一種液體的封閉模塊作為水柜，所述模塊具有聚集陽光的至少一個上彎曲透明薄片部；所述模塊包括自豎向桿懸掛的受光器元件，該豎向桿通過一端連接至固定旋轉點，該受光器元件連接至該桿的相反端。另外，包括了使用光傳感器或計時器將所述受光器元件總是放置在取決于太陽狀況和方位的相關位置上的裝置。