[發明專利]太陽能轉換

有效

• 申請號: 200980139389.5
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN102792104A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: S·弗雷澤;R·德亞頓
• 申請（專利權）人: MBC合資有限公司
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;H01L31/058
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

相關申請

本發明涉及并要求2008年8月6日提交的美國臨時專利申請序列號61/086,618的名稱為″SOLAR?ENEREGY?CONVERSION?DEVICES?ANDSYSTEMS″的優先權，為了所有目的將該申請通過引用全文結合在此。

技術領域

本發明總地涉及輻射能轉換。例如，一些實施例涉及將太陽能俘獲并轉化為熱和電，還涉及建筑物設計以及能量轉換和應用系統的控制。

背景技術

隨著燃料成本和對環境關注的增加，太陽能產生和再生系統正逐漸成為化石燃料能源系統的合理替代品或補充。在用電的同時收集太陽的熱量提高了能源系統的實用價值。然而，不幸的是，“太陽能再生”系統需要位于使用現場，這就對現存的或以前的光伏聚集方法提出了挑戰。由于收集到的熱量通常溫度較低(典型值為40-80攝氏度)，熱能幾乎無法在沒有寄生損耗的情況下遠距離傳播。此外，熱水和其他熱能傳輸系統的成本費用使其有利于現場使用。并且，由于與周圍環境溫度差太小，如此低溫的熱能一般無法在熱引擎中轉化為機械能或者電能。因此，需要系統有能力采集光能和把采集到的能量在使用現場輕松轉化成所需求的熱、光和電，從而在考慮如何控制系統時將現時的需求包括進去。

太陽能再生技術的發展在某種程度上受創建光學系統方面的挑戰而被阻礙，這種光學系統不僅要便宜而且應可以安裝或集成到建筑物中。一個實際問題是需要對設計的高度加以限制，以使裝置和固定該裝置的建筑物可以承受刮風時的風力。在建筑物根基或者承重結構上綁定一個再生設備需要昂貴的安裝和/或固定系統以承受系統應力，特別是在屋頂上。許多商業地點缺乏足夠的地面空間用于安裝一個大小合理的系統，屋頂安裝成為了獲得足夠收集面積的唯一可行方法。

發明內容

通過太陽能捕獲裝置及其使用方法以及結合到建筑物結構中的實施例等此處討論的內容，來解決影響太陽能收集技術的問題，例如效率和成本。一個實施例提供了電磁能量捕獲裝置，包括：透光的前蓋；后蓋；前蓋和后蓋之間產生的容積，在該容積中安放有平行百葉的陣列，直射光投射到其上。光電(PV)電池將光子轉換成電，并被用于將一些光轉換成電，同時將大部分剩余的入射能量轉變成熱和/或用作光源。在一個實施例中，使液體通過熱接觸于溫暖板條的通道，以獲得熱量。在一些實施例中，PV材料可被用于板條朝太陽的側面，且裝置(隨著熱和電被產生，還同時產生直射太陽光的天空漫射光和二次反射)可向該裝置后面的空間提供光。因此，一些實施例可提供一種裝置，該裝置提供超過現有系統的有效且經濟的益處。

在另一實施例中，將具有凹入形狀的板條朝向入射光，例如借助合適的板條取向，鏡面反射的凹入表面可在鄰近板條的背側上形成高強度光的區域。將PV電池放入該區域，可允許使用更小、更便宜的PV電池區域來產生基本相同的能量。

另一實施例提供一光采集裝置，包括第一透光蓋子，覆蓋陣列的較大面積表面；第二蓋子，覆蓋陣列的較大背表面；透光蓋子之間的空間，平行排列的板條陣列位于該空間中，并至少部分地由2個或多個接附于陣列的板條的桿固定在一起，每個板條具有凹入彎曲的前側，其具有反射性表面，每個板條具有凸出彎曲的背側，其具有至少位于背側一部分上的光電能量轉換器；透光蓋子覆蓋較大的陣列前表面；透光蓋子覆蓋較大的陣列背表面；以及垂直于板條的桿，作為板條定位裝置，以等同地打開或關閉板條，同時使板條與例如液體保持平行關系，其中該液體與板條熱接觸以移走熱。

另一實施例提供屋頂光能捕獲裝置，包括：朝外的單片透光蓋子；朝內的雙片透光蓋子；位于空間中的平行排列的彎曲板條陣列，每個板條具有凹入彎曲的前側和凸出彎曲的背側，其中凹入彎曲的前側朝向具有反射性表面的單片蓋子，凸出彎曲的背側具有光電能量轉換器，該光電能量轉換器位于朝向雙片蓋子的背側的至少一部分上，其中可選地，板條的長度基本相等，因此板條的端部形成邊緣。

另一實施例提供屋頂或窗口系統，用于從太陽捕獲光和熱，該系統包括：朝外的第一透光蓋子；朝內的第二透光蓋子；透光蓋子之間的可選的空間，使蓋子大致相互平行；空間中平行排列的彎曲板條陣列，每個板條具有凹入彎曲的表面，該表面朝向第一透光蓋子，每個板條具有凸出彎曲的吸收性背表面，朝向第二透光蓋子，且其中板條可選地大致長度相等，因此板條的端部形成邊緣；液體管道，熱接觸并可選地制造在每個板條中；樞接機構，以關于來自第一透光蓋子的光調整板條的彎曲前側的角度；傳感器，相應于內部光產生信號；以及控制器；其中控制器響應于探測到的光和/或存儲的太陽軌跡數據來調整樞接機構，以維持恒定的或期望的光水平。