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聚光太陽能收集器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201480004667.7

申請日:

2014.01.13

公開號:

CN104919254A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F24J 2/10申請公布日:20150916|||專利申請權的轉移IPC(主分類):F24J 2/10登記生效日:20160805變更事項:申請人變更前權利人:科根納太陽能公司變更后權利人:太陽電子公司變更事項:地址變更前權利人:美國加利福尼亞州變更后權利人:美國加利福尼亞州|||實質審查的生效IPC(主分類):F24J 2/10申請日:20140113|||公開
IPC分類號: F24J2/10; G02B5/10 主分類號: F24J2/10
申請人: 科根納太陽能公司
發明人: 亞當·T·克拉韋利; 賈森·C·卡盧斯; 納坦·P·貝克特; 拉茨索恩·莫拉達; 吉拉德·阿爾莫吉
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 13/740,770 2013.01.14 US; 13/800,200 2013.03.13 US
專利代理機構: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287 代理人: 劉鋒
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480004667.7

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.02.16|||2016.08.24|||2016.02.03|||2015.09.16

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||公開

摘要

本文中公開可以用來收集太陽能以提供電、熱或電與熱的組合的系統、方法以及設備。

權利要求書

權利要求書
1.  一種太陽能收集器,其包含:
包含太陽電池的線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸凹槽反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽輻射聚集到所述太陽電池上;
其中:
所述凹槽反射器包含沿著所述旋轉軸布置的反射器區段或沿著所述旋轉軸端對端布置的兩個或兩個以上反射器區段;
所述支撐結構包含平行于所述旋轉軸延伸以支撐所述反射器區段的多個縱向反射器支撐件和從所述旋轉軸橫向延伸以支撐所述縱向反射器支撐件的多個橫向反射器支撐件,每一橫向反射器支撐件位于或接近反射器區段的末端;并且
在未附接到所述太陽能收集器的自由狀態中,所述縱向反射器支撐件具有在組裝太陽能收集器中通過重力而扁平化或實質上扁平化的曲率,所述縱向反射器支撐件的所述自由狀態曲率從而補償所述反射器上的所述重力以防止每一反射器區段在其支撐橫向反射器支撐件之間下垂。

2.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中兩個或兩個以上反射器區段沿著所述旋轉軸端對端布置,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移。

3.  根據權利要求2所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段經布置以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

4.  根據權利要求2所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述垂直偏移末端重疊。

5.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中每一反射器區段包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

6.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其包含附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

7.  根據權利要求6所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

8.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段到所述支撐結構的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器區段上施加所需反射器曲率。

9.  根據權利要求5所述的太陽能收集器,其中兩個或兩個以上反射器區段沿著所述旋轉軸端對端布置,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移。

10.  根據權利要求9所述的太陽能收集器,其中所述反射器區段經布置以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

11.  根據權利要求9所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

12.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,并且所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜。

13.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,所述次要接收器支撐件處于張力下,并且所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

14.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述接收器支撐件傾斜遠離赤道。

15.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端 處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

16.  根據權利要求12所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

17.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含多個接收器支撐件和多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端,所述接收器支撐件經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器。

18.  根據權利要求17所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

19.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

20.  根據權利要求19所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

21.  根據權利要求20所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

22.  根據權利要求1所述的太陽能收集器,其中所述支撐結構包含:
經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜,所述多個接收器支撐件包含處于壓縮中的多個主要接收器支撐件和處于張力下的多個次要接收器支撐件,所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜;和
多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端。

23.  根據權利要求22所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的鰭片式被動熱交換器,所述被動熱交換器上的鰭片在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽。

24.  根據權利要求22所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述主要和次要接收器支撐件傾斜遠離赤道。

25.  一種太陽能收集器,其包含:
包含太陽電池的線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉以將太陽輻射聚集到所述太陽電池上;
其中所述支撐結構包含經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器的多個接收器支撐件,并且所述接收器支撐件中的每一個在沿著所述旋轉軸的相同方向上傾斜。

26.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述太陽電池布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器的表面上。

27.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,并且所述次要接收器支撐件處于張力下。

28.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件比所述主要接收器支撐件薄。

29.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述主要接收器支撐件以鏡像對沿著所述旋轉軸布置。

30.  根據權利要求29所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件沿著所述旋轉軸以縱向相鄰次要接收器支撐件在所述旋轉軸的相對側上的交替方式布置。

31.  根據權利要求27所述的太陽能收集器,其中所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

32.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件通過鉸接支架耦合到所述接收器。

33.  根據權利要求32所述的太陽能收集器,其中所述鉸接支架具有兩個樞轉軸,所述樞轉軸中的每一個垂直于所述旋轉軸定向。

34.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述接收器支撐件傾斜遠離赤道。

35.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

36.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

37.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

38.  根據權利要求37所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

39.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱 傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

40.  根據權利要求39所述的太陽能收集器,其中所述接收器支撐件通過鉸接支架耦合到所述接收器。

41.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

42.  根據權利要求41所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

43.  根據權利要求42所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

44.  根據權利要求42所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含熱交換器鰭片。

45.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

46.  根據權利要求45所述的太陽能收集器,其中每一反射器-面板組合件包含布置在所述柔性面板下并且平行于所述線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。

47.  根據權利要求46所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

48.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

49.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件到所述支架的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。

50.  根據權利要求47所述的太陽能收集器,其中反射器-面板組合件沿著所述旋轉軸端對端成一直線布置,其中相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。

51.  根據權利要求50所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器-面板組合件的所述偏移末端重疊。

52.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含界定所述旋轉軸的扭矩管和在底層表面上方支撐所述扭矩管的多個支撐柱,其中每一支撐柱包含在所述旋轉軸以下的頸區,所述頸區為所述支撐結構的一部分提供空隙并且從而擴展所述支撐結構可以旋轉的角度范圍。

53.  根據權利要求25所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中:
所述太陽電池布置在垂直于所述反射器的所述光軸定向的所述接收器的表面上;
所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端并且所述接收器支撐件的上端通過鉸接支架耦合到所述接收器;并且
所述多個接收器支撐件包含多個主要接收器支撐件和多個次要接收器支撐件,所述主要接收器支撐件處于壓縮中,所述次要接收器支撐件處于張力下,并且所述次要接收器支撐件與所述主要接收器支撐件相比沿著所述旋轉軸更傾斜。

54.  根據權利要求53所述的太陽能收集器,其包含處于所述太陽能收集器的每一末端處的末端接收器支撐件,所述末端接收器支撐件平行于所述反射器的光軸延伸以在所述反射器上方支撐所述接收器的外端。

55.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述旋轉軸在北-南或大致北-南方向上定向,并且所述主要和次要接收器支撐件傾斜遠離赤道。

56.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

57.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

58.  根據權利要求54所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,所述太陽能收集器包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉并且在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的被動熱交換器。

59.  一種太陽能收集器,其包含:
線性延伸接收器;
平行于所述接收器的長軸定向并且固定在相對于所述接收器的位置的線性延伸反射器;以及
線性延伸支撐結構,所述支撐結構支撐所述接收器和所述反射器并且樞轉地安裝以適應所述支撐結構、所述反射器以及所述接收器圍繞與所述接收器的所述長軸平行的旋轉軸的旋轉;
其中所述支撐結構包含多個接收器支撐件和多個鉸接接收器支架,所述鉸接接收器支架將所述接收器耦合到所述接收器支撐件的上端,所述接收器支撐件經布置以在所述反射器上方支撐所述接收器。

60.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器的表面上的太陽電池。

61.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含容納通過所述接收器的熱傳遞流體流的一或多個通道。

62.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線。

63.  根據權利要求61所述的太陽能收集器,其包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述太陽能收集器至少部分遮蔽的熱交換器。

64.  根據權利要求63所述的太陽能收集器,其中所述熱交換器是附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉的被動熱交換器。

65.  根據權利要求64所述的太陽能收集器,其中所述被動熱交換器包含在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的鰭片管。

66.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述鉸接支架具有兩個樞轉軸,所述樞轉軸中的每一個垂直于所述旋轉軸定向。

67.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件,其中所述接收器支撐件的下端附接到對應橫向反射器支撐件的外端。

68.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

69.  根據權利要求68所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器區段的所述偏移末端重疊。

70.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含多個反射器-面板組合件,每一反射器-面板組合件包含并排布置在柔性面板的上表面上并且平行于所述旋轉軸定向的多個線性延伸反射元件。

71.  根據權利要求70所述的太陽能收集器,其中每一反射器-面板組合件包含布置在所述柔性面板下并且平行于所述線性延伸反射元件定向的多個縱向反射器支撐件。

72.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其包含延伸遠離所述旋轉軸以支撐所述反射器的多個橫向反射器支撐件和附接到每一橫向反射器支撐件的多個支架,其中所述縱向反射器支撐件的末端附接到所述支架并且由所述支架支撐。

73.  根據權利要求72所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件扣到所述支架上,其中所述縱向反射器支撐件上的特征與所述支架上的互補特征互鎖。

74.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其中所述縱向反射器支撐件到所述支架的附接迫使所述柔性面板的末端抵靠著所述橫向反射器支撐件的彎曲邊緣,從而在所述反射器-面板組合件上施加所需反射器曲率。

75.  根據權利要求71所述的太陽能收集器,其中反射器-面板組合件沿著所述旋轉軸端對端成一直線布置,其中相鄰反射器-面板組合件的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器-面板組合件的重復圖案。

76.  根據權利要求75所述的太陽能收集器,其中相鄰反射器-面板組合件的所述偏移末端重疊。

77.  根據權利要求59所述的太陽能收集器,其包含界定所述旋轉軸的扭矩管和在底層表面上方支撐所述扭矩管的多個支撐柱,其中每一支撐柱包含在所述旋轉軸以下的頸區,所述頸區為所述支撐結構的一部分提供空隙并且從而擴展所述支撐結構可以旋轉的角度范圍。

78.  根據權利要求59所述的太陽能接收器,其中:
所述接收器包含端對端耦合的多個線性延伸接收器區段,每一接收器區段沿著其長軸包含容納通過所述接收器區段的熱傳遞流體流的一或多個流體通道,并且所述接收器區段之間的流體互連是剛性的并且和所述接收器區段成一直線;并且
每一接收器區段包含布置在垂直于所述反射器的光軸定向的所述接收器區段的表面上的太陽電池。

79.  根據權利要求78所述的太陽能收集器,其中所述反射器包含沿著所述旋轉軸端對端布置的多個反射器區段,其中相鄰反射器區段的末端相對于彼此垂直偏移以形成傾斜反射器區段的重復圖案。

80.  根據權利要求78所述的太陽能收集器,其包含附接到所述支撐結構并且隨所述支撐結構旋轉并且在所述太陽能收集器的操作期間被所述反射器遮蔽的被動熱交換器。

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