[发明专利]太阳跟踪设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳跟踪设备。

在整个说明书和后面的权利要求中，表述“太阳跟踪设备”用于指适于相对于太阳合适地定向适当的光接收器模块并通过维持模块所需定向而在白天跟随地平线以上太阳从东到西的运动的设备。

在整个说明书和后面的权利要求中，表述“光接收器模块”用于指设有收集入射太阳辐射的收集表面的任何元件或设备。

背景技术

太阳跟踪设备典型地用于将太阳能转换为其他形式的能，例如电能或热能。

在已知的太阳跟踪设备中，所谓的“二轴线”跟踪器从能量转换角度来看特别有效；其中，太阳辐射收集模块安装在框架上，该框架可以绕着竖直轴线运动，每个模块依次可绕着各自的水平轴线分开地或同时地运动。这样的设备允许在太阳的位置从日出到日落的过程中改变时改变光接收器模块的定向，以总是保持所需的定向，即其中这些模块的检测表面处在基本上垂直于入射太阳光束的位置。太阳辐射收集表面的有效面积因而最大化，随之设备的能量输出也最大化。

在整个说明书和后面的权利要求中，表述“太阳辐射收集表面的有效面积”用于指上述表面的这一部分的面积，该部分真正地被太阳光线击中，并且因此真正地在太阳辐射的收集中起作用。

此外，在整个说明书和后面的权利要求中，光接收器模块绕着竖直轴线的运动通常也称为“方位角运动”，而光接收器模块绕着水平轴线的运动通常也称为“高度运动”。

在太阳能转换到电能的特定情形下，光接收器模块典型地包括组装为平板形式的的光伏电池。不管太阳光线相对于垂直于电池检测表面的方向的倾斜度如何，这种电池都适于收集入射太阳辐射。

光伏电池也可以组装成聚光型模块；这种模块特别地包括光学组，其适于在电池的光敏感元件上只收集和集中来自光学组法向上的光线。为使聚光型模块正确地起作用，需要的是，来自日面(solar disc)的太阳光线的方向最好正交于电池的检测表面，且误差在十分之几度。上述类型的聚光型模块例如描述在文章“Phocus C-模块的开发与性能”，其发表在2007年3月12日-16日在西班牙El Escorian举行的用于发电和生氢的太阳能聚光器的国际研讨会上，，并可从2008年3月28日的因特网网址：http://www.enel.porticil.enea.it/publicazioni/2007/Madrid ENEA phocus％20Module.pdf中获得。

US2004/0216734公开了一种太阳跟踪设备，其包括多个安装在根据平行排构造的框架上的凹形抛物线反射体。该框架是水平的并可在与支撑基座一体的圆形轨道上运动，从而能够在支撑基底上绕着竖直轴线旋转。所述反射体通过机械偏置系统互相在动力学上连接，该机械偏置系统允许每排反射体绕着水平轴线运动，并允许一排的反射体与其他排的反射体同步运动。该框架置于四个托架上，每个托架设有三个轮子，其中一个设置为其轴线正交于另外两个的轴线。

WO2006/114457公开了太阳跟踪设备的不同的实施方式，其包括设置在平行排中的多个聚光型光伏电池。在第一实施方式中，光伏电池排成组地布置在模块中，所述模块安装在与可绕着竖直轴线旋转的基底板相关联的水平平台上。在第二实施方式中，该水平平台相对于地面处在升高的位置。在第三实施方式中，光伏电池排安装在水平平台上，该水平平台设置在可绕着竖直轴线旋转的杆的顶上。在第四实施方式中，光伏电池排安装在可绕着这一轴线旋转的平台上，该轴线相对于水平面倾斜。在所有实施方式中，模块中的每一排电池能够绕着各自的纵向轴线运动。

US4209231公开了一种太阳跟踪设备，其包括互相靠近地设置的多个镜子，从而形成矩形阵列，该矩形阵列能够作为单个块体绕着水平轴线运动。这种阵列与可以在圆形轨道上运动的框架相关联，该圆形轨道具有圆形截面，其上设置有四个托架，每个托架设有两个轮子，这两个轮子设置为使得相应轴线互相正交。

US4129360公开了定日镜，其包括与三角形框架相关联的反射面板，该框架在其顶点处固定到大地上，并可以在由扇形限定出的轨道上借助于设在其其他顶点上的轮子滑动。该反射面板能够借助于链条系统(或者闭合环的线缆系统)绕着水平轴线旋转，在所述系统中所述链条与面板的顶部相关联，并容纳在其自由端铰接到三角形框架的其中一个顶端上的杆中。