[发明专利]用温室聚集太阳能

说明书

相关申请的引用

本申请的优先权权益要求由随附的申请数据页、请求书、或转送表(若有的话，酌情而定)组成。在即时申请允许的情况下，即时申请所有人的所有权益、下列申请的所有目的通过引用并入本申请：

美国临时申请(文案号310618-2001及序列号61/149,292)，提交于2009年2月2日，第一发明人为Rod Mac Gregor，且标题为《用温室聚集太阳能》；以及

美国临时申请(文案号CLEN-002/00US 310618-2002和序列号第61/176,041号)，提交于2009年5月6日，第一发明人为Peter Von Behrens，且定名为《用温室聚集光伏发电》。

技术领域

聚光太阳能热能(CST)、光伏太阳能(PV)、聚光光伏太阳能(CPV)的改进，以及聚光太阳能热能的工业应用是需要的，以提供在实施、效率及使用效用方面的改善。

背景技术

除非表达上明确认定为公知或总所周知，否则本文所提及的技术和概念，包括其背景、定义、或比较目的，不应该将理解为承认这样的技术和概念是先前公知的或现有技术的部分。无论明确引用与否，无论基于何种目的，本文中所引用的所有参考文献(如果有的话)，包括专利、专利申请、出版物，均以引用方式将其全文合并于此。

聚光太阳能系统利用镜子(称为聚光器)，收集很大空间内的太阳能并将该能量瞄准并聚焦到接收器上，接收器将引入的太阳能转换成另一种形式，例如，热或电。在一些使用场景中，与直接使用入射太阳能的简单系统相比，聚光系统有数个优点。一个优点是较多聚光太阳能比较少聚光太阳能更为有效地转换成热或电。在较高入射太阳能水平，热和光伏太阳能接收器更有效地运转。另一个优点是，在一些使用场景中，非聚光太阳能接收器比使用聚集太阳光的镜子系统的费用要高。因此，构建带镜子的系统，在给定区域上收集太阳光并将收集的太阳光转换成能量的总费用减少了。

在一些情况下，根据是否将太阳能聚集在线聚焦接收器或点聚焦接收器上以及聚光器是否为单个单片反射器或排列为菲涅尔反射器以接近单片反射器的多个反射器(multiple reflector)，可以将聚光太阳能收集系统分为四类。

线聚焦接收器(linear-focus receiver)是带有一种类似管子相对较长的直线靶的接收器。线聚焦聚光器是一种在二维空间上接受太阳光的反射器，它在一个维度上(宽度)将太阳光聚集为一个明显较小的焦点；同时，在另一个维度(长度)上无聚焦反射太阳光并因此产生一个焦线(focal line)。在焦线处带有线聚焦接收器的线聚焦聚光器基本上是一个槽式系统。该聚光器在一个维度上围绕着它的焦线可选地旋转，以便跟踪太阳的日常移动来提高总能量的捕获与转化。

点聚焦接收器(point-focus receiver)是基本上为点的接收器靶，但在不同的方法中，是板、窗口、斑点、球状物、或其它靶形，通常比线聚焦接收器在长和宽上更为相等。点聚焦聚光器(point-focus concentrator)是一种在二维空间上接收太阳光并将太阳光聚集为一个在两个维度(长度和宽度)上明显更小的焦点的反射器(由单个的光滑反射表面、多个固定面、或多个可移动的菲涅尔面组成)。在其焦点处带有点聚焦接收器的单片点聚焦聚光器是基本上盘式聚光太阳能系统。单片聚光器在两个维度上可选地旋转以围绕其焦点旋转其焦轴，以便跟踪太阳的日常的和季节性的移动来提高总能量的捕获与转化。

抛物面槽式系统(parabolic trough system)是一种使用形状像一个大半管的单片反射器的线聚光系统。该反射器具有将太阳光聚焦在线聚焦接收器上的一维曲率或通过彼此相对固定的多个面接近这样的曲率。

聚光菲涅尔反射器是与抛物面槽式系统相似且用一系列镜子代替槽的线聚光系统，每个接收器的长度是平直的或可替换地宽度上略弯。每个镜子分别围绕其长轴线旋转，以使入射太阳光瞄准在线聚焦接收器上。

抛物面盘式系统(parabolic dish system)是一种使用碗状的单片反射器的点聚光系统。该反射器具有二维曲率以将太阳光聚焦在一个点聚焦接收器上或通过多个平面或可替换地彼此相对固定的曲面的接近这样的曲率。