[发明专利]收集太阳能之固定式抛物面太阳能系统及相关方法

说明书

技术领域

此申请案优先权主张于2009年3月17日提出申请的美国临时申请案第61/160,775号，其整体内容于此并入做为参考。

本发明相关于太阳能收集器系统的领域，以及更特别地是，相关于槽式抛物面太阳能收集器。

背景技术

有各式各样的太阳能收集器系统能够将太阳能转换成为更容易使用或储存的其它形式能量，典型地，这些系统使用太阳能收集器，以收集太阳辐射，并将其转换成为更有用的形式的能量，例如：热。

平板式太阳能收集器已被用于低能量应用中，例如，加热水，产生低压蒸汽，补充空调与加热系统，以及类似者，平板收集器并未聚焦太阳的辐射，且应用性受限。

另一种型态的收集器通常称为集中型收集器，这些收集器在特殊的区域中聚焦、或集中太阳辐射能，集中型收集器可设计为在具适当流动率的高温下操作，因此可于实质上增加并用这些收集器的系统的多功能性，进而超越采用平板收集器的系统。

一种型态的集中型收集器是抛物面收集器，此型态的收集器使用具有抛物线截面的延长反射槽来集中沿着延伸通过槽的抛物面组件的焦点的纵轴焦线的阳光辐射，导管可设置为沿着此纵轴焦线，而热传送液体可通过导管进行循环，在此，其将会受到阳光能量的加热，可由这些收集器获得在高温下令人满意的流动率。

藉由追踪系统的协助，当抛物面槽收集器随着太阳移动时，它们可变得效率非常高，美国专利第6,886,339号揭示一种太阳能收集系统，其所包括的抛物面槽收集器与可提供相对于转动单轴的移动的定位系统一起操作，控制器可驱动马达而使抛物面槽收集器相对于长轴焦线而枢转，然而，因为对于如此之追踪系统的需求，因此，当太阳在白天期间由东边移动至西边时，典型地，抛物面槽收集器要仰赖复杂且昂贵的转动集合来将抛物面槽收集器定位为直接朝向太阳，因此，有需要一种能够不仰赖复杂且昂贵的旋转集合来使抛物面槽收集器定位为直接朝向太阳的太阳能收集器系统。

关连于太阳能收集器系统的另一个问题是有关于沿着焦线设置的导管，为了最大化收集器的效率，需要小的焦点，然而，此却典型地需要对于反射面的规律调整，所以，其中的一种权衡是使用较大的焦点来收集更多的能量，不过，由于要进行加热的液体的体积较大，故也会让效率降低，因此，亦有改善太阳能收集器系统的导管效率的需求。

发明内容

有鉴于前述的背景，因此本发明的目的即在于提供简明直接且同时具有效率的太阳能收集器系统。

依照本发明的这个以及其它目的、优点、以及特性的提供所凭借的太阳能收集器系统包括，至少一基座，以及由该至少一基座所承载的至少一抛物面槽收集器，以用于将阳光反射至长轴焦线，至少一抛物面槽收集器包括相对于地面而水平设置的中心区段，以及相邻于中心区段的相对末端区段，且每一个末端区段皆与地面呈夹角。

抛物面槽收集器以及基座在将阳光反射至该长轴焦线时，可维持为固定，固定式太阳能收集器系统的优点是，抛物面槽收集器不需要随着太阳于白天期间由东边至西边的移动而旋转，因为其总是有一个区段会指向太阳。

太阳能收集器系统更可包括耦接至每一个基座的至少一倾斜装置，以调整抛物面槽收集器相对于地面的纬度角度，此具优势地补偿了太阳的季节性转动。

太阳能收集器系统更可包括沿着长轴焦线设置的导管，以接收反射的阳光，导管使热传送液体通过其中而进行循环，以受反射阳光加热。

导管更可包括相对于地面而水平设置的中心区段，以及与中心区段相邻的相对末端区段，且每一个末端区段皆与地面呈夹角，换言之，导管的外型轮廓相符于抛物面槽收集器的外型轮廓。

导管可包括内部软管以及间隔分开的外部软管，且热传送液体于内部以及外部软管间进行循环，藉由在内部以及外部软管间循环热传送液体，可在减少热传送液体体积的情形下具优势地获得较大的焦点。

内部以及外部软管的每一个皆可为U型，导管更可包括导管覆盖，以覆盖U型内部以及外部软管被暴露的上部部分，进而密封热传送液体，导管覆盖亦可覆盖U型内部软管的已暴露部分间的内部软管，导管覆盖可包括透明材料，以及内部以及外部软管的每一个皆可包括不透明涂层。

抛物面槽收集器以及基座可形成为一整体单元，抛物面槽收集器以及基座可包括热塑性材料以及热固定材料。

相对于典型地会旋转而追踪太阳的抛物面槽太阳能收集器面板，此显著地降低了安装、运输、以及维持成本。