[发明专利]太阳能光伏聚光器面板

说明书

优先权信息

本申请要求2009年5月12日提交的美国临时专利申请No.61/177,498和2009年5月14日提交的美国临时专利申请No.61/178,341的优先权。

技术领域

本发明一般涉及太阳能收集和转换，特别是涉及太阳能光伏聚光器。

背景技术

许多现有的太阳能光伏聚光器技术涉及使用大的、笨重而沉重的、且由于尺寸和体积原因而相对昂贵的太阳能板。大多数光伏聚光器使用平面菲涅耳透镜和/或抛物面镜将阳光聚焦到硅电池或多结光伏电池上。

由于拱形或穹形透镜相对于平面菲涅耳透镜或平面镜具有许多光学优势且对于光伏聚光器技术领域的普通技术人员是熟知的，所以较好的光学方法是使用可为拱形或穹形的菲涅耳透镜来将阳光聚焦到光伏电池上。但是，使用大的拱形菲涅耳透镜的现有太阳能板仍然体积大、重量重且需要很大的热沉。如果拱形透镜由目前优选的材料丙烯酸塑料构成，则这些丙烯酸透镜易燃且可能由于暴露于天气和诸如冰雹、大风、高吹沙等环境因素而受到损坏。而且，丙烯酸材料允许水蒸气透过透镜进入聚光器面板的内部，在该内部，冷凝可能造成光学(冷凝在透镜上)和电学(冷凝在电池电路上)问题。

附图说明

图1是示例性光伏聚光器面板的部分立体图；

图2是示出示例性光伏聚光器面板一部分的特写分解图的部分截断立体图；

图3是示例性实施例的射线轨迹矢量的示意图；

图4是具有菲涅耳透镜支撑部的示例性实施例的部分截断立体图，其中在容器上方以分解图示出一个示例性菲涅耳透镜及其支撑端；

图5是具有菲涅耳透镜支撑部的示例性实施例的部分截断立体图；

图6是示例性光伏接收器组件的部分截断立体图。

具体实施方式

现在参考图1，在实施例中，光伏聚光器面板1包括容器10、一个或多个窗口20、一个或多个菲涅耳透镜聚光器30以及一个或多个接收器40。在特定实施例中，光伏聚光器面板1还包括一个或多个散热器50。

容器10包括顶部12、侧面15-18和底部14。侧面15和侧面17(图4)可以(且通常可以)被构造为与侧面16和侧面18附连且用于封闭该容器10的端板。在一个优选实施例中，端板15和端板17、侧面16和侧面18以及底部14构成一体成形的铝制单元，该铝制单元类似于顶部开口的矩形盘子。注意，由于图4是容器10的截断图，所以端板15在图4中未直接示出。

在可想到的特定实施例中，底部14包括铝散热器片。但是，容器材料绝非局限于铝，也可以使用很多其它材料如电镀钢、塑料、玻璃等等或者以上的组合。

如通常构造中，容器10构成防风雨罩，在包括顶部12、侧面16和侧面18、底部14以及端板15和17(图4)在内的外部组件之间具有防水接合部或密封。在这种构造方式下，容器10适于允许在该容器10中安装电子电路和/或电子部件，这些电子部件通常表示系统平衡元件，如典型太阳能电力系统中可见到的那些元件。在特定实施例中，这些电子电路和电子部件可安装至容器10的一个或多个内表面，且在操作时可彼此互连并与接收器40互连以提供有用的系统平衡功能，例如DC-DC电压变换器、DC-AC逆变器、太阳跟踪控制器等等或以上的组合，太阳跟踪控制器可包括开环的基于微处理器的单元。通过消除这些电子部件对于防风雨接线盒的需求，并且通过允许在工厂中将这些电子部件安装在容器10内而并非现场组装这些电子部件，在内部安装这些电子部件可在系统级别节约成本。

在可想到的特定实施例中，容器10还可包括一个或多个通气孔11，该通气孔11在容器10的内部与外部环境之间提供流体通道，并且其尺寸使得有助于防止容器10内部与外部大气之间的压力差。

在优选实施例中，顶部12包括透明材料，该透明材料定义所述窗口20。通常，窗口20包括通常尺度为大约1米宽乘1.5米长的玻璃。在目前可想到的实施例中，窗口20可包括在一个表面或两个表面涂覆了抗反射(AR)涂层的玻璃，使得穿过该玻璃的太阳光线的光传输损耗最小化。例如，对于厚度为大约3mm的低铁浮法玻璃(low-iron tempered float glass)，将并不昂贵的溶胶-凝胶涂抹于玻璃的两侧表面上可达到96％的净透射率。窗口材料绝非仅局限于玻璃，任何透明的材料如塑料片或塑料膜可提供同样的功能。例如，在另外的重量更轻的实施例中，窗口20可包括聚合物片如丙烯酸塑料，聚合物膜如ETFE或FEP含氟聚合物材料，玻璃与聚合物材料的层叠组合，等等，或者以上的组合。