[发明专利]太阳能场布局以及用于在其中布置、维护和操作定日镜的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月16日提交的美国临时申请号61/355,271、2010年8月30日提交的美国临时申请号61/378,382、2010年9月5日提交的美国临时申请号61/380,237、2011年5月17日提交的美国临时申请号61/487,136以及2011年2月25日提交的国际申请号PCT/US11/26273的权益，其全部被整体地通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开一般地涉及太阳能系统，并且更具体地涉及用于在太阳能场内布置定日镜的系统和方法。本公开还涉及用于在太阳能场内维护和/或操作定日镜的系统和方法。

发明内容

本公开的实施例一般地涉及用于维护和/或操作太阳能动力系统的太阳能场的系统、方法和设备。可以通过以特定方式操作的太阳能场和/或定日镜来对维护车辆进行导航以实现某些定日镜的维护(诸如清洁、修理或替换)。维护车辆可以在太阳能场内的永久或有条件通道上穿过太阳能场。可以控制定日镜以允许维护车辆沿着这些有条件通道前进。

可以按照更有序且高密度的图案来布置太阳能场的一个部分中的定日镜，例如接近于太阳能塔，同时可以按照更无序的图案来布置太阳能场中的另一部分中的定日镜，例如远离太阳能塔。因此可以通过控制某些定日镜以打开用于维护车辆的太阳能场中的有条件通道来使得可实现对有序或无序图案部中的定日镜的接近。可以使场的各种部分中的定日镜的密度和布置最优化以改善和/或最大化太阳能产生和/或收益产生。可以在不考虑关于基本方向的对称性的情况下选择定日镜的密度/布置。

在实施例中，设计和操作太阳能热定日镜场的方法可以在不使定日镜位置局限于线或弧的情况下包括响应于从太阳能场中的太阳能塔的顶部处或其附近的位置看由定日镜预测的地面掩蔽而使用于定日镜在太阳能场的相当一部分中的位置最优化。该方法还可以包括根据最优化位置来构造太阳能热定日镜场。另外，该方法可以包括选择所构造太阳能场中的第一位置和第二位置之间的驾驶区。所选驾驶区的至少一部分可以以某些定日镜为边界，使得当边界定日镜具有第一取向时，由在驾驶区的相对侧的边界定日镜定义的该部分的宽度不足以允许维护车辆通过该部分。该方法还可以包括使边界定日镜的反光镜从第一取向重新定向为第二取向，使得由在驾驶区的相对侧的边界定日镜限定的所述部分的宽度足以允许维护车辆通过该部分。该方法还可以包括沿着驾驶区将维护车辆从第一位置移动至第二位置。在第二位置处，可以使用维护车辆在所构造太阳能场中维护定日镜中的一个或多个。

在实施例中，太阳能场设计的方法可以包括在不使定日镜位置局限于同心弧的情况下响应于从太阳能塔的顶部处或其附近的位置看由定日镜预测的地面掩蔽而使用于定日镜在太阳能场的相当一部分中的位置最优化。该方法还可以包括响应于最优化的结果来构造太阳能热定日镜场。

在实施例中，用于太阳能热力系统的太阳能场可以具有塔上架设接收机和将在其上面绕着该塔布置至少5000个定日镜以使太阳能会聚到接收机上的场。用于制造太阳能场的方法可以包括限定场的至少一部分，定日镜将被定位于其上面。所述至少一个部分可以具有沿着从塔位置延伸的半径的为塔高度的至少0.5倍的第一维度和与作为至少第一维度的第一维度正交的第二维度。该方法还可以包括在除了要保持在所述至少一部分的边界内的位置之外不局限于所述至少一个部分的边界内的定日镜的任何几何图案位置的情况下通过使用最优化算法使太阳能产生和/或收益产生最大化来使所述至少一个部分中的定日镜的数目和布置最优化。

在实施例中，用于太阳能热力系统的太阳能场可以具有塔上架设接收机和将在其上面绕着该塔布置至少5000个定日镜以使太阳能会聚到接收机上的场。用于制造太阳能场的方法可以包括限定场的至少一部分，定日镜将被定位与其上面。所述至少一个部分可以具有沿着从塔位置延伸的半径的为塔高度的至少0.5倍的第一维度和与作为至少第一维度的第一维度正交的第二维度。该方法还可以包括在除了要保持在所述至少一部分的边界内的位置之外不局限于所述至少一个部分的边界内的定日镜的任何几何图案位置的情况下通过相对于在从接收机位置开始的塔高的30％内的有利点使对于定日镜的地面掩蔽效率的对时间平均值最大化来使所述至少一个部分中的定日镜的数目和布置最优化，该效率是被定日镜的反光镜掩蔽的地面的面积除以所述至少一个部分中的定日镜的反光镜的总面积。