[发明专利]从太阳辐射产生能量的系统和方法

说明书

提供了一种用于从太阳辐射产生能量的太阳能反射组件。所述太阳能反射器组件被配置为，将要部署在液体的承载体上并且向太阳能收集器反射太阳辐射。太阳能反射器组件具有长管和平坦截面，长管具有促进液体压载的内部，长管由半刚性材料制作，平坦截面建造到所述管的壁中或者附着到所述管的壁。反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反射太阳辐射。长管具有旋转轴线，所述旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面。长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，从而使所述管的每一端处的平坦表面法向矢量在很大程度上彼此对齐。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月4日提交的美国专利申请No.61/873,714的优先权及权益，该美国专利申请通过引用以其整体合并于此。

技术领域

本发明涉及太阳能系统。

背景技术

人们对于从可再生能源提供能量有着长久的需求。人们已经寻求了多种可再生能源，例如太阳能、风、地热，以及生物燃料的生物质，等等。

太阳辐射早已是用于满足这种需求的主要候选者。已经采取了多种方法来获得来自太阳辐射的能量产生。为此目的，人们对于创造一种低成本的太阳能转换系统投入了很多关注，所述太阳能转换系统运转效率高，并且几乎不需要维护。

例如，光伏电池(太阳能电池)形成的太阳能电池板被用于将光转换为电。这样的系统已经在多种应用中得到了实施。太阳能电池板对于小规模的发电通常是有效的，例如，为小的电子器件供电、为住宅发电，以及为空间系统发电。然而，当前的太阳能电池板技术对于大规模应用(例如，对于市政应用来说足够的发电)效果不佳。与这样的大规模应用相关的成本是负担不起的。当前的太阳能电池板相对较贵并且不允许成本有效的能量储备。

其他方法包括将太阳辐射集中于太阳能收集器以用于发电，通常称为集中式太阳能(CSP)。CSP系统通常使用反射表面，以将太阳的能量从大的表面集中到太阳能收集器上。例如，集中式太阳能可以用于加热工作流体。被加热的流体接着用于向涡轮机提供动力以便发电。可替换地，光伏电池可以用在太阳能收集器处，消除了对大量的昂贵的电池的需求。在使得效率最大化的努力中，CSP系统的反射表面可以耦接到跟踪太阳运动的设备，在一整天中保持在接收器目标上的聚焦。使用这种方法，CSP系统可以优化指向太阳能收集器的太阳辐射的水平。

尽管对于大规模应用来说，这样的CSP系统好于传统的平板电池板光伏电池，但仍然存在缺点。例如，玻璃和金属的反射器组件是昂贵的。另外，当前的与CSP一起使用的跟踪设备相对较贵并且复杂。因此，由于成本因素，当前的方法尚未实现显著的市场渗透。

生物质生产，例如水藻和其他微生物，已经逐渐引起关注。这样的材料的潜在使用可见于广泛的应用，包括生物燃料原料生产、肥料、营养补剂、污染控制和其他使用。

当前针对生物质生产的方法包括“封闭空气”系统，其包含受控的环境中的生物质生产，限制了向外部空气的暴露。这样的系统的示例包括形成了封闭容器的封闭的光生物反应器结构，用于容纳培养基，以产生生物质。具有受控的环境有助于使海藻材料的产量最大化(通过限制向入侵物种的暴露并且控制加快海藻生长的其他环境因素)。封闭空气系统显著地减少了蒸发，并因此显著减少了对水资源的需求。此外，封闭空气系统促进了二氧化碳气体的隔离，这加快了海藻生长，有助于符合环境法规，并且(根据大量科学家的研究)总体上对环境有益。然而，这样的系统是昂贵的，并且在很多情况下是负担不起的。

应当理解的是，对于以低成本、大规模的方式从太阳辐射产生能量的系统和方法仍然存在需求。本发明满足这一需求及其他需求。

发明内容