[其他]改进的太阳能跟踪结构

说明书

本发明涉及太阳能收集的技术领域，更具体地说，涉及太阳能传输结构设计与建造。近年来，有源的太阳能收集和分配系统的发展和应用不断地在增长。有源的系统利用辐射能收集太电池将入射的电磁能转变成有用的电、蒸汽或其它能源。

太阳能收集单元可分为两种主要类别即有源太阳能单元。到此为止，主要侧重点在于探索有源太阳能收集单元的发展。通常，有源太阳能收集单元包含着大量的太阳能收集元件。这种系统包括那些利用大型反射器以将辐射能量导向一中央吸热器;那些具有多个直接太阳能吸热器及那些提供直接太阳能转换。在本申请中，“收集器”这一术语将被用于叙述所有这些不同类型的太阳能收集元件。

当使用这些系统的任意一种，须正确地将收集器定向。例如，当使用反射器时，须将太阳辐射能导向一中央吸热器。用反射系统时，在操作中须将每个独立反射元件定向，以使入射阳光能被精确地导向和聚焦到吸热器上。此外，由于太阳的位置相对于该反射器是不断地变化着，则对收集器的定向的不断调节是必需的。因此，精确定向对系统的正确操作是相当重要的。

在太阳能利用的工业领域内，在利用包括着反射系统在内的太阳能收集系统时，为保持正确的定向而将太阳能传输结构移动，已成为该工业中的规范。通常，这是将通过收集元件安装在跟踪结构上来实现的，该跟踪结构装有常平架以容许该收集元件保持正确地定向。

这些太阳能跟踪结构的基本设计在本技术领域中已成功地发展了且为公知的。通常，该跟踪结构包含着一基座或安装托架，在其上安装着其它部件;一驱动机构;一平板或安装表面，在其上安装着独立的反射元件;及独立的收集元件本身。

在当前使用的大多数的系统中，这些跟踪结构被连接到一传感和控制系统，该传感和控制系统提供一控制信号用以驱动该跟踪结构。该跟踪结构于是调节收集表面的位置，以便相对于太阳而言，保持能量收集元件的正确地定向。

虽然这种基本的设计在本技术领域内是公知的，但在改进设计方面的进展仍继续不断地有重大的尝试。在太阳能转换系统的设计和操作中首要关心的问题为总收集效率。虽然针对更有效的太阳能收集元件的设计本身继续作出了重大的尝试，但其它方面的进展亦受到人们的极大关注。此外，由于每个太阳能收集设备需要数量相当大的这些跟踪结构，因此，降低该结构的造价和维修费成为相当重要的问题。

提高效率的一种措施在于将承载在一单个太阳能传输结构上的太阳能收集元件的密度加以提高。一单个太阳能跟踪结构能承载的独立太阳能收集元件越多时，则在一给定的收集地段中能更密集地放置太阳跟踪元件。同样，在地面上能更密集地放置该单元时，则能更经济地建造该系统并更经济地让其运转。正是在此方面，可使系统的效率中的显著的效益得到实现。

然而，在设计更大的结构时，增大了的尺寸使其它多种问题出现，并需加以补赏。第一个问题在于更大和更重的结构，则需安装更大和更有效的驱动电动机。这会造成控制方面和造价方面的重大问题。更大的太阳能传输结构，则需用更大的电动机来控制该结构。此外，所需的电动机越大，则为使该电动机实现精细运动和位置控制就越加困难。

最后，具有精细控制能力的电动机越大，则造价会越昂贵。当用有关大能量地段所需要的太阳能传输结构的相对地大的数目相乘时，则造价会非常高。除了该造价外，尚须付出制造所需的更大的驱动电动机、更大的驱动机构和传动装置的昂贵代价。

先有技术曾试图通过利用更牢固的和更轻的材料来降低该系统的重量和惯性来着手解决该问题。这种手段取得了某些成就。

然而，这并不解决第二个主要问题，即在于无论怎样投入很大的努力来改进所使用的材料，该太阳能传输结构的基本的活动表面呈平面状，且当将之放置于室处环境中，而被正常的风力跨过该表面所吹动时，则起着一翼面的作用。即，当该传输结构是在基本上水平的位置时，跨过该平坦表面而吹来的风力，就在该结构上施加提升压力，那么，当需要调节或相反操纵该结构时，在利用驱动机构使该单元能运之前，须先克服一较大的转矩负载因数。

曾进行过改变平坦表面本身的形状的某些尝试。然而，由于该太阳收集元件所需的定向性的关键性本质，这种手段只取得有限的成就。其结果，在发展更大型和更有效的太阳能跟踪单元时，风力在该平坦表面上施加的不适当的转矩负载的主要问题继续成为一个主要问题。

因此，需要有一种装置，当该太阳能传输结构是处在操作或收藏状态下时，该装置可用以降低呈现在太阳能传输结构上的转矩负载的主要问题继续成为一个主要问题。