專利名稱：具有自跟蹤接收器的太陽(yáng)能聚集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能收集器領(lǐng)域，并且更具體地為具有拋物型槽的太陽(yáng)能收集器以及其他類型的聚集器。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能在解決對(duì)無(wú)污染的替換能源的不斷增長(zhǎng)的需求中具有突出的地位。當(dāng)前， 主要有四種用于利用太陽(yáng)能的裝置。它們是(1)拋物型槽狀聚集器，(2)定日鏡，(3)光電電池模塊，以及(4)平板型熱水收集器。這些裝置中，大規(guī)模拋物型槽聚集器陣列逐漸得到普及。這些陣列覆蓋面積大，通常用于產(chǎn)生蒸汽，然后蒸汽再被用于發(fā)電。然后電被送入到電網(wǎng)中，分散到其他地方。然而這個(gè)過(guò)程具有一些局限性，包括在將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能過(guò)程中大量的能量損失以及在將電能從太陽(yáng)能陣列輸送到使用點(diǎn)的過(guò)程中的損失。申請(qǐng)人:在這里提出一種簡(jiǎn)單并且實(shí)用的裝置，該裝置可以直接在使用點(diǎn)收集太陽(yáng)能，其包括將建筑物和其他結(jié)構(gòu)建造成具有拋物型屋頂和/或帶有一體的拋物型槽的罩篷，或者其他能就地提供用于除電能以外的加熱、產(chǎn)生熱水以及空調(diào)的太陽(yáng)能的太陽(yáng)能聚集器。由于這些結(jié)構(gòu)基本上都是無(wú)法移動(dòng)的，并且太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)的路徑隨著一天中的變化和季節(jié)的變化而移動(dòng)，這些太陽(yáng)能聚集器或者優(yōu)選的與其相關(guān)的接收器需要包括自跟蹤系統(tǒng)以保持接收器位于聚集器的焦點(diǎn)的路徑上。涉及太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)以及特別是那些內(nèi)部包含有光伏電池的系統(tǒng)的許多專利文獻(xiàn)已經(jīng)公開(kāi)。這些包括由授權(quán)給krlaut等的美國(guó)專利No. 4，031，385，授權(quán)給Brokaw的美國(guó)專利#4, 098，264，授權(quán)給Bourdon等的美國(guó)專利No. 4，068，653，授權(quán)給Carroll的美國(guó)專禾Ij No. 4，153，039，以及授權(quán)給Beam的美國(guó)專利No4, 349，733，它們通過(guò)引用而并入本文。然而，這些專利中的光伏電池直接朝向太陽(yáng)。結(jié)果是，這些電池不能產(chǎn)生足夠的能量來(lái)獨(dú)立地操作這些系統(tǒng)的跟蹤馬達(dá)，并且由此這些系統(tǒng)限制由這些電池產(chǎn)生的電能只能用于信號(hào)目的。進(jìn)一步的結(jié)果是，這些系統(tǒng)在沒(méi)有外部電源的地點(diǎn)無(wú)法使用。此外，盡管同樣通過(guò)引用并入本文的授權(quán)給Cohen的美國(guó)專利No. 4，469，938將光伏電池向下集中到拋物型槽的聚集器里，該‘938號(hào)專利主要被設(shè)計(jì)用于移動(dòng)輕質(zhì)的鍍鋁聚酯薄膜聚集器。盡管‘938號(hào)專利的系統(tǒng)在一定程度上的可改變，但跟蹤太陽(yáng)能電池的移動(dòng)整個(gè)反射器的能力對(duì)聚集器的尺寸產(chǎn)生實(shí)際限制。本專利的目標(biāo)是通過(guò)使用跟蹤太陽(yáng)能電池來(lái)移動(dòng)收集管而不是反射器以克服這些局限性。因此，需要一種自跟蹤拋物型槽以及其他太陽(yáng)能聚集器系統(tǒng)，其不依賴于外部能源來(lái)驅(qū)動(dòng)他們的跟蹤馬達(dá)。通常還需要一種自跟蹤太陽(yáng)能聚集器系統(tǒng)，即使在大規(guī)模的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)也是簡(jiǎn)單的并且因此生產(chǎn)成本低。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供包括拋物型太陽(yáng)能聚集器的太陽(yáng)能收集器，其具有一個(gè)拋物型橫截面，該橫截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之間的中點(diǎn)、以及焦點(diǎn)的路徑；具有橫跨聚集器的第一端和第二端的長(zhǎng)度的支撐梁；以及可移動(dòng)地連接到位于聚集器上方的支撐梁上的接收器支撐構(gòu)件。接收器支撐構(gòu)件包括至少松散地連接到接收器支撐構(gòu)件的接收器，多個(gè)光伏電池，至少一個(gè)光伏電池面向第一方向并且至少另一個(gè)光伏電池面向不同于第一方向的向著聚集器的第二方向，以及操作地連接到接收器支撐構(gòu)件的馬達(dá)，以使該馬達(dá)沿著支撐梁的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)支撐構(gòu)件。在這種情況下，光伏電池電連接到馬達(dá)以提供控制馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)并且提供驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的至少一部分能量。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器支撐構(gòu)件包括具有在朝向聚集器的頂點(diǎn)處相交的第一支腿和第二支腿的鉤狀部分。至少一個(gè)光伏電池設(shè)置在第一支腿上，至少另一個(gè)光伏電池設(shè)置在第二支腿上，并且接收器放置在鉤狀部分的凹口里。支撐構(gòu)件的鉤狀部分以及接收器共享一個(gè)共同的中心點(diǎn)并且馬達(dá)可以移動(dòng)鉤狀部分沿著聚集器的焦點(diǎn)路徑移動(dòng)。鉤狀部分可以包括具有從兩個(gè)支腿中的一個(gè)延伸出來(lái)的一端以及可移動(dòng)地將鉤狀部分連接到支撐梁的相對(duì)一端的直立部分。在一個(gè)實(shí)施例中，鉤狀部分包括設(shè)置在直立部分的相對(duì)一端上的并通過(guò)支撐梁里的長(zhǎng)度方向的開(kāi)口而位于支撐梁中的臺(tái)車，從而允許臺(tái)車沿著支撐梁的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)。該臺(tái)車可以通過(guò)至少一條導(dǎo)線或線纜連接到馬達(dá)上，以此馬達(dá)可操作地沿著支撐梁的長(zhǎng)度的在至少一個(gè)方向上拉動(dòng)臺(tái)車。臺(tái)車可以包括靠在與支撐梁相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)凸緣上的多個(gè)輪子。在一個(gè)實(shí)施例中，收集器包括位于鉤狀部分的與支撐梁在一條直線上的兩個(gè)相對(duì)端上的多個(gè)滑輪，和連接到臺(tái)車的相對(duì)端的連續(xù)的導(dǎo)線環(huán)或線纜環(huán)，其中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多個(gè)滑輪中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)集成在鉤狀部分的直立部分的相對(duì)一端中，馬達(dá)包括至少一個(gè)與布置在與支撐梁相關(guān)聯(lián)的凸緣上的相應(yīng)的齒相作用的帶齒齒輪。支撐梁可以是管狀構(gòu)件，其中馬達(dá)至少部分地通過(guò)支撐梁的長(zhǎng)度方向的開(kāi)口設(shè)置在管狀構(gòu)件里。凸緣可以包括結(jié)合到凸緣上的齒形帶。在一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)在直立部分的相對(duì)一端集成到鉤狀部分中，馬達(dá)包括與固定到支撐梁上的螺母相作用的螺桿。鉤狀部分可以通過(guò)環(huán)套可移動(dòng)地連接到支撐梁上并且馬達(dá)和螺母布置在支撐梁的外部。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種太陽(yáng)能收集器，其包括具有拋物型橫截面的拋物型槽太陽(yáng)能聚集器，其中拋物型橫截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之間的中點(diǎn)以及焦點(diǎn)路徑；具有橫跨聚集器的第一端和第二端的長(zhǎng)度的支撐梁，所述支撐梁具有與聚集器的焦點(diǎn)路徑相匹配的形狀；以及可移動(dòng)地連接位于聚集器上方的支撐梁上的接收器支撐構(gòu)件。接收器支撐構(gòu)件包括具有在面朝聚集器的頂點(diǎn)上相交的第一支腿和第二支腿的鉤狀部分，至少松散地在鉤狀部分的凹口處連接到接收器支撐構(gòu)件上的接收器，多個(gè)光伏電池， 其中至少一個(gè)光伏電池布置在第一支腿上以面向第一方向并且至少另一個(gè)光伏電池布置在第二支腿上以面向不同于第一方向的朝向聚集器的第二方向，以及操作地連接到接收器支撐構(gòu)件上的馬達(dá)，使得馬達(dá)沿著循著聚集器的焦點(diǎn)路徑的所述支撐梁的所述長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)支撐構(gòu)件。光伏電池電連接到馬達(dá)上以提供用于控制馬達(dá)的信號(hào)并且提供至少一部分驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的能量。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，其包括固定的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器， 聚集器將所有由其表面反射的太陽(yáng)光線導(dǎo)向到單一的焦點(diǎn)路徑上；一個(gè)或多個(gè)橫跨太陽(yáng)能拋物型聚集器的支撐梁，其具有彎曲部分，支撐梁的彎曲部分與太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)路徑重合；“V”型或修正的“V”型自跟蹤接收器支撐構(gòu)件懸掛在支撐梁上，自跟蹤支撐構(gòu)件具有兩個(gè)或多個(gè)向下面朝太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的表面；兩個(gè)或多個(gè)同樣地被供能的光伏電池相對(duì)地連接到自跟蹤鉤的朝向下方的表面上，朝向下方的光伏電池截獲由太陽(yáng)能拋物型槽聚集器反射的太陽(yáng)光線；以及布置在自跟蹤支撐構(gòu)件的“V”型或修正的“V”型部分中的接收器，接收器與位于相對(duì)的光伏電池之間的中點(diǎn)對(duì)齊。馬達(dá)響應(yīng)于來(lái)自相對(duì)的光伏電池的差值電流，將自跟蹤鉤和接收器作為一個(gè)整體移動(dòng)進(jìn)入到太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)路徑里，響應(yīng)于來(lái)自相對(duì)的光伏電池的差值電流，將自跟蹤鉤和接收器移動(dòng)進(jìn)入到太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)中。本發(fā)明其它方面的技術(shù)方案可以參照下面給出的詳細(xì)的描述。


圖1為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的仰視立體圖，其包括可移動(dòng)地安裝到支撐梁上的支撐鉤。圖IA為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的切去一部分的視圖，其包括使用靠在支撐梁的凸緣上的臺(tái)車系統(tǒng)可移動(dòng)地安裝到支撐梁上的支撐鉤。圖IB為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的切去一部分的側(cè)視圖，其包括使用圍繞布置在支撐鉤上的與支撐梁在一條直線上的相對(duì)兩端的兩個(gè)滑輪的導(dǎo)線或線纜的支撐鉤。圖2為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的切去一部分的側(cè)視圖，其包括具有集成到其上的用于轉(zhuǎn)動(dòng)與連接到支撐梁的凸緣上的相應(yīng)的齒相作用的齒輪的馬達(dá)的支撐鉤。圖3為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能收集器的切去一部分的側(cè)視圖，其包括具有集成到其上的用于轉(zhuǎn)動(dòng)與連接到支撐梁上的相應(yīng)的螺母相作用的螺桿的馬達(dá)的支撐鉤。圖4為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的側(cè)視圖， 其包括具有集成到其上的用于轉(zhuǎn)動(dòng)與連接到支撐梁下方的相應(yīng)的螺母相作用的螺桿的馬達(dá)的支撐鉤。圖5為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的側(cè)視圖， 其包括具有位于圓柱管狀支撐梁中的摩托化螺母和螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的支撐鉤。圖6為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其包括包含有兩個(gè)太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的改進(jìn)的鋸齒狀屋頂。圖7為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其包括具有連接到結(jié)構(gòu)上的帶電動(dòng)馬達(dá)的拋物型太陽(yáng)能罩篷。圖7A為圖7所示的電動(dòng)馬達(dá)的側(cè)視圖。
圖8為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其包括彎曲成與太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的拋物線形狀的焦點(diǎn)路徑相匹配的支撐梁。圖9為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的側(cè)視圖，其示出了從聚集器反射出的太陽(yáng)光線射向自跟蹤支撐鉤。圖10為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其包括添加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上的拋物型太陽(yáng)能收集器。
具體實(shí)施例方式因此提供一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能收集器系統(tǒng)，其通常包括太陽(yáng)能聚集器以及可移動(dòng)地與其相關(guān)聯(lián)的接收器。在至少一個(gè)實(shí)施例中，接收器連接到可移動(dòng)地連接到支撐梁的自跟蹤接收器支撐構(gòu)件上。支撐梁保持并且運(yùn)送太陽(yáng)能系統(tǒng)的支撐構(gòu)件/接收器，保持接收器集中在或者盡可能地接近聚集器的反射光線的焦點(diǎn)路徑。該系統(tǒng)優(yōu)選地包括至少一個(gè)為一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于聚集器移動(dòng)接收器支撐構(gòu)件的馬達(dá)提供電能的光伏電池。在這方面，該系統(tǒng)不需要外部能源而將支撐構(gòu)件/接收器保持在與聚集器對(duì)準(zhǔn)。由于該系統(tǒng)不需要外部能源，因此其在容易停電的地區(qū)具有格外優(yōu)越的實(shí)用性并且對(duì)于沒(méi)有連接到電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)環(huán)境同樣是很理想的。參照?qǐng)D1，在至少一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括具有“V”形部分的自跟蹤接收器支撐構(gòu)件12，在下文中，其被稱作支撐鉤或者簡(jiǎn)稱為鉤。盡管支撐構(gòu)件12被稱作鉤12并且在圖中以鉤被示出，可以理解支撐構(gòu)件12可以采用任何形狀和類型并且由此不被局限于此。在這種情況下，鉤12包括多個(gè)向下面向用于捕獲如圖9所示被從太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36反射的聚集的太陽(yáng)射線39的聚集器的光伏電池14。優(yōu)選地，自跟蹤鉤12將接收器16保持在 “V”形部分的凹口中。如圖9所示，自跟蹤鉤12在一端由支撐梁10懸掛在聚集器36的上方。在這種情況下，鉤12包括一個(gè)直立部分，其具有從“V”形部分的側(cè)邊之一向支撐梁10延伸的一個(gè)端部。直立部分的相對(duì)另一端可移動(dòng)地連接到支撐梁10，在該實(shí)施例中，通過(guò)臺(tái)車M連接。 也就是，直立部分的相對(duì)另一端連接到通過(guò)支撐梁10的長(zhǎng)度方向的開(kāi)口布置在支撐梁10 內(nèi)部的滑塊或臺(tái)車M上，這樣臺(tái)車M可以沿著支撐梁10的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)。臺(tái)車 24連接到導(dǎo)線或線纜20的至少一個(gè)上，導(dǎo)線或線纜20的至少一個(gè)進(jìn)一步與馬達(dá)18操作地相連。在這種布置中，臺(tái)車M由馬達(dá)18拖曳導(dǎo)線或線纜20而被拉動(dòng)。臺(tái)車M可以由重力或者馬達(dá)18沿相反的方向驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)18由具有電連接線22的光伏電池14供電。在這里公開(kāi)的一些或者全部實(shí)施例中，由于在典型的一天里接收器16的實(shí)際移動(dòng)距離相對(duì)非常小，因此，高扭矩低轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)馬達(dá)被用來(lái)移動(dòng)接收器16。這樣可以使用較小的電動(dòng)馬達(dá)18以裝配在本文提出的空間和幾何形狀中。圖IA是圖1所示自跟蹤鉤12的立體圖，其中將支撐梁10的凸緣11切去以展示臺(tái)車M，在這種情況下，臺(tái)車M具有輪子15。在該實(shí)施例中，支撐梁10為具有大致上矩形橫截面的管狀構(gòu)件。支撐梁10進(jìn)一步包括長(zhǎng)度方向的開(kāi)口，鉤12從中穿過(guò)，凸緣11位于開(kāi)口的兩端上以支撐臺(tái)車M。輪子15靠在支撐梁10的凸緣11上隨著導(dǎo)線或線纜20被拉動(dòng)或釋放而運(yùn)動(dòng)。圖IB為自跟蹤鉤12的一個(gè)實(shí)施例的立體圖，其尤其適用于低緯度地區(qū)，在那里太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的傾斜可能不足以使臺(tái)車M只單獨(dú)依靠重力向下發(fā)生滾動(dòng)。在這種情況下，需要使用晾衣繩類型的滑輪系統(tǒng)四，其包括位于鉤12的與支撐梁10在一條直線上的相對(duì)兩端上的滑輪。與圖IA所示的連接到臺(tái)車M的單一的導(dǎo)線或線纜20不同，在該實(shí)施例中，連續(xù)的導(dǎo)線或線纜環(huán)20被連接到臺(tái)車M相對(duì)的兩個(gè)端部并且圍繞著每個(gè)滑輪 29，由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)滑輪四中的一個(gè)。由于線纜20的實(shí)際移動(dòng)極小，該系統(tǒng)即使對(duì)于彎曲的支撐梁也適用。管狀支撐梁僅僅用于說(shuō)明的目的?？梢岳斫膺@種雙滑輪、晾衣繩系統(tǒng)可以用于具有任何幾何形狀的支撐梁以及所有的緯度范圍。圖2是根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的，自跟蹤鉤12的支撐梁10的一部分被去掉后的側(cè)視圖，示出了帶有帶齒齒輪觀的集成的電動(dòng)馬達(dá)18，帶齒齒輪觀與布置在支撐梁10的凸緣11上的相應(yīng)的齒沈相嚙合或者以其它形式相作用。也就是，電動(dòng)馬達(dá)18集成到支撐鉤12中，例如集成到位于支撐梁10內(nèi)的端部。馬達(dá)18上的齒輪可以與凸緣11上的齒沈直接相作用或者通過(guò)中間齒輪(未示出)相作用。在隨后的一個(gè)實(shí)施例中，由馬達(dá)18驅(qū)動(dòng)較小的齒輪并且該較小的齒輪可以與一個(gè)較大的齒輪相作用，然后該較大的齒輪與凸緣11上的齒26相作用。在這種情況下，基于大小齒輪的直徑比，齒輪增大了由馬達(dá)18產(chǎn)生的力。齒沈可以直接形成在凸緣11上或者形成在一個(gè)被連接或結(jié)合到凸緣11上的帶上。在任何一種情況下，齒沈沿著支撐梁10的至少一個(gè)凸緣11的長(zhǎng)度的至少一部分延伸。鉤12的重量可以直接承載在齒沈上或者可承載在凸緣11上或者支撐梁 10的其他地方處的單獨(dú)的一個(gè)或多個(gè)承載表面上。馬達(dá)18還可以布置在有或沒(méi)有輪子的臺(tái)車上，其起到支撐鉤I2的重量的承載作用。在其他的實(shí)施例中，電連接線22僅被布置在系統(tǒng)的移動(dòng)部分上，封閉在自跟蹤鉤 12或者其他部件中。將連接線22封閉在鉤12中可以保護(hù)它們避免受到元件以及由太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36產(chǎn)生的極端的熱量的損害。盡管在圖2中連接線22位于自跟蹤鉤12 的側(cè)部，電連接線同樣還可以被包圍在自跟蹤鉤12的內(nèi)部。當(dāng)將這些電連接線22直接連接到電動(dòng)馬達(dá)18時(shí)，在運(yùn)行中連接線22不會(huì)遭受在連接移動(dòng)部件和固定部件時(shí)可能作用在其上的機(jī)械應(yīng)力。圖3是根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的一部分被去除后的側(cè)視圖，其包括集成到支撐鉤12中的馬達(dá)18。在這種情況下，馬達(dá)18轉(zhuǎn)動(dòng)作用于對(duì)應(yīng)的螺母30的螺桿32。馬達(dá)18封閉在支撐梁10中并且可以沿著支撐梁10的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)，而螺桿30固定到支撐梁10的通道壁上。馬達(dá)18可以靠在輪子15上以使得其可以在支撐梁10的凸緣11上滾動(dòng)。該特定的實(shí)施例更適用于弦為直線的拋物線。圖4是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的側(cè)視圖，其具有集成的摩托化螺母和螺桿驅(qū)動(dòng)器。也就是，與圖3中所示實(shí)施例的類似，馬達(dá)18連接到自跟蹤鉤12 上，除此之外，馬達(dá)18、桿32、以及螺母30設(shè)置在支撐梁10的外部。支撐梁10沒(méi)有像其他實(shí)施例那樣在上面開(kāi)槽，而是實(shí)心或者中空的，在上面沒(méi)有沿長(zhǎng)度方向的開(kāi)口以供鉤12通過(guò)。在這種情況下，自跟蹤鉤12通過(guò)環(huán)套33松散地連接到支撐梁10上。也就是，環(huán)套33 將鉤12的重量支撐在支撐梁10上，同時(shí)允許鉤12沿著支撐梁10的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)。該特定的實(shí)施例同樣更適合于弦為直線的拋物線。在圖3和圖4所示的實(shí)施例中，馬達(dá)18通常驅(qū)動(dòng)桿32轉(zhuǎn)動(dòng)，桿32作用于固定的螺母30以向希望的方向移動(dòng)鉤12。光伏電池14提供能量和信號(hào)以控制高扭矩、低轉(zhuǎn)速直流馬達(dá)18，從而使自跟蹤鉤12以及連接到其上的接收器16沿著聚集器的反射光線的焦點(diǎn)路徑移動(dòng)。盡管這些實(shí)施例中，馬達(dá)18是連接到自跟蹤鉤12上并且螺母30是固定到梁10 上，然而這些組件還可以以相反的方式使用。圖5是根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的自跟蹤太陽(yáng)能接收器的側(cè)視圖， 其包括組合在圓柱管狀支撐梁34中的具有摩托化螺母和螺桿30驅(qū)動(dòng)裝置的支撐鉤12。管狀支撐梁的使用相對(duì)于其他幾何形狀的支撐梁具有優(yōu)勢(shì)。例如，環(huán)形橫截面可以減少灰塵或者冰在它的圓形表面上的堆積，并且用起來(lái)更加經(jīng)濟(jì)。圖6是根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其包括包含兩排太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的改進(jìn)的鋸齒形屋頂。這些聚集器的曲率優(yōu)選地符合方程式Y(jié)2 = 4AX。該曲率確保聚集器的焦點(diǎn)路徑基本上為一條位于聚集器拋物線橫截面的兩端之間的直線，這允許鉤12運(yùn)動(dòng)時(shí)所沿著的支撐梁10在結(jié)構(gòu)上為直的。必須要注意，支撐梁10需要設(shè)置在接收器16實(shí)際的中心點(diǎn)的上方幾英寸處，以使得接收器16而不是支撐梁10位于焦點(diǎn)路徑上。由于太陽(yáng)在日出和日落時(shí)的極端角度引起的陰影效應(yīng)，因此，理想的是在槽聚集器的端部使用非跟蹤鉤代替支撐梁10上的自跟蹤鉤12。這樣，幾乎不存在對(duì)接收器16的移動(dòng)的任何阻力；如果不這樣做，將會(huì)因設(shè)置在端部支撐梁上的電動(dòng)馬達(dá)18而產(chǎn)生阻力。結(jié)構(gòu)通常包括至少一個(gè)拋物型槽聚集器36。聚集器36如同名稱所表達(dá)地具有拋物型橫截面，如圖9所示地，接收器16垂直于拋物型橫截面。接收器16通常通過(guò)多個(gè)支撐梁10懸掛在聚集器36上方，每個(gè)支撐梁10都具有自跟蹤支撐構(gòu)件12，該構(gòu)件12可移動(dòng)地將接收器16連接到支撐梁10上。支撐梁10基本上與聚集器36的焦點(diǎn)路徑相平行并且被固定在聚集器36的拋物型橫截面的每個(gè)端部上。圖7為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，其具有作為聚集器36的拋物型太陽(yáng)能罩篷。該特定的應(yīng)用可以很容易地用于加裝現(xiàn)有的商用的結(jié)構(gòu)。該圖用于說(shuō)明電動(dòng)馬達(dá)18的位置位于結(jié)構(gòu)本身上而不是連接到自跟蹤鉤12或支撐梁10上。 這里示出了馬達(dá)18遠(yuǎn)離太陽(yáng)能鉤12的任選的定位。聚集器還可以通過(guò)罩篷之外的其他手段加裝在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的屋頂上。例如，聚集器可以如圖10所示地，直接安裝在現(xiàn)有的屋頂上。圖7a為附著到圖7的結(jié)構(gòu)上的馬達(dá)18的側(cè)視圖。馬達(dá)18纏繞并且松開(kāi)導(dǎo)線或線纜20從而控制臺(tái)車M在支撐梁10中的移動(dòng)。導(dǎo)線或纜索20可被結(jié)合在一起以便能在單個(gè)馬達(dá)18上運(yùn)行。對(duì)于長(zhǎng)度相當(dāng)大的拋物型太陽(yáng)能罩篷這種設(shè)置無(wú)疑是理想的，因?yàn)樗部梢韵拗岂R達(dá)18不均衡地移動(dòng)接收器16的可能性。圖8是根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖，它的支撐梁10是彎曲的而不是直的以便與太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的焦點(diǎn)路徑相一致，聚集器36具有不同于方程Y2 = 4AX所描述的曲率。彎曲的支撐梁10需要能夠允許自跟蹤鉤12沿著曲線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)如圖2所示，其中齒形帶沈連接到支撐梁10的凸緣11上與電動(dòng)馬達(dá)18的帶齒齒輪觀相嚙合。齒形帶可以類似于車用彈性帶，其可以粘附到任何曲線表面。另一個(gè)同樣可以有效用在彎曲支撐梁10上的系統(tǒng)為圖IB所示的晾衣繩運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。圖9為根據(jù)這里公開(kāi)的系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的側(cè)視圖。如同所看到的，太陽(yáng)的射線37進(jìn)入并且被太陽(yáng)能拋物型聚集器36反射。反射的射線39到達(dá)其上具有光伏電池14的鉤12的“V”形部分的每個(gè)支腿。由光伏電池14產(chǎn)生的電能使得鉤12和安裝在其上的接收器16移動(dòng)進(jìn)入并保持在聚集器的焦點(diǎn)路徑上。太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36優(yōu)選地總是向赤道方向傾斜。這種描述代表了在北半球大約35°的緯度處的安裝方法。太陽(yáng)自東向西的運(yùn)動(dòng)的整體掃掠造成的自跟蹤鉤12和接收器16的一天內(nèi)的移動(dòng)以及季度的移動(dòng)相對(duì)比較小。這個(gè)事實(shí)使得使用相對(duì)較小并且廉價(jià)的高扭矩、低轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)馬達(dá)18來(lái)達(dá)到跟蹤的目的。操作過(guò)程本申請(qǐng)公開(kāi)了一種可移動(dòng)的“V”型或改進(jìn)的“V”型自跟蹤鉤12，其支撐并移動(dòng)用于固定的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的接收器16。自跟蹤鉤12懸掛在橫跨太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的兩側(cè)的支撐梁10上。固定的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36可以是屋頂，墻壁，罩篷，車棚或者其他固定結(jié)構(gòu)。聚集器36同樣還可以用作移動(dòng)房屋或者拖車式移動(dòng)房屋的屋頂或墻表面。太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36理想地面向赤道的方向，并且以與安裝地點(diǎn)的緯度相接近的角度傾斜。接收器16沿著太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的長(zhǎng)度以自東向西的方向布置，并且在跟蹤太陽(yáng)時(shí)以自北向南的方向移動(dòng)?！癡”型或修正的“V”型自跟蹤鉤12朝向下方的表面上具有附著到其上的同樣地被供能的光伏電池14。布置在自跟蹤鉤12的朝向下方的表面的中心點(diǎn)的相對(duì)兩側(cè)的這些光伏電池14，分別由導(dǎo)線連接到高扭矩、低轉(zhuǎn)速可逆直流電動(dòng)馬達(dá)18的正負(fù)極上。當(dāng)從太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36反射的朝向上方的太陽(yáng)射線到達(dá)到光伏電池14的朝向下方的側(cè)部時(shí)，產(chǎn)生出電流，電流驅(qū)動(dòng)可逆馬達(dá)18以沿太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)路徑的方向移動(dòng)自跟蹤鉤12和其所支持的接收器16。接收器16優(yōu)選地直接布置在自跟蹤鉤16的中心點(diǎn)的后方。當(dāng)從位于自跟蹤鉤12 —側(cè)的光伏電池14產(chǎn)生的電流達(dá)到與位于自跟蹤鉤12的中心點(diǎn)的另一側(cè)的光伏電池14產(chǎn)生的電流相等時(shí)，自跟蹤鉤16停止移動(dòng)。隨著太陽(yáng)在天空中的位置的變化，馬達(dá)18響應(yīng)于由相對(duì)布置的光伏電池14發(fā)出的電流的不均衡性，并且將自跟蹤鉤12和/或接收器16的中心點(diǎn)帶回到聚集器的焦點(diǎn)。通過(guò)這種方式，太陽(yáng)能拋物型槽聚集器36的焦點(diǎn)精確地或盡可能接近地保持在接收器16上，接收器16與“V”型或修正的“V”型自跟蹤鉤12的中心點(diǎn)對(duì)齊。由于到達(dá)自跟蹤鉤12上的光伏電池14的被聚集的太陽(yáng)能量所產(chǎn)生的能量大約是太陽(yáng)產(chǎn)生的能量的30倍或者更多，因此不需要外部能源來(lái)移動(dòng)接收器16。然而，應(yīng)該期望的，從自跟蹤鉤12流出的電流可以用于操作開(kāi)關(guān)以允許可逆馬達(dá)18由外部能源供電運(yùn)行。 這里公開(kāi)的系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是可以想到的，并且所有的這些改進(jìn)都位于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。支撐梁10可以是直的或者彎曲的并且其可以由棒、桿、管或者任何其他可以提供自跟蹤鉤12的精確移動(dòng)所必需剛性支撐的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)造。盡管支撐梁10通常為金屬材料， 其他的剛性材料同樣也適用。支撐梁10之間適宜的空間的確定由建筑學(xué)和工程學(xué)的考慮決定。支撐梁10可以是中空的，具有適合于用來(lái)移動(dòng)太陽(yáng)能鉤12的運(yùn)動(dòng)裝置的型面，或者還可以如圖4所示的為實(shí)心的。自跟蹤接收器優(yōu)選的實(shí)施例在圖2中示出。它在自跟蹤鉤12上集成有電動(dòng)馬達(dá) 18。電動(dòng)馬達(dá)18垂直布置在支撐梁內(nèi)并且具有連接到馬達(dá)18的傳動(dòng)裝置上的帶齒齒輪觀。 帶齒齒輪18與附著到支撐梁10的凸緣11上的柔性齒形帶嚙合。當(dāng)齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其與凸緣上相應(yīng)的齒相作用由此使得馬達(dá)18、自跟蹤鉤12、以及接收器16沿著支撐梁10的長(zhǎng)度的至少一部分向期望的方向移動(dòng)。本申請(qǐng)中的馬達(dá)18可以是高扭矩、低轉(zhuǎn)速直流馬達(dá)，其通過(guò)連接電池14和馬達(dá)18的電連接線22從自跟蹤鉤12上的光伏電池14獲得電能。如這里討論的，電池14分別連接到馬達(dá)18的正負(fù)極上。在本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，太陽(yáng)能收集器利用固定的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器 36，其拋物曲線由方程Y2 = 4AX確定。該特定的拋物線形狀的焦點(diǎn)總是落在沿著拋物線的弦的直線上。因此，保持太陽(yáng)跟蹤鉤12的支撐梁10同樣可以是直的以使得接收器16能保持在焦點(diǎn)路徑上。在其他的實(shí)施例中，直流馬達(dá)18可以連接到太陽(yáng)跟蹤鉤12上。馬達(dá)18轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋桿或螺桿通過(guò)螺母30 ；螺母30固定在支撐梁10上。該動(dòng)作與自動(dòng)車庫(kù)門開(kāi)門機(jī)上的螺絲驅(qū)動(dòng)相類似。馬達(dá)18的這個(gè)動(dòng)作將太陽(yáng)跟蹤鉤12以及接收器16保持在拋物型槽聚集器 36的焦點(diǎn)上。盡管優(yōu)選的拋物型反射器曲線由方程Y2 = 4AX確定并且頂點(diǎn)為(0，0)，這允許使用直的支撐梁10來(lái)利用沿著弦線下降的為一條直線的焦點(diǎn)路徑，而更大的屋頂表面可能需要更淺的拋物型槽聚集器36而不是由方程Y2 = 4AX所定義的。更淺的拋物型槽聚集器 36的焦點(diǎn)路徑為彎曲的。在這種情況，支撐梁10的形狀將會(huì)被彎曲以與從更淺的拋物型槽聚集器36發(fā)出的焦點(diǎn)路徑的移動(dòng)弧線盡可能地精確地重合或者實(shí)際上與該弧線重合。將支撐梁定位于聚集器36上方將考慮支撐梁10和接收器16之間的距離以確保接收器16而不是支撐梁10能截獲被選擇的特定拋物型曲線的焦點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于移動(dòng)自跟蹤鉤12的能量在支撐梁10的一端提供。馬達(dá) 18由位于太陽(yáng)跟蹤鉤12上的光伏電池14產(chǎn)生的電流致動(dòng)。馬達(dá)18根據(jù)不同的更強(qiáng)的電流，通過(guò)控制導(dǎo)線22、導(dǎo)線、線纜或鏈條20、或任何其他類似的裝置來(lái)移動(dòng)太陽(yáng)跟蹤鉤12沿著支撐梁10移動(dòng)。馬達(dá)可以由各個(gè)光伏電池14之間產(chǎn)生的電流的差值的電流來(lái)運(yùn)行?？商鎿Q地，馬達(dá)14可以包括一個(gè)控制器，其可以確定由多個(gè)光伏電池14中的一個(gè)產(chǎn)生的不同的電流并且將電流組合起來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。當(dāng)電流相同時(shí)，控制器可以將能量存儲(chǔ)在可再充電的電池或電容器中。在這種情況下，電池和/或電容器可以提供驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14的備用電流。 可逆馬達(dá)18還可以通過(guò)從支撐梁引出的導(dǎo)線、線纜或鏈條控制任意數(shù)量的太陽(yáng)鉤12的運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，一系列太陽(yáng)跟蹤鉤10的電輸出可以被組合到一起為馬達(dá)18提供能量。另外，來(lái)自光伏電池14的差值電流能夠致動(dòng)控制由外部電源供電的可逆馬達(dá)18 的運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)。該實(shí)施例適用于槽聚集器26的長(zhǎng)度非常長(zhǎng)的情形，例如當(dāng)它放置在購(gòu)物中心的罩篷里并且需要使用多個(gè)馬達(dá)的情形。在多數(shù)情況下，可以將配重物附加到導(dǎo)線或線纜上以減小一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)上的負(fù)荷。配重物可以插入到圖IB所示的晾衣繩型移動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)中。這將與電梯的配重物的運(yùn)行一樣，以抵消接收器的重量。配重物同樣還可以如圖7A所示的那樣容易地集成在連接到結(jié)構(gòu)上的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)里。太陽(yáng)跟蹤鉤12上的寬開(kāi)口使得接收器16的插入和移除變得容易。接收器16布置在接收器支撐的“V”型凹口或者其他類似形狀的部分中，例如“C”、“D”、“Y”等形狀的太陽(yáng)跟蹤鉤12，并且由重力或機(jī)械連接保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｓ捎谀軌蚝?jiǎn)單地將接收器16抬升出太陽(yáng)跟蹤鉤12而不需要移除太陽(yáng)跟蹤鉤12或者支撐梁10，能量吸收管16的維護(hù)、清理、或者更換變得簡(jiǎn)單。這同樣允許甚至在能量吸收管被插入到合適位置之前就可以測(cè)試跟蹤系統(tǒng)的精確性。屋頂結(jié)構(gòu)的反射材料選擇為M到沈標(biāo)準(zhǔn)厚度的鏡面化的不銹鋼。該厚度與通常用在“巴特勒(Butler)，，以及其他金屬建筑物中的金屬屋頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)類似，只是使用不銹鋼是用來(lái)相對(duì)于傳統(tǒng)屋頂表面的壽命來(lái)說(shuō)顯著地延長(zhǎng)屋頂?shù)膲勖?。太?yáng)能項(xiàng)目的回報(bào)期的計(jì)算，通?；谔?yáng)能按照自身的費(fèi)用；然而，由于用具有不銹鋼的拋物型槽聚集器建造的新的或現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)具有比標(biāo)準(zhǔn)的屋頂長(zhǎng)得多的壽命，隨著時(shí)間的用于屋頂維修或更換的較低的花費(fèi)能夠顯著地改變項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性并且能夠加速這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)的認(rèn)可度。鏡面化的玻璃、鋁、或者塑料為可接受的替換材料，尤其是用于墻壁、罩篷或者其他非屋頂?shù)膽?yīng)用時(shí)。這里公開(kāi)的太陽(yáng)能系統(tǒng)還可以用在移動(dòng)應(yīng)用中，例如休閑車、移動(dòng)房屋、以及其他臨時(shí)設(shè)施中。當(dāng)提到聚集器為固定的時(shí)，這意味著聚集器自身保持固定到在其運(yùn)行期間所連接到的結(jié)構(gòu)上?？梢岳斫?，整個(gè)聚集器和結(jié)構(gòu)可以隨意移動(dòng)和組裝。盡管這里公開(kāi)的系統(tǒng)理想地適用于新結(jié)構(gòu)或者加裝到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的罩篷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以確定，它的簡(jiǎn)易和低成本對(duì)于自立式的固定太陽(yáng)能拋物型槽聚集器具有實(shí)際的應(yīng)用性。雖然出于清楚和便于理解的目的已經(jīng)對(duì)前述的發(fā)明作出了詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)閱讀公開(kāi)的內(nèi)容可以意識(shí)到，能夠做出的各種形式和細(xì)節(jié)的修改均沒(méi)有脫離附加的權(quán)利要求中記載的發(fā)明的真正的范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能收集器，包括具有拋物型橫截面的拋物型太陽(yáng)能聚集器，拋物型橫截面具有第一端、第二端、位于第一端和第二端之間的中點(diǎn)，以及焦點(diǎn)路徑；具有橫跨聚集器的第一以及第二端的長(zhǎng)度的支撐梁；以及在聚集器上方可移動(dòng)地連接到支撐梁上的接收器支撐構(gòu)件，該接收器支撐構(gòu)件包括 至少松散地連接到接收器支撐構(gòu)件上的接收器，多個(gè)光伏電池，其中至少一個(gè)電池面向第一方向并且至少另一個(gè)電池面向不同于第一方向的朝向聚集器的第二方向，以及馬達(dá)，其操作地連接到接收器支撐構(gòu)件，從而馬達(dá)沿著支撐梁的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)支撐構(gòu)件，其中光伏電池電連接到馬達(dá)上以提供用于控制馬達(dá)的信號(hào)并且提供至少一部分驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電能。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，接收器支撐構(gòu)件包括具有在面向聚集器的頂點(diǎn)處相交的第一支腿和第二支腿的鉤狀部分，其中至少一個(gè)光伏電池布置在第一支腿上，至少另一個(gè)光伏電池布置在第二支腿上，并且接收器布置在鉤狀部分的凹口中。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中支撐構(gòu)件的鉤狀部分以及接收器共用一個(gè)共同的中心點(diǎn)， 并且其中馬達(dá)沿著聚集器的焦點(diǎn)路徑移動(dòng)鉤狀部分。
4.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中鉤狀部分包括直立部分，所述直立部分具有從支腿中的一個(gè)延伸出來(lái)的一端以及可移動(dòng)地將鉤狀部分連接到支撐梁上的相對(duì)一端。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中鉤狀部分包括布置在直立部分的相對(duì)一端上的并且通過(guò)支撐梁的長(zhǎng)度方向的開(kāi)口而位于支撐梁內(nèi)的臺(tái)車，從而允許臺(tái)車沿著支撐梁的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)。
6.權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中臺(tái)車通過(guò)至少一條導(dǎo)線或線纜連接到馬達(dá)上，于是馬達(dá)可操作以沿著支撐梁的長(zhǎng)度在至少一個(gè)方向上拉動(dòng)臺(tái)車。
7.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中臺(tái)車包括多個(gè)靠在與支撐梁10相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)凸緣上的輪子。
8.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，包括位于鉤狀部分的與支撐梁在一條直線上的相對(duì)兩端上的多個(gè)滑輪，以及連接到臺(tái)車的相對(duì)兩端的連續(xù)的導(dǎo)線或線纜環(huán)，其中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多個(gè)滑輪中的一個(gè)。
9.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中馬達(dá)在直立部分的相對(duì)一端上被集成到鉤狀部分中，馬達(dá)包括至少一個(gè)與布置在與支撐梁相關(guān)聯(lián)的凸緣上的相應(yīng)的齒相作用的帶齒齒輪。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中支撐梁為一個(gè)管狀構(gòu)件并且其中馬達(dá)至少部分地通過(guò)支撐梁上的長(zhǎng)度方向的開(kāi)口布置在管狀構(gòu)件里。
11.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中凸緣包括結(jié)合到凸緣上的齒形帶。
12.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中馬達(dá)在直立部分的相對(duì)一端上被集成到鉤狀部分里，該馬達(dá)包括與固定在支撐梁上相應(yīng)的螺母相作用的螺桿。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中鉤狀部分通過(guò)環(huán)套可移動(dòng)地連接到支撐梁上并且其中馬達(dá)和螺母布置在支撐梁外部。
14.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中光伏電池相對(duì)通過(guò)所述中心點(diǎn)的至少一個(gè)軸線對(duì)稱地布置。
15.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中聚集器結(jié)合到結(jié)構(gòu)的屋頂和罩篷的其中一個(gè)中。
16.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中聚集器具有使得焦點(diǎn)路徑被彎曲的曲率，并且其中支撐梁具有與焦點(diǎn)路徑的彎曲相匹配的曲率。
17.一種太陽(yáng)能收集器，包括具有拋物型橫截面的拋物型槽太陽(yáng)能聚集器，其中拋物型橫截面具有第一端、第二端、 位于第一端和第二端之間的中點(diǎn)，以及焦點(diǎn)路徑；具有橫跨聚集器的第一端和第二端的長(zhǎng)度的支撐梁，并且該支撐梁具有與聚集器的焦點(diǎn)路徑相匹配的形狀；以及在聚集器上方可移動(dòng)地連接到支撐梁上的接收器支撐構(gòu)件，該接收器支撐構(gòu)件包括 具有在面向聚集器的頂點(diǎn)相交的第一支腿和第二支腿的鉤狀部分， 在鉤狀部分的凹口中至少松散地連接到接收器支撐構(gòu)件的接收器，以及多個(gè)光伏電池，電池中的至少一個(gè)設(shè)置在第一支腿上從而面向第一方向并且至少另一個(gè)電池設(shè)置在第二支腿上從而面向不同于第一方向的朝向聚集器的第二方向，可操作地連接到接收器支撐構(gòu)件上的馬達(dá)，從而該馬達(dá)沿著循著聚集器的焦點(diǎn)路徑的支撐梁的長(zhǎng)度的至少一部分移動(dòng)支撐構(gòu)件，其中光伏電池電連接到馬達(dá)上以提供控制馬達(dá)的信號(hào)以及提供驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的至少一部分能量。
18.一種太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，包括固定的太陽(yáng)能拋物型槽聚集器，聚集器將所有從其表面反射的太陽(yáng)光線導(dǎo)向到單一的焦點(diǎn)路徑上；一個(gè)或多個(gè)橫跨太陽(yáng)能拋物型聚集器的支撐梁，該支撐梁具有曲率，支撐梁的曲率與太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)路徑重合；“V”型或修正的“V”型自跟蹤接收器支撐構(gòu)件懸掛在支撐梁上，自跟蹤支撐構(gòu)件具有兩個(gè)或多個(gè)向下面朝太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的表面；兩個(gè)或多個(gè)同樣地供能的、相對(duì)地連接到自跟蹤鉤面朝下方的表面上的光伏電池，面朝下方的光伏電池截獲從太陽(yáng)能拋物型槽聚集器反射的太陽(yáng)光線；并且接收器放置在自跟蹤支撐構(gòu)件的“V”型或修正的“V”型部分里，接收器與相對(duì)的光伏電池之間的中心點(diǎn)對(duì)齊；其中，馬達(dá)響應(yīng)于來(lái)自相對(duì)的光伏電池的差值電流，將自跟蹤鉤和接收器作為一個(gè)整體移動(dòng)進(jìn)入到太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)路徑里，并且馬達(dá)響應(yīng)來(lái)自相對(duì)的光伏電池的差值電流，將自跟蹤鉤和接收器移動(dòng)進(jìn)入到太陽(yáng)能拋物型槽聚集器的焦點(diǎn)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有自跟蹤接收器的太陽(yáng)能聚集器。提供一種包括懸掛在橫跨固定太陽(yáng)能槽型聚集器的兩側(cè)的支撐梁上的移動(dòng)、自跟蹤接收器支撐構(gòu)件的太陽(yáng)能收集系統(tǒng)。自跟蹤接收器支撐構(gòu)件具有附著到支撐構(gòu)件的兩個(gè)或多個(gè)朝向下方的表面上的均等供能的光伏電池。這些光伏電池向下面對(duì)太陽(yáng)能拋物型槽聚集器并且響應(yīng)于由拋物型聚集器向上反射的焦點(diǎn)路徑上的光線。太陽(yáng)能電池連接到直流馬達(dá)上以使得馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地響應(yīng)于太陽(yáng)能電池輸出能量的不一致。隨著太陽(yáng)能聚集器的焦點(diǎn)路徑移動(dòng)到自跟蹤支撐構(gòu)件的中心的一側(cè)或另一側(cè)，馬達(dá)自動(dòng)地移動(dòng)支撐構(gòu)件以及安裝在其上的接收器一起進(jìn)入到拋物型聚集器的焦點(diǎn)路徑里。自跟蹤構(gòu)件組合了在跟蹤太陽(yáng)的同時(shí)將連接到其上的接收器輸送到聚集器的焦點(diǎn)路徑的功能。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的能量?jī)?yōu)選地由太陽(yáng)能單獨(dú)地提供。
文檔編號(hào)F24J2/38GK102192606SQ20111004907
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者伊萊·科恩 申請(qǐng)人:伊萊·科恩