太陽能利用的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】描述了一種太陽能利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：太陽能接收器；太陽能聚光器，該太陽能聚光器安裝在從太陽能接收器沿該系統(tǒng)的主軸延伸的桿件上；以及太陽跟蹤系統(tǒng)。太陽能接收器被構(gòu)造用于接收來自太陽的太陽能，并且用于將接收到的太陽能聚集在預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域中。太陽能接收器包括彼此獨(dú)立且圍繞系統(tǒng)主軸沿徑向布置的多個(gè)柔性反射鏡。柔性反射鏡被構(gòu)造成為了操作而被展開，或者例如為了運(yùn)輸或在系統(tǒng)可能損壞的情況下進(jìn)行收合。太陽能聚光器位于預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域中，從所述多個(gè)柔性反射鏡所反射的太陽能被聚集在該區(qū)域中，并且該太陽能聚光器被構(gòu)造用于將所聚集的反射能量轉(zhuǎn)換成電能。太陽跟蹤系統(tǒng)被構(gòu)造用于感應(yīng)太陽在天空中的位置，并且傾斜該系統(tǒng)，從而朝向太陽來引導(dǎo)太陽能接收器，以便接收最多的陽光并將其反射到預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域上。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及一種太陽能利用的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于發(fā)電的動(dòng) 態(tài)方法和裝置。 太陽能利用的系統(tǒng)和方法

【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止存在兩種主要類型的太陽能系統(tǒng)，S卩：(a) -種熱力系統(tǒng)，該熱力系統(tǒng)建 立在對陽光進(jìn)行聚集并且通過熱來產(chǎn)生能量的反射鏡的基礎(chǔ)之上。該熱力系統(tǒng)是基于反射 鏡的并且是有效的，但它通常成本太高；以及（b) -種光伏（PV)系統(tǒng)，該光伏系統(tǒng)包括光伏 電池，該光伏系統(tǒng)將入射能量轉(zhuǎn)換為電能。
[0003] 例如，美國專利申請No. 2012/0118351描述了一種太陽能發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括 光伏發(fā)電元件的陣列和單一的連續(xù)的平滑太陽能反射面，該反射面被布置用于將來自太陽 的光反射到光伏發(fā)電元件的陣列上。
[0004] 美國專利申請No. 2011/0265852描述了一種用于太陽輻射的開放式聚光系統(tǒng)，該 系統(tǒng)包括凹面鏡和光伏模塊，該光伏模塊包括多個(gè)布置在所述凹面鏡的焦點(diǎn)中的太陽能電 池，光伏模塊由殼體封裝。該殼體因此被構(gòu)造成使得其至少在由凹面鏡所反射的入射輻射 的區(qū)域內(nèi)具有透明蓋，并且該透明蓋與光伏模塊具有間隔，即，位于入射輻射的錐體內(nèi)。
[0005] 應(yīng)該注意的是，這些系統(tǒng)可能不如熱力系統(tǒng)有效，并且經(jīng)常需要7年以上的電力 輸出來提供投資回報(bào)率（R0I)。因此，太陽能系統(tǒng)盡管具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢，但與常規(guī)能源 相比并不是十分經(jīng)濟(jì)的。
[0006] 因此，需要為太陽能利用提供經(jīng)濟(jì)的、低成本的系統(tǒng)和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 盡管在太陽能利用【技術(shù)領(lǐng)域】中存在現(xiàn)有技術(shù)，但在該領(lǐng)域中仍需要進(jìn)一步進(jìn)行改 進(jìn)，以提供更經(jīng)濟(jì)的且低成本的太陽能利用的系統(tǒng)和方法。
[0008] 還需要具有用于太陽能利用的輕型化系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)是有利的。
[0009] 在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，提供了改進(jìn)的方法和設(shè)備來利用太陽能進(jìn)行發(fā)電。 [0010] 本發(fā)明的這些系統(tǒng)和裝置以花朵形式構(gòu)成，并且這種形式的靈感來自于其花瓣或 葉片易于處理的鮮花的形狀和品質(zhì)。在下文中，術(shù)語"花瓣"和"葉片"將被交替使用。根 據(jù)一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)包括：桿件；安裝在桿件上的、被構(gòu)造用于反射和聚集收集到的太 陽能的太陽能接收器；以及太陽能聚光器，該太陽能聚光器被安裝在桿件上，位于從太陽能 接收器所反射的太陽能聚集的位置處。因此，如上所述，桿件類似于花梗，太陽能接收器類 似于花冠，并且包括多個(gè)類似于花瓣的反射鏡，而太陽能聚光器則類似于花蕊。
[0011] 每個(gè)反射鏡葉片包括兩個(gè)主要元件，諸如可充氣支撐件和覆蓋該支撐件的工作 件。該葉片是柔性的，這是因?yàn)檫@兩個(gè)元件（支撐件和工作件）均由柔性材料制成。
[0012] 細(xì)繩形成支撐件的部件。這種葉片形狀可以是平坦的或者彎曲的。該可充氣支撐 件包括通過空氣管路與空氣閥相連以及通過共同的空氣管路與空氣泵相連的閥門。該支撐 件具有類似于彈簧的能力，這是因?yàn)樵撝渭患訅旱幕蛭醇訅簹怏w所填充。
[0013] 工作件通過由反射箔制成的板形成。同心臺(tái)板借助鎖定機(jī)構(gòu)被堆疊成層狀。
[0014] 桿件包括上部中心管，該上部中心管沿該裝置的主軸定位，被附接到臺(tái)板上。該葉 片反射鏡具有與臺(tái)板上的鎖緊部相對的鎖定機(jī)構(gòu)。
[0015] 一旦充氣，該葉片可以與該裝置緊密連接。葉片群為該裝置形成了多層式工作面。 相等尺寸的多層葉片形成了具有"分散的"焦點(diǎn)的多焦點(diǎn)區(qū)域。由于裝置的重心點(diǎn)低于轉(zhuǎn) 動(dòng)中心，并且由于裝置的結(jié)構(gòu)基于具有所描述屬性的葉片，因此整個(gè)裝置良好的平衡并且 當(dāng)其伸展開并且操作時(shí)自然而然地被保護(hù)以免受外力影響。
[0016] 折疊機(jī)構(gòu)基于氣動(dòng)活塞進(jìn)行工作，該氣動(dòng)活塞經(jīng)由空氣管路被聯(lián)接至具有電磁空 氣閥的氣壓罐并且通過常見的空氣管路被聯(lián)接至空氣泵，并且通過上述空氣管路被加壓。 活塞位于頂部臺(tái)板上并且沿中心管的軸線致動(dòng)。
[0017] 這些葉片可以在任何時(shí)刻關(guān)閉。因此，該裝置的表面可以折疊和關(guān)閉。通過折疊 和關(guān)閉該裝置，這些葉片改變?yōu)榫哂械涂諝鈩?dòng)力學(xué)輪廓的緊湊的形狀，這在很大程度上抵 抗任何外力。
[0018] 基于球形件或者球軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)中心。穿過球形件的管件通過兩個(gè)適 配器來終止，并且位于臺(tái)板下方。該裝置通過圍繞球形件的護(hù)套被連接到支柱或者連接到 線纜。上部中心管被連接到上部適配器。下部中心管經(jīng)由下部適配器被連接到球形件。
[0019] 該裝置可以容易地因旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而改變中心管圍繞兩個(gè)軸線的方向。三個(gè)流體容器 對稱地以120°的角度與下部中心管相連。容器內(nèi)部是流體，該流體的運(yùn)動(dòng)包括沿方向向量 的方向的變化。
[0020] 例如可以通過泵送容器之間的流體和改變裝置的重心來重新定向?？梢酝ㄟ^空氣 泵并可以利用氣升原理來實(shí)現(xiàn)泵送。流體的目的地由裝置頂部的光伏傳感器來確定。與傳 感器相關(guān)聯(lián)的微芯片接收來自所有連接的傳感器的輸入，經(jīng)由許多不同的過程來管理壓縮 機(jī)、伺服機(jī)構(gòu)、電磁體等。微芯片分析適當(dāng)?shù)臅r(shí)間來折疊和關(guān)閉裝置，并且驅(qū)動(dòng)空氣泵來保 持該裝置的每個(gè)部分中所需的壓力。
[0021] 根據(jù)一些實(shí)施方式，該系統(tǒng)包括移動(dòng)傳感器，該移動(dòng)傳感器負(fù)責(zé)在操作過程中主 動(dòng)地保護(hù)（關(guān)閉）裝置。該系統(tǒng)的折疊可以通過安裝在系統(tǒng)的桿件上的氣動(dòng)活塞來執(zhí)行。 中心管可以將冷空氣從該裝置的花冠的表面下方區(qū)域進(jìn)行輸送，在此處，由于裝置的花冠 表面所形成的陰影部分而使得空氣本身比較冷。
[0022] 太陽能聚光器因其形狀還被稱為"冠部"，并且位于桿件的中心管的頂部?；诓?同的原理和技術(shù)，可能存在冠部的各種實(shí)施方式。
[0023] 在一種利用情況下，冠部的表面在到達(dá)實(shí)際焦點(diǎn)之前捕獲陽光，并且冠部的具有 空氣管路的彎曲部分和結(jié)構(gòu)形成了基于熱空氣膨脹和溫度勢的經(jīng)由中心管的空氣流。光伏 (PV)板可以被插到冠部的表面中。這些PV板可以將聚集的太陽能的能量轉(zhuǎn)換為電力。這 些PV板可以通過導(dǎo)體（例如電線）以并聯(lián)和/或串聯(lián)的方式連接到電路中。由PV板生成 的直流電可以引導(dǎo)到可位于系統(tǒng)外的變換器。該變換器負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電、同步 頻率以及管理對電網(wǎng)的供電。
[0024] 應(yīng)該理解的是，例如可以只重幾公斤的該系統(tǒng)的輕型構(gòu)造創(chuàng)造了很多用于利用和 放置該系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，而這種利用和放置當(dāng)前是不存在的。當(dāng)屋頂?shù)闹丿B區(qū)域也成為遮陽傘 時(shí)，該系統(tǒng)可以被安裝在屋頂上。擴(kuò)展的支撐樞轉(zhuǎn)部形成了適于在公園、場地、草坪、花園、 森林或者山坡等地進(jìn)行安裝的與自然環(huán)境和諧的提高的系統(tǒng)。
[0025] 如果該系統(tǒng)與承載纜繩相連，則可以在城市，居住區(qū)，沙漠，島嶼和海洋等地來形 成一維或二維、堅(jiān)直的、水平的或者組合式的環(huán)境友好的設(shè)備。
[0026] 因此，本發(fā)明部分地消除了傳統(tǒng)太陽能使用技術(shù)的缺點(diǎn)，并且提供了一種新穎的 太陽能利用系統(tǒng)，其包括太陽能接收器、安裝在從太陽能接收器沿該系統(tǒng)的主軸延伸的桿 件上的太陽能聚光器以及太陽跟蹤系統(tǒng)。
[0027] 太陽能接收器被構(gòu)造用于接收來自太陽的太陽能，并且用于將接收到的太陽能聚 集在預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域中。太陽能接收器包括獨(dú)立于彼此且圍繞系統(tǒng)主軸徑向布置的多個(gè)柔性 反射鏡。多個(gè)柔性反射鏡被構(gòu)造成為了操作而進(jìn)行展開或者例如為了運(yùn)輸或者在系統(tǒng)可能 的損壞情況下進(jìn)行收合。
[0028] 太陽能聚光器位于預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域中，在該區(qū)域中從所述多個(gè)柔性反射鏡所反射的 太陽能被聚集，并且該太陽能聚光器被構(gòu)造用于將所聚集的反射能量轉(zhuǎn)換成電能。
[0029] 太陽跟蹤系統(tǒng)被構(gòu)造用于感應(yīng)太陽在天空中的位置，并且傾斜該系統(tǒng)以使得太陽 能接收器指向太陽，以便接收最多的陽光并將其反射到預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域上。
[0030] 太陽能接收器包括輪轂，該輪轂具有多個(gè)沿系統(tǒng)主軸布置的并且適于保持柔性反 射鏡的盤件。根據(jù)一種實(shí)施方式，該輪轂包括上部臺(tái)板蓋盤、下部臺(tái)板蓋盤和多個(gè)夾持在上 部臺(tái)板蓋盤和下部臺(tái)板蓋盤之間的反射鏡保持盤。反射鏡保持盤被構(gòu)造用于固定和保持柔 性反射鏡。
[0031] 例如，太陽能接收器可以包括3個(gè)反射鏡保持盤和18個(gè)布置在由3個(gè)保持盤所形 成的三個(gè)層中的柔性反射鏡。在該示例中，每個(gè)反射鏡保持盤保持6個(gè)柔性反射鏡。
[0032] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器包括葉片鎖定機(jī)構(gòu)，該葉片鎖定機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用 于將柔性反射鏡保持在反射鏡保持盤中。反射鏡保持盤包括葉片鎖定機(jī)構(gòu)的"凹狀"部分， 用于將柔性反射鏡固定在圍繞系統(tǒng)的主軸的徑向位置中。另一方面，每個(gè)柔性反射鏡包括 鎖定機(jī)構(gòu)的"凸?fàn)?部分，用于與布置在對應(yīng)的保持盤中的"凹狀"部分相匹配。
[0033] 根據(jù)一種實(shí)施方式，每個(gè)凹狀部分包括布置在保持盤中的對應(yīng)的狹縫。這些狹縫 的內(nèi)表面包括至少一個(gè)齒狀的狹縫不規(guī)則部。另一方面，每個(gè)柔性反射鏡包括至少一個(gè)對 應(yīng)的葉片不規(guī)則部，該葉片不規(guī)則部具有適于與所述至少一個(gè)狹縫不規(guī)則部匹配的形狀。 [0034] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器還包括氣動(dòng)式反射鏡保持機(jī)構(gòu)。該氣動(dòng)式反射 鏡保持機(jī)構(gòu)包括安裝在桿件上的能夠沿系統(tǒng)主軸滑動(dòng)的可動(dòng)環(huán)；折疊繩，其附接到柔性反 射鏡上；以及氣動(dòng)活塞，其安裝在輪轂的頂部，并且被構(gòu)造用于提升可動(dòng)環(huán)。柔性反射鏡可 以通過將可動(dòng)環(huán)提升成拉動(dòng)折疊繩而沿徑向方向朝向桿件進(jìn)行折疊。
[0035] 根據(jù)一種實(shí)施方式，折疊機(jī)構(gòu)包括電磁鎖定裝置，其安裝在桿件上并且被構(gòu)造用 于鎖定可動(dòng)環(huán)，由此將柔性反射鏡保持在折疊狀態(tài)下。該鎖定裝置可以包括電磁觸發(fā)器，該 電磁觸發(fā)器被構(gòu)造用于使鎖定裝置解除鎖定并且釋放可動(dòng)環(huán)。
[0036] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器包括空氣容器，該空氣容器經(jīng)由包括可控電磁 空氣閥的空氣管路被聯(lián)接至氣動(dòng)活塞。該氣動(dòng)活塞由在打開可控電磁空氣閥之后從容器流 出的壓縮空氣啟動(dòng)。
[0037] 根據(jù)一種實(shí)施方式，氣動(dòng)活塞包括沿主軸以伸縮方式布置的多個(gè)同心管。
[0038] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括可控空氣壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)與空氣容器聯(lián)接，用 于用壓縮空氣來填充該容器。
[0039] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可控空氣壓縮機(jī)經(jīng)由多向氣流控制閥聯(lián)接到空氣容器。
[0040] 根據(jù)一種實(shí)施方式，每個(gè)柔性反射鏡包括可充氣支撐件和工作件，該支撐件被構(gòu) 造用于與反射鏡保持盤相連，并且工作件被安裝在可充氣支撐件上。
[0041] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件包括柔性可充氣框架，該框架具有梯子形狀并 且包括通過多個(gè)可充氣跨接肋加強(qiáng)的可充氣徑向梁。柔性反射鏡的可充氣支撐件包括葉片 鎖定機(jī)構(gòu)，用于將可充氣支撐件的端部固定在保持盤中?？沙錃庵渭慕税ū粯?gòu)造 用于對柔性可充氣框架進(jìn)行充氣的尖嘴空氣閥。
[0042] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括多功能可控空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)與可充 氣支撐件聯(lián)接，用于對其進(jìn)行填充。
[0043] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件被纖維網(wǎng)包圍，從而加強(qiáng)支撐件?？沙錃庵渭?被沿徑向方向跨越可充氣支撐件的徑向成型帶和沿垂直于徑向方向的周向方向跨越可充 氣支撐件的周向成型帶覆蓋。
[0044] 根據(jù)一種實(shí)施方式，成型帶與纖維網(wǎng)沿徑向方向交織，而成型帶沿肋部與纖維帶 交織。成型帶包括SIL0N?線。
[0045] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件還包括一個(gè)或多個(gè)折疊繩，該折疊繩附接在可 充氣支撐件的遠(yuǎn)端。
[0046] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件包括引導(dǎo)管，這些引導(dǎo)管附接至纖維網(wǎng)，位于可 折疊跨接肋處，并且被構(gòu)造用于提供不受限制地從中穿過的折疊繩通道。
[0047] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件的可折疊的跨接肋包括削弱的縱向橫截面，可 折疊的跨接肋可以繞該橫截面折彎或彎曲，以便使徑向梁朝向彼此變形和移動(dòng)。
[0048] 根據(jù)一種實(shí)施方式，工作件還包括覆蓋網(wǎng)，該覆蓋網(wǎng)附接到可充氣支撐件的頂部。 工作件包括附接到覆蓋網(wǎng)上的多個(gè)柔性反射板。
[0049] 根據(jù)一種實(shí)施方式，柔性反射板有規(guī)律地布置并彼此重疊，由此填滿工作件的整 個(gè)頂面。根據(jù)另一種實(shí)施方式，柔性反射板稀疏地分散在工作件的頂面內(nèi)。根據(jù)又一種實(shí) 施方式，柔性反射板以魚鱗方式來布置。
[0050] 根據(jù)一種實(shí)施方式，柔性反射板可以從工作件的表面偏轉(zhuǎn)，由此在反射板之間形 成孔，以便能夠使空氣流流經(jīng)這些孔，并且在不存在空氣流的過程中使柔性反射板回到它 們的操作位置。在柔性反射鏡之間可以形成能夠使空氣流，諸如溫和的風(fēng)流經(jīng)這些孔的空 間。
[0051] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器包括空氣檢查填充機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用于可 控地檢查柔性反射鏡的柔性可充氣框架中的壓力，并且用于在必要時(shí)用空氣來填充柔性反 射鏡，該空氣檢查填充機(jī)構(gòu)包括第一多向氣流閥，該氣流閥被構(gòu)造用于向柔性可充氣框架 供應(yīng)空氣。第一多向氣流閥被聯(lián)接至可控空氣壓縮機(jī)（經(jīng)由通過第二多向空氣閥與壓縮機(jī) 相連的空氣管道）。
[0052] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器還包括第一伺服機(jī)構(gòu)，該第一伺服機(jī)構(gòu)被構(gòu)造 用于設(shè)定第一多向閥，以將壓縮空氣從壓縮機(jī)供應(yīng)給選定的柔性反射鏡。
[0053] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能聚光器包括基板和窄的柄桿，該基板具有漏斗形狀，該 漏斗形狀具有寬的錐形基板出入口（朝向系統(tǒng)的頂端擴(kuò)展），該柄桿包括安裝在系統(tǒng)的桿 件上的套筒連接器。該基板是軸對稱的，并且具有相對于桿件的軸線處于大約5度至大約 85度的范圍內(nèi)的錐形部分的錐角。該基板具有外表面，該外表面被構(gòu)造用于將太陽能光 伏（PV)元件安裝在其上，以進(jìn)行發(fā)電。例如，太陽能光伏（PV)元件可以包括砷-鍺-銦 (AsGeln)光伏兀件。
[0054] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能聚光器包括基于空氣的冷卻機(jī)構(gòu)。例如該冷卻機(jī)構(gòu)可 以包括安裝在基板內(nèi)的內(nèi)錐管。該內(nèi)錐管是軸對稱的，并且該內(nèi)錐管的錐形出入口的頂部 的直徑小于基板的錐形出入口的直徑，由此形成基板和內(nèi)錐管之間的圓形狹縫，以形成用 于冷卻光伏元件的空氣通道。在該空氣通道中，空氣從太陽能接收器下方的區(qū)域經(jīng)過，然后 經(jīng)過桿件，最后經(jīng)過狹縫。
[0055] 根據(jù)一種實(shí)施方式，冷卻機(jī)構(gòu)還包括沿空氣通道定位的并且被構(gòu)造用于促進(jìn)空氣 在空氣通道中的流動(dòng)的風(fēng)扇。
[0056] 根據(jù)一種實(shí)施方式，內(nèi)錐管以機(jī)械方式通過連接件與基板相連。連接件的示例包 括，但不被限制于方括號(hào)形狀的桿和板，桿或板徑向延伸穿過圓形狹縫并且附接至內(nèi)錐管 的壁部和基板的壁部。
[0057] 根據(jù)一種實(shí)施方式，內(nèi)錐管的壁部是波浪形的，并且包括呈螺旋狀從內(nèi)錐管的內(nèi) 側(cè)和外側(cè)圍繞壁扭轉(zhuǎn)的螺紋部。因此提供了流經(jīng)和存在于基板和內(nèi)錐管之間的空氣的漩渦 效應(yīng)，該效應(yīng)增強(qiáng)了光伏元件的冷卻。
[0058] 根據(jù)一種實(shí)施方式，冷卻機(jī)構(gòu)還包括安裝在基板外部，位于安裝在桿件上的套筒 上的外錐管。該外錐管由可透射太陽光束光線的材料制成。外錐管是軸對稱的，并且該外 錐管的錐形出入口的頂部的直徑大于基板的錐形出入口的直徑，由此形成位于基板和外錐 管之間的另一個(gè)圓形狹縫。除了形成在基板和內(nèi)錐管之間的空氣通道外，該另一個(gè)圓形狹 縫提供了用于冷卻光伏元件的另一空氣通道。
[0059] 根據(jù)一種實(shí)施方式，本發(fā)明的太陽能利用系統(tǒng)還包括用于朝向太陽來對系統(tǒng)主軸 進(jìn)行取向的樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)。該樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括與套筒一體形成的軸承座和布置在軸承座中的推力 軸承，該套筒具有被構(gòu)造用于插接安裝構(gòu)件的開口。該推力軸承包括固定的外滾道和可移 動(dòng)的內(nèi)滾道，該外滾道附接到軸承座的內(nèi)表面，該內(nèi)滾道將系統(tǒng)支撐在位于系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中 心處的桿件上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處。
[0060] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)包括3個(gè)流體連通平衡容器，其從系統(tǒng)的主軸 沿徑向方向以每對容器方向之間具有120度的角度的方式進(jìn)行延伸。這3個(gè)平衡容器包含 經(jīng)由液體連通管在容器之間可控地傳輸?shù)囊后w，由此沿所需的方向來移動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)心，并 且傾斜系統(tǒng)的主軸。
[0061] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)包括第二多向氣流控制閥，該第二多向氣流控 制閥被聯(lián)接至空氣壓縮機(jī)并且被構(gòu)造用于可控地向選自這些容器中的一個(gè)容器提供空氣， 以便增加選定容器中的壓力，由此將從選定的容器出來的液體推入其他容器中。
[0062] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)包括第二伺服機(jī)構(gòu)，其被構(gòu)造用于設(shè)定第二多 向氣流控制閥，以便將空氣從空氣壓縮機(jī)供應(yīng)給3個(gè)容器中的所希望的容器中。
[0063] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)的每個(gè)容器均包括布置在容器遠(yuǎn)端處的容器開 口，用于釋放過量空氣。根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)包括布置在每個(gè)容器中的開口管 道。開口管道具有一個(gè)與容器開口相連的管道端部，另一個(gè)管道端部通常保持在液位上方。 為了將容器開口的另一個(gè)管道端部保持在液位上方，太陽跟蹤系統(tǒng)包括被構(gòu)造用于漂浮在 每個(gè)容器內(nèi)的液體上的漂浮件。
[0064] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽跟蹤系統(tǒng)包括布置在每個(gè)容器中的液體流通管道，其具 有一個(gè)與液體連通管相連的管道端部和通常保持在液位下方的另一管道端部。為了將另一 管道端部通常保持在液位下方，太陽跟蹤系統(tǒng)包括被構(gòu)造成被浸泡在液體中的下沉件。 [0065] 太陽能利用系統(tǒng)包括被構(gòu)造用于供應(yīng)壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)，從而啟動(dòng)反射鏡的 折置和對太陽的追蹤。
[0066] 根據(jù)一種實(shí)施方式，太陽能接收器包括下列可控裝置：電磁觸發(fā)器，該電磁觸發(fā)器 被構(gòu)造用于在反射鏡處于折疊狀態(tài)時(shí)來為柔性反射鏡解除鎖定；電磁閥，該電磁閥被構(gòu)造 成為供應(yīng)用于折疊柔性反射鏡的壓縮空氣；第一伺服機(jī)構(gòu)與第一多向閥相關(guān)且被構(gòu)造用于 設(shè)定第一多向閥，以從壓縮機(jī)向選定的柔性反射鏡供應(yīng)壓縮空氣，從而在必要時(shí)用空氣來 填充選定的反射鏡；第二伺服機(jī)構(gòu)與第二多向氣流閥相關(guān)且被構(gòu)造用于設(shè)定第二多向氣流 閥，以從壓縮機(jī)向太陽跟蹤系統(tǒng)供應(yīng)壓縮空氣；以及被構(gòu)造用于提供用于冷卻太陽跟蹤系 統(tǒng)的風(fēng)扇。
[0067] 太陽能利用系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被構(gòu)造用于控制系統(tǒng)的操作。該控制 系統(tǒng)包括供電單元和至少一個(gè)傳感器，該供電單元被構(gòu)造用于提供系統(tǒng)的電氣和電子模塊 進(jìn)行操作所需的電能，該至少一個(gè)傳感器選自包括以下傳感器的組：構(gòu)造用于測量由系統(tǒng) 所產(chǎn)生的輸出電壓的輸出電壓傳感器；運(yùn)動(dòng)傳感器，其被構(gòu)造用于檢測可能會(huì)對系統(tǒng)造成 潛在危害的位于系統(tǒng)附近的移動(dòng)物體；太陽跟蹤傳感器，其被構(gòu)造用于識(shí)別太陽的位置； 反射鏡壓力傳感器，其被構(gòu)造用于對展開太陽能接收器所需的空氣壓力進(jìn)行測量；電源電 壓傳感器，其被構(gòu)造用于測量由供電單元所提供的供電電壓；輸出電壓傳感器，其被構(gòu)造用 于測量由太陽能聚光器所生成的輸出電壓。
[0068] 控制系統(tǒng)包括控制器，該控制器與至少其中一個(gè)傳感器聯(lián)接，并且被構(gòu)造用于分 析接收到的傳感器數(shù)據(jù)，并且對控制器連接器開關(guān)生成控制信號(hào)，以便以可控的方式從供 電單元向從包括以下部件的組中選擇的至少一個(gè)的裝置提供供電電壓：電磁觸發(fā)器、電磁 閥、第一伺服機(jī)構(gòu)、第二伺服機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)和風(fēng)扇，由此來控制系統(tǒng)的操作。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于動(dòng)態(tài)太陽能利用的新穎方法。該方法包 括通過太陽能接收器從太陽接收和聚集太陽能，該太陽能接收器被構(gòu)造用于從太陽接收太 陽能；通過太陽能聚光器將聚集的能量轉(zhuǎn)換為直流電，該太陽能聚光器位于預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域 中，從所述多個(gè)柔性反射鏡反射的太陽能被聚集在該點(diǎn)區(qū)域中。
[0070] 該方法還包括通過太陽跟蹤系統(tǒng)來感應(yīng)太陽在天空中的位置，并且傾斜太陽能接 收器，從而使其指向太陽，以接收最多的陽光，并將其反射到預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域上。
[0071] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該方法還包括使冷空氣流經(jīng)太陽能聚光器。
[0072] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該方法還包括在不利的環(huán)境條件下折疊所述多個(gè)柔性反射鏡 中的至少一個(gè)反射鏡。
[0073] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該方法還包括在有利的環(huán)境條件下，展開所述多個(gè)柔性反射 鏡中的至少一個(gè)反射鏡中的至少一個(gè)。
[0074] 根據(jù)一種實(shí)施方式，該方法還包括將所述直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡⑶覍⑺鼋涣?電提供到電網(wǎng)中。
[0075] 本發(fā)明的系統(tǒng)是"綠色裝置"，這是因?yàn)樗谡麄€(gè)使用周期過程中在各個(gè)方面是對 生態(tài)友好的。它被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成與傳統(tǒng)的化石燃料能源相比達(dá)到同等價(jià)值；并且能夠以比 其他形式的能源更少的支出來發(fā)電，因此有效地區(qū)別于其他能源。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括，但 不限于花費(fèi)少、材料使用量少、生產(chǎn)過程所需的能耗較低、裝置重量較低、在收合狀態(tài)下形 狀緊湊、易于安裝、操作無噪音且無害、對于有害的空氣條件和因素（諸如雨、雪、露水、風(fēng)、 沙、塵土、昆蟲等）的高耐受性、故障少易于維護(hù)以及較長的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的服務(wù)期限、模塊化 的結(jié)構(gòu)（易于更換受損部件）、在系統(tǒng)的使用周期結(jié)束時(shí)可以進(jìn)行回收等。
[0076] 應(yīng)該理解的是，本發(fā)明在其應(yīng)用方面不限于其在本文的說明中所提及的細(xì)節(jié)或者 不限于在附圖中所示出的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠執(zhí)行其他實(shí)施方式，并且能夠以不同的方式進(jìn) 行實(shí)踐和執(zhí)行。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解可以在不背離本發(fā)明范圍（在附帶的實(shí)施方 式中所限定的或由其所限定的）的情況下，如前面所說明的，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行不 同的修改和改變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0077] 為了對本發(fā)明進(jìn)行理解，并且弄清其如何在實(shí)踐中來執(zhí)行，現(xiàn)在將僅通過非限定 性的示例，參照附圖來描述一些實(shí)施方式，其中：
[0078] 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的處于展開（擴(kuò)展）位置的用于太陽能利用 的系統(tǒng)的切片立體圖；
[0079] 圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的輪轂，該輪轂用于固定和保持圖1A中示出 的系統(tǒng)的太陽能接收器的柔性反射鏡；
[0080] 圖1C是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1A中示出的系統(tǒng)的太陽能接收器的反射 鏡保持盤和柔性反射鏡的分解俯視圖；
[0081] 圖1D是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1A的系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的簡化示意圖表；
[0082] 圖1E是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的處于折疊位置的用于太陽能利用的系統(tǒng)的 立體圖，其中在該折疊位置中，柔性反射鏡被折疊起來；
[0083] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1A中示出的系統(tǒng)的底部部分；
[0084] 圖3A至3C是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在氣動(dòng)活塞的操作過程中圖1A的系統(tǒng) 的局部立體切片剖視圖；
[0085] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1A中示出的系統(tǒng)的柔性反射鏡的分解視 圖；
[0086] 圖5A至?示出了圖4中示出的柔性反射鏡的可充氣支撐件沿周向和徑向方向的 折疊步驟；
[0087] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，被動(dòng)保護(hù)圖1A中示出的系統(tǒng)的柔性反射 鏡免受風(fēng)的影響的示例；
[0088] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，被動(dòng)保護(hù)圖1A中示出的系統(tǒng)的柔性反射 鏡免受風(fēng)的影響的另一示例；
[0089] 圖8A至8D示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，被動(dòng)保護(hù)圖1A中示出的系統(tǒng)的柔 性反射鏡免受風(fēng)的影響的其他示例；
[0090] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1A中示出的系統(tǒng)的負(fù)責(zé)展開和維護(hù)柔性 反射鏡的部分；
[0091] 圖10Α是針對凹面鏡的太陽光束的光學(xué)示意圖；
[0092] 圖10Β是針對根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α中示出的系統(tǒng)的柔性反射鏡的 太陽光束的光學(xué)不意圖；
[0093] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α中示出的系統(tǒng)的太陽能聚光器的切片 立體剖視圖；
[0094] 圖12Α和12Β相應(yīng)地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α中示出的太陽能 聚光器的光伏元件的正視圖和側(cè)視圖；
[0095] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的圖1Α中示出的系統(tǒng)的太陽能聚光器的切片 立體剖視圖；
[0096] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α的用于太陽能利用的系統(tǒng)的局部切片 立體剖視圖，其中放大了特定的部分；
[0097] 圖15和16示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α的系統(tǒng)的太陽跟蹤系統(tǒng)的 切片立體剖視圖，其中放大了特定的部分；
[0098] 圖17Α示出了將圖1Α的系統(tǒng)安裝在屋頂區(qū)域上的示例；
[0099] 圖17Β示出了將圖1Α的系統(tǒng)安裝在支腿上的示例；
[0100] 圖17C示出了將圖1Α的系統(tǒng)安裝在公共路燈上的示例；
[0101] 圖18Α和18Β對應(yīng)地不出了將根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的圖1Α的多個(gè)系統(tǒng)安 裝在不同的纜繩系統(tǒng)上，以便進(jìn)行堅(jiān)直和水平安裝的簡化示意圖；
[0102] 圖19Α和19Β是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的安裝有多個(gè)圖1Α的系統(tǒng)的纜繩的 堅(jiān)直和水平構(gòu)造的簡化示意圖；
[0103] 圖20Α和20Β示出了當(dāng)圖1Α的系統(tǒng)的高度方向在較廣的傾斜角范圍中變化時(shí)，纜 繩的安裝位置；
[0104] 圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的流程圖，該流程圖示意性地示出了借 助圖1Α的系統(tǒng)用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能、熱能或者反射光線的方法；
[0105] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于冷卻圖1Α的系統(tǒng)的太陽能聚光器的方 法的簡化流程圖；
[0106] 圖23是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)（圖1Α中的10)免受移 動(dòng)物體影響的方法的簡化流程圖；
[0107] 圖24是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于跟蹤太陽移動(dòng)的方法的簡化流程圖；
[0108] 圖25是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于定位圖1Α中的系統(tǒng)的方法的簡化流程 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0109] 參照附圖和附帶的描述可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的原理和操作以及太 陽能利用方法。應(yīng)該理解的是，這些附圖只是出于說明目的而被提供，其意圖并不在于進(jìn)行 限制。應(yīng)該注意的是，為了清楚起見，示出本發(fā)明的系統(tǒng)的不同示例的這些附圖不設(shè)比例， 并且不成比例。應(yīng)該注意的是，這些附圖中的塊件以及其他元件只能作為功能實(shí)體，從而示 出實(shí)體之前的功能關(guān)系，而不是任何物理連接和/或物理關(guān)系。相同的附圖標(biāo)記和字母字 符將被用于識(shí)別在圖像系統(tǒng)中常見的那些部件以及在本發(fā)明的整個(gè)說明書中的附圖中所 不出的部件。
[0110] 在太陽能的實(shí)際應(yīng)用（在使用太陽射線作為能源的基礎(chǔ)上）中，為了獲得最大的 經(jīng)濟(jì)效益，裝置的表面應(yīng)該盡可能大并且干凈。在整個(gè)操作過程中，沿兩個(gè)軸線（方位角和 高度）來跟蹤太陽使得利用率增加為最大。在這些之前所提出和或建議的已知形式的裝置 中，灰塵和其他污染物粘附在它們的靜態(tài)表面上且不可避免。
[0111] 本發(fā)明以各種示例性實(shí)施方式提供了用于收集太陽能并且將其轉(zhuǎn)換為電能、收集 太陽能并將其轉(zhuǎn)換為后續(xù)使用所需的熱以及收集和反射太陽能用于后續(xù)使用的系統(tǒng)和方 法。
[0112] 本發(fā)明的系統(tǒng)不同于現(xiàn)有的太陽能系統(tǒng)，現(xiàn)有的太陽能系統(tǒng)包含有大量材料和機(jī) 械結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致在布置方面受限。此外，大量的維護(hù)、較重的重量和眾多缺陷和限制增加 了復(fù)雜性和成本。
[0113] 本發(fā)明的目標(biāo)是克服這些缺陷，并且以更完美的方式以及通過比那些之前所使用 的方法更簡化且更加經(jīng)濟(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)太陽能的使用。
[0114] 該目標(biāo)通過能夠保持針對反射操作面的形狀的輕型動(dòng)態(tài)支撐系統(tǒng)并且通過配設(shè) 有被動(dòng)和主動(dòng)的基于空氣的自冷機(jī)構(gòu)的太陽能接收器來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置有被動(dòng)（彈 性）和主動(dòng)（折疊和關(guān)閉）自我保護(hù)能力。
[0115] 眾所周知，花頭/花冠通過關(guān)閉花瓣來進(jìn)行自我保護(hù)。樹梢通過將它們的樹冠質(zhì) 量分散給許多葉子并且通過樹梢的空氣動(dòng)力學(xué)形狀來抵御陣風(fēng)。水族館中的水通過利用壓 縮機(jī)，例如氣動(dòng)式升液器或其他合適的技術(shù)來進(jìn)行泵送。
[0116] 該裝置由早期建造空間衛(wèi)星所開發(fā)和使用的輕型高耐受性材料制成。這些材料的 價(jià)格在過去幾年中迅速下降，并且這些材料現(xiàn)在的量產(chǎn)成本較低。如果在本文中未進(jìn)行明 確說明，則材料的連接通過焊接來進(jìn)行。
[0117] 現(xiàn)在參照圖1A，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的處于展開（擴(kuò)展）位置的太 陽能利用系統(tǒng)10的切片立體圖。該系統(tǒng)10包括太陽能接收器11，該太陽能接收器被構(gòu)造 用于接收來自太陽的太陽能，并且將所接收的太陽能聚集在固定的預(yù)定點(diǎn)區(qū)域處。例如，聚 光可以在80倍（fold)至300倍之間。系統(tǒng)10還包括太陽能聚光器12,該聚光器位于預(yù)定 的聚集太陽能的點(diǎn)區(qū)域中，并且被構(gòu)造用于將所聚集的反射能量轉(zhuǎn)換為直流電。系統(tǒng)10還 包括太陽跟蹤系統(tǒng)13,該太陽跟蹤系統(tǒng)與太陽能接收器11相關(guān)聯(lián)并且被構(gòu)造用于感應(yīng)太 陽在天空中的位置，以及傾斜系統(tǒng)10,用于朝向太陽引導(dǎo)太陽能接收器11，并且將最多的 陽光接收和反射到點(diǎn)區(qū)域上。
[0118] 同時(shí)參照圖1A、圖1D和圖1E，系統(tǒng)10包括控制系統(tǒng)15,該控制系統(tǒng)可以被設(shè)置為 自動(dòng)或手動(dòng)地控制系統(tǒng)10的操作。該控制系統(tǒng)15包括已知的部件和實(shí)用工具，諸如：各種 傳感裝置和控制器135,該控制器具有，尤其是處理器141、供電單元120和控制器連接器開 關(guān) 140。
[0119] 根據(jù)一種實(shí)施方式，控制系統(tǒng)15包括輸出電壓傳感器157、運(yùn)動(dòng)傳感器420、太陽 跟蹤傳感器450、反射鏡壓力傳感器185和電源電壓傳感器158。輸出電壓傳感器157測量 由系統(tǒng)10所產(chǎn)生的輸出電壓。運(yùn)動(dòng)傳感器420被構(gòu)造用于檢測可能會(huì)對系統(tǒng)10造成潛在 危害的位于系統(tǒng)附近的移動(dòng)物體。太陽跟蹤傳感器450負(fù)責(zé)識(shí)別太陽的位置。反射鏡壓力 傳感器185對展開太陽能接收器11所需的空氣壓力進(jìn)行測量。電源電壓傳感器158測量 由供電單元120所提供的并且操作系統(tǒng)10的電氣和電子裝置所需的供電電壓。輸出電壓 傳感器157測量由太陽能聚光器11的光伏元件，即太陽能電池（未示出）所生成的輸出電 壓。
[0120] 控制器135的處理器141通過能夠分析接收到的感應(yīng)數(shù)據(jù)并生成控制信號(hào)的合適 的軟件模型來預(yù)編程。供電單元120基于被構(gòu)造用于接收來自太陽能接收器11的電力的 電力電容器（未示出）。這些電力電容器的電容例如可以在大約15F至40F的范圍內(nèi)。
[0121] 上述傳感器157、158、185、450和420電聯(lián)接至控制器135,并且被構(gòu)造用于向控 制器135提供對應(yīng)的傳感器信號(hào)。繼而，控制器135被構(gòu)造用于接收由感測裝置157、158、 185、450和420所提供的數(shù)據(jù)、處理這些數(shù)據(jù)并生成針對控制器開關(guān)140的控制信號(hào)，以便 啟動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)操作模塊，諸如電磁觸發(fā)器581、電磁閥503、第一伺服機(jī)構(gòu)180、第二伺服 機(jī)構(gòu)150、多功能可控空氣壓縮機(jī)700和風(fēng)扇136。在操作中，控制器連接器開關(guān)140由處 理器141控制，并且被構(gòu)造用于從供電單兀120向電磁觸發(fā)器581、電磁閥503、第一伺服機(jī) 構(gòu)180、第二伺服機(jī)構(gòu)150、空氣壓縮機(jī)700和風(fēng)扇136提供對應(yīng)的供電電壓，如將在下面通 過描述具體說明的一樣。
[0122] 供電單元120由電源電壓傳感器158進(jìn)行感應(yīng)，并且當(dāng)由電源電壓傳感器158測 量到的電壓低于預(yù)定的供電電壓時(shí)，例如低于額定電壓的20%時(shí)進(jìn)行充電。
[0123] 供電單元120和控制器135可以是連接在同一插槽板（背板）上的獨(dú)立的模塊， 因此在故障情況下具有易更換的部件。處理器單元包括輸出/輸入界面，以使得能夠與移 動(dòng)裝置或者無線電模塊相連。這種附加的電子設(shè)備能夠以無線的方式計(jì)量所產(chǎn)生的功率、 上傳新固件、下載裝置數(shù)據(jù)、直接自定義設(shè)置和直接控制裝置等。
[0124] 系統(tǒng)10可以包括AC轉(zhuǎn)換器（未示出），該轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)管理適用于電網(wǎng)的功率和頻 率。該AC轉(zhuǎn)換器可以與系統(tǒng)10 -體形成或者可以是位于系統(tǒng)10外部的專用模塊。
[0125] 盡管在圖1A示出的實(shí)施方式中，控制器135主要位于系統(tǒng)10的底部部分B，但控 制器135可以位于防止受到惡劣環(huán)境影響的任何合適的地點(diǎn)處。
[0126] 根據(jù)圖1A所示的實(shí)施方式，太陽能接收器11、太陽能聚光器12安裝在桿件14上， 該桿件限定裝置的主軸和縱向軸向方向。如將在下面所說明的一樣，桿件14包括幾個(gè)桿和 管，并且被構(gòu)造用于將太陽能接收器11和太陽能聚光器12保持在預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域處。
[0127] 太陽能接收器11類似于花冠并且包括多個(gè)柔性反射鏡200,這些反射鏡類似于花 瓣或葉片。這些柔性反射鏡200被構(gòu)造成根據(jù)需要采取展開狀態(tài)或者收合狀態(tài)。柔性反射 鏡200是彼此分開的且獨(dú)立的，并且圍繞系統(tǒng)的主軸徑向布置。這些柔性反射鏡200彼此獨(dú) 立意味著，可以在不置換任何其他反射鏡的情況下來置換太陽能接收器11的每個(gè)反射鏡。 例如，接收器花冠的直徑可以在1米至6米以及甚至更大的范圍內(nèi)。
[0128] 在操作過程中，柔性反射鏡200可以被完全展開以捕獲最多的太陽能。然而，在夜 間，在惡劣的外部因素情況（諸如碎屑、昆蟲、灰塵、污垢等）下，或者當(dāng)天氣條件不適于進(jìn) 行操作時(shí)（諸如暴雨、露水等），太陽能接收器11可以折疊起來以保持太陽能接收器11的 柔性反射鏡200處于靠近桿件14的收合狀態(tài)下。如圖1E所示，當(dāng)反射鏡200處于收合狀 態(tài)時(shí)，折疊的系統(tǒng)10可以易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
[0129] 太陽能接收器11包括輪轂300,輪轂300包括多個(gè)沿系統(tǒng)主軸布置的且與桿件14 的中心管500聯(lián)接的盤件。輪轂300的盤件由適于將柔性反射鏡200保持在收合和展開狀 態(tài)中的剛性材料制成。這種材料例如包括但不限于STYROFOAM?。
[0130] 參照圖1B，輪轂300包括上部臺(tái)板蓋盤315a、下部臺(tái)板蓋盤315b和被夾持在上部 臺(tái)板蓋盤315a和下部臺(tái)板蓋盤315b之間的多個(gè)反射鏡保持盤316。反射鏡保持盤316被 構(gòu)造用于固定和保持柔性反射鏡200。
[0131] 根據(jù)圖1A和圖1B的實(shí)施方式，太陽能接收器11的花冠包括18個(gè)柔性反射鏡200， 然而也可以考慮其他數(shù)量的柔性反射鏡200。柔性反射鏡200被布置在由反射鏡保持盤316 所形成的通過陰影區(qū)分的3個(gè)層中。
[0132] 參照圖1C，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的反射鏡保持盤316和柔性反射鏡 200的分解俯視圖。每個(gè)反射鏡保持盤316保持6個(gè)柔性反射鏡200,然而通常反射鏡保持 盤316可以保持任何數(shù)量的柔性反射鏡200。由于柔性反射鏡200以多層形式定位，每層的 反射鏡200具有其自身的幾何焦點(diǎn)，因此如將在下文中進(jìn)一步具體說明的一樣，提供了在 太陽能聚光器12的表面上的反射光束的分散聚光。
[0133] 太陽能接收器11包括葉片鎖定機(jī)構(gòu)318,該葉片鎖定機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用于將柔性反射 鏡200保持在反射鏡保持盤316中。根據(jù)一種實(shí)施方式，反射鏡保持盤316包括葉片鎖定 機(jī)構(gòu)318的"凹狀"部分318a，從而將柔性反射鏡200固定到圍繞桿件（圖1A中為14)的 徑向位置中。為此，每個(gè)柔性反射鏡200包括葉片鎖定機(jī)構(gòu)318的"凸?fàn)?部分318b，用于 與布置在對應(yīng)的保持盤316中的"凹狀"部分318a匹配。
[0134] 根據(jù)一種實(shí)施方式，葉片鎖定機(jī)構(gòu)318的每個(gè)凹狀部分318a包括布置在保持盤 316的主體中的對應(yīng)的狹縫317。如圖1C所示，狹縫317的內(nèi)表面是不均勻的，而是包括一 個(gè)或多個(gè)齒形狀的狹縫不規(guī)則部319a。另一方面，每個(gè)柔性反射鏡200包括對應(yīng)的葉片不 規(guī)則部319b，該葉片不規(guī)則部具有適于匹配狹縫不規(guī)則部319a的形狀。
[0135] 柔性反射鏡200可以隨時(shí)折疊。因此太陽能接收器的表面可以進(jìn)行收合。通過折 疊，反射鏡200將形狀改變?yōu)榫哂休^低空氣動(dòng)力學(xué)輪廓的緊湊形狀，該形狀可以提供針對 惡劣的外部因素（諸如強(qiáng)風(fēng)、碎屑、昆蟲、灰塵、污垢、雨、露、雪及其他可能會(huì)在開發(fā)過程中 影響系統(tǒng)的不利天氣條件）的保護(hù)。
[0136] 回到圖1A，為了沿徑向方向?qū)⑷嵝苑瓷溏R200折疊起來，太陽能接收器11包括： 可動(dòng)環(huán)520,該可動(dòng)環(huán)安裝在桿件14的中心管500上，并且能夠沿著由桿件14所限定的系 統(tǒng)主軸進(jìn)行滑動(dòng)；折疊繩261，該折疊繩附接在柔性反射鏡200上。如可從圖1A中看出的， 柔性反射鏡200通過折疊繩261與可沿桿件14的中心管500滑動(dòng)的可動(dòng)環(huán)520相連。折 疊繩261例如可以由魚線制成。必要時(shí)，可以通過朝向聚光器12向上移動(dòng)可動(dòng)環(huán)520并由 此拉動(dòng)折疊繩261來使得柔性反射鏡200沿徑向方向朝向桿件14折疊。
[0137] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可動(dòng)環(huán)520的堅(jiān)直運(yùn)動(dòng)通過開啟氣動(dòng)式折疊機(jī)構(gòu)16來啟動(dòng)。 參照圖2,氣動(dòng)式折疊機(jī)構(gòu)16包括氣動(dòng)活塞550,該氣動(dòng)活塞通過活塞空氣管路501經(jīng)由 可控電磁空氣閥503被連接和加壓，該活塞空氣管路經(jīng)過下部管件618到達(dá)空氣容器502。 氣動(dòng)活塞550包括以伸縮方式沿主軸布置在中心管500上的多個(gè)同心管551。應(yīng)該理解的 是，雖然在圖2中示出了 3個(gè)以伸縮方式布置的同心管551，但通常氣動(dòng)活塞550可以包括 任何適當(dāng)數(shù)量的同心管551。輪轂300被安裝在殼體94中?；钊?50被安裝在殼體94的 頂部上。
[0138] 根據(jù)一些實(shí)施方式，本發(fā)明的太陽能利用系統(tǒng)10包括多功能可控空氣壓縮機(jī) 700。多功能可控空氣壓縮機(jī)700的一個(gè)功能是用大氣填充尤其是空氣容器502。下面將對 多功能可控空氣壓縮機(jī)700的其他功能進(jìn)行描述。根據(jù)一種實(shí)施方式，空氣容器502可以 直接聯(lián)接至壓縮機(jī)700。根據(jù)另一種實(shí)施方式，空氣容器502可以經(jīng)由多向氣流控制閥，具 體地經(jīng)由5向空氣閥152聯(lián)接至壓縮機(jī)700,如將在后面參照圖16進(jìn)行說明的一樣。
[0139] 如圖1A和圖2中所述，空氣容器502和壓縮機(jī)700被布置在系統(tǒng)10的底部部分 B處；然而也可以考慮其他實(shí)施方式。
[0140] 現(xiàn)在同時(shí)參照圖3A至圖3C，它們是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式在氣動(dòng)活塞550操 作過程中系統(tǒng)（圖1A中為10)的局部立體切片剖視圖。如所示出的，氣動(dòng)活塞550可以在 3個(gè)主要階段進(jìn)行操作。在第一階段，柔性反射鏡200在打開的默認(rèn)位置中被展開（參照圖 3A)。根據(jù)本發(fā)明，柔性反射鏡200可以因柔性反射鏡200的彈簧狀特征而被打開。提供給 了這種屬性的柔性反射鏡200的一種構(gòu)造示例將在下文中參照圖4進(jìn)行具體描述。這種設(shè) 置提供了在展開位置中的柔性反射鏡200的擴(kuò)展形狀。
[0141] 在操作中，當(dāng)外部因素或者惡劣的天氣條件可能阻礙系統(tǒng)的正常操作時(shí)，控制系 統(tǒng)（圖1A中為135)向電磁空氣閥503提供控制信號(hào)以打開該電磁空氣閥。折疊控制信號(hào) 例如可以響應(yīng)于指示這樣的惡劣因素和條件的傳感器信號(hào)來生成。為此，控制系統(tǒng)135包 括被構(gòu)造用于感應(yīng)這樣的惡劣因素和條件，并且用于生成指示阻礙系統(tǒng)10的正常操作的 因素和條件的對應(yīng)的傳感器信號(hào)的傳感器。
[0142] 如在圖1D中所不，控制系統(tǒng)135包括運(yùn)動(dòng)傳感器420,該運(yùn)動(dòng)傳感器被構(gòu)造用于檢 測可能會(huì)對系統(tǒng)造成潛在危害的移動(dòng)物體，諸如鳥或其他在系統(tǒng)附近飛行的物體。運(yùn)動(dòng)傳 感器420例如可以被布置在安裝在系統(tǒng)10的頂部上的半球400上，然而也可以考慮其他位 置?？刂葡到y(tǒng)15包括輸出電壓傳感器158。因此，當(dāng)系統(tǒng)10所生成的電壓明顯降低時(shí)，可 能是由于雨、風(fēng)暴、塵暴等所引起的。響應(yīng)于輸出電壓降低，控制器135可以產(chǎn)生控制系統(tǒng) 來打開電磁空氣閥503。
[0143] 同時(shí)參照圖1D和3A至3D，當(dāng)打開電磁空氣閥503時(shí)，能夠使空氣經(jīng)由活塞空氣管 路（圖2中為501)從空氣容器502到達(dá)氣動(dòng)活塞550。由從空氣容器502運(yùn)送的空氣所提 供的壓力脈沖使得氣動(dòng)活塞550通過展開其伸縮式管件551而進(jìn)行延展。由于可動(dòng)環(huán)520 位于氣動(dòng)活塞550的頂部，因此活塞550的膨脹提供了可動(dòng)環(huán)520沿中心管500的滑動(dòng)。繼 而，經(jīng)由折疊繩261與可動(dòng)環(huán)520相連的柔性反射鏡200可以隨著環(huán)件520運(yùn)動(dòng)并因此被 折疊，因此克服反射鏡200的彈簧阻力。如將在下文中進(jìn)行說明的一樣，該彈簧阻力可以提 供柔性反射鏡200的展開。
[0144] 根據(jù)一些實(shí)施方式，折疊機(jī)構(gòu)16包括安裝在桿件14的中心管500上的電磁鎖定 裝置580。在第二階段，如圖3B所示，可動(dòng)環(huán)520到達(dá)鎖定裝置580,在此處可動(dòng)環(huán)可以被 鎖定，由此將柔性反射鏡200保持在折疊狀態(tài)下?？蓜?dòng)環(huán)520鎖定在鎖定裝置580中例如 可以通過機(jī)械式鎖定來實(shí)現(xiàn)。
[0145] 當(dāng)將可動(dòng)環(huán)520運(yùn)送至電磁鎖定裝置580時(shí)，在一定的時(shí)間段之后，由于活塞中 的空氣釋放以及活塞內(nèi)與之對應(yīng)的壓力減小，活塞550可以在重力作用下返回到折疊狀態(tài) 中。如圖3C所示，只要有需要，可動(dòng)環(huán)520被電磁鎖定裝置580保持，由此使系統(tǒng)10保持 在收合狀態(tài)中。電磁鎖定裝置580例如可以包括用于鎖定可動(dòng)環(huán)520的機(jī)械鎖（未示出）。
[0146] 為了展開系統(tǒng)10,鎖定裝置580包括電磁觸發(fā)器（圖1D中未584)，該電磁觸發(fā)器 在被啟動(dòng)后對鎖定裝置580解除鎖定，并由此釋放可動(dòng)環(huán)520。電磁觸發(fā)器可以由控制系 統(tǒng)135響應(yīng)于使用者的指示或者響應(yīng)于由傳感裝置產(chǎn)生的傳感器信號(hào)（該信號(hào)指示惡劣的 外部因素或者糟糕的天氣條件已經(jīng)過去并且可以展開系統(tǒng)進(jìn)行操作）進(jìn)行控制。例如，運(yùn) 動(dòng)傳感器可以提供對應(yīng)的傳感器信號(hào)。當(dāng)有需要時(shí)，系統(tǒng)可以包括一組其他傳感器（未示 出），諸如雨傳感器、風(fēng)暴傳感器和/或灰塵傳感器，它們可以生成對應(yīng)的信號(hào)來指示惡劣 的外部因素或者糟糕的天氣條件已經(jīng)過去并且可以展開系統(tǒng)進(jìn)行操作。
[0147] -旦鎖定裝置580被解除鎖定，柔性反射鏡200因反射鏡的彈簧狀特征而展開，并 且可動(dòng)環(huán)520回到活塞的頂部。
[0148] 應(yīng)該理解的是，在啟動(dòng)氣動(dòng)活塞550之后，空氣容器502中的壓力下降。為了提高 該壓力以便進(jìn)行下一次活塞啟動(dòng)以及反射鏡折疊，壓縮機(jī)700可以在啟動(dòng)活塞后的任何時(shí) 刻被啟動(dòng)。應(yīng)該注意的是，當(dāng)存儲(chǔ)在容器502中的壓縮空氣無需填充容器502的情況下，可 以足以進(jìn)行啟動(dòng)氣動(dòng)活塞550的多次循環(huán)。
[0149] 參照圖4,示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的柔性反射鏡200的分解視圖。柔性 反射鏡200包括可充氣支撐件250和工作件220,該可充氣支撐件被構(gòu)造用于與反射鏡保持 盤（圖1A中為316)相連，該工作件安裝在可充氣支撐件250上。柔性反射鏡200是柔性 的，這是因?yàn)榭沙錃庵渭?50和工作件220均由柔性材料制成。應(yīng)該理解的是，可充氣支 撐件250和工作件220可以由具有許多形狀和顏色的不同材料構(gòu)造成。
[0150] 可充氣支撐件250包括柔性可充氣框架282,該柔性可充氣框架具有梯子形狀并 且包括由多個(gè)可充氣跨接肋290加強(qiáng)的可充氣徑向梁28a和28b。柔性可充氣框架282可 以由較硬的但又有些柔韌的材料制成，足以在柔性反射鏡200處于展開狀態(tài)下擴(kuò)展時(shí)來保 持工作件220。例如柔性可充氣框架282可以由包含從外側(cè)和內(nèi)側(cè)被塑料層（例如聚氯乙 烯（PVC)層）覆蓋的金屬薄層的合成材料或者一些其他適合的較強(qiáng)的輕質(zhì)材料構(gòu)成。
[0151] 柔性反射鏡200的可充氣支撐件250包括鎖定機(jī)構(gòu)（圖1C中為318a)，用于將可 充氣支撐件250的端部部分291固定在保持盤（圖1B和1C中為316)中?？沙錃庵渭?250的近端291包括尖嘴空氣閥288,該空氣閥被構(gòu)造用于為柔性可充氣框架282充氣。用 于為可充氣支撐件250充氣的空氣可以經(jīng)由空氣管路701從壓縮機(jī)（圖1A中的700)提供， 如將在下文中具體描述的一樣。
[0152] 應(yīng)該理解的是，所描述的柔性反射鏡200與保持盤316的連接的設(shè)置能夠易于維 護(hù)并對受損的柔性反射鏡進(jìn)行維修。實(shí)際上，通過對可充氣支撐件250放氣，可以容易地從 保持盤316上移除損壞的柔性反射鏡200,并且用完好的反射鏡進(jìn)行置換。
[0153] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件250被纖維網(wǎng)286包圍，以加強(qiáng)可充氣支撐件 250。該纖維網(wǎng)例如可以由用于加強(qiáng)可充氣支撐件250的強(qiáng)化材料制成，以便抵抗用于填充 可充氣支撐件250的內(nèi)部空間的氣體的高壓。例如，纖維網(wǎng)286可以是金屬化網(wǎng)，其金屬絲 的直徑可以在15微米至30微米的范圍內(nèi)。
[0154] 根據(jù)一種實(shí)施方式，可充氣支撐件250可以被徑向成型線295和周向成型線296 覆蓋，徑向成型線在徑向方向上跨越可充氣支撐件250,周向成型線在垂直于徑向方向的周 向方向上跨越可充氣支撐件250。徑向成型線295例如可以沿徑向方向被附接至纖維網(wǎng)286 或與之交織，而周向成型線296可以沿肋部290被附接至纖維網(wǎng)286或與之交織。成型線 295和296使得可充氣支撐件250可以采取和保持所需的花瓣形狀。適于成型線295和296 的材料例如包括但不限于SILON?線，其具有處于大約30微米至500微米的范圍內(nèi)的直徑。
[0155] 為了沿徑向方向?qū)⑻柲芙邮掌?1的柔性反射鏡200折疊起來，可充氣支撐件 250還包括一個(gè)或多個(gè)折疊繩261，該折疊繩附接至可充氣支撐件250的遠(yuǎn)端部281和可動(dòng) 環(huán)（圖1A中為520)上，該可動(dòng)環(huán)安裝在桿件（圖1A中為14)的中心管（圖1A中為500) 上并且能夠沿桿件14進(jìn)行滑動(dòng)。
[0156] 折疊繩261例如可以由直徑為0. 3毫米至1毫米的魚線制成。折疊繩261沿徑向 在可充氣支撐件250內(nèi)不受限制地經(jīng)由引導(dǎo)管287從遠(yuǎn)端部281通向鎖定端282,這些引導(dǎo) 管在可折疊的跨接肋290處被附接在纖維網(wǎng)286上。必要時(shí)，可充氣支撐件250 (以及相應(yīng) 的柔性反射鏡200)可以沿徑向方向通過啟動(dòng)活塞550 (該活塞向上移動(dòng)可動(dòng)環(huán)520,該可動(dòng) 環(huán)相應(yīng)地拉動(dòng)折疊繩261)而被折疊，如前面參照圖3A至3C進(jìn)行描述的一樣。
[0157] 根據(jù)一種實(shí)施方式，為了減少柔性反射鏡200的表面，可充氣支撐件250可以不僅 在徑向方向上折疊，而且可以在垂直于徑向方向的周向方向上進(jìn)行折疊。圖5A至?示出 了沿周向方向折疊可充氣支撐件250(參照圖5A至5C)以及隨后沿徑向方向折疊（參照圖 5C)的步驟。
[0158] 因此為了沿周向方向進(jìn)行折疊，可充氣支撐件250的可折疊的跨接肋290包括削 弱的縱向橫截面285。如在圖5A至5C中依次示出的，可折疊的跨接肋290可以圍繞該削弱 的縱向橫截面285扭折或彎曲，以使得徑向梁28a和28b變形和朝向彼此移動(dòng)。隨后，如圖 5C所示，反射鏡可以沿徑向方向圍繞削弱的橫向橫截面286折疊成靠近桿件14,由此降低 了在本發(fā)明的太陽能利用系統(tǒng)的強(qiáng)風(fēng)防護(hù)操作情況下所需的反射鏡的行進(jìn)可能性。
[0159] 回到圖4,工作件220安裝在可充氣支撐件250上并且形成了用于可充氣支撐件 250的上側(cè)的覆蓋層。該工作間220包括覆蓋網(wǎng)229,該覆蓋網(wǎng)附接到可充氣支撐件250的 頂部。覆蓋網(wǎng)229由有些柔韌的材料制成，其允許對柔性反射鏡200進(jìn)行折疊。適于覆蓋 網(wǎng)229的材料例如包括但不限于直徑為10微米至300微米之間的SIL0N?線。
[0160] 工作件220還包括多個(gè)附接在覆蓋網(wǎng)229上的柔性反射板222。柔性反射板222 可以在尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)和范圍方面進(jìn)行變化。
[0161] 根據(jù)一種實(shí)施方式，柔性反射板222可以有規(guī)律地進(jìn)行布置并彼此重疊，由此完 全填充工作件220的頂面。另選地，柔性反射板222可以在工作件220的頂面內(nèi)稀疏地分 散。適于柔性反射板222的材料的示例包括但不限于諸如MYLAR?的金屬箔，其可以實(shí)現(xiàn)高 達(dá)99. 9%的效率的反射度。金屬箔的厚度例如可以在10微米至25微米的范圍內(nèi)。
[0162] 參照圖6,示出了當(dāng)柔性反射板222以魚鱗形式布置時(shí)的工作件220的示例。柔性 反射板222類似于魚鱗。由于它們的柔性，柔性反射板222可以從工作件220的表面進(jìn)行 偏轉(zhuǎn)，以在柔性反射板222之間形成孔221，從而使得氣流（例如風(fēng)）流經(jīng)這些孔。當(dāng)風(fēng)消 退時(shí)，柔性反射板222可以因其柔性屬性而返回到它們的操作位置中。這種反射鏡（圖1A 中為200)保護(hù)在本文中被稱為"被動(dòng)魚鱗保護(hù)"。
[0163] 在操作過程中，本發(fā)明的系統(tǒng)處于展開位置，其中柔性反光鏡200被擴(kuò)展。在這種 情況下，可能需要針對灰塵、昆蟲等的保護(hù)。處于這種原因考慮，柔性反射鏡200的構(gòu)造允 許一些類型的被動(dòng)保護(hù)。
[0164] 現(xiàn)在參照圖7,其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的柔性反射鏡200的被動(dòng) 保護(hù)的簡化示意圖。由于系統(tǒng)10包括獨(dú)立的分開的柔性反射鏡200,可以實(shí)現(xiàn)針對較溫和 的風(fēng)的天然保護(hù)。因此，圖7中所示的箭頭示出了穿過反射鏡200之間的空間的風(fēng)的流動(dòng)。 反射鏡200的這種保護(hù)在本文中被稱為"雛菊保護(hù)"。
[0165] 現(xiàn)在參照圖8A和8B，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的反射鏡200的被動(dòng) 保護(hù)的另一示例的簡化示意圖。在風(fēng)力進(jìn)一步增大時(shí)需要這種保護(hù)。當(dāng)流動(dòng)空氣的量和速 度增加，并且它可以大到使得空氣團(tuán)不能流過葉片之間的空間并且不能流過反射鏡200內(nèi) 的孔時(shí)，反射鏡200可以從圖8A中示出的基本操作位置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，并且如圖8B中所示，貼 靠在柔性反射鏡200的表面上吹過的陣風(fēng)可能會(huì)將葉片向上掀起。因此，柔性反射鏡200可 能會(huì)因風(fēng)而發(fā)生彎曲。一旦陣風(fēng)消退，可充氣支撐件250可以用作彈簧并且因此可以使柔 性反射鏡200因柔性屬性而返回到其完全打開的操作位置中（參照圖8C)。由于這種擺動(dòng) 運(yùn)動(dòng)（參照圖8C和8D)，施加至反射鏡200的風(fēng)能可能會(huì)消散掉。這個(gè)過程例如可以被比 作在有風(fēng)吹過時(shí)棕櫚樹梢中的葉片的擺動(dòng)。這種保護(hù)在本文中被稱為"被動(dòng)棕櫚樹保護(hù)"。
[0166] 圖8D中示出了在一端樞轉(zhuǎn)的柔性反射鏡200將作為彈簧擺一樣進(jìn)行擺動(dòng)。擺動(dòng) 幅度漸弱的連續(xù)擺動(dòng)造成了葉片抖動(dòng)。作為對應(yīng)震動(dòng)的結(jié)果，收集在反射鏡200上的灰塵 或碎屑可能會(huì)從反射鏡表面掉落下來。這種類型的反射鏡200的保護(hù)在本文中被稱為"被 動(dòng)灰塵保護(hù)"。
[0167] 應(yīng)該理解的是，所描述的所有反射鏡保護(hù)的種類都是從被動(dòng)意義上來講的，在這 些保護(hù)行為中，它們不需要使用者的任何輸入。
[0168] 由于折疊繩261具有不同的長度，因此每個(gè)反射鏡200的關(guān)閉可以依次地通過閉 合相對的反射鏡對來實(shí)現(xiàn)。因此可以單獨(dú)關(guān)閉每層反射鏡葉片，而且從最高的反射鏡層至 最低的反射鏡層依次進(jìn)行。每個(gè)葉片的關(guān)閉緊隨前一葉片的提供的彈簧阻力點(diǎn)來執(zhí)行。這 表現(xiàn)出了對通過關(guān)閉機(jī)構(gòu)空氣活塞550所產(chǎn)生的力的更少的需求。支撐部斷的包裝的閉合 過程減小了葉片尺寸，使得能夠保持裝置的形狀，將葉片聚湊在一起并且形成窄的錐形形 狀。
[0169] 露水和灰塵對于太陽能裝置的表面是極其危險(xiǎn)的。在存在露水的情況下，在日出 之前或者日出過程中，太陽的能量較弱，空氣溫度低并且風(fēng)勢正在增強(qiáng)。風(fēng)開始將灰塵掀 起，灰塵和露水一起形成了覆蓋在表面上的軟泥。當(dāng)陽光開始照耀時(shí)，軟泥形成硬皮，幾乎 不可能在不對共同的太陽能裝置的表面進(jìn)行刮擦的情況下將該硬皮去除。如將在下面所描 述的，本發(fā)明利用主動(dòng)自我保護(hù)能力，從而避免針對系統(tǒng)的任何潛在危險(xiǎn)，該主動(dòng)自我保護(hù) 能力建立在適時(shí)地進(jìn)行折疊和關(guān)閉以及將反射鏡保持為狹窄緊湊的錐形關(guān)閉形狀而具有 極低的空氣動(dòng)力學(xué)輪廓的基礎(chǔ)上。
[0170] 參照圖9,太陽能接收器11還包括空氣檢查填充機(jī)構(gòu)90,該機(jī)構(gòu)用于可控地檢查 柔性反射鏡的柔性可充氣框架（圖4中的282)中的壓力，并且用于在必要時(shí)用空氣來填充 柔性反射鏡200。該空氣檢查填充機(jī)構(gòu)90包括第一多向氣流閥91，該氣流閥安裝在輪轂 300中，并且被構(gòu)造用于向柔性可充氣反射鏡200供應(yīng)空氣。第一多向氣流閥91經(jīng)由空氣 管道96被聯(lián)接至多功能壓縮機(jī)700。根據(jù)一種實(shí)施方式，空氣管道96可以直接聯(lián)接至壓 縮機(jī)700。根據(jù)另一實(shí)施方式，空氣管道96可以經(jīng)由第二多向空氣閥（具體為5向空氣閥 152,如將在下文中參照圖16進(jìn)行說明的）聯(lián)接至壓縮機(jī)700。
[0171] 壓縮機(jī)700尤其負(fù)責(zé)供應(yīng)和維持柔性反射鏡的柔性可充氣框架（圖4中的282) 內(nèi)的壓縮空氣。多向閥91包括噴嘴92,每個(gè)噴嘴經(jīng)由填充管93被聯(lián)接至柔性可充氣框架 (圖4中的282)的對應(yīng)的尖嘴空氣閥288。噴嘴92的數(shù)量等于柔性反射鏡200的數(shù)量。因 此，由于圖1A至1C中示出的太陽能接收器11包括18個(gè)柔性反射鏡200,因此第一多向閥 91是18向空氣閥。
[0172] 太陽能接收器11還包括第一伺服機(jī)構(gòu)180,該第一伺服機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用于設(shè)定第一 多向閥91，以將壓縮空氣從壓縮機(jī)700供應(yīng)給選定的柔性反射鏡200。
[0173] 同時(shí)參照圖9和圖1D，空氣檢查填充機(jī)構(gòu)90由控制系統(tǒng)15控制，該控制系統(tǒng)包 括反射鏡壓力傳感器185,該反射鏡壓力傳感器與第一多向閥91相關(guān)，并且被構(gòu)造用于測 量反射鏡200的柔性可充氣框架（圖4中的282)中的壓力。在操作中，反射鏡壓力傳感器 185被逐個(gè)連接到每個(gè)反射鏡200,以對其中的壓力進(jìn)行測量。當(dāng)反射鏡壓力傳感器185被 聯(lián)接至某一反射鏡200時(shí)，該傳感器生成指示其中的壓力的壓力信號(hào)。當(dāng)壓力處于要求的 范圍內(nèi)時(shí)，控制器135可以產(chǎn)生用于連接器開關(guān)140的控制信號(hào)來啟動(dòng)第一伺服機(jī)構(gòu)180， 從而將壓力傳感器185聯(lián)接至相鄰的反射鏡200,以對其中的壓力進(jìn)行測量。另一方面，如 果在被檢查的反射鏡200中的壓力小于預(yù)定的壓力值，則控制器135可以生成用于連接器 開關(guān)140的控制信號(hào)來啟動(dòng)壓縮機(jī)700,從而用空氣填充柔性可充氣框架（圖4中的282) 直到達(dá)到預(yù)定的壓力值。
[0174] 如果柔性可充氣框架斷裂，則在用空氣填充的過程中的壓力不會(huì)發(fā)生改變，也不 以所需的速度增加。在這種情況下，控制器135可以向系統(tǒng)10的使用者生成警告信號(hào)，警 告使用者修理系統(tǒng)和置換受損反射鏡。
[0175] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，空氣檢查填充機(jī)構(gòu)90布置在安裝在輪轂（圖1A中 為300)中的殼體94中，該空氣檢查填充機(jī)構(gòu)與下部管件618的頂端相連，并且與桿件14 的中心管500的底端相連。殼體94限定腔體，該腔體包括尤其是多向閥91和第一伺服機(jī) 構(gòu)180。該殼體94還提供框架，在該框架上安裝有輪轂（圖1A中為300)的盤件。
[0176] 現(xiàn)在參照圖10A，該圖示出了針對凹面鏡101的太陽光束的光學(xué)示意圖。反射鏡 101例如可以是球面或者是拋物面。反射鏡101被假定為關(guān)于垂直于反射鏡中心的主軸旋 轉(zhuǎn)對稱。因此，三維反射鏡可以以二維圖形來呈現(xiàn)，而不失普遍性。主軸觸及反射鏡表面所 處的點(diǎn)T被稱為頂點(diǎn)。主軸上的與反射鏡的反射表面上的所有點(diǎn)等距的點(diǎn)C被稱為曲率中 心。沿主軸方向從點(diǎn)C至點(diǎn)T的距離被稱為反射鏡曲率半徑。假定射線平行于其主軸照射 凹面鏡，并且不太遠(yuǎn)離該軸，該射線被反射鏡反射成使得，它們都經(jīng)過主軸上的相同的點(diǎn)F。 位于曲率中心和頂點(diǎn)之間的該點(diǎn)被稱為反射鏡的聚集點(diǎn)，或者焦點(diǎn)。沿主軸從焦點(diǎn)至頂點(diǎn) 的距離被稱為反射鏡的焦距。然而，這只是一個(gè)近似值，這是因?yàn)楫?dāng)所有平行于它們的主軸 來照射反射鏡的光射線（例如從太陽發(fā)出的所有光線）被帶至處于同一點(diǎn)處的焦點(diǎn)時(shí)，這 只適用于拋物線反射鏡。事實(shí)證明在實(shí)踐中，當(dāng)來自遙遠(yuǎn)物體的射線進(jìn)一步遠(yuǎn)離凹透鏡的 主軸時(shí)，它們被帶至甚至更靠近反射鏡的焦點(diǎn)處。這種缺乏完美的球面鏡聚集被稱為球面 像差。
[0177] 現(xiàn)在參照圖10B，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的柔性反射鏡200的太陽光 束的光學(xué)示意圖。由于柔性反射鏡200以堆疊成層狀的方式被安裝在保持盤上，每層反射 鏡200具有其自身的幾何焦點(diǎn)，因此提供了多焦點(diǎn)區(qū)域，其中反射的光束分散聚集在主軸 上。如上所述，由于柔性反射鏡200的非拋物線表面，這種分散也可以通過球面像差來促 進(jìn)。相應(yīng)地，本文中被稱為"增加的焦點(diǎn)"F'的點(diǎn)FK周圍存在特定區(qū)域。增加的焦點(diǎn)的使 用在"點(diǎn)焦點(diǎn)"F K上具有優(yōu)勢。例如，由于太陽射線聚集在焦點(diǎn)的增加區(qū)域的較大表面上， 從而不在一個(gè)點(diǎn)處聚集高溫。而且，更易于冷卻"增加的焦點(diǎn)"F'的區(qū)域。相應(yīng)地，該增加 的焦點(diǎn)區(qū)域在系統(tǒng)10中用于定位太陽能聚光器12。
[0178] 現(xiàn)在參照圖11，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的太陽能聚光器12的切 片立體剖視圖。太陽能聚光器12布置在系統(tǒng)（圖1A中為10)的頂部位于預(yù)定位置處，從 反射鏡200反射的太陽能聚集在該預(yù)定位置處。太陽能聚光器位于上部管件500的頂部， 并且因此還被稱為"冠部"。該太陽能聚光器12包括基板121和窄的柄桿，該基板具有漏斗 形狀，該漏斗形狀具有寬的錐形基板出入口 122 (朝向系統(tǒng)的頂端部擴(kuò)展），該柄桿包括安 裝在中心管500頂部上的套筒連接器1004。作為冠部被通過重疊套筒連接器1004放置在 上部中心管500的頂部上的該太陽能聚光器12,必要時(shí)可以容易地進(jìn)行互換。
[0179] 根據(jù)一種實(shí)施方式，基板121是軸對稱的并且具有相對于桿件（圖1A中為14)的 軸線處于大約5度至大約85度的范圍內(nèi)的錐形部分的錐角。這種擴(kuò)展可以始于中心管500 的頂部，然而也考慮其他實(shí)施方式。應(yīng)該理解的是，朝向頂端的擴(kuò)展相對于桿件14可以是 對稱的或者不對稱的。
[0180] 基板121具有外表面1007,該外表面用于將光伏（PV)元件1006安裝于其上以進(jìn) 行發(fā)電?；?21例如可以由適于為光伏（PV)元件1006提供支撐的輕型且較強(qiáng)的材料制 成。適于基板121的材料示例包括但不限于鋁（A1)，鈦（Ti)，銅（Cu)等。
[0181] 外表面1007上的光伏元件可以布置成行或列。適用于本發(fā)明目的的PV元件例如 包括但不限于砷-鍺-銦（AsGeln)光伏元件、晶體硅（c-Si)、碳等。具體地，已經(jīng)表明由 AsGeln光伏元件形成的3個(gè)薄層板能夠以優(yōu)于40 %的效率進(jìn)行工作。繼而，對于由AsGeln 制成的五層PV電池的理論計(jì)算顯示出可以達(dá)到86%的效率。外表面1007上的光伏元件例 如可以提供至少為〇. 4KW/m2的太陽能接收反射鏡葉片。
[0182] 光伏元件1006可以是能夠在需要用工作件來置換受損件的情況下被互換的模塊 化組件。
[0183] 現(xiàn)在參照圖12A和12B，其相應(yīng)地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的光伏元件 1006的正視圖和側(cè)視圖以及光伏元件1006與外表面1007進(jìn)行附接的方式。光伏元件1006 的一端例如可以被焊接在表面1007,或者其一端通過使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的螺栓1055被 旋緊在表面1007,如圖12A和12B所示。另選地，光伏元件1006可以在整個(gè)后側(cè)處被焊接 在外表面1007上。
[0184] 同時(shí)參照圖9和圖11，太陽能聚光器12配設(shè)有基于空氣的冷卻機(jī)構(gòu)。該冷卻機(jī)構(gòu) 被動(dòng)地操作多達(dá)30個(gè)太陽的太陽能聚光，并且不需要馬達(dá)或者任何其他上部中心管500中 的渦輪。當(dāng)太陽能聚光多余30個(gè)太陽時(shí)，啟動(dòng)利用如下所述的風(fēng)扇進(jìn)行的冷卻。應(yīng)該注意 的是，本發(fā)明的基于空氣的冷卻系統(tǒng)利用天然的大氣進(jìn)行冷卻，并且因此由于冷卻介質(zhì)是 可以不限量使用的大氣而避免重的且貴重的冷卻器的使用。
[0185] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，冷卻機(jī)構(gòu)包括安裝在基板121內(nèi)的內(nèi)錐管1005。適 用于該內(nèi)錐管1005的材料示例包括但不限于鋁（A1)，鈦（Ti)，銅（Cu)等。
[0186] 內(nèi)錐管124是軸對稱的，并且具有相對于桿件（圖1A中為14)的軸線處于大約5 度至大約85度的范圍內(nèi)的錐形部分的錐角。內(nèi)錐管1005的錐形出入口的頂部直徑小于基 板121的錐形出入口 125的直徑，由此形成位于基板121和內(nèi)錐管1005之間的圓形狹縫 126。該圓形狹縫126提供用于冷卻光伏元件1006的空氣通道。該空氣通道形成為用于使 空氣從太陽能接收器11下方的區(qū)域經(jīng)過，經(jīng)由桿件14的上部管件500,并且經(jīng)過狹縫126， 以對光伏元件1006進(jìn)行冷卻。
[0187] 根據(jù)一種實(shí)施方式，內(nèi)錐管1005借助連接件128以機(jī)械方式與基板121相連。該 連接件例如可以包括方括號(hào)形狀的桿或板，桿或板徑向延伸穿過圓形狹縫126并且附接至 內(nèi)錐管1005的壁部和基板121的壁部。
[0188] 在操作中，來自柔性反射鏡200下方區(qū)域的大氣經(jīng)由位于殼體94的的底部處的開 口 97進(jìn)入，流經(jīng)殼體94,并流經(jīng)上部中心管500,隨后流經(jīng)圓形狹縫126。太陽能聚光器12 的冷卻機(jī)構(gòu)還包括位于殼體94頂部的風(fēng)扇136,以增強(qiáng)從位于柔性反射鏡200下方的區(qū)域 至圓形狹縫126的空氣流動(dòng)。必要時(shí)，風(fēng)扇的速度可以由控制器（圖1D中為135)基于由 輸出電壓傳感器（圖1D中為157)所提供的傳感器信號(hào)進(jìn)行控制。
[0189] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，內(nèi)錐管1005的壁部122是波浪形的，并且包括呈螺 旋狀從內(nèi)錐管1005的內(nèi)側(cè)和外側(cè)扭轉(zhuǎn)的螺紋部127。該螺紋部127的螺旋狀扭轉(zhuǎn)可以按照 順時(shí)針或者按照逆時(shí)針進(jìn)行。在內(nèi)錐管的壁部上設(shè)置的螺紋部127提供了流經(jīng)和存在于基 板121和內(nèi)錐管1005之間的空氣的漩渦效應(yīng)，由此增強(qiáng)了光伏元件1006的冷卻。
[0190] 如圖11中所示，如冠部般被放置在上部中心管500的頂部上的太陽能聚光器12 用作運(yùn)動(dòng)傳感器420和太陽跟蹤傳感器450的支撐部。根據(jù)這種實(shí)施方式，太陽能利用系 統(tǒng)包括半球支撐部400,運(yùn)動(dòng)傳感器420和太陽跟蹤傳感器450安裝在半球支撐部上。繼 而，半球支撐部400安裝在半球支撐管403上，該半球支撐管可以與冠部相連，例如與內(nèi)錐 管1005相連。將運(yùn)動(dòng)傳感器420與控制器（圖1A中為135)相連的電纜421和將太陽跟 蹤傳感器450與控制器相連的電纜451經(jīng)過半球支撐管403的內(nèi)腔，然后經(jīng)過上部中心管 500,進(jìn)一步經(jīng)過殼體（圖1A中為94)，并且最終經(jīng)過下部管件（圖1A中為618)。
[0191] 現(xiàn)在參照圖13,其中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的太陽能聚光器12的立 體切片剖面圖。圖13中的太陽能聚光器與太陽能聚光器（圖11中的12)的區(qū)別在于，太 陽能聚光器12的冷卻機(jī)構(gòu)還包括外錐管123,該外錐管安裝在基板121的外部，位于安裝在 上部中心管500上的套筒1008上。
[0192] 外錐管123由透射太陽光線的材料制成。適用于外錐管123的材料例如包括但不 限于硅玻璃，其能夠耐高溫，甚至是超過l〇〇〇°C的高溫。
[0193] 外錐管123是軸對稱的，并且具有相對于桿件（圖1A中為14)的軸線處于大約5 度至大約85度的范圍內(nèi)的錐形部分的錐角。外錐管123的錐形出入口的頂部直徑大于基 板121的錐形出入口 125的直徑，由此形成位于基板121和外錐管123之間的另一個(gè)圓形 狹縫129。除了空氣通道126外，圓形狹縫129提供了用于冷卻光伏元件1006的另一空氣 通道。
[0194] 如圖13中所示，基板121未安裝在中心管500上，而是借助連接件130以機(jī)械的 方式與外錐管123相連。與連接內(nèi)錐管1005和基板121的連接件128類似，連接件130可 以包括其他的方括號(hào)形狀的桿或板，這些桿或板被附接在外錐管123的壁部上和基板121 的壁部上。連接件130例如可以與連接件130會(huì)聚在一起，或者它們可以是獨(dú)立的元件。
[0195] 現(xiàn)在參照圖14,其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的放大了特定部斷的太陽 能利用系統(tǒng)10的立體切片剖視圖。系統(tǒng)10可以被安裝在固定的和靜止的繩纜、桅桿、支腿 或者其他安裝裝置上，如將在下文中參照圖17A至19B進(jìn)行描述的一樣，而系統(tǒng)10本身可 以借助樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)810進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以朝向太陽對限定系統(tǒng)10的軸向方向的桿件（圖1A中為 14)進(jìn)行取向，從而使得柔性反射鏡（圖1A中的200)可以接收最多的太陽能。
[0196] 根據(jù)一種實(shí)施方式，樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)810包括軸承座800和推動(dòng)軸承142,該軸承座可以 與任何安裝裝置（未示出）相連，推動(dòng)軸承被布置在軸承座800中。為了與安裝裝置相連， 軸承座800 -體形成有套筒811，該套筒具有構(gòu)造用于供纜繩、支腿或者任何安裝裝置插接 于其中的開口 812。
[0197] 推動(dòng)軸承142包括固定的外滾道142b和可移動(dòng)的內(nèi)滾道142a，該外滾道附接到軸 承座800的內(nèi)表面，該內(nèi)滾道將系統(tǒng)10支撐在位于下部管件618上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處。優(yōu)選地， 樞轉(zhuǎn)點(diǎn)在下部管件618上在系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)中心C處選取，從而可以使系統(tǒng)10容易地沿高 度和方位角方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0198] 現(xiàn)在同時(shí)參照圖15和16,其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的太陽能利用 系統(tǒng)（圖1A中為10)的太陽跟蹤系統(tǒng)13的切片立體剖視圖，其中放大了特定的部斷。該 太陽跟蹤系統(tǒng)13包括3個(gè)流體連通平衡容器901，該流體連通平衡容器從系統(tǒng)的主軸沿徑 向方向以每對容器方向之間具有120度角的方式進(jìn)行延伸。這3個(gè)平衡容器901包含經(jīng)由 液體連通管146在容器之間可控地傳輸?shù)囊后w905,由此沿所需的方向，例如朝向太陽，來 移動(dòng)系統(tǒng)10的質(zhì)心，并且傾斜系統(tǒng)10的主軸。
[0199] 液體905例如可以在安裝系統(tǒng)10的過程中被放置在平衡容器901中。在完成安裝 后，該液體可以在容器901之間進(jìn)行閉環(huán)循環(huán)。在正常工作條件下，置換和添加新液體的周 期可以長于一年。該流體例如可以是水或者防凍劑乙二醇的混合物，其可以在低至_50°C 的溫度下進(jìn)行操作。
[0200] 為了提供液體147在容器901之間的輸送，太陽跟蹤系統(tǒng)13包括經(jīng)由管件143與 多功能可控空氣壓縮機(jī)700相連的第二多向氣流控制閥（至少為3向）152。該第二多向氣 流控制閥152被布置在系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)中心C的下方，并且安裝在布置于下部管件618的底 端處的殼體159中。
[0201] 來自壓縮機(jī)700的空氣可以經(jīng)由支撐空氣管144可控地被提供給選自容器901的 任何一個(gè)容器，在支撐空氣管144上容器901相對于下部管件618被安裝在近側(cè)容器端部 處。支撐空氣管144較強(qiáng)的適于支撐和保持容器901的材料制成。太陽跟蹤系統(tǒng)13還包 括第二伺服機(jī)構(gòu)150,該第二伺服機(jī)構(gòu)被布置在殼體159內(nèi)，并且被構(gòu)造用于設(shè)定第二多向 氣流閥152,以經(jīng)由對應(yīng)的支撐空氣管144從壓縮機(jī)700向選定的容器901供應(yīng)空氣。
[0202] 在操作中，空氣從壓縮機(jī)700經(jīng)由管件143被提供給第二多向氣流控制閥152。該 閥152與軸承155a和155b相關(guān)聯(lián)，這些軸承與經(jīng)由軸154連接至第二伺服機(jī)構(gòu)150的閥 152的旋轉(zhuǎn)部分相連。在圖1D中，第二伺服機(jī)構(gòu)電聯(lián)接至控制器135?？刂破?35尤其響 應(yīng)于由太陽跟蹤感應(yīng)器（圖1A中為450)所生成的太陽跟蹤信號(hào)并且生成針對控制器連接 器開關(guān)140的指示信號(hào)，以啟動(dòng)第二伺服機(jī)構(gòu)150,并且轉(zhuǎn)動(dòng)第二多向氣流控制閥152的旋 轉(zhuǎn)部分來將壓縮機(jī)700與其中一個(gè)管件144連通。一旦閥152將壓縮機(jī)700連通至所需的 管件144,控制器135則生成用于啟動(dòng)壓縮機(jī)700的信號(hào)，以便將空氣送入對應(yīng)的容器901 中。
[0203] 送入容器內(nèi)的空氣增加了容器內(nèi)的空氣壓力。容器內(nèi)增加的壓力將液體從該容器 推出，經(jīng)由對應(yīng)的液體連通管146進(jìn)入其他容器，由此沿所需的方向來移動(dòng)系統(tǒng)10的質(zhì)心， 并且傾斜系統(tǒng)10的主軸。在沿所需方向傾斜和定位系統(tǒng)之后，容器內(nèi)的過多的空氣壓力降 低。為此，太陽跟蹤系統(tǒng)13包括布置在容器遠(yuǎn)端處的容器開口 148,用于釋放過多空氣。
[0204] 根據(jù)一種實(shí)施方式，容器901具有彎曲形狀，以便總是將開口 148保持在液位上 方。例如，容器901可以具有大致香蕉狀的形狀，其中容器開口 148相對于下部管件618布 置在容器901的遠(yuǎn)端處。盡管在圖15中示出了容器的大致三角形的橫向橫截面，通常來說， 容器901可以具有任何所需形狀的橫向橫截面，例如任何多邊形、圓形或橢圓形形狀。
[0205] 根據(jù)另一實(shí)施方式，為了將開口 148總是保持在液位上方，開口 148可以與開口管 道921相連。因此，管道921的一端與開口 148相連，而開口管道921的管道開口端借助漂 浮件922總是保持在液位上方。應(yīng)該理解的是，為了操作太陽跟蹤系統(tǒng)13,需要使空氣流入 容器921的流動(dòng)速率大于空氣流經(jīng)由開口 148釋放的流動(dòng)速率。
[0206] 根據(jù)一種實(shí)施方式，為了保持液體連通在液位下方通過，并且避免在容器901之 間傳輸空氣，太陽跟蹤系統(tǒng)13還可以包括布置在容器901中的液體流通管道934。液體流 通管道934的一端與液體連通管146相連，而液體流通管道934的另一端通過使用附接至 液體流通管道934另一端上的下沉件933而總是保持在液位下方。下沉件933具有足以使 液體流通管道934的另一端保持浸泡在液體905中以處于液位下方的重量。
[0207] 還應(yīng)該注意的是，容器901內(nèi)的液體重量還被用作配重，以將裝置的重心向下移 動(dòng)至系統(tǒng)的底部，由此增加系統(tǒng)的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0208] 如上所述，可控空氣壓縮機(jī)700尤其負(fù)責(zé)供應(yīng)和保持柔性反射鏡的柔性可充氣框 架（圖1A中為282)內(nèi)的壓縮空氣。而且，壓縮機(jī)700用于向空氣容器502提供壓縮氣體， 空氣容器用于提供壓縮氣體用于啟動(dòng)氣動(dòng)閥550,如參照圖2所描述的。因此，根據(jù)本申請 的一種實(shí)施方式，第二多向氣流控制閥152可以是5向氣流控制閥。在這種情況下，可以使 用3個(gè)5向氣流控制閥來相應(yīng)地以可控方式將壓縮機(jī)700經(jīng)由壓力容器管道505 (經(jīng)由單 向閥506連接至壓縮容器502)聯(lián)接至壓縮容器502,并且經(jīng)由用于填充柔性反射鏡200的 管道145聯(lián)接至第一多向閥（圖9中為91)。
[0209] 布置在下部管件618底端處并且連接于其上的殼體159可以尤其包含壓縮機(jī)700、 控制器135、壓縮容器502和單向閥506。殼體159可以通過由適于抵抗惡劣大氣條件以保 護(hù)電子件或其他部件免受損壞的材料制成的單件或若干件構(gòu)成。
[0210] 現(xiàn)在參照圖17A至17C，其示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的幾種實(shí)施方式的系統(tǒng)10的 安裝可能性。系統(tǒng)10可以具有相對于常規(guī)的太陽能利用系統(tǒng)來說較輕的重量。這種特點(diǎn) 允許進(jìn)行新穎的利用和安裝，這些對于傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)來說是不可能的。
[0211] 圖17A示出了系統(tǒng)10在屋頂區(qū)域1101上的安裝示例，系統(tǒng)10重疊在該區(qū)域上， 由此可以利用比屋頂區(qū)域1101更多的區(qū)域用于太陽輻射。
[0212] 圖17B示出了系統(tǒng)10在支腿1160上的安裝示例。這樣的安裝例如可以在公園中 的樹叢中、畜牧場和兒童游樂場等進(jìn)行使用，而無需任何屏障或柵欄，這是因?yàn)椴划a(chǎn)生任何 電或者因熱量引起的危險(xiǎn)。支腿1160的長度可以被調(diào)整為與安裝場地相適應(yīng)。必要時(shí)，該 系統(tǒng)10可以被升高，從而為物體在系統(tǒng)10下方通過留出足夠的空間。系統(tǒng)10可以是輕型 的，并且當(dāng)收合至關(guān)閉狀態(tài)時(shí)具有較小的尺寸，因此使其便于攜帶并且可以容易地進(jìn)行運(yùn) 輸和重新定位。可充氣反射鏡可以被拆除、放氣和儲(chǔ)存，以便進(jìn)行運(yùn)輸。系統(tǒng)重量可以少于 0. 5kg/m2的太陽能接收反射鏡200。
[0213] 由于使用運(yùn)動(dòng)傳感器（圖1A和1D中的420)，"花式"系統(tǒng)10可以在人或牲畜接 近時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。
[0214] 應(yīng)該理解的是，適當(dāng)?shù)胤胖迷撓到y(tǒng)可能會(huì)為動(dòng)物和植物植被提供有用的陰涼。這 種設(shè)置可以避免占用公共或者個(gè)人土地進(jìn)行太陽能系統(tǒng)的安裝，并且由此不需要鏟除任何 給定位置處的生命物種。
[0215] 圖17C示出了系統(tǒng)10在公共燈柱1161上的安裝示例。
[0216] 現(xiàn)在參照圖18A和圖18B，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式將系統(tǒng)10安裝在 不同的纜繩系統(tǒng)上，以便進(jìn)行堅(jiān)直和水平安裝的簡化示意圖。如圖18A所示，系統(tǒng)10被定 位在堅(jiān)直纜繩1262上，這些纜繩由氣球1263向上保持。通過這種方式，堅(jiān)直的發(fā)電站可以 建立在這樣的地點(diǎn)中，諸如摩天大樓、工廠、鉆井平臺(tái)以及其他這樣的位置，在這樣的位置 處耗電需求非常高。圖18B示出了系統(tǒng)10在房屋1264之間的繩網(wǎng)1265上的水平安裝示 例。
[0217] 現(xiàn)在參照圖19A和圖19B，它們對應(yīng)地是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的安裝有多 個(gè)系統(tǒng)（圖1A中為10)的纜繩1302的堅(jiān)直構(gòu)造和纜繩823和1314的水平構(gòu)造的簡化示 意圖。圖19A示出了 3個(gè)繩纜（圖18A中為1262)的支撐件的更具體的視圖。這種安裝提 供了整體穩(wěn)定性，并且避免當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，系統(tǒng)10發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0218] 同時(shí)參照圖14和19A，系統(tǒng)10經(jīng)由軸承座800的套筒811被連接至纜繩823。這 些纜繩823可以在纜繩的一端處被固定在這些套筒811的開口 812中并且被固定至堅(jiān)直纜 繩1302上。
[0219] 同時(shí)參照圖14和圖19B，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的纜繩1314的蜂巢狀 網(wǎng)上的系統(tǒng)安裝的更具體視圖。該系統(tǒng)10經(jīng)由軸承座800的套筒811被連接至水平纜繩 1314。
[0220] 應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)可以以機(jī)械方式與許多其他纜繩構(gòu)造堅(jiān)直或水平相 連，由此形成線或網(wǎng)。
[0221] 現(xiàn)在參照圖20A和20B，在定位過程中，系統(tǒng)10的高度方向可以在較廣的傾斜角范 圍下進(jìn)行更改。必要時(shí)，為了跟蹤太陽201，安裝纜繩201可以因太陽能接收器的花瓣?duì)钚?狀而被放置在柔性反射鏡200之間。
[0222] 參照圖21，流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式利用圖1A的系統(tǒng)將太陽能 轉(zhuǎn)換成電能、熱能或者反射光線的方法。裝置的利用包括但不限于以下方面：
[0223] 1)將太陽光束反射和聚集到處理區(qū)域，如曲面鏡上，其中心位于主軸上。
[0224] 2)反射太陽射線到諸如平面鏡的遠(yuǎn)端區(qū)域，用于開發(fā)。例如，在基于太陽能塔的儲(chǔ) 熱/發(fā)電設(shè)施中，或者在基于太陽能塔的高溫爐中。
[0225] 3)在焦點(diǎn)附近布置加熱容器。
[0226] 4)在焦點(diǎn)附近布置任意類型的光伏（PV)元件裝置：利用包括cSi、AsGeIn、碳等的 yny類型的元件。
[0227] 上部中心管500形成用于太陽能接收器的底座，太陽能接收器可以是已在前面具 體描述的冠部1000或者是任何其它類型的熱或所聚集的光的處理機(jī)、馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、換熱 器等。這些類型的能量處理裝置可以使用被動(dòng)空氣冷卻方法，而不需要馬達(dá)或者渦輪機(jī)。當(dāng) 具有渦輪機(jī)的馬達(dá)用于產(chǎn)生氣流并且可以被放置在上部中心管500內(nèi)時(shí)，這些類型的能量 處理裝置還可以使用主動(dòng)空氣冷卻。太陽能聚光器12(或者其他的能量處理裝置）可以在 系統(tǒng)裝置10僅用于反射太陽光的情況下被完全拆除。
[0228] 當(dāng)不存在/存在少量太陽能或者存在任何危險(xiǎn)時(shí)，在關(guān)閉接收表面的過程中，步 驟1402關(guān)閉反射鏡200的花的接收表面，以保持表面清潔。
[0229] 在打開步驟1404中，當(dāng)太陽能大于預(yù)定的閾值時(shí)，打開反射器200的花。
[0230] 在移動(dòng)接收表面的步驟1406中，反射鏡200的接收表面圍繞兩個(gè)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 以將太陽能接收量提高到最大可能的能量。
[0231] 在反射和聚集步驟1408中，所接收到的能量從接收表面被反射和聚集到誕部 1000的聚光區(qū)域中。
[0232] 在吸收所聚集的能量的步驟1410中，所聚集的能量利用連續(xù)的冷卻被吸收。
[0233] 在轉(zhuǎn)換步驟1412中，所吸收的能量被轉(zhuǎn)換成直流電。
[0234] 在第二轉(zhuǎn)換步驟1414中，所吸收的能量被轉(zhuǎn)換為熱能。
[0235] 在加熱空氣的步驟1416中，空氣被加熱以提高氣流速率5。
[0236] 在提高冷卻速率的步驟1418中，冷卻速率被提高。
[0237] 在轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷牟贾?420中，步驟1412中的直流電被轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟?br> [0238] 在使用/運(yùn)輸步驟1430中，步驟1420中所產(chǎn)生的交流電被使用和/或被輸送和 /或被儲(chǔ)存。
[0239] 在使用或儲(chǔ)存直流電的步驟1432中，直流電被使用或儲(chǔ)存。
[0240] 在吸收所有所聚集的能量的步驟1424中，所有來自步驟1408的被聚集的能量被 吸收。
[0241] 在使用所有被轉(zhuǎn)換的熱能的步驟1428中，所有被轉(zhuǎn)換的熱能被使用。
[0242] 在反射步驟1422中，接收到的光線被反射，而不進(jìn)行聚集。
[0243] 在使用反射光線的步驟1426中，反射光線被使用。
[0244] 現(xiàn)在參照圖22,該圖是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于冷卻圖1A的系統(tǒng)的太 陽能聚光器（冠部）12的方法的簡化流程圖1500。
[0245] 在冷空氣進(jìn)入的步驟1502中，冷空氣從反射鏡200下方區(qū)域進(jìn)入裝置10。
[0246] 在空氣流動(dòng)步驟1504中，空氣經(jīng)由中心管500以層流方式進(jìn)行流動(dòng)。
[0247] 在空氣抽吸步驟1506中，空氣被吸入系統(tǒng)。
[0248] 在空氣引入螺旋錐體的步驟1508中，空氣進(jìn)入太陽能聚光器12的圓形狹縫（圖 12中為126)(即螺旋錐體）中，以便促進(jìn)形成冷卻空氣的漩渦過程。
[0249] 在冷卻空氣流動(dòng)步驟1510中，冷空氣在范圍為-50°C >T>50°C的溫度下流經(jīng)太陽 能聚光器12的冠部，由此部分地冷卻該冠部。
[0250] 在熱空氣螺旋狀流動(dòng)的步驟1516中，熱空氣（處于高于50°C的溫度T下）在太陽 能聚光器12 (冠部）中螺旋狀流動(dòng)，由此冷卻該冠部。
[0251] 在空氣流出的步驟1520中，空氣流出系統(tǒng)10,流至大氣中。
[0252] 現(xiàn)在參照圖23,其示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)（圖1A 中的10)免受靠近其的物體（可能會(huì)損壞系統(tǒng)）影響的方法的簡化流程圖1600。
[0253] 在傳感器檢測運(yùn)動(dòng)的步驟1602中，運(yùn)動(dòng)傳感器（圖1D中的420)檢測外部運(yùn)動(dòng)。
[0254] 此后，在運(yùn)動(dòng)檢查步驟1604中，傳感器進(jìn)行檢查，以辨別是否存在運(yùn)動(dòng)。在處理步 驟1606中，處理器處理矩陣數(shù)據(jù)。
[0255] 在存儲(chǔ)輸出的步驟1608中，處理器存儲(chǔ)來自步驟1606的輸出。
[0256] 在刪除步驟1610中，刪除矩陣數(shù)據(jù)。
[0257] 在檢查運(yùn)動(dòng)危險(xiǎn)的步驟1612中，檢查是否運(yùn)動(dòng)存在危險(xiǎn)。
[0258] 如果存在危險(xiǎn)，系統(tǒng)10在關(guān)閉裝置的步驟1614中關(guān)閉。
[0259] 現(xiàn)在參照圖24,其是示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，用于跟蹤太陽移動(dòng)的方 法的簡化流程圖1700。
[0260] 在感應(yīng)步驟1702中，太陽跟蹤傳感器（在圖1D中為450)接收與太陽運(yùn)動(dòng)相關(guān)的 輸入。
[0261] 在傳感器輸出步驟1704中，太陽跟蹤傳感器450輸出來自3個(gè)光伏電池（圖11 和12中為1006)的3個(gè)獨(dú)立的電流II、12和13。
[0262] 在處理步驟1706中，控制器135比較II、12和13的大小。
[0263] 在第一檢查步驟1708中，處理器進(jìn)行檢查以查明是否電流II、12和13均小于閾 值。
[0264] 在關(guān)閉裝置的步驟1710中，太陽能接收器11被關(guān)閉。
[0265] 在第二電流檢測步驟1714中，由控制器135根據(jù)共同的數(shù)值來比較II、12和13 的值。如果這些值大部分是相同的，則執(zhí)行后續(xù)步驟。
[0266] 在適當(dāng)位置步驟1730中，系統(tǒng)10處于適當(dāng)位置中并且繼續(xù)等待步驟1740。
[0267] 在第二電流檢查步驟1714中，查明是否II、12和13中的任何一個(gè)的值都是與預(yù) 定范圍內(nèi)的其他值是不同的。
[0268] 在角度計(jì)算步驟1716中，通過處理器來執(zhí)行角度計(jì)算。
[0269] 在時(shí)間比較步驟1718中，II、12和13的值與它們之前的值進(jìn)行比較，如果它們隨 時(shí)間變化太快，則裝置處于強(qiáng)風(fēng)中，并開始執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉。
[0270] 在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)的步驟1720中，如之前參照圖15和16所描述的一樣，系統(tǒng)10借助太 陽跟蹤系統(tǒng)13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0271] 在等待步驟1740中，處理器等待時(shí)間t。
[0272] 現(xiàn)在參照圖25,該圖是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于定位系統(tǒng)（圖1A為10) 的方法的簡化流程圖1800。整個(gè)方法由兩個(gè)主要階段形成。第一主要階段包括準(zhǔn)備步驟 1820并且包括在處理器中進(jìn)行計(jì)算和設(shè)定數(shù)值。在該階段中系統(tǒng)10不發(fā)生運(yùn)動(dòng)。第二主 要階段包括在容器901中泵送空氣，并且定位1850系統(tǒng)，該步驟是容器之間輸送液體以及 傾斜系統(tǒng)10的物理過程。
[0273] 階段I -準(zhǔn)備1820
[0274] 在位置數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1826中，位置傳感器450向控制器135發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0275] 在處理器單元分析步驟1828中，控制器135進(jìn)行分析，從哪個(gè)容器901向哪個(gè)另 外一個(gè)容器901輸送液體。
[0276] 在處理器發(fā)送步驟1830中，處理器141經(jīng)由控制器連接器開關(guān)135向供電單元 120發(fā)送電脈沖。
[0277] 在功率放大步驟1834中，控制器連接器開關(guān)135準(zhǔn)備電壓并且將空氣閥152(通 過使用第二伺服機(jī)構(gòu)150)設(shè)定給適當(dāng)?shù)娜萜?01，以增加該容器內(nèi)的空氣壓力，由此啟動(dòng) 適當(dāng)?shù)娜萜饕韵蚱渌萜鬏斔鸵后w。
[0278] 在脈沖發(fā)送步驟1836中，處理器141向供電單元120發(fā)送電脈沖。
[0279] 在供電單元放大步驟1838中，控制器連接器開關(guān)135準(zhǔn)備電壓，并且通過第二伺 服機(jī)構(gòu)150將空氣閥152設(shè)定至適當(dāng)?shù)娜萜?01。
[0280] 階段II-泵送和定位1850
[0281] 在處理器發(fā)送電脈沖步驟1852中，處理器單元135向供電單元120發(fā)送電脈沖。
[0282] 在功率放大步驟1854中，供電單元放大電功率并且運(yùn)行空氣壓縮機(jī)700。
[0283] 在空氣流動(dòng)步驟1856中，空氣流動(dòng)到選定的容器901中并且將液體推入下一個(gè)容 器 901。
[0284] 在流體流動(dòng)步驟1858中，流體905從選定的容器流經(jīng)流體管146,流至另一個(gè)適當(dāng) 的容器901。
[0285] 在流體團(tuán)步驟1860中，液體團(tuán)905改變系統(tǒng)10的重心，并且系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)并被重 新引導(dǎo)至新的最適合的位置。
[0286] 因此，那些與本發(fā)明相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然本發(fā)明已經(jīng)在優(yōu)選實(shí) 施方式方面進(jìn)行了描述，本公開所基于的概念可以容易地被利用來作為用于設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu) 以及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些目的所需過程的基礎(chǔ)。
[0287] 本發(fā)明不限于發(fā)電，因此太陽能利用系統(tǒng)還可以被用于加熱位于太陽能聚光器的 冠部區(qū)域中的物體。
[0288] 此外，應(yīng)該理解，本文中所用的措辭和術(shù)語是為了進(jìn)行描述，而不應(yīng)被看做是進(jìn)行 限制。
[0289] 在方法權(quán)利要求中，用于指定權(quán)利要求步驟的字母字符只是處于便于說明的目 的，而并不意味著任何執(zhí)行這些步驟的特定順序。
[0290] 因此，重要的是，本發(fā)明的范圍不被看做是被前面所提及的說明性實(shí)施方式所限 定。在本分明的范圍（如在附帶的權(quán)利要求和其等同物中所限定的）內(nèi)可以進(jìn)行其他改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能利用系統(tǒng)（10)，該太陽能利用系統(tǒng)包括： 太陽能接收器（11)，該太陽能接收器被構(gòu)造成用于接收來自太陽的太陽能，并且用于 將接收到的太陽能聚集在預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域處，所述太陽能接收器包括彼此獨(dú)立且圍繞所述系 統(tǒng)的主軸沿徑向布置的多個(gè)柔性反射鏡（200)，所述多個(gè)柔性反射鏡（200)被構(gòu)造成為了 操作而被展開，或者被收合； 太陽能聚光器（12)，該太陽能聚光器安裝在從所述太陽能接收器（11)沿所述系統(tǒng)的 主軸延伸的桿件（14)上，所述太陽能聚光器（12)位于所述預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域處，在該區(qū)域中從 所述多個(gè)柔性反射鏡（200)所反射的太陽能被聚集，并且所述太陽能聚光器被構(gòu)造成用于 將所聚集的反射能量轉(zhuǎn)換成電能； 太陽跟蹤系統(tǒng)（13)，該太陽跟蹤系統(tǒng)被構(gòu)造成用于感應(yīng)太陽在天空中的位置，并且使 所述系統(tǒng)（10)傾斜，從而引導(dǎo)所述太陽能接收器（11)朝向太陽，以便接收最多的陽光并將 最多的陽光反射到所述預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽接收器（11)包括輪轂 (300)，該輪轂具有多個(gè)沿所述系統(tǒng)的主軸布置的并且適于保持所述柔性反射鏡（200)的 盤件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述輪轂（300)包括上部臺(tái)板蓋盤 (315a)、下部臺(tái)板蓋盤（315b)和夾持在所述上部臺(tái)板蓋盤（315a)和所述下部臺(tái)板蓋盤 (315b)之間的多個(gè)反射鏡保持盤（316)，所述反射鏡保持盤（316)被構(gòu)造成用于固定和保 持所述柔性反射鏡（200)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)包括3個(gè)反 射鏡保持盤（316)和布置在由所述3個(gè)保持盤（316)所形成的三個(gè)層中的18個(gè)柔性反射 鏡（200)，每個(gè)反射鏡保持盤（316)保持6個(gè)柔性反射鏡（200)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)包括葉片鎖 定機(jī)構(gòu)（318)，該葉片鎖定機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成用于將所述柔性反射鏡（200)保持在所述反射鏡 保持盤（316)中，所述反射鏡保持盤（316)包括所述葉片鎖定機(jī)構(gòu)（318)的"凹狀"部分 (318a)，用于將所述柔性反射鏡（200)固定在圍繞所述系統(tǒng)的主軸的徑向位置中，并且每 個(gè)柔性反射鏡（200)包括所述鎖定機(jī)構(gòu)（318)的"凸?fàn)?部分（318b)，用于與布置在對應(yīng)的 所述保持盤（316)中的所述"凹狀"部分（318a)相匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，每個(gè)凹狀部分（318a)包括布置在所 述保持盤（316)中的對應(yīng)的狹縫（317)，所述狹縫（317)的內(nèi)表面包括至少一個(gè)齒狀的狹縫 不規(guī)則部（319a)，并且每個(gè)柔性反射鏡（200)包括至少一個(gè)對應(yīng)的葉片不規(guī)則部（319b)， 該至少一個(gè)葉片不規(guī)則部具有適于與所述至少一個(gè)狹縫不規(guī)則部（319a)匹配的形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)還包括氣動(dòng) 式反射鏡保持機(jī)構(gòu)（16)，該氣動(dòng)式反射鏡保持機(jī)構(gòu)包括： 可動(dòng)環(huán)（520)，該可動(dòng)環(huán)安裝在所述桿件（14)上，并且能夠沿所述系統(tǒng)的主軸滑動(dòng)； 折疊繩（261)，該折疊繩附接至所述柔性反射鏡（200);以及 氣動(dòng)活塞（550)，該氣動(dòng)活塞安裝在所述輪轂（300)的頂部上，并且被構(gòu)造用于提升所 述可動(dòng)環(huán)（520); 由此通過將所述可動(dòng)環(huán)（520)向上提升以拉動(dòng)所述折疊繩（261)，所述柔性反射鏡 (200)沿徑向方向朝向所述桿件（14)進(jìn)行折疊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)包括空氣容 器（502)，該空氣容器經(jīng)由包括可控電磁空氣閥（503)的空氣管路（501)被聯(lián)接至所述氣動(dòng) 活塞（550);由此所述氣動(dòng)活塞（550)由打開所述可控電磁空氣閥（503)之后從所述空氣 容器（502)流出的壓縮空氣來啟動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述氣動(dòng)活塞（550)包括沿主軸以伸 縮方式布置的多個(gè)同心管（551)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)（10)還包括可控空氣壓縮 機(jī)（700)，該可控空氣壓縮機(jī)與所述空氣容器（502)聯(lián)接，用于用壓縮空氣來填充所述空氣 容器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可控空氣壓縮機(jī)（700)經(jīng)由多 向氣流控制閥（152)聯(lián)接到所述空氣容器（502)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述折疊機(jī)構(gòu)（16)包括電磁鎖定 裝置（580)，該電磁鎖定裝置安裝在所述桿件（14)上并且被構(gòu)造成用于鎖定所述可動(dòng)環(huán) (520)，由此將所述柔性反射鏡（200)保持在折疊狀態(tài)下。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述鎖定裝置（580)包括電磁觸發(fā) 器（584)，該電磁觸發(fā)器被構(gòu)造成用于使所述鎖定裝置（580)解除鎖定并且釋放所述可動(dòng) 環(huán)（520)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，每個(gè)柔性反射鏡（200)包括可充氣 支撐件（250)和工作件（220)，所述可充氣支撐件被構(gòu)造用于與所述反射鏡保持盤（316)相 連，并且所述工作件被安裝在所述可充氣支撐件（250)上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)包括柔性 可充氣框架（282)，該柔性可充氣框架具有梯子形狀并且包括由多個(gè)可充氣跨接肋（290) 所加強(qiáng)的可充氣徑向梁（28a，28b)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述柔性反射鏡（200)的可充氣支 撐件（250)包括葉片鎖定機(jī)構(gòu)（318a)，用于將所述可充氣支撐件（250)的端部部分（291) 固定在所述保持盤（316)中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)的近端 (291)包括被構(gòu)造成用于對所述柔性可充氣框架（282)進(jìn)行充氣的尖嘴空氣閥（288)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)（10)還包括可控空氣壓 縮機(jī)（700)，該可控空氣壓縮機(jī)與所述可充氣支撐件（250)聯(lián)接，用于對所述可充氣支撐件 進(jìn)行填充。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)被纖維網(wǎng) (286)包圍，從而加強(qiáng)所述支撐件（250)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)被沿徑向 方向跨越所述可充氣支撐件（250)的徑向成型帶（295)和沿垂直于所述徑向方向的周向方 向跨越所述可充氣支撐件（250)的周向成型帶（296)覆蓋。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述成型帶（295)與所述纖維網(wǎng) (286)沿徑向方向交織，而所述成型帶（296)沿所述肋部（290)與所述纖維網(wǎng)（286)交織。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述成型帶（295,296)包括 SILON? 線。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)還包括至 少一個(gè)折疊繩（261)，該至少一個(gè)折疊繩附接至所述可充氣支撐件（250)的遠(yuǎn)端（281)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)包括引導(dǎo) 管（287)，這些引導(dǎo)管在可折疊的跨接肋（290)處附接至纖維網(wǎng)（286)，并且被構(gòu)造成用于 提供供所述折疊繩（261)不受限制地從中穿過的通道。
25. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述可充氣支撐件（250)的可折疊 的所述跨接肋（290)包括削弱的縱向橫截面（285)，所述可折疊的跨接肋（290)能夠繞該橫 截面折彎或彎曲，以便使所述徑向梁（28a，28b)朝向彼此變形和移動(dòng)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述工作件（220)包括覆蓋網(wǎng) (229)，該覆蓋網(wǎng)附接到所述可充氣支撐件（250)的頂部。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述工作件（220)包括附接至所述 覆蓋網(wǎng)（229)的多個(gè)柔性反射板（222)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述柔性反射板（222)有規(guī)律地布 置并彼此重疊，由此填滿所述工作件（220)的整個(gè)頂面。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述柔性反射板（222)稀疏地分散 在所述工作件（220)的頂面內(nèi)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述柔性反射板（222)以魚鱗方式 來布置。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述柔性反射板（222)從所述工作 件（220)的表面偏轉(zhuǎn)，由此在所述反射板（222)之間形成孔（221)，以便能夠使空氣流流經(jīng) 這些孔，并且在不存在空氣流的過程中使所述柔性反射板（222)返回到它們的操作位置。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，在所述柔性反射鏡（200)之間設(shè)置 能夠供空氣流流經(jīng)的空間。
33. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)包括空氣 檢查填充機(jī)構(gòu)（90)，該空氣檢查填充機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成用于可控地檢查所述柔性反射鏡（200) 的所述柔性可充氣框架（282)中的壓力，并且用于在必要時(shí)用空氣填充所述柔性反射鏡 (200)，所述空氣檢查填充機(jī)構(gòu)（90)包括第一多向氣流閥（91)，該第一多向氣流閥被構(gòu)造 用于向所述柔性可充氣框架（282)供應(yīng)空氣。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述第一多向氣流閥（91)經(jīng)由空 氣管道（96)被聯(lián)接至可控空氣壓縮機(jī)（700)，所述空氣管道經(jīng)由第二多向空氣閥（152)被 連接至所述壓縮機(jī)（700)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能接收器（11)還包括第 一伺服機(jī)構(gòu)（180)，該第一伺服機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成用于設(shè)定所述第一多向閥（91)，以將壓縮空 氣從所述壓縮機(jī)（700)供應(yīng)給選定的柔性反射鏡（200)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能聚光器（12)包括基板 (121)和窄的柄桿，該基板具有漏斗形狀，該漏斗形狀具有朝向所述系統(tǒng)的頂端擴(kuò)展的寬的 錐形基板出入口（122)，該柄桿包括安裝在所述桿件（14)上的套筒連接器（1004)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述基板（121)是軸對稱的，并且 具有相對于所述桿件（14)的軸線處于大約5度至大約85度的范圍內(nèi)的錐形部分的錐角。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述基板（121)具有外表面 (1007)，該外表面被構(gòu)造成用于將太陽能光伏（PV)元件（1006)安裝在該外表面上，以進(jìn)行 發(fā)電。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能光伏（PV)元件（1006) 是包括選自砷_錯(cuò) -銦（AsGeln)、晶體娃（c_Si)和碳中的至少一種材料的光伏兀件。
40. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能聚光器（12)包括基于空 氣的冷卻機(jī)構(gòu)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽能聚光器（12)包括基于 空氣的冷卻機(jī)構(gòu)，所述冷卻機(jī)構(gòu)包括安裝在所述基板（121)內(nèi)的內(nèi)錐管（1005)，所述內(nèi)錐 管（1005)是軸對稱的，并且所述內(nèi)錐管（1005)的錐形出入口的頂部的直徑小于所述基板 (121)的錐形出入口（125)的直徑，由此在所述基板（121)和所述內(nèi)錐管（1005)之間形成 圓形狹縫（126)，由此形成用于供空氣流過以冷卻所述光伏元件（1006)的空氣通道，所述 空氣通道使得空氣能夠從所述太陽能接收器（11)下方的區(qū)域，經(jīng)過所述桿件，并且最終經(jīng) 過所述狹縫（126)流動(dòng)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)還包括風(fēng)扇（136)， 該風(fēng)扇沿所述空氣通道定位并且被構(gòu)造成用于促進(jìn)空氣在所述空氣通道中的流動(dòng)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)錐管（1005)以機(jī)械方式通 過連接件（128)與所述基板（121)相連。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述連接件選自方括號(hào)形狀的桿 或板，所述桿或板沿徑向延伸穿過所述圓形狹縫（126)并且附接至所述內(nèi)錐管（1005)的壁 部和所述基板（121)的壁部。
45. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)錐管（1005)的壁部（122) 是波浪形的，并且包括呈螺旋狀從所述內(nèi)錐管（1005)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)圍繞所述壁部（122)扭 轉(zhuǎn)的螺紋部（127)，因此提供了流經(jīng)和存在于所述基板（121)和所述內(nèi)錐管（1005)之間的 空氣的漩渦效應(yīng)，以便增強(qiáng)對所述光伏元件（1006)的冷卻。
46. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)還包括安裝在所述 基板（121)的外部、位于安裝在所述桿件（14)上的套筒（1008)上的外錐管（123)，該外 錐管由可透射太陽光線的材料制成，所述外錐管（123)是軸對稱的，并且所述外錐管（123) 的錐形出入口的頂部的直徑大于所述基板（121)的所述錐形出入口（125)的直徑，由此在 所述基板（121)和所述外錐管（123)之間形成另一個(gè)圓形狹縫（129)，除了所述空氣通道 (126)外，所述另一個(gè)圓形狹縫（129)提供了用于冷卻所述光伏元件（1006)的另一空氣通 道。
47. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，該太陽能利用系統(tǒng)還包括用于朝向太陽 來對所述系統(tǒng)（10)的主軸進(jìn)行定向的樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)（810)，所述樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)（810)包括與所述套 筒（811) -體形成的軸承座（800)和布置在所述軸承座（800)中的推力軸承（142)，該套 筒（811)具有被構(gòu)造成用于插接安裝構(gòu)件的開口（812)，所述推力軸承（142)包括固定的外 滾道（142b)和可移動(dòng)的內(nèi)滾道（142a)，該外滾道附接到所述軸承座（800)的內(nèi)表面，所述 內(nèi)滾道將所述系統(tǒng)（10)支撐在位于所述桿件（14)上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處，該樞轉(zhuǎn)點(diǎn)位于所述系統(tǒng) (10)的旋轉(zhuǎn)中心（C)處。
48. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)包括3個(gè)流 體連通平衡容器（901)，所述流體連通平衡容器從所述系統(tǒng)的主軸沿徑向方向以每一對容 器方向之間具有120度角的方式進(jìn)行延伸；所述3個(gè)平衡容器（901)包含經(jīng)由液體連通管 (146)在所述容器之間可控地輸送的液體（905)，由此沿所需的方向偏移所述系統(tǒng)（10)的 質(zhì)心，并且傾斜所述系統(tǒng)（10)的主軸。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)包括：第 二多向氣流控制閥（152)，該第二多向氣流控制閥被聯(lián)接至空氣壓縮機(jī)（700)并且被構(gòu)造 成用于可控地向選自這些容器（901)中的一個(gè)容器供應(yīng)空氣，以便增加選定容器中的壓 力，由此將從選定的容器出來的液體推入其他容器（901)中；以及第二伺服機(jī)構(gòu)（150)，該 第二伺服機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成用于設(shè)定第二多向氣流控制閥（152)，以便將空氣從所述空氣壓縮 機(jī)（700)供應(yīng)至期望的容器（901)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)的每個(gè)容 器（901)均包括布置在所述容器（901)遠(yuǎn)端處的容器開口（148)，用于釋放過量空氣。
51. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)包括：布 置在所述容器（901)中的開口管道（921)，該開口管道具有一個(gè)與所述容器開口（148)相 連的管道端部以及總是保持在所述液體（905)的液位上方的另一個(gè)管道端部；以及漂浮件 (902)，該漂浮件被構(gòu)造用于漂浮在所述液體（905)上，并且將所述容器開口（148)的所述 另一個(gè)管道端部支撐在所述液體（905)的液位上方。
52. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的太陽能利用系統(tǒng)，其中，所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)包括：布 置在每個(gè)所述容器（901)中的液體流通管道（934)，所述液體流通管道（934)具有一個(gè)與所 述液體連通管（146)相連的管道端部以及總是被保持在所述液體（905)的液位下方的另一 管道端部；以及下沉件（933)，所述下沉件被附接在所述另一管道端部處并且被構(gòu)造用于 將所述另一管道端部保持成浸沒在所述液體（905)中。
53. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能利用系統(tǒng)，該太陽能利用系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī) (700)，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造用于供應(yīng)壓縮空氣來啟動(dòng)對所述反射鏡的折疊以及對太陽的 跟蹤；所述太陽能接收器（11)包括：電磁觸發(fā)器（581)，該電磁觸發(fā)器被構(gòu)造成用于在所述 反射鏡處于折疊狀態(tài)時(shí)解除所述柔性反射鏡（200)的鎖定；電磁閥（503)，該電磁閥被構(gòu)造 成為折疊所述柔性反射鏡（200)供應(yīng)壓縮空氣；第一伺服機(jī)構(gòu)（180)，該第一伺服機(jī)構(gòu)與第 一多向閥（91)相關(guān)聯(lián)且被構(gòu)造用于設(shè)定所述第一多向閥（91)，以從所述壓縮機(jī)（700)向選 定的柔性反射鏡（200)供應(yīng)壓縮空氣，從而在必要時(shí)用空氣來填充選定的反射鏡；第二伺 服機(jī)構(gòu)（150)，該第二伺服機(jī)構(gòu)與第二多向氣流閥（152)相關(guān)聯(lián)且被構(gòu)造成用于設(shè)定所述 第二多向氣流閥（152)，以從所述壓縮機(jī)（700)向所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)供應(yīng)壓縮空氣； 以及風(fēng)扇（136)，該風(fēng)扇被構(gòu)造用于提供用于冷卻所述太陽跟蹤系統(tǒng)（13)的空氣。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的太陽能利用系統(tǒng)，該太陽能利用系統(tǒng)還包括： 控制系統(tǒng)（15)，該控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用于控制所述系統(tǒng)（10)的操作，所述控制系統(tǒng)包 括： 供電單元（120)，該供電單元被構(gòu)造成用于提供所述系統(tǒng)的電氣和電子模塊進(jìn)行操作 所需的電能； 至少一個(gè)傳感器，該至少一個(gè)傳感器選自由如下傳感器組成的組： 輸出電壓傳感器（157)，該輸出電壓傳感器構(gòu)造成用于測量由所述系統(tǒng)（10)所產(chǎn)生的 輸出電壓； 運(yùn)動(dòng)傳感器（420)，該運(yùn)動(dòng)傳感器被構(gòu)造成用于檢測在所述系統(tǒng)附近的、可能會(huì)對所述 系統(tǒng)（10)造成潛在危害的移動(dòng)物體； 太陽跟蹤傳感器（450)，該太陽跟蹤傳感器被構(gòu)造成用于識(shí)別太陽的位置； 反射鏡壓力傳感器（185)，該反射鏡壓力傳感器被構(gòu)造成用于對展開所述太陽能接收 器（11)所需的空氣壓力進(jìn)行測量； 電源電壓傳感器（158)，該電源電壓傳感器被構(gòu)造用于測量由所述供電單元（120)所 提供的供電電壓；和 輸出電壓傳感器（157)，該輸出電壓傳感器被構(gòu)造用于測量由所述太陽能聚光器（12) 所生成的輸出電壓， 控制器（135)，該控制器與所述傳感器中的至少一個(gè)傳感器聯(lián)接，并且被構(gòu)造成用于分 析接收到的傳感器數(shù)據(jù)，并且針對控制器連接器開關(guān)（140)生成控制信號(hào)，以便以可控的 方式從所述供電單元（120)向選自由以下裝置組成的組中的至少一個(gè)裝置提供供電電壓： 所述電磁觸發(fā)器（581)、所述電磁閥（503)、所述第一伺服機(jī)構(gòu)（180)、所述第二伺服機(jī)構(gòu) (150)、所述空氣壓縮機(jī)（700)和所述風(fēng)扇（136)， 由此來控制所述系統(tǒng)的操作。
55. -種用于動(dòng)態(tài)的太陽能利用的方法，該方法包括： a) 由太陽能接收器接收來自太陽的太陽能，該太陽能接收器被構(gòu)造用于接收來自太陽 的太陽能；所述太陽能接收器包括多個(gè)柔性反射鏡，這些柔性反射鏡彼此獨(dú)立并且圍繞所 述系統(tǒng)的主軸沿徑向布置，所述多個(gè)柔性反射鏡被構(gòu)造成被展開以進(jìn)行操作或者被收合， 以及 b) 將所接收的太陽能聚集在預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域處； c) 通過太陽能聚光器將聚集的能量轉(zhuǎn)換為直流電，該太陽能聚光器位于所述預(yù)定的點(diǎn) 區(qū)域處，從所述多個(gè)柔性反射鏡反射的太陽能被聚集在該點(diǎn)區(qū)域中。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，該方法還包括使冷卻空氣流經(jīng)所述太陽能聚光器。
57. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，該方法還包括由太陽跟蹤系統(tǒng)來感應(yīng)太陽在天空中 的位置，并且傾斜所述太陽能接收器，從而使所述太陽能接收器指向太陽，以接收最多的陽 光，并將最多的陽光反射到所述預(yù)定的點(diǎn)區(qū)域上。
58. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，該方法還包括在不利的環(huán)境條件下折疊所述多個(gè)柔 性反射鏡中的至少一個(gè)反射鏡。
59. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，該方法還包括在有利的環(huán)境條件下，展開所述多個(gè) 柔性反射鏡中的至少一個(gè)反射鏡。
60. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，該方法還包括將所述直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且將 所述交流電提供到電網(wǎng)中。
【文檔編號(hào)】F24J1/00GK104114957SQ201280069752
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月18日
【發(fā)明者】G·布勞 申請人:奧爾哈馬能量有限公司