題為“Monitoring and measuring of multiple light sources especially heliostats”的PCT專利申請PCT/AU2015/000066。

題為“Heliostat calibration and control”的PCT專利申請PCT/AU2011/001687，公布為WO 2012/083383 A1。

題為“Heliostat calibration and control”的澳大利亞專利2012203230，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

題為“Heliostat control”的澳大利亞專利2012203231，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

題為“Heliostat control”的澳大利亞專利2012203234，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

題為“Heliostat control”的中國專利申請4782/CHENP/2013，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

題為“Heliostat control”的美國專利申請4782/CHENP/2013，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

題為“Heliostat control”的南非專利2013/05428，其為PCT/AU2011/001687的國家申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及諸如定日鏡系統(tǒng)之類的太陽能收集系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及一種用于包括被配置成將太陽能指引到一個或多個太陽能接收機上的多個定日鏡的太陽能收集系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

雖然在本文中將在特別參考該應用的情況下來描述某些實施例，但將領(lǐng)會到的是本發(fā)明不限于此類使用領(lǐng)域，并且可在更寬泛的背景下適用。

背景技術(shù)：

絕不應將遍及本說明書的背景技術(shù)的任何討論認為是此類技術(shù)是廣泛已知的或形成本領(lǐng)域中的一般公知常識的一部分的認可。

結(jié)合了定日鏡的太陽能收集系統(tǒng)包括一種控制系統(tǒng)，其負責控制每個定日鏡的角度以高效地將太陽能指引到中央能量收集器上。當前已知控制系統(tǒng)要求將定日鏡的子集臨時地改向到輔助目標以便再校準以及隨后基于校準數(shù)據(jù)而使定日鏡改向回到主要目標。結(jié)果是為每個定日鏡提供精確的引導坐標，這應理想地對定日鏡進行校準。

這些系統(tǒng)的準確度和因此的性能受限于由控制系統(tǒng)的非理想性質(zhì)引起的多個限制。這些非理想性質(zhì)包括：

定日鏡控制瞄準系統(tǒng)對輸入控制信號的非線性響應。例如，該瞄準系統(tǒng)可具有控制信號與指向之間的滯后。此外，該瞄準系統(tǒng)可結(jié)合具有動態(tài)特性的元件，如相對于時間對控制信號進行積分或微分并可具有未知增益、常數(shù)等的機構(gòu)。

定日鏡控制瞄準系統(tǒng)對控制信號的不確定性響應。例如，該系統(tǒng)可易受到噪聲或其它不確定性擾動的影響。該系統(tǒng)也可能由于對諸如溫度、濕度或降雨之類的不同氣候條件的知之甚少的響應或由于可變質(zhì)量系統(tǒng)組件正處于不同磨損狀態(tài)而遍及其壽命內(nèi)有差異地進行響應。

為了解決上述準確度限制，已提出了定日鏡的閉環(huán)控制。

在Kribus, A等人在Energy, 2004, 29, (5–6), 905–913中的“Closed loop control of heliostats”中，使用圍繞著接收機放置的相機來提供閉環(huán)控制。

在Convery, M. R.在Proc.of SPIE 2011中的“Closed-loop control for power tower heliostats”中，使用壓電致動器來振動定日鏡并使用振動頻率來在接收機上識別定日鏡信號。

PCT公開WO 2012/125748-A2涉及一種用于使日光集中到目標上并觀察經(jīng)光學修改并分布的日光來以使經(jīng)改向的日光集中到目標部分上的方式驅(qū)動光改向元件的方法。

PCT公開WO2012/125751涉及一種用于使來自光源的日光集中到接收機上并且涉及到利用閉環(huán)控制系統(tǒng)中觀察到的衍射日光以使日光集中到目標上的方式驅(qū)動光改向元件的方法。

PCT公開WO2012/117123涉及一種具有閉環(huán)控制系統(tǒng)的定日鏡，該閉環(huán)控制系統(tǒng)通過來自一直比較信號的傳感器的信號反作用地供應。這些信號控制主要驅(qū)動和輔助驅(qū)動以便在目標處實現(xiàn)期望的指向條件。

美國專利9,010,317涉及一種用于控制定日反射鏡的定向的閉環(huán)跟蹤系統(tǒng)，例如太陽跟蹤系統(tǒng)。該跟蹤系統(tǒng)同時地通過信號射束目標從光學元件發(fā)射和接收信號射束。

美國專利申請公開2012/174909涉及一種用于控制定日鏡的系統(tǒng)，該定日鏡被用作熱源以驅(qū)動渦輪機引擎以便產(chǎn)生太陽能，在太陽能發(fā)電廠處的太陽能系統(tǒng)中，具有用于接收從反射元件反射的日光的相機。

所有上述閉環(huán)系統(tǒng)依賴于安裝在定日鏡本身上的輔助射束或光學設備。每個定日鏡設備上的硬件的添加顯著地增加系統(tǒng)的復雜性和成本，并且還增加系統(tǒng)中的硬件故障的可能性。

因此，在基于定日鏡的太陽能收集裝置中期望更高效的控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于控制太陽能收集裝置中的定日鏡的指向的方法，該方法包括如下步驟：

a）使定日鏡指向一定的方向，使得入射太陽能被作為立體角的射束朝著太陽能接收機的目標區(qū)反射；

b）使用以規(guī)則的時間間隔攔截射束的路徑的傳感器的分布來感測來自定日鏡的射束的存在；

在該間隔期間，執(zhí)行閉環(huán)控制程序以迭代地改變定日鏡的指向以使射束進入目標區(qū)。

在一個實施例中，傳感器的分布位于可繞著接收機的表面移動的臂上。

在一個實施例中，步驟c）包括子步驟：

c）i）估計射束在接收機上當前的位置。

在一個實施例中，步驟c）包括子步驟：

c）ii）將所估計的射束當前的位置與目標區(qū)的位置相比較，以導出位置矢量。

在一個實施例中，步驟c）包括子步驟：

c）iii）基于位置矢量來計算指向調(diào)整信號，該指向調(diào)整信號被提供給定日鏡的致動器控制系統(tǒng)以改變指向。

在一個實施例中，射束的所估計的當前位置由通過傳感器的分布所感測的射束輪廓確定。

在一個實施例中，預定間隔在0.1秒至1分鐘的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，該預定間隔是規(guī)則的時間間隔。

在一個實施例中，基于存儲的指向坐標來執(zhí)行步驟a）。在另一實施例中，在步驟a）中，定日鏡指向基于已修改的先前確定的位置來計算的位置。在某些實施例中，基于對外部場的參考而執(zhí)行步驟a）。

優(yōu)選地，在多個定日鏡上同時地執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法。

在一個實施例中，傳感器的分布能夠在角度上區(qū)分來自不同定日鏡的射束。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于太陽能收集裝置的控制系統(tǒng)，該裝置包括布置為鄰近于中央接收機的多個個體角度可控定日鏡，該定日鏡能夠傾斜以將太陽能作為立體角的射束朝著中央接收機的目標區(qū)反射，該控制系統(tǒng)包括：

測量設備，其能夠被跨包括目標區(qū)的中央接收機的表面而掃描，該測量設備包括被配置成感測來自定日鏡的射束的存在的光傳感器的分布；以及

控制器，其用于執(zhí)行閉環(huán)控制程序以迭代地改變定日鏡的指向以使射束進入目標區(qū)。

在一個實施例中，所述閉環(huán)控制程序包括子步驟：

c）i）估計射束在接收機上當前的位置。

在一個實施例中，所述閉環(huán)控制程序包括子步驟：

c）ii）將所估計的射束當前的位置與目標區(qū)的位置相比較，以導出位置矢量。

在一個實施例中，所述閉環(huán)控制程序包括子步驟：

c）iii）基于位置矢量來計算指向調(diào)整信號，該指向調(diào)整信號被提供給定日鏡的致動器控制系統(tǒng)以改變指向。

在一個實施例中，所述控制器進一步被配置成執(zhí)行初始指向程序以使定日鏡指向目標區(qū)的大體方向。

在一個實施例中，基于存儲的指向坐標來執(zhí)行初始指向程序。在另一實施例中，在初始指向程序中，定日鏡指向基于已修改的先前確定的位置來計算的位置。在某些實施例中，基于對外部場的參考而執(zhí)行初始指向程序。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于監(jiān)視和/或測量多個有方向性的輻射源的裝置，每個輻射源將輻射作為有限立體角的射束來指引，所述裝置包括：

測量設備，其具有在角度上互相區(qū)分有方向性的輻射源的能力；

用以跨或通過來自每個輻射源的輻射射束的至少50%撞擊在其上面的區(qū)域掃描測量設備的部件；以及

用以在所述掃描期間在測量設備的連續(xù)位置處記錄分別地在測量設備處檢測到的一組多個圖像的部件；

控制器，其用于執(zhí)行閉環(huán)控制程序以迭代地改變相應輻射源的指向以使射束進入目標區(qū)，

其中隨著測量設備被跨所述區(qū)域掃描而在測量設備的不同位置處記錄來自所述多個有方向性的輻射源的輻射，并且該位置在所述一組多個圖像中是充分可區(qū)別的以允許在測量設備跨或通過所述區(qū)域的單次掃描期間允許有方向性的輻射源的同時測量和/或監(jiān)視。

在一個實施例中，所述測量設備包括傳感器陣列，每個傳感器具有多個輻射響應像素，并且在陣列的每個位置處，在像素的不同的相應子集處記錄來自多個有方向性的輻射源的輻射，并且子集在所述一組多個圖像中是充分可區(qū)別的以允許在傳感器陣列跨或通過所述區(qū)域的單次掃描期間允許有方向性的輻射源的同時測量和/或監(jiān)視。

在一個實施例中，測量設備包括被配置成將輻射指引到一個或多個傳感器上的可傾斜反射鏡陣列。在另一實施例中，測量設備包括具有相關(guān)聯(lián)的計算機控制器的單像素相機陣列。

在一個實施例中，所述子集是互斥的。在另一個實施例中，這些子集共享一個或多個公共像素。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖僅以示例的方式描述本公開的示例性實施例，在所述附圖中：

圖1是利用多個定日鏡的圓形場的太陽能收集系統(tǒng)的示意性平面圖；

圖2是圖示出太陽能到光傳感器陣列上的方向的示意圖；

圖3是具有基本上平面的孔徑的可替代實施例接收機的透視圖；

圖4是圖示出根據(jù)本發(fā)明的定日鏡校準方法中的主要步驟的過程流程圖；

圖5是閉環(huán)控制系統(tǒng)的圖解表示；以及

圖6是閉環(huán)控制的三次迭代中的被引導到目標區(qū)的射束的序列表示。

具體實施方式

太陽能收集系統(tǒng)的概述

參考圖1，圖示出包括圍繞著基本上圓筒形中央太陽能接收機5布置成徑向分離圓周陣列的多個定日鏡3的太陽能收集系統(tǒng)1的平面圖。典型的太陽能收集系統(tǒng)包括數(shù)百個定日鏡，并且可形成為如圖1中的圓形場或者方形或其它形狀的場。

如圖2中所圖示，接收機5被安裝在塔架7上，以便在基本上水平布置的定日鏡場之上垂直地升高。在操作中，定日鏡被定位成將來自太陽的太陽能反射并聚焦到接收機5的接收表面9上。接收表面9被設計成從每個定日鏡場接收太陽能的定向射束，并使用集中的太陽能來執(zhí)行有用功，例如通過發(fā)電。將領(lǐng)會到的是已知用于將接收到的太陽能轉(zhuǎn)換成有用功的各種技術(shù)，并且為了簡單起見，從本描述省略了這些技術(shù)。還將領(lǐng)會到的是基于定日鏡的太陽能收集系統(tǒng)可按照各種其它形式使用，包括非圓形定日鏡場、非圓筒形接收機和甚至多個接收機。

在圖1中使用的定日鏡可具有任何常規(guī)的定日鏡設計。舉例來說，在WO 2012/083383中描述了適當?shù)亩ㄈ甄R，并且在以下描述中將使用這些類型的定日鏡。如圖2中最佳地所示，每個定日鏡11包括固定于被樞軸安裝到支柱17的框架15中的淺凹面矩形反射鏡13。反射鏡的典型尺寸是2.4米乘1.8米，并且反射鏡的典型焦距在15至1000米的范圍內(nèi)，取決于場的尺寸及其在場中的位置。

定日鏡11還包括致動器系統(tǒng)19，諸如在WO 2012/083383 A1中所描述的，其對來自中央控制器21的控制信號進行響應而選擇性地使反射鏡在兩個維度上定向。在圖2中所圖示的定日鏡中，每個定日鏡的致動器系統(tǒng)19包括用于分別地控制定日鏡的反射鏡的傾度（inclination）和偏角（declination）的一對線性致動器。每個定日鏡的角位置（傾度和偏角兩者）由控制器21確定，其可包括適當?shù)挠嬎銠C系統(tǒng)?？刂破?1被操作地耦合到所有定日鏡的致動器以同時地、連續(xù)地或者以其他方式控制每個定日鏡的定向角或指向。此外，控制器21可被操作地耦合到反饋傳感器（諸如磁性傳感器），通過該反饋傳感器，可保持向控制器通知每個定日鏡的實際角位置坐標和傳感器分布31。然而，本發(fā)明的操作減輕或消除了對定日鏡的此類開環(huán)控制的需要，并且在某些實施例中省略了這些反饋傳感器。控制器21還可負責通過可致動機構(gòu)來控制臂29的位置和速度。在其它實施例中，用于測量設備的控制系統(tǒng)可與定日鏡控制系統(tǒng)分開，但是能夠相互通信。其它實施例可使用其它控制系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)。臂29和傳感器33的掃描獨立于定日鏡的角定位。

仍參考圖2，測量設備23被安裝為接近于中央接收機5，在本實施例中繞著軸向旋轉(zhuǎn)點25旋轉(zhuǎn)。設備23包括基本上水平地延伸的底座27，其被整體地或可釋放地附接到基本上垂直延伸的臂29。被安裝到臂29的是光傳感器33的空間陣列或其它分布31，每個具有如圖2中的插圖所圖示的光響應像素的子陣列。臂29放置在10cm至20m范圍內(nèi)的距接收機5的表面的一定距離處。臂29圍繞接收機5的旋轉(zhuǎn)從場中的相應的定日鏡通過射束的路徑來掃描分布31。傳感器33以預定采樣頻率測量光強，使得樣本圍繞著接收機映射整個光場，允許針對每個定日鏡計算被掃描表面上的照射映射。在某些實施例中，臂29可在接收機5的頂部上面和/或在接收機5的底部下面延伸以檢測未與接收機5對準的射束。

在所圖示的實施例中，分布31是基本上相等地垂直間隔開的傳感器33的一維線性陣列。測量設備23的水平掃描運動提供要獲得的樣本點的二維陣列。然而，將領(lǐng)會到的是在其它實施例中分布31可采取其它形式。一般地，傳感器33不必隔開相同的距離，而是可以以其之間具有不同的距離的線性或二維分布而布置。在某些實施例中，該分布可以是二維的，并且在對應于中央接收機區(qū)域的臂29的區(qū)域上具有高密度傳感器以及在對應于外圍接收機區(qū)域的臂29的區(qū)域上具有低密度傳感器。

在其它實施例中，利用除像素陣列之外的測量設備。在某些其它實施例中，用能夠根據(jù)兩個角維度來測量輻射的同樣尺寸和定向的測量設備來替代陣列30中的各位置處的檢測器。在一個可替代實施例（未圖示出）中，具有將光指引到相應的光學傳感器或具有多個輻射響應像素的單個光學傳感器的不同角反射區(qū)的電可傾斜反射鏡、透鏡、反射鏡/透鏡組合和/或反射鏡或透鏡的有同樣尺寸和定向的二維陣列。反射鏡或透鏡可串行地或并行地向光學傳感器傳送光?？蓲呙璺瓷溏R/透鏡以與總體檢測器陣列的掃描同時地測量進來的光。在另一可替代實施例（未圖示出）中，檢測器包括單像素相機陣列，每個能夠通過在處理器處的接收光信號的后處理（例如，經(jīng)由壓縮成像技術(shù)）對光進行空間和角度區(qū)分。

在圖2中，來自定日鏡11的聚焦太陽能被圖示為分布31上的高斯射束光斑35。

應注意的是出于闡明系統(tǒng)的特定方面的目的，圖2并未按比例繪制。特別地，臂29、分布31和射束35的比例為了明了起見而被顯著地增加。在實踐中，將領(lǐng)會到的是射束尺寸可比接收機5的尺寸小或大得多。在優(yōu)選實施例中，可以將傳感器33視為數(shù)字相機傳感器。

底座27包括用于在箭頭所指示的方向上圍繞著接收機周向地掃描或掃過臂29和傳感器分布31的電子可致動機構(gòu)（未示出）。掃描運動確保在任何一個時刻分布31在接收機與當前面對陣列的定日鏡的子集之間通過以攔截從該子集反射的射束。如果且在必要時，臂29能夠與接收機5不對準地定位，以便不在定日鏡射束的路徑中。

在圖3中所示的可替代實施例中，接收機的形狀為正方形。在本實施例中，可致動機構(gòu)被配置成在正向和反向方向兩者上以線性方式跨接收機掃描分布31。在其它實施例（未圖示出）中，臂29基本上水平地延伸，并可在垂直方向上可致動地移動。在具有圓筒形接收器表面的實施例中，臂29采取基本上為圓筒形套管的形式，其可繞著接收機垂直地移動。

在某些實施例中，提供了用于測量設備23的前進移動的致動器系統(tǒng)。在一個實施例中，底座27伸縮地或可線性致動地以在徑向或其它平面中使臂29移動至更接近于或更遠離接收機5的表面。在另一實施例中，臂29被鉸接或樞軸安裝到底座27，并且致動器被配置成選擇性地使臂29垂直地繞著鉸鏈/樞軸點旋轉(zhuǎn)并從定日鏡射束的路徑出來。

可致動機構(gòu)被配置成使臂29以由來自控制器21或單獨控制器的控制信號確定的速度和方向跨接收機5的表面逐漸地移動或前進。在預定時間段期間，傳感器31的不同子集及其相應的像素檢測來自場中的各種相鄰定日鏡的單獨的射束的局部光功率。通過圍繞著接收機5進行掃描，分布31能夠檢測并測量場中的所有定日鏡的射束，允許應用如下所述的閉環(huán)定日鏡控制方法。

傳感器和像素的二維性質(zhì)允許確定總體射束輪廓（諸如高斯射束輪廓）并在角度上區(qū)分不同的射束并映射到特定定日鏡以便單獨控制。

閉環(huán)控制程序

現(xiàn)在參考圖4，圖示出針對諸如圖1之類的系統(tǒng)的定日鏡校準方法40中的主要步驟。圖4示意性地圖示出執(zhí)行方法40的控制系統(tǒng)50，具有以控制器21為中心的主要控制。將領(lǐng)會到的是下面描述的控制方法能夠通過使用分布31在角度上區(qū)分不同的關(guān)聯(lián)射束而同時地在多個定日鏡上執(zhí)行。

方法40規(guī)定定期地對每個定日鏡的指向進行校準或再校準，使得定日鏡使入射太陽輻射反射并聚焦到接收機5的目標區(qū)上?？蓪⒛繕藚^(qū)定義為定義用于該定日鏡的理想指向的一組二維坐標或指示其中該定日鏡應指引聚焦太陽輻射的接收機5上的二維區(qū)域的一定范圍的二維坐標。在操作中，可為每個定日鏡分配接收機5上的不同目標區(qū)，使得聚焦太陽能適當?shù)乜缃邮諜C5的表面分布以防止過熱和關(guān)聯(lián)的故障。單獨定日鏡的目標區(qū)可重疊，或者可以是互斥的。

圖3中所圖示的校準方法是隨著陣列圍繞著接收機5掃描或掃過而在鄰近于分布31的定日鏡上周期性地執(zhí)行的。

最初，在步驟41處，在控制方法的初始開始時執(zhí)行關(guān)于在傳感器陣列處是否檢測到用于定日鏡的太陽能的射束的檢查。此檢查是在射束從先前的校準環(huán)路仍可與期望的目標區(qū)緊密對準時執(zhí)行的。如果在分布31處最初檢測到射束的至少一部分，則控制直接地前進至閉環(huán)控制子例程。然而，如果在分布31處未檢測到射束，則必須執(zhí)行定日鏡的指定方向的初始步驟42。

在步驟42處，控制器21控制定日鏡的致動器系統(tǒng)19，使得入射太陽能的相對應射束被朝著接收機5的目標區(qū)反射。

步驟42可表示在系統(tǒng)的啟動時執(zhí)行的初始化程序以在接收機5和分布31的大體方向上指引太陽能的射束。隨后可不需要執(zhí)行步驟42，除非太陽能射束在操作的過程中被無意中指引遠離接收機5。還可在主要閉環(huán)控制角測量系統(tǒng)由于諸如失去日光或被監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視的區(qū)域上的限制之類的原因而不可用時作為輔助瞄準方法而執(zhí)行步驟42。

可使用存儲在數(shù)據(jù)庫52中的參考數(shù)據(jù)基于許多技術(shù)來執(zhí)行步驟42中的初始指定方向。在一個實施例中，參考指向基于當前太陽位置而與該特定定日鏡相關(guān)聯(lián)（根據(jù)日間時間、年中時間及定日鏡的經(jīng)度和緯度來確定），并且這在初始指定方向期間或者當關(guān)聯(lián)射束方向變得未知時被使用。在另一實施例中，當定日鏡射束偏離（strays off）目標時，可基于先前確定的位置而實現(xiàn)推算定位（dead reckoning）程序。在這個推算定位程序中，通過用已知信息（諸如太陽的當前位置和自從前一次測量以來經(jīng)歷的時間）來修改定日鏡的先前位置而確定定日鏡的新定向?？苫趯χT如重力之類的外場的參考而提供進一步定位控制。

可迭代步驟41和42直至在傳感器分布31處檢測到射束為止。一旦由傳感器分布31的一個或多個像素檢測到射束，則閉環(huán)控制43可以開始。

在步驟44處，基于已被照亮的特定傳感器和像素而執(zhí)行射束中心的位置的初始估計。此估計可基于存儲的射束輪廓，其指定射束形狀和強度輪廓，諸如高斯分布。用此信息，可以估計射束的中心。例如，參考圖6的面板A），高斯射束入射在分布31的多個下傳感器上，但是射束中心仍落在分布31之外。通過檢測跨被照亮傳感器的像素的部分射束的強度變化，控制器21能夠估計射束的中心的可能位置。從分布31檢測到的光照被作為傳感器陣列觀察結(jié)果54饋送到控制器21，如圖5中所圖示。

在步驟45處，將射束的中心的估計位置與該射束的期望目標區(qū)的存儲位置相比較。這允許控制器X導出指示當前射束位置與期望射束位置（目標區(qū)）之間的方向和距離的位置矢量。進行關(guān)于射束中心是否在目標區(qū)內(nèi)的判定46（由最小接近于要求限定）。如果射束中心在目標區(qū)內(nèi)，則處理結(jié)束，直至在稍后的時間再次要求校準為止。如果射束中心不在目標區(qū)內(nèi)，則處理前進至步驟47。

在步驟47處，控制器21基于在步驟46中確定的位置矢量來計算指向調(diào)整信號形式的致動器控制信號。當被應用于定日鏡致動器系統(tǒng)19時，指向調(diào)整信號改變定日鏡指向以使射束與目標區(qū)更緊密接近。

在應用指向的變化之后，處理返回到步驟44，在那里確定射束的新位置。此閉環(huán)程序迭代地繼續(xù)直至射束被確定為在用于該射束的接收機5的目標區(qū)內(nèi)為止。這常常將要求多次迭代。圖6圖示出其中閉環(huán)控制程序在循環(huán)的三次迭代內(nèi)將射束引導至目標區(qū)中的示例性情境。

隨著測量設備23相對于接收機5旋轉(zhuǎn)，在目標區(qū)被固定在接收機5上的同時，分布31相對于接收機5的相對位置必須始終為控制器21所知以執(zhí)行準確的定日鏡控制。

程序40隨著跨接收機5的表面掃描或掃過臂29和分布31而迭代地執(zhí)行，并且可在鄰近于分布31的當前位置的公共區(qū)域中同時地在多個定日鏡上執(zhí)行。臂29能夠繞著接收機5通過射束掃描的速度由控制系統(tǒng)的處理速度確定。具有更快的處理器的控制系統(tǒng)允許更高的采樣頻率，其允許更快的閉環(huán)控制和更快的定日鏡校準。這進而允許臂29的更快掃描。

通過臂29的連續(xù)掃描來執(zhí)行每個定日鏡的再校準。舉例來說，臂29可以幾秒鐘的掃描時段圍繞著接收機5連續(xù)地進行掃描，使得每個定日鏡至少在定日鏡需要移動以跟蹤太陽時盡可能快地被再校準?？商娲兀?9可以在特定的時間段周期性地圍繞著接收機5進行掃描，以及在這些時段之間，臂29保持在定日鏡射束的路徑之外。在利用單面接收機的實施例中，臂29和分布31可停泊在射束的路徑之外，并且然后以規(guī)則的間隔快速地掃過射束以管理被阻擋的光量。臂29的連續(xù)掃描可以是以規(guī)則或不規(guī)則的間隔。

由于射束被臂29堵塞而引起的總能量損耗由臂29的物理尺寸、臂29距接收機5的表面的距離、臂29的掃描速度和臂29的連續(xù)掃描的時段確定。

結(jié)論

將領(lǐng)會到的是上述發(fā)明提供了太陽能收集系統(tǒng)中的定日鏡控制方面的顯著的進步。針對給定系統(tǒng)硬件，本發(fā)明允許定日鏡的更大指向準確度，其轉(zhuǎn)換成能量收集中的增加的效率。相反地，針對給定效率，本發(fā)明允許對硬件要求的放松，使得可以用相對粗略的控制硬件來控制相對簡單設計的定日鏡。此外，本發(fā)明不要求向用于現(xiàn)有系統(tǒng)的定日鏡添加附加硬件。

解釋

如本文所使用的，除上下文另外要求之外，術(shù)語“掃描”或“掃過”意指用檢測器（例如傳感器陣列）在物體上或跨物體移動的動作。

術(shù)語“太陽”、“太陽能”、“日光”、“光”等在本說明書中的使用意圖指代覆蓋可見光、紫外線和紅外線波長范圍中的一個或多個的電磁輻射。

如本文所使用，術(shù)語“立體角”意指在三維空間中對向的二維角。

如本文所使用，術(shù)語“閉環(huán)控制”涉及其中輸入以輸入量將基于生成的輸出來調(diào)整其自身的方式影響輸入量的控制。

除非另外具體地說明，如從以下討論顯而易見的，應領(lǐng)會到的是遍及本說明書，利用諸如“處理”、“計算”、“核算”、“確定”、“分析”等術(shù)語的討論指代計算機或計算系統(tǒng)或者類似的電子計算設備的動作和/或過程，其將表示為物理量（諸如電子）的數(shù)據(jù)操縱和/或變換成同樣地表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。

以相同方式，術(shù)語“控制器”可指代例如從寄存器和/或存儲器處理電子數(shù)據(jù)以將該電子數(shù)據(jù)變換成例如可存儲在寄存器和/或存儲器中的其它電子數(shù)據(jù)的任何設備或設備的一部分?！坝嬎銠C”或“計算機器”或“計算平臺”可包括一個或多個處理器。

本文所述的方法在一個實施例中可由一個或多個處理器執(zhí)行，該處理器接受包含指令組的計算機可讀（也稱為機器可讀）代碼，該指令組在被處理器中的一個或多個執(zhí)行時實施本文所描述的方法中的至少一個。包括能夠執(zhí)行指定要采取的動作的（連續(xù)的或以其它方式的）指令組的任何處理器。因此，一個示例是包括一個或多個處理器的典型處理系統(tǒng)。每個處理器可包括CPU、圖形處理單元以及可編程DSP單元中的一個或多個。處理系統(tǒng)還可包括存儲器子系統(tǒng)，其包括主RAM和/或靜態(tài)RAM和/或ROM?？砂ㄓ糜诮M件之間的通信的總線子系統(tǒng)。處理系統(tǒng)還可以是具有通過網(wǎng)絡耦合的處理器的分布式處理系統(tǒng)。如果處理系統(tǒng)要求顯示器，此類顯示器可包括例如液晶顯示器（LCD）、或陰極射線管（CRT）顯示器。如果要求手動的數(shù)據(jù)錄入，則處理系統(tǒng)還包括輸入設備，諸如字母數(shù)字輸入單元（諸如鍵盤）、定點控制設備（諸如鼠標）等中的一個或多個。如本文所使用的術(shù)語存儲器單元（如果根據(jù)上下文顯而易見且除非以其他方式明確地說明）也涵蓋存儲系統(tǒng)（諸如磁盤驅(qū)動單元）。按照某些配置的處理系統(tǒng)可包括聲輸出設備以及網(wǎng)絡接口設備。存儲器子系統(tǒng)因此包括承載包括指令組的計算機可讀代碼（例如，軟件）的計算機可讀載體介質(zhì)，該指令組在被一個或多個處理器執(zhí)行時引起執(zhí)行本文所述的方法中的一個或更多。請注意，當本方法包括多個元件（例如，多個步驟）時，并不暗示此類元件的排序，除非具體地說明。軟件在其被計算機系統(tǒng)執(zhí)行期間可常駐于硬盤中，或者也可完全地或至少部分地常駐于RAM內(nèi)和/或處理器內(nèi)。因此，存儲器和處理器還組成承載計算機可讀代碼的計算機可讀載體介質(zhì)。

此外，計算機可讀載體介質(zhì)可形成計算機程序產(chǎn)品或者包括在計算機程序產(chǎn)品中。

在可替代實施例中，一個或多個處理器作為獨立設備操作或者可連接（例如聯(lián)網(wǎng)）到其他（多個）處理器，在網(wǎng)絡部署中，一個或多個處理器可在服務器—用戶網(wǎng)絡環(huán)境中的服務器或用戶機器的容量中或者作為對等網(wǎng)絡或分布式網(wǎng)絡環(huán)境中的對等機器操作。所述一個或多個處理器可形成個人計算機（PC）、平板PC、機頂盒（STB）、個人數(shù)字助理（PDA）、蜂窩電話、網(wǎng)絡裝置、網(wǎng)絡路由器、交換機或橋接器或能夠（連續(xù)或者以其他方式）執(zhí)行指定將由該機器采取的動作的指令組的任何機器。

請注意，雖然圖僅示出了單個控制器和單個數(shù)據(jù)庫，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是包括但未明確地示出或描述上文所描述的組件中的許多組件是為了不使發(fā)明方面晦澀難懂。例如，雖然僅圖示出單個控制器，但也應將術(shù)語“控制器”理解成包括單獨地或共同地執(zhí)行一組（或多組）指令以執(zhí)行本文所討論的方法中的任何一個或多個的機器的任何集合。同樣地，術(shù)語“數(shù)據(jù)庫”可指代單個本地訪問數(shù)據(jù)庫，或者在本地或通過服務器遠程地訪問的共享數(shù)據(jù)資源。

本文所述的方法的一個實施例是以承載指令組的計算機可讀載體介質(zhì)的形式，所述指令組例如用于在一個或多個處理器（例如，作為網(wǎng)絡服務器布置的一部分的一個或多個處理器）上執(zhí)行的計算機程序。因此，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會到的，可將本發(fā)明的實施例體現(xiàn)為方法、諸如專用裝置之類的裝置、諸如數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之類的裝置或計算機可讀載體介質(zhì)，例如計算機程序產(chǎn)品。計算機可讀載體介質(zhì)承載包括指令組的計算機可讀代碼，當在一個或多個處理器上執(zhí)行該指令組時引起一個或多個處理器實現(xiàn)一種方法。因此，本發(fā)明的各方面可采取方法、全硬件實施例、全軟件實施例或?qū)④浖陀布矫娼M合的實施例的形式。此外，本發(fā)明可采取體現(xiàn)在介質(zhì)中承載的計算機可讀程序代碼的載體介質(zhì)（例如，計算機可讀存儲介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品）的形式。

可進一步經(jīng)由網(wǎng)絡接口設備通過網(wǎng)絡來傳輸或接收軟件。雖然載體介質(zhì)在示例性實施例中被示為是單個介質(zhì)，但應將術(shù)語“載體介質(zhì)”理解成包括存儲一個或多個指令組的單個介質(zhì)或多個介質(zhì)（例如，集中式數(shù)據(jù)庫或分布式數(shù)據(jù)庫和/或關(guān)聯(lián)的緩存器服務器）。還應將術(shù)語“載體介質(zhì)”理解成包括能夠存儲、編碼或承載指令組以便由處理器中的一個或多個執(zhí)行并引起該一個或多個處理器執(zhí)行本發(fā)明的方法中的任何一個或多個的任何介質(zhì)。載體介質(zhì)可采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)以及傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤、磁盤以及磁光盤。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器，諸如主存儲器。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，包括包含總線子系統(tǒng)的導線。傳輸介質(zhì)還可采取聲波或光波（諸如在無線電波和紅外數(shù)據(jù)通信期間生成的那些）的形式。例如，因此應將術(shù)語“載體介質(zhì)”理解成包括但不限于固態(tài)存儲器、用光學介質(zhì)和磁性介質(zhì)體現(xiàn)的計算機產(chǎn)品；承載可被至少一個處理器或一個或多個處理器檢測到且表示指令組（其在被執(zhí)行時實現(xiàn)方法）的傳播信號的介質(zhì)；以及網(wǎng)絡中的傳輸介質(zhì)，其承載可被一個或多個處理器中的至少一個處理器檢測到并表示指令組的傳播信號。

將理解的是所討論的方法的步驟在一個實施例中是由執(zhí)行存儲在儲存器中的指令（計算機可讀代碼）的處理系統(tǒng)（例如，計算機系統(tǒng)）的適當處理器（或多個處理器）執(zhí)行的。還將理解的是本發(fā)明不限于任何特定實施方式或編程技術(shù)，并且可使用用于實現(xiàn)本文所描述功能的任何適當技術(shù)來實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明不限于任何特定的編程語言或操作系統(tǒng)。

遍及本說明書中對“一個實施例”、“某些實施例”或“實施例”的提及意指結(jié)合該實施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本公開的至少一個實施例中。因此，短語“在一個實施例中”、“在某些實施例中”或“在實施例中”遍及本說明書在不同位置的出現(xiàn)不一定全部指的是相同實施例。此外，在一個或多個實施例中，可以任何適當方式將特定特征、結(jié)構(gòu)或特性組合，如根據(jù)本公開對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見的。

如本文所使用的，除非另外指明，用以描述一般對象的序數(shù)形容詞“第一”、“第二”、“第三”等的使用僅僅指示類似對象的不同實例正在被提及，并且并不意圖暗示這樣描述的對象必須在時間上、在空間上、以排序或者以任何其它方式在給定序列中。

在下面的權(quán)利要求和本文中的描述中，術(shù)語包括、由...構(gòu)成或者其包括中的任何一個是開放術(shù)語，意指至少包括隨后的要素/特征但不排除其它的。因此，當在權(quán)利要求中使用時不應將術(shù)語包括解釋為對于其后列出的部件或元件或步驟而言是限制性的。例如，表達包括A和B的設備的范圍不應限制于僅由元件A和B組成的設備。如本文所使用的術(shù)語包括或其包括或包括...的中的任何一個也是開放術(shù)語，其也意指至少包括跟隨該術(shù)語的要素/特征，但不排除其它的。因此，包括與包含是同義詞且意指包含。

應領(lǐng)會到的是在本公開的示例性實施例的以上描述中，有時將本公開的各種特征在單個實施例、圖或其描述中集中在一起以便使本公開合理化并幫助理解各種發(fā)明方面中的一個或多個。然而，不應將本公開的方法解釋為反映要求保護的發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中明確地敘述的更多的特征的意圖。相反地，如以下權(quán)利要求所反映的，發(fā)明的方面在于少于單個前文公開實施例的所有特征。因此，在具體實施方式之后的權(quán)利要求被從而據(jù)此明確地結(jié)合到本具體實施方式中，每個權(quán)利要求作為本公開的單獨實施例獨立存在。

此外，雖然本文所述的某些實施例包括被包括在其它實施例中的某些但沒有其它特征，不同實施例的特征的組合意圖在本公開的范圍內(nèi)，并且形成不同的實施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的。例如，在以下權(quán)利要求中，可以以任何組合的方式使用任何要求保護的實施例。

在本文中提供的描述中，闡述了許多特定細節(jié)。然而，應理解的是在沒有這些特定細節(jié)的情況下可實踐本公開的實施例。在其它情況下，沒有詳細地示出眾所周知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)以免使本描述的理解晦澀難懂。

因此，雖然已經(jīng)描述了被認為是本公開的最佳模式的內(nèi)容，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到在不脫離本公開的精神的情況下可對其進行其它和進一步修改，并且意圖要求保護如落在本公開的范圍內(nèi)的所有此類變化和修改。例如，上文給出的任何規(guī)則僅僅表示可使用的程序?？上蚩驁D添加或從框圖刪除功能，并且可在功能塊之間交換操作。可向在本公開的范圍內(nèi)描述的方法添加或刪除步驟。