本發(fā)明涉及光伏設(shè)備。

現(xiàn)有技術(shù)以及大體的技術(shù)問題

通常采用的光伏設(shè)備的制造技術(shù)安裝有多列光伏模塊，每列光伏模塊組件均具有相對于參考方向(例如，水平或地面方向)的指定傾斜角，以便能在最長的時間內(nèi)捕獲沿法線方向上或幾乎在法線方向上的可能的太陽輻射?？梢栽O(shè)想這樣的方案：同一列中的所有光伏模塊均具有相同的指定傾斜角，或者具有不同程度的傾斜角，以便最大限度地獲取來自于太陽輻射的能量。

然而，具有指定傾斜角的光伏模塊的安裝意味著這些光伏模塊一般與地面相分離，由此會根據(jù)太陽光線的傾斜而形成可變長度的陰影。這導(dǎo)致需要在各列光伏模塊之間設(shè)置寬的空閑通道，以防止一列光伏模塊將它們自身的陰影投射到相鄰列的光伏模塊上，由此而降低其效率，并因此而降低光伏設(shè)備的生產(chǎn)力。

如果一方面能使上文中所提到的遮蔽現(xiàn)象最小化，那么另一方面就會引起地面利用方面的顯著劣勢。也就是說，對于安裝光伏設(shè)備的地面的整個表面來說，在光伏模塊的列之間預(yù)先布置寬的空閑通道會大幅降低可用于安裝光伏模塊的地面部分，并伴隨有明顯的經(jīng)濟(jì)上的劣勢。也就是說，實際上，地面的相當(dāng)大一部分(由列之間的通道構(gòu)成的部分)只要僅具有接收一列光伏模塊的陰影的目的，那么就并未被利用，并且是無產(chǎn)出的。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于解決上文中所提到的技術(shù)問題。特別是，本發(fā)明的目的在于提供一種光伏設(shè)備，其盡管保持了由以一定距離設(shè)置的列所形成的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)以便避免遮蔽問題，但是與已知的光伏設(shè)備相比，效率和生產(chǎn)力得到了顯著提高。

發(fā)明概要

本發(fā)明的目的通過具有形成隨附的權(quán)利要求書中的一項或多項主題的特征的光伏設(shè)備來實現(xiàn)，權(quán)利要求書形成了本文相對于本發(fā)明所提供的技術(shù)公開的組成部分。

特別是，本發(fā)明的目的通過包括有在彼此間隔開的列中設(shè)置的多個光伏模塊的光伏設(shè)備來實現(xiàn)，其中，每列的光伏模塊均具有相對于參考方向的第一指定傾斜角，

該光伏設(shè)備的特征在于：

與相關(guān)聯(lián)的光伏模塊的每個列相鄰地設(shè)置有移動式反射裝置的列，其中至少一列移動式反射裝置位于光伏模塊的接連列之間的空間內(nèi)；

每列移動式反射裝置均具有相對于參考方向的第二傾斜角；

彼此相關(guān)聯(lián)的成列的光伏模塊與成列的移動式反射裝置包括朝向彼此設(shè)置的各自的前側(cè)表面；以及

每列移動式反射裝置均可通過所述第二傾斜角的變化而定向，以便攔截所入射的太陽輻射，并且將該太陽輻射朝向相關(guān)聯(lián)列的光伏模塊反射。

附圖說明

下面將參照附圖來對本發(fā)明進(jìn)行描述，這些附圖僅作為非限制性實施例而提出，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的光伏設(shè)備的俯視圖；

圖2是沿圖1中的箭頭II看去的視圖；

圖3是與圖2相似的本發(fā)明的另一實施方案的視圖；

圖4是與圖2和圖3相似的又一實施方案的視圖；

圖5是與圖2、圖3和圖4相似的又一實施方案的視圖；以及

圖5A是圖5中箭頭V所示部分的放大圖；以及

圖6A和圖6B是圖5中箭頭VI所示部分的放大圖，它們分別對應(yīng)于兩個不同的狀態(tài)。

發(fā)明的優(yōu)選實施方案的詳細(xì)描述

在圖1中，附圖標(biāo)記1標(biāo)示出了根據(jù)本發(fā)明的多個優(yōu)選實施方案的整個光伏設(shè)備。

光伏設(shè)備1包括多個光伏模塊PV，這些光伏模塊PV設(shè)置在彼此相距一定距離布置的列2中。在圖1中，列之間的距離由附圖標(biāo)記IA標(biāo)示出。每個列2與移動式反射裝置的對應(yīng)列4相關(guān)聯(lián)，各個移動式反射裝置由附圖標(biāo)記RF標(biāo)示出，列4與列2相鄰設(shè)置。列4位于兩個相鄰的列2之間的空間內(nèi)。雖然可能會存在某些列4設(shè)置在光伏設(shè)備1的邊緣區(qū)域內(nèi)的例外情況(在圖1的下部部分中可以看到)，但是在根據(jù)本發(fā)明的光伏設(shè)備1中，至少有一列4占據(jù)了(兩個)接連的列2之間的空間。

參照圖1和圖2，每個光伏模塊PV均包括多組光伏單元(由附圖標(biāo)記PC標(biāo)示出)，這些光伏單元連接在一起構(gòu)成矩形的光伏板。因此，每個列2均由并排設(shè)置并優(yōu)選地彼此對齊(共面)的多個光伏模塊PV構(gòu)成。通過這種方式，對于列2來說可以確定出彼此平行的一對短邊A2，以及彼此平行并與短邊A2正交的一對長邊B2。

光伏板被邊框6包圍，并容納于邊框6內(nèi)，支撐桿8固定到該邊框6上，尤其是固定到其背側(cè)表面10上。桿8將光伏模塊PV固定并錨定到地面G上。邊框6固定到桿8上，從而獲得了相對于參考方向的指定傾斜角α₁(該指定傾斜角α₁大體上固定)，參考方向例如為水平方向(在這里，地面G與水平面對齊，從而傾斜角α₁也可稱為是相對地面的(在這種情況下并無差別))。此外，傾斜角α₁還與光伏模塊PV的前側(cè)表面12的傾斜角相一致，其上設(shè)置有光伏單元PC，以便攔截具有落入適宜的數(shù)值范圍內(nèi)的入射角的太陽輻射。角α₁大體上可以在0°到90°之間的數(shù)值范圍內(nèi)選擇。

最終，應(yīng)當(dāng)注意的是，每個光伏模塊PV的邊框6(因此，基本上是模塊PV的光伏板)均包括彼此平行的兩個短邊(就它們實際上限定了邊A2而言，其長度與邊A2的長度相同)，以及彼此平行并與短邊正交的兩個長邊B6(出現(xiàn)在附圖標(biāo)記PV旁邊的括號里)。在每個列2中，光伏模塊PV設(shè)置成各自的長邊B6大體上對齊以限定邊B2。

每個列4均包括多個平面鏡狀物，這些平面鏡狀物限定了反射裝置RF。由此應(yīng)當(dāng)注意的是，在這里，用語“鏡狀物”大體上意味著設(shè)置有反射表面的元件(或者限制到反射表面本身)。這意味著許多不同的裝置均可落入到該限定中，所有這些裝置共同具有反射光的特性(在這種情況下為可見光)。為此，鏡狀物RF例如可以由諸如鍍銀模壓玻璃(對應(yīng)于最傳統(tǒng)的鏡狀物的種類)、所謂的“超級鏡面”鋼、鍍鉻聚合物等材料制得。

每個平面鏡狀物RF均包括：前側(cè)反射表面14，該前側(cè)反射表面14構(gòu)造成用于反射太陽光；以及背側(cè)表面16，支撐框18固定到該背側(cè)表面16上。一個或多個支撐桿20固定到支撐框18上，該一個或多個支撐桿20將支撐框18(即，平面鏡狀物RF)錨定并固定到地面G上。

在這方面，應(yīng)當(dāng)注意的是，(通過與列2相似的方式)對于列4來說可以確定有彼此平行的一對短邊A4，以及彼此平行并與短邊A4正交的一對長邊B4。在一個優(yōu)選的實施方案中，支撐框18延伸成覆蓋了邊B4的整個長度(即，列4的整個范圍)，并且由此平面鏡狀物RF并排地并基本上沒有中斷地安裝在框18上。在這種情況下，還可設(shè)置多個支撐桿20與具有相當(dāng)大長度、代表性地達(dá)到十幾米(17-20m)的框18相接合。此外，支撐桿20只是用于框18的支撐結(jié)構(gòu)的可行實施例中的一個，其他實施方案可包括(作為支撐桿20的替代)由略微加固的混凝土制成的表面壓載物，沒有機(jī)械式打入到地面內(nèi)的支撐桿固定到該表面壓載物上。這種方案為在多巖石地帶中安裝的典型特征。

另外，在支撐20與背側(cè)表面18之間的接合處設(shè)置有鉸接接頭22，通過該鉸接接頭20，平面鏡狀物RF相對于支撐20圍繞優(yōu)選地水平的軸線XRF鉸接。這里所描述的系統(tǒng)設(shè)置有單軸式鉸接接頭，然而如果地面的構(gòu)造需要的話，還可以設(shè)置多軸式鉸接接頭，以確保在任何條件下均能最佳地定位(在下文中還提供了其他細(xì)節(jié))。

每個支撐桿20均通過鉸接接頭22連接到支撐框18上。鉸接接頭22允許框18相對于桿20圍繞水平軸線XRF鉸接，該水平軸線垂直于附圖的圖面。另外，這樣的實施方案也是可行的：平面鏡狀物RF成組地安裝在獨立的框18上，并且每個獨立的框18均設(shè)置有自己的支撐桿(或多個支撐桿)20。

鉸接接頭22通過結(jié)合在其中的電機(jī)減速器組件來移動，并且可操作地連接到電子控制單元以供其驅(qū)動。通過這種方式，可以對框18(并由此對鏡狀物RF)圍繞軸線XRF的(所控制的)擺動移動進(jìn)行控制，由此鏡狀物RF可相對于地面G移動。

這意味著，如果α₂是鏡狀物RF的前側(cè)表面14與參考方向之間的傾斜角，在這里，該參考方向與水平方向相一致(并且，就像前文所述的那樣，與地面G的方向相一致)，那么角α₂具有可變的幅度，該可變的幅度可以通過結(jié)合在鉸接接頭22中的電機(jī)減速器組件來控制。

在該實施方案中，鉸接接頭22基本上定位在長邊B4之間的中間位置處；然而，具有偏心的并且位于長邊B4中的一個上的旋轉(zhuǎn)軸線的實施方案也是可行的。

每個列4均相對于與其相關(guān)的列2而設(shè)置成長邊B4和B2彼此大體上平行。另外，更加靠近地面G的長邊B4與更加靠近地面G的長邊B2緊接地相鄰。

應(yīng)當(dāng)注意的是，由于指定給光伏模塊PV以及指定給鏡狀物RF的傾斜角，所以在每個列2、4中通常存在各個長邊B2、B4相對于地面G的幾何高度差：由此，每個列2(或4)的更加靠近地面的邊B2(或B4)會是具有與地面相距較小的幾何高度(即，較小距離)的那一個，并且由(括號中的)附圖標(biāo)記B2L(或B4L)標(biāo)示出。邏輯上，更加遠(yuǎn)離地面的邊B2(或B4)會是與地面相距較大幾何高度/距離的那一個，并且由(括號中的)附圖標(biāo)記B2H(或B4H)標(biāo)示出。

也就是說，無論角α₂怎樣變化，它都應(yīng)當(dāng)落入到鏡狀物RF的前側(cè)表面14可以至少部分地在光伏模塊的前側(cè)表面12可看到的范圍內(nèi)，以限定出(關(guān)于這一點，可參見圖2的視圖)由列2和與其相關(guān)聯(lián)的列4構(gòu)成的整體的大體上呈V形的幾何結(jié)構(gòu)。其原因?qū)⒃谙挛闹懈忧逦馗‖F(xiàn)。

在下文中對光伏設(shè)備1的操作進(jìn)行了描述。

參照圖2，入射太陽輻射(由附圖標(biāo)記ISR標(biāo)示出)照射在光伏設(shè)備1上，以照射到光伏模塊PV上以及移動式反射裝置RF上。當(dāng)入射的太陽輻射ISR照射到鏡狀物RF上時，這些鏡狀物RF將其朝向光伏模塊PV反射。反射的輻射由附圖標(biāo)記RSR標(biāo)示出。這清楚地顯示了前側(cè)表面14和12應(yīng)當(dāng)要朝向彼此的原因：這是必須的，以便反射的太陽輻射RSR能照射到光伏模塊PV的前側(cè)表面12上的光伏單元上。

如果不這樣的話，通過鏡狀物RF而獲得的太陽輻射的反射將會完全或部分地照射到前側(cè)表面12以外的區(qū)域上，在該區(qū)域不會產(chǎn)生有用的效果。

另外，在控制鉸接接頭22的電子控制單元內(nèi)存儲有算法，該算法用于計算以及選擇角α₂的值，以便優(yōu)化所反射的太陽輻射RSR在光伏模塊PV上(即，在構(gòu)成它們的太陽能板上)的入射角。

另外，該算法還可操作有作為輸入變量的日期(即，考慮到一年中的時期)和一天中的時間，以及在安裝有光伏設(shè)備1的地理區(qū)域中太陽輻射相對于地平線的入射角度的統(tǒng)計信息。更加詳細(xì)地，鉸接接頭22由執(zhí)行雙重檢查的算法控制。在該控制算法的每個特征時間區(qū)間t_step內(nèi)，角α₂的存儲值(其表示了預(yù)先計算的每個月、每天以及每個時刻的傾斜角的最佳理論數(shù)值)與根據(jù)以下輸入變量所計算出的數(shù)值相比較：

i)入射太陽輻射的強(qiáng)度；

ii)線電流；

iii)太陽的高度；

iv)風(fēng)的方向和強(qiáng)度；

v)結(jié)構(gòu)的傾斜角(尤其是，在系統(tǒng)讀取變量的時間區(qū)間t_step內(nèi)，結(jié)構(gòu)相對于垂直方向的絕對傾斜角；除了由地面的形態(tài)確定的恒定值之外，該傾斜角等于α₂)。

由此，在光伏設(shè)備的操作狀態(tài)實施這種選擇的情況下，可以通過經(jīng)由用于控制鉸接接頭22的算法而確定的數(shù)值來校正預(yù)先設(shè)置的α₂的值。在任何情況下，可以根據(jù)安裝位置的特征并基于更多或更少的變量(在極限情況下可以僅有前面列出的多個變量中的一個)來編寫控制算法。

特別地，如果在統(tǒng)計學(xué)上顯示上述變量中的一個或多個具有在所給出的光伏設(shè)備的安裝位置上、在時間上幾乎恒定的演變，那么可以簡化算法，以消除針對上述一個或多個變量的函數(shù)相關(guān)性。

作為替代，如果在前面列出的五個變量不足以構(gòu)建能夠充分描述關(guān)于某一安裝位置的情況的變化的計算模型的話，那么可以添加另外的變量，或者將變量i)-v)中的一個或多個替換成能通過更好的方式來描述光伏設(shè)備1運(yùn)行的系統(tǒng)的演變的一個或多個變量。

通過這種方式，限定了一種用于使移動式反射裝置的列4定向的方法，其包括：

第一步：在具有預(yù)定持續(xù)時間的時間區(qū)間t_step的框架內(nèi)，對表示光伏設(shè)備的安裝位置的操作狀態(tài)的一個或多個物理量的數(shù)值進(jìn)行檢測，

第二步：在時間區(qū)間t_step的框架內(nèi)，根據(jù)一個或多個上述物理量的檢測值來計算列4的傾斜值α₂，

第三步：將計算得的傾斜值α₂與理論的以及預(yù)先計算的最佳傾斜值進(jìn)行比較，

第四步：通過計算得的傾斜值α₂對預(yù)先計算的理論最佳傾斜值進(jìn)行校正，

其中，第一步、第二步、第三步以及第四步在具有預(yù)定持續(xù)時間的時間區(qū)間t_step的序列內(nèi)重復(fù)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管角α₂的值通過由上文中提到的算法所執(zhí)行的計算而周期性地更新，但是在任何情況下，預(yù)先計算并存儲的角α₂的最佳理論值帶來了很多優(yōu)勢：

a)它加快了尋找最大值(即，光伏設(shè)備的最高能量效率)的過程：所存儲的值構(gòu)成了開始值，與所需的最高效率的情況相對應(yīng)的角α₂的值很可能(但是并不必然——例如考慮到多變的操作情況或者不同于預(yù)期的操作情況)會落到該開始值的附近；

b)在天氣情況顯著變化的日子里，它能避免系統(tǒng)因?qū)ふ姚?sub>2的最佳值特有的時間常量與發(fā)生邊界條件的變化的時間區(qū)間之間的不平衡而遇到困難，該時間區(qū)間明顯短于上述時間常量；以及

c)在一個或多個傳感器失效的情況下，它能避免列4的反射裝置可能會將陰影投射在模塊FV上的錯誤定位。

另外，應(yīng)當(dāng)注意的是，根據(jù)安裝位置自身的情況，持續(xù)時間t_step可以是固定的或者可變的。

變量i)到v)(然而，無論在算法中所介入的變量的數(shù)量是多少，這通常都適用)可通過相應(yīng)的傳感器來檢測。用于檢測與上述變量相關(guān)的物理量的全部傳感器構(gòu)成光伏設(shè)備1所裝配有的模塊化傳感器系統(tǒng)。上述傳感器系統(tǒng)的數(shù)量通過與安裝光伏設(shè)備的地面的不規(guī)則性成正比的方式而改變。也就是說，在地形非常平坦的情況下，傳感器系統(tǒng)裝配有單列4的反射裝置，這是因為α₂的值(無論它是預(yù)先計算的還是通過所描述的算法計算的)可以被認(rèn)為適用于所有的列4。在地面明顯不規(guī)則的情況下，使用α₂的統(tǒng)一值通常不是所追求的選擇，并且因此，需要令所有的列4都裝配有專用的傳感器系統(tǒng)(或者可以根據(jù)列4在具有局部均勻特征的地面部分上的位置而將多個列4分成若干組，并且在每一組中只有一個列4裝配有傳感器系統(tǒng))。

因此，控制單元構(gòu)造成用于向結(jié)合在鉸接接頭22中的電機(jī)減速器組件發(fā)送觸發(fā)信號，以便設(shè)置通過上述算法計算的α₂的值。當(dāng)然，這可在通過算法每次隨時間進(jìn)行角α₂的更新時重復(fù)任意次。通過這種方式，鏡狀物RF的列4的朝向隨著使傳遞給列2的模塊PV的太陽能板的反射輻射RSR的能量的量最大化的目的而改變。角α₂典型地落入到0°到90°的范圍內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，在該范圍內(nèi)對值進(jìn)行選擇通常并且總是與地形的形態(tài)相關(guān)聯(lián)。

最終，在某些情況下，尤其是在安裝光伏設(shè)備1的地形的形態(tài)特別不規(guī)則的情況下，發(fā)明人注意到不用傳感器(在該限制下)而允許系統(tǒng)僅遵循角α₂的預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)是很方便的。

因此，盡管保持了與已知類型的光伏設(shè)備相同的基本設(shè)置(可防止相互遮蔽的列2之間的寬的通道)，但是很明顯的，與已知類型的光伏設(shè)備相比，光伏設(shè)備1能夠在生產(chǎn)率上獲得明顯提高，在這種情況下，在已知的光伏設(shè)備中會照射到非生產(chǎn)區(qū)域(即列2之間的通道)上的太陽輻射能照射到準(zhǔn)確地設(shè)置在列2之間的通道內(nèi)的移動式反射裝置上。

通過這種方式，盡管通過保持光伏模塊PV的列2之間具有預(yù)定距離而使相互遮擋的影響最小化了，但是安裝了光伏設(shè)備1的地面的未被利用的部分減少了，這歸因于移動式反射裝置的列4與光伏模塊的每個列2之間的關(guān)聯(lián)，由此能將不然會消散的大量的能量回收。

當(dāng)然，在不背離由隨附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，結(jié)構(gòu)的實施方案和細(xì)節(jié)可以相對于本文中所描述和圖示的那些而廣泛地變化。

例如，可以設(shè)想這樣的實施方案，其中例如根據(jù)在具有在一定程度上不規(guī)則的輪廓的許多地區(qū)進(jìn)行安裝的需求，鉸接接頭22為多軸線(例如，雙軸線)的類型，以便能得到鏡狀物RF相對于列2的太陽能板的最佳定向。

關(guān)于這一點，可參照圖3，其中由附圖標(biāo)記1’標(biāo)示出了根據(jù)本發(fā)明的光伏設(shè)備的另一實施方案。與已經(jīng)描述的那些部件相同或基本上相似的部件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示出。由此，除了明顯不相容的部分之外，針對光伏設(shè)備1進(jìn)行的描述也可適用于光伏設(shè)備1’。

光伏設(shè)備1’與光伏設(shè)備1的不同之處基本上在于移動式反射裝置的列4的約束結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的定向形式，在這里，移動式反射裝置的列由附圖標(biāo)記4’標(biāo)示出，并且也位于接連的光伏模塊的列2之間的空間內(nèi)(其中大體上，光伏設(shè)備1’可以包括位于接連的列2之間的至少一個列4’)。

特別地，支撐反射裝置RF的列4’的框18與光伏模塊的相關(guān)列2在列2、4’中各自的長邊B2、B4處鉸接。附圖標(biāo)記X4’標(biāo)示出了兩個列2、4’之間的鉸接軸線。

框18與支撐結(jié)構(gòu)20’相連，該支撐結(jié)構(gòu)20’通過線性致動器AC將列4’錨定并固定到地面上。特別地，線性致動器AC包括在鉸接件22’(替代鉸接接頭22)處圍繞軸線XRF’鉸接的第一端部。作為替代，線性致動器AC的第二端部通過鉸接件24’而圍繞軸線XAC鉸接到桿20’上。優(yōu)選地(如附圖中的實施例所示)，軸線XAC位于桿20’的裸露端部處的地面附近。軸線X4’、XRF’以及XAC均彼此平行。

通過這種方式，限定了三鉸接式機(jī)構(gòu)，該三鉸接式機(jī)構(gòu)包括具有軸線XAC和X4’的兩個固定鉸接件，以及具有軸線XRF’的移動鉸接件。角α₂可通過軸線XRF’在空間中的位置變化而進(jìn)行調(diào)整(在所描述的條件和算法的基礎(chǔ)上)。這可通過控制致動器AC的軸桿縮回或伸出來實現(xiàn)，這導(dǎo)致了軸線XAC與XRF’之間的距離減小或增大(軸線XRF’與X4’之間的距離是恒定的)，以及攜帶反射裝置XRF的支撐結(jié)構(gòu)的隨之而來的位置變化。這還可伴隨有致動器XAC的位置變化，這可歸因于它的兩個鉸接接頭。通過與針對光伏設(shè)備1所描述的類似的方式，無論角α₂怎樣變化，它都應(yīng)當(dāng)落入到使得鏡狀物RF的前側(cè)表面14至少部分在光伏模塊PV的前側(cè)表面12可以看到的范圍內(nèi)，以限定由列2和與其相關(guān)的列4’構(gòu)成的整體的大體上呈V形的形狀(圖3)。

為此，致動器AC可操作地連接到電子控制單元上，在該電子控制單元內(nèi)執(zhí)行角α₂的計算的算法。

致動器AC優(yōu)選地為電動機(jī)械類型，其可以被更加容易地控制，并且例如與液壓致動器或氣壓致動器相比，可以需要預(yù)先設(shè)置較少的輔助器件(作為替代，它需要專用的電路，在該專用電路上需要設(shè)置允許對角α₂進(jìn)行調(diào)整的控制器)。然而，這并不排除在某些變型中使用氣壓致動器或液壓致動器的可能性。

光伏設(shè)備1’(并且尤其是用于將列4’固定到地面上以及列2上的系統(tǒng))明確地構(gòu)思用于安裝在明顯不規(guī)則的地形上，將光伏設(shè)備1的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到這種地形上是不利的。

下面可參照圖4，圖4顯示了由附圖標(biāo)記1”標(biāo)示出的根據(jù)本發(fā)明的光伏設(shè)備的另一有利的實施方案，并且該實施方案基本上構(gòu)造為在圖1和圖2中所顯示的光伏設(shè)備1的變型。與上文中所描述的那些部件相同的部件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示出，并且已經(jīng)相對于光伏設(shè)備1、1’提出的所有想法也都可以適用于(在沒有明顯矛盾的情況下)光伏設(shè)備1”。除了由附圖標(biāo)記RF”標(biāo)示出的移動式反射裝置之外，光伏設(shè)備1”與光伏設(shè)備1基本上相似，該移動式反射裝置包括具有前側(cè)反射表面14”的多個凸面鏡狀物，前側(cè)反射表面14”具有沿平行于短邊A4并正交于長邊B4(關(guān)于這一點，請參見圖4的側(cè)視圖)的準(zhǔn)線的彎曲。每次計算，表面14的曲率半徑(在圖4中由R”標(biāo)示出)均具有不同的值，這些值隨反射表面與模塊的列之間的距離以及與光伏設(shè)備所安裝的地區(qū)的地形之間的距離而變化。

同樣在這種情況下，列4的前側(cè)反射表面14”朝向列2的前側(cè)表面12，以使兩個列2、4形成基本上呈V形的幾何形狀的設(shè)置。

就操作而言，入射太陽輻射ISR照射在反射表面14”上，反射表面14”將太陽光線反射成大體上發(fā)散的光束，這些大體上發(fā)散的光束限定了反射太陽輻射RSR。

鏡狀物RF的形狀使得獲得雙重優(yōu)勢變得可能：

i)首先，系統(tǒng)的調(diào)整范圍(即，角α₂的變化范圍)可以擴(kuò)大到反射太陽輻射RSR的光束的發(fā)散允許反射太陽輻射RSR的光束能照射到與光伏模塊相比更大范圍的區(qū)域內(nèi)；也就是說，與光伏設(shè)備2的情況相比，在任何情況下列2的光伏模塊都會被輻射RSR照射到比太陽光路徑更廣泛的部分，而不需要對角α₂進(jìn)行任何校正；以及

ii)當(dāng)太陽在水平線上非常低的時候，不利于系統(tǒng)的性能的部分陰影(尤其是在冬季月份里)的情況會被消除。

此外，應(yīng)當(dāng)記住的是，將凸面鏡狀物RF”用于光伏設(shè)備1’(在圖3中顯示)中以替代平面鏡狀物RF的實施方案是可行的，該實施方案具有與剛剛描述的那些相似的優(yōu)點。

最終，參照圖5以及圖6A-6B，根據(jù)本發(fā)明的光伏設(shè)備的又一實施方案由附圖標(biāo)記1”’標(biāo)示出。與上文中所描述的那些部件相同的部件由同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)示出，并且已經(jīng)相對于光伏設(shè)備1、1’、1”提出的所有想法也都可以適用于(在沒有明顯矛盾的情況下)光伏設(shè)備1”’。除了在這里由附圖標(biāo)記4”’標(biāo)示出的移動式反射裝置的列之外，光伏設(shè)備1”’與光伏設(shè)備1大體上相似。

特別地，列4”’與到目前為止相對于移動式反射裝置(在這由附圖標(biāo)記RF”’標(biāo)示出)以及支撐框(在這里由附圖標(biāo)記18”’標(biāo)示出)所描述和顯示的不同。在本實施方案中，與其他實施方案不同，反射裝置RF”’是利用反射材料的可變形的片材(例如為金屬材料的板(例如金屬片材))獲得的。備選地，反射裝置RF”’是利用反射塑料材料的片材獲得的。由此，裝置RF”’可以在隨后的描述中由用語“可變形鏡狀物”提出(關(guān)于“鏡狀物”的意思，可以參照上文中的描述)。

此外，承載反射裝置RF”’的框18”’是固定的，并且不相對于地面鉸接(與光伏設(shè)備1、1’、1”的情況不同)。關(guān)于這一點，框18”’具有相對于水平方向的靜態(tài)傾斜角，該靜態(tài)傾斜角由附圖標(biāo)記α18”’標(biāo)示出。

每個可變形鏡狀物RF”’均包括：前側(cè)反射表面14”’，該前側(cè)反射表面14”’構(gòu)造成用于反射太陽光；以及背側(cè)表面16”’，該背側(cè)表面16”’與支撐框18”’的固定是通過致動器組件ACT以及多個滑動鉸接件SH來實現(xiàn)的。在該實施方案中，支撐框18”’包括兩排支撐桿20”’，支撐桿20”’將支撐框18”’以及平面鏡狀物RF”’錨定并固定到地面G上。

關(guān)于這一點，應(yīng)當(dāng)注意的是，同樣對于帶有可變形鏡狀物RF”’的列4”’來說，可以確定彼此平行的一對短邊A4”’以及彼此平行并正交于短邊A4”’的一對長邊B4”’。

每個列4”’相對于相關(guān)的列2設(shè)置成使得各自的長邊B4”’、B2彼此大體上平行，并且列4”’的更加靠近地面G的長邊B4”’與列2的更加靠近地面G的長邊B2(B2L)緊鄰，從而每個列2以及相關(guān)的移動式反射裝置列4”’設(shè)置成V形。

在一個優(yōu)選的實施方案中，支撐框18”’延伸成覆蓋了邊B4”’的整個長度(即，列4的整個延伸范圍)，此外，可變形鏡狀物RF”’安裝在并排設(shè)置且基本上沒有中斷的邊框18”’上。在這種情況下，還在具有相當(dāng)大的延伸范圍的列4”’的長度方向上設(shè)置有多個支撐桿20”’，列4”’的長度典型地達(dá)到十幾米(17-20m)。

致動器組件ACT包括線性致動器(根據(jù)需要為電動機(jī)械式致動器、氣動致動器或液動致動器)，該線性致動器具有可沿致動器ACT的縱向軸線XACT移動的軸桿。致動器ACT通過控制系統(tǒng)來管理，該控制系統(tǒng)的操作邏輯將在隨后的段落中進(jìn)行描述。

致動器組件ACT包括與框18”’鉸接的第一端部，以及與相應(yīng)的可變形鏡狀物RF”’的背側(cè)表面16”’鉸接的第二端部，該第二端部尤其是鉸接在表面自身的幾何中心處。

在未變形結(jié)構(gòu)中(即，在完全平坦的結(jié)構(gòu)中)，每個鏡狀物RF”’的反射表面14”’的法線都彼此平行地定向，并且相對于豎向形成角α18”’。

鏡狀物RF”’的朝向由于鏡狀物本身的變形而改變。特別地，每個致動器組件ACT均能改變背側(cè)表面16”’與支撐框18”’之間的距離：假定它在可變形鏡狀物RF”’的幾何中心處起作用，結(jié)果會導(dǎo)致鏡狀物RF”’自身的凹度的改變。

定向的改變在于如下事實，即可變形鏡狀物RF”’的凹度的每個改變均對應(yīng)于表面14”’的法線的定向的改變。為此，可參照圖6A和圖6B，圖6A和圖6B顯示了致動器ACT對應(yīng)施加于在層RF”’的兩個不同曲率、并因此對應(yīng)于表面14”’的法線的兩個不同定向的兩個不同位置。

作為例子，圖中畫出了垂直于表面14”’的三條直線(為了方便而在圖中描繪出了相應(yīng)的矢量)，其選擇了代表表面的三個點：幾何中心點及其周圍的兩個點。三條法線由附圖標(biāo)記n1(幾何中心點處的法線)以及n2和n3(相對于幾何中心點的側(cè)面點處的法線)標(biāo)示出，并且針對它們中的每一個，相對于垂直方向的角度分別由αn1、αn2、αn3來表示。實際上，法線n1、n2、n3限定了位于如上文中指出的點處的與表面14”’相切的平面垂直的直線。

在圖6A所示的情況(對應(yīng)于可變形鏡狀物RF”’的凹度非常明顯的情況)下，角αn2、αn3呈現(xiàn)為與角αn1相比較大的值，只要角αn1在幾何中心點上(而且在致動器組件ACT的動作直線上)，那么角αn1總是保持與值α18”’相等。通過表面14”’的法線相對于垂直方向來表達(dá)的角的幅度大體上從可變形鏡狀物RF”’的中心點朝向其邊緣增大。

在圖6B所示的情況下，與圖6A的情況相比，凹度明顯較小(可以理解的是，表面16”’與框18”’之間的距離較小)，因此，法線n2和n3形成了與角αn2、αn3相比較小、但是無論如何都比角βn1(其總是與α18”’相等)大的角βn2、βn3。通過在每一點處與表面14”’相切的平面的法線來表達(dá)的角的幅度的分布于上文中所描述的相同。

另外，由致動器組件ACT施加在每個可變形鏡狀物RF”’上的變形例如會導(dǎo)致每個可變形鏡狀物RF”’的端部在短邊A4的方向上移動。該移動被允許要歸因于滑動鉸接件SH，滑動鉸接件SH在每個可變形鏡狀物RF”’(其具有四邊形的形狀)的四個頂點處、并且沿鏡狀物RF”’的平行于長邊B4”’的邊固定，以確保由致動器組件ACT施加可變形鏡狀物RF”’上的的彎曲處于單個平面(在附圖所示的實施例中其為附圖所在的平面)上。另外，鉸接件SH安裝在框18”’上，從而它們能通過固定于框18”’并且平行于短邊A4”’設(shè)置的軌道而在平行于列4”’的短邊A4”’的方向上滑動。

優(yōu)選地，鉸接件SH設(shè)置在支架上，該支架的長度與設(shè)置在同側(cè)的邊B4”’的長度相等，在該側(cè)上，這些支架可沿平行于短邊A4”’的軌道移動(當(dāng)然，該軌道也可設(shè)置在邊A4”’上)。

還優(yōu)選地，為上述支架選擇的截面為方形的。在任何情況下，根據(jù)需要，支架的截面也可以具有不同的形狀。

可變形鏡狀物RF”’的凹度的變化，伴隨著與表面14”’相切的平面的法線隨之而來的改變，使得光RSR的反射束的幅度能夠得到調(diào)節(jié)，從而無論太陽輻射ISR的入射角度怎樣，光RSR的反射束都能照射到光伏模塊PV的表面上。另外，還存在這樣的可能性：通過可區(qū)分的方式驅(qū)動每個列4”’的致動器ACT的組，由此通過同樣可沿列4”’區(qū)分的方式改變鏡狀物RF”’的凹度。

對于調(diào)節(jié)可變形鏡狀物RF”’的凹度的方法來說，驅(qū)動致動器ACT的控制系統(tǒng)包括能實現(xiàn)連續(xù)變化的算法，以尋找致動器ACT的行程的最佳值，即，致動器ACT的移動元件給予鏡狀物RF”’一定凹度的行程以使模塊FV的整個接收表面能被反射輻射RSR照射到的值。

特別地，通過致動器的行程的小的增大和減小，算法執(zhí)行對操作點(即，前述致動器ACT的最佳行程)的尋找，該致動器的行程的小的增大和減小與凹度的值的小的增大和減小相對應(yīng)。也就是說，致動器ACT在相對兩個方向上的移動可根據(jù)所使用的(線性)致動器ACT的類型而通過滑動器或軸桿的伸出-縮回來控制。

每次致動的幅度例如都可以消除緊接之前的致動的影響——例如，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個方向上的致動不會導(dǎo)致最佳操作狀態(tài)的情況下——或者與緊接之前的致動相比，每次致動的幅度可以具有較低或低得多的值——例如，在操作狀態(tài)接近于最佳狀態(tài)的情況下，并且相對于在較大范圍的致動之后(或者在沿相同方向小范圍的、盡管通過連續(xù)方式進(jìn)行的一系列接連致動之后)所達(dá)到的狀態(tài)，只需要較小的調(diào)節(jié)。

進(jìn)行迭代過程，直到確定了凹度的最佳值為止(對應(yīng)于行程的最佳值)。

為了執(zhí)行該方法，對接收表面(即，模塊PV的表面12)的長邊B2附近的輻射的值進(jìn)行連續(xù)測量，該長邊B2意味著較高邊(B2H)以及較低邊(B2L)。

通過這樣做，由于連續(xù)迭代，所以能確定凹度的值，例如以確保邊緣的反射光線RSR(具有較大值的反射角的那些)落入到接收表面(即，模塊PV的表面12)的上限以及下限的附近(在極限情況下，為對應(yīng)于接收表面的上限以及下限的點上)，即，長邊B2H以及B2L的附近(在極限情況下，為對應(yīng)于長邊B2H以及B2L的點上)。

該算法根據(jù)輻射強(qiáng)度的參考值來運(yùn)行，輻射強(qiáng)度的參考值對應(yīng)于在不存在反射系統(tǒng)的情況下(即不存在由列4反射的輻射的情況下)在模塊PV的表面上所入射的輻射的強(qiáng)度。該輻射對應(yīng)于輻射ISR中的在任何情況下都會照射在光伏模塊PV上的部分。

凹度改變的方法提出，在兩個長邊B2H、B2L中的每一個處對“基本的”輻射(ISR)的強(qiáng)度以及“優(yōu)化的”輻射(入射輻射ISR以及反射輻射RSR)的強(qiáng)度進(jìn)行同時檢測。

在尋找操作點(即，可變形鏡狀物RF”’的最佳凹度/致動器ACT的最佳行程)的過程中，沿高邊B2H以及低邊B2L對“基礎(chǔ)的”輻射(即單獨的入射輻射ISR，在任何情況下，該入射輻射ISR都會照射在模塊PV上)的強(qiáng)度以及反射輻射RSR的總和的增大以及減少進(jìn)行檢測。

上述總和(其對應(yīng)于沿邊B2H和B2L所檢測到的強(qiáng)度)在兩個限值之間變化；即，

－下限值，該下限值與“基礎(chǔ)的”輻射的強(qiáng)度值相等，由此與入射輻射ISR分別在長邊B2H、B2L上的強(qiáng)度值相等；

－上限值，該上限值對應(yīng)于在光伏設(shè)備的當(dāng)前輻照狀態(tài)下(大體上是在指定的輻照狀態(tài)下)可以分別在長邊B2H、B2L處檢測到(和所檢測到)的太陽輻射的強(qiáng)度的最大值；由此，除了分別在長邊B2H、B2L處的“基礎(chǔ)”輻射的強(qiáng)度值之外，該上限值還包括可以分別在長邊B2H、B2L處檢測到的反射輻射RSR的強(qiáng)度的最大值；該最大值對于各個邊B2H、B2L來說大體上是特定的，并且根據(jù)邊B2H、B2L的不同高度可以不同；然而在某些情況下，兩個最大值(一個是對于邊B2H而言的，另一個是對于邊B2L而言的)之間的差可以非常小，以至于可以針對兩個邊而采用相同的最大值，由此簡化并優(yōu)化了計算。

驅(qū)動致動器ACT并且從傳感器處接收信號的系統(tǒng)會感覺到“基礎(chǔ)”輻射(ISR)的強(qiáng)度以及反射輻射(RSR)的強(qiáng)度的總和值增大，該傳感器憑借上文中所描述的方式而檢測沿邊B2H、B2L的太陽輻射的強(qiáng)度。當(dāng)該總和值回到基礎(chǔ)值時(也就是說，當(dāng)總和中的歸因于輻射RSR的輻射的附加貢獻(xiàn)要消失時)，停止對致動器ACT的驅(qū)動。顯然，根據(jù)致動器ACT的致動方向，在總和中的輻射的附加貢獻(xiàn)歸零中會存在“高到低”或“低到高”的序列。

無論發(fā)生哪種情況，該系統(tǒng)都會作用在致動器ACT上，以使可變形鏡狀物RF”’的凹度到達(dá)在兩邊處恢復(fù)附加貢獻(xiàn)(歸因于輻射RSR)的值，從而自動地確保該貢獻(xiàn)盡可能地高。

總的來說，由此能夠?qū)崿F(xiàn)一種用于改變列4”’的凹度的方法，該方法包括以下步驟：

-在光伏模塊PV的相關(guān)列2的兩個長邊B2H、B2L中的每一個上檢測太陽輻射的強(qiáng)度(入射輻射ISR以及反射輻射RSR，如果有的話)；以及

-控制致動器組件ACT的移動，以便于根據(jù)太陽輻射的檢測強(qiáng)度而產(chǎn)生移動式反射裝置RF”’的凹度變化，

其中，重復(fù)進(jìn)行控制致動器組件的移動的步驟，直到凹度確定成在兩個長邊B2H、B2L中的每一個上的太陽輻射的強(qiáng)度值分別等于邊B2L、B2L的最大值。

這可基本上等價于將列4”’的最佳操作點(由此，等價于可變形鏡狀物RF”’的最佳凹度以及致動器ACT的最佳行程)與所反射的太陽輻射RSR的邊緣光線位于光伏模塊PV的相關(guān)列2的長邊B2H、B2L附近的情況關(guān)聯(lián)。