[发明专利]微型桁架薄片面板组件

说明书

相关申请(一个或多个)的交叉参考

技术领域

本发明一般涉及薄片面板组件，并且更具体地涉及适合用于太阳能集热器(solar collector)应用中的微型桁架薄片面板组件。

发明背景

太阳能集热设备利用太阳能集中器和/或光伏面板来产生太阳能。利用了可活动的抛物线槽式集热器(parabolic trough collector)的太阳能集中器组件(SCAs)提供了大的反射表面区域(孔)来跟踪阳光并将捕获的辐射能量聚焦在线性热收集元件(linear heat collectionelement)(HCEs)上，作为用于产生电力的热机械转换过程的第一步。太阳能槽式太阳能发电设备典型地包括多个SCAs，其被成排设置以捕获大量的太阳辐射能。

SCAs槽的反射表面通常是热成形的、厚玻璃反射镜，其理想地符合特定的几何形状、特别的表面曲率。太阳能设施的工作效率很大程度上取决于反射镜保持表面曲率的精确性以使反射镜锐利地将反射的太阳光聚焦到HCE上的能力。这需要非常精确的生产反射镜的制造工艺和装配到其支架上时反射镜自身的高刚性。因此，玻璃典型地形成得比较厚，经常导致反射镜的重量相当于支撑结构的重量。

传统上，热成形的玻璃反射镜被用在各种太阳能集中应用中，比如在内华达(Nevada)的“内华达太阳能一号(Nevada Solar One)”太阳能发电设备。玻璃反射镜材料被热成形为将阳光反射和集中到HCE上所需要的精确的形状(表面几何图形)。这种热成形的玻璃也称为凹玻璃(sagged glass)。凹玻璃厚、重、制造成本昂贵、运输和安装到设备上的成本昂贵并易于破损。

厚玻璃反射镜(或使用的任何其它反射体)必须保持它们的精确形状以有效聚焦所集中的太阳光，这要求热成形的反射镜玻璃具有足够的厚度来保持反射镜形状(通常大约三到五毫米)。热成形玻璃的问题包括较厚玻璃减小了反射镜的反射效率(太阳光吸收更多而反射更少)，具有与制作相关的表面误差局限性(斜率误差和边缘效应)，由于玻璃材料数量的增加导致更昂贵，以及更重导致不期望的运送或操作问题。另外，厚片材料难以形成太阳能发电应用所需要的复杂形状，并且可能在界面内存水而腐蚀镀银。

在一些情况下，薄玻璃和薄膜被直接粘结而紧靠预成形的具有所需曲率的基底或铝板，或粘结到被制成具有所需表面几何图形的夹层面板上。夹层面板通常包含两片金属表面，所述金属表面粘结到例如蜂房构造的多孔状核心。紧靠预成形的弯曲基底或板直接粘结薄玻璃和薄膜，或与蜂房状以及其它类型的闭室面板构造相结合的历史问题是：高成本以及暴露于恶劣天气时对侵入水的亲和性。积水优先侵蚀铝构件，渗透反射镜涂层，导致反射镜镀银被腐蚀。

发明内容

本发明的实施方式的方面涉及微型桁架薄片面板组件。在根据本发明的微型桁架薄片面板组件的实施方式中，衬底材料元件的“微型桁架”设计对于为微型桁架薄片面板组件提供刚性是重要的。微型桁架薄片面板组件的实施方式使薄面板，例如玻璃或其它反射材料的薄片，保持刚性或基本上刚性的构造。进一步地，例如，本发明的微型桁架薄片面板组件的实施方式可以用在太阳能集中器组件(SCA)的太阳能集热槽中。

根据本发明的微型桁架薄片面板组件的实施方式的方面，例如，如应用在SCA中的，是重量更轻且成本更小的反射表面。例如，根据本发明的实施方式，微型桁架薄片面板组件的薄玻璃面板可以具有凹玻璃的厚度和重量的大约四分之一，并且可以不用热成形制造成平面构造(但是可能后面被“冷成形”为所需的形状或曲率)并且因此可以以较小成本制造。微型桁架薄片面板组件的实施方式的另一方面是薄玻璃或薄膜的“冷”成形能力。另外微型桁架薄片面板组件的实施方式的另一方面是较大的反射镜总刚度(overall mirror rigidity)和例如，因此提高的在SCA中利用时的准确性。微型桁架薄片面板组件的实施方式的还另一方面是增加的安装便利性。微型桁架薄片面板组件的实施方式的还另一方面是减少的运输费用。微型桁架薄片面板组件的实施方式的还另一方面是消除或减少二次破损，如可能由施加到厚玻璃结构的大风力引起。微型桁架薄片面板组件的实施方式的另一方面是与现有太阳能槽或其它装置的可替换性或组合使用。微型桁架薄片面板组件的实施方式的另一方面是是改善了反射性能。微型桁架薄片面板组件的实施方式的另一方面是具有基本上敞开的构造以允许湿气排干或蒸发，并因此防止或阻止湿气积聚在组件的构件之间。