[发明专利]固体芯体结构抛物线型槽式太阳能采集系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求美国申请序列号61/274,046的优先权，该申请于2009年8月11日提交，标题为“固体芯体结构抛物线型槽式太阳能采集系统”，发明人Kip H.Dopp和Darren T.Kimura，所述申请通过引用整体结合入本文。

本申请还通过引用结合了以下专利申请，以下专利申请在文本的其它地方被整体提及：美国申请号11/811,329(2007年6月8日提交)，“用于聚集太阳能的反射镜组件”；美国申请号11/811,109(2007年6月8日提交)，“托架和栏杆在聚光太阳能采集器中的使用”；美国申请号11/811,027(2007年6月8日提交)，“保护太阳能采集器免受恶劣天气影响”；美国申请号11/811,073(2007年6月8日提交)，“相同部件在太阳能采集器中的使用”；美国申请号11/811,153(2007年6月8日提交)，“太阳能采集器中集热器的支承件”；PCT申请号PCT/US2007/013618(2007年6月8日提交)，“用于聚集太阳能的装置和方法”；PCT申请号PCT/US2009/041171(2009年4月20日提交)，“抛物线型槽式太阳能采集系统”；PCT申请号PCT/US2008/007115(2008年6月6日提交)，“驻定式太阳能采集器”。

技术领域

本发明涉及通过采用非常规的芯体材料来对聚光抛物槽采集器的结构改进，所述非常规的芯体材料使得能够减少金属框架结构、重量、以及紧固件，并使得能够增加采集器的耐久性和集成度。

背景技术

太阳能是一种可再生和可持续的环保的能源，它并不必须依赖于化石燃料的使用，并降低了导致全球变暖和相关环境问题的温室气体的排放。在许多情况下，太阳能可在本地被捕集并使用，由此降低了运输或引进燃料(例如石油)的需求。聚光太阳能(CSP)系统是可用于利用来自太阳的太阳能的几种技术之一。

太阳能加热器，例如聚光槽，将来自反射镜和/或透镜的阳光聚焦至中央接收器上，所述中央接收器可以是管子，传热流体通过所述管子流动。槽式采集器可定位成追踪太阳，因此经反射的太阳能被聚集至管子上。被加热的管子加热流体，而来自经加热流体的高品质热量可被用于发电、形成空气调节、从海水提取饮用水或作为蒸气。槽式太阳能采集器已被设计和制造成多种规格。例如，微型聚光太阳能(MicroCSP^TM)采集器可提供太阳能技术的模块化和可扩展的方法，从而适用于发电、生产用热或其它能源用途。

发明内容

在前文提及的早先的专利申请中已描述了各种MicroCSP^TM采集器。本文提供了一种框架组件，所述框架组件可利用合适的刚性材料(例如发泡聚苯乙烯或挤塑聚苯乙烯、聚氨酯、玻璃纤维)或例如可循环再用材料来支承反射面以构成太阳能采集和转化系统。优选地，泡沫材料(例如发泡聚苯乙烯或挤塑基苯乙烯)可用作支承面来代替在上文中通过引用结合的专利申请中早先描述的肋或复杂的金属框架，从而可提供增加的太阳能采集效率、减少的制造成本、更轻的重量、提供了轻松的装配、延长的寿命、改进的耐久性、更大或更小的采集器孔隙、以及适用于地面、屋顶或大棚应用的模块化结构。

本文还提供了一种通过利用数控(CNC)机、激光切割机或其它设备来热线切割泡沫材料、或通过将泡沫类材料模塑或挤塑成抛物线形式而实现希望的面板形状的方法。采集器制成部分的抛物线形，由此利用两片或多片组成完整的抛物槽采集器。这种设计允许部件的有效嵌套，由此尽可能减少货运成本并降低制造成本。一旦面板被切割或模塑成型，随后可敷设反射元件。反射元件还可在形成抛物线形之前或期间被敷设至泡沫材料。

此外，本文提供了将反射元件敷设至面板的各种方法，所述方法可包括附接、粘合或与表面一体化。一旦敷设至形成的泡沫材料，可利用在抛物面反射器件的每一侧上的外罩或其它紧固装置来加固反射元件，以提供刚度、反射稳定性并将反射器保持在适当位置。还可在面板的每一末端处应用端盖或其它紧固部件以进一步将反射元件锁定在适当位置，以便为面板设计提供额外的结构强度，并为支臂、追踪系统或为美化处理提供附着点。