[发明专利]散热防护物

说明书

相关申请

本申请要求于2009年8月26日提交的标题为“A Heat Spreading Shield(散热防护物)”的美国专利申请12/548,410的优先权，该美国专利申请12/548,410要求于2008年12月10提交的标题为“Inner Diameter Shield for a Mirror in a Solar Energy Device(用于太阳能装置中的镜的内径防护物)”的美国临时专利申请61/121,539的优先权，这两个申请据此通过引入被并入，如同为了所有的目的在本申请中完全阐述的。

背景技术

通常知道，用于产生电力的许多已知技术中的一种技术涉及收获太阳辐射并将其转换成直流(DC)电。已证明太阳能发电是非常有效的和“环境友好的”能源选择，并且与该技术相关的进一步的发展继续增加对这样的发电系统的呼吁。除了实现在性能和尺寸上均有效的设计之外，还期望提供以降低的成本和增大水平的机械坚固性为特征的太阳能发电单元。

太阳能集中器(solar concentrator)是增加将太阳能转换成DC电的效率的太阳能系统。太阳能集中器利用例如抛物面镜和菲涅耳透镜来聚焦入射的太阳能，以及利用定日镜来跟踪太阳的运动以便使曝光量最大。一种类型的太阳能集中器，在标题为“Concentrator Solar Photovoltaic Array with Compact Tailored Imaging Power Unit(具有紧凑的特制成像发电单元的集中器太阳能光伏阵列)”的美国专利公布号2006/0266408中公开，利用面板来使太阳能进入组件，用主镜和副镜来通过还被称为非成像集中器的光接收器将太阳能反射和聚焦至光伏(PV)电池(还被称为太阳能电池)上。这样的系统中的PV电池的表面积远远小于非集中系统所需的表面积，例如小于进入窗口表面积的1％。由于太阳光的聚焦强度，这样的系统在将太阳能转换成电的方面具有高效率。镜系统一般集中了500倍或更多倍的太阳光。

跟踪器可以用于适当地调准集中器，使得太阳辐射被准确地反射到太阳能电池上。在太阳能集中器的跟踪器失灵或偏移(misalignment)的情况下，集中的太阳光会被部分地引导到主镜的表面而不是PV电池。在镜的表面上的集中的太阳光会导致镜体中的显著的热梯度。这可导致对镜的损坏例如翘曲、爆裂或破裂。明显地，镜是需要保护的太阳能集中器系统的重要部件。设想更有成本效益的方法来保护镜以免遭受集中的太阳光将有助于太阳能集中器设计的可靠性。

发明内容

本发明为一种用于太阳能装置的热传导系统。该系统包括防护物，该防护物由符合在太阳能装置中的曲面镜的凸面侧的热传导材料制成。镜可以具有大于50的直径对深度的长宽比的碗形状。镜的厚度可以小于5mm。本发明的防护物可以被布置在围绕镜中的孔的区域上并且通过降低镜上的热梯度来保护镜以免遭受集中的太阳辐射的影响。防护物可以提供用于经由被动的热传导来降低镜的区域上的温度差同时保持与PV电池热隔绝的通路。本发明的防护物的传导性(conductance)大于镜的传导性。防护物可以被放置在镜的非反射性的表面上，并且可以是与太阳能系统的光伏电池热隔绝的。由集中的太阳光产生的热可以从镜经由直接辐射转移到防护物或经由热传导转移到镜的内面。

在一种实施方式中，防护物可以是位于镜的凸面侧的金属层。可以通过任何方法例如使用粘合剂或通过热/等离子体喷涂来固定防护物。防护物可以是可作为一个或多个条来应用的金属带。在一种实施方式中，防护物可以以具有被缝(seam)或间隙(gap)间隔开的端部的一个或多个条来应用。条的端部可以以提供在间隙或缝处对集中的太阳辐射的最少暴露的方式以同一方向被定向在镜阵列中。

附图说明

图1A是示出同轴辐射和离轴辐射的太阳能装置的横截面。图1B描绘了具有热防护物的太阳能装置的部分的特写横截面。

图2示出了本发明的热防护物的俯视图和仰视图。

图3示出了本发明的热防护物的一种实施方式的分解图。

图4A示出了在模块上的镜阵列的后视图。图4B示出了本发明的防护物的两种实施方式的特写，其指示在防护物条的端部之间的间隙或缝的方位。

具体实施方式