[发明专利]用于控制太阳能聚光器阵列的功率比的系统和方法

说明书

技术领域

公开的系统和方法涉及太阳能功率系统，并且更具体涉及用于控制太阳能聚光器阵列的功率输出的系统和方法。

背景技术

来自太阳能或光伏电池的电功率生成继续经历显著的兴趣。太阳能电池将通常来自太阳的光能转换为电能。太阳能电池上的光强度可以被称为太阳光的数量，其中1个太阳光聚光度对应于地球上1kW/m²的标准照度。

目前可用的太阳能聚光器功率生成器采用平板技术，其中太阳能功率转换应用中的光伏电池(被称为太阳能电池)以二维阵列的方式被定位在相距多组反射器或聚光器的一距离处。阳光从反射器反射出来，并且被引导到将光能转换为电能的太阳能电池。每个太阳能电池的电压在聚光器阵列电压输出处被收集，并且被递送到负载。从聚光器阵列输出的电功率的量由所使用的太阳能电池的效率、以及聚光器阵列的面积和密度所确定。聚光器阵列可以以具有多个太阳能电池和反射器组的单元的方式被提供，并且沿着平面进行定位以形成更大的面板从而进一步增加可从太阳能阵列获得的功率。

最近发展的太阳能阵列包括可作为微机电系统(MEMS)反射器获得的反射器。MEMS反射器包含小型化的镜子和控制部件。被配置为将光引导到对应的太阳能电池的单个组MEMs反射器可以被实施为模块。太阳能电池和小型化的MEMS反射器或微聚光器可以以比典型太阳能阵列中的太阳能电池和反射器更高的密度被配置在聚光器阵列或微聚光器阵列(“MCM”)上。

太阳能电池和反射器正在各种各样的应用中被使用。一个这样的应用是作为航天器上的电功率源。其他应用包括陆地太阳能功率源。当航天器行进远离太阳时，在航天器上使用太阳能聚光器阵列的一个难题出现。对于具有更靠近太阳的目的地的任务，航天器以太阳能聚光器阵列生成所需的功率输出开始。当航天器接近太阳时，由于光的强度增加，太阳能聚光器阵列生成过多功率。

在两种情况下由太阳能聚光器阵列生成的过多功率足以损坏未被列为用于那些功率水平的航天器系统，或损坏/烧毁太阳能电池本身。相应地，在太阳能聚光器阵列的设计中采取措施以避免过多功率的损坏，从而提高了建造航天器的成本。被增添用于这样的措施的部件也向结构增添了重量。过多的可用功率也会将面板上的温度增加至可能破坏面板本身(例如通过使被用来将太阳能电池固定到玻璃衬底的粘合剂熔化)的水平。

本领域中存在对用于向航天器供应电功率的解决以上问题以及任何其他可能的问题中的至少一些的系统和方法的需要。

发明内容

鉴于以上内容，提供了用于利用聚光器阵列生成电功率的方法和系统的示例。在一个图示性示例中，提供了一种用于控制聚光器阵列的功率输出的方法，所述聚光器阵列包含多个光伏电池和被布置在反射器组中对应于所述多个光伏电池的多个反射器。所述方法包括，接收将所述聚光器阵列上的选定数量的反射器定位到光伏电池激励位置以从所述聚光器阵列生成功率输出的信号。反射器的所述选定数量是所述多个反射器的聚光比(concentration ratio)。所述选定数量的反射器被定位到所述光伏电池激励位置，以从所述聚光器阵列生成所述功率输出。

在另一图示性示例中，提供了一种太阳能功率源。所述太阳能功率源包括聚光器阵列，其包含多个太阳能电池和多组反射器，每一组反射器对应于所述太阳能电池中的一个。功率输出被连接到每个太阳能电池，以当光从所述反射器被反射到所述太阳能电池上时，接收由每个太阳能电池生成的电功率。太阳能功率源包括控制模块，其具有处理器和存储可执行指令的非临时性计算机可读存储介质，当所述可执行指令被所述处理器执行时，所述可执行指令可操作为：

1.接收将所述聚光器阵列上的选定数量的反射器定位到太阳能电池激励位置以从所述聚光器阵列生成功率输出的信号，其中反射器的所述选定数量是所述多个反射器的聚光比；以及

2.将所述选定数量的反射器定位到所述太阳能电池激励位置以从所述聚光器阵列生成所述功率输出。

在查看以下附图和详细描述后，本发明的其他装置、设备、系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将会是或将会变得明显。意图是所有这样的额外的系统、方法、特征和优点都被包括在该描述内，在本发明的范围内，并且被随附的权利要求保护。

附图说明

图示性示例的被确信为新颖性特征的特性在所附权利要求中阐述。然而，当结合附图阅读时，图示性示例将会通过参考本公开的图示性示例的以下详细描述来最好地进行理解，其中：

图1A是太阳能聚光器阵列的示例的透视图。