[发明专利]用于发电以及将水加热的太阳跟踪型折叠式太阳能伞

说明书

技术领域

本发明大致涉及太阳能电池，且更特别涉及多功能和多用途的太阳能电池阵列。

背景技术

太阳能电池、太阳能电池阵列以及太阳能收集装置在效率以及配置方面都在不断地进步。期望有一种改进的太阳能收集装置，其对于多种用途和配置而言是便携、多功能以及高效的。

本发明的目的在于提供一种轻质的折叠式反射伞，用于将太阳能聚集到具有多个光伏电池的接收装置上。用于冷却光伏电池的水被收集到伞的容纳或支撑结构中，因此所述伞除了用于光伏发电以外还能通过利用太阳能将水加热而使得其对于太阳能的收集得以倍增。基于抛物镜面可折叠的几何结构，我们将太阳能接收装置设计成带有一级至三级太阳能聚集装置。

抛物表面型叶片的新颖的折叠方式使太阳能伞便于携带以及免受恶劣天气影响。依靠折叠来避免风力的影响也降低了太阳能伞使用大型金属支撑结构的需要。我们的发明致力于便携的太阳能收集装置，其可以在车辆上以及任何阳光普照的地面上发电和将水加热。该太阳能伞还提供了遮蔽功能并且能够制作成遮蔽物的一部分；其与大多数昂贵且不便的要求安装在屋顶上的家用太阳能电池板不同。

发明内容

本发明以较低的成本在轻质、小体积以及高度便携的太阳能发电收集装置中实现了技术优势。在一个优选的实施例中，该设备配置成太阳能伞。该太阳能伞由这样的构件制成，所述构件能被折叠成小型包裹并且装进便携的筒或覆盖物（cover）中。太阳能伞使用单级或多级聚集装置将来自可折叠但刚性的反射面的光聚焦到光伏电池上。在单级系统中，光通过抛物镜面直接聚集到光伏电池阵列上。在两级太阳能聚集装置中，第一级聚集装置由抛物型折叠式太阳能伞构成。第二级聚集装置通过将靠近抛物型太阳能伞焦点的锥形接收装置安装在光伏电池的阵列上而构成。在多个高效率光伏电池上，光能够被聚集到1000倍以上。在另一个实施例中，三级聚集装置包括靠近焦点的镜面以将光重定向到位于太阳能伞基座处的接收装置，在太阳能伞的基座处有锥形接收装置将光聚集到光伏电池上。

具体而言，根据本发明的折叠式太阳能收集装置，包括：第一反射器部件，其可配置在闭合位置，也可配置在打开位置以形成为大致抛物状的抛物表面，所述抛物状的抛物表面配置成将阳光全部反射和聚集；以及太阳能接收装置，其配置成从第一反射器部件处接收被聚集的阳光，并且将所述阳光转换为可用能源。

太阳能伞的容纳装置或竖直支撑装置也可以用作跟踪太阳的平台。容纳装置或支撑装置也能够用于容纳水，所述水用于冷却太阳能接收装置和用作加热的水。太阳能伞能够被安装在任何太阳能够照到的小型平面位置上。太阳能伞能够被安装到电动车(EV)的顶部上，其中当电动车停车时太阳能伞被展开以遮蔽电动车和提供电能。产生的电能能够以直流（DC）形式给电池充电或使其他直流器具运行，或者在连接到交流电插座之前转换为交流电。太阳能伞也能够在向南的窗口前被展开以作为遮阳篷，同时直接为窗式空调、电视、以及电脑提供电能而不需要将它们接入电网。这显著地降低了光伏发电的安装和许可过程的费用以及所需的时间。此外，在电网接入后，太阳能伞能够连接到房屋的配电板（electrical panel），从而可使用开关切换太阳能供电和电网供电。这减轻了太阳能伞与电网系统相位同步的需要，因为太阳能接收装置产生的电能永远不与电网系统连线。如果需要这样，太阳能伞能够以传统方式挂接（hook）到电网系统，这需要在住宅或建筑物的配电板处进行相位同步。

利用基于方位、时间、以及光伏反馈的太阳跟踪新技术来准确跟踪太阳。

附图说明

图1描述了抛物面的解析几何结构；

图2A示出了未折叠的太阳能伞；

图2B示出了折叠的太阳能伞；

图3A示出了抛物面的刚性部分如何能够经由两个轴而被折叠：首先通过旋转叶片，然后通过向内折叠叶片；

图3B示出了抛物面的刚性部分如何能够经由两个轴而被折叠：首先通过旋转叶片，然后通过向内折叠叶片；

图3C示出了抛物面的刚性部分如何能够经由两个轴而被折叠：首先通过旋转叶片，然后通过向内折叠叶片；

图3D示出了抛物面的刚性部分如何能够经由两个轴而被折叠：首先通过旋转叶片，然后通过向内折叠叶片；

图4A示出了具有布置成4层的18个叶片的太阳能伞；

图4B示出了具有布置成4层的18个叶片的太阳能伞；

图4C示出了具有布置成4层的18个叶片的太阳能伞；

图4D示出了具有布置成4层的18个叶片的太阳能伞；

图4E示出了具有布置成4层的18个叶片的太阳能伞；