本發(fā)明通常涉及光伏系統(tǒng)領(lǐng)域，該光伏系統(tǒng)利用間歇性或持續(xù)性回收利用光的方法，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

背景技術(shù)：

由于煤炭、石油以及其他碳?xì)浠衔锏墓┙o有限，可再生能源的應(yīng)用正在持續(xù)增長?？稍偕茉淳G色且對環(huán)境友善。在所有的可再生能源中，太陽能可以不受限制地大量獲取。

多種常用設(shè)備可使用太陽能。例如，太陽能計(jì)算器非常普遍。除太陽能外，這樣的計(jì)算器還可以工作在任何光能源下。類似地，手表同樣可以工作在任何形式的光能下。太陽能和其他光能對多種應(yīng)用都非常有益，從為空間站提供動力到許多家用電器。

光伏系統(tǒng)利用太陽輻射——包括直射和散射的日光——來制造電能。光伏系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成要素是太陽能/光伏電池。該電池通常由將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。為了提高輸出功率，可以使多個(gè)電池互相連接來構(gòu)成面板或模塊。這樣的面板通常是平面的。多個(gè)模塊可以安裝在機(jī)架上形成光伏陣列。光伏系統(tǒng)還包括用于面板的安裝機(jī)架和硬件，用于電氣連接的配線和包括逆變器和用于存儲電能的選配電池的電源調(diào)節(jié)設(shè)備。

該電池的能源轉(zhuǎn)換效率或ECE(η)是以日光或任何其他光源形式的入射光子能量轉(zhuǎn)換成電能的百分比。當(dāng)光子滲入光伏電池時(shí)，能夠生成電子-空穴對。生成的電子-空穴對可以有助于由電池生成的電流，或者可以復(fù)合而與沒有對電池電流作出凈貢獻(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提出了新的光伏系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括殼體和位于殼體內(nèi)部的至少一個(gè)面板層。半導(dǎo)體/太陽能電池可以配置在面板上。光在殼體內(nèi)部被持續(xù)地或間歇地回收利用。這將減少來自殼體外部的反射的損失，并且還將通過持續(xù)性地或間歇性地產(chǎn)生多次傳輸?shù)姆绞?，提高半?dǎo)體/太陽能電池的工作效率。

附圖說明

結(jié)合附圖，能夠更加容易地理解某些實(shí)施例的特性或優(yōu)點(diǎn)。該附圖不應(yīng)解釋為對優(yōu)選實(shí)施例的限制。

圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏(PV)系統(tǒng)的透視圖，其中殼體容納了細(xì)長的菱形面板、倒V形面板和拱形面板，所有面板都被專用的蓋子覆蓋；

圖2表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的PV系統(tǒng)的剖視圖，其中其一部分被擴(kuò)大用來表示光線在面板之間的多次反射；

圖3表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有倒V形狀的PV系統(tǒng)的單細(xì)長面板的透視圖；

圖4表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有菱形的PV系統(tǒng)的單細(xì)長面板的透視圖；

圖5表示具有專門蓋板/片、橋板和底板的PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例；

圖6表示不具有蓋子，但具有用于頂層代替蓋子的連接橋板和用于內(nèi)部面板的常規(guī)連接橋板的PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例；

圖7表示圖5的PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例，其中該P(yáng)V系統(tǒng)具有專用蓋子和菱形面板，不具有橋板和具有支撐面板的柱子。

圖8表示PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例，其中該P(yáng)V系統(tǒng)具有菱形和橢圓形的面板，具有支撐面板的柱子和用于頂面板的一層專用橋板；

圖9表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于殼體的矩形專用蓋板/片；

圖10表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于殼體的圓頂狀專用蓋板/片；

圖11表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的殼體的底板，該地板具有非平面表面以及沒有間隙和橋板的反射基底；

圖12表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頂層專用蓋板/片的透視圖，用于展示相對于平面表面、在必要時(shí)具有不同形式的非平面配置的下表面；

圖13表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有專用頂部蓋板/片和不具有任何中間面板的底板的PV系統(tǒng)，其中專用頂部蓋板/片具有平面的下表面；

圖14表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有專用頂部蓋板/片和不具有任何中間面板的底板的PV系統(tǒng)，其中專用頂部蓋板/片具有非平面的下表面；

圖15表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在下表面上懸掛豎直反射鏡的專用蓋板/片；

圖16表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖15的擴(kuò)大部分；

圖17表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有設(shè)在PV系統(tǒng)內(nèi)部的噴灑器的冷卻設(shè)備；

圖18表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有設(shè)在PV系統(tǒng)殼體的壁內(nèi)的冷卻設(shè)備；

圖19表示包括由桿支撐的圓形細(xì)長面板的PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例；

圖20表示包括具有帶橋板的細(xì)長橢圓形面板的PV系統(tǒng)的又一實(shí)施例；

圖21表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)細(xì)長的頂面板；

圖22表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)長弓形頂面板；

圖23表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)長菱形頂面板；

圖24表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由較小的半球形單元制成的頂面板；

圖25表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由較小的錐形單元制成的頂面板；

圖26表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有反射鏡組件的主視圖的PV系統(tǒng)，其中反射鏡組件安裝為建筑物一部分以滿足其電力需求；

圖27表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有反射鏡組件的側(cè)視圖的PV系統(tǒng)，其中反射鏡組件安裝為建筑物一部分以滿足其電力需求；

圖28表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有反射鏡組件的PV系統(tǒng)的透視圖，其中反射鏡組件安裝為建筑物一部分以滿足其電力需求；

圖29和30分別表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的利用PV系統(tǒng)的移動電話的前透視圖和后透視圖；

圖31表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用PV系統(tǒng)的機(jī)動車的透視圖。

具體實(shí)施方式

下列說明表示了本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，詳盡至足以本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施并使用本發(fā)明。

在本文中采用的單詞“包括(comprise)”、“具有(have)”、“包括(include)”和其所有語法變化都分別意味著具有開放的、非限制性的含義，不排除額外的元件和步驟。在本文中，“流體”可以是液體或氣體。例如，流體可以是水、空氣或天然氣。

我們獲取太陽能的能力依然很低效。由光伏(PV)系統(tǒng)生成的功率量可依賴于：(a)到達(dá)系統(tǒng)的日光的數(shù)量，和(b)如何利用可用光。由于多種理由，絕大多數(shù)的太陽能面板不能夠捕捉和利用理想的光。對于太陽能應(yīng)用而言，這一限制極大地降低了光伏系統(tǒng)的實(shí)用性，尤其是在世界的非熱帶區(qū)。即使用來生成少量的能量，光伏系統(tǒng)所需的面積也是非常巨大，這限制了光伏系統(tǒng)的實(shí)用性。而且，目前常規(guī)的太陽能面板受到太陽輻射的持續(xù)照射。還假定，當(dāng)受到不間歇的持續(xù)激勵時(shí)，太陽能電池可能以次佳方式工作。

在典型的太陽能面板中，總光線的約1/3從面板的外表面反射回大氣。當(dāng)預(yù)期用來發(fā)電時(shí)，紅外線和紫外線射線因產(chǎn)生不必要的熱而被浪費(fèi)掉了。光的另一部分徒勞地穿過面板。所有這些浪費(fèi)的元素總量超過了可利用光線的50％。而且，系統(tǒng)存在固有的低效，由于光單次通過半導(dǎo)體，將系統(tǒng)的總能源轉(zhuǎn)化率降低至約17％到18％的效率。而關(guān)于當(dāng)前太陽能面板的另一嚴(yán)峻的問題可能是持續(xù)激勵因素使得太陽能電池癱瘓，并降低了其效率。間歇性激勵的優(yōu)勢是目前未研究過的領(lǐng)域，對獲取太陽能具有作出顯著貢獻(xiàn)方面的潛力。

大量研究和開發(fā)致力于改善光伏系統(tǒng)的不同部分來改善發(fā)電。大部分的研究聚焦在改善太陽能電池和提高太陽能電池的能源轉(zhuǎn)化效率。研究還聚焦在聚光器上，在聚光器內(nèi)，光通過透鏡或反射鏡而聚焦在太陽能電池陣列上。雖然對太陽能和光伏技術(shù)的需求在世界范圍內(nèi)持續(xù)增長，但是相關(guān)成本抑制了其廣泛應(yīng)用。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了能夠回收利用光的光伏(“PV”)系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)的PV系統(tǒng)的問題。PV系統(tǒng)可以優(yōu)化電能輸出。PV系統(tǒng)可以包括多個(gè)面板層(例如，多平面的行)。在各層中，面板可以設(shè)置為相互之間具有間隙，該間隙允許光線穿過?？商娲?，或者結(jié)合上述間隙，面板還可以利用透明的橋板或者連接元件相互連接。間隙和/或連接元件可以在各連續(xù)的面板層上形成。太陽能面板或者在后續(xù)層上的面板交替地配置，以使得在第二面板層的面板位于第一層的間隙的正下方，從而允許光線通過間隙。頂面板和/或在頂層下方的面板可以是非平面。根據(jù)本文公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，可以設(shè)想高效率電池和太陽能電池技術(shù)的其他進(jìn)步可以輕易地并入PV系統(tǒng)。這可以促進(jìn)反射和在兩側(cè)上包括(太陽能)電池。

面板可以設(shè)置在殼體或外殼內(nèi)。殼體可以包括專用頂部蓋板/片。殼體、用于該殼體的專用頂部蓋板/片和/或頂面板層的橋板可以是透明的。紫外線(UV)或紅外線(IR)濾光器或涂層能夠進(jìn)一步地并入殼體頂部的外表面或頂面板層的橋板。這樣的濾光器或涂層能夠有利地濾除不希望的UV/IR光帶，同時(shí)允許光線的最佳波段進(jìn)入殼體，如果不需要熱量的話，由此能降低產(chǎn)生的熱量。殼體的襯里還可以由能夠反射太陽或其他光能的材質(zhì)制成。

這樣的配置通過促使光駐留在殼體內(nèi)而產(chǎn)生光阱(light trap)。PV系統(tǒng)能夠利用光線的全內(nèi)反射原理。PV系統(tǒng)能夠促進(jìn)在殼體內(nèi)多平面和多方向上的光線的回收利用。有利地，具有間隙/透明連接元件的面板的配置能夠致使被捕獲的光線在PV系統(tǒng)內(nèi)潛在地多次反射，該反射能夠致使光子反復(fù)激勵電池。這能夠?qū)е庐a(chǎn)生電量增加。

在又一實(shí)施例中，PV系統(tǒng)可以包括設(shè)在殼體外部或內(nèi)部的冷卻設(shè)備。水、空氣或其他適合的流體可以作為流體循環(huán)器中的循環(huán)水。

參照圖1和圖7，說明了PV系統(tǒng)100的示范性實(shí)施例。PV系統(tǒng)100包括至少具有透明頂部蓋板20的殼體30。根據(jù)本實(shí)施例或其他實(shí)施例，頂部蓋板20可以是透明的。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，殼體30的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁360(除了頂部以外)也可以是透明的。一些細(xì)長的面板10可以在殼體30內(nèi)堆疊。面板10可以由一個(gè)或多個(gè)支柱15支撐。PV系統(tǒng)100還可以進(jìn)一步包括底板310。多個(gè)太陽能/光伏電池(“電池”)40可以沿頂部并在面板10的表面下(如圖3和圖4所示)配置，并且沿著底板310的上表面配置。殼體側(cè)壁360的內(nèi)表面，包括底部的一個(gè)，可以具有反射面，從而增加面板10上的入射光子能量，或者可以排列有額外的面板10或310。

面板10和底板310的表面可以是波紋狀的或褶皺的。這促使進(jìn)入殼體30的光線反射或偏轉(zhuǎn)。面板10的層的數(shù)量和面板10可配置的角度的選擇，可以預(yù)先確定以大體上促進(jìn)殼體30內(nèi)部的全內(nèi)反射。

作為在殼體30內(nèi)部緊密地分層堆放面板10的代替，各層內(nèi)的面板10可以配置為彼此相隔一距離或間隙12。間隙12可以允許光線進(jìn)入系統(tǒng)100，并允許光線到達(dá)第二和更深的面板層。各層面板10可以與后續(xù)行的面板彼此間隔?？梢灶A(yù)先確定間隙12和層之間的間隔的大小，從而大體上促進(jìn)殼體30內(nèi)部的全內(nèi)反射。如圖7所示，殼體30可以備有專用蓋板/片20(后述)。

如圖所示，面板10可以不具有平面的幾何形狀。如圖1所示，面板10可以具有菱形和倒V字形(橫截面上也可以是倒U字形、卵圓形、圓形等)。如圖7所示，面板10可以是菱形的。例如，圖21表示具有殼體30的PV系統(tǒng)100的實(shí)施例。殼體包括具有多個(gè)形狀的面板10的頂層，例如菱形、橢圓形、在頂側(cè)的錐形和半球形及在底側(cè)的V字形的結(jié)合。內(nèi)部面板層特意沒有在本圖上示出。圖22表示頂側(cè)是半球形、底側(cè)是V字形的面板10的實(shí)施例。圖23表示具有菱形的面板10的實(shí)施例。圖24表示具有半球形單元的面板10的實(shí)施例。圖25表示頂側(cè)是錐形、底側(cè)是V字形的面板10的實(shí)施例。這些多個(gè)形狀的目的在于優(yōu)化光的吸收，即使當(dāng)日光沒有直接命中和從不同的角度射下。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，面板幾何形狀具有其他此類變形及其結(jié)合的其他實(shí)施例是可能的，并在用于預(yù)定目的的本公開的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解本文公開的各種幾何形狀的意圖是非限制性的，面板10可以包括任何適宜的非平面幾何形狀。

如圖2中的PV系統(tǒng)100的剖面圖所示，在殼體內(nèi)部的具有非平面形狀(例如菱形、倒V字形和拱形)的多個(gè)面板10的配置可以促使光線在殼體30的內(nèi)部多重反射。因此，與可比較的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比，在PV系統(tǒng)100內(nèi)的從光子能量到電能的能量轉(zhuǎn)換效率(ECE)可以實(shí)質(zhì)上得到增強(qiáng)。

電池40沿非平面面板10的配置部分表示在圖3和圖4上。圖3表示具有倒V字形的面板10，而圖4表示截面為菱形的面板10的又一實(shí)施例。參照圖3和圖4，電池可以沿面板的內(nèi)表面以兩層裝配，一層在面板10的頂部40a上，另一層在面板10的底部40b上。面向上方的電池40a和面向下方的電池40b可以沿反射面48c配置。電池40a、40b在頂部和底部受透明層48d保護(hù)。由電池40a和40b生成的電流能夠收集在其對應(yīng)線圈46內(nèi)，并通過輸出線路47共同地提供給外部點(diǎn)。電池的其他詳情在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)廣為人知，因此在本文中不再作進(jìn)一步的說明。面向上方的電池40a可以接收直接入射的光子能量和在殼體內(nèi)反射的能量(如前所述)。面向下方的電池40b也能夠接收在殼體內(nèi)反射的能量(如前所述)。

在此需要注意的是，面板10可以在頂面48b(如圖6和8所示)上設(shè)置抗反射涂層，以便減少在頂面板上的頂面反射。

如圖所示，例如在圖1中，多個(gè)行的面板10能夠促進(jìn)了進(jìn)入殼體30的光的回收利用，并且能夠降低從殼體30到周圍環(huán)境的光的損耗。為了通過利用回收利用的光優(yōu)化PV系統(tǒng)100的凈ECE，需要優(yōu)化殼體30內(nèi)部的結(jié)構(gòu)?？蓛?yōu)化的一些參數(shù)有面板10的形狀、面板10的行(或者層)的數(shù)量、在一行內(nèi)的面板10的級數(shù)、在一行內(nèi)的面板10之間的間隙12、行與行之間間隔等?？梢远ㄎ辉谶B續(xù)行中的面板10的級數(shù)，以使得在電池40上產(chǎn)生最小的陰影效果。面板10的非平面的表面促使光在殼體30內(nèi)側(cè)的反射和散射。由多個(gè)面板10和殼體30的側(cè)壁及底部的內(nèi)表面，可以促進(jìn)光的回收利用。當(dāng)多個(gè)面板10配置在一層上時(shí)，各面板10可以按照適當(dāng)尺寸的間隙，與同一層上相鄰的面板10彼此隔開。具有多個(gè)層的面板10，各層面板10可以按照適當(dāng)大小的間隔與鄰近的層彼此隔開。在各面板10之間的間隙可以使光子能量進(jìn)入殼體30，并到達(dá)內(nèi)部或更深的面板10。在各后續(xù)層的面板10定位在前一層的間隙的下方。多個(gè)面板10配置為覆蓋上方各面板10之間的間隙，可以促進(jìn)在多個(gè)面板10和多個(gè)方向上的光子能量反射。

圖5表示PV系統(tǒng)100的又一實(shí)施例，其中多行菱形面板10可以利用橋板或連接板26連接或固定在側(cè)壁360上。所有的或大致上所有的PV系統(tǒng)100的面板10可以通過一個(gè)或多個(gè)透明的橋26相互連接，從而形成層。橋板26可以幫助將面板層緊固在壁360上，而非使用支柱15(如圖1所示)。

連接板26可以是透明材質(zhì)，例如聚碳酸酯和玻璃等。殼體30可以包括具有專用蓋板/片20(后述)的頂部。所述PV系統(tǒng)100還包括底板310。

圖6和8表示具有面板10的PV系統(tǒng)100的透視圖。如圖所示，代替頂專用蓋板/片(如圖5所示)，最頂行的面板10可以通過多個(gè)連接或橋板26a相互連接。頂橋板26a可以是透明材質(zhì)，例如聚碳酸酯和玻璃等。得到的相互連接的頂面板可以充當(dāng)用于殼體30的頂部蓋板，除非在這種情況下頂橋板26a可以具有專用蓋板/片(如圖5所示)的特殊性質(zhì)(后述)。內(nèi)部的橋板26，如圖6所示，可以是簡單的透明片。在圖8上所示的實(shí)施例省略了內(nèi)部的橋板。改為由柱15來支撐面板10。

圖9和10表示專用蓋板/片20的透視圖。專用蓋板/片20可以為PV系統(tǒng)(如前所述)的殼體形成頂壁。圖9表示用于殼體的矩形專用蓋板/片20a(請標(biāo)記)，而圖10表示用于殼體的半球形專用蓋板/片20b。專用蓋板/片20可以由例如聚碳酸酯和玻璃等透明材質(zhì)的薄片制成，從而使該薄片基本上不遮擋任何到達(dá)面板10的日光?？商鎿Q地，一個(gè)或多個(gè)濾光器(圖上未示)也可以用在專用蓋板/片20的上方或者在橋板26a的頂部，從而接收來自入射光子能量的所需頻帶來到達(dá)面板，以便在優(yōu)化ECE的同時(shí)降低發(fā)熱等副作用。專用蓋板/片20可以幫助保持內(nèi)部面板的清潔，從而延長其使用壽命。

專用蓋板/片20a、20b可以基本上包絡(luò)PV系統(tǒng)(如前圖所示)。專用蓋板/片20a、20b可以用在獨(dú)立的面板上面，或者被組合成用于一系列面板的單獨(dú)的整體蓋子。其他組合同樣包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一替代實(shí)施例中，這些專用蓋子20a、20b(不包括本發(fā)明實(shí)施例的PV系統(tǒng)的其余組件)可以單獨(dú)地合并入新的或者現(xiàn)存的太陽能面板設(shè)計(jì)。

專用蓋20a、20b可以配置有紅外線和紫外線濾光器，且可以在下表面350上具有涂層，從而避免入射光子能量/光逃逸。專用蓋板/片20a、20b的下表面350設(shè)計(jì)用于將來自殼體內(nèi)側(cè)的光反射回電池上。通過選擇現(xiàn)有技術(shù)中已知的不同類型的各種單向反射系統(tǒng)，可以在進(jìn)入殼體的光線和反射回PV系統(tǒng)的殼體內(nèi)的光線之間得到理想的平衡。可替換地，電色技術(shù)可以合并入下表面350，從而完全或部分、但是間歇性地屏蔽光的滲入，以便提供電池40的間歇激勵。光子能量可以受迫反射。此外，側(cè)壁360的內(nèi)表面可以由適合的全反射材料涂布，以使得光線完全反射回殼體?？梢栽谏w子20a、20b和殼體內(nèi)部的面板之間的空間制造真空，從而促使在整個(gè)過程中多次反射而不損失能量。

在圖9、10，以及圖12上單獨(dú)所示的專用蓋板/片20a、20b的下表面350和側(cè)壁360的內(nèi)側(cè)可是平面的也可以是非平面的。下表面350和側(cè)壁360的內(nèi)側(cè)的截面可以是半菱形、拱形、球形，且以任意模式排列。其他組合也同樣包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。表面350和360也可以具有紋理或褶皺。

利用對下表面350和內(nèi)側(cè)側(cè)壁360的這些變型，以及來自面板和底板(如圖所示，例如在圖5中)的反射和散射，光受迫散射回殼體內(nèi)部的面板上，從而促進(jìn)可用光的多次傳輸(如圖2所示)。這也將有助于到面板上的光均勻分布，而不論光以什么角度進(jìn)入PV系統(tǒng)，從而提升它們的效率。

專用蓋板/片20a、20b能夠改裝有紅外線和紫外線濾光器，從而使放熱量最小化。這樣的改裝類似于合并入太陽鏡和其他類似設(shè)備的紫外線濾光器。眾所周知，可見光的光譜能夠產(chǎn)生電，然而紅外線和紫外線的波長產(chǎn)生的熱量高于電量。通過該特征的組合，穿過底板的光的部分(例如，如圖5所示)，并不轉(zhuǎn)換成電能，將在PV系統(tǒng)的殼體內(nèi)部來回反射。利用適當(dāng)?shù)臑V光器來改裝專用蓋板/片20a、20b，PV系統(tǒng)可以很方便地轉(zhuǎn)化為用于加熱水、其他流體或物質(zhì)的混合光伏熱力系統(tǒng)。

通過蓋板的波浪濾光、蓋板的內(nèi)反射、蓋板的間歇性不透明、蓋板的形狀、蓋板下表面的性質(zhì)、蓋板不透明的頻率、殼體的深度、在多個(gè)層的面板的數(shù)量和面板之間的間隙、維護(hù)殼體內(nèi)最佳溫度的各種技術(shù)以及利用鏡子將光聚集至PV系統(tǒng)的技術(shù)是一些可以操控的變量，用來增加從來自給定表面區(qū)域的太陽能中產(chǎn)生的發(fā)電量。

圖11表示底板310的透視圖，該底板310包括電池/半導(dǎo)體40，電池/半導(dǎo)體40以非平面配置方式配置，使得入射光子能量/光能夠向上和向側(cè)面反射，從而有助于散射。底板310可以不具有間隙12或橋板(如前圖所示)?？赏ㄟ^使底板310的表面由例如截面為半個(gè)菱形、半個(gè)橢圓形或半個(gè)球形制成來實(shí)現(xiàn)非平面配置。底板310的頂面330可以具有紋理或褶皺。面板310的基底335可以合并入全反射層。具有或不具有紋理或褶皺表面的非平面表面連同反射基底335可以促進(jìn)光從底板310向上或向側(cè)面反射和散射。

圖12表示專用頂部蓋板/片20c的頂層的透視圖。專用頂部蓋板/片20c包括具有不同形式的非平面配置的下表面350。

圖13和14表示PV系統(tǒng)100的再一實(shí)施例。根據(jù)本實(shí)施例，殼體30可以具有所示的側(cè)壁360。殼體30可以僅包括底板310。如圖13所示，PV系統(tǒng)100可以包括具有平坦下表面的專用頂部蓋板/片20。下表面或側(cè)壁350可以利用光反射材料22來涂布。如圖14所示，專用頂部蓋板/片20可以具有非平面的下表面。該非平面的表面可以是任意形狀，例如，可以是V字形、U字形、半球形或其他任意形狀的組合。光線75進(jìn)入PV系統(tǒng)，光線能夠在該P(yáng)V系統(tǒng)內(nèi)的頂部蓋板/片的下表面、底板310和側(cè)壁360之間被反射和反彈。

圖15表示PV系統(tǒng)100a的軸測圖。PV系統(tǒng)100a包括頂部蓋板/片420和底板410。頂部蓋板/片類似于前述專用頂部蓋板/片。反射鏡430可以固定在頂部蓋板/片420的下表面上。圖16表示附在420上的反射鏡430的爆炸圖。頂部蓋板/片420可以是透明的。參考圖15和16，反射鏡430可以用于將光子能量反射回面板410和預(yù)防光子能量透過蓋子420逃逸。

在PV系統(tǒng)100的再一實(shí)施例中，如圖17和18所示，不同形狀的面板10可以設(shè)在殼體30的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁360和/或底部。為了簡單起見，沒有表示殼體30內(nèi)部的面板10的行。在殼體30的側(cè)壁和/或底部的面板10可以不包括間隙，并且可以不通過橋板相互連接(如前圖所示)。

圖17包括冷卻設(shè)備28。該冷卻設(shè)備28可以包括用于流體(例如水)循環(huán)的管28d。管28d可以設(shè)在殼體30的內(nèi)部。冷卻設(shè)備28具有入口28a和出口28b。管28d包括用于向面板10上噴灑水或其他適當(dāng)流體的一個(gè)或多個(gè)孔或開口28c。噴灑的流體幫助面板10保持在最佳溫度，從而提供更好的ECE。噴灑的流體還有助于保持面板10更加清潔。當(dāng)在PV系統(tǒng)100內(nèi)流通時(shí)，管28d內(nèi)的流體可以被加熱。加熱的噴灑流體可以從出口28b被回收利用，也可以用于其他適合的目的，例如家庭用水?？商鎿Q地，本實(shí)施例可用于優(yōu)化發(fā)電量，而無需考慮獲取熱能。冷卻設(shè)備28隨后僅用于將電池的溫度保持在一個(gè)最佳范圍。

圖18表示PV系統(tǒng)100的又一實(shí)施例。PV系統(tǒng)100包括用于排走廢熱的冷卻設(shè)備29。如圖所示，冷卻設(shè)備29包括位于殼體30外部的容器29c。容器29c可以充滿水或其他適合的流體。冷卻設(shè)備29具有入口29a和出口29b。當(dāng)殼體30受熱時(shí)，多余的熱能可以從殼體30的壁上傳輸?shù)饺萜?9c內(nèi)部的流體上。來自出口29b的加熱的流體可以是有益的，例如用于家庭使用。消除殼體30的壁上熱量可以冷卻殼體30，從而冷卻面板10來達(dá)到更優(yōu)化的性能。參照圖18和19，當(dāng)沒有冷卻設(shè)備28、29時(shí)，可利用風(fēng)扇將殘熱從PV系統(tǒng)100中抽出(如在各種電子設(shè)備中)。

圖19和20表示PV系統(tǒng)100的實(shí)施例。PV系統(tǒng)100包括分別為圓形和橢圓形的內(nèi)部面板10。頂部面板10可以是菱形的。面板10可以包括電池40(以及，如圖19所示，面板10可以受柱子15支撐)。殼體30的側(cè)壁360可以具有進(jìn)一步增強(qiáng)在電池40上的入射光子能量的反射表面22。反射表面22可以與殼體30內(nèi)的底板310一起使用，如圖13和14所示。

圖26和27分別以正視圖和側(cè)視圖表示和反射鏡組件50一起安裝在住宅或建筑110上的PV系統(tǒng)100的視圖反射鏡組件50用于增強(qiáng)在面板10上的入射光子能量(圖中未示)。建筑110內(nèi)的單間可以專門用于PV系統(tǒng)100?？捎蒔V系統(tǒng)100提供建筑110的電力需求。PV系統(tǒng)100還可以安裝在車庫110a上，或者作為獨(dú)立的單元設(shè)在建筑110附近。

圖28表示PV系統(tǒng)100的一實(shí)施例，其中反射鏡組件50(在圖26和27所示)是有利地為弓形，用來向PV系統(tǒng)100提供聚焦的光子能量。反射鏡組件50可以包括配置在一個(gè)或多個(gè)垂直支架上的多個(gè)獨(dú)立的反射鏡50a，從而將光子能量反射在設(shè)置于殼體30內(nèi)部的面板10上。在使用中，反射鏡組件50可以設(shè)有軌道組件170。垂直的支架50b可以配置為根據(jù)太陽在天空中的高度和位置，繞其軸線旋轉(zhuǎn)或以適當(dāng)?shù)姆绞絻A斜以及移動，從而最大化地重定向面板10上的光子能量(和由此激活其中的電池)。利用本領(lǐng)域已知的技術(shù)，反射鏡組件50可以配置為易于組裝和拆卸。例如，反射鏡組件50可以方便地折疊，從而在惡劣的天氣條件下得到保護(hù)。

軌道組件170和/或反射鏡組件50的角可以包括傳感器(圖中未示)來自動跟蹤太陽的方向和自動調(diào)整其相對于殼體30的位置，以使得PV系統(tǒng)100始終面向太陽，以進(jìn)一步提高入射的光子能量。可替換地，通過使反射鏡組件50在早晨面向東方，在傍晚面向西方，促進(jìn)了更多光的收集和匯聚。在南半球，根據(jù)太陽在赤道的北邊還是南邊，反射鏡組件50可以配置為分別按照順時(shí)針或著逆時(shí)針方向每24個(gè)小時(shí)移動360度，或者在北半球，反之亦然。這允許PV系統(tǒng)100在收集太陽能(事后轉(zhuǎn)化為電能)方面更加高效，而且不需要傳感器。

圖29和30表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用PV系統(tǒng)的移動電話的前立體圖和后立體圖，其中PV系統(tǒng)100安裝在后部，用于為電話120的運(yùn)行提供電能。但是，PV系統(tǒng)100也可以安裝在移動電話120的側(cè)面、頂面或底面。前述PV系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以在此實(shí)施。PV系統(tǒng)100可以消除對傳統(tǒng)移動電話電池的需求。可替換地，PV系統(tǒng)100可以是獨(dú)立的單元并且用作為移動電話、膝上型計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的太陽能電池充電器。

圖31表示使用PV系統(tǒng)130的機(jī)動車輛的透視圖，該機(jī)動車輛使用生成的電能用于車輛130中的運(yùn)行。前述PV系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以在此實(shí)施?？商鎿Q地，可以在地面上的理想位置設(shè)置更大的單元，從而為電動車充電。有一種選擇是將大貨車作為裝備了PV系統(tǒng)130的移動單元，從而能夠在高速公路和道路上為電動車充電。

根據(jù)一實(shí)施例，用于優(yōu)化獲取太陽能的方法，包括：設(shè)置用于接收太陽能的光伏系統(tǒng)，該光伏系統(tǒng)包括：殼體；配置在殼體內(nèi)的至少一個(gè)面板層。啟用在殼體內(nèi)入射光的回收利用。光可以間歇性地或持續(xù)性地被回收利用?？梢酝ㄟ^反射的百分比、面板的非平面表面的類型、反射區(qū)域的數(shù)量和用于優(yōu)化所需反射量的其他方法，來改變反射量，從而最大化發(fā)電量。

光伏系統(tǒng)可以包括用于殼體的專用頂部蓋板/片。專用頂部蓋板/片可以被紫外線濾光器和/或紅外線濾光器覆蓋或涂布。專用頂部蓋板/片可以配置為濾除特定光波長，并將殼體內(nèi)部的光反射回面板上。反射面可以設(shè)置在專用頂部蓋板/片的下面。光伏系統(tǒng)可以進(jìn)一步地配置為至少間歇性地屏蔽光的部分或全部進(jìn)入殼體。例如，專用頂部蓋板/片可以配置為間歇性地屏蔽光的部分或全部進(jìn)入殼體，以便間歇性地激勵太陽能電池。

殼體的至少一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁可以設(shè)有基本上全反射的表面。殼體可以被真空密封或真空隔絕。殼體可以具有帶獨(dú)特面板幾何形狀和配置的反射側(cè)壁和底面，從而促進(jìn)殼體內(nèi)可變但最佳的光反射和回收利用。殼體包括在頂面和底面上具有太陽能電池的專用面板，該專用面板覆蓋頂面和底面的反射基底。殼體可以包括配置了太陽能電池的專用面板和在頂部和底部上的反射面，專用面板的橫截面配置為菱形、橢圓形、圓形或任何此類形狀的組合。殼體可以具有以細(xì)長片或錐形、半球形等形式的頂面板層。

利用流體在殼體內(nèi)部或外部的循環(huán)，在殼體的內(nèi)部保持最佳溫度。

在又一實(shí)施例中，光伏系統(tǒng)可以包括至少兩個(gè)以上面板。面板可以布置得在面板之間具有預(yù)設(shè)的空隙。面板可以包括一個(gè)或多個(gè)光伏電池(半導(dǎo)體)。一個(gè)或多個(gè)面板是非平面的面板。面板可以具有紋理或褶皺。在面板的頂面和底面上包括電池，覆蓋位于頂部和底部上的反射基底。面板的橫截面可以是菱形、橢圓形、圓形或者任意此類的組合。

在又一實(shí)施例中，光伏系統(tǒng)可以包括多個(gè)面板層，其中各面板層包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的面板。在第二和在后續(xù)面板層中各面板大致位于第一或前一面板層中的各面板之間的空隙下方，以便促進(jìn)光的回收利用。

第二和后續(xù)層面板中的面板之間的空隙配置大致位于第一或前一層面板中的各面板的下方。在第一和第二(或者后續(xù))層面板中的各面板包括配置為實(shí)現(xiàn)幾乎完全或者完全內(nèi)反射的形狀，以為了光回收利用。面板層以適當(dāng)?shù)姆瞧矫姹砻娼嵌扰渲?，以使得大量的光困在殼體內(nèi)并被回收利用。光可以允許間歇性地或持續(xù)性地落在面板上。

在殼體缺少專用頂部蓋板/片的條件下，在第一/頂面板層中的面板可以通過利用一個(gè)或多個(gè)橋片來覆蓋面板之間的空隙的方式相互連接。面板的頂層可以是細(xì)長片或錐形、半球形等。在第一面板層上的橋片可以被紫外線濾光器和/或紅外線濾光器涂布或覆蓋。反射面可以設(shè)置在橋片的下面。頂面板的橋片可以具有所有或絕大多數(shù)的專用頂蓋板/片的性質(zhì)。

電能的生產(chǎn)還可以通過提供根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的光伏系統(tǒng)來優(yōu)化，其中光伏系統(tǒng)包括在一個(gè)或多個(gè)下列位置上的反射面：專用頂部蓋板/片或頂層橋片的下面、面板的頂部上、面板的下表面上、殼體的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁上、以及在殼體底部的內(nèi)表面上。

根據(jù)一實(shí)施例，通過以可變的頻率使得殼體的專用頂部蓋板/片或橋片中的至少一個(gè)呈現(xiàn)間歇性梯度型不透明，能夠促進(jìn)光伏電池的間歇性激勵。

根據(jù)一實(shí)施例，設(shè)置了反射鏡組件。反射鏡組件可以配置為在圍繞光伏系統(tǒng)的軌型機(jī)構(gòu)上移動，從而將光重定向到殼體上。反射鏡組件包括多個(gè)反射鏡和用于反射鏡的一個(gè)或多個(gè)鏡架。鏡架連串布置以形成半圓形或半圓形的一部分。根據(jù)一實(shí)施例，本文公開了一光伏系統(tǒng)。該光伏系統(tǒng)包括：殼體；配置在常規(guī)或真空密封的殼體內(nèi)的至少兩個(gè)或兩個(gè)以上面板的一個(gè)或多個(gè)層，其中各面板以面板之間的預(yù)定空隙來配置，其中預(yù)定的空隙設(shè)置在每兩個(gè)或多個(gè)面板層之間，從而促進(jìn)幾乎完全或完全的內(nèi)發(fā)射和殼體內(nèi)的光線回收利用。光伏系統(tǒng)可以設(shè)在可調(diào)節(jié)的機(jī)架上。可調(diào)節(jié)的機(jī)架可以配置為在車上使用。根據(jù)又一實(shí)施例，光伏系統(tǒng)配置為用作接地或移動單元，從而為電動車充電。

根據(jù)又一實(shí)施例，光伏系統(tǒng)配置作為用于移動電話、膝上型電腦或其他類似設(shè)備的充電設(shè)備。光伏系統(tǒng)可以配置為用在移動電話，從而基本消除對傳統(tǒng)充電式電池的需求。

根據(jù)又一實(shí)施例，光伏系統(tǒng)可以設(shè)在建筑上，從而供應(yīng)該建筑電力需求。

發(fā)電量可以通過配置在下列一項(xiàng)或多項(xiàng)上的反射面來優(yōu)化：在第一面板層的各個(gè)面板的下表面；在后續(xù)面板層的各面板以及頂面板(如果使用專用蓋子)的頂面和下表面；以及殼體的內(nèi)表面。

根據(jù)又一實(shí)施例，光伏系統(tǒng)可以利用調(diào)整面板之間的間隙、面板層之間的空隙和選擇面板的適當(dāng)?shù)姆瞧矫姹砻娼嵌鹊姆绞酱龠M(jìn)完全或幾乎完全反射以及在殼體內(nèi)的光的回收利用和補(bǔ)充其他變量，從而優(yōu)化電池激勵。

可替換地，PV系統(tǒng)100，根據(jù)本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)為向當(dāng)今的電動或混動汽車充電的固定的地面單元或移動單元。因此，PV系統(tǒng)100可以成為電池或充電設(shè)備的合適的替代品。

根據(jù)一實(shí)施例，由根據(jù)本文所述實(shí)施例的PV系統(tǒng)生成的電能可以通過已經(jīng)在使用中的專用方法被收集、存儲(例如在電池內(nèi))和分布。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，如果預(yù)定電池不能夠處理由在PV系統(tǒng)內(nèi)大量反射的光線而產(chǎn)生電能，可以將適當(dāng)?shù)呐渲媒Y(jié)合進(jìn)PV系統(tǒng)中，從而減少殼體內(nèi)部反射的百分比。例如，可以通過限制向面板的一個(gè)分支(例如在V字形面板的一側(cè))的反射或一些諸如此類的配置。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在PV系統(tǒng)的每個(gè)單位面積將獲得更多的能量輸出。這可以促使對于消費(fèi)者、商業(yè)、防務(wù)、科學(xué)和工業(yè)目的的太陽能技術(shù)的廣泛使用和接受。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”等、以及“頂”和“底”是任意性制定，目的僅在于區(qū)分兩個(gè)或兩個(gè)以上的面板、及其位置等，根據(jù)具體情況，并不表明任何特定方向或順序。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)理解僅適用術(shù)語“第一”不需要有任何“第二”，僅適用術(shù)語“第二”不需要有任何第三。

因此，本發(fā)明適用于實(shí)現(xiàn)已提及的和固有的目的和優(yōu)點(diǎn)。上文公開的具體實(shí)施例僅是說明性的，因?yàn)槟軌蛞圆煌韧姆绞絹硇薷暮蛯?shí)踐本發(fā)明，這些不同但等同的方式對于受益于本文教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。而且，除了下文的權(quán)利要求的描述外，對本文所示的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)并沒有限制性的意圖，因此，顯而易見，上面公開的特殊的說明性實(shí)施例可以被改變或變更，所有此類修改都包括在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。盡管采用了術(shù)語“具有”、“包含”或“包括”各種組件或步驟來描述設(shè)備和方法，但設(shè)備和方法還可以是“基本上由各種組件或步驟構(gòu)成”或“由各種組件或步驟構(gòu)成”。尤其是本文公開的數(shù)值的每個(gè)范圍(以“從大約a到大約b”或者相同地，“大約從a到b”的形式)應(yīng)理解為在更廣泛的數(shù)值范圍內(nèi)，包含了每一個(gè)數(shù)值和范圍。同樣，除非由專利權(quán)人明文規(guī)定或明確地定義，在權(quán)利要求內(nèi)的術(shù)語具有其普通的通常的含義。此外，用在權(quán)利要求內(nèi)的不定冠詞“a”或“an”，本文定義為一個(gè)或多個(gè)元素，而非一個(gè)元素。如果在本說明書和通過引用并入本文的一個(gè)或多個(gè)專利或其它文獻(xiàn)中的詞語或術(shù)語的使用中存在任何沖突，則應(yīng)采用與本說明書一致的定義。根據(jù)上述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不違反權(quán)利要求內(nèi)定義的本發(fā)明的情況下，可以對設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)作出改動或變更。