專利名稱:可充氣膨脹的太陽能收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種可充氣膨脹的太陽能收集器,該太陽能收集器包括至少部分透明
的、被分成至少兩個(gè)腔室的殼體,這兩個(gè)腔室被單側(cè)鏡面化的反射器隔板分開,且可以相互 獨(dú)立地的容納氣體,并且在每個(gè)反射器隔板的反射面的對(duì)面構(gòu)建有至少一個(gè)吸收器。
背景技術(shù):
已有研究報(bào)告公布了可用于獲取陸地上的能量的球形可充氣膨脹的太陽能收集 器。所有同類太陽能收集器的原理為被反射器隔板聚集的太陽光被轉(zhuǎn)向吸收器,并被吸收 器轉(zhuǎn)化成能量。通過腔室的不同的壓力進(jìn)氣沖擊(Druckbeaufschlag皿g)使反射器隔板扭 曲,致使光線始終聚焦在吸收器上。此外,介質(zhì)流通管、光電元件等可作為吸收器。然而球 形是這類太陽能收集器的缺點(diǎn),因?yàn)檫@類太陽能收集器的建造費(fèi)用很高,而且需要復(fù)雜的 雙軸跟蹤系統(tǒng)。球形日光反射裝置(Heliostat)的使用缺點(diǎn)是由于太陽能塔電廠的陰影 問題,所以不允許將更多此類太陽能收集器相對(duì)緊湊地并排安置在一起。因次,能量獲取的
平面采獲量(FlSchenausbeute )并非最佳。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn),也就是使制造和追蹤系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化,并提高能 量獲取的平面采獲量。 此目的借助于在開始部分描述的本發(fā)明的可充氣膨脹的太陽能收集器來實(shí)現(xiàn),可 充氣膨脹的太陽能收集器的殼體被構(gòu)建成圓柱形管的形狀,每個(gè)反射器隔板沿著管的延伸 方向延伸,并且在沿著管的延伸方向延伸的至少一個(gè)聚焦線上構(gòu)建有一個(gè)或者多個(gè)吸收 器。 本發(fā)明的太陽能收集器的圓柱狀結(jié)構(gòu)允許更多這樣的收集器直接相互并排設(shè)置, 因此能量獲取的平面采獲量為最大。相應(yīng)地,各反射器隔板與太陽能收集器的總長(zhǎng)相同。在 這樣的圓柱形的管里完全可以設(shè)置更多的反射器隔板,所述隔板可以與單個(gè)吸收器工作, 并且各隔板也可以與為該隔板構(gòu)建的吸收器共同工作。這些吸收器被縱向構(gòu)建在至少一個(gè) 聚焦線上。在單個(gè)充氣室中的輸氣管道的接口以及連接在其他能量使用設(shè)備上的吸收器的 接口符合此技術(shù)的狀況。 根據(jù)本發(fā)明的可充氣膨脹的太陽能收集器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,在每個(gè)反射 器隔板的背面,與管的縱向垂直的金屬線或其他類似物以特定間隔拉緊,并且每個(gè) 吸收器基本上各自被構(gòu)建在兩個(gè)金屬線的中間。對(duì)被壓力進(jìn)氣沖擊的太陽能收集 器來說,通過這種布置,可實(shí)現(xiàn)在對(duì)反射器隔板的背面產(chǎn)生比正面小的壓力,并且通 過金屬線的支持,隔板未被彎曲成圓柱型,而是形成相鄰在一起的半球型扁平表面
(Kugelkalottenschalenoberfl汪che )。相應(yīng)的,在各間隔的中心上方各自構(gòu)建一個(gè)吸收 器,其可獲得強(qiáng)烈的入射能量束。 已經(jīng)證明,在反射器隔板鏡面的背面上設(shè)置至少一個(gè)可變囊(Ballat)的囊腔(Ballatkammer)是很實(shí)用的。這特別有利于本發(fā)明的太陽能收集器獲取陸地上的能量,通
過對(duì)囊腔的填充和清空,一方面可穩(wěn)定位置,另一方面可使其瞄向太陽。若每個(gè)囊腔在管的
縱向被分為通過導(dǎo)管相連的子腔室,則對(duì)于固定在地上以及立在空中或吊起的可充氣膨脹
的太陽能收集器有利。通過對(duì)子腔室的不同填充和清空可實(shí)現(xiàn)持續(xù)追蹤太陽。 可在每個(gè)反射器隔板的鏡面的背面設(shè)置可改變位置的囊(Ballast),用于代替可
填充或清空的囊腔。 由于該太陽能收集器的特性及其很小的重量,所以可被固定在桿子的一端,從而 可在下面投下陰影/使其不被雪或雨遮擋或使其成為防噪聲設(shè)備。通過傾斜安裝,可以關(guān) 于太陽傾向截面在年中時(shí)達(dá)到最優(yōu)(傾斜度與地理緯度有關(guān))。此太陽能收集器也可以可 滑動(dòng)/可移動(dòng)地固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿上,并通過發(fā)動(dòng)機(jī)雙軸式追蹤太陽。升力氣體可取代桿,使該 太陽能收集器傾斜。在這情況中,通過可變的拉線長(zhǎng)度變化來實(shí)現(xiàn)雙軸式追蹤。
本太陽能收集器可以像桿一樣被豎起、固定和驅(qū)動(dòng)。通過這種操作模式,本太陽能 收集器可在冬天的月份里迎著平著射入的光捕獲更多的陽光,而雪不會(huì)留在表面,該太陽 能收集器只需要很小的地面面積,并且其背面可例如用作廣告用途。也可以在不同應(yīng)用領(lǐng) 域(如無線運(yùn)營(yíng)商)中用作天線(Mast)。 若反射器隔板由均質(zhì)材料制成,則在使用狀態(tài)下,該反射器的凹形曲線基本上符 合懸鏈線或圓周線。因?yàn)槊總€(gè)反射器隔板不能一直實(shí)現(xiàn)最佳聚焦,所以,若每個(gè)反射器隔板 在垂直于其縱向延伸的方向具有不同的可彎曲性,并且在使用狀態(tài)下基本上被彎曲成拋物 線或拋物面形狀,則是值得推薦的方式。 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可充氣膨脹的太陽能收集器在陸地上使用時(shí), 一方面可以固定 在地面上,另一方面可以根據(jù)太陽狀態(tài)簡(jiǎn)單地追蹤太陽,經(jīng)證實(shí),有利的是,該收集器優(yōu)選 是通過在所述管的外表面直徑上的、位置基本相對(duì)的、相互交叉的固定帶固定。若將方向相 反且也優(yōu)選為相互交叉的帶的自由端固定在地上,則一方面保證了固定,另一方面可以使 太陽能收集器根據(jù)太陽軌跡旋轉(zhuǎn)。 為降低上述在陸地上使用的本發(fā)明的太陽能收集器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的成本,可以在管 外表面上構(gòu)建位置與每個(gè)吸收器相對(duì)的支座輪或類似裝置。 將所述管的兩端固定,即可實(shí)現(xiàn)漂浮使用。對(duì)太陽的追蹤既能通過上述氣囊技術(shù) 實(shí)現(xiàn),也可以通過在旋轉(zhuǎn)點(diǎn)安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。雙軸追蹤是通過管圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn) 的。 有利地,當(dāng)管被填充上升氣體時(shí),本發(fā)明的可充氣膨脹的太陽能收集器在空中使 用。在這種情況下,管可以不借助于額外輔助裝置即可懸浮在空中。經(jīng)證實(shí),為了能使填充 了上升氣體的太陽能收集器總能追蹤太陽位置,有利地,在管內(nèi)部嵌入至少一個(gè)可連接到 電壓源的導(dǎo)體回路。借助于這種導(dǎo)體回路或更多的帶芯線圈,可產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)通過與 地球磁場(chǎng)的相互作用可實(shí)現(xiàn)太陽能收集器的定位。
具體實(shí)施例方式
以下內(nèi)容借助于在附圖中示出的兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。 根據(jù)圖l,可充氣膨脹的太陽能收集器具有作為殼體的圓柱型管(2),該殼體的、
在將殼體分成兩個(gè)腔室(3,4)的反射器隔板以上的部分是透明的。在所述實(shí)施例中,反射器隔板的上表面用于反射,并且基本上沿著整個(gè)管延伸的方向在直徑上延伸。在反射器隔 板5的上方,大致在所述管的外殼面上設(shè)置有縱向延伸的吸收器(6),這里例如包括介質(zhì)流 通管。腔室(3,4)以及吸收器(6)被連接到合適的連接通道(7,8,9)。兩個(gè)囊腔(10)被 構(gòu)建在反射器隔板下面,所述囊腔可以根據(jù)需求被填充或清空。如圖l所示,所述囊腔被進(jìn) 一步分為通過通道相連的子腔室(18)。在管的外表面的直徑上固定有位置相對(duì)的固定帶 (12),如圖所示,固定帶被交叉導(dǎo)向。借助于這些固定帶,本發(fā)明的太陽能收集器可以被固 定在地面上,可以使其圍繞圓柱形管的軸旋轉(zhuǎn)。此外,設(shè)置有支座滾輪,用于支撐本發(fā)明的 太陽能收集器。 本發(fā)明的可充氣膨脹的太陽能收集器被用于獲取陸地上的能量時(shí),由固定帶(12) 固定,并且借助于囊腔(IO),在支座滾輪(13)的支撐下追蹤太陽。太陽光被反射器隔板(5) 反射并聚焦在吸收器(6)上,吸收器中的流動(dòng)媒介被劇烈加熱,并用于后續(xù)的能量獲取。
可以構(gòu)建兩個(gè)或者更多的反射器隔板,而不是唯一的反射器隔板(5)和所形成的 兩個(gè)腔室(3, 4)。這里,在各種使用狀態(tài)下,下面的腔室必須比上面的腔室的壓力小,使得反 射器隔板形成期望的拱形結(jié)構(gòu)。若想獲得相鄰的反射器隔板(5)的拋物線狀的曲面,則反 射器隔板在與縱向延伸垂直的方向上的彎曲度須不同。 圖2中所示的可充氣膨脹的太陽能收集器(14)中與
圖1中相同的特征由相同的 附圖標(biāo)記表示。與圖l所示不同的是,在反射器隔板的下方,以特定間隔橫向拉有金屬線 (15)。在太陽能收集器(14)的使用狀態(tài)下,反射器隔板(5)不是如圖1中所示那樣成圓柱 狀巻曲,而是各球面或拋物面相連的形狀。為避免起皺等現(xiàn)象,反射器隔板可以在邊沿附近 于拉緊的金屬線之間鼓起。類似地,可構(gòu)建合適的楔形構(gòu)件。相應(yīng)地,吸收器(16)大約在 被分離的各段上方的中間、置于公共聚焦線上,吸收器例如包括光電元件。在反射器隔板下 構(gòu)建有位置可變的囊(17),用于代替可填充囊腔(10)。起固定作用的其他特征可以以同樣 的方式構(gòu)建,為簡(jiǎn)化描述將其省略。太陽能收集器(14)的工作原理與太陽能收集器(1)相 同,唯一的不同在于其聚焦近似為點(diǎn)形而不是線形。 除所述針對(duì)陸地能量獲取的實(shí)施例外,通過慣常的調(diào)整完全可以用作懸浮太陽能 收集器,也可以通過填充上升氣體使其像飛艇一樣懸浮在空中。這里所要求的接口和固定 為慣用形式。若在管的四周纏繞線圈或在其中間嵌入芯,則其利用電流通過產(chǎn)生磁場(chǎng),該磁 場(chǎng)與地球磁場(chǎng)相互作用,利用本發(fā)明實(shí)施例與地球磁場(chǎng)的協(xié)調(diào)可實(shí)現(xiàn)定位。
權(quán)利要求
一種可充氣膨脹的太陽能收集器,具有至少部分透明的、被分成至少兩個(gè)腔室的殼體,可相互獨(dú)立充氣的所述腔室由單側(cè)反射的反射器隔板分隔,該太陽能收集器還具有至少一個(gè)與每個(gè)反射器隔板的鏡面相對(duì)的吸收器,其特征在于,所述殼體被構(gòu)建成圓柱形管(2),并且每個(gè)反射器隔板(5)沿著所述管的縱向延伸,并且所述吸收器(6;16)被構(gòu)建在沿著所述管的縱向方向延伸的至少一個(gè)聚焦線上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,在每個(gè)反射器隔板(5)的鏡面的背面設(shè)置有金屬線(15),所述金屬線垂直于所述管的縱向延伸,并以特定的間距被拉緊,每個(gè)吸收器基本上各自被構(gòu)建在兩個(gè)金屬線(15)中間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,在每個(gè)反射器隔板(5)的鏡面的背面構(gòu)建有至少一個(gè)具有可變囊的囊腔(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,每個(gè)囊腔(10)在所述管(2)的縱向上被分成多個(gè)子腔室(18),所述子腔室通過管道相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,在每個(gè)反射器隔板(5)的鏡面的背面構(gòu)建有位置可變囊(17)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的太陽能收集器,其特征在于,每個(gè)反射器的隔板(5)在垂直于其縱向延伸的方向可不同程度彎曲,并在使用狀態(tài)下基本上被彎曲成拋物線或拋物面形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,相互交叉的固定帶(12)基本上以對(duì)角線方式彼此面對(duì)地被固定在所述管(2)的外表面上。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的太陽能收集器,其特征在于,支座滾輪(13)或類似物被彼此面對(duì)地構(gòu)建在所述管(2)的外表面上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,所述管以升力氣體填充。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可充氣膨脹的太陽能收集器,其特征在于,在管中嵌入可與電源相連的至少一個(gè)導(dǎo)體回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可充氣膨脹的太陽能收集器(1),其包括至少部分透明的、被分成至少兩個(gè)腔室(3,4)的殼體,這兩個(gè)腔室被單側(cè)鏡面化的反射器隔板(5)分開,且可以相互獨(dú)立地接收氣體,并且在每個(gè)反射器隔板的反射面的對(duì)面設(shè)置有至少一個(gè)吸收器(6)。殼體是圓柱形管,每個(gè)反射器隔板沿其縱向延伸。吸收器(6)被安置在沿所述管的縱向延伸的至少一個(gè)聚焦線上。可充氣膨脹的囊腔(10)被安置在反射器隔板下方。固定帶(12)用于固定,支座滾輪(13)用于支撐。
文檔編號(hào)F24J2/05GK101796352SQ200880011091
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者瓊安尼斯·霍夫勒 申請(qǐng)人:海力歐維斯公司