从太阳辐射产生能量的系统和方法技术方案

提供了一种用于从太阳辐射产生能量的太阳能反射组件。所述太阳能反射器组件被配置为，将要部署在液体的承载体上并且向太阳能收集器反射太阳辐射。太阳能反射器组件具有长管和平坦截面，长管具有促进液体压载的内部，长管由半刚性材料制作，平坦截面建造到所述管的壁中或者附着到所述管的壁。反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反射太阳辐射。长管具有旋转轴线，所述旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面。长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，从而使所述管的每一端处的平坦表面法向矢量在很大程度上彼此对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月4日提交的美国专利申请No.61/873,714的优先权及权益，该美国专利申请通过引用以其整体合并于此。
本专利技术涉及太阳能系统。
技术介绍
人们对于从可再生能源提供能量有着长久的需求。人们已经寻求了多种可再生能源，例如太阳能、风、地热，以及生物燃料的生物质，等等。太阳辐射早已是用于满足这种需求的主要候选者。已经采取了多种方法来获得来自太阳辐射的能量产生。为此目的，人们对于创造一种低成本的太阳能转换系统投入了很多关注，所述太阳能转换系统运转效率高，并且几乎不需要维护。例如，光伏电池(太阳能电池)形成的太阳能电池板被用于将光转换为电。这样的系统已经在多种应用中得到了实施。太阳能电池板对于小规模的发电通常是有效的，例如，为小的电子器件供电、为住宅发电，以及为空间系统发电。然而，当前的太阳能电池板技术对于大规模应用(例如，对于市政应用来说足够的发电)效果不佳。与这样的大规模应用相关的成本是负担不起的。当前的太阳能电池板相对较贵并且不允许成本有效的能量储备。其他方法包括将太阳辐射集中于太阳能收集器以用于发电，通常称为集中式太阳能(CSP)。CSP系统通常使用反射表面，以将太阳的能量从大的表面集中到太阳能收集器上。例如，集中式太阳能可以用于加热工作流体。被加热的流体接着用于向涡轮机提供动力以便发电。可替换地，光伏电池可以用在太阳能收集器处，消除了对大量的昂贵的电池的需求。在使得效率最大化的努力中，CSP系统的反射表面可以耦接到跟踪太阳运动的设备，在一整天中保持在接收器目标上的聚焦。使用这种方法，CSP系统可以优化指向太阳能收集器的太阳辐射的水平。尽管对于大规模应用来说，这样的CSP系统好于传统的平板电池板光伏电池，但仍然存在缺点。例如，玻璃和金属的反射器组件是昂贵的。另外，当前的与CSP一起使用的跟踪设备相对较贵并且复杂。因此，由于成本因素，当前的方法尚未实现显著的市场渗透。生物质生产，例如水藻和其他微生物，已经逐渐引起关注。这样的材料的潜在使用可见于广泛的应用，包括生物燃料原料生产、肥料、营养补剂、污染控制和其他使用。当前针对生物质生产的方法包括“封闭空气”系统，其包含受控的环境中的生物质生产，限制了向外部空气的暴露。这样的系统的示例包括形成了封闭容器的封闭的光生物反应器结构，用于容纳培养基，以产生生物质。具有受控的环境有助于使海藻材料的产量最大化(通过限制向入侵物种的暴露并且控制加快海藻生长的其他环境因素)。封闭空气系统显著地减少了蒸发，并因此显著减少了对水资源的需求。此外，封闭空气系统促进了二氧化碳气体的隔离，这加快了海藻生长，有助于符合环境法规，并且(根据大量科学家的研究)总体上对环境有益。然而，这样的系统是昂贵的，并且在很多情况下是负担不起的。应当理解的是，对于以低成本、大规模的方式从太阳辐射产生能量的系统和方法仍然存在需求。本专利技术满足这一需求及其他需求。
技术实现思路
总体而言，本专利技术提供了一种太阳能反射器组件，其可用于从太阳辐射产生能量。太阳能反射器组件的实施例是刚性或半刚性材料的长管，每个管包括反射材料，以向太阳能收集器反射太阳辐射。所采用的这种结构和材料为制造、运输以及太阳能反射器组件的开发提供了显著的成本节省。所述太阳能反射器组件被配置为部署在液体的承载体上。这提供了液体压载性能和结构支撑。有益地，所述太阳能反射器组件的制造、部署和操作是廉价的，对能量产生来说提供了成本有效的方案。该组件包括长管，长管具有可以包含压载液体的内部。长管具有旋转轴线和反射材料，旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面，反射材料附着到管的壁，以向太阳能收集器反射太阳辐射。反射材料可以附着到长管内壁或者外壁，以形成反射表面。促进压载的流体具有顶表面，所述顶表面大体平行于液体的承载体的表面。在示例性的实施例中，反射材料可以被配置为向太阳能收集器反射基本上全部的太阳辐射。在另一示例性的实施例中，反射材料可以被配置为向太阳能收集器反射第一规定波长范围，并且使第二规定波长范围经其透过。一个端盖组件可以耦接至长管，或者一对端盖组件可以耦接至长管，其中端盖组件中的至少一个被配置为促进气体和/或液体流入和流出长管。管可以被配置为便于具有多种几何形状，以便反射材料的附着。管的截面(反射材料附着到其上)可以包括多种截面几何形状，包括平坦的、有小面的、抛物面和其他形状。在示例性的实施例中，提供了太阳能反射器组件用于从太阳辐射产生能量。该太阳能反射器组件被配置为部署在液体的承载体上并且向太阳能收集器反射太阳辐射。太阳能反射器组件具有长管和平坦截面，所述长管具有促进液体压载的内部，所述长管由半刚性材料制作，所述平坦截面建造到管的壁中或者附着到管的壁。反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反射太阳辐射。长管具有旋转轴线，旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面。长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，从而使管的每一端处的平坦表面法向矢量在很大程度上彼此对齐。在示例性实施例的详细方面，反射表面形成为热镜，被配置为在宽的入射角范围内反射IR辐射(例如，热反射的)而允许可见光通过(例如，可见光透明的)。例如，反射片允许在正入射时大约400nm至700nm波长带中的入射能量的至少50％的透射率。在示例性实施例的详细方面，反射片允许在正入射时大约400nm至700nm波长带中的入射能量的至少90％的透射率。在所选择的示例性实施例的另一详细方面，对于基本上所有入射的太阳IR辐射(大约700nm以上，在其他实施例中，大约750nm以上)，反射表面可以具有高百分比的反射。在其他实施例中，反射表面可以被配置为在所限定的IR波长范围内具有高百分比的反射。示例性的范围包括700-1200nm、700-2000nm、750-1200nm、750-2000nm及其他范围。应当理解的是，可以使用别的范围。太阳能发射器组件的示例性实施例包括长管、平坦截面，以及反射材料，所述长管具有促进液体压载的内部，所述长管由半刚性材料制作，所述平坦截面建造到管的壁中或者附着到管的壁，反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反射太阳辐射。长管可以具有旋转轴线，旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面。长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能反射器组件，包括：长管，所述长管具有促进液体压载的内部，所述长管由半刚性材料制作；以及平坦截面，所述平坦截面建造到所述管的壁中或者附着到所述管的壁；反射材料，所述反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反射太阳辐射；其中所述长管具有旋转轴线，所述旋转轴线定向为大体平行于液体的承载体的表面；其中所述长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，从而使所述管的每一端处的平坦表面法向矢量在很大程度上彼此对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.04 US 61/873,7141.一种太阳能反射器组件，包括：
长管，所述长管具有促进液体压载的内部，所述长管由半刚性材料
制作；以及
平坦截面，所述平坦截面建造到所述管的壁中或者附着到所述管的
壁；
反射材料，所述反射材料附着到所述管的壁的所述平坦截面，以反
射太阳辐射；
其中所述长管具有旋转轴线，所述旋转轴线定向为大体平行于液体
的承载体的表面；
其中所述长管可以通过沿其长度的力矩的施加而弹性或塑性变形，
从而使所述管的每一端处的平坦表面法向矢量在很大程度上彼此对齐。
2.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，其中所述下压载部分
限定了容器，该容器包含促进压载的流体，该流体具有大体平行于液体
的承载体的表面的顶表面。
3.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，进一步包括耦接至所
述长管的一端的至少一个端盖组件，所述至少一个端盖组件促进气体和/
或液体流入和流出所述长管。
4.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，进一步包括一个或多
个单独的部分，所述一个或多个单独的部分通过刚性或柔性的耦接件、
中跨件耦接在一起。
6.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，其中所述反射材料附
着到所述长管的内壁。
7.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，其中所述反射材料附
着到所述长管的外壁。
8.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，其中所述长管进一步
包括用于光合作用生物质的培养基。
9.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，进一步包括耦接至所

\t述长管的一端或两端的旋转组件。
10.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，进一步包括太阳能
收集器，所述太阳能收集器与所述长管隔开，并且定位为从所述反射片
接收反射的太阳辐射。
11.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，进一步包括耦接至
所述长管的一个或多个贯通件，以促进气体和液体流入和流出所述长管。
12.根据权利要求1所述的太阳能反射器组件，其中所述反射片基
本上反射第一规定波长范围，并且基本上使第二规定波长范围经其透过。
13.一种用于从太阳辐射产生能量的系统，包括：
池，所述池容纳液体的承载体；
一个或多个太阳能反射器组件，所述一个或多个太阳能反射器组件
浮在液体的承载体上，每个太阳能反射器组件包括：
长管，所述长管具有促进液体压载的内部，所述长管由刚性或
半刚性材料制作，平坦截面，所述平坦截面建造到所述管的壁中或
者附着到...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·D·H·金，尼古拉斯·A·克雷默，埃里克·E·汤，克里斯托弗·J·奥尔森，
申请(专利权)人：联合动力有限责任公司以超级光线能量名义经营，
类型：发明
国别省市：美国;US