相对于在平行于地面静止布置的平面阵列中提供或设计成符合太阳弧度的同样的电池而言，转动式运动的光伏电池显示出更高的效能。太阳能转换装置（１０）包括轴（１２）和多个向外延伸的叶片（１４），每个叶片承载多个光伏电池（２１），该太阳能转换装置产生的电流量高于布置在一个平面中的同样面积的光伏电池。本装置可用作具有电机或发电机（１０１）的组件（１００）的一部分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
光伏(PV)电池在照射辐射能后放射电子。PV电池的组件用来制作太阳能模块，进而太阳能模块可串联成阵列。典型的太阳能发电机采用以电路排列连接而成的PV电池阵列，以产生直流(DC) 电；例如，参见专利号为No. 4，614，879和4，321，416的美国专利。与交流电(AC)不同，标准的DC电力输出不能被转换，该特点使得其使用限制在离发电地点相对较近的位置。因此，很多太阳能发电机的DC输出用来驱动附近的、设计为通过DC运行的装置(例如，便携式计算器)或诸如电池的充电存储设备。对于需要长距离传输或连接于电力网的太阳能发电的DC输出，首先必须通过诸如换流器的装置将DC转换为AC ；例如，参见专利号为No. 4，217，633的美国专利。任何这样的逆转过程必然导致电流的损耗，因此，功率输出效率降低。一些太阳能发电机被设计为直接产生AC输出。例如，专利号为No. 4，577，052的美国专利描述了一种在以反平行的(anti-parallel)构造连接的成对PN结太阳能电池之间交替地导光的装置。专利号为No. 6，774，299的美国专利描述了一种包括由DC电机驱动的旋转轴的装置，该旋转轴包括安装有PV电池的多个叶片；当叶片转动时，平面上的入射辐射的强度发生改变，因此产生正弦曲线的电压。关于特别的形式或输出方面，太阳能发电机受到所采用的PV电池/模块的类型的局限性；由于诸如反射比、热力学、复合损耗等固有的问题，典型的电池/模块具有较低的能量转换效率，即使是最佳地适应入射太阳光也如此。由于这种低效率，需要较大的PV电池模块来产生适量的DC电力。需要较大的阵列成本来产生足够大的电流。能够产生足量电流的PV电池、模块或阵列的紧凑配置依然是非常需要的。
技术实现思路
下文中提供的方法和装置至少部分地基于提高转动式运动(rotational translation)的PV电池的效能，这相对于以基本静止布置方式设置的同样的电池而言，例如，这些电池设置在平行于地面布置的平面阵列中或设计为符合太阳的弧度(arc)。转动式运动通常涉及但不限于围绕垂直于地球表面的平面的一轴线。这种转动可以是围绕该轴线的交替形式的运动(前后的半球运动)，或者更通常地是围绕该轴线的全弧(360° )运动。 整圈转动不必是圆形的，相反，可以是椭圆形、圆锥形、螺旋形、多边形等中的任一种。例如，效率的提高体现在能够将太阳能有效地转换为电流的紧凑装置。该装置可配置成包括从中心轴向外延伸的多个叶片；每个叶片包含多个PV电池，当照射光子时，PV 电池产生DC输出，可采用包括例如朝着并穿过轴的多种方法将DC输出从装置导出。PV电池可联接成模块，并且，至少在一些配置中，由多个叶片构成的模块可联接成阵列。有利地， 即使在装置按比例缩小以满足相对较小的体积时，该装置也能够产生足量的电流。比起平放的基本上垂直于太阳(即，与水平面成 45° -135° )放置的PV电池(这是传统的太阳能收集板的标准配置)，该装置典型地具有以非垂直角度布置的PV电池，有时甚至是竖3直布置。该装置可用作另外包括电机、发电机(AC或DC)或两者的组件的一部分。在一个方面，提供一种能够将太阳能有效地转换为电流的装置。该装置包括中心轴和多个向外延伸的叶片，所述叶片可垂直于轴的纵向轴线布置。一些、多数或优选地所有的叶片均包括位于其一个或优选地两个主表面上的多个PV电池，所述PV电池优选地设置成一个或多个模块的形式。叶片不需要物理地连接于轴或与之接触。在一种配置中，该轴可包括设计成与叶片接合或以其他方式保持叶片的环形托架；尽管这种托架可与轴为一体，但在使用时，这些部件通常制成为可分离和可组装的。在其他配置中，每个叶片可通过径向延伸臂连接于中心轴，或通过可调节的连接组件连接到与叶片的末端边缘接合的条形 (linear)托架(例如，平行于轴的主轴线设置的托架)。该装置可封装在一个设计成或适于保护装置免受灰尘、雨、风等影响的腔室内。该腔室具有的内部压力可小于腔室外的大气的压力。为了便于组装，可在提供该装置后，单独地提供和组装该腔室的各部件。在另一方面，提供一种包括转动式太阳能转换装置和发电机(AC或DC)的组件。该组件的轴与发电机进行电磁交流，使得光伏产生的电流传输给发电机。这种类型的组件的优点包括组件的整体供电，控制转动组件产生的电流的能力，并且在AC的情况下，不需要换流器。在又一个方面，提供一种包括转动式太阳能转换装置和电机的组件。该组件的旋转轴与电机进行电磁交流。该电机可用于启动装置的转动。(除非上下文另外指出，否则， 术语“发电机”指的是将机械能转换为电能的机器，而“电机”指的是将电能转换为机械能的机器。)在再一个方面，提供一种从源于太阳能的能量产生DC电力输出的方法。该方法包括在一支架上设置PV电池、模块或阵列，该支架能够转动地支撑PV电池、模块或阵列经过一弧度，通常为至少180°，且更通常为完整的360°，同时PV电池、模块或阵列产生DC输出。适于在本方法中使用的一种配置为包括中心旋转轴的装置，该轴具有向外延伸的承载 PV电池、模块或阵列的叶片。在另一个方面，提供一种靠近应用系统或AC用户的由可再生能源产生电能的方法。该方法包括在允许PV电池、模块或阵列旋转或转动的设备与涉及使用或传送的应用系统部件之间提供电磁交流，该应用系统部件例如为电线杆、电话线杆等，至少在某些实施方式中可以接近AC用户。通常以包含 0. 1至 5m3体积的形式提供该设备，更通常地为 0. 2至 3m3，在距部件不超过1米或2米的距离处，将源于太阳能的能量转换为电力。在一些配置中，该装备可固定于应用系统部件。该方法可提供一种由可再生(或无损耗)天然能源就地产生能量的便利方式。在再一方面，提供一种靠近车辆从可再生能源产生电能的方法。该方法包括在车辆的电机与允许PV电池、模块或阵列旋转或转动的设备之间提供电磁交流。当该设备固定于(永久地或可移动地)车辆或与车辆连接的某些结构(例如，拖车)时，该设备将源于太阳能的能量转换为电力。从附图和下文更详细的描述中，本专利技术的其他方面对普通技术人员将显而易见。 附图说明附图示出了下面描述中阐述的示例性配置，其中类似的标号表示类似的部件或特征。所有的附图均未按比例绘制。图1是根据本专利技术的太阳能转换装置的一种配置的透视图。图2是根据本专利技术的太阳能转换装置的另一种配置的透视图。图3是除图1和2所示部分外的用于将径向叶片固定到轴的连接组件(部分被去除)的侧视图。图4是根据本专利技术的太阳能转换装置的再一种配置的顶部透视图。图5是采用图4中所示装置的组件的底部透视图。图6是图5所示组件的顶部透视图。图7是图1所示装置与发电机、支架以及可选的保护罩组成的组件的另一种配置的透视图。图8是图7所示组件(部分被去除)的一部分的详细侧视图。图9是图7所示组件(部分被去除)的一部分的局部详细俯视图。图10是在示例性的最终使用环境中描述的组件的另一种配置的顶部透视图。具体实施例方式下文中提供的说明用来解释和例证由PV电池的转动式运动所带来的效率的提高。其描述了示例性的配置以及操作方法。所附的对专有权进行保护的权利要求限定本专利技术，并且权利要求并不旨在限制于所示和所描述的具体实施方式。图1、图2和图4中示出的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于将太阳能转换为电力的装置，所述装置包括中心的、竖直布置的轴以及多个向外延伸的叶片，其中，至少一些所述叶片在其至少一个主表面上或沿着至少一个主表面包括一个或多个光伏电池、模块或阵列。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·C·安德森，
申请(专利权)人：马克·C·安德森，
类型：发明
国别省市：US
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