專利名稱：太陽能反射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明較寬地涉及一種構(gòu)造太陽能反射器組合件的方法和太陽能反射器組合件 本身。
背景技術(shù)：
在澳大利亞和其它地方，存在有許多太陽熱陣列系統(tǒng)，該系統(tǒng)被設(shè)計成經(jīng)由水或 其它液體的加熱驅(qū)動發(fā)電輪機來將太陽能轉(zhuǎn)換成電。這樣的系統(tǒng)典型地包含有支撐拋物面 形狀的太陽能反射器的精密結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能隨太陽的位置樞軸轉(zhuǎn)動以便連續(xù)地將反射的陽 光集中在上方的管道上，通過該管道液體被加熱并被輸送到熱機或熱交換器。因為用于這 樣的系統(tǒng)的燃料(陽光的形式)是可再生的并且本質(zhì)上是免費的，經(jīng)濟上可行地制造這樣 的系統(tǒng)的挑戰(zhàn)包括低成本的支撐太陽能反射器的樞軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計和構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種構(gòu)造太陽能反射器組合件的方法，該方法包 括以下步驟形成多個支撐面板，每一個支撐面板都具有至少一個相鄰的脊和凹槽；將相鄰的所述支撐面板互連以形成波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)；以及將反射器面板安裝至所述支撐結(jié)構(gòu)，借此所述反射器面板的反射面被配置成反射 并集中光能。優(yōu)選地，形成所述支撐面板的步驟包括輥軋成形金屬片。更優(yōu)選地，所述輥軋成形 是冷輥軋成形。優(yōu)選地，在安裝所述反射器面板的步驟之前，該方法進一步包括輥軋成形所述反 射器面板以包括所述反射面的步驟。更優(yōu)選地，輥軋成形所述反射器面板的步驟包括冷輥 軋成形金屬片以包括具有直線型的焦點區(qū)域的拋物面形狀的反射面。優(yōu)選地，該方法包括將太陽能吸收器安裝至所述反射器面板和/或所述波紋狀的 支撐結(jié)構(gòu)，以便收集被集中的光能。更優(yōu)選地，安裝所述太陽能吸收器的步驟包括將所述太 陽能吸收器定位在所述直線型的焦點區(qū)域處或者定位在所述直線型的焦點區(qū)域附近的步 馬聚ο根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供有一種太陽能反射器組合件，其包括波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)，所述波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)包括支撐面板，所述支撐面板具有至 少一個相鄰的脊和凹槽；以及由所述波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)支撐的反射器面板，所述反射器面板被設(shè)計成反射并集 中光能。優(yōu)選地，所述支撐面板是多個長形的支撐面板中的一個，所述多個長形的支撐面 板中的每一個都具有由通過中間網(wǎng)(intermediate web)互連的一對傾斜的側(cè)板(side flange)形成的常規(guī)的U形或V形的梯形的橫截面。更優(yōu)選地，通過將鄰接的支撐面板的所述側(cè)板互鎖來將所述多個支撐面板保持在一起。 優(yōu)選地，所述反射器面板包括具有直線型的焦點區(qū)域的拋物面形狀的彎曲反射優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)還包括多個橫向的肋，所述多個橫向的肋中的每一個都具 有連接至所述反射器面板的面向上的表面的彎曲邊緣，并且被形成為強化所述彎曲反射面 的所述拋物面形狀。更優(yōu)選地，所述橫向的肋沿著所述反射器面板縱向地等距隔開，并且橫 向地延伸至所述支撐面板，所述反射器面板被夾在所述支撐面板和所述橫向的肋之間。優(yōu)選地，所述太陽能反射器組合件進一步包括用于收集被集中的光能的太陽能吸 收器。更優(yōu)選地，所述太陽能吸收器位于所述直線型的焦點區(qū)域處或者位于所述直線型的 焦點區(qū)域附近。優(yōu)選地，所述太陽能吸收器包括適合于流體流動的太陽能吸收器管。更優(yōu)選地，所 述流體是適合于吸收由所述反射器面板反射并集中的熱量的液體。更優(yōu)選地，由所述液體 吸收的所述熱量被用于發(fā)電。優(yōu)選地，所述太陽能吸收器包括適合于吸收由所述反射器面板反射并集中的所述 光能的光伏材料。更優(yōu)選地，由所述光伏材料吸收的光能用于發(fā)電。更優(yōu)選地，所述光伏材 料形成光伏帶的至少一部分。優(yōu)選地，所述太陽能反射器組合件還包括連接到所述長形的支撐面板的各個端部 和/或中段的支撐板。更優(yōu)選地，所述支撐板中的至少一個被樞軸轉(zhuǎn)動地安裝至支撐基座， 并且與用于旋轉(zhuǎn)所述反射器面板以跟蹤太陽運動的驅(qū)動單元可操作地耦接。替代地，所述 支撐板中的至少一個被連接至致動器箍，所述致動器箍可操作地耦接至用于旋轉(zhuǎn)所述反射 器面板的驅(qū)動單元。


為了達(dá)成對本發(fā)明的實質(zhì)的更好的理解，現(xiàn)在將參照附圖，僅僅通過舉例來描述 構(gòu)造太陽能反射器組合件的方法和太陽能反射器組合件本身的優(yōu)選實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的太陽能反射器組合件的正視和剖視圖；圖2是圖1的太陽能反射器組合件中的波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)和反射面板的一部分的 立體圖；圖3是圖2的波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)和反射器面板的一段的放大立體圖；圖4是太陽能反射器組合件的另一個實施例的剖視圖；圖5是太陽能反射器組合件的進一步的實施例的剖視圖；圖6是太陽能反射器組合件的又一個實施例的剖視圖；圖7是圖4到圖6中任意一個實施例的替代的驅(qū)動單元的剖視圖；以及圖8是圖4到圖6的太陽能反射器組合件的任意一個實施例的支撐基座的剖視 圖。
具體實施例方式如圖1中所示，一種太陽能反射器組合件10，包括成波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)12和反射 器面板14。支撐結(jié)構(gòu)12包括諸如16A到16D的多個支撐面板，每一個支撐面板都具有常規(guī)的V形截面。支撐面板16A到16D被互鎖并連接到反射器面板14的面向下的表面，該反射 器板14被設(shè)計成反射并集中光能。如圖3所示，在本實施例中，諸如16A的每一個V形支撐面板都是由通過中間網(wǎng) 22A互連的一對傾斜的側(cè)板18A和20A形成。這種截面的構(gòu)造限定了由諸如25的相對的脊 劃界的長形的凹槽或槽溝23。根據(jù)由韋德 希爾頓·布拉利(Wade Hylton Blazley)作出 的第726159號澳大利亞專利及其外國的同族專利，這些長形的面板以另外的方式構(gòu)造。該 澳大利亞專利及其外國同族專利將通過引用被并入本文。如圖2所示，此實施例的支撐結(jié)構(gòu)12還包括連接至反射器面板14的面向上的表 面上的諸如24A到24U的多個橫向的肋。每一個橫向的肋，諸如24A，都具有精確成形的彎 曲邊緣，諸如26A，以強化反射器面板14的彎曲的反射面28的拋物面形狀。在此實例中，諸 如24A的橫向的肋在縱向上沿著反射器面板14等距隔開，并且橫向上延伸至支撐面板16A 到16D。以這種方式，反射面板被夾在支撐面板16A到16D和橫向的肋24A到24U之間。如圖1所示，此實例的太陽能反射器組合件10進一步包括用于收集被集中的光能 的以管30的形式呈現(xiàn)的太陽能吸收器。管30位于由彎曲的反射面28的拋物面形狀限定 的焦點區(qū)域。管30是適合于諸如油的流體流動的太陽能吸收器。在油的情形中，光能從反 射面板14處反射并集中于太陽能吸收器管30上以生成驅(qū)動熱機(未顯示)的熱量。在此實例中，太陽能反射器組合件10還包括連接至互鎖的支撐面板24A到24U的 中間段的諸如32和34的支撐板。諸如32和34的支撐板是有尖端的(acimte)，具有與反 射器面板14類似的外形，并且被樞軸轉(zhuǎn)動地安裝至諸如36和38的各自的支撐基座。支撐 基座36和38的每一個都被錨定至諸如40的下層支撐基礎(chǔ)，該下層支撐基礎(chǔ)又被錨定至地 面。在此實例中，每隔一個支撐板諸如32圍繞對應(yīng)的基座36樞軸空轉(zhuǎn)，而鄰近的支撐板34 可操作地耦接至呈有齒輪的輪42的形式的驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元連接至另一個基座38，并 且為了跟蹤太陽的運動，該驅(qū)動單元以搖擺動作來旋轉(zhuǎn)反射器面板14。在此實施例中，反射器面板14、支撐面板16A到16D和橫向的肋24A到24U是由條 狀金屬，特定地，條狀鋼或鋁形成。反射器面板14、諸如16A的支撐面板和諸如24A的橫向 的肋可以被焊接、粘合或者相對緩和地抓牢一起，以形成剛性結(jié)構(gòu)。諸如32和34的支撐板 包括用于固定至諸如16A的支撐面板的諸如44和46的支架。在此實例中，諸如16A的支 撐面板用螺釘固緊、鉚接或以別的方式抓牢于諸如44和46的支撐板支架。支撐面板16A 到16D和諸如32和34的支撐板連同橫向的肋24A到24U緊緊地保持用于反射和集中光能 的呈拋物面形狀的反射器面板14。在某些實施例中，太陽能吸收器可以替代地或另外地包括一根光伏帶或多根光伏 帶(未顯示)。光伏帶典型地包括當(dāng)光伏材料暴露給陽光或一定波長范圍內(nèi)的光時生成電 流的光伏材料。因此，在這些實施例中，一根光伏帶或多根光伏帶能夠吸收由反射面板14 反射并集中的陽光，從而發(fā)電。在這些實施例中，相對于傳統(tǒng)的光伏面板的使用，光伏帶的使用提供了一些優(yōu)點。 首先，由于光伏帶典型地具有比光伏面板更小的覆蓋面積，它們更適合于陽光在空間中集 中的應(yīng)用。光伏帶較小的覆蓋面積也有助于使得支撐結(jié)構(gòu)上的進一步負(fù)擔(dān)或負(fù)荷最小化。 第二，與光伏面板相比，光伏帶典型地包括更少的光伏材料，光伏材料通常是很昂貴的。因 此，與傳統(tǒng)的太陽能面板的使用相比，光伏帶的使用顯示出成本上的優(yōu)勢。第三，與光伏面板相比，光伏帶通常能夠經(jīng)受住更高的溫度，因此在長時間暴露給集中的陽光或在高溫的 環(huán)境中更有效和穩(wěn)定。包含在太陽能反射器組合件10的制造中的一般步驟如下所示1.橫向的肋24A到24U不在現(xiàn)場制作，使得它們下面的有尖端的邊緣諸如26A精 確地成形為拋物面形狀；2.諸如32和34的支撐板連同對應(yīng)的諸如36和38的支撐基座也在現(xiàn)場外制造；3.反射器面板14由條狀鋼或鋁的盤條制造，并且如果需要，可以使用便攜的輥軋 成形器在現(xiàn)場輥軋成形；以及4.支撐面板16A到16D在現(xiàn)場由帶狀鋼或鋁輥軋成形。在優(yōu)選的實施例中，基礎(chǔ)40和基座36首先被立起，然后是附加在基座36上的諸 如16A的支撐面板。反射器面板14然后被焊接至或以別的方式固定至諸如16A的支撐面 板。然后諸如24A的橫向的肋被固定至反射器面板14。最后，太陽能吸收器管30經(jīng)由諸如31A和31B的一系列支撐桿被安裝至支撐結(jié)構(gòu) 12，該支撐桿分別連接至對應(yīng)的橫向的肋諸如24D和24G或者作為對應(yīng)的橫向的肋諸如24D 和24G的延伸部分。這創(chuàng)建了精確的反射器拋物面形狀，以及沿著直線型的焦點區(qū)域的吸 收器管30的精確位置。要理解的是，組裝和立起太陽能反射器組合件10的方法的細(xì)節(jié)和順序可以改變。 舉例來說，反射面板14、支撐面板16A到16D和橫向的肋24A到24U可以在地上被預(yù)先組裝 并被提起以抓牢至諸如32和34的支撐板，諸如32和34的支撐板已經(jīng)被樞軸轉(zhuǎn)動地安裝 至諸如36和38的下層基座及關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)40。諸如24A的橫向的肋通過模沖或切割和焊接 被預(yù)先制造。圖4到圖6示出太陽能反射器組合件的替代實施例。為便于參考以及避免重復(fù)， 對對應(yīng)的元件和部件使用同樣的標(biāo)號。示意性剖視圖4示出了一種太陽能反射器組合件50，該太陽能反射器組合件50具 有有效地間隔分離的、諸如32的支撐板，該支撐板具有用于安裝支撐面板16A到16E的精 確的拋物面外形。反射器面板14被安裝在支撐面板16A到16E的頂部，而沒有前面的實施 例的諸如24A的橫向的肋的成形輔助。該替代的反射器組合件50另外還包括一系列規(guī)則 地隔開的諸如52的箍，諸如32的支撐板和反射器面板14橫跨該箍。反射器組合件50還 包括從反射面板14和支撐結(jié)構(gòu)12延伸出的諸如54A和54B的支撐桿，支撐桿在太陽能吸 收器管30處會合，管30的嚴(yán)格的位置在焦點區(qū)域處。圖5的另一個實施例示出一種反射器組合件60，該反射器組合件60包括精確成形 的拋物面形支撐板32，其緊挨在反射器面板14下面并且與反射器面板14接觸。支撐面板 16A到16D位于諸如32的支撐板下面并且又被另外的諸如62的橫向構(gòu)件支撐。橫向構(gòu)件 62以與諸如32的支撐板類似的方式跨過諸如52的箍構(gòu)件。圖6的進一步實施例描繪了一種太陽能反射器組合件70，該太陽能反射器組合件 70具有多個反射器面板72A到72E，每一個反射器面板都跨過諸如16A的多個專用的支撐 面板中的一個的諸如74A的槽溝。支撐面板16A到16E被彼此并排互鎖并且以與圖5的實 施例類似的樣式被安裝在下層橫向構(gòu)件62上。反射面板72A到72E每一個都具有由諸如 78A和78B的一對支撐桿保持在焦點區(qū)域的專用的太陽能吸收器管76A到76E。
圖7和圖8顯示用于以往復(fù)或搖擺動作旋轉(zhuǎn)圖4到圖6的替代組合件以跟蹤太陽 的運動的驅(qū)動單元的替代實例。在圖7中，諸如52的箍被諸如80和82的滑行索道型式的 輪支撐，該輪支撐被安裝至諸如鋼梁的基礎(chǔ)84，該基礎(chǔ)84被固定至地面。諸如80的輪支 撐包括諸如84A和84B的一對輪，該一對輪位于箍52的兩側(cè)以便于它的來回驅(qū)動動作。諸 如84的輪可以與箍52摩擦嚙合，或者呈齒輪的形式，被設(shè)計成與形成在箍52中的對應(yīng)的 齒嚙合。在圖8的替代實施例中，驅(qū)動單元并不需要諸如52的箍，而是經(jīng)由被基座88支撐 的中心軸和軸承配置86實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。既然已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 非常明顯的是，構(gòu)造太陽能反射器組合件的方法以及該組合件本身至少具有以下優(yōu)點1.優(yōu)選的工藝使得它本身被現(xiàn)場制造并且減小運輸成品的需求，而且成品的規(guī)則 形狀將導(dǎo)致更低的運輸成本；2.整體的構(gòu)造時間減少，導(dǎo)致總成本降低；3.通過依靠梯形的支撐面板的太陽能反射器組合件避免了相對昂貴的傳統(tǒng)空間 構(gòu)架結(jié)構(gòu)；4.反射器組合件的互鎖的支撐面板跨過相對大的距離，減少了立式支撐以及關(guān)聯(lián) 的結(jié)構(gòu)的工作，這對總成本的降低有貢獻。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，除了已經(jīng)明確地描述過的具體實施例之外，允許對本文 所描述的發(fā)明進行變形和修改。舉例來說，通過用傳統(tǒng)的玻璃鏡反射器面板，或者新的可用 的反射器材料來替換金屬反射器面板，能夠提高太陽能反射器組合件的效率。根據(jù)所需熱 量，吸收器管可以由專利的太陽能管來構(gòu)建，該太陽能管具有圍繞用于傳導(dǎo)流體的金屬管 的絕緣玻璃管，或者更簡單地具有不絕緣的金屬管。太陽能反射器的尺寸也可以根據(jù)最佳 性能的需求而變更。所有的這些變形和修改將視為落在其實質(zhì)由上文描述所確定的本發(fā)明的范圍之 內(nèi)。
8
權(quán)利要求
一種構(gòu)造太陽能反射器組合件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟形成多個支撐面板，每一個支撐面板都具有至少一個相鄰的脊和凹槽；將相鄰的所述支撐面板互連以形成波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)；以及將反射器面板安裝至所述支撐結(jié)構(gòu)，借此所述反射器面板的反射面被配置成反射并集中光能。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述支撐面板的步驟包括輥軋成形金屬片ο
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輥軋成形是冷輥軋成形。
4.如前面的權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，在安裝所述反射器面板的 步驟之前，進一步包括輥軋成形所述反射器面板以包括所述反射面的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，輥軋成形所述反射器面板的步驟包括冷輥 軋成形金屬片以包括具有直線型的焦點區(qū)域的拋物面形狀的反射面。
6.如前面的權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，還包括將太陽能吸收器安 裝至所述反射器面板和/或所述波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)，以便收集被集中的光能。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，安裝所述太陽能吸收器的步驟包括將所述 太陽能吸收器定位在所述直線型的焦點區(qū)域處或者定位在所述直線型的焦點區(qū)域附近的 步驟。
8.—種太陽能反射器組合件，其特征在于，包括波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)，所述波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)包括支撐面板，所述支撐面板具有至少一 個相鄰的脊和凹槽；以及由所述波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)支撐的反射器面板，所述反射器面板被設(shè)計成反射并集中光能。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述支撐面板是多個長形 的支撐面板中的一個，所述多個長形的支撐面板中的每一個都具有由通過中間網(wǎng)互連的一 對傾斜的側(cè)板形成的常規(guī)的U形或V形的梯形的橫截面。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，通過將相鄰的支撐面板的 所述側(cè)板互鎖來將所述多個支撐面板保持在一起。
11.如權(quán)利要求8-10中任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述反射 器面板包括具有直線型的焦點區(qū)域的拋物面形狀的彎曲反射面。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)還包括多 個橫向的肋，所述多個橫向的肋中的每一個都具有連接至所述反射器面板的面向上的表面 的彎曲邊緣，并且被形成為強化所述彎曲反射面的所述拋物面形狀。
13.如權(quán)利要求12所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述橫向的肋沿著所述 反射器面板縱向地等距隔開，并且橫向地延伸至所述支撐面板，所述反射器面板被夾在所 述支撐面板和所述橫向的肋之間。
14.如權(quán)利要求8-13中任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，進一步包 括用于收集被集中的光能的太陽能吸收器。
15.如權(quán)利要求14所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述太陽能吸收器位于 所述直線型的焦點區(qū)域處或者位于所述直線型的焦點區(qū)域附近。
16.如權(quán)利要求14或15中任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述太 陽能吸收器包括適合于流體流動的太陽能吸收器管。
17.如權(quán)利要求16所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述流體是適合于吸收 由所述反射器面板反射并集中的熱量的液體。
18.如權(quán)利要求17所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，由所述液體吸收的所述 熱量被用來發(fā)電。
19.如權(quán)利要求14-18中任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述太陽 能吸收器包括適合于吸收由所述反射器面板反射并集中的所述光能的光伏材料。
20.如權(quán)利要求19所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，被所述光伏材料吸收的 所述光能被用來發(fā)電。
21.如權(quán)利要求19或20任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述光電 材料形成光伏帶的至少一部分。
22.如權(quán)利要求9-21中任意一項所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，還包括連 接到所述長形的支撐面板的各個端部和/或中段的支撐板。
23.如權(quán)利要求22所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述支撐板中的至少一 個被樞軸轉(zhuǎn)動地安裝至支撐基座，并且與用于旋轉(zhuǎn)所述反射器面板以跟蹤太陽運動的驅(qū)動 單元可操作地耦接。
24.如權(quán)利要求22所述的太陽能反射器組合件，其特征在于，所述支撐板中的至少一 個被連接至致動器箍，所述致動器箍被可操作地耦接至用于旋轉(zhuǎn)所述反射器面板的驅(qū)動單兀。
全文摘要
在本發(fā)明的一個實施例中，提供有一種太陽能反射器組合件，其包括波紋狀的支撐結(jié)構(gòu)和反射器面板。支撐結(jié)構(gòu)包括多個支撐面板，多個支撐面板中的每一個都具有常規(guī)的U形或V形截面。支撐面板被互鎖并連接到反射器面板的面向下的表面，該反射器面板被設(shè)計成反射并集中光能。此實施例的太陽能反射器組合件可以進一步包括太陽能吸收器，該太陽能吸收器以管的形式呈現(xiàn)和/或包括用于收集被集中的光能的光伏帶。
文檔編號F24J2/42GK101918768SQ200880125216
公開日2010年12月15日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者埃德溫·馮, 洛汗·吉萊斯皮 申請人:索雷爾有限公司