技术领域
[0001] 本
发明主要涉及一种太阳能利用的系统和方法，并且更具体地涉及用于发电的动态方法和装置。
背景技术
[0002] 迄今为止存在两种主要类型的太阳能系统，即：(a)一种热
力系统，该热力系统建立在对阳光进行聚集并且通
过热来产生
能量的反射镜的
基础之上。该热力系统是基于反射镜的并且是有效的，但它通常成本太高；以及(b)一种光伏(PV)系统，该光伏系统包括光伏
电池，该光伏系统将入射能量转换为
电能。
[0003] 例如，美国
专利申请No.2012/0118351描述了一种太阳能发
电机，该发电机包括
光伏发电元件的阵列和单一的连续的平滑太阳能反射面，该反射面被布置用于将来自太阳的光反射到光伏发电元件的阵列上。
[0004] 美国专利申请No.2011/0265852描述了一种用于
太阳辐射的开放式聚光系统，该系统包括凹面镜和光伏模
块，该光伏模块包括多个布置在所述凹面镜的焦点中的
太阳能电池，光伏模块由壳体封装。该壳体因此被构造成使得其至少在由凹面镜所反射的入射辐射的区域内具有透明盖，并且该透明盖与光伏模块具有间隔，即，位于入射辐射的锥体内。
[0005] 应该注意的是，这些系统可能不如热力系统有效，并且经常需要7年以上的电力输出来提供投资回报率(ROI)。因此，太阳能系统尽管具有绿色环保的优势，但与常规
能源相比并不是十分经济的。
[0006] 因此，需要为太阳能利用提供经济的、低成本的系统和方法。
发明内容
[0007] 尽管在太阳能利用技术领域中存在
现有技术，但在该领域中仍需要进一步进行改进，以提供更经济的且低成本的太阳能利用的系统和方法。
[0008] 还需要具有用于太阳能利用的轻型化系统，并且该系统是有利的。
[0009] 在本发明的一些实施方式中，提供了改进的方法和设备来利用太阳能进行发电。
[0010] 本发明的这些系统和装置以花朵形式构成，并且这种形式的灵感来自于其花瓣或
叶片易于处理的鲜花的形状和品质。在下文中，术语“花瓣”和“叶片”将被交替使用。根据一种实施方式，该系统包括：杆件；安装在杆件上的、被构造用于反射和聚集收集到的太阳能的太阳能接收器；以及
太阳能聚光器，该太阳能聚光器被安装在杆件上，位于从太阳能接收器所反射的太阳能聚集的
位置处。因此，如上所述，杆件类似于花梗，太阳能接收器类似于花冠，并且包括多个类似于花瓣的反射镜，而太阳能聚光器则类似于花蕊。
[0011] 每个反射镜叶片包括两个主要元件，诸如可充气
支撑件和
覆盖该支撑件的工作件。该叶片是柔性的，这是因为这两个元件(支撑件和工作件)均由柔性材料制成。
[0012] 细绳形成支撑件的部件。这种叶片形状可以是平坦的或者弯曲的。该可充气支撑件包括通过空气管路与空气
阀相连以及通过共同的空气管路与空气
泵相连的阀
门。该支撑件具有类似于
弹簧的能力，这是因为该支撑件被加压的或未加压气体所填充。
[0013] 工作件通过由反射箔制成的板形成。同心台板借助
锁定机构被堆叠成层状。
[0014] 杆件包括上部中心管，该上部中心管沿该装置的
主轴定位，被附接到台板上。该叶片反射镜具有与台板上的锁紧部相对的锁定机构。
[0015] 一旦充气，该叶片可以与该装置紧密连接。叶片群为该装置形成了多层式工作面。相等尺寸的多层叶片形成了具有“分散的”焦点的多焦点区域。由于装置的
重心点低于转动中心，并且由于装置的结构基于具有所描述属性的叶片，因此整个装置良好的平衡并且当其伸展开并且操作时自然而然地被保护以免受外力影响。
[0016] 折叠机构基于
气动活塞进行工作，该气动活塞经由空气管路被联接至具有电磁空气阀的气压罐并且通过常见的空气管路被联接至空气泵，并且通过上述空气管路被加压。活塞位于顶部台板上并且沿中心管的轴线致动。
[0017] 这些叶片可以在任何时刻关闭。因此，该装置的表面可以折叠和关闭。通过折叠和关闭该装置，这些叶片改变为具有低
空气动力学轮廓的紧凑的形状，这在很大程度上抵抗任何外力。
[0018] 基于球形件或者球
轴承的转动机构位于旋转中心。穿过球形件的管件通过两个适配器来终止，并且位于台板下方。该装置通过围绕球形件的护套被连接到支柱或者连接到线缆。上部中心管被连接到上部适配器。下部中心管经由下部适配器被连接到球形件。
[0019] 该装置可以容易地因
旋转机构而改变中心管围绕两个轴线的方向。三个
流体容器对称地以120°的
角度与下部中心管相连。容器内部是流体，该流体的运动包括沿方向向量的方向的变化。
[0020] 例如可以通过泵送容器之间的流体和改变装置的重心来重新定向。可以通过空气泵并可以利用气升原理来实现泵送。流体的目的地由装置顶部的光伏
传感器来确定。与传感器相关联的微芯片接收来自所有连接的传感器的输入，经由许多不同的过程来管理
压缩机、伺服机构、电磁体等。微芯片分析适当的时间来折叠和关闭装置，并且驱动空气泵来保持该装置的每个部分中所需的压力。
[0021] 根据一些实施方式，该系统包括移动传感器，该移动传感器负责在操作过程中主动地保护(关闭)装置。该系统的折叠可以通过安装在系统的杆件上的气动活塞来执行。中心管可以将冷空气从该装置的花冠的表面下方区域进行输送，在此处，由于装置的花冠表面所形成的阴影部分而使得空气本身比较冷。
[0022] 太阳能聚光器因其形状还被称为“
冠部”，并且位于杆件的中心管的顶部。基于不同的原理和技术，可能存在冠部的各种实施方式。
[0023] 在一种利用情况下，冠部的表面在到达实际焦点之前捕获阳光，并且冠部的具有空气管路的弯曲部分和结构形成了基于热空气膨胀和
温度势的经由中心管的空气流。光伏(PV)板可以被插到冠部的表面中。这些PV板可以将聚集的太阳能的能量转换为电力。这些PV板可以通过导体(例如电线)以并联和/或
串联的方式连接到
电路中。由PV板生成的直流电可以引导到可位于系统外的变换器。该变换器负责将直流电转换为交流电、同步
频率以及管理对
电网的供电。
[0024] 应该理解的是，例如可以只重几公斤的该系统的轻型构造创造了很多用于利用和放置该系统的机会，而这种利用和放置当前是不存在的。当
屋顶的重叠区域也成为遮阳伞时，该系统可以被安装在屋顶上。扩展的支撑枢转部形成了适于在公园、场地、草坪、花园、森林或者山坡等地进行安装的与自然环境和谐的提高的系统。
[0025] 如果该系统与承载缆绳相连，则可以在城市，居住区，沙漠，岛屿和海洋等地来形成一维或二维、竖直的、
水平的或者组合式的环境友好的设备。
[0026] 因此，本发明部分地消除了传统太阳能使用技术的缺点，并且提供了一种新颖的太阳能利用系统，其包括太阳能接收器、安装在从太阳能接收器沿该系统的主轴延伸的杆件上的太阳能聚光器以及
太阳跟踪系统。
[0027] 太阳能接收器被构造用于接收来自太阳的太阳能，并且用于将接收到的太阳能聚集在预定的点区域中。太阳能接收器包括独立于彼此且围绕系统主轴径向布置的多个柔性反射镜。多个柔性反射镜被构造成为了操作而进行展开或者例如为了运输或者在系统可能的损坏情况下进行收合。
[0028] 太阳能聚光器位于预定的点区域中，在该区域中从所述多个柔性反射镜所反射的太阳能被聚集，并且该太阳能聚光器被构造用于将所聚集的反射能量转换成电能。
[0029] 太阳跟踪系统被构造用于感应太阳在天空中的位置，并且倾斜该系统以使得太阳能接收器指向太阳，以便接收最多的阳光并将其反射到预定的点区域上。
[0030] 太阳能接收器包括
轮毂，该轮毂具有多个沿系统主轴布置的并且适于保持柔性反射镜的盘件。根据一种实施方式，该轮毂包括上部台板盖盘、下部台板盖盘和多个夹持在上部台板盖盘和下部台板盖盘之间的反射镜保持盘。反射镜保持盘被构造用于固定和保持柔性反射镜。
[0031] 例如，太阳能接收器可以包括3个反射镜保持盘和18个布置在由3个保持盘所形成的三个层中的柔性反射镜。在该示例中，每个反射镜保持盘保持6个柔性反射镜。
[0032] 根据一种实施方式，太阳能接收器包括叶片锁定机构，该叶片锁定机构被构造用于将柔性反射镜保持在反射镜保持盘中。反射镜保持盘包括叶片锁定机构的“凹状”部分，用于将柔性反射镜固定在围绕系统的主轴的径向位置中。另一方面，每个柔性反射镜包括锁定机构的“凸状”部分，用于与布置在对应的保持盘中的“凹状”部分相匹配。
[0033] 根据一种实施方式，每个凹状部分包括布置在保持盘中的对应的狭缝。这些狭缝的内表面包括至少一个齿状的狭缝不规则部。另一方面，每个柔性反射镜包括至少一个对应的叶片不规则部，该叶片不规则部具有适于与所述至少一个狭缝不规则部匹配的形状。
[0034] 根据一种实施方式，太阳能接收器还包括气动式反射镜保持机构。该气动式反射镜保持机构包括安装在杆件上的能够沿系统主轴滑动的可动环；折叠绳，其附接到柔性反射镜上；以及气动活塞，其安装在轮毂的顶部，并且被构造用于提升可动环。柔性反射镜可以通过将可动环提升成拉动折叠绳而沿径向方向朝向杆件进行折叠。
[0035] 根据一种实施方式，折叠机构包括电磁锁定装置，其安装在杆件上并且被构造用于锁定可动环，由此将柔性反射镜保持在折叠状态下。该锁定装置可以包括电磁触发器，该电磁触发器被构造用于使锁定装置解除锁定并且释放可动环。
[0036] 根据一种实施方式，太阳能接收器包括空气容器，该空气容器经由包括可控电磁空气阀的空气管路被联接至气动活塞。该气动活塞由在打开可控电磁空气阀之后从容器流出的压缩空气启动。
[0037] 根据一种实施方式，气动活塞包括沿主轴以伸缩方式布置的多个同心管。
[0038] 根据一种实施方式，该系统还包括可控空气压缩机，该压缩机与空气容器联接，用于用压缩空气来填充该容器。
[0039] 根据一种实施方式，可控空气压缩机经由多向气流
控制阀联接到空气容器。
[0040] 根据一种实施方式，每个柔性反射镜包括可充气支撑件和工作件，该支撑件被构造用于与反射镜保持盘相连，并且工作件被安装在可充气支撑件上。
[0041] 根据一种实施方式，可充气支撑件包括柔性可充气
框架，该框架具有梯子形状并且包括通过多个可充气跨接肋加强的可充气径向梁。柔性反射镜的可充气支撑件包括叶片锁定机构，用于将可充气支撑件的端部固定在保持盘中。可充气支撑件的近端包括被构造用于对柔性可充气框架进行充气的尖嘴空气阀。
[0042] 根据一种实施方式，该系统还包括多功能可控空气压缩机，该空气压缩机与可充气支撑件联接，用于对其进行填充。
[0043] 根据一种实施方式，可充气支撑件被
纤维网包围，从而加强支撑件。可充气支撑件被沿径向方向跨越可充气支撑件的径向成型带和沿垂直于径向方向的周向方向跨越可充气支撑件的周向成型带覆盖。
[0044] 根据一种实施方式，成型带与纤维网沿径向方向交织，而成型带沿肋部与纤维带TM交织。成型带包括SILON 线。
[0045] 根据一种实施方式，可充气支撑件还包括一个或多个折叠绳，该折叠绳附接在可充气支撑件的远端。
[0046] 根据一种实施方式，可充气支撑件包括引
导管，这些引导管附接至纤维网，位于可折叠跨接肋处，并且被构造用于提供不受限制地从中穿过的折叠绳通道。
[0047] 根据一种实施方式，可充气支撑件的可折叠的跨接肋包括削弱的纵向横截面，可折叠的跨接肋可以绕该横截面折弯或弯曲，以便使径向梁朝向彼此
变形和移动。
[0048] 根据一种实施方式，工作件还包括覆盖网，该覆盖网附接到可充气支撑件的顶部。工作件包括附接到覆盖网上的多个柔性反射板。
[0049] 根据一种实施方式，柔性反射板有规律地布置并彼此重叠，由此填满工作件的整个顶面。根据另一种实施方式，柔性反射板稀疏地分散在工作件的顶面内。根据又一种实施方式，柔性反射板以鱼鳞方式来布置。
[0050] 根据一种实施方式，柔性反射板可以从工作件的表面偏转，由此在反射板之间形成孔，以便能够使空气流流经这些孔，并且在不存在空气流的过程中使柔性反射板回到它们的操作位置。在柔性反射镜之间可以形成能够使空气流，诸如温和的
风流经这些孔的空间。
[0051] 根据一种实施方式，太阳能接收器包括空气检查填充机构，该机构被构造用于可控地检查柔性反射镜的柔性可充气框架中的压力，并且用于在必要时用空气来填充柔性反射镜，该空气检查填充机构包括第一多向气流阀，该气流阀被构造用于向柔性可充气框架供应空气。第一多向气流阀被联接至可控空气压缩机(经由通过第二多向空气阀与压缩机相连的空气管道)。
[0052] 根据一种实施方式，太阳能接收器还包括第一伺服机构，该第一伺服机构被构造用于设定第一多向阀，以将压缩空气从压缩机供应给
选定的柔性反射镜。
[0053] 根据一种实施方式，太阳能聚光器包括
基板和窄的柄杆，该基板具有漏斗形状，该漏斗形状具有宽的锥形基板出入口(朝向系统的顶端扩展)，该柄杆包括安装在系统的杆件上的套筒连接器。该基板是轴对称的，并且具有相对于杆件的轴线处于大约5度至大约85度的范围内的锥形部分的锥角。该基板具有外表面，该外表面被构造用于将太阳能光伏(PV)元件安装在其上，以进行发电。例如，太阳能光伏(PV)元件可以包括砷-锗-铟(AsGeIn)光伏元件。
[0054] 根据一种实施方式，太阳能聚光器包括基于空气的冷却机构。例如该冷却机构可以包括安装在基板内的内锥管。该内锥管是轴对称的，并且该内锥管的锥形出入口的顶部的直径小于基板的锥形出入口的直径，由此形成基板和内锥管之间的圆形狭缝，以形成用于冷却光伏元件的空气通道。在该空气通道中，空气从太阳能接收器下方的区域经过，然后经过杆件，最后经过狭缝。
[0055] 根据一种实施方式，冷却机构还包括沿空气通道定位的并且被构造用于促进空气在空气通道中的流动的风扇。
[0056] 根据一种实施方式，内锥管以机械方式通过连接件与基板相连。连接件的示例包括，但不被限制于方括号形状的杆和板，杆或板径向延伸穿过圆形狭缝并且附接至内锥管的壁部和基板的壁部。
[0057] 根据一种实施方式，内锥管的壁部是波浪形的，并且包括呈螺旋状从内锥管的内侧和外侧围绕壁扭转的
螺纹部。因此提供了流经和存在于基板和内锥管之间的空气的漩涡效应，该效应增强了光伏元件的冷却。
[0058] 根据一种实施方式，冷却机构还包括安装在基板外部，位于安装在杆件上的套筒上的外锥管。该外锥管由可透射太阳光束光线的材料制成。外锥管是轴对称的，并且该外锥管的锥形出入口的顶部的直径大于基板的锥形出入口的直径，由此形成位于基板和外锥管之间的另一个圆形狭缝。除了形成在基板和内锥管之间的空气通道外，该另一个圆形狭缝提供了用于冷却光伏元件的另一空气通道。
[0059] 根据一种实施方式，本发明的太阳能利用系统还包括用于朝向太阳来对系统主轴进行取向的枢转系统。该枢转系统包括与套筒一体形成的轴承座和布置在轴承座中的
推力轴承，该套筒具有被构造用于插接安装构件的开口。该推力轴承包括固定的外
滚道和可移动的内滚道，该外滚道附接到轴承座的内表面，该内滚道将系统支撑在位于系统的旋转中心处的杆件上的枢转点处。
[0060] 根据一种实施方式，太阳跟踪系统包括3个流体连通平衡容器，其从系统的主轴沿径向方向以每对容器方向之间具有120度的角度的方式进行延伸。这3个平衡容器包含经由液体连通管在容器之间可控地传输的液体，由此沿所需的方向来移动系统的质心，并且倾斜系统的主轴。
[0061] 根据一种实施方式，太阳跟踪系统包括第二多向气流控制阀，该第二多向气流控制阀被联接至空气压缩机并且被构造用于可控地向选自这些容器中的一个容器提供空气，以便增加选定容器中的压力，由此将从选定的容器出来的液体推入其他容器中。
[0062] 根据一种实施方式，太阳跟踪系统包括第二伺服机构，其被构造用于设定第二多向气流控制阀，以便将空气从空气压缩机供应给3个容器中的所希望的容器中。
[0063] 根据一种实施方式，太阳跟踪系统的每个容器均包括布置在容器远端处的容器开口，用于释放过量空气。根据一种实施方式，太阳跟踪系统包括布置在每个容器中的开口管道。开口管道具有一个与容器开口相连的管道端部，另一个管道端部通常保持在液位上方。为了将容器开口的另一个管道端部保持在液位上方，太阳跟踪系统包括被构造用于漂浮在每个容器内的液体上的漂浮件。
[0064] 根据一种实施方式，太阳跟踪系统包括布置在每个容器中的液体流通管道，其具有一个与液体连通管相连的管道端部和通常保持在液位下方的另一管道端部。为了将另一管道端部通常保持在液位下方，太阳跟踪系统包括被构造成被浸泡在液体中的下沉件。
[0065] 太阳能利用系统包括被构造用于供应压缩空气的空气压缩机，从而启动反射镜的折叠和对太阳的追踪。
[0066] 根据一种实施方式，太阳能接收器包括下列可控装置：电磁触发器，该电磁触发器被构造用于在反射镜处于折叠状态时来为柔性反射镜解除锁定；
电磁阀，该电磁阀被构造成为供应用于折叠柔性反射镜的压缩空气；第一伺服机构与第一多向阀相关且被构造用于设定第一多向阀，以从压缩机向选定的柔性反射镜供应压缩空气，从而在必要时用空气来填充选定的反射镜；第二伺服机构与第二多向气流阀相关且被构造用于设定第二多向气流阀，以从压缩机向太阳跟踪系统供应压缩空气；以及被构造用于提供用于冷却太阳跟踪系统的风扇。
[0067] 太阳能利用系统包括控制系统，该控制系统被构造用于控制系统的操作。该控制系统包括供电单元和至少一个传感器，该供电单元被构造用于提供系统的电气和
电子模块进行操作所需的电能，该至少一个传感器选自包括以下传感器的组：构造用于测量由系统所产生的
输出电压的输出电压传感器；运动传感器，其被构造用于检测可能会对系统造成潜在危害的位于系统附近的移动物体；太阳跟踪传感器，其被构造用于识别太阳的位置；反射镜
压力传感器，其被构造用于对展开太阳能接收器所需的空气压力进行测量；
电源电压传感器，其被构造用于测量由供电单元所提供的供电电压；输出电压传感器，其被构造用于测量由太阳能聚光器所生成的输出电压。
[0068] 控制系统包括
控制器，该控制器与至少其中一个传感器联接，并且被构造用于分析接收到的
传感器数据，并且对控制器连接器
开关生成控制
信号，以便以可控的方式从供电单元向从包括以下部件的组中选择的至少一个的装置提供供电电压：电磁触发器、电磁阀、第一伺服机构、第二伺服机构、空气压缩机和风扇，由此来控制系统的操作。
[0069] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于动态太阳能利用的新颖方法。该方法包括通过太阳能接收器从太阳接收和聚集太阳能，该太阳能接收器被构造用于从太阳接收太阳能；通过太阳能聚光器将聚集的能量转换为直流电，该太阳能聚光器位于预定的点区域中，从所述多个柔性反射镜反射的太阳能被聚集在该点区域中。
[0070] 该方法还包括通过太阳跟踪系统来感应太阳在天空中的位置，并且倾斜太阳能接收器，从而使其指向太阳，以接收最多的阳光，并将其反射到预定的点区域上。
[0071] 根据一种实施方式，该方法还包括使冷空气流经太阳能聚光器。
[0072] 根据一种实施方式，该方法还包括在不利的环境条件下折叠所述多个柔性反射镜中的至少一个反射镜。
[0073] 根据一种实施方式，该方法还包括在有利的环境条件下，展开所述多个柔性反射镜中的至少一个反射镜中的至少一个。
[0074] 根据一种实施方式，该方法还包括将所述直流电转变为交流电，并且将所述交流电提供到电网中。
[0075] 本发明的系统是“绿色装置”，这是因为它在整个使用周期过程中在各个方面是对生态友好的。它被设计和构造成与传统的化石
燃料能源相比达到同等价值；并且能够以比其他形式的能源更少的支出来发电，因此有效地区别于其他能源。该系统的优点包括，但不限于花费少、材料使用量少、生产过程所需的能耗较低、装置重量较低、在收合状态下形状紧凑、易于安装、操作无噪音且无害、对于有害的空气条件和因素(诸如雨、
雪、露水、风、沙、尘土、昆虫等)的高耐受性、故障少易于维护以及较长的正常运转的服务期限、模块化的结构(易于更换受损部件)、在系统的使用周期结束时可以进行回收等。
[0076] 应该理解的是，本发明在其应用方面不限于其在本文的说明中所提及的细节或者不限于在
附图中所示出的细节。本发明能够执行其他实施方式，并且能够以不同的方式进行实践和执行。那些本领域技术人员应该理解可以在不背离本发明范围(在附带的实施方式中所限定的或由其所限定的)的情况下，如前面所说明的，对本发明的实施方式进行不同的
修改和改变。
附图说明
[0077] 为了对本发明进行理解，并且弄清其如何在实践中来执行，现在将仅通过非限定性的示例，参照附图来描述一些实施方式，其中：
[0078] 图1A是根据本发明的一种实施方式的处于展开(扩展)位置的用于太阳能利用的系统的切片立体图；
[0079] 图1B是根据本发明的一种实施方式的轮毂，该轮毂用于固定和保持图1A中示出的系统的太阳能接收器的柔性反射镜；
[0080] 图1C是根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的太阳能接收器的反射镜保持盘和柔性反射镜的分解俯视图；
[0081] 图1D是根据本发明的一种实施方式的图1A的系统的控制系统的简化示意图表；
[0082] 图1E是根据本发明的一种实施方式的处于折叠位置的用于太阳能利用的系统的立体图，其中在该折叠位置中，柔性反射镜被折叠起来；
[0083] 图2是根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的底部部分；
[0084] 图3A至3C是根据本发明的一种实施方式，在气动活塞的操作过程中图1A的系统的局部立体切片剖视图；
[0085] 图4是根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的柔性反射镜的分解视图；
[0086] 图5A至5D示出了图4中示出的柔性反射镜的可充气支撑件沿周向和径向方向的折叠步骤；
[0087] 图6示出了根据本发明的一种实施方式，被动保护图1A中示出的系统的柔性反射镜免受风的影响的示例；
[0088] 图7示出了根据本发明的一种实施方式，被动保护图1A中示出的系统的柔性反射镜免受风的影响的另一示例；
[0089] 图8A至8D示出了根据本发明的不同实施方式，被动保护图1A中示出的系统的柔性反射镜免受风的影响的其他示例；
[0090] 图9是根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的负责展开和维护柔性反射镜的部分；
[0091] 图10A是针对凹面镜的太阳光束的光学示意图；
[0092] 图10B是针对根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的柔性反射镜的太阳光束的光学示意图；
[0093] 图11是根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的系统的太阳能聚光器的切片立体剖视图；
[0094] 图12A和12B相应地示出了根据本发明的一种实施方式的图1A中示出的太阳能聚光器的光伏元件的正视图和侧视图；
[0095] 图13是根据本发明的另一实施方式的图1A中示出的系统的太阳能聚光器的切片立体剖视图；
[0096] 图14是根据本发明的一种实施方式的图1A的用于太阳能利用的系统的局部切片立体剖视图，其中放大了特定的部分；
[0097] 图15和16示出了根据本发明的一种实施方式的图1A的系统的太阳跟踪系统的切片立体剖视图，其中放大了特定的部分；
[0098] 图17A示出了将图1A的系统安装在屋顶区域上的示例；
[0099] 图17B示出了将图1A的系统安装在支腿上的示例；
[0100] 图17C示出了将图1A的系统安装在公共
路灯上的示例；
[0101] 图18A和18B对应地示出了将根据本发明的一种实施方式的图1A的多个系统安装在不同的缆绳系统上，以便进行竖直和水平安装的简化示意图；
[0102] 图19A和19B是根据本发明的不同实施方式的安装有多个图1A的系统的缆绳的竖直和水平构造的简化示意图；
[0103] 图20A和20B示出了当图1A的系统的高度方向在较广的倾斜角范围中变化时，缆绳的安装位置；
[0104] 图21示出了根据本发明的一种实施方式的
流程图，该流程图示意性地示出了借助图1A的系统用于将太阳能转换成电能、
热能或者反射光线的方法；
[0105] 图22是根据本发明的一种实施方式的用于冷却图1A的系统的太阳能聚光器的方法的简化流程图；
[0106] 图23是根据本发明的一种实施方式的用于主动保护系统(图1A中的10)免受移动物体影响的方法的简化流程图；
[0107] 图24是根据本发明的一种实施方式的用于跟踪太阳移动的方法的简化流程图；
[0108] 图25是根据本发明的一种实施方式的用于定位图1A中的系统的方法的简化流程图。
具体实施方式
[0109] 参照附图和附带的描述可以更好地理解根据本发明的系统的原理和操作以及太阳能利用方法。应该理解的是，这些附图只是出于说明目的而被提供，其意图并不在于进行限制。应该注意的是，为了清楚起见，示出本发明的系统的不同示例的这些附图不设比例，并且不成比例。应该注意的是，这些附图中的块件以及其他元件只能作为功能实体，从而示出实体之前的功能关系，而不是任何物理连接和/或物理关系。相同的附图标记和字母字符将被用于识别在图像系统中常见的那些部件以及在本发明的整个
说明书中的附图中所示出的部件。
[0110] 在太阳能的实际应用(在使用太阳射线作为能源的基础上)中，为了获得最大的经济效益，装置的表面应该尽可能大并且干净。在整个操作过程中，沿两个轴线(方位角和高度)来跟踪太阳使得利用率增加为最大。在这些之前所提出和或建议的已知形式的装置中，灰尘和其他污染物粘附在它们的静态表面上且不可避免。
[0111] 本发明以各种示例性实施方式提供了用于收集太阳能并且将其转换为电能、收集太阳能并将其转换为后续使用所需的热以及收集和反射太阳能用于后续使用的系统和方法。
[0112] 本发明的系统不同于现有的太阳能系统，现有的太阳能系统包含有大量材料和机械结构，从而导致在布置方面受限。此外，大量的维护、较重的重量和众多
缺陷和限制增加了复杂性和成本。
[0113] 本发明的目标是克服这些缺陷，并且以更完美的方式以及通过比那些之前所使用的方法更简化且更加经济的方式来实现太阳能的使用。
[0114] 该目标通过能够保持针对反射操作面的形状的轻型动态支撑系统并且通过配设有被动和主动的基于空气的自冷机构的太阳能接收器来实现。该系统同时设置有被动(弹性)和主动(折叠和关闭)自我保护能力。
[0115] 众所周知，花头/花冠通过关闭花瓣来进行自我保护。树梢通过将它们的树冠
质量分散给许多叶子并且通过树梢的
空气动力学形状来抵御阵风。水族馆中的水通过利用压缩机，例如气动式升液器或其他合适的技术来进行泵送。
[0116] 该装置由早期建造空间卫星所开发和使用的轻型高耐受性材料制成。这些材料的价格在过去几年中迅速下降，并且这些材料现在的量产成本较低。如果在本文中未进行明确说明，则材料的连接通过
焊接来进行。
[0117] 现在参照图1A，该图是根据本发明的一种实施方式的处于展开(扩展)位置的太阳能利用系统10的切片立体图。该系统10包括太阳能接收器11，该太阳能接收器被构造用于接收来自太阳的太阳能，并且将所接收的太阳能聚集在固定的预定点区域处。例如，聚光可以在80倍(fold)至300倍之间。系统10还包括太阳能聚光器12，该聚光器位于预定的聚集太阳能的点区域中，并且被构造用于将所聚集的反射能量转换为直流电。系统10还包括太阳跟踪系统13，该太阳跟踪系统与太阳能接收器11相关联并且被构造用于感应太阳在天空中的位置，以及倾斜系统10，用于朝向太阳引导太阳能接收器11，并且将最多的阳光接收和反射到点区域上。
[0118] 同时参照图1A、图1D和图1E，系统10包括控制系统15，该控制系统可以被设置为自动或手动地控制系统10的操作。该控制系统15包括已知的部件和实用工具，诸如：各种传感装置和控制器135，该控制器具有，尤其是处理器141、供电单元120和控制器连接器开关140。
[0119] 根据一种实施方式，控制系统15包括输出电压传感器157、运动传感器420、太阳跟踪传感器450、反射镜压力传感器185和电源电压传感器158。输出电压传感器157测量由系统10所产生的输出电压。运动传感器420被构造用于检测可能会对系统10造成潜在危害的位于系统附近的移动物体。太阳跟踪传感器450负责识别太阳的位置。反射镜压力传感器185对展开太阳能接收器11所需的空气压力进行测量。电源电压传感器158测量由供电单元120所提供的并且
操作系统10的电气和电子装置所需的供电电压。输出电压传感器157测量由太阳能聚光器11的光伏元件，即太阳能电池(未示出)所生成的输出电压。
[0120] 控制器135的处理器141通过能够分析接收到的感应数据并生成
控制信号的合适的
软件模型来预编程。供电单元120基于被构造用于接收来自太阳能接收器11的电力的电力电容器(未示出)。这些电力电容器的电容例如可以在大约15F至40F的范围内。
[0121] 上述传感器157、158、185、450和420电联接至控制器135，并且被构造用于向控制器135提供对应的传感器信号。继而，控制器135被构造用于接收由感测装置157、158、185、450和420所提供的数据、处理这些数据并生成针对控制器开关140的控制信号，以便启动系统的各个操作模块，诸如电磁触发器581、电磁阀503、第一伺服机构180、第二伺服机构150、多功能可控空气压缩机700和风扇136。在操作中，控制器连接器开关140由处理器141控制，并且被构造用于从供电单元120向电磁触发器581、电磁阀503、第一伺服机构180、第二伺服机构150、空气压缩机700和风扇136提供对应的供电电压，如将在下面通过描述具体说明的一样。
[0122] 供电单元120由电源电压传感器158进行感应，并且当由电源电压传感器158测量到的电压低于预定的供电电压时，例如低于额定电压的20％时进行充电。
[0123] 供电单元120和控制器135可以是连接在同一插槽板(
背板)上的独立的模块，因此在故障情况下具有易更换的部件。处理器单元包括输出/输入界面，以使得能够与移动装置或者无线电模块相连。这种附加的电子设备能够以无线的方式计量所产生的功率、上传新
固件、下载装置数据、直接自定义设置和直接控制装置等。
[0124] 系统10可以包括AC转换器(未示出)，该转换器负责管理适用于电网的功率和频率。该AC转换器可以与系统10一体形成或者可以是位于系统10外部的专用模块。
[0125] 尽管在图1A示出的实施方式中，控制器135主要位于系统10的底部部分B，但控制器135可以位于防止受到恶劣环境影响的任何合适的地点处。
[0126] 根据图1A所示的实施方式，太阳能接收器11、太阳能聚光器12安装在杆件14上，该杆件限定装置的主轴和纵向轴向方向。如将在下面所说明的一样，杆件14包括几个杆和管，并且被构造用于将太阳能接收器11和太阳能聚光器12保持在预定的点区域处。
[0127] 太阳能接收器11类似于花冠并且包括多个柔性反射镜200，这些反射镜类似于花瓣或叶片。这些柔性反射镜200被构造成根据需要采取展开状态或者收合状态。柔性反射镜200是彼此分开的且独立的，并且围绕系统的主轴径向布置。这些柔性反射镜200彼此独立意味着，可以在不置换任何其他反射镜的情况下来置换太阳能接收器11的每个反射镜。例如，接收器花冠的直径可以在1米至6米以及甚至更大的范围内。
[0128] 在操作过程中，柔性反射镜200可以被完全展开以捕获最多的太阳能。然而，在夜间，在恶劣的外部因素情况(诸如碎屑、昆虫、灰尘、污垢等)下，或者当天气条件不适于进行操作时(诸如暴雨、露水等)，太阳能接收器11可以折叠起来以保持太阳能接收器11的柔性反射镜200处于靠近杆件14的收合状态下。如图1E所示，当反射镜200处于收合状态时，折叠的系统10可以易于运输和储存。
[0129] 太阳能接收器11包括轮毂300，轮毂300包括多个沿系统主轴布置的且与杆件14的中心管500联接的盘件。轮毂300的盘件由适于将柔性反射镜200保持在收合和展开状TM态中的刚性材料制成。这种材料例如包括但不限于STYROFOAM 。
[0130] 参照图1B，轮毂300包括上部台板盖盘315a、下部台板盖盘315b和被夹持在上部台板盖盘315a和下部台板盖盘315b之间的多个反射镜保持盘316。反射镜保持盘316被构造用于固定和保持柔性反射镜200。
[0131] 根据图1A和图1B的实施方式，太阳能接收器11的花冠包括18个柔性反射镜200，然而也可以考虑其他数量的柔性反射镜200。柔性反射镜200被布置在由反射镜保持盘316所形成的通过阴影区分的3个层中。
[0132] 参照图1C，示出了根据本发明的一种实施方式的反射镜保持盘316和柔性反射镜200的分解俯视图。每个反射镜保持盘316保持6个柔性反射镜200，然而通常反射镜保持盘316可以保持任何数量的柔性反射镜200。由于柔性反射镜200以多层形式定位，每层的反射镜200具有其自身的几何焦点，因此如将在下文中进一步具体说明的一样，提供了在太阳能聚光器12的表面上的反射光束的分散聚光。
[0133] 太阳能接收器11包括叶片锁定机构318，该叶片锁定机构被构造用于将柔性反射镜200保持在反射镜保持盘316中。根据一种实施方式，反射镜保持盘316包括叶片锁定机构318的“凹状”部分318a，从而将柔性反射镜200固定到围绕杆件(图1A中为14)的径向位置中。为此，每个柔性反射镜200包括叶片锁定机构318的“凸状”部分318b，用于与布置在对应的保持盘316中的“凹状”部分318a匹配。
[0134] 根据一种实施方式，叶片锁定机构318的每个凹状部分318a包括布置在保持盘316的主体中的对应的狭缝317。如图1C所示，狭缝317的内表面是不均匀的，而是包括一个或多个齿形状的狭缝不规则部319a。另一方面，每个柔性反射镜200包括对应的叶片不规则部319b，该叶片不规则部具有适于匹配狭缝不规则部319a的形状。
[0135] 柔性反射镜200可以随时折叠。因此太阳能接收器的表面可以进行收合。通过折叠，反射镜200将形状改变为具有较低空气动力学轮廓的紧凑形状，该形状可以提供针对恶劣的外部因素(诸如强风、碎屑、昆虫、灰尘、污垢、雨、露、雪及其他可能会在开发过程中影响系统的不利天气条件)的保护。
[0136] 回到图1A，为了沿径向方向将柔性反射镜200折叠起来，太阳能接收器11包括：可动环520，该可动环安装在杆件14的中心管500上，并且能够沿着由杆件14所限定的系统主轴进行滑动；折叠绳261，该折叠绳附接在柔性反射镜200上。如可从图1A中看出的，柔性反射镜200通过折叠绳261与可沿杆件14的中心管500滑动的可动环520相连。折叠绳261例如可以由鱼线制成。必要时，可以通过朝向聚光器12向上移动可动环520并由此拉动折叠绳261来使得柔性反射镜200沿径向方向朝向杆件14折叠。
[0137] 根据一种实施方式，可动环520的竖直运动通过开启气动式折叠机构16来启动。参照图2，气动式折叠机构16包括气动活塞550，该气动活塞通过活塞空气管路501经由可控电磁空气阀503被连接和加压，该活塞空气管路经过下部管件618到达空气容器502。
气动活塞550包括以伸缩方式沿主轴布置在中心管500上的多个同心管551。应该理解的是，虽然在图2中示出了3个以伸缩方式布置的同心管551，但通常气动活塞550可以包括任何适当数量的同心管551。轮毂300被安装在壳体94中。活塞550被安装在壳体94的顶部上。
[0138] 根据一些实施方式，本发明的太阳能利用系统10包括多功能可控空气压缩机700。多功能可控空气压缩机700的一个功能是用大气填充尤其是空气容器502。下面将对多功能可控空气压缩机700的其他功能进行描述。根据一种实施方式，空气容器502可以直接联接至压缩机700。根据另一种实施方式，空气容器502可以经由多向气流控制阀，具体地经由5向空气阀152联接至压缩机700，如将在后面参照图16进行说明的一样。
[0139] 如图1A和图2中所述，空气容器502和压缩机700被布置在系统10的底部部分B处；然而也可以考虑其他实施方式。
[0140] 现在同时参照图3A至图3C，它们是根据本发明的一种实施方式在气动活塞550操作过程中系统(图1A中为10)的局部立体切片剖视图。如所示出的，气动活塞550可以在3个主要阶段进行操作。在第一阶段，柔性反射镜200在打开的默认位置中被展开(参照图
3A)。根据本发明，柔性反射镜200可以因柔性反射镜200的弹簧状特征而被打开。提供给了这种属性的柔性反射镜200的一种构造示例将在下文中参照图4进行具体描述。这种设置提供了在展开位置中的柔性反射镜200的扩展形状。
[0141] 在操作中，当外部因素或者恶劣的天气条件可能阻碍系统的正常操作时，控制系统(图1A中为135)向电磁空气阀503提供控制信号以打开该电磁空气阀。折叠控制信号例如可以响应于指示这样的恶劣因素和条件的传感器信号来生成。为此，控制系统135包括被构造用于感应这样的恶劣因素和条件，并且用于生成指示阻碍系统10的正常操作的因素和条件的对应的传感器信号的传感器。
[0142] 如在图1D中所示，控制系统135包括运动传感器420，该运动传感器被构造用于检测可能会对系统造成潜在危害的移动物体，诸如
鸟或其他在系统附近飞行的物体。运动传感器420例如可以被布置在安装在系统10的顶部上的半球400上，然而也可以考虑其他位置。控制系统15包括输出电压传感器158。因此，当系统10所生成的电压明显降低时，可能是由于雨、风暴、尘暴等所引起的。响应于输出电压降低，控制器135可以产生控制系统来打开电磁空气阀503。
[0143] 同时参照图1D和3A至3D，当打开电磁空气阀503时，能够使空气经由活塞空气管路(图2中为501)从空气容器502到达气动活塞550。由从空气容器502运送的空气所提供的压力脉冲使得气动活塞550通过展开其伸缩式管件551而进行延展。由于可动环520位于气动活塞550的顶部，因此活塞550的膨胀提供了可动环520沿中心管500的滑动。继而，经由折叠绳261与可动环520相连的柔性反射镜200可以随着环件520运动并因此被折叠，因此克服反射镜200的弹簧阻力。如将在下文中进行说明的一样，该弹簧阻力可以提供柔性反射镜200的展开。
[0144] 根据一些实施方式，折叠机构16包括安装在杆件14的中心管500上的电磁锁定装置580。在第二阶段，如图3B所示，可动环520到达锁定装置580，在此处可动环可以被锁定，由此将柔性反射镜200保持在折叠状态下。可动环520锁定在锁定装置580中例如可以通过机械式锁定来实现。
[0145] 当将可动环520运送至电磁锁定装置580时，在一定的时间段之后，由于活塞中的空气释放以及活塞内与之对应的压力减小，活塞550可以在重力作用下返回到折叠状态中。如图3C所示，只要有需要，可动环520被电磁锁定装置580保持，由此使系统10保持在收合状态中。电磁锁定装置580例如可以包括用于锁定可动环520的机械锁(未示出)。
[0146] 为了展开系统10，锁定装置580包括电磁触发器(图1D中未584)，该电磁触发器在被启动后对锁定装置580解除锁定，并由此释放可动环520。电磁触发器可以由控制系统135响应于使用者的指示或者响应于由传感装置产生的传感器信号(该信号指示恶劣的外部因素或者糟糕的天气条件已经过去并且可以展开系统进行操作)进行控制。例如，运动传感器可以提供对应的传感器信号。当有需要时，系统可以包括一组其他传感器(未示出)，诸如雨传感器、风暴传感器和/或灰尘传感器，它们可以生成对应的信号来指示恶劣的外部因素或者糟糕的天气条件已经过去并且可以展开系统进行操作。
[0147] 一旦锁定装置580被解除锁定，柔性反射镜200因反射镜的弹簧状特征而展开，并且可动环520回到活塞的顶部。
[0148] 应该理解的是，在启动气动活塞550之后，空气容器502中的压力下降。为了提高该压力以便进行下一次活塞启动以及反射镜折叠，压缩机700可以在启动活塞后的任何时刻被启动。应该注意的是，当存储在容器502中的压缩空气无需填充容器502的情况下，可以足以进行启动气动活塞550的多次循环。
[0149] 参照图4，示出了根据本发明的一种实施方式的柔性反射镜200的分解视图。柔性反射镜200包括可充气支撑件250和工作件220，该可充气支撑件被构造用于与反射镜保持盘(图1A中为316)相连，该工作件安装在可充气支撑件250上。柔性反射镜200是柔性的，这是因为可充气支撑件250和工作件220均由柔性材料制成。应该理解的是，可充气支撑件250和工作件220可以由具有许多形状和
颜色的不同材料构造成。
[0150] 可充气支撑件250包括柔性可充气框架282，该柔性可充气框架具有梯子形状并且包括由多个可充气跨接肋290加强的可充气径向梁28a和28b。柔性可充气框架282可以由较硬的但又有些柔韧的材料制成，足以在柔性反射镜200处于展开状态下扩展时来保持工作件220。例如柔性可充气框架282可以由包含从外侧和内侧被塑料层(例如聚氯乙烯(PVC)层)覆盖的金属薄层的合成材料或者一些其他适合的较强的轻质材料构成。
[0151] 柔性反射镜200的可充气支撑件250包括锁定机构(图1C中为318a)，用于将可充气支撑件250的端部部分291固定在保持盘(图1B和1C中为316)中。可充气支撑件250的近端291包括尖嘴空气阀288，该空气阀被构造用于为柔性可充气框架282充气。用于为可充气支撑件250充气的空气可以经由空气管路701从压缩机(图1A中的700)提供，如将在下文中具体描述的一样。
[0152] 应该理解的是，所描述的柔性反射镜200与保持盘316的连接的设置能够易于维护并对受损的柔性反射镜进行维修。实际上，通过对可充气支撑件250放气，可以容易地从保持盘316上移除损坏的柔性反射镜200，并且用完好的反射镜进行置换。
[0153] 根据一种实施方式，可充气支撑件250被纤维网286包围，以加强可充气支撑件250。该纤维网例如可以由用于加强可充气支撑件250的强化材料制成，以便抵抗用于填充可充气支撑件250的内部空间的气体的高压。例如，纤维网286可以是
金属化网，其金属丝的直径可以在15微米至30微米的范围内。
[0154] 根据一种实施方式，可充气支撑件250可以被径向成型线295和周向成型线296覆盖，径向成型线在径向方向上跨越可充气支撑件250，周向成型线在垂直于径向方向的周向方向上跨越可充气支撑件250。径向成型线295例如可以沿径向方向被附接至纤维网286或与之交织，而周向成型线296可以沿肋部290被附接至纤维网286或与之交织。成型线295和296使得可充气支撑件250可以采取和保持所需的花瓣形状。适于成型线295和296TM
的材料例如包括但不限于SILON 线，其具有处于大约30微米至500微米的范围内的直径。
[0155] 为了沿径向方向将太阳能接收器11的柔性反射镜200折叠起来，可充气支撑件250还包括一个或多个折叠绳261，该折叠绳附接至可充气支撑件250的远端部281和可动环(图1A中为520)上，该可动环安装在杆件(图1A中为14)的中心管(图1A中为500)上并且能够沿杆件14进行滑动。
[0156] 折叠绳261例如可以由直径为0.3毫米至1毫米的鱼线制成。折叠绳261沿径向在可充气支撑件250内不受限制地经由引导管287从远端部281通向锁定端282，这些引导管在可折叠的跨接肋290处被附接在纤维网286上。必要时，可充气支撑件250(以及相应的柔性反射镜200)可以沿径向方向通过启动活塞550(该活塞向上移动可动环520，该可动环相应地拉动折叠绳261)而被折叠，如前面参照图3A至3C进行描述的一样。
[0157] 根据一种实施方式，为了减少柔性反射镜200的表面，可充气支撑件250可以不仅在径向方向上折叠，而且可以在垂直于径向方向的周向方向上进行折叠。图5A至5D示出了沿周向方向折叠可充气支撑件250(参照图5A至5C)以及随后沿径向方向折叠(参照图5C)的步骤。
[0158] 因此为了沿周向方向进行折叠，可充气支撑件250的可折叠的跨接肋290包括削弱的纵向横截面285。如在图5A至5C中依次示出的，可折叠的跨接肋290可以围绕该削弱的纵向横截面285扭折或弯曲，以使得径向梁28a和28b变形和朝向彼此移动。随后，如图5C所示，反射镜可以沿径向方向围绕削弱的横向横截面286折叠成靠近杆件14，由此降低了在本发明的太阳能利用系统的强风防护操作情况下所需的反射镜的行进可能性。
[0159] 回到图4，工作件220安装在可充气支撑件250上并且形成了用于可充气支撑件250的上侧的
覆盖层。该工作间220包括覆盖网229，该覆盖网附接到可充气支撑件250的顶部。覆盖网229由有些柔韧的材料制成，其允许对柔性反射镜200进行折叠。适于覆盖TM
网229的材料例如包括但不限于直径为10微米至300微米之间的SILON 线。
[0160] 工作件220还包括多个附接在覆盖网229上的柔性反射板222。柔性反射板222可以在尺寸、形状、结构和范围方面进行变化。
[0161] 根据一种实施方式，柔性反射板222可以有规律地进行布置并彼此重叠，由此完全填充工作件220的顶面。另选地，柔性反射板222可以在工作件220的顶面内稀疏地分TM散。适于柔性反射板222的材料的示例包括但不限于诸如MYLAR 的金属箔，其可以实现高达99.9％的效率的反射度。金属箔的厚度例如可以在10微米至25微米的范围内。
[0162] 参照图6，示出了当柔性反射板222以鱼鳞形式布置时的工作件220的示例。柔性反射板222类似于鱼鳞。由于它们的柔性，柔性反射板222可以从工作件220的表面进行偏转，以在柔性反射板222之间形成孔221，从而使得气流(例如风)流经这些孔。当风消退时，柔性反射板222可以因其柔性属性而返回到它们的操作位置中。这种反射镜(图1A中为200)保护在本文中被称为“被动鱼鳞保护”。
[0163] 在操作过程中，本发明的系统处于展开位置，其中柔性反光镜200被扩展。在这种情况下，可能需要针对灰尘、昆虫等的保护。处于这种原因考虑，柔性反射镜200的构造允许一些类型的被动保护。
[0164] 现在参照图7，其中示出了根据本发明的一种实施方式的柔性反射镜200的被动保护的简化示意图。由于系统10包括独立的分开的柔性反射镜200，可以实现针对较温和的风的天然保护。因此，图7中所示的箭头示出了穿过反射镜200之间的空间的风的流动。反射镜200的这种保护在本文中被称为“雏菊保护”。
[0165] 现在参照图8A和8B，其中示出了根据本发明的一种实施方式的反射镜200的被动保护的另一示例的简化示意图。在
风力进一步增大时需要这种保护。当流动空气的量和速度增加，并且它可以大到使得空气团不能流过叶片之间的空间并且不能流过反射镜200内的孔时，反射镜200可以从图8A中示出的基本操作位置进行偏转，并且如图8B中所示，贴靠在柔性反射镜200的表面上吹过的阵风可能会将叶片向上掀起。因此，柔性反射镜200可能会因风而发生弯曲。一旦阵风消退，可充气支撑件250可以用作弹簧并且因此可以使柔性反射镜200因柔性属性而返回到其完全打开的操作位置中(参照图8C)。由于这种摆动运动(参照图8C和8D)，施加至反射镜200的
风能可能会消散掉。这个过程例如可以被比作在有风吹过时棕榈树梢中的叶片的摆动。这种保护在本文中被称为“被动棕榈树保护”。
[0166] 图8D中示出了在一端枢转的柔性反射镜200将作为弹簧摆一样进行摆动。摆动幅度渐弱的连续摆动造成了叶片抖动。作为对应震动的结果，收集在反射镜200上的灰尘或碎屑可能会从反射镜表面掉落下来。这种类型的反射镜200的保护在本文中被称为“被动灰尘保护”。
[0167] 应该理解的是，所描述的所有反射镜保护的种类都是从被动意义上来讲的，在这些保护行为中，它们不需要使用者的任何输入。
[0168] 由于折叠绳261具有不同的长度，因此每个反射镜200的关闭可以依次地通过闭合相对的反射镜对来实现。因此可以单独关闭每层反射镜叶片，而且从最高的反射镜层至最低的反射镜层依次进行。每个叶片的关闭紧随前一叶片的提供的弹簧阻力点来执行。这表现出了对通过关闭机构空气活塞550所产生的力的更少的需求。支撑部断的
包装的闭合过程减小了叶片尺寸，使得能够保持装置的形状，将叶片聚凑在一起并且形成窄的锥形形状。
[0169] 露水和灰尘对于太阳能装置的表面是极其危险的。在存在露水的情况下，在日出之前或者日出过程中，太阳的能量较弱，空气温度低并且风势正在增强。风开始将灰尘掀起，灰尘和露水一起形成了覆盖在表面上的软泥。当阳光开始照耀时，软泥形成硬皮，几乎不可能在不对共同的太阳能装置的表面进行刮擦的情况下将该硬皮去除。如将在下面所描述的，本发明利用主动自我保护能力，从而避免针对系统的任何潜在危险，该主动自我保护能力建立在适时地进行折叠和关闭以及将反射镜保持为狭窄紧凑的锥形关闭形状而具有极低的空气动力学轮廓的基础上。
[0170] 参照图9，太阳能接收器11还包括空气检查填充机构90，该机构用于可控地检查柔性反射镜的柔性可充气框架(图4中的282)中的压力，并且用于在必要时用空气来填充柔性反射镜200。该空气检查填充机构90包括第一多向气流阀91，该气流阀安装在轮毂300中，并且被构造用于向柔性可充气反射镜200供应空气。第一多向气流阀91经由空气管道96被联接至多功能压缩机700。根据一种实施方式，空气管道96可以直接联接至压缩机700。根据另一实施方式，空气管道96可以经由第二多向空气阀(具体为5向空气阀
152，如将在下文中参照图16进行说明的)联接至压缩机700。
[0171] 压缩机700尤其负责供应和维持柔性反射镜的柔性可充气框架(图4中的282)内的压缩空气。多向阀91包括
喷嘴92，每个喷嘴经由填充管93被联接至柔性可充气框架(图4中的282)的对应的尖嘴空气阀288。喷嘴92的数量等于柔性反射镜200的数量。因此，由于图1A至1C中示出的太阳能接收器11包括18个柔性反射镜200，因此第一多向阀91是18向空气阀。
[0172] 太阳能接收器11还包括第一伺服机构180，该第一伺服机构被构造用于设定第一多向阀91，以将压缩空气从压缩机700供应给选定的柔性反射镜200。
[0173] 同时参照图9和图1D，空气检查填充机构90由控制系统15控制，该控制系统包括反射镜压力传感器185，该反射镜压力传感器与第一多向阀91相关，并且被构造用于测量反射镜200的柔性可充气框架(图4中的282)中的压力。在操作中，反射镜压力传感器185被逐个连接到每个反射镜200，以对其中的压力进行测量。当反射镜压力传感器185被联接至某一反射镜200时，该传感器生成指示其中的压力的压力信号。当压力处于要求的范围内时，控制器135可以产生用于连接器开关140的控制信号来启动第一伺服机构180，从而将压力传感器185联接至相邻的反射镜200，以对其中的压力进行测量。另一方面，如果在被检查的反射镜200中的压力小于预定的压力值，则控制器135可以生成用于连接器开关140的控制信号来启动压缩机700，从而用空气填充柔性可充气框架(图4中的282)直到达到预定的压力值。
[0174] 如果柔性可充气框架断裂，则在用空气填充的过程中的压力不会发生改变，也不以所需的速度增加。在这种情况下，控制器135可以向系统10的使用者生成警告信号，警告使用者修理系统和置换受损反射镜。
[0175] 根据本发明的一种实施方式，空气检查填充机构90布置在安装在轮毂(图1A中为300)中的壳体94中，该空气检查填充机构与下部管件618的顶端相连，并且与杆件14的中心管500的底端相连。壳体94限定腔体，该腔体包括尤其是多向阀91和第一伺服机构180。该壳体94还提供框架，在该框架上安装有轮毂(图1A中为300)的盘件。
[0176] 现在参照图10A，该图示出了针对凹面镜101的太阳光束的光学示意图。反射镜101例如可以是球面或者是抛物面。反射镜101被假定为关于垂直于反射镜中心的主轴
旋转对称。因此，三维反射镜可以以二维图形来呈现，而不失普遍性。主轴触及反射镜表面所处的点T被称为
顶点。主轴上的与反射镜的反射表面上的所有点等距的点C被称为
曲率中心。沿主轴方向从点C至点T的距离被称为反射镜
曲率半径。假定射线平行于其主轴照射凹面镜，并且不太远离该轴，该射线被反射镜反射成使得，它们都经过主轴上的相同的点F。
位于曲率中心和顶点之间的该点被称为反射镜的聚集点，或者焦点。沿主轴从焦点至顶点的距离被称为反射镜的焦距。然而，这只是一个近似值，这是因为当所有平行于它们的主轴来照射反射镜的光射线(例如从太阳发出的所有光线)被带至处于同一点处的焦点时，这只适用于抛物线反射镜。事实证明在实践中，当来自遥远物体的射线进一步远离凹透镜的主轴时，它们被带至甚至更靠近反射镜的焦点处。这种缺乏完美的球面镜聚集被称为球面像差。
[0177] 现在参照图10B，该图是根据本发明的一种实施方式的柔性反射镜200的太阳光束的光学示意图。由于柔性反射镜200以堆叠成层状的方式被安装在保持盘上，每层反射镜200具有其自身的几何焦点，因此提供了多焦点区域，其中反射的光束分散聚集在主轴上。如上所述，由于柔性反射镜200的非抛物线表面，这种分散也可以通过球面像差来促进。相应地，本文中被称为“增加的焦点”F′的点FR周围存在特定区域。增加的焦点的使用在“点焦点”FR上具有优势。例如，由于太阳射线聚集在焦点的增加区域的较大表面上，从而不在一个点处聚集高温。而且，更易于冷却“增加的焦点”F′的区域。相应地，该增加的焦点区域在系统10中用于定位太阳能聚光器12。
[0178] 现在参照图11，其中示出了根据本发明的一种实施方式的太阳能聚光器12的切片立体剖视图。太阳能聚光器12布置在系统(图1A中为10)的顶部位于预定位置处，从反射镜200反射的太阳能聚集在该预定位置处。太阳能聚光器位于上部管件500的顶部，并且因此还被称为“冠部”。该太阳能聚光器12包括基板121和窄的柄杆，该基板具有漏斗形状，该漏斗形状具有宽的锥形基板出入口122(朝向系统的顶端部扩展)，该柄杆包括安装在中心管500顶部上的套筒连接器1004。作为冠部被通过重叠套筒连接器1004放置在上部中心管500的顶部上的该太阳能聚光器12，必要时可以容易地进行互换。
[0179] 根据一种实施方式，基板121是轴对称的并且具有相对于杆件(图1A中为14)的轴线处于大约5度至大约85度的范围内的锥形部分的锥角。这种扩展可以始于中心管500的顶部，然而也考虑其他实施方式。应该理解的是，朝向顶端的扩展相对于杆件14可以是对称的或者不对称的。
[0180] 基板121具有外表面1007，该外表面用于将光伏(PV)元件1006安装于其上以进行发电。基板121例如可以由适于为光伏(PV)元件1006提供支撑的轻型且较强的材料制成。适于基板121的材料示例包括但不限于
铝(Al)，
钛(Ti)，
铜(Cu)等。
[0181] 外表面1007上的光伏元件可以布置成行或列。适用于本发明目的的PV元件例如包括但不限于砷-锗-铟(AsGeIn)光伏元件、晶体
硅(c-Si)、
碳等。具体地，已经表明由AsGeIn光伏元件形成的3个薄层板能够以优于40％的效率进行工作。继而，对于由AsGeIn制成的五层PV电池的理论计算显示出可以达到86％的效率。外表面1007上的光伏元件例2
如可以提供至少为0.4KW/m 的太阳能接收反射镜叶片。
[0182] 光伏元件1006可以是能够在需要用工作件来置换受损件的情况下被互换的模块化组件。
[0183] 现在参照图12A和12B，其相应地示出了根据本发明的一种实施方式的光伏元件1006的正视图和侧视图以及光伏元件1006与外表面1007进行附接的方式。光伏元件1006的一端例如可以被焊接在表面1007，或者其一端通过使用两个或两个以上的
螺栓1055被旋紧在表面1007，如图12A和12B所示。另选地，光伏元件1006可以在整个后侧处被焊接在外表面1007上。
[0184] 同时参照图9和图11，太阳能聚光器12配设有基于空气的冷却机构。该冷却机构被动地操作多达30个太阳的太阳能聚光，并且不需要
马达或者任何其他上部中心管500中的
涡轮。当太阳能聚光多余30个太阳时，启动利用如下所述的风扇进行的冷却。应该注意的是，本发明的基于空气的冷却系统利用天然的大气进行冷却，并且因此由于冷却介质是可以不限量使用的大气而避免重的且贵重的冷却器的使用。
[0185] 根据本发明的一种实施方式，冷却机构包括安装在基板121内的内锥管1005。适用于该内锥管1005的材料示例包括但不限于铝(Al)，钛(Ti)，铜(Cu)等。
[0186] 内锥管124是轴对称的，并且具有相对于杆件(图1A中为14)的轴线处于大约5度至大约85度的范围内的锥形部分的锥角。内锥管1005的锥形出入口的顶部直径小于基板121的锥形出入口125的直径，由此形成位于基板121和内锥管1005之间的圆形狭缝126。该圆形狭缝126提供用于冷却光伏元件1006的空气通道。该空气通道形成为用于使空气从太阳能接收器11下方的区域经过，经由杆件14的上部管件500，并且经过狭缝126，以对光伏元件1006进行冷却。
[0187] 根据一种实施方式，内锥管1005借助连接件128以机械方式与基板121相连。该连接件例如可以包括方括号形状的杆或板，杆或板径向延伸穿过圆形狭缝126并且附接至内锥管1005的壁部和基板121的壁部。
[0188] 在操作中，来自柔性反射镜200下方区域的大气经由位于壳体94的的底部处的开口97进入，流经壳体94，并流经上部中心管500，随后流经圆形狭缝126。太阳能聚光器12的冷却机构还包括位于壳体94顶部的风扇136，以增强从位于柔性反射镜200下方的区域至圆形狭缝126的空气流动。必要时，风扇的速度可以由控制器(图1D中为135)基于由输出电压传感器(图1D中为157)所提供的传感器信号进行控制。
[0189] 根据本发明的一种实施方式，内锥管1005的壁部122是波浪形的，并且包括呈螺旋状从内锥管1005的内侧和外侧扭转的螺纹部127。该螺纹部127的螺旋状扭转可以按照顺
时针或者按照逆时针进行。在内锥管的壁部上设置的螺纹部127提供了流经和存在于基板121和内锥管1005之间的空气的漩涡效应，由此增强了光伏元件1006的冷却。
[0190] 如图11中所示，如冠部般被放置在上部中心管500的顶部上的太阳能聚光器12用作运动传感器420和太阳跟踪传感器450的支撑部。根据这种实施方式，太阳能利用系统包括半球支撑部400，运动传感器420和太阳跟踪传感器450安装在半球支撑部上。继而，半球支撑部400安装在半球支撑管403上，该半球支撑管可以与冠部相连，例如与内锥管1005相连。将运动传感器420与控制器(图1A中为135)相连的
电缆421和将太阳跟踪传感器450与控制器相连的电缆451经过半球支撑管403的内腔，然后经过上部中心管500，进一步经过壳体(图1A中为94)，并且最终经过下部管件(图1A中为618)。
[0191] 现在参照图13，其中示出了根据本发明的另一实施方式的太阳能聚光器12的立体切片剖面图。图13中的太阳能聚光器与太阳能聚光器(图11中的12)的区别在于，太阳能聚光器12的冷却机构还包括外锥管123，该外锥管安装在基板121的外部，位于安装在上部中心管500上的套筒1008上。
[0192] 外锥管123由透射太阳光线的材料制成。适用于外锥管123的材料例如包括但不限于硅玻璃，其能够耐高温，甚至是超过1000℃的高温。
[0193] 外锥管123是轴对称的，并且具有相对于杆件(图1A中为14)的轴线处于大约5度至大约85度的范围内的锥形部分的锥角。外锥管123的锥形出入口的顶部直径大于基板121的锥形出入口125的直径，由此形成位于基板121和外锥管123之间的另一个圆形狭缝129。除了空气通道126外，圆形狭缝129提供了用于冷却光伏元件1006的另一空气通道。
[0194] 如图13中所示，基板121未安装在中心管500上，而是借助连接件130以机械的方式与外锥管123相连。与连接内锥管1005和基板121的连接件128类似，连接件130可以包括其他的方括号形状的杆或板，这些杆或板被附接在外锥管123的壁部上和基板121的壁部上。连接件130例如可以与连接件130会聚在一起，或者它们可以是独立的元件。
[0195] 现在参照图14，其中示出了根据本发明的一种实施方式的放大了特定部断的太阳能利用系统10的立体切片剖视图。系统10可以被安装在固定的和静止的绳缆、桅杆、支腿或者其他安装装置上，如将在下文中参照图17A至19B进行描述的一样，而系统10本身可以借助枢转系统810进行转动，以朝向太阳对限定系统10的轴向方向的杆件(图1A中为14)进行取向，从而使得柔性反射镜(图1A中的200)可以接收最多的太阳能。
[0196] 根据一种实施方式，枢转系统810包括轴承座800和推动轴承142，该轴承座可以与任何安装装置(未示出)相连，推动轴承被布置在轴承座800中。为了与安装装置相连，轴承座800一体形成有套筒811，该套筒具有构造用于供缆绳、支腿或者任何安装装置插接于其中的开口812。
[0197] 推动轴承142包括固定的外滚道142b和可移动的内滚道142a，该外滚道附接到轴承座800的内表面，该内滚道将系统10支撑在位于下部管件618上的枢转点处。优选地，枢转点在下部管件618上在系统10的旋转中心C处选取，从而可以使系统10容易地沿高度和方位角方向进行旋转。
[0198] 现在同时参照图15和16，其中示出了根据本发明的一种实施方式的太阳能利用系统(图1A中为10)的太阳跟踪系统13的切片立体剖视图，其中放大了特定的部断。该太阳跟踪系统13包括3个流体连通平衡容器901，该流体连通平衡容器从系统的主轴沿径向方向以每对容器方向之间具有120度角的方式进行延伸。这3个平衡容器901包含经由液体连通管146在容器之间可控地传输的液体905，由此沿所需的方向，例如朝向太阳，来移动系统10的质心，并且倾斜系统10的主轴。
[0199] 液体905例如可以在安装系统10的过程中被放置在平衡容器901中。在完成安装后，该液体可以在容器901之间进行闭环循环。在正常工作条件下，置换和添加新液体的周期可以长于一年。该流体例如可以是水或者防冻剂乙二醇的混合物，其可以在低至–50℃的温度下进行操作。
[0200] 为了提供液体147在容器901之间的输送，太阳跟踪系统13包括经由管件143与多功能可控空气压缩机700相连的第二多向气流控制阀(至少为3向)152。该第二多向气流控制阀152被布置在系统10的旋转中心C的下方，并且安装在布置于下部管件618的底端处的壳体159中。
[0201] 来自压缩机700的空气可以经由支撑空气管144可控地被提供给选自容器901的任何一个容器，在支撑空气管144上容器901相对于下部管件618被安装在近侧容器端部处。支撑空气管144较强的适于支撑和保持容器901的材料制成。太阳跟踪系统13还包括第二伺服机构150，该第二伺服机构被布置在壳体159内，并且被构造用于设定第二多向气流阀152，以经由对应的支撑空气管144从压缩机700向选定的容器901供应空气。
[0202] 在操作中，空气从压缩机700经由管件143被提供给第二多向气流控制阀152。该阀152与轴承155a和155b相关联，这些轴承与经由轴154连接至第二伺服机构150的阀152的旋转部分相连。在图1D中，第二伺服机构电联接至控制器135。控制器135尤其响应于由太阳跟踪感应器(图1A中为450)所生成的太阳跟踪信号并且生成针对控制器连接器开关140的指示信号，以启动第二伺服机构150，并且转动第二多向气流控制阀152的旋转部分来将压缩机700与其中一个管件144连通。一旦阀152将压缩机700连通至所需的管件144，控制器135则生成用于启动压缩机700的信号，以便将空气送入对应的容器901中。
[0203] 送入容器内的空气增加了容器内的空气压力。容器内增加的压力将液体从该容器推出，经由对应的液体连通管146进入其他容器，由此沿所需的方向来移动系统10的质心，并且倾斜系统10的主轴。在沿所需方向倾斜和定位系统之后，容器内的过多的空气压力降低。为此，太阳跟踪系统13包括布置在容器远端处的容器开口148，用于释放过多空气。
[0204] 根据一种实施方式，容器901具有弯曲形状，以便总是将开口148保持在液位上方。例如，容器901可以具有大致香蕉状的形状，其中容器开口148相对于下部管件618布置在容器901的远端处。尽管在图15中示出了容器的大致三角形的横向横截面，通常来说，容器901可以具有任何所需形状的横向横截面，例如任何多边形、圆形或椭圆形形状。
[0205] 根据另一实施方式，为了将开口148总是保持在液位上方，开口148可以与开口管道921相连。因此，管道921的一端与开口148相连，而开口管道921的管道开口端借助漂浮件922总是保持在液位上方。应该理解的是，为了操作太阳跟踪系统13，需要使空气流入容器921的流动速率大于空气流经由开口148释放的流动速率。
[0206] 根据一种实施方式，为了保持液体连通在液位下方通过，并且避免在容器901之间传输空气，太阳跟踪系统13还可以包括布置在容器901中的液体流通管道934。液体流通管道934的一端与液体连通管146相连，而液体流通管道934的另一端通过使用附接至液体流通管道934另一端上的下沉件933而总是保持在液位下方。下沉件933具有足以使液体流通管道934的另一端保持浸泡在液体905中以处于液位下方的重量。
[0207] 还应该注意的是，容器901内的液体重量还被用作
配重，以将装置的重心向下移动至系统的底部，由此增加系统的机械
稳定性。
[0208] 如上所述，可控空气压缩机700尤其负责供应和保持柔性反射镜的柔性可充气框架(图1A中为282)内的压缩空气。而且，压缩机700用于向空气容器502提供压缩气体，空气容器用于提供压缩气体用于启动
气动阀550，如参照图2所描述的。因此，根据本申请的一种实施方式，第二多向气流控制阀152可以是5向气流控制阀。在这种情况下，可以使用3个5向气流控制阀来相应地以可控方式将压缩机700经由
压力容器管道505(经由
单向阀506连接至压缩容器502)联接至压缩容器502，并且经由用于填充柔性反射镜200的管道145联接至第一多向阀(图9中为91)。
[0209] 布置在下部管件618底端处并且连接于其上的壳体159可以尤其包含压缩机700、控制器135、压缩容器502和单向阀506。壳体159可以通过由适于抵抗恶劣大气条件以保护电子件或其他部件免受损坏的材料制成的单件或若干件构成。
[0210] 现在参照图17A至17C，其示意性示出了根据本发明的几种实施方式的系统10的安装可能性。系统10可以具有相对于常规的太阳能利用系统来说较轻的重量。这种特点允许进行新颖的利用和安装，这些对于传统的太阳能系统来说是不可能的。
[0211] 图17A示出了系统10在屋顶区域1101上的安装示例，系统10重叠在该区域上，由此可以利用比屋顶区域1101更多的区域用于太阳辐射。
[0212] 图17B示出了系统10在支腿1160上的安装示例。这样的安装例如可以在公园中的树丛中、畜牧场和儿童游乐场等进行使用，而无需任何屏障或栅栏，这是因为不产生任何电或者因热量引起的危险。支腿1160的长度可以被调整为与安装场地相适应。必要时，该系统10可以被升高，从而为物体在系统10下方通过留出足够的空间。系统10可以是轻型的，并且当收合至关闭状态时具有较小的尺寸，因此使其便于携带并且可以容易地进行运输和重新定位。可充气反射镜可以被拆除、放气和储存，以便进行运输。系统重量可以少于2
0.5kg/m 的太阳能接收反射镜200。
[0213] 由于使用运动传感器(图1A和1D中的420)，“花式”系统10可以在人或牲畜接近时自动关闭。
[0214] 应该理解的是，适当地放置该系统可能会为动物和
植物植被提供有用的阴凉。这种设置可以避免占用公共或者个人土地进行太阳能系统的安装，并且由此不需要铲除任何给定位置处的生命物种。
[0215] 图17C示出了系统10在公共灯柱1161上的安装示例。
[0216] 现在参照图18A和图18B，其示出了根据本发明的一种实施方式将系统10安装在不同的缆绳系统上，以便进行竖直和水平安装的简化示意图。如图18A所示，系统10被定位在竖直缆绳1262上，这些缆绳由气球1263向上保持。通过这种方式，竖直的发电站可以建立在这样的地点中，诸如摩天大楼、工厂、钻井平台以及其他这样的位置，在这样的位置处耗电需求非常高。图18B示出了系统10在房屋1264之间的绳网1265上的水平安装示例。
[0217] 现在参照图19A和图19B，它们对应地是根据本发明的不同实施方式的安装有多个系统(图1A中为10)的缆绳1302的竖直构造和缆绳823和1314的水平构造的简化示意图。图19A示出了3个绳缆(图18A中为1262)的支撑件的更具体的视图。这种安装提供了整体稳定性，并且避免当风向改变时，系统10发生旋转。
[0218] 同时参照图14和19A，系统10经由轴承座800的套筒811被连接至缆绳823。这些缆绳823可以在缆绳的一端处被固定在这些套筒811的开口812中并且被固定至竖直缆绳1302上。
[0219] 同时参照图14和图19B，示出了根据本发明的一种实施方式的缆绳1314的
蜂巢状网上的系统安装的更具体视图。该系统10经由轴承座800的套筒811被连接至水平缆绳1314。
[0220] 应该理解的是，本发明的系统可以以机械方式与许多其他缆绳构造竖直或水平相连，由此形成线或网。
[0221] 现在参照图20A和20B，在定位过程中，系统10的高度方向可以在较广的倾斜角范围下进行更改。必要时，为了跟踪太阳201，安装缆绳201可以因太阳能接收器的花瓣状形状而被放置在柔性反射镜200之间。
[0222] 参照图21，流程图示出了根据本发明的一种实施方式利用图1A的系统将太阳能转换成电能、热能或者反射光线的方法。装置的利用包括但不限于以下方面：
[0223] 1)将太阳光束反射和聚集到处理区域，如曲面镜上，其中心位于主轴上。
[0224] 2)反射太阳射线到诸如平面镜的远端区域，用于开发。例如，在基于太阳能塔的储热/发电设施中，或者在基于太阳能塔的高温炉中。
[0226] 4)在焦点附近布置任意类型的光伏(PV)元件装置：利用包括cSi、AsGeIn、碳等的yny类型的元件。
[0227] 上部中心管500形成用于太阳能接收器的底座，太阳能接收器可以是已在前面具体描述的冠部1000或者是任何其它类型的热或所聚集的光的处理机、马达、发电机、换热器等。这些类型的能量处理装置可以使用被动空气冷却方法，而不需要马达或者
涡轮机。当具有涡轮机的马达用于产生气流并且可以被放置在上部中心管500内时，这些类型的能量处理装置还可以使用主动空气冷却。太阳能聚光器12(或者其他的能量处理装置)可以在系统装置10仅用于反射太阳光的情况下被完全拆除。
[0228] 当不存在/存在少量太阳能或者存在任何危险时，在关闭接收表面的过程中，步骤1402关闭反射镜200的花的接收表面，以保持表面清洁。
[0229] 在打开步骤1404中，当太阳能大于预定的
阈值时，打开
反射器200的花。
[0230] 在移动接收表面的步骤1406中，反射镜200的接收表面围绕两个轴线进行旋转，以将太阳能接收量提高到最大可能的能量。
[0231] 在反射和聚集步骤1408中，所接收到的能量从接收表面被反射和聚集到冠部1000的聚光区域中。
[0232] 在吸收所聚集的能量的步骤1410中，所聚集的能量利用连续的冷却被吸收。
[0233] 在转换步骤1412中，所吸收的能量被转换成直流电。
[0234] 在第二转换步骤1414中，所吸收的能量被转换为热能。
[0235] 在加热空气的步骤1416中，空气被加热以提高气流速率5。
[0236] 在提高冷却速率的步骤1418中，冷却速率被提高。
[0237] 在转变为交流电的布置1420中，步骤1412中的直流电被转变为交流电。
[0238] 在使用/运输步骤1430中，步骤1420中所产生的交流电被使用和/或被输送和/或被储存。
[0239] 在使用或储存直流电的步骤1432中，直流电被使用或储存。
[0240] 在吸收所有所聚集的能量的步骤1424中，所有来自步骤1408的被聚集的能量被吸收。
[0241] 在使用所有被转换的热能的步骤1428中，所有被转换的热能被使用。
[0242] 在反射步骤1422中，接收到的光线被反射，而不进行聚集。
[0243] 在使用反射光线的步骤1426中，反射光线被使用。
[0244] 现在参照图22，该图是根据本发明的一种实施方式的用于冷却图1A的系统的太阳能聚光器(冠部)12的方法的简化流程图1500。
[0245] 在冷空气进入的步骤1502中，冷空气从反射镜200下方区域进入装置10。
[0246] 在空气流动步骤1504中，空气经由中心管500以
层流方式进行流动。
[0247] 在空气抽吸步骤1506中，空气被吸入系统。
[0248] 在空气引入螺旋锥体的步骤1508中，空气进入太阳能聚光器12的圆形狭缝(图12中为126)(即螺旋锥体)中，以便促进形成冷却空气的漩涡过程。
[0249] 在冷却空气流动步骤1510中，冷空气在范围为-50℃>T>50℃的温度下流经太阳能聚光器12的冠部，由此部分地冷却该冠部。
[0250] 在热空气螺旋状流动的步骤1516中，热空气(处于高于50℃的温度T下)在太阳能聚光器12(冠部)中螺旋状流动，由此冷却该冠部。
[0251] 在空气流出的步骤1520中，空气流出系统10，流至大气中。
[0252] 现在参照图23，其示出了根据本发明的一种实施方式的用于主动保护系统(图1A中的10)免受靠近其的物体(可能会损坏系统)影响的方法的简化流程图1600。
[0253] 在传感器检测运动的步骤1602中，运动传感器(图1D中的420)检测外部运动。
[0254] 此后，在运动检查步骤1604中，传感器进行检查，以辨别是否存在运动。在处理步骤1606中，处理器处理矩阵数据。
[0255] 在存储输出的步骤1608中，处理器存储来自步骤1606的输出。
[0256] 在删除步骤1610中，删除矩阵数据。
[0257] 在检查运动危险的步骤1612中，检查是否运动存在危险。
[0258] 如果存在危险，系统10在关闭装置的步骤1614中关闭。
[0259] 现在参照图24，其是示出了根据本发明的一种实施方式，用于跟踪太阳移动的方法的简化流程图1700。
[0260] 在感应步骤1702中，太阳跟踪传感器(在图1D中为450)接收与太阳运动相关的输入。
[0261] 在传感器输出步骤1704中，太阳跟踪传感器450输出来自3个光伏电池(图11和12中为1006)的3个独立的
电流I1、I2和I3。
[0262] 在处理步骤1706中，控制器135比较I1、I2和I3的大小。
[0263] 在第一检查步骤1708中，处理器进行检查以查明是否电流I1、I2和I3均小于阈值。
[0264] 在关闭装置的步骤1710中，太阳能接收器11被关闭。
[0265] 在第二电流检测步骤1714中，由控制器135根据共同的数值来比较I1、I2和I3的值。如果这些值大部分是相同的，则执行后续步骤。
[0266] 在适当位置步骤1730中，系统10处于适当位置中并且继续等待步骤1740。
[0267] 在第二电流检查步骤1714中，查明是否I1、I2和I3中的任何一个的值都是与预定范围内的其他值是不同的。
[0268] 在角度计算步骤1716中，通过处理器来执行角度计算。
[0269] 在时间比较步骤1718中，I1、I2和I3的值与它们之前的值进行比较，如果它们随时间变化太快，则装置处于强风中，并开始执行主动关闭。
[0270] 在执行旋转的步骤1720中，如之前参照图15和16所描述的一样，系统10借助太阳跟踪系统13进行旋转。
[0271] 在等待步骤1740中，处理器等待时间t。
[0272] 现在参照图25，该图是根据本发明的一种实施方式的用于定位系统(图1A为10)的方法的简化流程图1800。整个方法由两个主要阶段形成。第一主要阶段包括准备步骤1820并且包括在处理器中进行计算和设定数值。在该阶段中系统10不发生运动。第二主要阶段包括在容器901中泵送空气，并且定位1850系统，该步骤是容器之间输送液体以及倾斜系统10的物理过程。
[0273] 阶段I–准备1820
[0274] 在位置数据发送步骤1826中，
位置传感器450向控制器135发送数据。
[0275] 在处理器单元分析步骤1828中，控制器135进行分析，从哪个容器901向哪个另外一个容器901输送液体。
[0276] 在处理器发送步骤1830中，处理器141经由控制器连接器开关135向供电单元120发送电脉冲。
[0277] 在功率放大步骤1834中，控制器连接器开关135准备电压并且将空气阀152(通过使用第二伺服机构150)设定给适当的容器901，以增加该容器内的空气压力，由此启动适当的容器以向其他容器输送液体。
[0278] 在脉冲发送步骤1836中，处理器141向供电单元120发送电脉冲。
[0279] 在供电单元放大步骤1838中，控制器连接器开关135准备电压，并且通过第二伺服机构150将空气阀152设定至适当的容器901。
[0280] 阶段II-泵送和定位1850
[0281] 在处理器发送电脉冲步骤1852中，处理器单元135向供电单元120发送电脉冲。
[0282] 在功率放大步骤1854中，供电单元放大电功率并且运行空气压缩机700。
[0283] 在空气流动步骤1856中，空气流动到选定的容器901中并且将液体推入下一个容器901。
[0284] 在流体流动步骤1858中，流体905从选定的容器流经流体管146，流至另一个适当的容器901。
[0285] 在流体团步骤1860中，液体团905改变系统10的重心，并且系统进行转动并被重新引导至新的最适合的位置。
[0286] 因此，那些与本发明相关的本领域技术人员可以理解，虽然本发明已经在优选实施方式方面进行了描述，本公开所基于的概念可以容易地被利用来作为用于设计其他结构以及实现本发明的一些目的所需过程的基础。
[0287] 本发明不限于发电，因此太阳能利用系统还可以被用于加热位于太阳能聚光器的冠部区域中的物体。
[0288] 此外，应该理解，本文中所用的措辞和术语是为了进行描述，而不应被看做是进行限制。
[0289] 在方法
权利要求中，用于
指定权利要求步骤的字母字符只是处于便于说明的目的，而并不意味着任何执行这些步骤的特定顺序。
[0290] 因此，重要的是，本发明的范围不被看做是被前面所提及的说明性实施方式所限定。在本分明的范围(如在附带的权利要求和其等同物中所限定的)内可以进行其他改变。
