用于收集太阳辐射的装置的制造方法
用于收集太阳辐射的装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及用于收集太阳辐射的装置。
技术领域
[0002]现有的太阳能系统具有几个缺点。
[0003]具体来说，现有的太阳能系统一般需要大型的水平表面，例如天台或者类似的地方，来将其安放。如此大型的水平表面并不总是能找到的，尤其是在多建筑的城市环境中。
[0004]此外，现有的太阳能系统在恶劣天气中容易被损坏。
[0005]此外，现有的太阳能系统通常本质上是静态的，因此不适用于太阳划过天空运行时太阳辐射的收集最大化。
[0006]具体地，美国专利公开文献4028893号公开了基本如图1所示的现有技术装置。该申请的公开涉及使用杯捕捉运动气体的运动。然而，该申请公开的装置具有上述提到的包括在恶劣天气中容易受到损坏的缺点。例如，该申请公开的装置不是水平安置的太阳能收集器，在大风中不能够被收起，这会导致该装置尤其是太阳能收集器容易损坏。
[0007]此外，美国专利公开文献2010/0282315号公开了基本如图2所示的现有技术装置。该文献公开的装置试图通过V形槽来使太阳能的收集达到最大限度。然而，这样的装置同样具有在恶劣天气中容易损坏的缺点。具体地，该装置的大断面使得该装置容易在高风速下受到挤压。此外，该装置不是特别适合用于太阳划过天空移动时太阳辐射的最大化收集。具体地，该文献公开装置的全部的太阳能收集器只能根据一个方向定位，然而能够捕捉从不同方向诸如从云层反射建筑物反射等等发出的光，将会成为优势。此外，太阳能收集器容易在诸如雹暴等情况下受到损坏。
[0008]此外，PCT国际公布W02007109901公开了一种用于太阳能收集器的支撑结构，该支撑结构具有用于每个太阳能收集器的枢转安装件。然而根据该公布的装置同样具有易受到风切变等影响以及在恶劣天气中不能收起的缺点。
[0009]本发明试图提供一种用于收集太阳辐射的装置，该装置将克服或至少充分改善一些现有技术中的缺陷，或试图至少提供一种替代方案。
[0010]应当理解的是，任何在此引用的现有技术?目息，无论是在澳大利亚或者在其它任何国家，并不成为承认任何信息构成本领域公知常识的一部分。
【发明内容】
[0011]根据一方面，本发明提供了一种用于收集太阳辐射的装置，所述装置包括至少一个太阳能收集器，其中，所述装置在使用时配置为展开配置和收起配置，所述展开配置用于通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。
[0012]有利地，所述装置具有可在展开配置和收起配置中进行配置的灵活性。
[0013]优选地，所述装置还可以包括基本竖直的支撑结构。
[0014]有利地，所述竖直支撑结构在展开配置下提供支撑。
[0015]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够折叠的。
[0016]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够竖向折叠的。
[0017]有利地，所述竖直支撑结构可以被折叠起来以减少天气带来的损坏。
[0018]优选地，所述基本竖直的支撑结构包括剪式机构。
[0019]有利地，所述剪式机构为所述基本竖直的支撑结构在展开配置和收起配置下均提供了稳定的支撑。
[0020]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够伸缩的。
[0021]有利地，所述基本竖直的支撑结构的长度能够被调整。
[0022]优选地，所述装置还包括与所述支撑结构联接的基座，其中所述基座可转动地联接于所述支撑结构。
[0023]优选地，所述装置配置以使所述支撑结构转动，以通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。
[0024]有利地，所述装置可以跟随太阳转动，用于太阳辐射最大化的收集。
[0025]优选地，所述基座包括使用时适用于容纳电子元件的内部空间。
[0026]有利地，所述电子元件能被安全且方便地容纳以供使用。
[0027]优选地，所述基座包括使用时适用于容纳一个或多个储能设备的内部空间。
[0028]有利地，所述一个或多个储能设备能被安全且方便地容纳以供使用。
[0029]优选地，所述基座包括用于连接至少一个支撑臂的至少一个连接件。
[0030]有利地，所述至少一个连接件允许更多的太阳能收集器连接至所述装置以用于收集太阳辐射。
[0031 ]优选地，所述至少一个太阳能收集器包括至少两个面板。
[0032]有利地，用于收集太阳辐射的表面面积可以增加。
[0033]优选地，所述至少两个面板之间的角度在使用时是能够进行配置的。
[0034]优选地，所述至少一个太阳能收集器还包括在所述至少两个面板之间的铰链。
[0035]有利地，太阳能面板的角度可以根据太阳的位置进行调整。
[0036]优选地，所述铰链为活动铰链。
[0037]有利地，太阳能面板绕所述铰链的转动可被自动控制。
[0038]优选地，所述活动铰链包括电力致动器。
[0039]有利地，太阳能面板绕所述铰链的转动可被电气控制。
[0040]优选地，所述活动铰链包括用于接收给电子元件的控制信号的控制接口。
[0041]有利地，所述控制接口允许简易安装。
[0042]优选地，所述铰链能够使得面板与面板相对于彼此成大于180°的角度。
[0043 ]有利地，所述太阳能电池板能以任意角度转动来最大化的收集太阳辐射。
[0044]优选地，所述活动铰链适用于将每个电池板独立定位。
[0045]有利地，所述太阳能收集器可灵活定位以收集太阳辐射。
[0046]优选地，所述至少一个太阳能收集器包括至少一个面板，其中所述面板绕枢转轴线在枢转范围内能够自由枢转。
[0047]有利地，所述太阳能收集器的面板绕枢转轴线是能够转动的。
[0048]优选地，所述枢转轴线与所述至少一个面板的延长轴线平行。
[0049]有利地，所述太阳能收集器的面板绕所述至少一个面板的延长轴线是能够转动的。
[0050]优选地，所述装置还包括至少一个适用于支撑所述至少一个太阳能收集器的支撑臂。
[0051]有利地，可以很容易地将太阳能收集器分散，用于最大化地收集太阳辐射。
[0052]优选地，所述装置还包括在所述至少一个支撑臂和所述至少一个太阳能收集器之间的连接件。
[0053]有利地，所述至少一个太阳能收集器能很好地支撑到至少一个支撑臂。
[0054]优选地，所述连接件大致位于所述至少一个支撑臂的末端处。
[0055]优选地，所述连接件大致位于支撑臂的中间。
[0056]优选地，所述连接件在使用时是可选择性拆卸的。
[0057]有利地，所述太阳能面板是可进行配置的。
[0058]优选地，所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的转动。
[0059]优选地，所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的角度。
[0060]有利地，所述至少一个太阳能收集器可以绕所述连接件转动，以最大化太阳辐射的收集。
[0061]本发明还公开了其他方面。
【附图说明】
[0062]尽管还有其他任何落在本发明范围内的形式，下面将参照附图，仅通过实施例的方式描述本发明的优选实施方式，其中:
[0063]图1-3示出了现有技术的布置；
[0064]图4示出了本发明一实施例的用于收集太阳辐射的装置;且
[0065]图5示出了本发明另一实施例的用于收集太阳辐射的装置；
[0066]图6示出了本发明一实施例的包括多个图4中装置的系统；
[0067]图7示出了本发明一实施例的图4中装置的太阳能收集器；
[0068]图8示出了本发明一优选实施例的用于收集太阳辐射的装置；
[0069]图9示出了不带有太阳能收集器的图8中的用于收集太阳辐射的装置；
[0070]图10示出了本发明一优选实施例的支撑臂和关联的太阳能收集器；
[0071]图11示出了本发明一优选实施例的图10中的支撑件，其中太阳能收集器绕连接点转动；
[0072]图12和图13示出了本发明一优选实施例的在太阳能收集器的面板之 间的铰链及面板与面板之间相对于彼此小于180°和大于180°的布置；
[0073]图14示出了本发明一实施例的包括三个太阳能收集器的图10中的支撑臂；
[0074]图15示出了可绕枢转轴线灵活转动以抵御风切变的太阳能收集器面板；
[0075]图16示出了本发明另一实施例的用于收集太阳辐射的可折叠装置；
[0076]图17示出了本发明另一实施例的图16中在折叠配置下的可折叠装置；
[0077]图18示出了本发明另一实施例的位于太阳能收集器的面板之间的两个铰链；
[0078]图19示出了适应面板任意大小的框架设计。
【具体实施方式】
[0079]应该注意的是，在下面的实施例中，不同实施例中的相同或者相似的附图标记指示相同或者相似的特征。
[0080]收集太阳辐射的装置
[0081]转向图4，其示出了一种用于收集太阳辐射的装置100。在一个优选的实施例中，装置100包括基本竖直的基座105。通常，竖直基座105大约高5米。然而，应当注意的是，基座105可以根据实际应用具有任何适宜的高度。
[0082]如图4所示，竖直基座105包括对靠的半圆筒，这不仅在审美上令人愉悦，而且还为后续即将更加详细的描述的实施例提供了用于收放多个太阳能收集器110的凹处。应当注意的是，竖直基座105可以包括用于降低风切变的开孔。
[0083]装置100在能量吸收和对天气的应变力(包括对风切变和天气损害的应变力)方面提供了优点。而且，装置100在收集太阳辐射方面提供了额外的美学优势。通常，装置100能够适于在建筑环境中(例如屋顶上、街灯杆上等)改进。此外，装置100可以部署于其他环境中(不限于外太空飞船上)以在只需少量维护并且对损坏具有充分的鲁棒性的情况下传递更多的能量。
[0084]应当注意的是，与图4给出的结构不同，基座105可以具有不同的结构。特别的，参考图5，示出了一种可选的实施例，其中基座105包括基本竖直的基座105，所述基本竖直的基座105包括成形的且交织的导管。在本实施例中基座105具有低横截面的优点，从而可以降低风切变。
[0085]然而，应当注意的是，在其它实施例中，基座105并不必要为竖直的而可以具有诸如水平延伸的基座105的其它结构，以例如适合于从建筑结构沿边延伸。基座105也可以为可折叠的架构。
[0086]至少有一个太阳能收集器110与基本竖直的基座105联接，所述至少一个太阳能收集器110适用于收集太阳辐射。
[0087]根据具体情况可以采用不同的太阳能收集器110。在一实施例中，太阳能收集器110可以包括适于将太阳辐射转化为电流的光伏结。就这点而言，装置100可以包括必不可少的用于将电源转化为可用的电源的逆变器。此外，装置100可以包括用于将电源从太阳能收集器110穿过基座105进行传输的合适的电线。在下文将更加详细叙述的一实施例中，太阳能收集器110可以为可枢转的和/或基座105可以为可旋转的以允许所述至少一个太阳能收集器110根据太阳的位置进行重新定位。就这点而言，装置100适用于以使电线适于桥接枢轴和装置100的旋转点。就这点而言，任一的电线可以是灵活的以能够桥接每个太阳能收集器110的枢轴点。此外，装置可以包括一个可旋转的电气连接器以在不损害与太阳能收集器110的电气连接的情况下允许基座105的自由转动。
[0088]在一可选实施例中，所述至少一个太阳能收集器110包括一个太阳能收集器导管(未示出)，其中，在使用时所述太阳能收集器导管适用于传输能量吸收流。
[0089]通过这种方式，装置100适用于加热流体(例如，水或者其它合适的溶剂)，包括用于加热热水箱等的目的。如此，基座105包括一个与太阳能收集器110的太阳能收集器导管流体连通的能量吸收流导管(也未示出)。在一实施方式中，装置100还包括用于从太阳能收集器导管和能量吸收流导管抽吸能量流的栗，例如电动栗。
[0090]在其他实施例中，装置100并不必要包括栗，而代替的依赖于对流。在上述与光电主体相关的一实施例中，可以适用太阳能收集器导管和能量吸收流导管以便不妨碍与基座105连接的太阳能收集器100的旋转性。
[0091]在一优选实施例中，装置100可根据太阳的位置进行配置以增加所述至少一个太阳能收集器110的太阳能收集能力。
[0092]在一实施例中，基座105是可旋转的。通过这种方式，当太阳沿轨道划过天空时，基座105转动以将太阳能收集器110定位于有利于太阳能收集的位置。
[0093]此外，或者可选地，每个太阳能收集器可以沿至少一个轴线与基座105结合。特别地，参照图7，太阳能收集器110包括枢轴405。优选地，枢轴405适用于允许太阳能收集器110沿垂直轴线和水平轴线定位。在图7给出的实施例中，枢轴405大致位于太阳能收集器110处。然而，枢轴405可以大致位于装置100的基座105上，其中，太阳能收集器110通过阀杆410与枢轴405联接。
[0094]现在，为了根据太阳的位置安装装置100，装置100还可以包括位置致动器。
[0095]在一实施例中，位置致动器(未示出)适用于根据太阳历简单安置装置100。例如，位置致动器可以根据已知的太阳的位置定位太阳能收集器110和/或基座105。就这一点而言，位置致动器可以是电动的，例如，被电子控制器控制，或者位置致动器可以为机械的，例如，可以是被发条装置或者类似物所驱动。
[0096]其中，位置致动器根据太阳历定位，装置100根据特殊的结构进行安装。然而，在一可选实施例中，装置100还包括太阳追踪器(未示出)，太阳追踪器包括适用于感知太阳位置的太阳传感器。通过这种方式，装置100不需要以任何特殊的方式进行配置，其中，不论太阳的实际位置在哪儿太阳追踪器都会自动追踪太阳。此外，通过这种方式，太阳追踪器可以是电动的，并被电子控制器所控制(未示出)。就这一点而言，太阳追踪器可以包括感知太阳位置的太阳传感器。这样的太阳传感器可以通过在载板(shield)两侧设置微分光感应器(例如光电二极管、光电晶体管等)的方式实现，其中每个微分光感应器之间的电流不平衡被放大以实现控制发动机或者类似物纠正不平衡的目的。典型地，每个轴向采用一对微分光感应器，其中由两个载板分开(呈X形)的四个光感应器适用于允许在垂直和水平两个方向上对太阳的追踪。
[0097]可选地，太阳追踪器可以是包括机械辐照压差致动器的机械太阳追踪器。特别地，装置100包括压差致动器，压差致动器包括适用于根据温度膨胀的流体。这种压差致动器会简单的围绕载板设置。通过这种方式，载板会给其中一个压差致动器投下阴影，其它的压差致动器则被辐照并且升温。这样会在不同压差致动器之间造成压差以允许装置100的机械调整(例如，通过液压致动器)。
[0098]再次参照图4，太阳能收集器110可以是基本呈凹形的，特别的具有基本呈V字形的横截面。通过这种方式，太阳能收集器110适用于收集反射的太阳光和从邻近的太阳能收集器110部分上反射来的反射太阳光。太阳能收集器110能够被调节以适应任何尺寸的(多个)太阳能电池板。为了进一步的适应任意尺寸的太阳能电池板来应对增加的太阳辐照的表面积的，图9示出了另一种可能的框架设计。
[0099]再次参照图4，装置100包括多个太阳能收集器110。就这点而言，每一个太阳能收集器110可以定位成使得在所述多个太阳能收集器110的其他收集器上的投影最小化。这种定位可以是固定的位置或者动态定位，其中，典型地，与上部的太阳能收集器110相反，下部的太阳能收集器110会向外延伸更远以使所有的太阳能收集器110接收到相同量的太阳辐射。就这点而言，每个太阳能收集器的阀杆410例如通过合适的延伸致动器(无论是通过固定延伸长度，还是变化的延伸长度)可以相似的方式延伸。
[0100]在一实施例中，装置100可配置为收集形态，其中至少一个太阳能收集器110被展开以收集太阳辐射，以及可以配置为堆积形态，其中至少一个太阳能收集器110被收起。通过这种方式，在恶劣天气例如具有高风速、低日光水平等天气期间装置100可以被收放起来。
[0101]所述装置是可手动折叠的，例如通过包括合适的控制杆(未示出)或者类似物的方式。可选地，装置100可以自动化的方式被收放，其中装置100包括与延伸致动器(也没有示出)可操作联接的天气传感器(例如风向标或者太阳辐射水平仪)以使装置的配置自动化 。
[0102]在收起配置中，太阳能收集器110可被收放起来。可选地，或者附加地，基座105可以被折置。
[0103]正如上文提及的，并参考图1给出的实施例(其中，基座105包括共同协作的半圆柱体)，在收起配置中，所述至少一个太阳能收集器100可收放到每个半圆柱中。当然，根据具体情况，可以应用其它的收起配置。例如，参考以上描述的实施例，其中太阳能收集器110基本呈V字形，太阳能收集器110适用于在收起配置中折叠到一块，就像捕蝇草一样。
[0104]同样，在收起配置中基座105可能会折叠。在该实施例中，基座105可以是可伸缩的或者可以包括剪式机构。
[0105]太阳能收集器系统
[0106]参见图6，太阳能收集器系统300包括多个协同设置的装置100。这种系统300适用于需要增强的太阳辐照吸收的应用，或者适用于在较大房地产中部署所述系统300的应用。在系统300中，每一个装置100可以根据太阳的位置独立转动。可选地，或者附加地，系统300的基座310同样可以被配置以旋转。同样地，在一实施例中，正如在图3中明显给出的，多个装置100中的每一个可被部署在延伸部305的顶部以允许每个装置部署在不同的高度以最大化太阳能的收集。这样的延伸部305的延伸长度可以是固定或者变化的。
[0107]优选实施例
[0108]向前参见图8，描述了优选实施例。应当注意的是这里描述的这些实施例仅仅是更佳的实施例，并且不能将任何技术局限性转嫁于所要求保护的发明的范围。
[0109]特别的，参考图8，根据第一优选实施例描述了装置800。图6展示了具有折叠特性的第二优选实施例，并且这会在后续的实施例中更详细的描述。
[0110]显然，装置800包括多个太阳能收集器110。在图8给出的实施例中，装置800呈现的展开配置中太阳能收集器110被部署以最大化太阳辐射的收集同时最小化风切变的影响。装置800将会在良好天气时呈现展开配置以最大化可获得的日光的捕获，其中太阳能收集器110被安置并定位以朝向太阳，避免给邻近的太阳能收集器110投射阴影等。在如高疾风等的恶劣天气中，装置800可呈现为收起配置，这将在后续进行更加详细的描述。
[0111]装置800包括多个支撑臂805，支撑臂805将在以后更加详细的进行描述。支撑臂805适用于支撑至少一个太阳能收集器。正如将在下面更加详细描述的，支撑臂805适用于支撑多于一个太阳能收集器，并且在优选实施例中，根据实际情况支撑臂包括用于连接太阳能收集器110的多个连接点。支撑臂805在使用时是可配置的以设置相应太阳能收集器110的位置与方向。
[0112]装置800还包括支撑结构810或者“支柱”以向装置800提供硬度与力量。在给出的实施例中，支撑结构810包括盘旋结构，不仅提供了结构特性还提供了美学特性。
[0113]装置800还包括基座815。在给出的实施例中，基座815基本呈圆柱状。在一优选实施例中，支撑结构810能够通过一个适当的机械联接(例如，上部和下部的圆筒轴承)以沿基座815的轴向旋转。显然，上部和下部圆筒轴承被向内部突出的支架所支撑。
[0114]基座815和支撑臂805适用于允许装载附加电子设备，例如逆变器、控制器、电池等。
[0115]参考图9，为了视觉上更加清晰，示出了去除了太阳能收集器110的装置。装置800包括多个配置为展开配置的支撑臂805。
[0116]每个支撑臂805可包括一个用于与末端太阳能收集器110连接的末端连接件825。此外，每个支撑臂805可包括一个万向轴835，万向轴835可用于配置末端连接件825的方向。应该注意的是，当万向轴835与末端连接件825邻近设置时，万向轴835可位于支撑臂805的不同位置。在一些实施例中，每个支撑臂805可包括不止一个万向轴835。
[0117]此外，每个支撑臂805包括多个中间连接件830。正如以后将详细描述的，中间连接件830适用于支撑中间太阳能收集器110(未示出)，这些存在的太阳能收集器110安装在支撑臂805上的任意一点而不是在末端连接件825上。
[0118]在一优选实施例中，每个支撑臂805都是标准化的以允许根据期望的结构配置每一个支撑臂805。以这种方式，支撑臂805的长度是可配置的。此外，中间连接件830的个数是可配置的。
[0119]装置800还可以包括基板820。显然，基板820基本呈圆形以允许支撑结构810的转动。就此而言，支撑结构810被紧固在基座820上以致这两部分同时转动。在其它实施例中，应该注意的是基板820可为其它形状，而且可被固定而不是可转动的。
[0120]在一实施例中，基板820可包括多个连接点，所述多个连接点可用于连接不同的支撑臂805等。
[0121 ]参考图10，其更详细地示出了支撑臂805。显然，支撑臂805通过末端连接件825与太阳能收集器110连接。显然，支撑臂805包括两个中间连接件830。
[0122]同样，在一实施例中，图10所示的支撑臂805基本以图9所示的方式进行固定。然而，在其它实施例中，支撑臂805可固定在支撑结构上，例如通过紧固件845固定在屋顶上。紧固件845能够永久的固定或者滑动的固定在支撑臂805上。
[0123]在给出的实施例中显示，一个活动铰链850连接在末端连接件825和太阳能收集器110之间。活动铰链850允许太阳能收集器110的面板的折叠。同样，在收起配置中，活动铰链850被配置以使太阳能收集器110的面板充分相对配合。相反地，在展开配置中，活动铰链850被配置以使太阳能收集器110的面板相互之间分开。
[0124]在一优选实施例中，活动铰链850包括一个电动机和合适的致动器以允许太阳能收集器110的面板的开合活动。正如上面所提及的，除了太阳能收集器110的面板的开合活动以外，末端连接件825也允许配置太阳能收集器110的角度和旋转。通过这种方式，太阳能收集器110可被定位于最合适的位置以最大化太阳辐射的收集。
[0125]类似地，对于中间连接件830，一个或者多个活动连接件850以及太阳能收集器110可以与中间连接件830连接。通过相似的方式，中间连接件830可适用于允许对太阳能收集器110的转动和角度的控制。
[0126]特别地，参考图11，示出了太阳能收集器110绕末端连接件825的转动。通过这种方式，当太阳沿轨迹划过天空时，太阳能收集器110可产生适当的角度和转动以从太阳捕获最大量的日光。任何时候或者恶劣天气时太阳能收集器110的面板可通过活动铰链850拉到一起以最小化损坏的可能性。
[0127]在一实施例中，活动铰链850被配置以使得面板同时活动。然而，在其它实施例中，活动铰链850可被配置以使得每个面板适用于独立移动与相关联的面板，以在太阳能收集器110的面板的可定位性上提供优势。
[0128]参考图12，在示出的实施例中，显然，单个的活动铰链850能够定位太阳能收集器110的面板大于180°分离。类似地，参考图13，单个活动铰链850定位太阳能收集器110的面板小于180°分离。两个太阳能收集器110都能够相对于彼此成角度转动。为了更大的灵活度和控制，作为可选的实施例图18中示出的双铰链可以用来独立地控制太阳能收集器110的面板。
[0129]参考图14，在示出的实施例中，太阳能收集器110不仅位于支撑臂805的末端连接件825处，还位于中间连接件830处。显然，在该配置中，太阳能收集器110是基本邻近的。为了在转动太阳能收集器110时不与邻近的太阳能收集器110接触，每个太阳能收集器110的活动铰链850可适用于在不同高度上定位太阳能收集器110的面板以允许转动。
[0130]在一实施例中，太阳追踪设备(为示出)可位于每个太阳能收集器110的至少一个面板的至少一个边沿上。通过这种方式，太阳追踪设备的测量结果可用于适当地定位太阳能收集器110。通过这种方式，每个太阳能收集器110可被从与每个太阳能收集器110关联的各自的太阳追踪设备接收的数据单独地控制。
[0131]为了克服来自猛击、风切变等的作用力，在图5所示的实施例中，面板是可枢转地移动的。特别地，在示出的实施例中，每个太阳能收集器110的面板围绕一个枢轴点855以允许每个面板承受风切变力。通过这种方式，整个装置800的风承受能力提升了。
[0132]参考图16和17，进一步示 出的实施例中示出了一个可折叠装置1600。可折叠装置1600提供了能够在不使用时(在恶劣天气等期间)收起的优势。特别的，图16示出了处于展开配置中的装置1600，其中太阳能收集器110是打开的以接收阳光。装置1600在晴朗的天气状况时将被配置为图示出的展开配置。
[0133]显然，装置1600包括剪式支撑架810。应当注意的是，剪式支撑架810被用以作为优选的实施例时，根据实际应用采用可折叠支撑架的诸如伸缩支撑架等其它形态。
[0134]当不使用时，或者恶劣天气等期间，剪式支撑架基本按照图17所示的情形折叠起来。通过这种方式，装置1600的高度和横截面积被缩减以有利地允许装置1600占据更少空间，为风切变等呈现更小的横截面积。图示出的实施例中，显然太阳能收集器110也处于闭合形态。
[0135]在一个实施例中，装置1600可包括天气传感器，例如，照度计、风向标等，以用来判断何时将装置1600折叠至收起配置。通过这种方式，装置1600的展开和折叠可根据当前的天气状况基本以自动化的方式执行。
[0136]解释
[0137]实施例
[0138]本说明书中，任意涉及一个实施例或实施例意味着关联该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的这些短语在各个位置的出现并不一定全都指代相同的实施例，但有可能指代相同的实施例。此外，本领域技术人员将从本公开中清楚的是，具体特征、结构、元素、动作、或特性可以按任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。
[0139]类似地，应当理解的是，在上述本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例、附图或其描述中被分组在一起，以简化本公开内容并且帮助理解各个发明方面中的一个或多个。然而，本公开的方法并不能解释为所反映的意图是所要求的发明需要的特征多于每个权利要求所明引述的特征。相反，如权利要求所反映的，创造性方面在于比前述所公开的单个实施例的所有特征少。因此，紧随【具体实施方式】的权利要求在此被引用到【具体实施方式】中，每一项权利要求其自身均可作为本发明单独的实施例。
[0140]此外，尽管此处所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的某些特征而不包括其他特征，但是，不同的实施例的特征的组合也在本发明的范围内，并且构成不同的实施例，这对于本领域技术人员来说是可以理解的。例如，在权利要求中，本文描述的任意实施例均可在任意组合的方式下使用。
[0141]不同对象实例
[0142]除非“第一”、“第二”、“第三”等序数词另有说明来描述共同的对象，否则本文所使用仅表明涉及到了相同对象的不同实例，且并不意味着所描述的对象必须是给定的序列的形式，也不是时间上、空间上、成队列或其他的任何形式。
[0143]具体细节
[0144]本文的描述中，提出了许多具体细节。然而，应当理解的是本发明的实施例可在无这些具体细节的情况下实践。在其他例子下，未详细描述众所周知的结构和过程，防止以不必要的细节混淆本发明的描述。
[0145]术语
[0146]在描述本发明如图所示的优选实施例时，为了清楚起见将采用特定术语。然而，本发明并不受到所选用特定术语的限制，且应当理解的是每个特定的术语都包括所有以类似方式操作并且获得类似结果的技术等同物。诸如“向前”、“向后”、“放射状”、“周边”、“向上”、“向下”等术语用作方便的词语以提供参考点，并不应解释为限制。
[0147]在权利要求书和本发明的前文描述中，除了上下文另外要求以外，由于明确的语言和隐含的意义，术语“包含”或其变形用于包含在内的情形，即把陈述的特征列入本发明的多个实施例中，但并不排除存在其他的特征。
[0148]本文所使用的术语“包括”的任意一种同样是意思为至少包括该术语后的元件/特征，但并不排除其他。因此，包括的同义为包含。
[0149]发明的保护范围
[0150]因此，尽管已经描述了本发明的优选实施例，然而本领域技术人员应当认识到，可以在不背离本发明的范围和精神的前提下可以对其进行各种修改和变化，其目的在于将这些变化和实施例均落入本发明的范围内。例如，任何上述给出的规则仅代表可以使用的程序。可以从流程图中添加或删除功能，在功能框图之间对操作进行互换。可以在所描述的本发明范围内方法中添加或删除步骤。
[0151]虽然参照了具体实例来描述本发明，本领域技术人员可以认识到，本发明可以通过许多其他形式来体现。
[0152]工业实用性
[0153]从前文将清楚得知，本发明描述的布置适用于太阳能行业。
【主权项】
1.一种用于收集太阳辐射的装置，所述装置包括至少一个太阳能收集器，其中，所述装置使用时具有: 展开配置，用于通过所述至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化;和 收起配置。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括基本竖直的支撑结构。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可折叠的。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可竖向折叠的。5.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构包括剪式机构。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可伸缩的。7.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置还包括与所述支撑结构联接的基座，所述基座可转动地联接于所述支撑结构。8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述装置使用时配置以使所述支撑结构转动，以通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括使用时适用于容纳电子元件的内部空间。10.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括使用时适用于容纳一个或多个储能设备的内部空间。11.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括用于连接至少一个支撑臂的至少一个连接件。12.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器包括至少两个面板。13.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少两个面板之间的角度在使用时是能够进行配置的。14.根据权利要求10所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器还包括在所述至少两个面板之间的铰链。15.根据权利要求11所述的装置，其中所述铰链为活动铰链。16.根据权利要求12所述的装置，其中所述活动铰链包括电力致动器。17.根据权利要求13所述的装置，其中所述活动铰链包括用于接收电力致动器的控制信号的控制接口。18.根据权利要求11所述的装置，其中所述铰链能够使得面板与面板相对于彼此成大于180°的角度。19.根据权利要求12所述的装置，其中所述活动铰链适用于将每个电池板独立定位。20.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器包括至少一个面板，其中所述面板绕枢转轴线在枢转范围内能够自由枢转。21.根据权利要求17所述的装置，其中所述枢转轴线与所述至少一个面板的延长轴线平行。22.根据权利要求1所述的装置，还包括适用于支撑所述至少一个太阳能收集器的至少一个支撑臂。23.根据权利要求19所述的装置，还包括所述至少一个支撑臂和所述至少一个太阳能收集器之间的连接件。24.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件基本位于所述至少一个支撑臂的末端处。25.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件基本位于所述支撑臂的中间。26.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件在使用时能够选择性地拆卸。27.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的转动。28.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的角度。
【专利摘要】本发明提供了一种用于收集太阳辐射的装置(100)，所述装置(100)包括至少一个太阳能收集器(110)，其中，所述装置(100)使用时具有：展开配置，用于通过所述至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化；和收起配置。
【IPC分类】F24J2/04, F24J2/38, F24J2/36, F24J2/52
【公开号】CN105492840
【申请号】CN201480047043
【发明人】班杜·冉吉思·库玛拉·奥比耶斯科瑞, 塔尼亚·格偌斯玛·奥比耶斯科瑞
【申请人】K-哈特国际私人有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月25日
【公告号】WO2014205488A1
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及用于收集太阳辐射的装置。
技术领域
[0002]现有的太阳能系统具有几个缺点。
[0003]具体来说，现有的太阳能系统一般需要大型的水平表面，例如天台或者类似的地方，来将其安放。如此大型的水平表面并不总是能找到的，尤其是在多建筑的城市环境中。
[0004]此外，现有的太阳能系统在恶劣天气中容易被损坏。
[0005]此外，现有的太阳能系统通常本质上是静态的，因此不适用于太阳划过天空运行时太阳辐射的收集最大化。
[0006]具体地，美国专利公开文献4028893号公开了基本如图1所示的现有技术装置。该申请的公开涉及使用杯捕捉运动气体的运动。然而，该申请公开的装置具有上述提到的包括在恶劣天气中容易受到损坏的缺点。例如，该申请公开的装置不是水平安置的太阳能收集器，在大风中不能够被收起，这会导致该装置尤其是太阳能收集器容易损坏。
[0007]此外，美国专利公开文献2010/0282315号公开了基本如图2所示的现有技术装置。该文献公开的装置试图通过V形槽来使太阳能的收集达到最大限度。然而，这样的装置同样具有在恶劣天气中容易损坏的缺点。具体地，该装置的大断面使得该装置容易在高风速下受到挤压。此外，该装置不是特别适合用于太阳划过天空移动时太阳辐射的最大化收集。具体地，该文献公开装置的全部的太阳能收集器只能根据一个方向定位，然而能够捕捉从不同方向诸如从云层反射建筑物反射等等发出的光，将会成为优势。此外，太阳能收集器容易在诸如雹暴等情况下受到损坏。
[0008]此外，PCT国际公布W02007109901公开了一种用于太阳能收集器的支撑结构，该支撑结构具有用于每个太阳能收集器的枢转安装件。然而根据该公布的装置同样具有易受到风切变等影响以及在恶劣天气中不能收起的缺点。
[0009]本发明试图提供一种用于收集太阳辐射的装置，该装置将克服或至少充分改善一些现有技术中的缺陷，或试图至少提供一种替代方案。
[0010]应当理解的是，任何在此引用的现有技术?目息，无论是在澳大利亚或者在其它任何国家，并不成为承认任何信息构成本领域公知常识的一部分。
【发明内容】
[0011]根据一方面，本发明提供了一种用于收集太阳辐射的装置，所述装置包括至少一个太阳能收集器，其中，所述装置在使用时配置为展开配置和收起配置，所述展开配置用于通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。
[0012]有利地，所述装置具有可在展开配置和收起配置中进行配置的灵活性。
[0013]优选地，所述装置还可以包括基本竖直的支撑结构。
[0014]有利地，所述竖直支撑结构在展开配置下提供支撑。
[0015]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够折叠的。
[0016]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够竖向折叠的。
[0017]有利地，所述竖直支撑结构可以被折叠起来以减少天气带来的损坏。
[0018]优选地，所述基本竖直的支撑结构包括剪式机构。
[0019]有利地，所述剪式机构为所述基本竖直的支撑结构在展开配置和收起配置下均提供了稳定的支撑。
[0020]优选地，所述基本竖直的支撑结构是能够伸缩的。
[0021]有利地，所述基本竖直的支撑结构的长度能够被调整。
[0022]优选地，所述装置还包括与所述支撑结构联接的基座，其中所述基座可转动地联接于所述支撑结构。
[0023]优选地，所述装置配置以使所述支撑结构转动，以通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。
[0024]有利地，所述装置可以跟随太阳转动，用于太阳辐射最大化的收集。
[0025]优选地，所述基座包括使用时适用于容纳电子元件的内部空间。
[0026]有利地，所述电子元件能被安全且方便地容纳以供使用。
[0027]优选地，所述基座包括使用时适用于容纳一个或多个储能设备的内部空间。
[0028]有利地，所述一个或多个储能设备能被安全且方便地容纳以供使用。
[0029]优选地，所述基座包括用于连接至少一个支撑臂的至少一个连接件。
[0030]有利地，所述至少一个连接件允许更多的太阳能收集器连接至所述装置以用于收集太阳辐射。
[0031 ]优选地，所述至少一个太阳能收集器包括至少两个面板。
[0032]有利地，用于收集太阳辐射的表面面积可以增加。
[0033]优选地，所述至少两个面板之间的角度在使用时是能够进行配置的。
[0034]优选地，所述至少一个太阳能收集器还包括在所述至少两个面板之间的铰链。
[0035]有利地，太阳能面板的角度可以根据太阳的位置进行调整。
[0036]优选地，所述铰链为活动铰链。
[0037]有利地，太阳能面板绕所述铰链的转动可被自动控制。
[0038]优选地，所述活动铰链包括电力致动器。
[0039]有利地，太阳能面板绕所述铰链的转动可被电气控制。
[0040]优选地，所述活动铰链包括用于接收给电子元件的控制信号的控制接口。
[0041]有利地，所述控制接口允许简易安装。
[0042]优选地，所述铰链能够使得面板与面板相对于彼此成大于180°的角度。
[0043 ]有利地，所述太阳能电池板能以任意角度转动来最大化的收集太阳辐射。
[0044]优选地，所述活动铰链适用于将每个电池板独立定位。
[0045]有利地，所述太阳能收集器可灵活定位以收集太阳辐射。
[0046]优选地，所述至少一个太阳能收集器包括至少一个面板，其中所述面板绕枢转轴线在枢转范围内能够自由枢转。
[0047]有利地，所述太阳能收集器的面板绕枢转轴线是能够转动的。
[0048]优选地，所述枢转轴线与所述至少一个面板的延长轴线平行。
[0049]有利地，所述太阳能收集器的面板绕所述至少一个面板的延长轴线是能够转动的。
[0050]优选地，所述装置还包括至少一个适用于支撑所述至少一个太阳能收集器的支撑臂。
[0051]有利地，可以很容易地将太阳能收集器分散，用于最大化地收集太阳辐射。
[0052]优选地，所述装置还包括在所述至少一个支撑臂和所述至少一个太阳能收集器之间的连接件。
[0053]有利地，所述至少一个太阳能收集器能很好地支撑到至少一个支撑臂。
[0054]优选地，所述连接件大致位于所述至少一个支撑臂的末端处。
[0055]优选地，所述连接件大致位于支撑臂的中间。
[0056]优选地，所述连接件在使用时是可选择性拆卸的。
[0057]有利地，所述太阳能面板是可进行配置的。
[0058]优选地，所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的转动。
[0059]优选地，所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的角度。
[0060]有利地，所述至少一个太阳能收集器可以绕所述连接件转动，以最大化太阳辐射的收集。
[0061]本发明还公开了其他方面。
【附图说明】
[0062]尽管还有其他任何落在本发明范围内的形式，下面将参照附图，仅通过实施例的方式描述本发明的优选实施方式，其中:
[0063]图1-3示出了现有技术的布置；
[0064]图4示出了本发明一实施例的用于收集太阳辐射的装置;且
[0065]图5示出了本发明另一实施例的用于收集太阳辐射的装置；
[0066]图6示出了本发明一实施例的包括多个图4中装置的系统；
[0067]图7示出了本发明一实施例的图4中装置的太阳能收集器；
[0068]图8示出了本发明一优选实施例的用于收集太阳辐射的装置；
[0069]图9示出了不带有太阳能收集器的图8中的用于收集太阳辐射的装置；
[0070]图10示出了本发明一优选实施例的支撑臂和关联的太阳能收集器；
[0071]图11示出了本发明一优选实施例的图10中的支撑件，其中太阳能收集器绕连接点转动；
[0072]图12和图13示出了本发明一优选实施例的在太阳能收集器的面板之 间的铰链及面板与面板之间相对于彼此小于180°和大于180°的布置；
[0073]图14示出了本发明一实施例的包括三个太阳能收集器的图10中的支撑臂；
[0074]图15示出了可绕枢转轴线灵活转动以抵御风切变的太阳能收集器面板；
[0075]图16示出了本发明另一实施例的用于收集太阳辐射的可折叠装置；
[0076]图17示出了本发明另一实施例的图16中在折叠配置下的可折叠装置；
[0077]图18示出了本发明另一实施例的位于太阳能收集器的面板之间的两个铰链；
[0078]图19示出了适应面板任意大小的框架设计。
【具体实施方式】
[0079]应该注意的是，在下面的实施例中，不同实施例中的相同或者相似的附图标记指示相同或者相似的特征。
[0080]收集太阳辐射的装置
[0081]转向图4，其示出了一种用于收集太阳辐射的装置100。在一个优选的实施例中，装置100包括基本竖直的基座105。通常，竖直基座105大约高5米。然而，应当注意的是，基座105可以根据实际应用具有任何适宜的高度。
[0082]如图4所示，竖直基座105包括对靠的半圆筒，这不仅在审美上令人愉悦，而且还为后续即将更加详细的描述的实施例提供了用于收放多个太阳能收集器110的凹处。应当注意的是，竖直基座105可以包括用于降低风切变的开孔。
[0083]装置100在能量吸收和对天气的应变力(包括对风切变和天气损害的应变力)方面提供了优点。而且，装置100在收集太阳辐射方面提供了额外的美学优势。通常，装置100能够适于在建筑环境中(例如屋顶上、街灯杆上等)改进。此外，装置100可以部署于其他环境中(不限于外太空飞船上)以在只需少量维护并且对损坏具有充分的鲁棒性的情况下传递更多的能量。
[0084]应当注意的是，与图4给出的结构不同，基座105可以具有不同的结构。特别的，参考图5，示出了一种可选的实施例，其中基座105包括基本竖直的基座105，所述基本竖直的基座105包括成形的且交织的导管。在本实施例中基座105具有低横截面的优点，从而可以降低风切变。
[0085]然而，应当注意的是，在其它实施例中，基座105并不必要为竖直的而可以具有诸如水平延伸的基座105的其它结构，以例如适合于从建筑结构沿边延伸。基座105也可以为可折叠的架构。
[0086]至少有一个太阳能收集器110与基本竖直的基座105联接，所述至少一个太阳能收集器110适用于收集太阳辐射。
[0087]根据具体情况可以采用不同的太阳能收集器110。在一实施例中，太阳能收集器110可以包括适于将太阳辐射转化为电流的光伏结。就这点而言，装置100可以包括必不可少的用于将电源转化为可用的电源的逆变器。此外，装置100可以包括用于将电源从太阳能收集器110穿过基座105进行传输的合适的电线。在下文将更加详细叙述的一实施例中，太阳能收集器110可以为可枢转的和/或基座105可以为可旋转的以允许所述至少一个太阳能收集器110根据太阳的位置进行重新定位。就这点而言，装置100适用于以使电线适于桥接枢轴和装置100的旋转点。就这点而言，任一的电线可以是灵活的以能够桥接每个太阳能收集器110的枢轴点。此外，装置可以包括一个可旋转的电气连接器以在不损害与太阳能收集器110的电气连接的情况下允许基座105的自由转动。
[0088]在一可选实施例中，所述至少一个太阳能收集器110包括一个太阳能收集器导管(未示出)，其中，在使用时所述太阳能收集器导管适用于传输能量吸收流。
[0089]通过这种方式，装置100适用于加热流体(例如，水或者其它合适的溶剂)，包括用于加热热水箱等的目的。如此，基座105包括一个与太阳能收集器110的太阳能收集器导管流体连通的能量吸收流导管(也未示出)。在一实施方式中，装置100还包括用于从太阳能收集器导管和能量吸收流导管抽吸能量流的栗，例如电动栗。
[0090]在其他实施例中，装置100并不必要包括栗，而代替的依赖于对流。在上述与光电主体相关的一实施例中，可以适用太阳能收集器导管和能量吸收流导管以便不妨碍与基座105连接的太阳能收集器100的旋转性。
[0091]在一优选实施例中，装置100可根据太阳的位置进行配置以增加所述至少一个太阳能收集器110的太阳能收集能力。
[0092]在一实施例中，基座105是可旋转的。通过这种方式，当太阳沿轨道划过天空时，基座105转动以将太阳能收集器110定位于有利于太阳能收集的位置。
[0093]此外，或者可选地，每个太阳能收集器可以沿至少一个轴线与基座105结合。特别地，参照图7，太阳能收集器110包括枢轴405。优选地，枢轴405适用于允许太阳能收集器110沿垂直轴线和水平轴线定位。在图7给出的实施例中，枢轴405大致位于太阳能收集器110处。然而，枢轴405可以大致位于装置100的基座105上，其中，太阳能收集器110通过阀杆410与枢轴405联接。
[0094]现在，为了根据太阳的位置安装装置100，装置100还可以包括位置致动器。
[0095]在一实施例中，位置致动器(未示出)适用于根据太阳历简单安置装置100。例如，位置致动器可以根据已知的太阳的位置定位太阳能收集器110和/或基座105。就这一点而言，位置致动器可以是电动的，例如，被电子控制器控制，或者位置致动器可以为机械的，例如，可以是被发条装置或者类似物所驱动。
[0096]其中，位置致动器根据太阳历定位，装置100根据特殊的结构进行安装。然而，在一可选实施例中，装置100还包括太阳追踪器(未示出)，太阳追踪器包括适用于感知太阳位置的太阳传感器。通过这种方式，装置100不需要以任何特殊的方式进行配置，其中，不论太阳的实际位置在哪儿太阳追踪器都会自动追踪太阳。此外，通过这种方式，太阳追踪器可以是电动的，并被电子控制器所控制(未示出)。就这一点而言，太阳追踪器可以包括感知太阳位置的太阳传感器。这样的太阳传感器可以通过在载板(shield)两侧设置微分光感应器(例如光电二极管、光电晶体管等)的方式实现，其中每个微分光感应器之间的电流不平衡被放大以实现控制发动机或者类似物纠正不平衡的目的。典型地，每个轴向采用一对微分光感应器，其中由两个载板分开(呈X形)的四个光感应器适用于允许在垂直和水平两个方向上对太阳的追踪。
[0097]可选地，太阳追踪器可以是包括机械辐照压差致动器的机械太阳追踪器。特别地，装置100包括压差致动器，压差致动器包括适用于根据温度膨胀的流体。这种压差致动器会简单的围绕载板设置。通过这种方式，载板会给其中一个压差致动器投下阴影，其它的压差致动器则被辐照并且升温。这样会在不同压差致动器之间造成压差以允许装置100的机械调整(例如，通过液压致动器)。
[0098]再次参照图4，太阳能收集器110可以是基本呈凹形的，特别的具有基本呈V字形的横截面。通过这种方式，太阳能收集器110适用于收集反射的太阳光和从邻近的太阳能收集器110部分上反射来的反射太阳光。太阳能收集器110能够被调节以适应任何尺寸的(多个)太阳能电池板。为了进一步的适应任意尺寸的太阳能电池板来应对增加的太阳辐照的表面积的，图9示出了另一种可能的框架设计。
[0099]再次参照图4，装置100包括多个太阳能收集器110。就这点而言，每一个太阳能收集器110可以定位成使得在所述多个太阳能收集器110的其他收集器上的投影最小化。这种定位可以是固定的位置或者动态定位，其中，典型地，与上部的太阳能收集器110相反，下部的太阳能收集器110会向外延伸更远以使所有的太阳能收集器110接收到相同量的太阳辐射。就这点而言，每个太阳能收集器的阀杆410例如通过合适的延伸致动器(无论是通过固定延伸长度，还是变化的延伸长度)可以相似的方式延伸。
[0100]在一实施例中，装置100可配置为收集形态，其中至少一个太阳能收集器110被展开以收集太阳辐射，以及可以配置为堆积形态，其中至少一个太阳能收集器110被收起。通过这种方式，在恶劣天气例如具有高风速、低日光水平等天气期间装置100可以被收放起来。
[0101]所述装置是可手动折叠的，例如通过包括合适的控制杆(未示出)或者类似物的方式。可选地，装置100可以自动化的方式被收放，其中装置100包括与延伸致动器(也没有示出)可操作联接的天气传感器(例如风向标或者太阳辐射水平仪)以使装置的配置自动化 。
[0102]在收起配置中，太阳能收集器110可被收放起来。可选地，或者附加地，基座105可以被折置。
[0103]正如上文提及的，并参考图1给出的实施例(其中，基座105包括共同协作的半圆柱体)，在收起配置中，所述至少一个太阳能收集器100可收放到每个半圆柱中。当然，根据具体情况，可以应用其它的收起配置。例如，参考以上描述的实施例，其中太阳能收集器110基本呈V字形，太阳能收集器110适用于在收起配置中折叠到一块，就像捕蝇草一样。
[0104]同样，在收起配置中基座105可能会折叠。在该实施例中，基座105可以是可伸缩的或者可以包括剪式机构。
[0105]太阳能收集器系统
[0106]参见图6，太阳能收集器系统300包括多个协同设置的装置100。这种系统300适用于需要增强的太阳辐照吸收的应用，或者适用于在较大房地产中部署所述系统300的应用。在系统300中，每一个装置100可以根据太阳的位置独立转动。可选地，或者附加地，系统300的基座310同样可以被配置以旋转。同样地，在一实施例中，正如在图3中明显给出的，多个装置100中的每一个可被部署在延伸部305的顶部以允许每个装置部署在不同的高度以最大化太阳能的收集。这样的延伸部305的延伸长度可以是固定或者变化的。
[0107]优选实施例
[0108]向前参见图8，描述了优选实施例。应当注意的是这里描述的这些实施例仅仅是更佳的实施例，并且不能将任何技术局限性转嫁于所要求保护的发明的范围。
[0109]特别的，参考图8，根据第一优选实施例描述了装置800。图6展示了具有折叠特性的第二优选实施例，并且这会在后续的实施例中更详细的描述。
[0110]显然，装置800包括多个太阳能收集器110。在图8给出的实施例中，装置800呈现的展开配置中太阳能收集器110被部署以最大化太阳辐射的收集同时最小化风切变的影响。装置800将会在良好天气时呈现展开配置以最大化可获得的日光的捕获，其中太阳能收集器110被安置并定位以朝向太阳，避免给邻近的太阳能收集器110投射阴影等。在如高疾风等的恶劣天气中，装置800可呈现为收起配置，这将在后续进行更加详细的描述。
[0111]装置800包括多个支撑臂805，支撑臂805将在以后更加详细的进行描述。支撑臂805适用于支撑至少一个太阳能收集器。正如将在下面更加详细描述的，支撑臂805适用于支撑多于一个太阳能收集器，并且在优选实施例中，根据实际情况支撑臂包括用于连接太阳能收集器110的多个连接点。支撑臂805在使用时是可配置的以设置相应太阳能收集器110的位置与方向。
[0112]装置800还包括支撑结构810或者“支柱”以向装置800提供硬度与力量。在给出的实施例中，支撑结构810包括盘旋结构，不仅提供了结构特性还提供了美学特性。
[0113]装置800还包括基座815。在给出的实施例中，基座815基本呈圆柱状。在一优选实施例中，支撑结构810能够通过一个适当的机械联接(例如，上部和下部的圆筒轴承)以沿基座815的轴向旋转。显然，上部和下部圆筒轴承被向内部突出的支架所支撑。
[0114]基座815和支撑臂805适用于允许装载附加电子设备，例如逆变器、控制器、电池等。
[0115]参考图9，为了视觉上更加清晰，示出了去除了太阳能收集器110的装置。装置800包括多个配置为展开配置的支撑臂805。
[0116]每个支撑臂805可包括一个用于与末端太阳能收集器110连接的末端连接件825。此外，每个支撑臂805可包括一个万向轴835，万向轴835可用于配置末端连接件825的方向。应该注意的是，当万向轴835与末端连接件825邻近设置时，万向轴835可位于支撑臂805的不同位置。在一些实施例中，每个支撑臂805可包括不止一个万向轴835。
[0117]此外，每个支撑臂805包括多个中间连接件830。正如以后将详细描述的，中间连接件830适用于支撑中间太阳能收集器110(未示出)，这些存在的太阳能收集器110安装在支撑臂805上的任意一点而不是在末端连接件825上。
[0118]在一优选实施例中，每个支撑臂805都是标准化的以允许根据期望的结构配置每一个支撑臂805。以这种方式，支撑臂805的长度是可配置的。此外，中间连接件830的个数是可配置的。
[0119]装置800还可以包括基板820。显然，基板820基本呈圆形以允许支撑结构810的转动。就此而言，支撑结构810被紧固在基座820上以致这两部分同时转动。在其它实施例中，应该注意的是基板820可为其它形状，而且可被固定而不是可转动的。
[0120]在一实施例中，基板820可包括多个连接点，所述多个连接点可用于连接不同的支撑臂805等。
[0121 ]参考图10，其更详细地示出了支撑臂805。显然，支撑臂805通过末端连接件825与太阳能收集器110连接。显然，支撑臂805包括两个中间连接件830。
[0122]同样，在一实施例中，图10所示的支撑臂805基本以图9所示的方式进行固定。然而，在其它实施例中，支撑臂805可固定在支撑结构上，例如通过紧固件845固定在屋顶上。紧固件845能够永久的固定或者滑动的固定在支撑臂805上。
[0123]在给出的实施例中显示，一个活动铰链850连接在末端连接件825和太阳能收集器110之间。活动铰链850允许太阳能收集器110的面板的折叠。同样，在收起配置中，活动铰链850被配置以使太阳能收集器110的面板充分相对配合。相反地，在展开配置中，活动铰链850被配置以使太阳能收集器110的面板相互之间分开。
[0124]在一优选实施例中，活动铰链850包括一个电动机和合适的致动器以允许太阳能收集器110的面板的开合活动。正如上面所提及的，除了太阳能收集器110的面板的开合活动以外，末端连接件825也允许配置太阳能收集器110的角度和旋转。通过这种方式，太阳能收集器110可被定位于最合适的位置以最大化太阳辐射的收集。
[0125]类似地，对于中间连接件830，一个或者多个活动连接件850以及太阳能收集器110可以与中间连接件830连接。通过相似的方式，中间连接件830可适用于允许对太阳能收集器110的转动和角度的控制。
[0126]特别地，参考图11，示出了太阳能收集器110绕末端连接件825的转动。通过这种方式，当太阳沿轨迹划过天空时，太阳能收集器110可产生适当的角度和转动以从太阳捕获最大量的日光。任何时候或者恶劣天气时太阳能收集器110的面板可通过活动铰链850拉到一起以最小化损坏的可能性。
[0127]在一实施例中，活动铰链850被配置以使得面板同时活动。然而，在其它实施例中，活动铰链850可被配置以使得每个面板适用于独立移动与相关联的面板，以在太阳能收集器110的面板的可定位性上提供优势。
[0128]参考图12，在示出的实施例中，显然，单个的活动铰链850能够定位太阳能收集器110的面板大于180°分离。类似地，参考图13，单个活动铰链850定位太阳能收集器110的面板小于180°分离。两个太阳能收集器110都能够相对于彼此成角度转动。为了更大的灵活度和控制，作为可选的实施例图18中示出的双铰链可以用来独立地控制太阳能收集器110的面板。
[0129]参考图14，在示出的实施例中，太阳能收集器110不仅位于支撑臂805的末端连接件825处，还位于中间连接件830处。显然，在该配置中，太阳能收集器110是基本邻近的。为了在转动太阳能收集器110时不与邻近的太阳能收集器110接触，每个太阳能收集器110的活动铰链850可适用于在不同高度上定位太阳能收集器110的面板以允许转动。
[0130]在一实施例中，太阳追踪设备(为示出)可位于每个太阳能收集器110的至少一个面板的至少一个边沿上。通过这种方式，太阳追踪设备的测量结果可用于适当地定位太阳能收集器110。通过这种方式，每个太阳能收集器110可被从与每个太阳能收集器110关联的各自的太阳追踪设备接收的数据单独地控制。
[0131]为了克服来自猛击、风切变等的作用力，在图5所示的实施例中，面板是可枢转地移动的。特别地，在示出的实施例中，每个太阳能收集器110的面板围绕一个枢轴点855以允许每个面板承受风切变力。通过这种方式，整个装置800的风承受能力提升了。
[0132]参考图16和17，进一步示 出的实施例中示出了一个可折叠装置1600。可折叠装置1600提供了能够在不使用时(在恶劣天气等期间)收起的优势。特别的，图16示出了处于展开配置中的装置1600，其中太阳能收集器110是打开的以接收阳光。装置1600在晴朗的天气状况时将被配置为图示出的展开配置。
[0133]显然，装置1600包括剪式支撑架810。应当注意的是，剪式支撑架810被用以作为优选的实施例时，根据实际应用采用可折叠支撑架的诸如伸缩支撑架等其它形态。
[0134]当不使用时，或者恶劣天气等期间，剪式支撑架基本按照图17所示的情形折叠起来。通过这种方式，装置1600的高度和横截面积被缩减以有利地允许装置1600占据更少空间，为风切变等呈现更小的横截面积。图示出的实施例中，显然太阳能收集器110也处于闭合形态。
[0135]在一个实施例中，装置1600可包括天气传感器，例如，照度计、风向标等，以用来判断何时将装置1600折叠至收起配置。通过这种方式，装置1600的展开和折叠可根据当前的天气状况基本以自动化的方式执行。
[0136]解释
[0137]实施例
[0138]本说明书中，任意涉及一个实施例或实施例意味着关联该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的这些短语在各个位置的出现并不一定全都指代相同的实施例，但有可能指代相同的实施例。此外，本领域技术人员将从本公开中清楚的是，具体特征、结构、元素、动作、或特性可以按任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。
[0139]类似地，应当理解的是，在上述本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例、附图或其描述中被分组在一起，以简化本公开内容并且帮助理解各个发明方面中的一个或多个。然而，本公开的方法并不能解释为所反映的意图是所要求的发明需要的特征多于每个权利要求所明引述的特征。相反，如权利要求所反映的，创造性方面在于比前述所公开的单个实施例的所有特征少。因此，紧随【具体实施方式】的权利要求在此被引用到【具体实施方式】中，每一项权利要求其自身均可作为本发明单独的实施例。
[0140]此外，尽管此处所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的某些特征而不包括其他特征，但是，不同的实施例的特征的组合也在本发明的范围内，并且构成不同的实施例，这对于本领域技术人员来说是可以理解的。例如，在权利要求中，本文描述的任意实施例均可在任意组合的方式下使用。
[0141]不同对象实例
[0142]除非“第一”、“第二”、“第三”等序数词另有说明来描述共同的对象，否则本文所使用仅表明涉及到了相同对象的不同实例，且并不意味着所描述的对象必须是给定的序列的形式，也不是时间上、空间上、成队列或其他的任何形式。
[0143]具体细节
[0144]本文的描述中，提出了许多具体细节。然而，应当理解的是本发明的实施例可在无这些具体细节的情况下实践。在其他例子下，未详细描述众所周知的结构和过程，防止以不必要的细节混淆本发明的描述。
[0145]术语
[0146]在描述本发明如图所示的优选实施例时，为了清楚起见将采用特定术语。然而，本发明并不受到所选用特定术语的限制，且应当理解的是每个特定的术语都包括所有以类似方式操作并且获得类似结果的技术等同物。诸如“向前”、“向后”、“放射状”、“周边”、“向上”、“向下”等术语用作方便的词语以提供参考点，并不应解释为限制。
[0147]在权利要求书和本发明的前文描述中，除了上下文另外要求以外，由于明确的语言和隐含的意义，术语“包含”或其变形用于包含在内的情形，即把陈述的特征列入本发明的多个实施例中，但并不排除存在其他的特征。
[0148]本文所使用的术语“包括”的任意一种同样是意思为至少包括该术语后的元件/特征，但并不排除其他。因此，包括的同义为包含。
[0149]发明的保护范围
[0150]因此，尽管已经描述了本发明的优选实施例，然而本领域技术人员应当认识到，可以在不背离本发明的范围和精神的前提下可以对其进行各种修改和变化，其目的在于将这些变化和实施例均落入本发明的范围内。例如，任何上述给出的规则仅代表可以使用的程序。可以从流程图中添加或删除功能，在功能框图之间对操作进行互换。可以在所描述的本发明范围内方法中添加或删除步骤。
[0151]虽然参照了具体实例来描述本发明，本领域技术人员可以认识到，本发明可以通过许多其他形式来体现。
[0152]工业实用性
[0153]从前文将清楚得知，本发明描述的布置适用于太阳能行业。
【主权项】
1.一种用于收集太阳辐射的装置，所述装置包括至少一个太阳能收集器，其中，所述装置使用时具有: 展开配置，用于通过所述至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化;和 收起配置。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括基本竖直的支撑结构。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可折叠的。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可竖向折叠的。5.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构包括剪式机构。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述基本竖直的支撑结构是可伸缩的。7.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置还包括与所述支撑结构联接的基座，所述基座可转动地联接于所述支撑结构。8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述装置使用时配置以使所述支撑结构转动，以通过至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化。9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括使用时适用于容纳电子元件的内部空间。10.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括使用时适用于容纳一个或多个储能设备的内部空间。11.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基座包括用于连接至少一个支撑臂的至少一个连接件。12.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器包括至少两个面板。13.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少两个面板之间的角度在使用时是能够进行配置的。14.根据权利要求10所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器还包括在所述至少两个面板之间的铰链。15.根据权利要求11所述的装置，其中所述铰链为活动铰链。16.根据权利要求12所述的装置，其中所述活动铰链包括电力致动器。17.根据权利要求13所述的装置，其中所述活动铰链包括用于接收电力致动器的控制信号的控制接口。18.根据权利要求11所述的装置，其中所述铰链能够使得面板与面板相对于彼此成大于180°的角度。19.根据权利要求12所述的装置，其中所述活动铰链适用于将每个电池板独立定位。20.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个太阳能收集器包括至少一个面板，其中所述面板绕枢转轴线在枢转范围内能够自由枢转。21.根据权利要求17所述的装置，其中所述枢转轴线与所述至少一个面板的延长轴线平行。22.根据权利要求1所述的装置，还包括适用于支撑所述至少一个太阳能收集器的至少一个支撑臂。23.根据权利要求19所述的装置，还包括所述至少一个支撑臂和所述至少一个太阳能收集器之间的连接件。24.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件基本位于所述至少一个支撑臂的末端处。25.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件基本位于所述支撑臂的中间。26.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件在使用时能够选择性地拆卸。27.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的转动。28.根据权利要求20所述的装置，其中所述连接件适用于允许配置所述至少一个太阳能收集器的角度。
【专利摘要】本发明提供了一种用于收集太阳辐射的装置(100)，所述装置(100)包括至少一个太阳能收集器(110)，其中，所述装置(100)使用时具有：展开配置，用于通过所述至少一个太阳能收集器将太阳辐射的收集充分最大化；和收起配置。
【IPC分类】F24J2/04, F24J2/38, F24J2/36, F24J2/52
【公开号】CN105492840
【申请号】CN201480047043
【发明人】班杜·冉吉思·库玛拉·奥比耶斯科瑞, 塔尼亚·格偌斯玛·奥比耶斯科瑞
【申请人】K-哈特国际私人有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月25日
【公告号】WO2014205488A1
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