太阳能收集器组合件的制作方法

专利名称：太阳能收集器组合件的制作方法
技术领域：
本申请案一般来说涉及太阳能收集器且更具体来说涉及构造、组装、使用及管理太阳能收集器。
背景技术：
有限的化石能源供应及其相关联全球环境破坏已迫使市场力量使能源及相关技术多样化。一种已受到重大关注的此类能源是太阳能，其采用光伏(PV)技术将光转换成电。通常，PV产品每两年便加倍，自从2002年以来每年平均增长48%，从而使其成为世界上增长最快的能量技术。截止到2008年年中，累积全球太阳能生产能力的估计值保持至少12，400百万瓦。此种发电容量的大约90%由并网电系统组成，其中安装可为地面安装或构建于建筑物的屋顶或墙壁上，称作建筑物集成式光伏系统(BIPV)。此外，已在太阳能面板的设计及生产中实现重大技术进步，所述太阳能面板进一步伴随有效率的增加及制造成本的降低。一般来说，建立大规模太阳能收集系统所涉及的主要成本元素为支撑结构的成本，所述支撑结构用来将阵列的太阳能面板安装于恰当位置中以用于接收并转换太阳能。此类布置中的其它复杂事物涉及PV元件的有效操作。用于将光转换到电能的PV元件经常被作为太阳能电池应用于消费者导向产品(例如，桌上型计算器、手表等)中的小功率电源。此类系统因其作为化石燃料的未来替代能源的实际性而越来越吸引人们的关注。一般来说，PV元件是采用P-n结、肖特基(Schottky)结或半导体的光伏动力(光伏压)的元件，其中硅半导体等吸收光以产生光载子，例如电子及空穴，且所述光载子因P-n结部分的内部电场而向外部漂移。一种普通PV元件采用单晶硅及半导体工艺来进行生产。举例来说，晶体生长工艺制备价控制为P型或η型的硅的单晶，其中此种单晶随后被切割成硅晶圆以实现所要厚度。此外，可通过形成不同导电类型的层(例如，价控制物的扩散制成与晶圆的导电类型相反的导电类型)来制备p-n结。除面向消费者的产品以外，还针对各种目的采用太阳能收集系统，举例来说，如效用交互式电力系统、用于远程或无人地点的电源及蜂窝式电话切换地点电源(除其它以外)。太阳能收集系统中的能量转换模块(例如，PV模块)阵列可具有从几千瓦到一百千瓦或更高的功率，此取决于用于形成所述阵列的PV模块(也称作太阳能面板)的数目。可在一天中的大部分时间暴露于太阳下的任何地方安装所述太阳能面板。通常，太阳能收集系统包括以行形式布置且安装于支撑结构上的太阳能面板阵列。此类太阳能面板可经定向以优化太阳能面板能量输出以适应于特定太阳能收集系统设计要求。太阳能面板可以固定定向及固定倾斜安装于固定结构上，或可安装于追踪结构上，所述追踪结构随着太阳在白天移动跨越天空且随着太阳在一年中在天空中移动而将所述太阳能面板朝向太阳对齐。然而，控制光伏电池的温度对于此类系统的操作仍是关键的，且相关联的可缩放性仍是富有挑战的任务。共同近似值得出PV电池每上升1°C通常丢失约0.3%的电力的结论。太阳能技术通常实施于一系列太阳能(光伏)电池或电池面板中，所述太阳能电池或电池面板接收日光且将日光转换成电，电随后可被馈入于电力网中。已在太阳能面板的设计及生产中实现重大进步，其已有效地增加效率同时降低其制造成本。随着研发出效率更高的太阳能电池，电池的大小减小，从而导致采用太阳能面板来提供替代逐渐减少且高度需求的非再生源的具竞争性可再生能量的实际性增加。为此，可部署太阳能收集系统以将太阳能馈入于电力网中。通常，太阳能收集系统包括布置成行且安装于支撑结构上的太阳能面板阵列。此类太阳能面板可经定向以优化太阳能面板能量输出以适应于特定太阳能收集系统设计要求。太阳能面板可以固定定向及固定倾斜安装于固定结构上，或可安装于移动结构上以朝向太阳对齐所述太阳能面板，因为恰当地定向所述面板来接收最大太阳能辐射将产生增加的能量产生。已研发一些自动化追踪系统以单独基于时间及日期使面板朝向太阳指向，因为可在某种程度上根据这些度量预测出太阳位置；然而，此不提供最佳对准，因为太阳位置可从其所计算位置精细地改变。其它方法包括感测光且相应地朝向所述光对齐太阳能面板。这些技术通常采用阴影掩模，使得当太阳在检测器的轴上时，电池的被遮蔽区域与被直接照射的区域大小相等。然而，此类技术检测除直射日光以外的从许多源产生的光，例如来自云、激光等的反射。对于将光聚集于具有光伏电池的接收器中以用于发电或热量收集的系统来说，抛物面反射器用于实现光聚集的技术。有时通过将玻璃、塑料或金属预成形或模制为抛物面形状来制造抛物面反射器(形成为一个维度或两个维度)，此可为昂贵的。替代方法是形成半抛物面反射器，所述反射器附接到由弯曲铝管或其它类似结构制成的框架。在这些及其它常规设计中，结构的复杂性限制大规模生产及将设计组装为太阳能收集器的方便性。在许多情况下，需要起重机来组装所述结构，且因此所述组合件成本较高。同样，在现场，反射镜的对准可为困难的。此外，可难以维护及维修所述组合件本身。抛物面反射器通常用于实现光聚集。为产生电或热量，抛物面反射器通常将光聚焦于可局部化(例如，焦点)或扩展(例如，焦点线)的焦点区域或轨迹中。然而，大多数反射器设计具有阻碍可大规模生产性及将设计组装为用于能量转换的太阳能收集器的方便性的实质结构复杂性。此外，结构复杂性通常使反射元件(例如，反射镜)的对准以及所部署聚集器的安装及维修或维护变复杂。

发明内容
下文呈现本发明的简化概述以提供对本发明的一些方面的基本理解。此概述并非是对本发明的穷尽性概括。其并非打算识别本发明的主要/关键要素或刻画本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一些概念来作为稍后呈现的更详细说明的前序。本文中所揭示及请求的本发明在其一个方面中包含一种用于测试、评价及诊断太阳能聚集器光学器件的质量的系统(及对应的方法)。实质上，本发明揭示用于通过将经调制激光辐射发射到光伏(PV)电池的位置上(或其附近)来评价太阳能收集器的性能及质量的机制。在一个实例中，此发射将处于(或大致接近)真正抛物面反射器的抛物面的焦点处。本发明揭示以距源(例如，太阳能收集器或圆盘)的两个距离来定位两个接收器。这些接收器用于收集可与标准或其它阈值进行比较的经调制光。换句话说，所接收光的强度可与行业标准或某个其它预编程或推断的值进行比较。相应地，可从所述比较的结果中得出与性能相关的结论。在其它方面中，如果期望增强由所述接收器所观测的结果，那么可调整所述光学器件的性能。举例来说，可采用机械机构(例如，电机及控制器)来自动“调谐”或“微调”所述收集器(或一子组的所述收集器)以便实现可接受或所要性能。在太阳能收集系统中安装太阳能阵列的常规方法涉及使所述阵列从支撑结构偏移地安装。然而，在所述阵列追踪太阳期间，可使用较大功率的电机来克服所述阵列的位移的重心的作用，因此降低所述系统的效率。
通过所揭示的标的物，揭示一种阵列，使得所述阵列安装于支撑结构的平面中，从而允许维持所述阵列的重心围绕所述支撑结构的轴。与常规系统相比，可利用较小电机来定位所述阵列，因为使位移的重心的作用最小。此外，可使所述阵列绕所述支撑结构旋转，从而允许将所述阵列置于安全位置中以防止对组成所述阵列的组件的破坏，例如光伏电池、反射镜等。所述阵列还可经定位以促进维修及安装的方便性。提供可优于其它光源检测到直射日光的太阳追踪位置。在此方面，可将太阳能电池大致直接聚集于产生高能量效率的日光上。特定来说，光分析器可在日光追踪器内共同操作，其中每一分析器可接收多个光源中的一者。可产生来自所述分析器的所得光信号且可将其进行比较以确定所述光是否是直射日光；在此方面，可忽略确定为不是直射日光的源。在一个实例中，所述光分析器可包含偏振器、光谱滤波器、球透镜及/或象限单元(quadrant cell)以实行此目的。此外，举例来说，可提供放大器来输送所得光信号用于其处理。根据实例，可在给定日光追踪器中配置多个光分析器。举例来说，可利用所述光分析器的偏振器来确保原始光源的实质非偏振(就像直射日光的情况)。在实例中，可利用光分析器的光谱滤波器来阻挡某些光波长，从而允许由日光利用的范围。此外，可利用球透镜及象限单元配置来确定光的准直性质以进一步识别直射日光以及校正轴的对准以接收大量直射日光。除其它以外，可收集并比较来自每一光分析器的所得光信号以确定所述光源是否是直射日光。在一个其中确定所述光为直射日光的实例中，可根据光穿过球透镜及在象限单元上的位置来自动调整太阳能面板的位置，使得日光与所述象限单元的轴最佳地对准。在常规操作中，可通过使用编码器来定位太阳能聚集器。可以基于时间及日期的太阳能位置估计值来编程所述编码器；可搜集时间及日期且可基于所述所搜集的信息来确定所述聚集器的适当位置。然而，如果太阳能聚集器配置被故意移动、移动因自然事件而发生等，那么所述编码器在不重新编程的情况下可变得较不准确。通过所揭示的发明，可计算相对于重力施加于太阳能聚集器上的力的测量且可将所述测量用于放置所述太阳能聚集器。可在所述测量与所要值之间作出比较以确定将所述太阳能聚集器放置于何处。相应地，可产生移动接收器的指令且将所述指令传送到电机系统。关于一个实施例，可将对倾角计牢固地附接到太阳能圆盘，以便可测量所述圆盘相对于重力所指向的角度。此外，结合简化太阳能收集器的生产、运输、组装及维修来描述各个方面。所揭示的方面涉及一种生产太阳能收集器及易于组装的太阳能收集器组合件的便宜且简化的方式。此外，本文中所揭示的若干方面允许以模块化及/或部分组装的状态便宜地运输大量圆盘(例如，太阳能组合件)。—个或一个以上方面涉及将反射镜形成为抛物面形状、将其固持到位及组装的方式。在反射镜翼板组合件之间维持间距以减轻风力在大风(例如，暴风)周期期间可对收集器产生的作用。可以允许一些灵活性从而使得所述单元响应于风力轻微移动的方式将所述反射镜翼板组合件安装到骨干。然而，所述单元保持刚度以将日光的焦点维持于接收器上。根据一些方面，可将所述反射镜翼板组合件布置为槽设计。此外，极座架在重心处或重心附近的定位允许移动收集器以便于维护、存储等。
本发明的另一方面供应一种太阳能聚集器系统，所述太阳能聚集器系统具有调节(例如，实时地)来自其的热量耗散的热量调节组合件。此种太阳能聚集器系统可包括光伏(PV)电池的模块化布置，其中所述热量调节组合件可从热点区域移除所产生的热量以将PV电池的所述模块化布置的温度梯度维持在预定等级内。在一个方面中，此种热量调节组合件可采用散热片布置的形式，其包括待表面安装到光伏电池的所述模块化布置的背侧的多个散热片，其中每一散热片可进一步包括大致垂直于所述背侧延伸的多个鳍状物。所述鳍状物可扩大散热片的表面面积以增加与冷却介质(例如，空气、例如水等冷却流体)的接触，所述冷却介质用来从所述鳍状物及/或光伏电池耗散热量。因此，可经由散热片传导来自光伏电池的热量且将所述热量传导到周围冷却介质中。此外，所述散热片可具有相对于光伏电池的大致小的形式因子，以实现在光伏电池的模块化布置的整个背侧的有效分布。在一个方面中，可经由热传导路径(例如，金属层)将来自光伏电池的热量传导到散热片以减轻散热片到光伏电池的直接物理或热传导。此布置提供用于PV模块化布置的恰当操作的可缩放解决方案。在相关方面中，可将所述散热片可定位于各种平面或三维布置中以便监视、调节且全面地管理离开光伏电池的热量流动。此外，每一散热片可进一步采用热/电结构，所述结构可具有螺旋、扭转、盘旋、迷宫形状或于一个部分中具有线的较密集图案分布且于其它部分中具有线的相对较不密集的图案分布的其它结构形状。举例来说，此类结构的一个部分可由提供相对高的各向同性传导率的材料形成且另一部分可由在另一方向上提供高热传导率的材料形成。相应地，热量调节组合件的每一热/电结构提供热量传导路径，所述热量传导路径可耗散来自热点的热量且使其进入热量调节装置的各种热量传导层或相关联散热片。本发明的另一方面提供一种热量调节装置，所述热量调节装置具有可保持与模块化光伏布置的热点区的直接接触的基础板或支承板。所述基础板可包括热量促进区段及主基础板区段。所述热量促进区段促进热量在模块化光伏布置与热量调节装置之间的转移。所述主基础板区段可进一步包括嵌入内部的热结构。此准许从光伏电池产生的热量初始经由所述整个主基础板区段扩散或散布且随后进入热结构伸展组合件，其中此种伸展组合件可连接到散热片。根据再一方面，热结构组合件可连接以形成网络，其中其操作受控制器控制。响应于从所述系统(例如，传感器、热/电结构组合件等)搜集的数据，所述控制器确定释放冷却介质以与热结构交互的量及速度(例如，以从光伏电池中带走热量，以便消除热点并在光伏电池的模块化布置中实现更均匀的温度梯度)。举例来说，基于所收集的测量，微处理器调节阀的操作以将温度维持于预定范围内(例如，从贮水池供应的充当冷却剂的水流过所述PV电池)。此外，所述系统可并入有各种传感器以评估恰当操作(例如，系统的健康)且诊断快速维修的问题。在一个方面中，在退出热量调节装置及/或光伏电池后，冷却剂可即刻进入文丘里管(Venturi tube)，其中压力传感器使得能够测量其流量。此通过控制系统的微处理器进一步使得能够检验以下各项:流量设定、冷却剂量、流动障碍等。在相关方面中，所述太阳能聚集器系统可进一步包括太阳能热源(solarthermals)-其中本发明的热量调节组合件也可实施为此种产生电能及热能两者的混合系统的一部分，以促进优化能量输出。换句话说，在用于在PV电池的冷却过程期间冷却所述PV电池的介质中所累积的热能随后可用作经预加热介质或用于热产生(例如，供应到消费者-例如热负荷)。本发明的控制器也可主动管理(例如，实时地)热能与PV效率之间的折衷，其中阀的控制网络可调节冷却剂介质穿过每一太阳能聚集器的流动。所述热量调节组合件可采用导管网络的形式，例如用于在整个太阳能聚集器网中导引冷却介质(例如，经加压及/或自由流动)的管线。控制组件可基于传感器数据(例如，整个系统中温度、压力、流量、流体速度等的测量)来调节(例如，自动地)阀的操作。此外，本发明提供用于在用于能量转换的太阳能聚集器中组装并利用低成本、可大规模生产的抛物面反射器的系统及方法。通过以平坦反射材料开始来组装抛物面反射器，所述材料经由一组附加于支撑梁中的支撑肋弯曲为抛物面或贯穿形状。所述抛物面反射器在各个面板或阵列中安装于支撑框架上以形成抛物面太阳能聚集器。每一抛物面反射器以线段图案聚焦光。可使经由所述抛物面太阳能聚集器聚焦于接收器上的光束图案优化以取得预定性能。所述接收器附接到所述支撑框架，与所述抛物面反射器阵列相对，且包括光伏(PV)模块及热量收获元件或组件。为增加或保持所述抛物面太阳能聚集器的所要性能，所述PV模块可通过为单片式(举例来说)且展现优先定向的PV电池的充足布置来配置，以有利地利用光束图案优化，而不管所述图案中的不规则性。为实现上述及相关目的，本文结合以下说明及附图描述本发明的某些说明性方面。然而，这些方面仅表示可利用本发明的原理的各种方式中的几种方式且本发明既定包括所有此类方面及其等效物。结合图式考虑本发明的以下详细说明，本发明的其它优点及新颖特征将变得显而易见。


图1图解说明根据本发明的一方面促进太阳能收集器性能的测试、评价及诊断的系统的实例性框图。图2图解说明根据本发明的一方面促进太阳能收集器性能的测试、评价及诊断的系统的实例性替代框图。图3图解说明根据本发明的一方面促进测试、评价及诊断太阳能收集器性能的程序的实例性流程图。图4图解说明可操作以执行所揭示的架构的计算机的框图。图5图解说明根据本说明书的一方面与能量源对准的能量收集器的代表性配置。图6图解说明根据本说明书的一方面太阳相对于地球的位置改变。图7图解说明根据本说明书的一方面一整年中太阳相对于地球的赤纬角度变化。图8图解说明根据本说明书的一方面的太阳能阵列。图9图解说明根据本说明书的一方面的太阳能阵列。图10图解说明根据本说明书的一方面太阳能阵列可并入其中的代表性系统。图11图解说明根据本说明书的一方面用于连接并对准极座架太阳能阵列的组合件。图12图解说明根据本说明书的一方面促进倾斜太阳能阵列的组合件。图13图解说明根据本说明书的一方面显示阵列的相对于支撑件的位移的重心的现有技术系统。
图14图解说明根据本说明书的一方面处于安全位置中的太阳能阵列。图15图解说明根据本说明书的一方面处于用于安全、维修、安装等的位置中的太阳能阵列。图16图解说明根据本说明书的一方面用于构造、安装及定位太阳能阵列的代表性方法。图17图解说明根据本说明书的一方面用于将太阳能阵列定位于安全位置中的代表性方法。图18图解说明促进将装置追踪及定位于直射日光中的例示性系统的框图。图19图解说明促进追踪太阳的位置的例示性系统的框图。图20图解说明促进追踪太阳并适当定位太阳能电池的例示性系统的框图。图21图解说明基于太阳位置追踪来以远程方式定位太阳能电池的例示性系统的框图。
具体实施例方式现在参照图式来描述本发明，其中在所有图式中使用相同的参考编号来指代相同的元件。出于解释的目的，在以下说明中，列举了大量具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，可显而易见，无需使用这些具体细节便可实践本发明。在其它实例中，以框图形式显示众所周知的结构及装置，以促进描述本发明。本串请案中所用术语“组件”、“系统”、“模块”、“接口”、“平台”、“层”、“节点”、“选择
器”既定指代与计算机相关的实体，其可为硬件、硬件与软件的组合、软件，或可为执行中的软件。举例来说，组件可为(但不限于)在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序及/或计算机。通过例示的方式，运行于服务器上的应用程序及所述服务器均可为组件。一个或一个以上组件可驻存于过程及/或执行线程内，且组件可局部化于一个计算机上及/或分布于两个或两个以上计算机之间。此外，这些组件可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读媒体执行。所述组件可(例如)根据具有一个或一个以上数据包(例如，来自一个与本地系统、分布式系统中的另一组件交互及/或跨越网络(例如，因特网)经由所述信号与其它系统交互的组件的数据)的信号经由本地及/或远程过程进行通信。作为另一实例，组件可为具有由机械部件提供的特定功能性的设备，所述机械部件由电或电子电路操作，所述电或电子电路由由处理器执行的软件或固件应用程序操作，其中所述处理器可在所述设备内部或在所述设备外部且执行所述软件或固件应用程序的至少一部分。作为再一实例，组件可为在无机械部件的情况下通过电子组件提供特定功能性的设备，所述电子组件其中可包括处理器以执行至少部分地赋予所述电子组件的功能性的软件或固件。作为又一实例，接口可包括输入/输出(I/o)组件以及相关联处理器、应用程序或应用编程接口(API)组件。另外，术语“或”既定意指包括性“或”而非排它性“或”。也就是说，“X采用A或B”既定意指所述自然包括性排列中的任一者，除非另有规定或从上下文中明显看出。也就是说，如果X采用A，X采用B，或X采用A及B两者，那么在上述实例中任一者的情况下均满足“X采用A或B”。此外，本说明书及附图中所用冠词“一(a)”及“一(an)”通常应解释为意指“一个或一个以上”，除非另有规定或根据上下文明显是指单数形式。
本文中所用术语“推断(infer)”或“推断(inference)”通常是指根据通过事件及/或数据所捕获的一组观测值来推出或推断系统、环境及/或用户的状态的过程。举例来说，推断可被用来识别特定上下文或动作，或可产生状态的概率分布。所述推断可为概率性的-也就是说，基于对数据及事件的考虑来计算所关心状态的概率分布。推断还可指用于从一组事件及/或数据构成更高级事件的技术。此种推断导致从一组所观测事件及/或所存储事件数据构造出新事件或动作，无论所述事件是否以时间上紧邻的形式相干，且无论所述事件及数据是来自一个还是来自数个事件及数据源。产生太阳能电力所需的大部分资金成本是在用于光伏(PV)电池或光伏池的硅中。然而，现在以1000个太阳聚光操作的合适光伏电池可用，可通过将日光聚集于相对小面积的硅上来降低此成本。为成功实现此目的，反射材料(例如，反射镜)必须表现得的确非常好。在大多数应用中，由于最经常在现场组装聚集器，因此此要求甚至更加苛刻。因此，本发明揭示可准许聚集器光学器件的质量的快速评价且在出现不可接受的性能的情况下还提供诊断的方法及装置(组件)。另外，本发明使得能够调谐聚集器以实现最佳或可接受的性能标准。首先参照图式，图1图解说明采用太阳能聚集器测试系统102的系统100。在操作中，测试系统102能够评估或评价所述太阳能聚集器或其部分的性能，如所图解说明。应理解，可采用所述测试系统来评估单个反射器(例如，抛物面反射器)以及反射器的槽(例如，以抛物方式布置于PV电池周围)。通常，在若干方面中，测试系统102将经调制光发射到反射器上且采用接收器来测量并评价所反射光。可将此所接收的经调制光对照标准或其它阈值(例如，基准、程序)进行比较以确立性能是否可接受或(或者)是否需要调谐或其它修改。在审阅以下图2之后将会更佳地理解测试系统102的功能及益处。现在参照图2，其显示太阳能聚集器测试系统102的替代框图。通常，测试系统102可包括激光发射器组件202、接收器组件204、206及处理器组件208。这些子组件(202到208) 一起促进太阳能聚集器的评价。激光发射器组件202能够在PV电池将位于的位置附近射出经调制激光辐射。举例来说，在真正抛物面反射器的情况下，此位置将处于所述抛物面的焦点处。在反射器的槽的情况下，所述位置将处于所述聚集器的中心线焦点处(或其附近)。换句话说，当多个反射器被布置于呈抛物面形状的槽上时，所述位置将处于所述收集性抛物面的中心线焦点处或其附近。应理解，尽管提供激光发射器组件202，但其它方面可采用其它合适的光源(未显示)。这些替代方面将包括于本揭示内容及其所附权利要求书的范围内。如所图解说明，举例来说，可在距圆盘(或反射器)的不同距离处布置两个接收器204、206。在若干实例中，所述接收器可临时附接到太阳能圆盘阵列中两个其它圆盘的底座。接收器204、206两者以及所述圆盘本身可以通信方式耦合到处理器组件208。在一个实例中，处理器组件208可为能够处理所接收的数据及信号的膝上型计算装置或笔记本计算装置。在其它实例中，处理器组件208可为智能电话、袖珍计算机、个人数字助理(PDA)
坐寸ο处理器组件208可命令所述圆盘进行扫描，从而收集与所发射的经调制辐射相关联的数据。类似地，接收器(204、206)可收集与所发射的经调制辐射相关联的数据。随后，处理器组件208可在距所述圆盘的两个距离处建构两个信号强度表面。可将这些信号强度与借以确定聚集器收集光学器件的质量的标准(或另外所编程的)规范进行比较。图3图解说明根据本发明的一方面测试太阳能聚集器的方法。尽管出于简化解释的目的，将本文中(例如)以流程图的形式显示的一个或一个以上方法显示及描述为一系列动作，然而应理解及了解，本发明并不受限于动作次序，因为根据本发明，一些动作可按不同于本文所示及所述的次序发生及/或与其它动作同时发生。举例来说，所属领域的技术人员将理解及了解，一种方法也可表示为一系列相互关联的状态或事件(例如，在状态图中)。此外，实施根据本发明的方法可能并不需要所有所图解说明的动作。如上所述，本发明仅采用可容易地定位于已知位置处的简单且紧凑的激光发射器(例如，图2的202)及检测器(例如，图2的接收器204、206)。运动可由所述圆盘本身使用其赤纬轴及赤经轴电机来回扫描所述圆盘以允许于计算机(例如，图2的处理器208)中建构图案来完成。使用经调制激光光(例如，图2的激光发射器组件202)可允许防止周围光源影响测试结果。此外，应理解，调制允许低光等级的敏感性检测。此外，所述测试实质上是自动的且不需要接受高级训练的人员。如果在其不应出现的处检测到光，那么处于诊断模式的系统(图1及图2的100)可自动致使所述圆盘移动到检测到此光的位置。通过定位于所述检测器(例如，图2的接收器204、206)处，操作者在视觉上可看到所述光来自何处，从而指示需要调整的结构部分。或者，可执行自动化诊断以实现调整或调谐。现在参照图3的方法，在302处，将经调制激光辐射发射到聚集器上。本发明提供在光伏电池通常将位于的位置附近安装发射经调制激光辐射的构件或装置。在一个实例中，对于真正抛物面反射器来说，此将处于所述抛物面的焦点处。在替代聚集器布置(例如，其中所述聚集器实际上为以抛物方式布置于所述光伏电池周围的批槽反射器)中，可将所述激光器置于所述聚集器的线焦点的中心处或其附近。在304、406处可在距反射器表面的两个全异位置或距离处接收经调制所反射光。此处，可在距所述圆盘的两个距离处布置两个经优化以用于接收经调制光的接收器。举例来说，这些接收器可附接(例如，临时附接)到太阳能圆盘阵列中两个其它圆盘的底座。尽管本文中所描述的方面采用两个接收器(例如，图2的204、206)，但应理解，替代方面可采用一个或一个以上接收器，而此并不背离本揭示内容及其所附权利要求书的范围。同样，尽管所描述的方面将所述检测器(图2的204、206)定位于全异距离处，但应理解，所有所述接收器或一子组的所述接收器可定位于相等距离处。这些替代方面将包括于本揭示内容及其所附权利要求书的范围内。应理解，所述接收器及所述圆盘本身可与另一装置进行通信，举例来说，处理器，例如膝上型计算机。此处理器装置可命令所述圆盘(或聚集器)在308处进行扫描，而在310处，所述接收器报告其从激光器接收的信号的强度。此允许所述膝上型计算机在距所述圆盘的两个距离处建构两个信号强度表面。在312处可将这些信号强度表面与标准规范进行比较且在314处可判断或确定所述聚集器收集光学器件的质量。如上所述，另外可视需要或适当地采用此信息来诊断及/或调整所述聚集器。尽管未在图3中图解说明这些动作，但应理解，这些特征、功能及益处将包括于本发明及其所附权利要求书的范围内。现在参照图4，其图解说明可操作以执行所揭示的架构的计算机的框图。为提供本发明的各种方面的额外上下文，图4及以下论述打算提供对其中可实施本发明的各种方面的合适计算环境400的简要、一般说明。尽管上文已在可在一个或一个以上计算机上运行的计算机可执行指令的一般上下文中描述本发明，但所属领域的技术人员应认识到，本发明也可与其它程序模块组合实施及/或实施为硬件与软件的组合。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例行程序、程序、组件、数据结构等。此外，所属领域的技术人员应了解，本发明方法可使用其它计算机系统配置来实践，其中包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算机、主机计算机以及个人计算机、手持式计算装置、基于微处理器或可编程的消费电子装置等，其每一者可以操作方式耦合到一个或一个以上相关联装置。也可在分布式计算环境中实践本发明的所图解说明的方面，其中某些任务由经由通信网络链接的远程处理装置来执行。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地及远程存储器存储装置两者中。计算机通常包括各种计算机可读媒体。计算机可读媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体且包括易失性媒体及非易失性媒体、可拆卸式媒体及不可拆卸式媒体两者。以举例而非限定的方式，计算机可读媒体可包含计算机存储媒体及通信媒体。计算机存储媒体包括以任一方法或技术实施的用于存储例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的易失性媒体及非易失性媒体、可拆卸式媒体及不可拆卸式媒体两者。计算机存储媒体包括但不限于RAM、R0M、EEPR0M、快闪存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能光盘(DVD)或其它光盘存储器件、磁盒、磁带、磁盘存储器件或其它磁性存储装置，或任一其它可用于存储所需信息并可由计算机存取的媒体。通信媒体通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或例如载波等经调制数据信号或其它运送机构中的其它数据，并包括任何信息递送媒体。术语“经调制数据信号”意指其一个或一个以上特性以于信号中编码信息的方式被设定或改变的信号。以举例而非限定的方式，通信媒体包括例如有线网络或直接线路连接的有线媒体，及例如声学、RF、红外线等无线媒体及其它无线媒体。以上各项中的任一者的组合也应包括于计算机可读媒体的范围内。再次参照图4，用于实施本发明的各种方面的例示性环境400包括计算机402，计算机402包括处理单元404、系统存储器406及系统总线408。系统总线408将系统组件(包括但不限于系统存储器406)耦合到处理单元404。处理单元404可为各种商业上可购得的处理器中的任一种。也可采用双微处理器及其它多处理器架构作为处理单元404。系统总线408可为可使用各种商业上可购得的总线架构中的任一种进一步互连到存储器总线(具有或不具有存储器控制器)、外围总线及本地总线的若干总线结构类型中的任一种。系统存储器406包括只读存储器(R0M)410及随机存取存储器(RAM)412。基本输入/输出系统(BIOS)存储于非易失性存储器410 (例如，ROM、EPROM、EEPROM)中，所述BIOS含有帮助在计算机402内的元件之间传送信息(例如，在启动期间)的基本例行程序。RAM412也可包括高速RAM，例如用于高速缓冲存储数据的静态RAM。计算机402进一步包括:内部硬磁盘驱动器(HDD) 414 (例如，EIDE、SATA)，所述内部硬磁盘驱动器414也可经配置以在外部用于合适底盘(未显示)中；磁性软磁盘驱动器(FDD) 416 (例如，以从可拆卸式磁盘418读取或向所述可拆卸式磁盘418写入)；及光盘驱动器420 (例如，读取CD-ROM磁盘422，或从例如DVD等其它大容量光学媒体读取或向所述大容量光学媒体写入)。硬磁盘驱动器414、磁盘驱动器416及光盘驱动器420可分别通过硬磁盘驱动器接口 424、磁盘驱动器接口 426及光学驱动器接口 428连接到系统总线408。用于外部驱动器实施方案的接口 424包括通用串行总线(USB)及IEEE1394接口技术中的至少一者或其两者。其它外部驱动器连接技术涵盖于本发明内。所述驱动器及其相关联计算机可读媒体提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机402，所述驱动器及媒体适应合适数字格式的任何数据的存储。尽管上文对计算机可读媒体的说明是指HDD、可拆卸式磁盘及可拆卸式光学媒体，例如CD或DVD，但所属领域的技术人员应了解，可由计算机读取的其它类型的媒体(例如，zip驱动器、磁盒、快闪存储器卡、卡匣等)也可用于所述例示性操作环境中，且此外任何此种媒体可含有用于执行本发明的方法的计算机可执行指令。可在所述驱动器及RAM412中存储多个程序模块，包括操作系统430、一个或一个以上应用程序432、其它程序模块434及程序数据436。也可在RAM412中高速缓冲存储所述操作系统、应用程序、模块及/或数据的全部或部分。应了解，本发明可通过各种商业上可购得的操作系统或操作系统的组合来实施。用户可经由一个或一个以上有线/无线输入装置(例如，键盘438)及指向装置(例如，鼠标440)向计算机402中键入命令及信息。其它输入装置(未显示)可包括麦克风、IR远程控制、操纵杆、游戏手柄、记录笔、触摸屏幕等。这些及其它输入装置通常经由耦合到系统总线408的输入装置接口 442连接到处理单元404，但可由其它接口连接，例如并行端口、IEEE1394串行端口、游戏端口、USB端口、IR接口等。监视器444或其它类型的显示器装置也经由接口(例如，视频适配器446)连接到系统总线408。除监视器444以外，计算机通常包括其它外围输出装置(未显示)，例如扬声器、打印机等。计算机402可使用经由到一个或一个以上远程计算机(例如，远程计算机448)的有线及/或无线通信的逻辑连接于网络化环境中操作。远程计算机448可为工作台、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐器具、对等装置或其它普通网络节点，且通常包括就计算机402所描述的元件中的许多或全部，但出于简明的目的仅图解说明存储器/存储装置450。所描绘的逻辑连接包括到局域网(LAN) 452及/或较大网络(例如，广域网(WAN)454)的有线/无线连接性。此类LAN及WAN网络化环境在办公室及公司中为平凡事物，且促进整个企业的计算机网络，例如内部网，所有所述网络可连接到总体通信网络，例如因特网。当用于LAN网络化环境中时，计算机402经由有线及/或无线通信网络接口或适配器456连接到局域网452。适配器456可促进到LAN452的有线或无线通信，LAN452也可包括安置于其上用于与无线适配器456进行通信的无线接入点。当用于WAN网络化环境中时，计算机402可包括调制解调器458，或连接到WAN454上的通信服务器，或具有用于经由WAN454 (例如通过因特网)建立通信的其它方式。可为内部装置或外部装置及有线装置或无线装置的调制解调器458经由串行端口接口 442连接到系统总线408。在网络化环境中，就计算机402或其部分描绘的程序模块可存储于远程存储器/存储装置450中。应了解，所显示的网络连接为例示性且也可使用在所述计算机之间建立通信链路的其它方式。计算机402可操作以与以操作方式安置于无线通信中的任何无线装置或实体进行通信，例如打印机、扫描仪、桌上型计算机及/或便携式计算机、便携式数据助理、通信卫星、与无线可检测标签相关联的任一件装备或位置(例如，亭子、报摊、洗手间)及电话。此包括至少W1-Fi及Bluetooth 无线技术。因此，所述通信可为如同常规网络的预定义结构或仅仅为至少两个装置之间的特定通信。W1-Fi或无线保真允许在不需要线路的情况下从一家庭睡椅、旅馆房间中的床或工作上的会议室连接到因特网。W1-Fi是类似于用于蜂窝电话中的使得此类装置(例如，计算机)能够在户内及在户外、在基站的范围内的任何地方发送及接收数据的技术的无线技术。W1-Fi网络使用称为IEEE802.11 (a、b、g等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速无线连接性。W1-Fi网络可用于将计算机彼此连接、连接到因特网，及连接到有线网络(其使用IEEE802.3 或以太网)。W1-Fi 网络以 IlMbps (802.1la)或 54Mbps (802.lib)的数据速率在未经许可的2.4及5GHz无线电频带中操作，举例来说，或与含有两个频带(双频带)的产品一同操作，因此所述网络可提供类似于许多办公室中所使用的基本IOBa seT有线以太网的真实世界性能。为改善太阳能阵列的效率及其捕获太阳射线并将所述射线中所含有的能量从太阳能转变为电能的能力，使所述太阳能阵列与太阳最佳地对准是重要的。在其中所述太阳能阵列由光伏元件组成的情况下，所述光伏元件应最佳地对准(例如，垂直)以便以其峰值效率操作。类似地，当并入到太阳能聚集器系统中时，所述阵列可由反射并聚焦太阳能辐射供太阳能收集器收集的反射镜组成。翻到图式，图5图解说明太阳能收集系统500，其由经对准以将太阳射线反射到中央收集设备504的阵列502组成。为促进利用来自所述太阳射线的能量，可在各个平面中旋转阵列502以相对于太阳的方向正确地对准阵列502，从而将太阳射线反射到收集器504上。阵列502可由多个反射镜组成，所述反射镜可用于将太阳能辐射聚集及聚焦于收集器504上，其中所述收集器可由光伏电池组成，从而促进太阳能转换成电能。阵列502及收集器504可支撑于极座架支撑臂506上。此外，所述反射镜已被布置为使得间隙508将反射镜阵列502分离为两个群组。机动化齿轮组合件510将阵列502及收集器504连接到极座架支撑臂506。极座架支撑臂506与地球的表面对准，使得其平行于地球的旋转轴的倾斜而对准，如前文所论述。机动化齿轮组合件510允许阵列502及收集器504绕水平轴512旋转，所述水平轴也称作赤经轴。阵列502及收集器504通过致动器514进一步连接到极支撑件506。致动器514促进阵列502及收集器504绕垂直轴516旋转，所述垂直轴也称作赤纬轴。可通过使得太阳能阵列能够与太阳对准以增加由所述阵列收集的太阳射线量来改善所述太阳能阵列的效率。在一年的过程中，太阳相对于太阳能阵列的位置的位置(其中所述太阳能阵列位于地球上的固定位置处)在水平(赤经)轴512及垂直(赤纬)轴516两者上变化。在白天，太阳在东方升起且在西方落下，太阳跨越天空的移动称作赤经且太阳能阵列502相对于太阳的位置的位置/角度需要使得太阳能阵列502与太阳的位置对准。此外，在一整年中，太阳还相对于地球赤道改变其位置。如图6中所显示，地球轴602相对于绕太阳606的地球轨道路径604的倾斜为大约23.45度。在地球608完成绕太阳606的一个旋转(此大约花费一年来完成)期间，太阳606相对于地球赤道的位置变化约±23.45度。图7涉及此一整年中太阳的路径相对于地球赤道的变化；其中在六月702中太阳相对于赤道位于其最高位置处，且在十二月704中相对于赤道位于其最低位置处。为正确地定位阵列使得其在垂直轴上与太阳对准，应提供允许所述太阳能阵列扫过约47度((地平线以上23.45度)+ (地平线以下23.45度))的角度(赤纬角度)的方式。返回参照图5，收集面板中的间隙508允许阵列502倾斜穿过致动器514所要求的赤纬，而阵列502不会被极座架506的支撑臂遮盖。所述面板中的间隙508允许所述阵列绕平行于极座架506的支撑臂的方向延伸的赤经轴512旋转，而包含阵列502的面板不会被极座架506的支撑臂遮盖。在其中太阳能辐射由反射镜式阵列聚焦于中央收集器上的情况下，可通过确保被反射的太阳光跨越形成所述中央收集器的组件均匀地落下来使所述收集器的效率最大。举例来说，所述中央收集器可由光伏电池群组组成。在一些配置中，所述光伏电池可对于跨越所述光伏电池群组的太阳光强度的变化敏感，确保每一光伏电池接收相同量的太阳能辐射是有益的；可利用极座架及定位设备的用途(如所揭示标的物中所述)来确保情况就是如此。在标的物的整篇论述中，尽管焦点在来自太阳的射线的收集上且将其反射到促进所述太阳射线中所含有的能量向电能转换的中央收集器，但此用于解释的目的且并非打算限定权利要求书的范围。所请求的标的物可用于促进从涉及能量辐射的多个能量源收集能量，此类能量源包括X射线、激光、α射线、β射线、Y射线、可在电磁频谱中找到的所有电磁福射源等。应了解，如图5中所显示，尽管实例性系统500由用于将日光聚焦于中央收集器上的反射镜阵列组成，但标的揭示内容并不如此受限制且可用于提供各种收集装置的定位。举例来说，如图8所描绘，系统800，在一个实施例中，由极座架支撑臂及用以提供绕所述支撑臂的赤经角度及赤纬角度的对准的构件组成的极座架802可用于定位太阳能电池/光伏装置阵列804，其中所述极座架用于维持所述阵列与太阳射线806对准。如图9中所涉及，系统900，在另一实施例中极座架802可支撑用于将日光904反射到远程收集装置906的反射镜阵列902。翻到图10，系统1000涉及用于将太阳能收集于所请求标的物可并入其中的更详细系统。太阳能阵列1002通过使用赤纬定位装置1004及赤经定位装置1006相对于太阳对准，定位装置1004及1006将所述收集器对准的操作如前文所论述。定位装置1004及1006由定位控制器1008控制，定位控制器1008向定位装置1004及1006提供关于其相应位置的指令且也从所述定位装置接收反馈以允许定位控制器1008确定预期指令及阵列1002的位置。也可并入输入组件1010以促进与定位控制器1008的交互，且随后由用户或机械/电子构件控制阵列1002的位置。输入组件1010可代表可促进数据、指令、反馈等在位置控制器1008与用户、远程计算机等之间传送的多种装置。此类输入组件装置1010可包括全球定位系统，所述全球定位系统可提供纬度及经度测量以允许对阵列1002进行定位并基于阵列1002的位置对其进行控制。此外，输入装置1010可为允许用户键入将用于控制阵列1002的位置的指令及命令的图形用户接口(⑶I)，例如，工程师在安装过程期间键入测试定位装置1004及1006的操作的命令。所述⑶I也可用于从定位控制器1008中继描述阵列1002的当前位置及操作的位置测量、操作状况等。举例来说，在安装期间，工程师可审阅在GUI上显示的位置反馈且将其与预期值进行比较。也可通过使用远程网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等)从阵列1002的方位以远程方式操作定位控制器1008，其中所述网络可硬接线到输入组件1010或以无线方式连接。数据库及存储组件1012也可与系统1000相关联。所述数据库可用于存储将用于通过定位控制器1008来辅助阵列1002的位置控制的信息，此种信息可包括经度信息、纬度信息、日期及时间信息等。定位控制器1008可包括用于处理数据、算法、命令等的构件，例如处理器，举例来说，其中此种处理可响应于经由输入组件1010从用户接收的命令。定位控制器608也可具有在其中运行以促进对阵列1002的自动位置控制的程序及算法，其中所述程序及算法可使用从数据库1012检索的数据，其中此种数据包括经度信息、纬度信息、日期及时间信息等。人工智能(Al)组件1014也可包括于系统600中以根据本文中所揭示的至少一个方面执行至少一个确定或至少一个推断。人工智能(Al)组件1014可用于辅助定位控制器1008对阵列1002进行定位。举例来说，Al组件1014可经由因特网1010监视在位置控制器1008处接收的天气信息。Al组件1014可确定局部天气状况可能达到关于阵列1002的安全操作的关注点且需要关闭阵列1002直到天气系统已过去。Al组件1014可根据实施本文中所描述的各种自动化方面而采用众多方法中的一种方法来从数据学习且随后得出推断及/或作出与跨越多个存储单元动态存储信息相关的确定(例如，(例如)由使用Bayes ian模型计分或近似值、线性分类器(例如，支持向量机(SVM))、非线性分类器(例如，称作“神经网络”方法的方法、模糊逻辑方法及执行数据融合的其它方法等)的结构搜索形成的隐藏式Markov模型(HMM)及相关原型依赖性模型、更一般概率性图形模型，例如Baye sian网络)。此外，Al组件1014也可包括用于捕获逻辑关系(例如，定理证明器或更多基于启发式规则的专家系统)的方法。在由全异(第三)方设计的一些案例中，Al组件1014可表示为外部可插拔组件。系统1000可进一步包括能量输出组件1016，其可用于将在阵列1002处收集的太阳能转换到电能。可将由输出组件1016产生的能量馈入到电网618中以及馈入到电力回路1020中。然而，电力回路1020促进由系统1000产生的电力的用途用于给系统1000供电。举例来说，可将由输出组件1016产生的电力中的一些电力馈入回到系统1000中以为组成系统1000的各种组件提供电力，例如给定位装置1004及1006、定位控制器1008、Al组件1014、输入组件1010等供电。然而，尽管可将此自含式系统视为故障安全问题等的有价值目标，但也可提供用以允许系统1000及其组件从电网1018汲取电力的构件。举例来说，当在闭路模式中操作时，所述阵列可能不能够产生满足系统1000的能量操作要求的充足能量，且可从电网1018汲取能量以补偿所述能量不足。参照图11，系统1100涉及组合件，其可用于将太阳能阵列(例如，例如图5的太阳能阵列502)连接到极座架支撑臂(例如，例如图5的极座架支撑臂506)。系统1100也可用于使所述阵列绕所述极座架支撑臂的中心轴旋转，其提供所述阵列的赤经定位。系统1100由连接器1102组成，其可用于将所述极座架支撑臂连接到组合件1100，所述太阳能阵列通过附接到支撑托架1104连接到组合件1100。与齿轮机构1108组合的电机1106促进阵列绕所述极座架支撑臂的旋转，其中所述组合件在连接器1102处保持固定且支撑托架1104及所附接的阵列绕所述极座架支撑臂旋转。翻到图12，系统1200图解说明用以使太阳能阵列502透过赤纬轴而相对于极座架支撑臂506倾斜的设备。系统1200由定位装置514 (例如，致动器)组成，所述定位装置连接到定位组合件1100。如前文所论述，定位组合件1100促进使太阳能阵列502绕极座架支撑臂506的赤经轴旋转。定位装置514可相对于太阳在天空中的位置将阵列502倾斜到所需的赤纬角度，当定位装置514相对于定位组合件1100移动时，定位装置514所连接到的支撑件1202也移动，从而致使阵列502倾斜穿过一赤纬角度范围。当旋转定位组合件1100以追踪太阳的赤经时，可使用定位装置514来确保阵列102保持在用以捕获太阳射线的赤纬角度。结合极座架使用定位装置514允许在太阳能收集的开始时将所述阵列调整为所需的赤纬角度，而不是必须在整个太阳追踪过程中不断地调整倾斜角度，从而降低系统的能量消耗，因为每天仅必须调整致动器一次而不是不断地调整。尽管所述致动器可每天调整所述阵列的赤纬角度一次，但所请求的标的物并不如此受限制，其中所述致动器每天调整所述赤纬达提供对太阳的追踪所需的次数。参照图11及图12，尽管显示致动器514与电机1106为两个分离组件，但可存在以下替代实施例，其中致动器514与电机1106组合为提供阵列502到极座架支撑臂106的连接的单个组合件，同时促进相对于太阳或待从其捕获能量的类似能量源的位置变更阵列502的赤经及赤纬位置。在标的物的其它实施例中，可利用电机与致动器的各种组合来提供用于利用辐射的捕获等的收集阵列及装置的定位，同时促进相对于能量源调整所述阵列及装置的位置。可将用以提供阵列的赤经/赤纬定位的各种构件实施于所述系统中。实例性构件可包括机械、电、电磁、磁性、气动构件等。本发明的一个实施例是使用直流(DC)无刷电机，从而利用其低成本及低维修费用。在其它实施例中，可使用直流(DC)无刷步进电机，其中对电机的操作期间的步长数目进行计数以提供所述阵列的高度准确的定位。举例来说，在一个配置中，已知存在10个步长/I度的旋转，可以约0.1度的增量来调整所述阵列的位置以追踪太阳划过天空的经过。翻到图13，在常规极座架系统中(举例来说，如与光伏阵列一同使用)，阵列1302相对于支撑臂1304离轴支撑。依据如组成阵列1302及相关联装置(未显示)的组件的大小及重量等因素，重心相对于支撑臂1304移位，其中重心位于沿维度X的任何地方。在此系统中，在阵列追踪太阳时所述阵列的移动期间浪费能量，因为必须补偿并克服因移位的重心而导致的失衡。参照图5，在本发明的一个实施例中，阵列中的间隙108取消阵列502必须从极座架支撑臂506偏移的需要，其中阵列502在极座架支撑臂的平面中附接到极座架支撑臂506。此布置允许阵列502绕极座架支撑臂512的轴平衡。与常规极座架系统(系统1300)相比，使阵列502绕赤经轴512旋转所需要的能量降低，降低的能量要求可促进使用较小功率的电机来安装及定位组合件(如参照图11所论述)，从而导致系统成本降低。如果待将所述阵列置于用于存储、安全或用于维修目的的位置中(如前文所论述)，那么所述电机可步进所需数目的步长以将所述阵列从其当前位置移动到其存储或安全位置。进一步描述此实例，可确定以顺时针方向将所述阵列从其当前位置移动到所述存储位置所需要的步长数目连同以逆时针方向移动所需的步长数目，可比较所述两个计数且使用最短方向来将所述阵列置于所述存储位置中。在另一实施例中，响应于可能造成破坏的天气状况(例如，经过的冰雹)，可将所述阵列置于安全位置中。可在接收到移动到所述安全位置的命令之前确定将所述阵列从所述阵列的当前位置移动到所述安全位置所需要的步长数目的记录。在所述冰雹过去之后，可重新定位所述阵列以继续操作，其中所述重新定位是基于所述阵列的最后知道的位置加上补偿太阳的当前位置所需要的步长数目(例如，在所述冰雹之前阵列的最后位置+将所述阵列移动到太阳的当前位置的步长数目)来确定。可通过使用与所述阵列相关联的纬度、经度、日期、时间信息及所述阵列的位置来确定太阳的当前位置。也可通过使用太阳位置传感器来确定太阳的当前位置，所述太阳位置传感器可用于确定日光的能量在哪一角度上最强且相应地对所述阵列进行定位。此外，收集面板中的间隙508允许定位所述面板以使形成所述阵列的反射镜对环境破坏(例如，强风及冰雹侵袭)的敏感度最小。如图14中所描绘，可使阵列502绕极支撑臂506旋转，以将所述阵列置于“安全位置”处。使阵列502绕赤经轴516旋转且绕赤纬轴512倾斜的能力允许定位阵列502使得其与任一盛行风力的对准使太阳能阵列502在风中的航行作用最小。此外，在冰雹侵袭、雪等的情况下，可定位阵列502使得反射镜朝下，其中阵列结构的背侧暴露给冰雹侵袭，从而减轻对反射镜的破坏。此外，在所请求标的物的另一实施例中，阵列502绕赤经轴516及赤纬轴512的旋转可使得阵列的所有区域能够由操作者容易地够到。所述操作者可为安装工程师，其在安装过程期间需要接近各个反射镜502、收集器504等。举例来说，所述安装工程师可出于对准目的而接近中央收集器504。所述操作者也可为维修工程师，其需要接近阵列502来清洁反射镜，替换反射镜等。图14描绘位于基座支撑件1402上的极支撑臂506的实例性实施例。基座支撑件1402可视需要由各种底脚、支撑结构、基础结构、安装托架、定位电机等组成，以促进极支撑臂506及其它阵列组件(例如，阵列502、收集器504等)的支撑、定位及放置。如图14中所描绘，为促进接近太阳能收集系统500的各种组件(例如，阵列502、收集器504等)，可选择性地使极支撑臂506与基座支撑件1402解啮合(至少部分地)，从而使得能够如需地倾斜及降低太阳能收集系统500。如上所述，也可选择性地使极支撑臂506与支撑结构(例如，基座支撑件1002)解啮合(至少部分地)以促进如需地定位太阳能收集系统500，例如，“安全位置”、维修、安装、对准调谐、存储等。图15图解说明处于降低的位置中的太阳能收集系统500的示意性表示1500，所述降低的位置可为安全位置、维修位置、安装位置、对准调谐位置、存储位置等。图16显示用于构造太阳能阵列并定位所述阵列以追踪太阳的方法1600。在1602处，构造太阳能阵列，其中所述阵列由两个相等大小的平面区段组成。所述阵列可由反射镜构造以促进太阳能射线向中央收集器的反射，或在替代实施例中，所述阵列可包含光伏装置阵列以吸收太阳能并提供太阳能向电能的转换。所述两个阵列由中央支撑件连接，其中所述阵列被置于所述支撑件上，使得所述阵列之间留有间隙，所述间隙根据动作1604为已知览度。在1604处，构造极座架，其中所述极座架以使得其平行于地球的旋转轴的倾斜而对准的方式定位于地球的表面上。返回到动作1602，所述两个阵列之间留下的间隙宽度足以允许所述阵列定位于所述极座架的端处，使得所述阵列定位于所述极座架的任一侧处。在1606处，提供允许所述阵列沿赤经角度绕极座架旋转的构件。此种构件可包括电机、致动器或类似装置且所述构件可形成将所述阵列连接到所述极座架的连接器的一部分。在1608处，提供允许所述阵列沿赤纬角度相对于所述极座架倾斜穿过一角度范围的构件，其中所述角度范围包括保持所述阵列与太阳对准所需要的角度及其赤纬的变化以及允许所述阵列倾斜以用于安装、维修、存储等的较大角度范围。此种构件可包括电机、致动器或类似装置。所述构件可形成将所述阵列连接到所述极座架的连接器的一部分。在1610处，向系统提供允许所述阵列随着太阳横跨天空而追踪太阳的信息。此种信息可包括基于阵列的位置的经度数据、纬度数据、日期及时间信息等。使用在1610中所提供的信息，在1612处使所述阵列相对于太阳对准以促进从太阳能产生能量。所述阵列通过变更所述阵列相对于太阳的赤纬角度及赤经角度来与太阳对准。在一个实施例中，可在一整天中变更所述赤经角度，而根据太阳在天空中的高度仅调整所述赤纬角度一次。在替代实施例中，可视需要调整赤经角度及赤纬角度(例如，不断地)以维持所述阵列与太阳对准。在1614处，所述太阳能阵列促进从太阳收集能量，不管其通过光伏、反射还是类似方式。图17涉及用以促进将太阳能阵列置于安全位置中(例如，为防止因天气状况而对所述阵列及相关联组件造成的破坏)、维修位置中(例如，所述阵列需要检查、清洁、替换等)、安装位置中(例如，将所述阵列移动经过各种位置以确定任何定位装置正确地起作用)等的方法1700。在1702处，将所述太阳能阵列定位于正常操作位置以收集太阳射线，其中在一整天中调整所述阵列相对于太阳的赤经角度及赤纬角度以维持所述阵列与太阳对准；所述阵列促进从所述太阳能射线收集能量(1704)。在1706处，(例如)响应于所接收的天气系统正向所述区域移动的信息而作出是否待将所述阵列置于安全位置中的确定。如果所述天气系统的确不会对所述阵列的操作造成威胁，那么方法1700返回到1702且继续收集太阳能。如果确定需要关闭所述太阳能阵列且将其置于安全位置中(例如，可破坏反射镜/光伏装置的冰雹风暴正在临近)，那么可发出将所述阵列定位于所述安全位置中的命令(1308)。当所述阵列位于所述安全位置中时，在1710处，可作出是否需要将所述阵列维持于此位置中的确定。如果所述确定为“是”(例如，所述天气系统仍会对所述阵列及收集组件造成威胁)，那么所述方法进行到其中将所述阵列维持于所述安全位置中的1712。在1714处，作出关于所述阵列是否可返回到位置以重新开始太阳能的收集的其它确定。如果所述响应为“否”(例如，所述天气系统仍为对所述阵列组件的威胁)，那么所述方法返回到1712。在1714处，如果确定“是”(继续操作是安全的)，那么所述方法返回到1702，且阵列相对于太阳重新对准以重新开始太阳能的收集。返回到动作1710，如果是否维持当前安全位置的确定为“否”(例如，所述天气系统不再对所述阵列及收集组件造成威胁)，那么所述方法返回到1702且所述阵列对太阳能的收集继续。提供通过最佳地分析日光来追踪太阳位置，其中可将直射日光与其它光源(例如，反射离开某些物体的日光、激光及/或类似物)大致区分开。特定来说，可根据其非偏振、准直性质、光频率及/或类似物来识别直射日光。在一个实例中，一旦检测到直射日光，则可自动调整太阳能电池以便以最佳对准接收日光，从而允许高效地利用最大太阳能同时避免与其它较弱光源的对准。举例来说，可以以下方式调整太阳能电池:个别地、作为电池面板的一部分及/或类似物。根据实例，可给太阳能面板装备用以区别及聚集日光的组件。举例来说，可提供并定位一个或一个以上偏振器，使得可评价光源以确定其偏振。由于直射日光为大致非偏振，因此跨越所述偏振器所测量的类似辐射等级可指示直射日光源。此外，可包括光谱滤波器以过滤掉仅仅具有与太阳相比大致不同的色彩光谱的光，例如绿色激光、红色激光及/或类似物。此外，可提供球透镜及象限单元，其中所述光源通过所述球透镜且到达象限单元上；可利用所述象限单元上的焦点的大小来确定光的准直性。如果所述光准直超出阈值，那么可将其确定为直射日光。在此情况下，所述球透镜及象限单元可至少部分地基于所述焦点在所述象限单元上的位置来进一步确定所述电池接收最大日光量的最佳定位。因此，可自动调整所述太阳能电池以接收直射日光，而不混淆全异光源。现在翻到图式，图18图解说明促进追踪日光以基于日光的位置最佳地对准装置的系统1800。提供日光追踪组件1802以确定所接收的光是直射日光还是来自另一源的光且可基于所述确定来追踪直射日光。另外，提供可根据日光位置对准装置的定位组件1804。在一个实例中，所述装置可包含一个或一个以上太阳能电池(或太阳能电池面板)，其可相对于直射日光最佳地对准以接收大致最大量的光，以用于经由光伏技术(举例来说)转换成电。根据实例，日光追踪组件1802可追踪日光且将定位信息输送到定位组件1804，使得所述装置可最佳地定位(例如，太阳能电池可移动到所要位置中以接收大致最佳直射日光)。在一个实例中，日光追踪组件1802可评价多个光源以确定哪一源为直射日光。此可包括通过成角度的多个偏振器接收光，使得偏振光在每一偏振器处可产生不同的结果，而非偏振光(例如，直射日光)在所述偏振器处可产生大致相同的结果。此外，根据实例，日光追踪组件1802可基于波长来区别光源，此可提供对在此方面可区分的激光或其它光源的排除。此外，滤波器可提供大致所有波长的衰减，使得当组合有放大器时，可至少部分地基于光源的强度来检测日光。另外，日光追踪组件1802可确定光源的准直性质以确定光是否是直射日光。此外，在一个实例中，日光追踪组件1802可评价一个或一个以上装置相对于其上的光源的轴的对准，以确定将所述装置与所确定的直射日光最佳地对准所需要的移动。随后，可将位置信息输送到定位组件1804，所述定位组件可控制装置(例如，一太阳能电池或一个或一个以上电池面板)的一个或一个以上轴向位置。在此方面，在从日光追踪组件1802接收到所述位置信息后，定位组件1804可即刻移动所述装置及/或其上安装有所述装置的设备以相对于所述装置在最佳位置中对准直射日光的轴。日光追踪组件1802可在计时器上分析直射日光，或其可在其通过不断确定相对于光轴的最佳对准而移动时跟随日光。此外，可将日光追踪组件1802配置为太阳能电池或电池面板的一部分(例如，在一个或一个以上电池后方或内部或附加/安装到面板或相关联设备)。在此方面，日光追踪组件1802可在定位组件1804移动电池及日光追踪组件1802时与电池一同移动以评价最佳位置。在另一实例中，日光追踪组件1802可位于不同于电池的分离位置处且可将准确定位信息输送到定位组件1804，所述定位组件可适当地定位所述电池。参照图19，其显示用于相对于从一个或一个以上相关太阳能电池或大致任一设备的轴的偏离来追踪太阳的位置的实例性系统1900。描述可使用多个光分析组件1904来追踪直射日光的位置的日光追踪组件1802，所述多个光分析组件可至少部分地基于与光源相关的一个或一个以上测量来近似所述光源。日光追踪组件1802可包含多个光分析组件1904以提供冗余以及从全异角度分析光源。在一个实例中，如所描述，日光追踪组件1802可识别直射日光，因为其定位于各种光源上，且相应地递送关于定位一个或一个以上太阳能电池以便以最佳轴接收直射日光的信息。尽管显示日光追踪组件1802具有3个光分析组件1904，但应了解在一个实例中可利用更多或更少的光分析组件1904。另外，在一个实例中，所利用的光分析组件1904可包含所显示组件中的一者或一者以上且被描述为光分析组件1904的一部分，或可在光分析组件1904中共享此类组件。每一光分析组件1904包括可偏振所接收光源的偏振器1906，在此点上可测量来自偏振器1906的所接收辐射等级。对于每一光分析组件1904，可以全异角度配置偏振器1906。在具有3个光分析组件1904且因此具有3个偏振器1906的实例中，可以大致120度的角度偏移来配置所述偏振器。在此方面，可评价来自从同一光源接收光的每一偏振器1906的辐射测量。当光源至少有些偏振时，一旦由偏振器1906接收，则所得光束的辐射等级在每一偏振器1906处可不同，从而指示有些偏振的光源。相反，当光源为大致非偏振时，所述所得辐射等级在通过成不同角度的偏振器1906之后可大致类似。以此方式，举例来说，由于直射日光为大致非偏振，因此可在偏振光源(例如，反射离开包括云的许多表面的日光或其它光源)上检测到直射日光。应了解，一旦光传递到光分析组件1904的下部层，则可通过处理器(未显示)及/或类似物来测量辐射等级以确定所述等级及其之间的差异。此外，光分析组件1904可包括光谱滤波器1908以过滤掉与直射日光相比具有大致全异或更聚焦的波长的光源。举例来说，光谱滤波器1908可通过具有在大约560纳米(nm)到600nm之间的波长的光。因此，可在光谱滤波器1908处大致拒绝大部分激光辐射(例如，通常使用的525nm绿色激光及635nm红色激光)，而直射日光源的大部分仍可通过。此可防止干扰一批太阳能电池以及锁定到弱及/或间歇性光源。通过光谱滤波器1908b的光源可由可将光聚集到象限单元1912上的球透镜1910接收。有些准直的光源(例如，直射日光)可在球透镜1910后方在象限单元1912上以小于阈值的点达到焦点。因此，此可为根据由所聚焦的点的大小测量的准直等级对直射日光的另一指示，其中可拒绝(举例来说)由大于或多于一个所聚焦的点指示的漫射光源。应了解，也可在此方面利用其它类型的曲面透镜。此外，象限单元1912可提供光分析组件1904(且因此太阳能电池或与日光追踪组件1802相关联的大致任一装置或设备)相对于象限单元1912上来自通过球透镜1910的光的所聚焦的点的位置的轴向对准的指示。举例来说，当光通过球透镜1910且在象限单元1912上达到一点时，可确定光照耀于光分析组件1904上的角度。象限单元1912上的所述点可指示所述角度且可用于确定以最佳角度接收光所需要的方向及移动。另外，在每一光分析组件1904处提供放大器1914以接收包含来自光的相关信息(如所描述)的光信号。此外，可至少部分地基于亮度来拒绝光源。举例来说，此可使用光谱滤波器1908提供大致所有波长的显著衰减来完成；此可与来自放大器1914的增益一起用于确定源的亮度。可拒绝所规定阈值以下的光源。此外，可测量光强度的时间变化(例如，光源的调制)。应了解，直射日光是大致未经调制，且也可在此方面拒绝指示某调制的源。如上文所提及，可将所推断的参数及信息输送到处理器(未显示)以用于处理及光的源的确定、根据象限单元1912上的点确定相关联的太阳能电池、装置或设备是否需要重新定位及/或类似物。在一个实例中，所述信息可由放大器1914输送到所述处理器。在此方面，可基于由光分析组件1904取得的以上参数将直射日光与全异光源区分开，从而导致太阳能电池的最佳定位以接收大致最大太阳能。现在翻到图20，其显示用于确定太阳的位置且追踪所述位置以确保一个或一个以上太阳能电池的最佳对准的实例性系统2000。提供日光追踪组件1802以确定直射日光的位置而忽略其它光源(如所描述)，以及可定位一个或一个以上太阳能电池或电池面板以最佳地接收直射日光的太阳能电池定位组件2002，及可至少部分地基于一天的时间及/或一年的时间来提供近似日光位置的时钟组件2004。应了解，可将日光追踪组件1802配置于一个或一个以上太阳能电池内，附加到所述太阳能电池或代表性面板或附加于其附近、定位于轴向控制电池/面板的位置的装置上及/或类似物(举例来说)。根据实例，太阳能电池定位组件2002初始可至少部分地基于时钟组件2004将太阳能电池、电池组及/或包含一个或一个以上电池的设备定位到的近似日光位置。在此方面，时钟组件2004可在一月、一个季节、一年、几年及/或类似物中存储关于太阳在一天不同时间的位置的信息。可从包括固定或人工编程于时钟组件2004内、在外部或以远程方式提供到时钟组件2004、由时钟组件2004从日光追踪组件1802的先前读数推断及/或类似物在内的各种源获得此信息。在此方面，时钟组件2004可在给定时间点近似日光的位置，且太阳能电池定位组件2002可根据所述位置移动所述电池。随后，日光追踪组件1802可用于如上所述微调所述电池的位置。具体来说，一旦近似地定位，则日光追踪组件1802可在假设的直射日光与从此全异物体(包括云、建筑物、其它障碍物及/或类似物)反射的日光之间进行区分。日光追踪组件1802可利用上述组件及处理来完成此区分，包括确定光源的偏振、推断光源的准直性质、测量光源的亮度或强度、辨别源的调制(或非调制)等级、过滤掉某些波长的色彩及/或类似物。此外，上述球透镜及象限单元配置可用于确定确保光到电池的大致直接轴所需要的轴向移动。应了解，时钟组件2004可用于初始配置所述电池位置。在另一实例中，所述电池在夜间可为不活动的且时钟组件2004可用于在日出时定位所述电池。此外，在显著阻挡的情况(其中大致不存在直射日光供日光追踪组件1802检测)下，时钟组件2004可用于跟随太阳的预测路径，直到日光追踪组件1802可检测到日光等。在此实例(其中太阳的时钟组件2004预测与日光追踪组件1802实际确定及测量之间存在不一致性)中，在需要利用所述不一致性时可通过时钟组件2004计及所述不一致性以确保更准确的操作。现在翻到图21，其图解说明用于追踪日光并定位远程装置以接收最佳量的光的实例性系统2100。提供用于基于将太阳光源与其它光源区分开而确定太阳的位置的日光追踪组件1802。另外，提供日光信息发射组件2102以发射来自日光追踪组件1802的关于日光的精确位置的信息以及可至少部分地基于从日光信息发射组件2102经由网络2104发送的信息来定位一个或一个以上太阳能电池的太阳能电池定位组件2002。在此实例中，日光追踪组件1802可与太阳能电池全异地定位；然而，至少部分地基于日光追踪组件1802及电池的已知位置，可提供用以定位所述以远程方式定位的电池的准确信息。举例来说，日光追踪组件1802可基于如上所述将直射日光与其它光源区分开而确定太阳的大致准确的位置。特定来说，可如所描述至少部分地基于偏振、准直性、强度、调制及/或波长来测量来自不同源的光以将所述源缩小到可能的直射日光。此外，可使用球透镜及象限单元来确定光的轴上的最佳对准以获得最大光利用。一旦确定精确位置，则日光追踪组件1802可将所述信息输送到日光信息发射组件2102。在接收到所述精确对准信息后，日光信息发射组件2102可即刻经由网络2104将所述信息发送到以远程方式定位的太阳能电池定位组件2002以轴向定位一组太阳能电池以接收大致最大直射日光。特定来说，太阳能电池定位组件2002可接收精确对准信息、计及一个或一个以上太阳能电池/面板与日光追踪组件1802之间的位置差异，且最佳地对准所述电池/面板以接收用于光伏能量转换的最佳日光。应了解，日光追踪组件1802与所述电池之间的位置差异可影响太阳在每一位置处的相对位置。因此，可根据所述位置差异(例如，使用全球定位系统(GPS)及/或类似物确定的位置)来计算不一致性。在另一实例中，可在太阳能电池及/或日光追踪组件102b的安装后即刻测量所述不一致性且其为在接收到精确太阳位置信息后即刻执行的固定计算。特定就由上述组件、装置、电路、系统等所执行的各种功能来说，除非另有指示，否则用于描述此类组件的术语(包括对“构件”的引用)既定对应于执行所描述组件的规定功能的任一组件(例如，功能等效物)，即使其在结构上并不等同于所揭示的执行本文所图解说明的实例性方面中的功能的结构。在此方面，还应认识到，各种方面包括系统以及具有用于执行各种方法的动作及/或事件的计算机可执行指令的计算机可读媒体。本文中所用“例示性” 一词用于意指“用作实例、例子或例示”。本文中描述为“例示性”的任一方面或设计均未必应解释为较其它方面或设计为佳或有利。此外，实例是仅出于清晰及理解的目的而提供且并非打算以任一方式限定本发明或其相关部分。应了解，原本可呈现众多额外或替代实例，但出于简明的目的已将其省略。上文所描述的内容包括本发明的实例。当然，不可能出于描述本发明的目的而描述各组件或方法的每一种可构想的组合，但所属领域的技术人员可认识到，可具有本发明的许多其它组合及排列。相应地，本发明既定囊括所有此类仍归属于所附权利要求书的精神及范围内的变更、修改及变化。此外，就本详细说明或权利要求书中所用术语“包括(includes)”来说，所述术语的包括方式既定类似于术语“包含(compri sing)”在权利要求书中用作转折词时“包含(compri sing)”被解释的那样。
权利要求
1.一种极座架，其特征在于其包含: 面板座架，其与能量收集面板物理耦合 '及 基座座架，其与基座物理耦合且相对于地球轴的倾斜而对准所述极座架，所述面板座架经配置而使得所述能量收集面板位于所述基座的轴的平面中且绕所述基座的轴旋转且所述能量收集面板的重心围绕所述极座架。
2.根据权利要求1所述的极座架，其特征在于其进一步包含第一定位组件，所述第一定位组件用以促进使所述面板座架相对于太阳跨越天空的运动在赤经轴上旋转。
3.根据权利要求2所述的极座架，其特征在于其进一步包含第二定位组件，所述第二定位组件用以促进使所述能量收集面板倾斜穿过一角度范围以相对于太阳的赤纬角度来定位所述能量收集面板。
4.根据权利要求3所述的极座架，其特征在于所述第一及第二定位组件为直流无刷步进电机。
5.根据权利要求1所述的极座架，其特征在于其进一步包含定位控制器，所述定位控制器控制所述极座架相对于太阳的位置。
6.根据权利要求5所述的极座架，其特征在于所述定位控制器基于所述极座架的经度、所述极座架的纬度、日期及时间信息、太阳的所计算位置来确定所述极座架的所述位置。
7.根据权利要求1所述的极座架，其特征在于所述能量收集面板绕所述基座座架旋转到安全位置或旋转到用以促进接近以进行维修或安装的位置。
8.一种方法，其特征在于其包含: 构造可保持至少两个能量收集面板且使所述面板分离开一间隙的模块；所述至少两个能量收集面板之间的所述间隙足以促进定位所述至少两个能量收集面板使得所述至少两个能量收集面板位于极座架的任一侧上；及 配置所述模块以与基座物理耦合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于其进一步包含相对于太阳的赤经或赤纬而定位所述至少两个能量收集面板。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于其进一步包含基于所述能量收集面板的经度、所述能量收集面板的维度、日期及时间信息、太阳的所计算位置或其组合而确定所述能量收集面板的位置。
全文摘要
本发明提供用于安装、部署、测试、操作及管理太阳能聚集器的系统及方法。本发明揭示用于经由将经调制激光辐射发射到光伏(PV)电池的位置上(或其附近)来评价太阳能收集器的性能及质量的机制。本发明揭示在距源(例如，太阳能收集器或圆盘)的两个距离处定位两个接收器。这些接收器用于收集可与标准或其它阈值进行比较的光，从而诊断所述收集器的质量。接收器包括用于能量转换的光伏(PV)模块或用于热能收获的模块。可以各种配置来摆放PV模块中的PV电池以使电流输出最大。此外，热量调节组合件从所述PV电池及其它热区移除热量，以将温度梯度维持在预定等级内。
文档编号H01L31/18GK103107221SQ201210593509
公开日2013年5月15日 申请日期2009年7月2日 优先权日2008年7月3日
发明者詹姆斯·托马斯·扎卢斯基, 特里·扎胡兰尼克, 尼尔·D·塞特, 伯纳德·L·塞特 申请人:美环太阳能股份有限公司