用于太阳能反射器的镜子、镜子组装方法和太阳能场中的管理系统

文档序号:1510133 发布日期:2020-02-07 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 用于太阳能反射器的镜子、镜子组装方法和太阳能场中的管理系统 (Mirror for a solar reflector, mirror assembly method and management system in a solar field ) 是由 M·布里施 M·桑切斯 C·维利亚桑特·科雷多伊拉 E·阿兰扎贝·巴斯特雷切亚 于 2017-10-10 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于太阳能反射器的镜子(20),其包括集成在镜子本身的主体中的至少一个传感器(4),镜子的主体被理解为构成该镜子的所有层。此外,将至少一个处理器集成在与传感器(4)相关联的镜子(20)的主体中产生了聪明设备,并因此产生了聪明镜子或智能镜子。本发明还涉及一种组装镜子(20)本身的方法以及一种用于构成太阳能场的镜子的管理系统。(The invention relates to a mirror (20) for a solar reflector, comprising at least one sensor (4) integrated in the body of the mirror itself, the body of the mirror being understood to constitute all the layers of the mirror. Furthermore, the integration of the at least one processor in the body of the mirror (20) associated with the sensor (4) creates a smart device and thus a smart or intelligent mirror. The invention also relates to a method for assembling the mirrors (20) themselves and to a management system for the mirrors constituting the solar field.)

用于太阳能反射器的镜子、镜子组装方法和太阳能场中的管 理系统

技术领域

本发明一般涉及一种用于太阳能反射器的镜子,该镜子包括集成在镜子自身的主体中的至少一个传感器,镜子的主体被理解为构成该镜子的所有层。此外,将至少一个处理器集成在镜子的与传感器相关联的主体中产生了聪明设备,并因此产生聪明镜子或智能镜子。本发明还涉及一种组装镜子本身的方法以及一种用于构成太阳能场的镜子的管理系统。

本发明适用于太阳能领域,特别是集中太阳能领域。

背景技术

现有技术中已知许多类型的太阳能反射器,其包括一个或多个镜子或小平面,例如图19至图24所示的那些。太阳能反射器由镜子或镜子本身、在其上安装镜子的结构、在其上安装所述结构的支柱以及用于支撑反射器的基座等。

一种这样的太阳能反射器是定日镜,即,一种移动系统,其由一个或多个镜子组成,这些镜子移动以便将太阳光反射到塔的接收器上。同样,其它例子是抛物槽收集器,其由一系列镜子组成,形成带有抛物线部分的圆柱形表面,抛物线部分反射线性接收器中的辐射。类似地,其它太阳能系统使用镜子来通过集成在菲涅耳系统、抛物面盘、下射系统、太阳能炉和包括一个或多个反射的其它构造中的太阳能反射器来重定向和/或集中辐射。

这些反射器具有热、热电和光伏应用。

随着镜子失去其性质(它们变脏,它们在支撑结构中移动,它们失去方向等),这些系统的能量产生减少,且因此在接收器上反射的太阳光的量较低,这也降低了效率。

为了找出镜子或小平面的状态或情况,已经开发了技术和传感器,其涉及安装传感器、摄像机或人工视觉装置或现场的其它装置或安装有反射器的太阳能场本身或者操作员移动到所述太阳能场以检查系统的部件,包括镜子。在现有技术中已知以下验证和/或控制手段:

-在太阳能场的不同部分,操作员在太阳能场周围移动并测量镜子的反射率(根据污垢的高度而变化),并识别那些脏污和/或损坏或破碎的镜子和/或接收器,

-用于验证收集器几何精度的系统(摄影测量、偏转测量等),

-通过在现场的反射器和目标中固定摄像机或人工视觉设备,能够定义收集器的方向和旋转轴的方法。

-用于测量镜子上污垢水平的装置。

-等等。

在任何情况下,所有已知系统都需要扇区中的传统类型的镜子或小平面,其借助于镜子外部的元件能够知道其状态。所述外部元件可以是在镜子所在的太阳能场周围移动的操作者使用的装置、耦合到镜子的装置或者镜子形成其部分的太阳能反射器的一些元件,或者位于太阳能场中的装置。同样,这种装置可以是用于测量镜子上的污垢的传感器、低成本摄像机、用于测量镜子方向的传感器等。

太阳能场应该被理解为一组太阳能反射器及其镜子、它们的支撑结构、驱动它们的跟踪系统、它们的控制元件以及任何其它装置,例如控制和与反射器通信的系统、热传递流体的流动的分配和控制元件。太阳能电厂应该被理解为包括太阳能场以及将来自太阳能的热量转换成有用能量所必需的那些系统和子系统的电厂。

所有上述反映现有技术的系统都有一个缺点,即必须使用需要额外安装任务的外部设备,例如,在反射器的某种元件上正确安装传感器(例如在镜子的支撑结构上)以及传感器相对于镜子的适当参考。在制造反射器时的这种额外处理意味着在时间和资源以及系统的可用性方面的额外成本。此外,由于镜子及其结构的操作本身存在风险,可能导致镜子及其支撑结构移动或变形的风险,因此导致其取向的损失,从而迫使镜子重新定位,从而导致额外费用。另一个风险,尽管程度较小,但是刮擦或破坏可能会损坏镜子的表面。换句话说,如果要在镜子所在的反射器中安装两个具有不同特征的传感器,则需要处理所述结构和镜子两次。不仅在将传感器安装在镜子结构上时如此,而且,如果必要,在安装与所述传感器相关的控制和信息系统以及电源装置时也是如此。同样地,不同的控制系统需要用于每个传感器的独立控制单元,其能够诊断传感器的状态,使得它们也必须在其一些元件中固定到反射器,通常在镜子的支撑结构上。

例如,西班牙专利ES 2534037T3和美国专利申请US 2011000478描述了一种定日镜,在该定日镜上安装了具有两层的传统镜子,并且随后在所述镜子的后表面上安装摄像机。这些文献中包含的定日镜显示了上面列出的所有问题,但没有特别描述在将镜子安装在太阳能反射器之前已经在镜子的制造过程中集成的传感器的镜子,而是具有在其上安装了摄像头并且没有摄像头以外的设备的已经安装的镜子的定日镜。它们指的是具有两层而不是三层的镜子,例如本发明的镜子,因为必须将摄像机放置在反射层后面,并且如果在反射层后面有保护层,这将意味着破坏所述保护层,因此,会损坏新安装的镜子,增加内部层的暴露并降低其保护水平,这既不实用也不安全。此外,安装摄像机将是困难的,需要困难的校准步骤。所述文献没有描述具有集成传感器的镜子,而是描述了安装在镜子背面的封装摄像机,其结果是由于已经安装在定日镜中的镜子上的摄像机的处理而导致的缺点,此外还有所述安装和封装中可能存在的缺陷,这可能对摄像机带来较少的保护并导致可能导致诸如磨损(沙子)、暴露于紫外线、盐水环境等恶化的环境问题。上述缺点主要是由于事实上,正如已经预料的那样,实施上述文献中描述的系统需要在现场安装或调整阶段将额外的元件结合到镜子中,这需要精心安装、校准、安装和调试过程,这些过程必须在可能影响系统的精度和功能本质的有限的手段和不受控制的条件下进行。例如,上述专利ES2534037涉及将摄像机的光轴与垂直于镜子平面的镜子的法向矢量对准的需要,这必须在将镜子组装在定日镜中之后执行,这需要任务(偏离到在校准中进行校正)和设备(收集和***机器),这对于仅仅将镜子安装在定日镜上来说是另一个额外的过程,这是一个繁琐的过程,其手段有限,导致高成本和低质量。

因此,为了解决现有技术的问题,已经开发了一种镜子,其将至少一个传感器集成到镜子本身中,在镜子本身的制造期间并且在镜子供应和安装之前集成。反射器中设有连接装置,用于在传感器和太阳能反射器控制单元之间或甚至在传感器和现场或包括处理器和传感器电源装置的太阳能电厂中的任何其它装置之间传输数据。连接装置和电源优选地也集成在镜子的主体中而不是其支撑结构中或太阳能反射器的其它元件中,使得与太阳能反射器上的每个镜子连接的太阳能控制单元本身或任何其它处理器(无论是否集成在镜子中)都能够诊断镜子以及太阳能场的其它元件的状态。

此外,在构成反射器本身的所有镜子中,太阳能反射器可以包括单个镜子,其中至少一个传感器与处理器相关联,处理器也集成在镜子的主体中;或者每个具有至少一个传感器的多个镜子,只有一个所述传感器具有集成在一个镜子中的处理器;或者,不同镜子中的各种传感器和与其相关联的处理器,其可以或可以不集成在一个镜子中,由此每个镜子可以包括一个或多个传感器。

发明内容

因此,本发明提出开发镜子,其是反射器或太阳能聚光器中唯一必不可少的元件,其中集成了必要的传感器和/或装置,以赋予其智能和测量、通信等能力,其中从安装的那一刻开始,无需为镜子安装或结合外部、附加或外部元件就可以有效地达到最高标准,这需要在制造镜子和/或安装其部件之后处理镜子。这是因为必要的部件在生产和制造过程中,在镜子的制造过程中被集成和调整,并且总是在供应镜子以便将其安装在太阳能反射器或定日镜中之前。

特别地,本发明涉及一种传感镜,即具有至少一个集成在镜子主体中的传感器、用于数据传输的连接装置和电源装置的镜子。本发明还涉及一种智能镜子,其是集成了聪明装置的智能装置,所述聪明装置由集成在镜子主体中的至少一个传感器确定,处理器也集成在镜子的主体中(可以结合)在至少一个传感器中或与其相关联的),通信或连接装置和电源装置。优选地,不仅传感器和处理器集成在镜子的主体中,而且其余的部件(连接装置和电源装置)也被集成,即,所有这些部件在镜子的制造或安装期间被集成。在供应安装在太阳能反射器中之前,构成镜子本身的部件,并且使得它们至少部分地布置在三个层中的一个之中和/或之间(反射层、第一保护层和第二保护层)构成镜子本身。部分布置应理解为在镜子的三层中和/或之间包括至少一个传感器,优选地具有处理器。集成在镜子主体中的处理器能够处理从镜子的传感器或多个传感器、从其它镜子的其它传感器或从位于同一太阳能反射器的其它镜子中的其它处理器或其它设备的处理器接收的数据,并将通过镜像连接方式接收的数据处理结果发送给另一个或其它处理器。这允许分析由不同处理器收集的信息并且使得能够实现镜子、太阳能场的太阳能反射器以及通常构成太阳能电厂的所有设备的联合动作。此外,在处理所接收的数据时,处理器可以与其它传感器(例如致动器或其它设备)通信,目的是发送命令以执行认为必要的动作或者通过所述致动器传感器发送信息,使得其它设备可以根据所收集和分析的信息采取必要措施。

通过将至少一个传感器或智能设备集成在镜子中,如本发明所提出的,太阳能电厂的所有安装、组装、调试和操作活动都被简化,这是因为所有技术复杂性都已经包括在镜子本身中,即,在制造时,在将镜子安装到反射器中之前将其集成在一起。本发明的镜像对象的特征或容量不仅限于测量从传感器的集成得到的变量,还包括处理信息,与其它类似或不同的设备通信以及管理迄今为止通过布置在太阳能场中的其它元件或通过工厂的中央控制管理的控制任务。

具体地说,本发明的镜子对象,即传感镜,包含集成在镜子主体中的传感器,具有连接或通信装置和电源装置,或具有智能装置的智能镜子或镜子,其除了通信装置和电源装置之外,还具有集成在镜子主体中的传感器和处理器,主要是由于集成在镜子中的传感器和/或处理器与镜子本身的其它元件的相互作用,太阳能反射器、现场或太阳能发电厂具有以下部分或全部能力,提供:

-与其周围环境交互的能力,包括通过至少一个传感器从周围环境收集数据、管理由传感器获取的信息并发送它,甚至包括执行能力,例如操作和维护命令等。

-表征其自身状态的能力,包括验证镜像组件与其设计任务相关的状态的能力,例如污染程度、光学质量、结构状态、功能和可操作性关于至少一个传感器收集的信息,以及所述信息的可能处理和传输,包括解决其自身问题检测的执行能力,如果它有手段,

-识别和表征其周围环境的能力,即识别和表征位于反射器周围的反射器,该反射器包括具有至少一个传感器和/或一个智能装置的镜子、支撑结构、致动它的跟踪系统、接收器、反射辐射、评估气象条件、执行监视和安全任务等;

-根据本发明,通过传感器的致动,例如发射声信号或光信号的致动器(例如,LED的结合),便于通过致动传感器识别和/或表征镜子本身到第三方的能力或者通过传感器,也根据本发明,其通过可识别的模式等充当主动或被动参考(例如,ArUco标记),其能够由第三方检测、识别和表征;

-通过集成在镜子中的传感器和/或处理器与太阳能场的其它元件(例如支撑镜子的太阳能反射器本身)的相互作用,促进对周围环境的其它元件的操作的能力,布置在太阳能场中的其它反射器、摄像机或装置独立于或包括在反射器中,例如,通过根据本发明的传感器,其也充当被动参考,例如能够校准的可识别图案。镜子表面上的摄像机或人工视觉设备或可识别的图案(目标),可以使用定义其几何形状的摄影测量系统。

-分析收集和/或与其通信的其它镜像收集的信息的能力,并根据数据集的分析生成新信息,以及

-承担太阳能场和工厂管理任务的能力。

根据前述内容,包括如上所述的集成智能设备的智能镜子是镜子,除了镜子固有的特性之外,还具有使镜子能够通过处理“学习”的其它特性和集成在其中的传感器或传感器收集的信息的管理,以及与布置在同一太阳能场的反射器中的其它镜子的传感器或传感器接收和交换的信息,甚至与现场或太阳能中的其它现有装置的信息例如,太阳能反射器控制单元或所述太阳能电厂的中央控制单元或由位于工厂的服务车辆上的设备的操作员或处理器处理的移动设备的处理器。

因此,根据本发明的第一个目的,本发明提出了一种根据权利要求1的用于太阳能反射器的镜子。本发明的替代方案在权利要求2至19中提出。

具体地,所述镜子在具有反射层、第一保护层和至少一个第二保护层的主体的第一结构中构成,并且包括集成在镜子主体中的至少一个传感器、用于在传感器和太阳能反射器控制单元之间和/或在传感器与太阳能场或工厂中的另一个处理器之间传输数据的连接装置以及传感器电源装置。

术语“集成”应理解为镜子主体的一部分,与镜子构成整体,其可部分或完全包含在镜子的主体中。还应该理解为在所述镜子的主体的部件的制造、组装或安装过程中包括或集成在镜子中。换句话说,为了本说明书的目的,集成元件意味着所述元件形成镜子主体本身的一部分,使得所述元件可以完全结合在镜子主体内或者仅部分地结合在镜子主体内,或者固定在镜子的主体上,使得它形成一个连接整体,使得它能够作为单个元件进行处理和安装。具有集成传感器的镜子是镜子主体的部件的制造、组装或安装过程的结果,更具体地,是将传感器集成到镜子主体中的阶段的结果,该阶段处在供应镜子以将其安装在太阳能反射器中之前。

根据现有技术,用于太阳能反射器的镜子主要包括构成镜子主体的三个部分或层,例如:

-用反射材料制成的反射层,其功能是反射影响其反射表面的太阳光,

-第一保护层,其位于反射表面的前面、上方或上面,用于保护所述反射表面,同时允许光线到达反射层,为此必须是透明的,从而使太阳光线能通过到反射表面,和

-位于反射层后面或下面的第二保护层,其用于保护所述反射层。该保护层可以是一层涂料或一层具有比涂料层更大结构能力的抗性层。

根据通常的构造,两个保护层中的至少一个必须用于支撑组件,例如,通过具有足够厚度的第一玻璃保护层和第二涂料保护层或通过第一非常薄的透明保护层,甚至是透明的塑料片,和由不同材料的板构成的第二保护层,其厚度足以支撑镜子主体的组装。上述的替代方案在于,反射层和第二保护层构成单层,例如,当铝用作反射层时,其中铝本身用作第二保护层以及反射层。另一种替代方案在于,在传感器集成在第二保护层中特别是在后部第二保护层中的情况下,第一保护层和反射层是镜子的一部分,该镜子已经包括具有第一和第二保护层的第一和第二保护层,在两者之间具有反射层,使得所得到的镜子包括两个第二保护层。

基于前述内容,出于本说明书的目的并如上所述,术语“集成”意味着传感器或其一部分位于镜子主体的任何点处,具体地在第一保护层和至少一个第二保护层之间。

因此,本发明首先提出了一种用于太阳能反射器的镜子,该镜子包括至少一个集成在镜子本身中的传感器,所述传感器在其制造过程中或在组装或安装镜子的过程中集成在镜子中,之后,供应镜子以便将其组装或安装在反射器中。因此,在制造过程之后,获得具有集成传感器的镜子,其可以已经相对于所述镜子的反射表面参考,使得在将其安装在太阳能反射器中之后将足够正确地放置镜子并且连接传感器的连接装置、用于在传感器本身和镜子所在的太阳能反射器控制单元之间和/或传感器与太阳能场或工厂的另一个处理器之间传输数据。传感器的连接装置以及电源装置可以是有线的或无线的。这些连接装置和电源的实际连接将集成在镜子中,因为它们是传感器本身的一部分,但是,在有线装置的情况下,布线不必集成在镜子中。

基于上述内容,应该指出的是,在本说明书中,用于在传感器本身和太阳能反射器控制单元之间传输数据的传感器的连接装置以及电源装置参考:

-有线和无线方式,

-在有线装置的情况下,连接装置和/或电源装置的接线,

-所述连接装置和/或电源装置的连接器,在有线装置的情况下,和/或

-无线装置中的发射器。

与现有技术中发生的情况相反,可以避免相对于反射表面放置甚至参考传感器,这是因为当传感器集成在镜子中时,所述动作可以在制造期间和/或装配镜子期间执行。

类似地,集成在镜子中的一个或多个传感器有时可以促进太阳能反射器的安装操作和调试,例如,通过在安装、定位或安装期间促进信息,甚至监控其运输阶段。

因此,如上所述,并且考虑到太阳能反射器的功能是在某个方向上反射光,将传感器尤其是用于定义镜子本身的方向的传感器与其共同集成将是非常有用的。在制造和/或组装过程中将这些传感器集成到镜子中也是非常有用的,因为这将使得能够在制造和/或组装过程本身期间相对于反射表面限定其位置和取向。它可以以更可靠、系统化和经济的方式定义。这样,传感器和反射表面的相对位置在其制造过程中是已知的并且是不变的。

因此,本发明的镜子物体包括至少一个传感器,该传感器与镜子的主体接合并且不可分离,并且因此构成镜子的另一部件,集成在其主体中,就像构成它的主体的层一样。

集成在镜子中的传感器可以是不同类型的,例如:

-摄像机或人工视觉设备,其捕获图像并通过连接方式将它们发送到太阳能反射器控制单元和/或太阳能场或电厂的另一个处理器。所述摄像机可以包括处理器,用于处理捕获的图像并通过降低连接性要求仅发送相关信息,或者

-镜子破损传感器,例如,在镜子的任何层中包括导电元件的类型,例如,通过丝网或线。

其它传感器替代品可以是,例如,那些确定镜子上的灰尘水平和/或测量镜子的倾斜和/或测量镜子的方向和/或测量大气或气象条件(风,通过的云......)和/或检测太阳的位置和/或测量镜子的几何质量和/或识别镜子以监测和控制它和/或测量温度和/或测量镜子的位置和/或测量振动水平和/或执行安全和监视操作。在任何情况下,将根据其应用所需的需要选择要集成在镜子主体中的传感器。

另外,如在前一段中所提到的,为了本申请的目的,传感器还必须被理解为识别用于监视和控制其镜子并且可以是有源或无源元件的那些元件或设备。在有源元件的情况下,这些有助于安装在相同领域中的其它镜子、操作者或其它现场设备(例如抛物面槽式反射器接收器)或监视系统(例如塔式设备中的集中式太阳能通量测量系统)的操作。这些有源元件或致动器的示例包括发出声音信号、光信号、振动信号等的那些。这些元件或装置可以允许附加操作,例如反射器附近的照明区域,阻止动物(特别是鸟类)等。为了本申请的目的,无源元件或设备也是传感器,其可以促进视觉设备的几何验证、校准等。所述无源元件可以是编码目标、几何图案或由于它们的独特性(摄像机校准、摄影测量技术测量等)而可以促进这些任务的任何其它元件。

具有集成在镜子中的传感器或传感器的镜子可以包括处理器,无论是否包括在传感器本身中,这使得它具有计算和处理由传感器获取的数据的能力。因此,处理器可以结合在传感器中,并且可选地,处理器可以集成在镜子的主体中,与传感器相关联,但与其无关。在任何情况下,集成在镜子中的单个处理器,无论是否包括在传感器中,都可以与布置在同一镜子中的所有传感器连接或关联,或者甚至与布置在相同或另一个反射器中的其它镜子的传感器相关联,或者,处理器布置在布置于相同或另一反射器中的镜子中,或者布置在太阳能场或电厂的任何装置中的处理器,例如太阳能反射器控制单元的处理器、智能装置的处理器、由操作员或工厂服务车辆、工厂的中央控制单元等处理。这种传感器和处理器集成在同一镜子的主体中,从而产生智能设备以及传输和电源供应方式。所述集成在镜子中的智能设备产生聪明镜子或智能镜子。

关于集成在镜子中的传感器的连接装置及其电源装置,如上所述,可以使用现有技术中可用的任何选项。例如,连接装置可以是或可以不是无线的,并且在后一种情况下,优选地选自IEEE 802.15.4(ZigBee),无线Hart或蓝牙低功耗-BLE或将来可能出现的其它装置。类似地,关于传感器的电源,它们可以是也可以不是无线的,并且由光伏电池构成,所述光伏电池能够包括电池或与之相关联的任何其它类型的能量存储装置。另一方面,传感器电源装置可以是集成在镜子中的电池或任何其它类型的能量存储装置。

总之,传感器可以是使镜子能够执行除反射之外的功能的任何传感器,例如上面描述的那些传感器,并且可以包括在传感器本身和集成在镜子的主体中或与传感器相关联但不集成在镜子的主体中进行正确操作和实现其功能所必需的那些元件。这些元件主要包括其操作所需的传感器附件,例如连接装置和电源装置。当在本说明书中提及传感器时,必须理解指的是传感器及其正确操作所需的部件。此外,当在本说明书中提及智能设备时,必须理解的是,将上述任何类型的至少一个传感器与处理器及其操作所需的组件一起参考。

将传感器集成到镜子主体中的选择是变化的,并且在很大程度上取决于镜子主体的层的拓扑和组成,因为根据所述层的组成,传感器可以被集成在它们中的一个或多个中。同样,它还取决于传感器及其功能或要求,因为根据这些,传感器必须位于反射层上,或者它可以通过所述反射层定位,或者它可以位于所述反射层后面,或者位于在所述反射层后面但是可以接近位于反射层前面的第一保护层,例如,能够透过它观察。

例如,传感器可以在其任何点处位于反射表面上方,使得第一保护层包括用于将传感器集成在其中的间隙或空间。另一种替代方案在于,第一保护层是机加工的并且包括壳体,传感器集成在壳体中,由此传感器位于反射层上方。

另一种选择是在一种结构中,传感器集成在镜子的后部,使得传感器从第二保护层穿过镜子的主体,直到它到达反射表面或紧邻它。在另一种结构中,传感器穿过第二保护层,将传感器的一部分留在镜子主体外。换句话说,在第二替代方案中,第二保护层也围绕集成传感器,同时传感器的一部分保持在镜子主体外部,便于例如传感器和/或电源的连接,以及在第一种替代方案中,集成传感器完全位于镜子主体的第二保护层内。在这两种结构中,取决于传感器的实施方式,可能感兴趣的是在反射层的区域中形成不连续部以使传感器能够与第一透明保护层接触,例如,通过它来查看。不连续部等同于反射层的空间、区域或部分,其不具有反射材料,以便因此使传感器能够通过该不连续部执行其功能。

如上所述,不同的替代方案将取决于主体层的拓扑和组成以及要集成到所述主体中的传感器。

出于本说明书的目的,构成镜子主体的不同层的材料可以是确保镜子功能的任何材料,即适当的反射水平,并且能够将传感器集成到所述主体中,以及这些的一些例子是:

-第一支撑层:玻璃,优选具有高透射率(低铁含量)的太阳能玻璃,无论是弯曲的还是平坦的,并且可以或不可以回火。作为替代方案,可以使用低厚度透明保护涂层(例如,SiO2),透明塑料等。

-反射层:优选银或铝,但可以使用其它反射材料。

-第二支撑层:油漆、塑料、复合材料、夹层板、玻璃、不同材料的泡沫填充胴体、金属表面(例如铝)。

此外,根据镜子的应用、太阳能装置的设计和/或其需要,镜子可以将一个或多个传感器与相同或不同的功能集成在一起。镜子也可以在其工作位置或甚至垂直方向上颠倒,因此前述术语“在......之上”应理解为在反射层的一侧,当镜子在操作时太阳辐射在其上撞击。类似地,当关于传感器相对于反射层的位置使用诸如“下”或“下方”的术语时,必须将其理解为当镜子工作时反射层的阴影侧,相反到辐射影响的一侧。

当镜子还集成了处理器并且它没有结合在传感器中时,处理器可以根据上面针对传感器描述的选项之一集成在镜子的主体中。

因此,基于前述特征,具有至少一个集成传感器、电源和传输装置并且优选地处理器的镜子可以具有不同的容量,该处理器可以是传感器的一部分或独立于传感器但是集成在镜子中,这取决于镜子所包含的传感器,例如:

-与镜子周围环境互动的能力,和/或

-表征自身状态的能力,和/或

-识别和表征其周围元素、集成元素,周围环境或任何其它元素的状态的能力,和/或

-向第三方提供相关信息的能力,和/或

-促进对其周围环境的其它元素的操作的能力,和/或

-分析收集的信息和/或由其与之通信的其它镜像收集的信息的能力,并根据数据集的分析生成新信息,和/或

-承担太阳能场和电厂管理任务的能力。

本发明的第二个目的是根据权利要求21的用于组装太阳能反射器的镜子的方法。该方法的替代方案在权利要求22至29中提出。

所述方法包括在构成镜子主体的层的制造和/或组装过程中将传感器集成到镜子主体中的阶段,之后供应镜子以将其安装在太阳能反射器中。具体地,在用于组装太阳能反射器的镜子的方法中,镜子的主体具有至少一个反射层、第一透明保护层和至少一个第二保护层,并且包括:集成阶段,在该集成阶段中,将至少一个传感器定位成与组装过程之后构成镜子的三层中的至少一层接触;以及随后阶段,在该随后阶段中,所述至少一个传感器被至少一个保护层覆盖,传感器被集成在所述保护层之间。因此,在所述集成阶段,至少一个传感器位于反射层的上方、下方或通过反射层,并且在随后阶段,所述至少一个传感器覆盖有保护层,该保护层可以是第一保护层或者第二保护层,这取决于传感器位于反射层的哪一侧,使得所述至少一个传感器集成在镜子的主体中。术语“上方”和“下方”意味着传感器可以或可以不与反射层接触,即,传感器可以位于距反射层一定距离的位置,反射层的任一侧,或者与所述反射层的所述两个面中的任一个接触。如果方法需要,传感器也可以集成在镜子的多个层中,而不仅仅是其中一个,包括反射层。

前述阶段可以包括或进一步暗示其它附加阶段。例如,为了使传感器在反射层上方,集成阶段可以包括在第一透明保护层中形成壳体并将传感器定位在所述壳体中,并且在随后阶段中,在所述第一透明保护层上施加反射层,然后将第二保护层布置在反射层下面或下方。或者,可以在将第二保护层与第一保护层连接之前将反射层施加在第二保护层上。

在另一替代方案中,作为集成阶段,在第二保护层中形成壳体并且传感器位于其中,并且在随后阶段中,将反射层施加在所述第二保护层上,然后将第一保护层布置在反射层上。或者,可以在将第一保护层与第二保护层连接之前将反射层施加在第一保护层上。

或者,在集成阶段,在第二后保护层中形成壳体,并且传感器位于所述壳体中,然后是镜子包括其三层,即其第二保护层与反射层和第一层保护层,设置在所述第二后部保护层上。换句话说,在第二保护层中形成壳体,并且在其上具有三层的镜子位于所述第二保护层上。

在传感器位于反射层和第二保护层之间的某些结构中,特别是在传感器必须具有穿过第一保护层的直视的那些结构中,必须在反射层的区域中产生不连续部以允许传感器面向第一透明保护层。

可以施加至少一层涂料以将第二保护层布置在反射层后面。

类似地,并且由于镜子具有连接装置,用于在传感器和太阳能反射器控制单元之间和/或在传感器和太阳能场或工厂的另一个处理器之间传输数据,以及传感器电源装置,所述装置可以是有线的或无线的,也可以在传感器集成到镜子中的阶段期间定位。当处理器不是传感器的一部分时,这同样适用于处理器在镜子主体中的集成,即,镜子主体中的所述处理器的集成阶段与上述用于集成的处理器的集成阶段相同。将传感器集成在镜子的主体中产生了聪明镜子或智能镜子。

本发明的另一个目的是根据权利要求20的太阳能反射器,其包括至少一个镜子。

本发明的第四个目的是根据权利要求30的用于太阳能反射器的镜子相互作用和管理系统,其中至少一个具有至少一个集成传感器的镜子与镜子外部的至少一个处理器连接,所述至少一个集成传感器布置在太阳能反射器中。具体地,该系统包括至少一个具有至少一个镜子的反射器,例如作为本发明目的的镜子,即具有至少一个集成传感器的镜子、传输装置和电源装置,并且优选地还包括处理器,以及镜子外部的至少一个处理器,使得集成在镜子中的传感器和外部处理器通过连接彼此连接,用于在镜子和外部处理器之间和/或外部处理器和镜子之间传输和/或交换数据和信息。系统被构造成至少:

-为太阳能发电厂或现场的其它组件(包括智能镜子或智能镜子)生成感兴趣的信息,包括信号(可以是光、声或其它),和/或

-收集有关其自身及其周围环境的信息,和/或

-在处理器之间交换收集的信息,和/或

-分析收集的信息,和/或

-根据可用信息生成信息,和/或

-传输已收集、交换或生成的新信息,和/或

-为自身或太阳能场或工厂的其它组件生成和/或接收指令。

用于太阳能反射器的镜子具有上述类型,并且具体地,由具有反射层、第一透明保护层和至少第二保护层的主体构成,其特征在于,其包括集成在镜子的主体中的至少一个传感器,其在镜子本身的制造阶段之前,在将镜子安装到太阳能反射器中之前集成在镜子的主体中,所述镜子的主体的一部分部分地布置在其某些层中和/或之间;用于在传感器和太阳能反射器控制单元之间传输数据的连接装置;传感器电源装置。优选地,它还包括集成在镜子主体中的处理器,该处理器结合到传感器或传感器外部,但总是与其相关联并集成在镜子的主体中。

每个太阳能反射器具有至少一个镜子,尽管它可以具有多个镜子。优选地,太阳能场中的所有反射器将包括传感器或智能镜子,但是在某些情况下可以布置没有传感器或智能镜子的反射器。在这些情况下,传感器或智能镜子可以将信息传输到例如中央控制单元,或者它们甚至可以连接到那些没有传感器或智能镜子的反射器的控制单元,以便传输指令或信息。例如,为了测量太阳能发电厂中的反射镜上的污垢,将传感器集成到不同反射器的一个反射镜中就足够了,使得并非所有反射器都包括具有用于测量污垢的传感器的镜子,但仅代表性数量的反射器将包括具有所述传感器的镜子。因此,传感器收集的信息可以外推到所有镜子,有或没有污垢传感器。

因此,如上所述,根据本发明权利要求34的“智能场”包括至少一个太阳能反射器,其具有至少一个带有传感器、传输装置和电源装置的镜子,所有这些都集成在镜子中并与之连接。至少一个处理器位于太阳能反射器外部并且属于布置在太阳能场中的任何装置,例如由操作员处理的智能装置或位于太阳能车辆车辆上的装置、中央控制单元、反射器控制单元,另一个太阳能反射器等的另一个智能镜子。所述镜子直接或间接地与至少所述外部处理器连接。优选地,上述镜子在制造过程中包括集成处理器,然后将镜子安装在反射器中,从而产生所谓的聪明镜子或智能镜子,该处理器可以与太阳能外部的处理器连接。镜子可以通过位于太阳能反射器中的处理器间接地连接到外部处理器,所述处理器优选地属于反射器的控制单元。在镜子与外部处理器连接期间,镜子基于测量和/或计算的信息生成的信息可能会或可能不会被中间处理器处理或修改,中间处理器随后会将此信息发送给外部处理器。

本发明的用于太阳能反射器的镜子相互作用和管理系统使得能够在属于同一太阳能反射器的多个镜子和/或位于同一太阳能场中的不同反射器之间连接,所述太阳能场或包括中心的工厂反射器场或工厂的控制单元,独立于集成在镜子中的处理器,尽管其中一个镜子的处理器可以执行现场中央控制系统的全部或部分功能或厂。该系统能够在系统的元件之间交换信息,至少一个带有集成传感器的镜子和所述至少一个镜子外部的处理器,以便因此分析由不同组件收集或生成的信息,优选地镜子。

因此,由于智能工厂的组件或镜像交互和管理系统之间的连接,以及在有或没有处理器的不同镜子之间交换的信息,基于由传感器收集、集合或发出的信息。镜子或由中央控制单元或镜子以外的设备中的处理器提供,工厂处理器和每个镜子的学习和逻辑推理能力,当它们集成在一起时,以及镜子的组装,都得到了增强,增加了不同组成部分的能力和产生新的能力。

这种与太阳能领域的其它组件和系统交换和分析信息的能力导致额外的容量,因为除其它外,它能够基于来自多个镜子的信息的聚合分析产生附加信息。一个例子是构成同一反射器的收集器的两个反射镜的位置测量,因为通过共享两个反射镜的位置信息,自动计算收集器的斜率,这是其中任何一个都无法测量的附加数据。这是因为,基于处理器收集的周围环境信息并参考每个镜像中点的位置,在处理器之间交换所述信息,对其进行分析,并生成新信息,例如定义连接两个镜子的直线,从而执行诸如知道所述收集器的倾斜角度的操作。

借助于前述内容,当一组智能镜子(本发明的目的)作为一个集群或作为一个整体工作时,它们可以增加其产生感兴趣的信息的能力。此外,当太阳能场或工厂中的所有或相关数量的反射器包括诸如作为本发明目的的反射器时,该系统具有与所述太阳能场的管理相关的大量信息,将其转换成可以被称为智能领域或智能领域。在这些领域中,可以对构成元素的元素的状态有更多和更自动的了解,这使得能够在最佳操作和维护领域方面做出更明智的决策。此外,智能后视镜将能够管理更多信息,甚至可以承担以前由工厂的中央控制或接收器的本地控制执行的操作,从而减少中央控制要求和通信需求,从而使系统从集中到更分散的控制。

除此之外,这有助于实现称为自主定日镜的概念,并且通常是无线反射器,其允许显着降低工厂成本。

附图说明

参考附图,基于以下实施方式的详细描述,将更全面地理解前述和其他优点和特征,附图应被认为是作为说明而非限制,其中:

图1示出了根据现有技术状况的用于太阳能反射器的镜子的实施例。

图2示出了具有集成传感器的镜子的第一实施方式的侧视图。

图3示出了具有集成传感器的镜子的第二实施方式的侧视图。

图4示出了具有集成传感器的镜子的第三实施方式的平面图和侧视图。

图5示出了具有集成传感器的镜子的第五实施方式的侧视图。

图6示出了具有集成传感器的镜子的第六实施方式的侧视图。

图7示出了具有集成传感器的镜子的第七实施方式的侧视图。

图8示出了具有集成传感器的镜子的第八实施方式的侧视图。

图9示出了根据本发明的另一个实施方式的在支撑结构上具有镜子的单面定日镜的立体图。

图10示出了根据本发明的另一个实施方式的在支撑结构上具有镜子的单面定日镜的立体图。

图11示出了根据本发明的另一个实施方式的在支撑结构上具有镜子的单面定日镜的立体图。

图12示出了太阳能反射器的两个实施例,左侧为抛物线槽,右侧为定日镜,该定日镜包括根据本发明的至少一个镜子。

图13示出了具有三个智能镜子的定日镜太阳能反射器的立体图。

图14示出了三个太阳能定日镜的立体图,每个太阳能定日镜具有至少一个智能镜子。

图15示出了具有本发明的对象的多个镜子(智能镜子或非智能镜子)的定日镜的立体图。

图16示出了具有本发明的对象的多个镜子的一组定日镜的立体图。

图17示出了构成太阳能场的一组定日镜的第一示例性实施方式。

图18示出了构成太阳能场的一组定日镜的第二示例性实施方式。

图19至24示出了现有技术状况中已知的不同的太阳能反射器的多个实施例,并且本发明的对象的镜子可以应用到该不同的太阳能反射器。

具体实施方式

现在将参考伴随本说明书的附图,描述本发明的一些优选实施方式。

因此,图1示出了用于现有技术状况的太阳能反射器的镜子10,其不将传感器4集成在镜子10的主体中。镜子10的主体包括三层,即,第一上面的且透明的保护层1、具有由反射材料制成的表面的位于第一层下面的反射层2和位于反射层2下面的第二下面的保护层3。太阳能光线S影响反射表面2的表面,穿过必须是透明的第一保护层1,并反射所述光线R。如果传感器4必须放置在这些镜子10的一个中,或者放置在镜子10安装在其中的太阳能反射器中,以便在任何时候或定期地知道镜子的状态和/或相关参数,或者反射器或安装在现场并构成太阳能场的反射器组件和系统、其部件或周围环境的其它特征,传感器必须关联到镜子10或关联到太阳能反射器的另一个元件,以便所述传感器提供所需的信息。这种额外的操作必须在太阳能反射器的安装和调试过程期间或在其实地安装之后执行。在此操作之后,将有必要使太阳能反射器和/或镜子10经受不同的检查,这意味着时间和资源的成本,特别是当它们在其实地安装之后执行时。

为了避免这些额外的任务,本发明的对象的镜子20包括集成在镜子20本身的主体中的传感器4。在组装镜子20的主体的不同层的方法期间,可以以不同的方式执行所述集成,使得传感器4成为镜子20本身的主体的部分。由于传感器4已经安装并且可以从其在工厂中组装时相对于镜子20的反射表面参考,因此避免了大量操作。一旦镜子20安装在太阳能反射器上,将传感器4的优选无线传输装置连接到太阳能反射器控制单元就足够了。此外,当传感器还没有集成在镜子20本身的主体中时,或者当传感器不是无线的时,将有必要将电源装置连接到传感器4,例如电池。

图2示出了镜子20的实施例,其中第二保护层3由例如一层或多层涂料构成,反射层2和第一透明的保护层1由例如4mm玻璃构成。保护层1为镜子20提供机械刚性,但是一旦镜子20安装在太阳能反射器的镜子20放置在其上的支撑结构上,所述刚性是加强的。在这种情况下,第一保护层1执行用于镜子20的主体的支撑层功能,并且使得能够将传感器4集成在所述第一保护层1内。为此,传感器4布置在反射表面或层2的上面的其任一点处,第一保护层1包括用于将传感器4集成在其中的间隙或壳体。

如上所述,传感器4可以***到第一层1中产生的间隙中,使得传感器4与外部接触,并且传感器可以具有比第一层1的厚度大或小的厚度,如图2所示。

如前述图2所示,集成在第一保护层1中的用于镜子20的该类型的集成替代物在图3中示出,并且包括在第一保护层1中机械加工壳体并将传感器4集成在所述壳体内部,或是在第一保护层1和反射表面2之间或是在第一保护层1和第二保护层之间。在该实施例中,在传感器4旁边示出了模块5,其表示用于与太阳能反射器的中央单元和/或传感器4电源装置传输数据的连接装置。

图2和图3中所示的实施例的制造过程包括用于将传感器4集成在镜子的主体自身中的至少一个阶段。具体地,它包括这样一个阶段,其中至少一个传感器4放置在反射层2上面,用第一保护层1覆盖所述至少一个传感器。在图2和图3的实施例中,所述传感器覆盖有第一透明的保护层。在图2中,传感器4在反射层2的上面,而在

图3中,传感器4在反射层2的上面并与反射层2接触。

特别地,从第一保护层1开始,该第一保护层1用作承载元件或赋予透明的镜子组件刚性的元件,诸如例如4mm太阳能玻璃板,优选地借助于机械加工将壳体制备在其中,使得能够***所选择的传感器4或多个传感器以及辅助元件,例如连接装置和电源装置,对于其正确操作是有必要的。例如,镜子组件和/或制造过程将包括:

-在用作第一保护层1的太阳能玻璃板1中执行壳体,

-如果认为对应用是有必要的,则对玻璃板1回火和/或弯曲,因为并非所有制造商都对玻璃回火,以及并非所有镜子都是弯曲的,但在某些应用中可能很常见,

-将传感器4和辅助元件5放置并固定在玻璃板1中执行的壳体中,

-通常借助于沉积一层银来布置反射层2,和

-在反射层2之后施加至少一层第二保护层3,所述第二保护层3能够通过施加至少一层涂料而构成。

图4示出了传感器4与摄像机41或人工视觉装置一起横向地集成在镜子20中的实施例,使得传感器4完全集成在镜子20中,但是摄像机41保持在镜子20外部,使得传感器组件4,41是半挂的或部分地集成在镜子20中。这种半挂集成解决方案或传感器在镜子20的主体中的部分集成,其中传感器4的部分在镜子20的内部并且其它部分在镜子的外部,表示那些情况的解决方案,即传感器部分的尺寸不允许其完整和完全集成在镜子20的主体中。

可取的是,在传感器4位于反射层2上面的上述情况中,所述传感器4遮蔽所述反射层2的尽可能最小的表面区域,以避免减小反射表面并因此将镜子性能或太阳能反射保持尽可能高。

图4中所示的实施例的制造和/或组装过程类似于先前实施例中所示的方法,并且包括作为区别的阶段:

-第一保护层1的壳体在所述保护层1的周边的一侧上执行,

-传感器4容纳在第一保护层1的所述壳体中,

-放置并固定传感器4和最后必要的辅助元件5,这些辅助元件5将从镜子20的侧面接近,

-通常借助于沉积一层银来布置反射层2,

-在反射层2之后施加至少一层第二保护层3,所述第二保护层3能够通过施加至少一层涂料而构成。

-放置并固定第二传感器41,在该实施例中为摄像机41,其位于镜子20的主体外部但连接到传感器4和/或两者的辅助元件,其可从镜子20的侧面接近,和

-借助于密封剂保护传感器4和41以及辅助元件。

图5示出了传感器4从反射层2的后面集成在镜子20的主体中的实施例,使得传感器4通过位于所述反射层2和第二保护层3之间而被集成。在该解决方案中,第一保护层1继续执行镜子20的支撑层功能。传感器4根据其功能可以或可以不穿过反射层2。在所示的实施例中,传感器4是CCD传感器,类似于数码摄像机中使用的传感器,其必须接近镜子20的前面,因此反射层2在反射层的区域中具有不连续部,使得传感器4穿过所述不连续部面对第一透明的保护层。在该实施例中,并且在将传感器4与保护传感器并施加镜子的反射层2的第一层1集成之后,施加第二保护层3,该第二保护层3保护反射层2的后面和传感器4。该第二保护层3优选是施加在一层或多层中的涂料。

例如,根据实施例5的镜子组件和/或制造过程将包括:

-在太阳能玻璃的第一保护层1上布置反射层2,优选地,例如,4mm厚,其用作镜子20的支撑层。如果必要的话,第一保护玻璃层在布置反射层2之前经受回火和/或弯曲。反射层2可以是银层的沉积。类似地,如果必要的话,因为传感器需要穿过第一保护层1的正视图,所述反射层2在其区域中包括不连续部,以便允许传感器4面对第一透明的保护层1。

-将传感器4和辅助元件5放置并固定在反射层2的后表面上,和

-在反射层2之后施加至少一层第二保护层3,该第二保护层3能够通过施加至少一层涂料来形成,所述涂料覆盖并保护反射层2,传感器和辅助元件。或者,第一玻璃保护层1和反射层2它们自身可以构成也包括后面的第二保护层的太阳能镜子,使得这三层构成单个安装元件,其中反射层2和后面的第二保护层包含上述不连续部,如果必要的话。

图6示出了具有第一透明的保护层1的镜子的实施例,该第一透明的保护层1的厚度小于先前所示的那些第一透明的保护层的厚度,并且优选地也是玻璃的,反射层2和第二保护层3的厚度足以为镜子20提供机械刚性。如在前面的实施例中所示,传感器4从反射层2的后面集成在镜子20的主体中,使得传感器4通过位于所述反射层2和第二保护层3之间而被集成。执行用于镜子20的支撑层的功能的第二保护层3例如是在其中具有泡沫或蜂窝的壳体。在该实施方式中,其不包括第一保护层1,具有小的厚度,例如2mm或更薄的玻璃,传感器4完全集成在第二保护层3中,使得传感器4完全集成并嵌入在其中。如在前面的实施例中所示,反射层2具有不连续部以便允许通过它观察。传感器由第一透明的保护层1和第二保护层3保护。类似地,在该实施例中,传感器4包括模块5,该模块5表示用于与太阳能反射器的中央单元和/或传感器4电源装置传输数据的连接装置。

例如,根据实施例6的镜子组件和/或制造过程将包括:

-在太阳能玻璃的第一保护层1上布置反射层2,优选地,例如,2mm厚。如果必要的话,第一保护玻璃层在布置反射层2之前经受回火和/或弯曲。反射层2可以是银层的沉积。类似地,如果必要的话,因为传感器需要穿过第一保护层1的正视图,所述反射层2在其区域中包括不连续部,以便允许传感器4面对第一透明的保护层1。

-将传感器4和辅助元件5放置并固定在反射层2的后表面上,

-在反射层2的后面上放置构成第二保护层3的部分的壳体,覆盖传感器4、辅助元件5和所述反射层2,以便在反射层2和壳体之间保持空的空间,和

-用低密度泡沫填充所述空间,一旦泡沫硬化,允许第二支撑层3用作镜子20的支撑层。

如在最后两个实施例中,图7和图8指的是包括位于第二保护层3和反射层2之间的传感器的镜子20,传感器4穿过反射层2。类似地,第一透明的保护层1可以比以前的例子中的更薄,例如1mm玻璃或仅仅是保护涂层或粘合片,其甚至可以结合粘附在第二保护层3上的反射层2,这显然在这种情况下也用作支撑层,该支撑层为镜子组件20提供必要的刚性。在这些实施例中,传感器4可以集成在镜子20的主体中,并且更具体地,在第二保护表面3中,或者半挂的或者部分集成,如图7所示,其中传感器从第二保护层3略微突出,或者它可以完全集成,如图8所示,其中传感器4完全嵌入所述第二层3中。

例如,具有图7和图8中所示特征的镜子组件和/或制造过程将包括:

-在第二保护层3中执行壳体,该第二保护层3用作镜子20的支撑元件,并且该第二保护层3可以是塑料、复合材料、夹层板和玻璃等。

-将传感器4和辅助元件5放置并固定在已在第二保护层3中形成的壳体中,

-施加并固定第二反射层2。当传感器需要穿过第一保护层1的正视图并因此面对第一保护层1时,反射层2在其区域中包括不连续部以允许传感器4面对第一透明的保护层1。

-将例如1mm的薄玻璃板放置并固定在反射层2上。

或者,可以将太阳能镜子布置在第二保护层3上,该太阳能镜子包括作为单个元件的至少一个透明的玻璃作为第一保护层1和反射层2,所述反射层2具有所述不连续部,如果必要的话,并且该反射层2还可以包括其自己的额外的第二保护层3。该替代方案是常见的结构,因为要包括的反射表面已经包括其第二保护层,通常是涂料,由此第二保护层3以某种方式被加倍或者被分成第二保护层3和后面的第二保护层,该第二保护层3包括有反射层,在该后面的第二保护层上安装有镜子并且传感器集成在该后面的第二保护层中。

另一种替代方案包括反射板,优选自粘板,该反射板包括具有透明板的反射层作为第一保护层和第二保护层,该反射层用于将反射板固定在后面的第二保护板上。

图9示出了安装在太阳能反射器的支撑结构7上的镜子20的透视示例,在这种情况下是具有单个镜子的单面定日镜。所述镜子20包括第一透明的保护层1,反射层2和第二保护层3。在该实施例中,第一保护层1执行支撑层的功能,尽管第二保护层3也可以执行这些功能。具有透镜41的光学传感器4布置在第一层1和反射层2之间,集成在镜子20的主体中并被第一层1覆盖。连接装置和电源装置,特别是电线52,也集成在镜子20的主体中,并且终止于位于镜子边缘的连接器52中。因此,一旦镜子20已经被制造成传感器4,41以及连接装置和电源装置52集成在其主体中并且接下来随后将其安装在支撑结构中,就足以通过连接器51将它连接到中央控制单元,以便为传感器提供电力供应和连接能力,便于安装镜子。

图10示出了构成单面定日镜型反射器的支撑结构7上的镜子20的另一示例性实施方式。如前面的情况所示,镜子20包括第一透明的保护层1、反射层2和第二保护层3。第一层1和第二保护层3都可以用作支撑层。在该解决方案中,包括断裂传感器4,其连接到电力供应和断裂检测电缆42,传感器4和电缆42都位于和集成在第二保护层3中。镜子20还包括连接器51,用于传感器4的电力供应和数据连接的部件连接到该连接器51。

图11示出了最后一个示例性实施方式,其中看到镜子20在支撑结构7上,如图9和图10的情况,镜子20具有第一透明的保护层1、反射层2和第二保护层。第一层1和第二保护层3都可以用作镜子20的支撑层。在该解决方案中,传感器4位于靠近电池53并且靠近无线天线6,所有这三个集成在镜子中,在第一层1和反射层2之间。电池53借助于电力电缆52连接到传感器4,传感器4例如是倾斜传感器,并且天线6直接连接到传感器4。无线天线6用于无线数据传输。将使用在镜子20的寿命期限期间保证其寿命的电池53,因为其更换将是复杂的,它被集成在镜子20中。用于更换电池和集成在镜子20的主体中的可能被损坏或需要其更换的任何其它元件的解决方案将包括优选地通过第二保护层3对部件具有足够水密性的入口。

尽管未明确提及,但是传感器可以根据传感器的类型和其所需的功能被布置成面向镜子的前面,朝向后面或一侧。

在这种情况下,图12示出了多面太阳能反射器的两个实施例,左侧为抛物线槽,右侧为定日镜,其包括根据本发明的至少一个镜子或小平面。具体地,可以看出,所述反射器包括单排镜子,其中至少一个传感器集成在每个镜子中,而其它排的其它镜子是不包括在其中集成传感器的镜子。换句话说,太阳能反射器的所有镜子不必包括集成传感器,使得反射器可以包括具有多个集成传感器的单个镜子,或者每个都具有集成传感器的多个镜子。因此,太阳能场实际上可以包含具有至少一个镜子的太阳能反射器,该至少一个镜子包括至少一个集成传感器以及具有传统镜子的太阳能反射器,该传统镜子即没有集成传感器的镜子。

前述实施例涉及集成在镜子主体中的传感器,如前面所述,该镜子可以或可以不包含处理器。此外,前面附图的描述可以扩展到这样的情况,其中除了传感器和其它描述的部件之外,镜子集成了与传感器相关联但未包含在传感器中的处理器,使得根据在镜子中是否存在处理器,可以得到传感镜子或智能镜子。

从上述内容还可以明显看出,传感器,连接装置和电源装置可以构成集成在镜子主体中的相同元件或部件,而不管所述部件是否包括处理器。

此后,参考图13和图14,描述了两个操作情况,其中本发明的对象的两个或多个镜子共享由另一个镜子产生的信息或使用信息或信号,以便改进它们安装在其上的反射器的操作,另一个反射器的操作或一般的场的操作。优选地,三个镜子是智能镜子,即除了至少一个传感器、传动装置和电源装置之外还包括处理器的镜子。

图13示出了作为具有八个镜子的太阳能反射器的定日镜,其中三个镜子是根据本发明的镜子,更具体地是智能镜子。如果所述三个智能镜子中的每一个都具有通过例如GPS(全球定位系统)或差分GPS型传感器测量其位置的能力,则它们具有与彼此和处理器连接的能力以便管理由传感器收集的信息,自动出现产生新的额外的感兴趣的信息的可能性,该信息用于控制它们安装在其上的定日镜。

举例来说,如果其中每个传感器集成的智能镜子的位置是完全已知的,因为它们在镜子的制造阶段期间并且在安装在定日镜中之前集成在镜子中,随后它们在定日镜中的位置是也已知并且因此每个镜子中的点A和点B的位置将是已知的。这允许知道连接两个点的直线的定向,因为两个智能镜子的处理器交换由传感器捕获的位置信息,并且因此能够获得关于包含这两个智能镜子的定日镜的方位定向的信息。类似地,通过知道智能镜子中的点A和点C的位置,可以获得关于包含所述两个智能镜子的定日镜的仰角定向的信息。

可能的实施方法包括以下阶段:

-从传感器收集关于其状态的信息(在该实施例中是关于其位置的信息),

-与邻近的镜子交换此信息,

-通过与镜子的传感器相关联的至少一个处理器分析可用信息。

-基于可用信息,通过至少一个处理器生成关于方位定向(AB直线)和仰角定向(AC直线)的信息。

-将已生成的新信息传输到定日镜的控制单元。

图14示出了与先前在图13中描述的定日镜相似的三个定日镜,即三个定日镜每个具有八个镜子,其包括三个智能镜子。由于集成的处理器和连接装置,以及分析由集成传感器捕获或收集的信息的能力,所述智能镜子的结合赋予它们彼此连接的能力,使得它们能够分析相邻定日镜的定向,不断分析碰撞的可能性,它们之间可能发生的阴影和阻塞,以及做出优化安装所述定日镜的工厂的生产和安全的决策。

图15示出了具有八个镜子的定日镜,其中四个镜子包括传感器,有源元件,特别是照明装置,例如LED型装置,并且所述四个镜子中的一个包括第二传感器,能够捕获定日镜和处理器周围的图像的视觉装置,后者因此是根据本发明的智能镜子。传感器或照明装置的一个目的是它们可以被在它们被安装的定日镜外部的其它元件或装置看到,以便这些其它元件或装置可以识别其位置,并因此识别它们安装在其上的反射器的总***置和定向。另外,这些传感器或照明装置可以改变颜色,指示镜子本身、安装镜子的反射器或与其建立某种通信并交换信息的场的一些其它元件的操作状态或故障。

图16示出了一组定日镜,例如图15中的定日镜。在这些定日镜中,具有视觉能力的智能镜子将能够识别其它智能镜子的照明装置,由于连接和处理能力,将能够计算相邻定日镜的位置和定向,并将其传递到所述定日镜和/或中央控制单元。在该实施例中,示出了另一种可能的实施方式,其将放置在升高的“O”位置的定日镜外部的视觉系统结合,使得其可以观察和识别照明装置并且因此知道一部分太阳能场的反射器的位置和定向,由于由定日镜外部的视觉系统捕获的信息以及智能镜子可以向所述外部视觉系统的处理器或智能单元提供的信息。此外,由于镜子和/或外部控制单元之间的连接和处理能力,可以打开或关闭照明装置以便于它们的识别。

致动第一定日镜(100)的四个镜子(21、22、23、24)的一种可能方法包括以下阶段:

-镜子(21、22、23、24)接收来自第一定日镜(100)外部的装置的指令,以开启它们的集成传感器(41,42,43,44)并且该集成传感器(41、42、43、44)是发出光信号的有源元件(LED装置),以及

-镜子(21、22、23、24)的集成传感器(41、42、43、44)开启产生第二定日镜(101)的智能镜子(25)的传感器(45)和/或其它定日镜或定日镜外部的系统中的其它传感器感兴趣的的信息,诸如例如升高的视觉系统(O)。

另一方面,包括位于第二定日镜(101)上的传感器(45)的智能镜子(25)的致动的可能方法将包括以下阶段:

-集成在第二定日镜(101)的智能镜子(25)中的传感器(45)向第一定日镜(100)的镜子(21、22、23、24)发出激活指令,

-智能镜子(25)的传感器(45)通过从曾经激活的第一定日镜(100)的镜子(21、22、23、24)的传感器(41、42、43、44)捕获图像来收集信息,

-智能镜子(25)的传感器(45)借助于与传感器(45)相关联的智能镜子(25)中的处理器分析图像,

-智能镜子(25)的传感器(45)产生关于第一定日镜(100)的位置和定向的信息,以及

-智能镜子(25)的传感器(45)将所生成的新信息传送到第一定日镜(100)的控制单元或相邻的定日镜。

尽管描述了包括根据本发明的镜子的定日镜,但是前面的图14至图16还描述了由于集成在构成所述定日镜的镜子中的传感器以及所述传感器或镜子结合的处理器而在彼此之间交换信息的定日镜的关联或组。出于本申请的目的,根据本发明的具有镜子的定日镜组被称为智能太阳能场或智能场。这个概念涉及布置在太阳反射器中的不同镜子之间的连接能力,目的是交换或传递由不同镜子的传感器捕获的信息。通过实施工厂的反射器中的这些镜子,由于与太阳能场的所有部件(外部元件的其它镜子、反射器和处理器)的相互关系和关系,在太阳能场中获得了很大的优势,这尤其使得能够更有效地管理、监测和控制太阳能场。

目前,太阳能场中的大多数管理、监测和控制活动由中央控制器或中央控制单元来限定,中央控制器或中央控制单元向太阳能场的不同反射器发送信号,使得它们执行它们的最佳操作所需的移动。因此,例如,中央控制器负责计算太阳能场的以下具体参数等:计算太阳矢量、计算反射光束、折射校正、计算太阳反射器或定日镜的所需位置、其状态、偏移调整、警报等。此外,中央控制器还执行不是专用于太阳能场的其它功能,例如云检测、测量气象参数、计算太阳通量、计算污垢水平、评估清洁和修理操作的需要,并且根据本发明,这些功能可以完全或部分地由适当分组的镜子组件承担。

因此,智能太阳能场或智能场在根据本发明的第一反射器中结合至少一个镜子,即,集成至少一个传感器,连接装置和电源装置,并且优选地处理器,在后一种情况下产生智能镜子,它还结合外部处理器,该外部处理器可以位于第二反射器的另一个智能镜子中或者在太阳能场中具有处理器的装置中,例如中央控制器。根据本发明,包括在智能太阳能场或智能场中的镜子将能够彼此共享和/或与太阳能场或工厂的不是镜子的其它元件共享,由传感器收集和/或生成的信息并基于可用信息生成额外的信息。因此,智能场不仅可以提供用于管理太阳能场的感兴趣的信息,而且能够结合自诊断能力,该自诊断能力能够基于由其镜子提供的信息自主或半自主地操作,减少与中央控制器的通信需要,并且甚至承担其部分特征。

因此,并且基于图17和图18,根据本发明,有两种主要模式用于实施商业太阳能场或工厂中的太阳能反射器的镜子交互和管理系统。

图17示出了中央管理系统或具有定日镜的中央接收器工厂的中央操作,其中优选地每个定日镜的至少一个镜子具有集成传感器,连接装置和电源装置,并且优选地一个处理器,其可以或可以不结合在传感器中,并且如果它没有结合在其中,则处理器应集成在镜子中(产生智能镜子),镜子外部的处理器,在这种情况下是中央控制单元。通过该系统,镜子,优选智能镜子,执行操作以评估他们自己的状态和/或环境,与相邻元件相互作用,处理数据并生成他们随后与中央控制单元或其它本地控制器通信的信息,以便他们将这些信息结合到它们的分析中,从而能够改善太阳能工厂的运行。在工厂的不同部件之间生成和交换的信息由监督控制和数据采集(SCADA)系统管理。类似地,场中的其它元件,例如抛物线槽反射器的太阳能接收器或其它监测系统,例如集中在塔式工厂中的太阳能通量测量系统,可以利用这些镜子提供的信息和/或信号,以便改善它们的操作。

图18示出了分散式管理系统,其中具有定日镜的中央接收器工厂的镜子,也优选地是智能镜子,不将它们收集和/或生成的信息传送到中央控制器,但是基于信息及其容量,它们生成用于太阳能场的操作的指令,部分或全部地承担中央控制单元的任务,能够自己执行所述任务或者与布置在太阳能场中的其它元件或本地装置中的其它外部处理器共享它们。在这种情况下,只有管理工厂其它元件必要的信息和执行场任务必要的最少信息,其可以被智能太阳能场或智能场承担,才会传达给监督控制和数据采集(SCADA)系统。

除了上述之外,还存在中间选项,其中部分决策由智能镜子做出,该智能镜子能够产生用于控制太阳能场的反射器或其它元件的指令,同时中央控制单元保持对工厂的一般控制,命令操纵太阳能场的指令的一部分和/或利用本发明的对象的镜子提供的信息。

前述实施例仅是本申请的发明目的的一些构造可能性,并且不应被视为限制。

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