特表 2024-520179 熱電併給太陽光発電システム用の高集光型光起電－熱モジュールおよび関連する構成要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-21

(54)【発明の名称】熱電併給太陽光発電システム用の高集光型光起電－熱モジュールおよび関連する構成要素

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/44 20140101AFI20240514BHJP

   H02S 40/22 20140101ALI20240514BHJP

   F24S 20/00 20180101ALI20240514BHJP

   F24S 23/00 20180101ALI20240514BHJP

   F24S 25/12 20180101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

H02S40/44

H02S40/22

F24S20/00 020

F24S23/00

F24S25/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024515726

(86)(22)【出願日】2022-03-30

(85)【翻訳文提出日】2024-01-22

(86)【国際出願番号】 CA2022050480

(87)【国際公開番号】W WO2022246535

(87)【国際公開日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】63/192,386

(32)【優先日】2021-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523442002

【氏名又は名称】シー．ケー．ハワード セールス エージェンシー エルティーディー．

(71)【出願人】

【識別番号】523443102

【氏名又は名称】１９３０１０６ オンタリオ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003797

【氏名又は名称】弁理士法人清原国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】レドゥク，ジル

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251JA23

5F251JA29

(57)【要約】

電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュールは、槽床から直立した複数の支持突出部を有する槽と、複数の集光光学アセンブリと、突出部の上部に着座し、光学アセンブリを保持する光学支持トレイとを特徴とする。集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールは、光学アセンブリの下方に位置合わせされ、そこから集光された光を受光する。熱交換アセンブリは、冷却流体をＣＰＶパワーモジュールのそれぞれを通過させて送る。各ＣＰＶパワーモジュールは、共有基板上に複数のＣＰＶセルを有し、それぞれの熱交換器ブロックは、冷却流体を複数のＣＰＶセルを直列に通過させて送る流路を有する。各光学アセンブリは、ＣＰＣホルダの上部にクワッド集光器を載置して支持するための支持フランジを集合的に形成する接合ウェブを介して継ぎ目なく一体化された４つの複合放物面集光器（ＣＰＣ）を有するクワッド集光器を特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュールであって、
床と、その周囲の周りで前記床から直立した複数の周囲壁と、前記床の上で前記周囲壁の間に境界付けられた内部空間と、互いに離間した位置において前記内部空間内で前記床から直立した複数の支持突出部とを備える、槽と、
複数の集光光学アセンブリと、
前記槽の前記内部空間内の設置位置に着座され、光学支持座のアレイを備える光学支持トレイであって、前期光学支持座のアレイは、前記光学支持座のそれぞれにおける前記集光光学アセンブリのそれぞれ１つの個々の支持のために、前記光学支持トレイの上面内に凹状に陥凹し、その上に格子パターンで配置される、光学支持トレイと、
前記複数の集光光学アセンブリに等しい量の複数の集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールであって、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれが、前記集光光学アセンブリのそれぞれの１つの下方に位置合わせされた関係で存在して、そこから集光光を受光して電力を生成する、複数のＣＰＶパワーモジュールと、
前記槽の前記内部空間内に設置され、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれを通過して熱交換関係にある冷却流体を送るように構成された熱交換アセンブリと、を備え、
前記光学支持トレイが、前記光学支持座が配置された前記格子パターンの隣接する行の間の位置に存在する前記光学支持トレイの載置点において、前記槽の前記突出部の上部に着座される、ＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項2】

前記槽の前記支持突出部の少なくともいくつかが、前記槽の前記周囲壁から内側に離間した関係の自立突出部である、請求項１に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項3】

前記槽の前記支持突出部の少なくともいくつかが、前記槽の前記周囲壁に直接取り付けられた関係の壁取り付け突出部である、請求項１または２に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項4】

前記支持突出部の少なくともいくつかが、前記槽の床から遠ざかるにつれて狭くなる上方テーパ形状である、請求項１から３のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項5】

前記上方テーパ形状が、互いに直交関係にある２次元において狭くなる、請求項４に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項6】

前記支持突出部の少なくともいくつかがピラミッド形状である、請求項１から５のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項7】

前記支持突出部の少なくとも一部が中空である、請求項１から６のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項8】

前記支持突出部のうちの少なくとも１つが、前記冷却流体が前記熱交換器に出入りする際に通る流体ポートを内部に有する、請求項１から７のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項9】

前記支持突出部のうちの少なくとも１つが、前記ＣＰＶパワーモジュールのうちの少なくともいくつかが配線される配線端子が取り付けられる端子支持部としても機能する、請求項１から８のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項10】

各集光光学アセンブリが、複数の出口点において集光光を出射するマルチ集光光学アセンブリであり、
各ＣＰＶパワーモジュールが、それぞれの集光光学アセンブリの前記出口点とそれぞれ位置合わせされた離散位置において共有基板上に取り付けられた複数のＣＰＶセルを有するマルチセルパワーモジュールである、
請求項１から９のいずれかに記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項11】

前記熱交換アセンブリが、それぞれが前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれに対応し、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれと熱交換関係に配置された複数の熱交換器ブロックを備え、各熱交換器ブロックが、前記冷却流体が前記冷却流体と熱交換関係にある前記それぞれのＣＰＶパワーモジュールの複数の前記ＣＰＶセルを直列に通過して送られる、内部に画定された所定の流路を有する、請求項１０に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項12】

前記所定の流路が、前記それぞれのＣＰＶパワーモジュールの前記ＣＰＶセルの全てを直列に通過して前記冷却流体を送る前記熱交換器ブロックの唯一の流路である、請求項１１に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項13】

前記所定の流路が、前記熱交換器ブロックの面内に凹んだ流路を備え、前記流路の上に熱伝導性プレートが流体密の関係で設置され、それによって前記冷却液体が、前記熱伝導性プレートと流動接触して前記流路を通って流れる、請求項１１または１２に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項14】

前記それぞれのＣＰＶパワーモジュールの前記共有基板が、前記熱伝導プレートに対して取り付けられ、それによって前記冷却流体と前記熱伝導プレートを貫通する前記複数のＣＰＶセルとの間に熱交換関係を確立する、請求項１３に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項15】

前記熱伝導プレートが銅を含む、請求項１４に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項16】

前記所定の流路が、前記熱交換器ブロックの第１の側面の入口ポートを前記熱交換器ブロックの隣接する第２の側面の出口ポートに接合する３つの弓形湾曲セグメントから構成される、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項17】

前記３つの弓形湾曲セグメントが、前記熱交換器ブロックの前記第１の側面付近の前記入口ポートとの接続部から、前記第２の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第３の側面に向かって弧を描く第１のセグメントと、前記第１のセグメントから、その前記第１の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第４の側面に向かって弧を描く第２のセグメントと、前記第２のセグメントから、前記熱交換器ブロックの前記第２の側面付近の前記出口ポートとの接続部に向かって弧を描く第３のセグメントとを備え、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凹状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面し、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凸状の内側面が、互いに向かって内向きに面し、前記第２のセグメントの凸状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面する、請求項１６に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項18】

前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導管の外部結合のために、それぞれのネックが、その前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ポートから突出する、請求項１６または１７に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項19】

各熱交換器ブロックがその上に入口ポートおよび出口ポートを有し、前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導管の外部結合のために、それぞれのネックが、その前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ポートから突出する、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項20】

複数の接続導管を備え、前記複数の接続導管は、前記接続導管を介して前記冷却流体を送るために、前記熱交換器ブロックの入口ポートおよび出口ポートに接続される、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項21】

前記接続導管が可撓性ホースを備える、請求項１８から２０のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項22】

前記接続導管の少なくともサブセットが、前記槽の前記支持突出部の隣接する対の間を通過する、請求項１８から２１のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項23】

前記接続導管のうちの少なくとも１つが、それぞれ、前記突出部のそれぞれの周囲に少なくとも部分的に広がる、請求項１８から２１のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項24】

集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュール用の構成要素であって、
複数の複合放物面集光器（ＣＰＣ）とのそれぞれの位置合わせのために複数のＣＰＶセルが共有基板上の離散位置にそれぞれ取り付けられた１つまたは複数のマルチセル集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールと、
前記１つまたは複数のマルチセルＣＰＶパワーモジュールとともにそれぞれ使用するための１つまたは複数の熱交換器ブロックであって、各熱交換器ブロックが、内部に画定された所定の流路を有し、前記流路を通って冷却流体が、前記マルチセルＣＰＶパワーモジュールのそれぞれの前記複数のＣＰＶセルを熱交換関係で通過する非線形経路上に直列に送られる、１つまたは複数の熱交換器ブロックと、を含む、構成要素。

【請求項25】

各熱交換器ブロックの前記所定の流路が、前記それぞれのマルチセルＣＰＶパワーモジュールの前記ＣＰＶセルの全てを直列に通過して前記冷却流体を送るその唯一の流路である、請求項２４に記載の構成要素。

【請求項26】

各熱交換器ブロックの前記所定の流路が、前記熱交換器ブロックの面内に凹んだ流路を備え、前記流路の上に熱伝導性プレートが流体密の関係で設置され、それによって前記冷却液体が、前記熱伝導性プレートと流動接触して前記流路を通って流れる、請求項２４または２５に記載の構成要素。

【請求項27】

前記それぞれのＣＰＶパワーモジュールの前記共有基板が、前記熱伝導プレートに対して取り付けられ、それによって前記冷却流体と前記熱伝導プレートを貫通する前記複数のＣＰＶセルとの間に熱交換関係を確立する、請求項２６に記載の構成要素。

【請求項28】

前記熱伝導プレートが銅を含む、請求項２７に記載の構成要素。

【請求項29】

前記所定の流路の前記非線形経路が、前記熱交換器ブロックの第１の側面の入口ポートを前記熱交換器ブロックの隣接する第２の側面の出口ポートに結合するために互いに端と端を接して存在する３つの弓形湾曲セグメントを備える、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の構成要素。

【請求項30】

前記３つの弓形湾曲セグメントが、前記熱交換器ブロックの前記第１の側面付近の前記入口ポートとの接続部から、前記第２の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第３の側面に向かって弧を描く第１のセグメントと、前記第１のセグメントから、その前記第１の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第４の側面に向かって弧を描く第２のセグメントと、前記第２のセグメントから、前記熱交換器ブロックの前記第２の側面付近の前記出口ポートとの接続部に向かって弧を描く第３のセグメントとを備え、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凹状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面し、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凸状の内側面が、互いに向かって内向きに面し、前記第２のセグメントの凸状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面する、請求項２９に記載の構成要素。

【請求項31】

前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導管の外部結合のために、それぞれのネックが、前記熱交換器ブロックの前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ブロックから突出する、請求項２９または３０に記載の構成要素。

【請求項32】

各熱交換器ブロックがその上に入口ポートおよび出口ポートを有し、前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導管の外部結合のために、それぞれのネックが、その前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ポートから突出する、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の構成要素。

【請求項33】

複数の接続導管を備え、前記複数の接続導管は、前記冷却流体を前記接続導管を介して送るために、前記１つまたは複数の熱交換器ブロックの入口ポートおよび出口ポートに接続される、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の構成要素。

【請求項34】

前記接続導管が可撓性ホースを備える、請求項３１から３３のいずれか一項に記載の構成要素。

【請求項35】

各マルチセルＣＰＶパワーモジュールが、その基板上に４つのＣＰＶセルを有するクワッドセルＣＰＶパワーモジュールである、請求項２４から３４のいずれか一項に記載の構成要素。

【請求項36】

共有基板上に離散的に配置された複数のＣＰＶセルを有するマルチセル集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールを冷却するための熱交換器構成要素であって、
入口ポートおよび出口ポートを有するブロックであって、冷却流体が前記入口ポートおよび前記出口ポートを通って前記ブロックに流入出可能である、ブロックと、
非線形経路上の前記入口ポートおよび前記出口ポートを流体的に相互接続する前記ブロック内の所定の流路と、
前記ブロック内の前記所定の流路をそのそれぞれの面において閉鎖する熱伝導性材料の壁であって、それによって前記冷却液体が、前記熱伝導性壁の内側と流動接触して流路を通って流れる、熱伝導性材料の壁と、を備え、
前記所定の流路の前記非線形経路が、前記マルチセルＣＰＶパワーモジュールの前記共有基板上の前記ＣＰＶセルのそれぞれの位置に一致するレイアウトにおいて、前記熱伝導性材料の壁の領域にわたって離間した位置に分散された複数の離散点によって直列に通過し、前記熱伝導性壁の外側が、前記マルチセルＣＰＶパワーモジュールの前記共有基板に対して着座して取り付けられるように成形されてサイズ決めされ、それにより、前記所定の流路を通って送られた前記冷却流体が、前記熱伝導性材料の壁を通って、その前記ＣＰＶセルによって占有されるホットスポットを特に標的とするように、前記マルチセルＣＰＶパワーモジュールと熱交換関係にある、熱交換器構成要素。

【請求項37】

前記流路が、前記ブロックの前記面内に陥凹しており、前記熱伝導性材料の壁が、前記ブロックの前記面において前記ブロックに取り付けられた別個のカバープレートによって画定される、請求項３６に記載の熱交換器構成要素。

【請求項38】

前記ブロックおよび前記別個のカバープレートが、互いに実質的に異なる、請求項３７に記載の熱交換器構成要素。

【請求項39】

前記別個のカバープレートが、前記ブロックの構成材料よりも高い熱伝導率の材料から構成される、請求項３７または３８に記載の熱交換器構成要素。

【請求項40】

前記熱伝導性壁が銅を含む、請求項３６から３９のいずれか一項に記載の熱交換器構成要素。

【請求項41】

前記入口ポートおよび前記出口ポートが、前記ブロックの隣接する側に存在し、前記所定の流路の前記非線形経路が、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に互いに端と端を接して存在する３つの弓形湾曲セグメントを備える、請求項３６から４０のいずれか一項に記載の熱交換器構成要素。

【請求項42】

前記３つの弓形湾曲セグメントが、前記熱交換器ブロックの前記第１の側面付近の前記入口ポートとの接続部から、第２の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第３の側面に向かって弧を描く第１のセグメントと、前記第１のセグメントから、その前記第１の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第４の側面に向かって弧を描く第２のセグメントと、前記第２のセグメントから、前記熱交換器ブロックの前記第２の側面付近の前記出口ポートとの接続部に向かって弧を描く第３のセグメントとを備え、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凹状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面し、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凸状の内側面が、互いに向かって内向きに面し、前記第２のセグメントの凸状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面する、請求項４１に記載の熱交換器構成要素。

【請求項43】

前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導管の外部結合のために、それぞれのネックが、前記熱交換器ブロックの前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ブロックから突出する、請求項３６から４２のいずれか一項に記載の熱交換器構成要素。

【請求項44】

集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュールであって、前記ＨＣＰＶ－Ｔモジュールは、
支持体と、
前記支持体上に設置された複数の集光光学アセンブリと、
前記複数の集光光学アセンブリに等しい量の複数の集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールであって、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれが、前記集光光学アセンブリのそれぞれの下方に位置合わせされた関係で存在して、そこから集光光を受光して電力を生成する、複数のＣＰＶパワーモジュールと、
前記支持体上に設置された熱交換アセンブリと、を備え、前記熱交換アセンブリは、
前記複数のＣＰＶパワーモジュールと等しい量の複数の熱交換器ブロックであって、各熱交換器ブロックが、入力ポートと、出力ポートと、前記入力ポートから流路を介して前記出力ポートに冷却流体を送るためにそれらの間に延在する所定の流路とを有し、前記流路が、熱伝導性材料の壁によって前記熱交換器ブロックのそれぞれの面において閉鎖され、その外側にはそれぞれのＣＰＶパワーモジュールが取り付けられ、それにより、前記所定の流路を通って送られた前記冷却流体が、前記熱伝導性材料の壁を通って前記ＣＰＶパワーモジュールと熱交換関係にある、複数の熱交換器ブロックと、
前記複数の熱交換器ブロックに、前記複数の熱交換器ブロックから、および前記複数の熱交換器ブロック間で前記冷却流体を搬送するために、前記複数の熱交換器ブロックの前記入口ポートおよび前記出口ポートに接続された複数の接続導管と、を備える、ＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項45】

各集光光学アセンブリが、複数の出口点において集光光を出力するマルチ集光光学アセンブリであり、各ＣＰＶパワーモジュールは、それぞれの集光光学アセンブリの前記出口点とそれぞれ位置合わせされたその上の離散位置において共有基板上に取り付けられた複数のＣＰＶセルを有するマルチセルモジュールであり、各熱交換器ブロックの前記流路が、前記それぞれのＣＰＶセルの前記複数のＣＰＶセルを直列に通過して前記冷却流体を送る、請求項４４に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項46】

各熱交換器ブロックの前記所定の流路が、前記それぞれのマルチセルＣＰＶパワーモジュールの前記ＣＰＶセルの全てを直列に通過して前記冷却流体を送るその唯一の流路である、請求項４５に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項47】

前記流路が、前記ブロックの前記面内に陥凹しており、前記熱伝導性材料の壁が、前記ブロックの前記面において前記ブロックに取り付けられた別個のカバープレートによって画定される、請求項４４から４６のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項48】

前記ブロックおよび前記別個のカバープレートが、互いに実質的に異なる、請求項４７に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項49】

前記別個のカバープレートが、前記ブロックの構成材料よりも高い熱伝導率の材料から構成される、請求項４７または４８に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項50】

前記熱伝導性壁が銅を含む、請求項４４から４９のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項51】

各熱交換器ブロックの前記所定の流路が、その前記入口ポートおよび前記出口ポートの間の非線形経路をたどる、請求項４４から５０のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項52】

各熱交換器ブロックの前記入口ポートおよび前記出口ポートが、その隣接する側に存在し、各熱交換器ブロックの前記所定の流路が、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に互いに端と端を接して存在する３つの弓形湾曲セグメントを備える非線形経路をたどる、請求項４４から５０のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項53】

前記３つの弓形湾曲セグメントが、前記熱交換器ブロックの前記第１の側面付近の前記入口ポートとの接続部から、第２の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第３の側面に向かって弧を描く第１のセグメントと、前記第１のセグメントから、その前記第１の側面の反対側に位置する前記熱交換器ブロックの第４の側面に向かって弧を描く第２のセグメントと、前記第２のセグメントから、前記熱交換器ブロックの前記第２の側面付近の前記出口ポートとの接続部に向かって弧を描く第３のセグメントとを備え、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凹状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面し、前記第１セグメントおよび第３のセグメントの凸状の内側面が、互いに向かって内向きに面し、前記第２のセグメントの凸状の外側面が、前記熱交換器ブロックの周縁部に向かって外向きに面する、請求項５２に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項54】

前記熱交換器ブロックへの、前記熱交換器ブロックからの、および前記熱交換器ブロック間の流体の流れを可能にするための接続導体の外部結合のために、それぞれのネックが、前記熱交換器ブロックの前記入口ポートおよび前記出口ポートのそれぞれにおいて前記熱交換器ブロックから突出する、請求項４４から５２のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項55】

各集光光学アセンブリが、入射光を反射する４つの一次４分の１断面放物面反射器から構成された一次クワッドミラーと、前記４つの一次４分の１断面放物面反射器からの反射光をそれぞれ受光する４つの二次４分の１断面放物面反射器から構成された二次クワッドミラーと、前記４つの二次４分の１断面放物面反射器からの反射光を受光する４つの複合放物面集光器（ＣＰＣ）から構成されたクワッド集光器と、を備え、
各ＣＰＶパワーモジュールが、前記それぞれの集光アセンブリの前記クワッド集光器の４つのＣＰＣの下方にそれぞれ位置する４つのＣＰＶセルを有するクワッドセルＣＰＶパワーモジュールである、請求項１０から２３および４４から５４のいずれか一項に記載のＨＣＰＶ－Ｔモジュール。

【請求項56】

マルチコーン太陽光集光器であって、
それぞれの円錐状の外壁をそれぞれ有する複数の複合放物面集光器（ＣＰＣ）であって、前記円錐状の外壁が、それぞれの中心軸に対して軸外放物面関係にある放物面状に輪郭形成された内部を画定し、前記中心軸の周りで、前記円錐状の外壁が周方向に広がる、複数のＣＰＣを備え、
前記複数のＣＰＣが、前記複数のＣＰＣが以下の特徴のうちの少なくとも１つによって互いに一体的に相互接続された一体構造の継ぎ目なく一体化された構成要素であり、前記特徴が、
（ａ）前記一体構造の複数の接合ウェブであって、そのそれぞれが、それぞれの隣接する対のＣＰＣの間に広がり、その上の離散した高さでその前記外壁に一体的に取り付けられることによって前記それぞれの隣接する対のＣＰＣを互いに接合する一方で、前記隣接する対のＣＰＣの前記外壁を、前記接合ウェブによって占有されていない他の高さで互いに離間し、且つ取り付けられていない関係のままにする、複数の接合ウェブ、および／または
（ｂ）前記隣接する対のＣＰＣのそれぞれの前記外壁を、軸方向に対向し且つより狭い出口開口部よりも、前記隣接する対のＣＰＣの放物面状に輪郭形成された内部のより広い入口開口部に近接した関係の上方領域において互いに直接的且つ継ぎ目なく一体的に相互接合する一方で、前記隣接する対のＣＰＣの前記外壁を、その他の領域において互いに離間し且つ取り付けられていない関係のままにすること、である、マルチコーン太陽光集光器。

【請求項57】

前記複数のＣＰＣが、少なくとも前記複数の接合ウェブによって互いに一体的に相互接続される、請求項５６に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項58】

前記複数の接合ウェブが協働して静止フランジを形成し、それによって前記マルチコーン太陽光集光器が別個のＣＰＣホルダの上部に載置可能である、請求項５７に記載のマルチコーン太陽集光器。

【請求項59】

前記マルチコーン太陽光集光器の前記一体構造が中央孔を備え、前記中央孔の周りに前記複数のＣＰＣが配置され、前記ＣＰＣホルダの直立ポストを囲む前記ＣＰＣホルダの支持レッジ上に前記マルチコーン太陽光集光器を着座させる間に、前記中央孔を通して前記直立ポストが収容可能である、請求項５８に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項60】

前記別個のＣＰＣホルダと、前記ＣＰＣホルダの前記直立ポストを収容するための中央開口部を内部に有する一次放物面形状ミラーと、前記一次放物面形状ミラーに対して上昇した関係で前記ＣＰＣホルダの前記直立ポストの上部に取り付けて、そこから反射入射光を受光し、前記反射入射光を前記マルチコーン太陽光集光器の前記ＣＰＣ内に下方にさらに反射するための二次放物面形状ミラーとを組み合わせた、請求項５９に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項61】

前記別個のＣＰＣホルダの前記支持レッジが、前記ＣＰＣの前記出口開口部の下方にそれぞれ位置合わせされた位置において共有基板上に配置された複数のＣＰＶセルを有する集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールの前記共有基板の上部に前記別個のＣＰＣホルダを立設支持するために、前記支持レッジに依存する複数の支持脚を有する、請求項５９または６０に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項62】

前記パワーモジュールと組み合わせた、請求項６１に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項63】

請求項３６から４３のいずれか一項に記載の熱交換器構成要素とさらに組み合わせられ、前記ＣＰＶパワーモジュールの前記共有基板が、前記熱交換器構成要素の前記ブロックの、前記熱伝導性材料の壁によって占有される面に取り付けられる、請求項６２に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項64】

前記複数のＣＰＣが、その前記外壁を少なくとも直接的且つ継ぎ目なく一体的に相互接合することによって互いに一体的に相互接続される、請求項５６から６３のいずれか一項に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項65】

前記複数のＣＰＣが、前記接合ウェブと、前記ＣＰＣの前記外壁を直接的且つ継ぎ目なく一体的に相互接合することの両方によって相互接続される、請求項５６から６４のいずれか一項に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項66】

前記外壁を直接的且つ継ぎ目なく一体的に相互接合することを特徴とする前記ＣＰＣの前記上部領域が、前記接合ウェブの上方に存在する、請求項６５に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【請求項67】

各隣接する対のＣＰＣの前記上部領域が、前記隣接する対のＣＰＣの間の前記それぞれの接合ウェブの上面から、前記隣接する対のＣＰＣの前記より広い入口開口部が存在するその上端まで延在する仰角スパンを占有し、前記隣接する対のＣＰＣが、前記仰角スパンの全体にわたってそれらの外壁を直接的且つ一体的に相互接合している、請求項６６に記載のマルチコーン太陽光集光器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に太陽光エネルギーに関し、より詳細には、集光光学系を使用して太陽光を小さな集光型光起電（ＣＰＶ）セルに集光して、発電および熱エネルギー収集の両方を熱電併給（ＣＨＰ）用途のために行う高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）太陽光集熱器の設計に関する。

【背景技術】

【0002】

前述の技術分野における従来の試みの中には、米国特許第９，７３９，９９１号明細書（特許文献１）および米国特許第１０，１３３，０４４号明細書（特許文献２）ならびに米国意匠特許第７９２３４１号明細書（特許文献３）に開示されているシステム、モジュールおよび構成要素があり、それらのそれぞれは、本出願と少なくとも１人の発明者を共有し、それらの全ては、それぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0003】

２つの先行特許のうちの前者では、太陽光集光光学アセンブリの特定の設計が提案され、複数のそのようなアセンブリは、複数の線形ランを有する蛇行熱交換器によって床が裏打ちされたエンクロージャ内でアレイ状に使用され、そのそれぞれの上に光学アセンブリのそれぞれの行が配置されて、熱交換器ランの上部に平坦に取り付けられた一連のそれぞれのＣＰＶセル上に太陽光を集光させた。

【0004】

２つの先行特許のうちの後者では、非常に異なる新規なスタイルの集光光学アセンブリが提案されており、そのそれぞれは、入射太陽光を受光するための４つの一次軸外４分の１断面放物面反射器のセットと、一次反射器からの反射太陽光を受光するための４つの二次軸外４分の１断面放物面反射器のそれぞれのセットと、熱エネルギー収集および太陽光発電を目的として二次反射器からの反射太陽光を受光して集光するための、Ｗｉｎｓｔｏｎ Ｃｏｎｅｓとしても知られている４つの複合放物面集光器（ＣＰＣ）のそれぞれのセットとから構成されている。このタイプの各光学アセンブリは、その光学部品サブセットのそれぞれにおける４つの反射器／集光器を考慮して、光学クワッドと呼ばれることができる。

【0005】

先の意匠特許は、透明カバーによって覆われたエンクロージャ内の３×３アレイに配置された９つの光学四辺形からなる太陽光パネルを開示した。

【0006】

その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ ａ ｍｕｌｔｉ－ｃｅｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｌｏｗｅｒ ｃｏｓｔ ｈｙｂｒｉｄ ＣＰＶ ｍｏｄｕｌｅｓ」，ＡＩＰ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ １７６６，０６０００３（２０１６）では、前述の光学クワッドをクワッド受光器と組み合わせ、それぞれの光学クワッドの４つのＣＰＣの下方にある位置において共有直接接合銅（ＤＢＣ）単一アルミナセラミックキャリア上に取り付けられた４つの三重接合ＣＰＶセルのそれぞれのセットからそれぞれ構成され、したがって、そのそれぞれの光学クワッドの集光太陽光出力から電気エネルギーを生成するＣＰＶパワーモジュールを形成するＣＰＶモジュールが開示された。ＣＰＶセルは、４つのバイパスダイオードによって個別に保護された。

【0007】

本出願は、太陽光エネルギーの分野における非常に効率的で費用効果の高いＨＣＰＶ－Ｔソリューションという所望の目標を促進するために、これらの従来の参考文献の教示に基づいている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第９，７３９，９９１号明細書

【特許文献2】米国特許第１０，１３３，０４４号明細書

【特許文献3】米国意匠特許第７９２３４１号明細書

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ ａ ｍｕｌｔｉ－ｃｅｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｌｏｗｅｒ ｃｏｓｔ ｈｙｂｒｉｄ ＣＰＶ ｍｏｄｕｌｅｓ」，ＡＩＰ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ １７６６，０６０００３（２０１６）

【発明の概要】

【0010】

特に順序は問わないが、本発明の複数の新規且つ創作的な態様を以下に簡単に要約する。

【0011】

本発明の第１の態様によれば、集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュールであって、
床と、その周囲の周りで前記床から直立した複数の周囲壁と、前記床の上で前記周囲壁の間に境界付けられた内部空間と、互いに離間した位置において内部空間内で前記床から直立した複数の支持突出部とを備える、槽と、
複数の集光光学アセンブリと、
前記槽の内部空間内の設置位置に着座され、光学支持座のアレイを備える光学支持トレイであって、前記光学支持座のアレイは、前記光学支持座のそれぞれにおける前記集光光学アセンブリのそれぞれ１つの個々の支持のために、光学支持トレイの上面内に凹状に陥凹し、その上に格子パターンで配置される、光学支持トレイと、
前記複数の集光光学アセンブリに等しい量の複数の集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールであって、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれが、前記集光光学アセンブリのそれぞれの１つの下方に位置合わせされた関係で存在して、そこから集光光を受光して電力を生成する、複数のＣＰＶパワーモジュールと、
槽の内部空間内に設置され、ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれを通過して熱交換関係にある冷却流体を送るように構成された熱交換アセンブリと、を備え、
前記光学支持トレイが、前記光学支持座が配置された格子パターンの隣接する行の間の位置に存在する光学支持トレイの載置点において、槽の突出部の上部に着座される、ＨＣＰＶ－Ｔモジュールが提供される。

【0012】

本発明の第２の態様によれば、集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュール用の構成要素であって、
複数の複合放物面集光器（ＣＰＣ）とのそれぞれの位置合わせのために複数のＣＰＶセルが共有基板上の離散位置にそれぞれ取り付けられた１つまたは複数のマルチセル集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールと、
前記１つまたは複数のマルチセルＣＰＶパワーモジュールとともにそれぞれ使用するための１つまたは複数の熱交換器ブロックであって、各熱交換器ブロックが、内部に画定された所定の流路を有し、流路を通って冷却流体が、マルチセルＣＰＶパワーモジュールのそれぞれの複数のＣＰＶセルを熱交換関係で通過する非線形経路上に直列に送られる、１つまたは複数の熱交換器ブロックと、を含む、構成要素が提供される。

【0013】

本発明の第３の態様によれば、共有基板上に離散的に配置された複数のＣＰＶセルを有するマルチセル集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールを冷却するための熱交換器構成要素であって、
入口ポートおよび出口ポートを有するブロックであって、冷却流体が前記入口ポートおよび前記出口ポートを通って前記ブロックに流入出可能である、ブロックと、
非線形経路上の前記入口ポートおよび前記出口ポートを流体的に相互接続する前記ブロック内の所定の流路と、
ブロック内の前記所定の流路をそのそれぞれの面において閉鎖する熱伝導性材料の壁であって、それによって冷却液体が、前記熱伝導性壁の内側と流動接触して流路を通って流れる、熱伝導性材料の壁と、を備え、
所定の流路の非線形経路が、マルチセルＣＰＶパワーモジュールの共有基板上のＣＰＶセルのそれぞれの位置に一致するレイアウトにおいて、熱伝導性材料の壁の領域にわたって離間した位置に分散された複数の離散点によって直列に通過し、前記熱伝導性壁の外側が、マルチセルＣＰＶパワーモジュールの共有基板に対して着座して取り付けられるように成形されてサイズ決めされ、それにより、所定の流路を通って送られた冷却流体が、熱伝導性材料の壁を通って、そのＣＰＶセルによって占有されるホットスポットを特に標的とするように、マルチセルＣＰＶパワーモジュールと熱交換関係にある、熱交換器構成要素が提供される。

【0014】

本発明の第４の態様によれば、集光光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集のための高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）モジュールが提供され、ＨＣＰＶ－Ｔモジュールは、
支持体と、
前記支持体上に設置された複数の集光光学アセンブリと、
前記複数の集光光学アセンブリに等しい量の複数の集光型光起電（ＣＰＶ）パワーモジュールであって、前記ＣＰＶパワーモジュールのそれぞれが、前記集光光学アセンブリのそれぞれの下方に位置合わせされた関係で存在して、そこから集光光を受光して電力を生成する、複数のＣＰＶパワーモジュールと、
前記支持体上に設置された熱交換アセンブリと、を備え、前記熱交換アセンブリは、
前記複数のＣＰＶパワーモジュールと等しい量の複数の熱交換器ブロックであって、各熱交換器ブロックが、入力ポートと、出力ポートと、前記入力ポートから流路を介して前記出力ポートに冷却流体を送るためにそれらの間に延在する所定の流路とを有し、前記流路が、熱伝導性材料の壁によって熱交換器ブロックのそれぞれの面において閉鎖され、その外側にはそれぞれのＣＰＶパワーモジュールが取り付けられ、それにより、所定の流路を通って送られた冷却流体が、前記熱伝導性材料の壁を通ってＣＰＶパワーモジュールと熱交換関係にある、複数の熱交換器ブロックと、
前記複数の熱交換器ブロックに、前記複数の熱交換器ブロックから、および前記複数の熱交換器ブロック間で冷却流体を搬送するために、複数の熱交換器ブロックの入口ポートおよび出口ポートに接続された複数の接続導管と、を備える。

【0015】

本発明の第５の態様によれば、マルチコーン太陽光集光器であって、
それぞれの円錐状の外壁をそれぞれ有する複数の複合放物面集光器（ＣＰＣ）であって、円錐状の外壁が、それぞれの中心軸に対して軸外放物面関係にある放物面状に輪郭形成された内部を画定し、中心軸の周りで、円錐状の外壁が周方向に広がる、複数のＣＰＣを備え、
前記複数のＣＰＣが、前記複数のＣＰＣが以下の特徴のうちの少なくとも１つによって互いに一体的に相互接続された一体構造の継ぎ目なく一体化された構成要素であり、特徴が、
（ａ）前記一体構造の複数の接合ウェブであって、そのそれぞれが、それぞれの隣接する対のＣＰＣの間に広がり、その上の離散した高さでその外壁に一体的に取り付けられることによって前記それぞれの隣接する対のＣＰＣを互いに接合する一方で、隣接する対のＣＰＣの前記外壁は、前記接合ウェブによって占有されていない他の高さで互いに離間して取り付けられていない状態のままにする、複数の接合ウェブ、および／または
（ｂ）隣接する対のＣＰＣのそれぞれの外壁を、軸方向に対向し且つより狭い出口開口部よりも、前記隣接する対のＣＰＣの放物面状に輪郭形成された内部のより広い入口開口部に近接した関係の上方領域において互いに直接的且つ継ぎ目なく一体的に相互接合する一方で、隣接する対のＣＰＣの前記外壁を、その他の領域において互いに離間し且つ取り付けられていない関係のままにすること、である、マルチコーン太陽光集光器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

次に、本発明の一実施形態を添付の図面と併せて説明する。

【図1】ＣＨＰ太陽光発電システムにおいて使用するためのＨＣＰＶ－Ｔ太陽光集熱器モジュールの完全な組立図である。

【図2】その別個の光学、電気／熱および支持槽サブアセンブリを示す、ＨＣＰＶ－Ｔ太陽光集熱器モジュールの分解図である。

【図3】図２の支持槽サブアセンブリの分離された組立図である。

【図4】図３の支持槽サブアセンブリの分解図である。

【図5】図２の電気／熱サブアセンブリの分離された組立図である。

【図6】図５の電気／熱サブアセンブリの部分分解図である。

【図7】図２の光学サブアセンブリの分離された組立図である。

【図8】図７の光学サブアセンブリの部分分解図である。

【図9】図１のＨＣＰＶ－Ｔ太陽光集熱器モジュールの線Ａ－Ａによって示される切断面で見た立面断面図である。

【図10】図９に示す同じ断面の斜視図である。

【図11】ＣＰＣホルダ、その上に取り付けられたクワッド集光器、およびその４つのＣＰＣをクワッドセルＣＰＶパワーモジュールの４つのＣＰＶセルに向ける位置においてクワッド集光器を担持するためにＣＰＣホルダが取り付けられたその上のクワッドセルＣＰＶパワーモジュールの斜視図である。

【図12】例示を目的としてクワッド集光器が取り外された、図１１のＣＰＣホルダおよびクワッドセルパワーモジュールの斜視図である。

【図13】図１１のクワッド集光器が分離された上面斜視図である。

【図14】図１３のクワッド集光器の底面斜視図である。

【図15】図１１のクワッドセルＣＰＶパワーモジュールが分離された上面斜視図である。

【図16】図１１のクワッドセルＣＰＶパワーモジュールがその液体冷却のために取り付け可能であるその上部作業面から見た、図５の電気／熱サブアセンブリの熱交換器ブロックの斜視図である。

【図17】図１６の熱交換器ブロックの別の斜視図であるが、図１のＨＣＰＶ－Ｔモジュールの組み立て中に、図４の支持槽サブアセンブリの床に取り付けられる、その反対側の底部からの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、集光された太陽光を使用した電気エネルギー生成および熱エネルギー収集に有用な、本発明の組み立てられた高集光型光起電－熱（ＨＣＰＶ－Ｔ）太陽光集熱器モジュール１０を示している。図２の分解図を参照すると、モジュールは、他のサブアセンブリを保持して収容するための支持槽サブアセンブリ１２と、入射太陽光を集光するために使用される光学サブアセンブリ１４と、この集光された太陽光から電気を生成し、そこから熱エネルギーを収集するための電気／熱サブアセンブリ１６とから構成される。

【0018】

支持槽サブアセンブリ１２は、矩形の支持槽１８と、矩形の透明ガラスシート２２（例えば、低鉄強化ガラス）と下方にある周囲シール２６を有するガラスシート２２の外周領域の上部に嵌合される矩形の周囲フレーム２４とから構成される協働するカバー２０とを特徴とする。この構成により、周囲フレーム２４を支持槽１８に締結することは、支持槽１８の最初に開放した上部を閉鎖するために下方にあるガラス２２を支持槽にしっかりとクランプする。支持槽１８は、矩形の床２８を特徴としており、矩形の床２８のそれぞれの４つの側面には、４つの周囲壁３０のセットが直立している。これらの周囲壁の上縁部３０Ａは、協働して、槽の矩形の開放した上部を画定する。したがって、カバーの周囲フレーム２４が周囲の縁部３０Ａに締結された状態は、カバーガラス２２をその開放した上部に完全に広がる位置において槽に固定する。槽のこの閉鎖状態では、その内部空間は、４つの周囲壁３０の間で水平に、および槽床２８とカバーガラス２２との間で垂直に区切られている。方向用語「水平」および「垂直」は、槽周囲壁が直立する水平基準面に槽床が存在する、モジュールの図示された向きに関して使用されることが理解されよう。この方向性は、図面の異なる構成要素および特徴の相対的な向きを説明するためにのみ使用され、ＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の意図された動作位置または向きを具体的に示すものではない。

【0019】

平床２０の代わりに、槽１８は、その内部空間全体にわたって離間して均一に配置された位置で、槽１８の内部空間内の床から直立した複数の支持突出部３２Ａ、３２Ｂを特徴とする。図示の実施形態では、槽１８の周囲壁３０から内側に離間した距離に存在する４つの独立した突出部３２Ａがある。さらに、図示の実施形態は、これらの周囲壁３０が交差する槽のコーナーにおいて、槽の周囲壁３０に直接取り付けられた関係の４つの壁取り付けコーナー突出部３２Ｂと、槽の４つのコーナーの間の中央領域において、槽の周囲壁に直接取り付けられた関係の８つの壁取り付け中間壁突出部３２Ｃとを特徴とする。図示の例では、各周囲壁３０は、２つのそのような中間壁突出部３２Ｃを特徴とする。

【0020】

槽１８の２つの直交する関連する水平寸法のそれぞれにおいて、そのような寸法のそれぞれは、槽の４つの周囲壁３０のそれぞれの対向する対の間の槽床２８にわたって測定され、それらの２つの対向する周囲壁３０の一方の各中間壁突出部３２Ｃは、それらの２つの対向する周囲壁３０の他方の対応する中間壁突出部３２Ｃと位置合わせされ、それらの２つの対向する周囲壁の間に位置する４つの独立した突出部３２Ａの２つとも位置合わせされる。これらの４つの位置合わせされた突出部は、突出部のそれぞれの内側列を構成し、そのうちの２つの内側列は、槽の２つの水平寸法のそれぞれにある。槽の２つの水平寸法のそれぞれには、２つの外側行もあり、その方向に延びる２つの周囲壁３０のうちの一方の４つの壁取り付け突出部（２つのコーナー突出部３２Ｂおよび２つの中間壁突出部３２Ｃ）からそれぞれ構成される。そのため、図示の例では、槽の２つの水平寸法のそれぞれに、４つの突出部の４つの行がそれぞれ存在する。行は等間隔に配置され、その結果、槽床２８の矩形の設置面積全体に均一に分布した格子パターンで配置された４×４の矩形の突出部のアレイである。

【0021】

自立突出部３２Ａおよび中間壁突出部３２Ｃは、上方に向かってテーパ形状であり、槽床２８から離れて、槽１８の開放した上部に向かって狭くなる。周囲壁に取り付けられていない３次元自立形態であるため、自立突出部３２Ａは、例えば図示の実施形態では正方形のピラミッド形状を有する、槽の水平寸法の両方でテーパ状である。中間壁突出部３２Ｃは、それが取り付けられているそれぞれの壁の水平寸法においてのみ上方にテーパ状であり、したがって、それぞれの周囲壁３０から内側に短い距離だけ突出する三角形のボスに似たより２次元の形態を有する。コーナー突出部３２Ｂは、同様に、槽１８の所与のコーナーにおいて交差する２つの周囲壁の隣接する領域から内側に短い距離だけ突出する小さなリブに似ている。全ての突出部３２Ａ～３２Ｃは、周囲壁３０よりも僅かに短いが、他の突出部と高さが等しく、それによって、突出部の上端は、全て、槽の水平床２８から上昇し、槽の開放した上部の水平面に近い共通の水平面内に存在するが、その下方の高さは、カバーガラス２２の下側に対して僅かにオフセットしている。

【0022】

図７および図８を参照すると、光学サブアセンブリ１４は、槽１８の内部空間内に収容された設置位置に配置するための、より具体的には、配列された槽突出部３２Ａ～３２Ｃの上端に着座するための光学支持トレイ３４を特徴とする。光学支持トレイ３４は、光学支持座３６のアレイを特徴とし、そのうちの１つは図８において占有されずに示されている。各光学支持座３６は、トレイ３４の上面に凹状に窪んでいる。光学支持座３６は、各光学支持座３６内のそれぞれの集光光学アセンブリ４０をそれぞれ個別に支持するために、支持トレイ３４上に矩形の格子パターンで配置されている。その２次元のそれぞれにおいて、光学支持トレイ３４における格子状の矩形アレイの支持座３６は、支持槽１８における格子状の矩形アレイの突出部３２Ａ～３２Ｃよりも一行小さい。したがって、支持槽１８に４×４の突出部のアレイを有する図示の例では、光学トレイは、３×３の光学支持座３６のアレイを特徴とし、光学支持座３６の行は、光学支持トレイ３４がその上に着座しているときに突出部３２Ａ～３２Ｃの行の間に存在するように特に配置される。したがって、凹状に窪んだ各支持座３６は、その４つのコーナーにおいてトレイ３４の４つのそれぞれの載置点３８のセットによって隣接している。これらの載置点３８において、トレイ３４は、トレイの設置位置において、４つの槽突出部３２Ａ～３２Ｃのそれぞれのセットの上に載置される。結果として、各支持座３６は、このそれぞれの４つの槽突出部３２Ａ～３２Ｃのセットの間の空間内で下方に垂下する。

【0023】

光学サブアセンブリ１４は、それぞれが光学支持トレイ３４の光学支持座３６のそれぞれに設置された集光光学アセンブリ４０のアレイを特徴とする。図示のように、各集光光学アセンブリ４０（略して光学アセンブリ）は、本出願人の現在組み込まれている米国特許第１０，１３３，０４４号明細書に記載されているタイプのものであってもよい。したがって、図示の実施形態における各光学アセンブリ４０は、軸外且つ中心垂直基準軸に対して内側に凹状の関係にある４つの一次４分の１断面放物面反射器から構成される一次クワッドミラー４２であって、中心垂直基準軸の周りで、一次４分の１断面反射器が、その周りに集合的に広がり、入射した太陽光を反射するように配置されている、一次クワッドミラーと、一次クワッドミラー４２の底部の上方で上昇した関係にある、中心垂直基準軸に対して軸外且つ外側に凸状の関係にある４つの二次４分の１断面放物面反射器から構成されて、そこから反射された太陽光を受光する二次クワッドミラー４４と、二次クワッドミラー４４から下向きに反射された光を受光し、これらのＣＰＣ４８の底部出口開口部からのその最終集光放射のためにこの反射光を集光する４つの複合放物面集光器（ＣＰＣ）４８から構成されたクワッド集光器４６とを備える。

【0024】

各光学アセンブリ４０は、一次クワッドミラー４２の中央底部開口部５２Ａを介してクワッド集光器４６および二次クワッドミラー４４の両方を支持するように設計されたＣＰＣホルダ５０をさらに含み、この開口部は、それが凹面に面する中心基準軸における一次４分の１断面放物面反射器の間に開放したままである。ＣＰＣは、Ｗｉｎｓｔｏｎコーンとしても当該技術分野において知られており、したがって、本明細書ではそのようにも呼ばれることがある。Ｗｉｎｓｔｏｎコーンは、Ａｒｉ Ｒａｂｌによる刊行物「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ」，Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｖｏｌ．１８，ｐｐ．９３－１１１のように、その全てが参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第３，９２３，３８１号明細書、米国特許第４，００３，６３８号明細書および米国特許第４，００２，４９９号明細書に記載されて図示されている。

【0025】

電気／熱サブアセンブリ１６は、図５および図６に示されており、光学アセンブリ４０の数に等しい量で設けられたクワッドセルＣＰＶパワーモジュール５４のアレイを特徴とする。組み立てられたＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０において、これらのクワッドセルＣＰＶパワーモジュール５４は、槽１８の内部空間内の光学アセンブリ４０の下方、より具体的には、設置された光学支持トレイ３４の下方のそれぞれ位置合わせされた位置に存在する。そのうちの１つが図１５に分離して示されている各クワッドセルＣＰＶパワーモジュール５４は、４つのＣＰＶセル５８が取り付けられた共有基板またはキャリア５６を特徴とし、その基板の２Ｄ平面内の互いに対する相対間隔は、光学アセンブリ４０のそれぞれにおけるクワッド集光器４６の４つのＣＰＣ４８の４つの出口開口部の相対間隔と一致する。レイアウトおよび間隔は、４つのＣＰＶセル５８がそれぞれ仮想正方形の４つのコーナーに存在するようなものである。図示の例では、共有基板５６も正方形であるが、４つのコーナーが４つのＣＰＶセル５８によって占有されているより小さい仮想正方形は、基板５６と中心に垂直に交差する基準軸に対して、より大きい正方形の基板から４５度回転方向にオフセットされている。したがって、各ＣＰＶセルは、基板の４つの周縁部のそれぞれに沿ったほぼ中間に、そこから内側に短い距離を置いて存在する。基板５６は、ＤＢＣシングルアルミナセラミックキャリアであってもよく、ＣＰＶセルは、Ｃ４ＭＪ第四世代三接合太陽電池であってもよい。使用可能なクワッドセルＣＰＶパワーモジュール設計についてより詳細には、本明細書に組み込まれる前述のＡＩＰ刊行物が参照され得る。

【0026】

再び図５および図６を参照すると、各ＣＰＶパワーモジュール５４は、完成したＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の組み立てられた動作状態でＣＰＶパワーモジュール５４を冷却するために冷却流体（例えば、水／グリコール混合物）が循環するそれぞれの熱交換器ブロック６０の上部に取り付けられる。好ましくは、ＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０は、加熱された冷却流体が、例えば、温水タンクとの熱交換のために、床暖房、周囲暖房、または他の温水用途などの目的のために良好に使用される、複合電力加熱（ＣＰＨ）用途で使用される。各熱交換器ブロック６０は、４つの槽突出部３２Ａ、３２Ｃの間の中心にあるそれぞれのスポットにおいて床２８の上部の支持槽１８内に取り付けられ、したがって光学支持トレイ３４のそれぞれの光学支持座３６の下方に位置合わせされ、したがって同様に、その支持座３６内に設置されたそれぞれの光学アセンブリ４０の下方に位置合わせされる。したがって、各熱交換器ブロック６０およびその上に設置されたそれぞれのＣＰＶパワーモジュール５４は、光学アセンブリ４０の３×３の格子内のそれぞれのスポットと位置合わせされて、配列された槽突出部３２Ａ～３２Ｃの格子列間の対応するスポット内に存在する。

【0027】

図１６および図１７を参照すると、熱交換器ブロック６０のうちの分離されたものが示されている。ブロック６０は、平面視で正方形の上部作業面６２（図１６）と、外周が平面視で等しいかまたは同様のサイズの正方形の対向する底部６４（図１７）と、上部作業面６２および対向する正方形底部６４の正方形の周囲に広がる４つの外側面６６Ａ～６６Ｄとを有する。ブロック６０の第１の外側面６６Ａは、その外部からブロック６０内に開口する入口ポート６８を有し、ブロックの第１の外側面６６Ａから外部に突出するそれぞれの結合ネック７０Ａによって囲まれて、完成したＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の使用中に圧送された流体の循環中に冷却流体がブロック６０に入ることができる接続導管として機能する可撓性ホースの接続を可能にする。ブロック６０の第２の外側面６６Ｂは、第１の外側面６６Ａに隣接して存在し、入口ポート６８を介してブロック６０に供給された冷却液体が続いてブロック６０から出ることができる出口ポート７２を特徴とする。入口ポート６８と同様に、出口ポート７２は、可撓性ホースの接続を可能にするためにブロックの第２の外側面６６Ｂから外部に突出するそれぞれの結合ネック７０Ｂによって囲まれて再び接続導管として機能し、この時間を通して、完成したＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の使用中に圧送された流体の循環中に冷却流体がブロックから排出されることができる。

【0028】

２つの結合ネック７０Ａ、７０Ｂは、それらを通過するそれぞれのポート６８、７２の命名規則にしたがって、本明細書では入口ネック７０Ａおよび出口ネック７０Ｂと一意的に呼ばれることがある。入口ポート６８および出口ポート７２は、それぞれ、ブロックのそれぞれの外側面６６Ａ、６６Ｂに沿った中間点に存在する。本明細書で使用する場合、ブロックの第３の外側面６６Ｃは、第２の外側面６６Ｂの反対側に位置するブロックの側面を指し、ブロックの第４の外側面６６Ｄは、第１の外側面６６Ａの反対側に位置するブロックの最終側面を指す。

【0029】

ブロック６０は、入口ポート６８と出口ポート７２とを互いに流体的に相互接続する非線形経路に続く固定形状の所定の流路７４をその中に形成し、それによって完成したＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０内のブロックを通るポンプ流体循環中にそれらの間の冷却流体の流れを可能にする。流路７４の非線形経路は、そこを通って圧送される冷却流体が、ブロック６０に設置されたそれぞれのＣＰＶパワーモジュール５４上のＣＰＶセル５８の４つ全ての位置によって直列に通過するように特に設計される。このようにして、冷却流体は、ＣＰＶモジュール５４の最も集中したホットスポット、すなわち、集中した太陽光がクワッド集光器４６の４つのＣＰＣ４８によって具体的に集光されるＣＰＶセル５８を過ぎて、目標とするやり方で具体的に送られる。ブロックの上部作業面６２は、上部作業面６２の大部分を占有する正方形の外周の平坦な中央収容領域７６を有し、その残りは、中央収容領域７６をその４つの側面全てで囲む僅かに隆起した外側リム７８によって占有される。流路７４は、ブロックの上部作業面６２の中央収容領域７６内に陥凹しており、入口ポート６８と出口ポート７２との間の流路の非線形経路は、３つの弓状に湾曲したセグメント７４Ａ～７４Ｃから構成される。

【0030】

第１の弓形セグメント７４Ａは、入口ポート６８への接続部において、ブロックの第１の外側面６６Ａの近くの外側リム７８のすぐ内側の位置において、その中間距離に始点を有する。第１のセグメント７４Ａは、ブロックの第３の外側面６６Ｃの近くの外側リム７８のすぐ内側のそれぞれの終点まで、それらに沿った中間距離に弧を描く。したがって、第１のセグメント７４Ａのこの終点は、ブロック６０の出口ポート７２を横切って真っ直ぐに存在する。第１のセグメント７４Ａの弓形の湾曲は、その凹状側面が、第１および第３の外側面６６Ａ、６６Ｃが交差するブロックのコーナーに向かって外向きに面する一方で、その凸状側面が、ブロックの仮想対角線を挟んで第１のセグメントと鏡像関係にあるブロックの中心点を挟んで第１のセグメントの反対側にある第３のセグメント７６Ｃに向かって面するようなものである。第２の弓形セグメント７４Ｂの始点をも示す第１の弓形セグメント７４Ａの終点から、第２の弓形セグメントは、ブロックの第４の側面６６Ｄ付近の外側リム７８のすぐ内側のそれぞれの終点まで、それらに沿った中間距離に弧を描く。第２のセグメント７４Ｂの弓形の湾曲は、その凸状側面が、第３および第４の側面６６Ｃ、６６Ｄが交差するブロックのコーナーに向かって外側に面するようなものである。第３の弓形セグメント７４Ｃの始点をも示す第２の弓形セグメント７４Ｂの終点から、第３の弓形セグメント７４Ｃは、ブロックの第２の側面６６Ｂ付近の外側リム７８のすぐ内側のそれぞれの終点まで、それらに沿った中間距離に弧を描く。第３のセグメント７４Ｂの弓形の湾曲は、その凹状側面が、第２および第４の側面６６Ｂ、６６Ｄが交差するブロックのコーナーに向かって外向きに面する一方で、その凸状側面が、第１のセグメント７４Ａの凸状側面に向かって、前述のブロックの仮想対角線を挟んで鏡像対称の関係で面するようなものである。それぞれの終点において、第３のセグメント７４Ｃは、ブロック６０の出口ポート７２に接続する。

【0031】

ブロックの上部作業面の正方形の収容領域７６は、外側リム７８のすぐ内側で、その外側コーナー付近の内部に４つの締結孔８０を有する。これらの孔は、例えば銅プレート８２などの熱伝導性材料の正方形のプレートを、収容領域７６の全体またはほぼ全体を占有する位置においてブロック６０の上部作業面６２に取り付けることを可能にする。したがって、取り付けられた銅プレート８２は、プロセス中に凹状流路７４の開放上面を完全に覆う。凹状流路７４の開放上面の液密閉鎖を提供するために、シール溝８４もまた、流路の開放上面まで完全に包囲するようにブロック６０の収容領域７６内に凹み、このシール溝８４に適合する形状の圧縮性シール８６がその中に収容される。これは図６に見ることができ、熱交換器ブロック６０のうちの１つは、その銅プレート８２および圧縮性シール８６に対して分解されて示されており、組み立て中にブロックとプレートとの間に挟まれて凹状流路７４の開放上面を流体密に閉鎖する。その結果、熱交換器ブロック６０を通って圧送されると、冷却流体は、流路７４の上面で熱伝導性銅プレート８２と物理的に接触して流路７４を流れる。

【0032】

銅プレート８２は、ＣＰＶパワーモジュール５４（図１５）の共有基板５６の３つの対応する取り付け孔８８Ｂと一致する関係のレイアウトで、３つの取り付け孔８８Ａ（図６）を内部に有し、ヒータ交換器ブロックの上部作業面６２の収容領域７６に３つの対応する取り付け孔８８Ｃを有する。以下にさらに詳細に説明するように、これらの取り付け孔８８Ａ～８８Ｃのセットを位置合わせし、適切な締結具１１０をそれを通して供給することにより、ＣＰＶパワーモジュール５４は、パワーモジュールの共有基板５６の下面を銅プレート８２と同一平面に配置する位置において銅プレート８２および下方にある熱交換器ブロック６０に締結される。取り付け孔８８Ａ～８８Ｃのレイアウトは、パワーモジュール基板５６の正方形形状が銅プレート８２の正方形形状および熱交換器ブロックの下方にある収容領域７６の両方と位置合わせするようなものである。前述したように、ＣＰＶパワーモジュール５４の各ＣＰＶセル５８は、基板の４つの周縁部のそれぞれに沿ったほぼ中間に、そこから内側に離間した距離に存在する。これらのＣＰＶセル位置は、３つの弓形流路セグメント７４Ａ～７４Ｃの始点および終点がブロックの収容領域７６のそれぞれの周囲境界に沿って存在する中間位置と、熱交換器ブロック６０の外側リム７８から内側への短い距離で一致する。

【0033】

したがって、第１の流路セグメント７４Ａの開始から第３の流路セグメント７４Ｃの終了までの冷却流体の流路において、冷却流体は、熱交換器ブロック６０の熱伝導性銅プレート８２の上に取り付けられたＣＰＶパワーモジュール５４上の４つ全てのＣＰＶセル５８の位置を直列に通過する。これは、冷却流体を特にＣＰＶパワーモジュール５４のこれらの特定のホットスポットに目標とするように導くことによって、ＣＰＶモジュール５４の効果的且つ効率的な冷却を提供する。ＣＰＶパワーモジュール基板５６が面一に取り付けられる銅または他の熱伝導性材料のプレート８２は、それとの最適な熱伝達を保証するが、熱交換器ブロック６０の残りの部分は、成形プラスチックまたは伝導性銅プレート８２よりも安価なおよび／または少ない熱伝導性材料から作製されることができる。銅プレート８２は、流路を通って移動する冷却流体と熱交換器ブロックに取り付けられたＣＰＶパワーモジュールとの間の熱伝達を最適化するために、特にＣＰＶパワーモジュールが取り付けられている流路の上面に戦略的に配置された熱伝導性壁として機能する。

【0034】

図５および図６を参照すると、可撓性ホース９０または他の接続導管は、例えば、熱交換器ブロック６０の好ましくは有刺の結合ネック７０Ａ、７０Ｂ上のホースクランプ９２を使用して、熱交換器ブロック６０の入口ポート６８および出口ポート７２に接続可能である。ホース９０および熱交換器ブロック６０は、それによって、冷却流体が熱交換器ブロック６０を通って直列に圧送されて、組み立てられたＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の全ての光学アセンブリ４０のそれぞれのＣＰＶパワーモジュール５４を冷却する、組み立てられた熱交換器回路を形成する。この熱交換器回路をＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の外側のポンプ源と連通させるために、流体導入ポート９４Ａおよび流体排出ポート９４Ｂは、支持槽１８の内部を槽の外側の周囲の外部環境と連通させる。図示の実施形態では、これらの流体ポート９４Ａ、９４Ｂは、槽の自立突出部３２Ａのうちの１つまたは複数の中空内部を通ってこれを行う。初期吸気ホース９０Ａおよび最終排出ホース９０Ｂは、これらの導入ポート９４Ａおよび排出ポート９４Ｂにおいて適切なホース継手に接続され、それぞれ回路の第１の熱交換器ブロックの入口ポート６８および回路の最終熱交換器ブロックの排出ポート７２に延びる。一方、他のホース９０は、一方の熱交換器ブロックの出口ポート７２と他方の熱交換器ブロックの入口ポート６８とを接続する。図示されているように、ホース９０は、それぞれが２つの隣接する独立した槽突出部３２Ａの間を通る直線状のホースと、それぞれが独立した槽突出部３２Ａのうちの１つの複数の側面の周りを湾曲する湾曲したホースとを含むことができ、回路の１つの熱交換器ブロックから別の熱交換器ブロックまで直列に広がるためにホースの形状のそのような変化が必要な場合はいつでも可能である。

【0035】

電気／熱サブアセンブリ１６はまた、ＣＰＶパワーモジュール５４への電気接続のための配線９６を含み、その中で配線は、槽の周囲壁３０に沿って内部に、および槽突出部３２Ａ～３２Ｃの行の間のＣＰＶパワーモジュール５４に配線されることができる。図３および図４を参照すると、正および負のワイヤ用の配線端子９８Ａ、９８Ｂは、必要に応じて、槽突出部３２Ａ～３２Ｃのうちの１つまたは複数に支持されることができる。図示の例では、２つの配線端子９８Ａ、９８Ｂは、それぞれ、互いに異なるそれぞれの槽の周囲壁のそれぞれの中間壁突出部３２Ｃに取り付けられ、したがって、槽の周囲壁３０に沿って内部に配線された配線によって直接容易に到達可能な場所に存在する。流体導入ポート９４Ａおよび流体排出ポート９４Ｂと同様に、１つまたは複数の配線ポート、例えば別個の正および負の配線ポート１００Ａ、１００Ｂは、周囲の外部環境に対して内部の槽に設けられ、正および負のリード線９６Ａ、９６Ｂが内部配線端子９８Ａ、９８ＢをＣＨＰ太陽光発電システムの外部回路に接続することを可能にするために、図示のように、内部が中空の独立した槽突出部３２Ａの１つまたは複数に必要に応じて配置されることができる。

【0036】

各光学アセンブリ４０のクワッド集光器４６をそれぞれのＣＰＶパワーモジュール５４にわたって適切に位置合わせされた関係で保持するために、図１１および図１２に示されるＣＰＣホルダ５０が使用される。ＣＰＣホルダ５０は、環状支持レッジ１０４によって全ての側面が囲まれた中央直立ポスト１０２を特徴とし、環状支持レッジは、中央直立ポスト１０２によって占有される中心軸の周りに互いに等角度間隔の位置で、環状支持レッジ１０４の下面から下方に依存する三本の支持脚１０６のセットの上に支持される。中央ポスト１０２は、環状支持レッジ１０４から下方に延在しておらず、そこから上方にのみ延在している。３つの脚１０６の下端は、ＣＰＶパワーモジュール５４の基板５６の上に、具体的にはその中の上述した取り付け孔８８Ｂの上に重なる位置に収容される。したがって、脚１０６はまた、銅プレートの対応する取り付け孔８８Ａ、およびブロックの上部作業面６２の収容領域７６を貫通してブロックの底部６２の開放した空洞に入る熱交換器ブロック６０の追加の対応する取り付け孔８８Ｃと位置合わせし、この空洞は、凹状流路７４とブロックの外側面６６Ａ～６６Ｄを画定するブロック６０の別個の周囲壁との間に存在する。これらの３つのセットの位置合わせされた取り付け孔８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃを通して、ＣＰＣホルダ５０は、熱交換器ブロック６０の底部キャビティから銅プレート８２を通って上方に送られ、ＣＰＶパワーモジュール基板５６の上に重なる締結具１１０（図６）を使用して熱交換器ブロック６０に締結される。これにより、これらの締結具１１０は、熱交換器ブロック６０の上部の定位置にＣＰＣホルダ５０、銅プレート８２およびＣＰＶパワーモジュール５４をクランプする。銅プレート８２のさらなる固定は、そのコーナー付近の銅プレート８２の対応する締結孔を通して熱交換器ブロック６０の締結孔８０に係合された別のセットの４つの締結具１１２（図６）を使用して行われることができる。ＣＰＣホルダ５０の固定された下脚１０６は、熱交換器ブロック６０の上に取り付けられたＣＰＶパワーモジュール５４に対して上方に離間した関係でＣＰＣホルダ５０のレッジ１０４を支持する役割を果たす。

【0037】

再び図１１および図１２を参照すると、ＣＰＣホルダの支持レッジ１０４は、図１３および図１４に分離して示されているクワッド集光器４６の４つのＣＰＣ４８を支持するために使用される。クワッド集光器４６は、単一の一体構造の継ぎ目なく一体化された構成要素として４つのＣＰＣ４８を一体化する新規な設計のものである。各ＣＰＣ４８は、その内面がＣＰＣの放物面状に輪郭形成された内部空間１１６を画定するそれぞれの円錐状の外壁１１４を有し、円錐状の外壁１１４が周方向に広がるそれぞれの中心軸に対して軸外放物面関係を有する。４つのＣＰＣの中心軸は互いに平行であり、それらの平行軸に垂直な基準平面内の仮想正方形の４つのコーナーに存在する。この仮想正方形は、そのコーナーがＣＰＶパワーモジュール５４の基板５６上のＣＰＶセル５８によって占有されるサイズと一致する。

【0038】

クワッド集光器の一体構造は、４つの接合ウェブ１１８を特徴とし、そのそれぞれは、その外壁１１４上の個別の高さで４つのＣＰＣ４８のそれぞれの隣接する対の間に広がる。このウェブ占有高さは、各ＣＰＣ４８の円錐形状がＣＰＣの狭い出口開口部１１６を画定するために最も狭いクワッド集光器４６の最底面よりも、各ＣＰＣ４８の円錐形状がＣＰＣの画定された広い入口開口部１１５に対して最も広いクワッド集光器４６の最上面に近い。図示の例の接合ウェブ１１８は、全て、共通の平面内で互いに同じ個別の軸方向高さに存在し、したがって、４つのＣＰＣ４８を相互接続するだけでなく、ＣＰＣホルダ５０の支持レッジ１０４の上に平坦に載置するための平面支持フランジを集合的に画定する。接合ウェブ１１８の共有面の下方において、４つのＣＰＣの壁１１４の垂下された下部領域１１４Ａは、支持フランジから互いに独立して垂下され、互いに離間した取り付けられていない関係で存在する。ＣＰＣホルダ５０の支持レッジ１０４は、４つのＣＰＣ４８の垂下された下部をそれぞれ収容するために、軸方向に貫通する４つの開口部１２０を有する。これは図１１に示されており、クワッド集光器のウェブ１１８は、ＣＰＣホルダ５０の支持レッジ１０４の上部に着座され、ウェブ１１８および支持レッジ１０４の位置合わせされた孔１２２Ａ、１２２Ｂを介してそこに固定される。４つのＣＰＣ４８は、支持レッジ１０４から開口部１２０を通って下方に垂下し、したがって４つのＣＰＣの出口開口部１１６を、ＣＰＣホルダがその上に立っている下側のＣＰＶパワーモジュール５４の４つのＣＰＶセル５８の真上に配置する。

【0039】

接合ウェブ１１８によって集合的に画定された支持フランジの上方で、隣接する各対のＣＰＣの外壁１１４の上部領域は、２つのＣＰＣの壁１１４の円形断面が互いに平行な接線を有する領域において、一体的に、直接的且つ継ぎ目なく相互接合される。図示の例では、ＣＰＣ壁１１４のこれらの上部領域１１４Ｂは、この上部領域の全高スパンにわたって、接合ウェブ１１８の共有共通平面から、４つのＣＰＣ４８の上端の入口開口部１１５の共有共通平面まで、相互接合される。ＣＰＣ壁１１４の接合された上部領域１１４Ｂの間において、中央開口部１２４は、クワッド集光器４６を軸方向に貫通し、且つＣＰＣホルダ５０の直立ポスト１０２が通過するのを収容するように成形され、直立ポスト１０２は、支持レッジ１０４上に着座して固定されると、クワッド集光器４６から上方に起立する。直立ポスト１０２は、図１１に示すように、４つのＣＰＣ４８の上端を越えて上方に延在する。

【0040】

図９および図１０は、完成したＨＣＰＶ－Ｔモジュール１０の９つのアレイ状光学アセンブリ４０のうちの１つ、特に槽１８の外側コーナーに設置されたコーナー光学アセンブリにおける異なるサブアセンブリ構成要素間の完全に組み立てられて設置された位置を示しているが、同様の設置は、アレイ状光学アセンブリ４０の非コーナー位置にも同様に適用される。ＣＰＣホルダ５０の直立ポスト１０２は、それぞれの光学アセンブリ４０の一次クワッドミラー４２の中央底部開口部５２Ａを通って直立し、その際に、光学支持トレイ３４のそれぞれの光学シート３６の一致する中央底部孔５２Ｂ（図８）を同様に通過する。したがって、直立ポスト１０２は、光学アセンブリの一次クワッドミラー４２の軸外放物面形状の中心軸上に存在する。図９および図１０に示すように、光学支持座３６の底部の中央底部孔は、光学支持トレイ３４をＣＰＣホルダ５０の支持レッジ１０４の外周に締結する目的で、支持座３６の残りの部分から下方に従属する関係の周囲リム１２６を有してもよい。４つのＣＰＣ４８の相互接合された上部領域１１４Ｂは、一次クワッドミラー４２の凹状内部内で、その中の中央底部開口部５２Ａの真上で支持される。

【0041】

ここで、４つのＣＰＣ４８の入口開口部１１５は、クワッド集光器４６の４つのＣＰＣ４８の上方に上昇した関係で直立支持ポスト１０２の上部に取り付けられた二次クワッドミラー４４の下側に向かって上方に開口する。カバーガラス２２を通って一次クワッドミラー４２上を照らす入射太陽光は、中央に配置された支持ポスト１０２の上部に支持された二次クワッドミラー４４に内向きに反射され、次いで、二次クワッドミラー４４からクワッド集光器４６の４つのＣＰＣ４８の入口開口部１１５に下方に反射され、そこから集光された太陽光は、次に、４つのＣＰＣ４８の出口開口部１１６からＣＰＶパワーモジュール５４の４つのＣＰＶセル５８に放射されて発電する。一方、得られた熱は、銅プレート８２を通って熱交換関係にある４つのＣＰＶセル５８のそれぞれを直列に通過する目標流路上の熱交換器ブロック６０を通って圧送される循環冷却流体に伝達される。

【0042】

本明細書で上述したように本発明では様々な変更が行われることができ、多くの明らかに大きく異なる実施形態が行われるため、添付の明細書に含まれる全ての事項は例示的なものとしてのみ解釈され、限定的な意味では解釈されないことが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】