CN102893415A

CN102893415A - 集中光伏和热系统

Info

Publication number: CN102893415A
Application number: CN2011800176200A
Authority: CN
Inventors: 拉耶德·阿拉巴; 尤瑟夫·阿瓦德; 密海·葛鲁玛瑟库
Original assignee: Quadra Solar Corp
Current assignee: Quadra Solar Corp
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2013-01-23
Also published as: US20120305077A1; CA2783457C; EP2534703A1; JP2013520785A; CA2783457A1; WO2011097704A1

Abstract

本发明公开一种集中光伏和热系统。所述系统包括产生高度集中的太阳能的光伏接收器组装件，从而产生有效的能量变换，这与缺乏这些高集中度的布置相比需要较少的光伏接收器。所述接收器组装件包括：主要光学元件，其将光源光集中到电磁能接收器上；次要光学元件，其辅助进一步集中所述光源；热能变换器；以及散热单元。所述光伏接收器组装件优选安装在追踪系统上以使太阳照射最大。

Description

集中光伏和热系统

技术领域

本申请案涉及光伏和热集中器系统。更具体来说，本申请案涉及光伏接收器组装件，所述组装件包括将光源光集中到接收器上的光学元件、次要光学元件以及散热系统。

背景技术

集中光伏（CPV）系统大体上将大量的阳光聚集到小面积的光伏电池上以发电。这种阳光集中典型地提高发电的效率，与较常规的光伏系统相比，这使得系统的大小以及成本降低。因此，为了实现电网平价，高效率CPV系统的领域正持续发展。这些发展包含太阳能电池、光学元件以及追踪系统的改进。

为了集中入射的辐射，CPV系统需要光学系统。此光学系统大体上由透镜、反射镜或两者的组合构成。这些光学系统的材料与其替换的光伏材料相比显著较低廉。光学系统可以是简单的，或由主要光学元件以及次要光学元件组成。当前正开发各种光学元件并以不同规模实施，诸如圆形抛物柱面反射器；具有次要光学元件的抛物柱面反射器；正方形扁平菲涅耳（Fresnel）透镜；具有次要光学元件的正方形扁平菲涅耳透镜；线性扁平透镜；线性拱形透镜；以及线性抛物面反射器。

反射性组件大体上用于低集中的CPV系统，例如，平面镜、抛物柱面反射器或V形镜。对于中等集中的CPV系统以及高集中的CPV系统来说，实施得最多的光学元件是基于菲涅耳透镜的折射性装置，其应用简单的折射光学器件或二次光学器件。一些高效率CPV系统还装配了反射性光学元件，但是大多数当前设计的系统使用菲涅耳透镜作为主要光学元件。菲涅耳透镜为一种特殊类型的透镜，其通过将透镜分裂为被称为菲涅耳区域的一组同心环形区段来减少对光进行集中所需的材料的量。通过在这些区域之间添加不连续性，这些区域的使用能够在不增大厚度的情况下保持所需曲率。可实现重要的厚度减小，但降低了透镜的成像质量。这通常称为非成像光学器件。

CPV系统的接受角仅仅为太阳所对着的角度的几倍，且其影响常常被低估：广接受角可极大降低组装以及对齐要求。接受角还在现场安装中极其重要，其中如果接受角极窄，则不同模块在追踪器中的对齐以及组装可能变得极其困难。追踪器劲度以及性能也受到接受角极大影响。较广接受角实现较低劲度的追踪器，而这表示材料较不密集的追踪器，且因此表示较低廉的追踪器。因为追踪器成本是系统总成本的重要因素，所以成本/瓦特峰值指数可因为接受角的增大而显著减小。另外，接受角对每年的能量产生有极大影响，因此，其与发出的电力的千瓦时的成本直接相关。即，这可影响由CPV系统产生的能量是否有竞争力以及因此所述系统是否在经济上可行。

与光学系统相关的另一个可能结果是在光伏电池上的辐照分布并不是始终均匀的。光学系统的许多设计在电池上导致辐照峰值，而不是均匀辐照。辐照均匀性的这种缺乏可将电池的长期可靠性置于危险的境地。集中峰值可引起热应力，而所述热应力会损坏电池。另外，还没有显示哪种最大局部电流密度可通过多结电池中的隧道二极管来处理。此外，均匀性的缺乏可增大有效串联电阻并减小填充因数。通过增大接受角和/或在电池上均衡辐照来处理集中峰值。这种解决方案常常除了使用主要光学元件（POE）外，还需要使用次要光学元件（SOE），这可帮助使光源光线稳定并分散。能量产生增强所带来的效益常常胜于向系统添加额外光学元件所引起的成本。虽然一些不同设计并未并有SOE，但市场上的大多数CPV系统包含SOE。

具有良好设计的次要光学元件可提供若干益处，诸如保持电池辐照均匀以及改善到达收集器的能量的总接受角。次要光学元件典型地是固态玻璃或电介质光学器件，其经研磨并抛光或模制成所需形状，且接着放在太阳能电池的有效表面上。

使太阳能收集器追踪太阳引起了相当大的兴趣，这是因为相比具有相同数量的太阳能电池的固定电池板，追踪太阳可提供多了约40%的功率。当前太阳能追踪系统相对大，且许多是安装在可能向空中延伸数米的垂直杆上。这种类型的追踪器具有许多限制，这些限制可能限制了在大多数住宅建筑以及商用建筑的屋顶上的安装。这些限制包含重载荷、非分布式载荷、电池板区域遭受高风力载荷以及邻近电池板上的阴影的形成。此外，为了在太阳处于低仰角时实现追踪，电池板必须几乎倾斜到垂直位置；这种倾斜增加了系统占据的垂直距离，而这可能被视为违反了许多城市的规章制度。

现有技术包含CPV系统的数个实例。下文为这些实例的非详尽列表。

美国专利第4,710,588号公开一种光伏-热电太阳能电池，其中热电电压贡献的大小因太阳能电池材料的热导系数的减小而增大。这可通过以下方式来实现：使用与太阳能电池材料接触的具有合适热电电势的平面电极，增大太阳能电池的正面上的光强度以及热输入，以及冷却太阳能电池的背面。

美国专利公开案第20070215198号公开一种热管理式太阳能电池系统，其包含用于发电以及产生热的光伏电池。所述系统包含外壳、基座以及热去除装置。外壳围绕太阳能电池系统并具有开放的后部分。基座可安置在外壳的开放部分中且支撑光伏电池。基座也是导热的且散布从光伏电池产生的热。热去除装置以及基座充当单个单元，其中热去除装置耦接到基座以从基座去除热。

美国专利公开案第20090194146号公开围绕太阳能电池或太阳能电池板布置多个平坦反射器小面的方法与设备，所述太阳能电池或太阳能电池板包括多个反射器小面，所述反射器小面经布置以形成倒置角锥形壳体，其中角锥的顶点被去除且替换为太阳能电池或电池板。或者，这可仅通过三个反射性小面来实现。

美国专利第7,569,764号公开具有追踪以及集中特征的太阳能模块，其包括具有太阳能追踪能力的一个或一个以上太阳能集中器组装件。举例来说，所述组装件可包含：光伏接收器和/或热电接收器的阵列；一个或一个以上光学集中器，其经配置以在集中器的孔径法线与太阳对齐时将太阳能辐射反射和/或折射到接收器阵列上；以及追踪机构，其用于通过考虑到太阳能辐射的入射角的季节变化而每天至少一次进行对齐调整来维持孔径法线与太阳的对齐。

美国专利公开案第20100275902号公开一种光伏和热能系统。所述系统通过以下方式将阳光集中在太阳能电池上：使用折射性或反射性光学器件，并且使用简单的电钟电动机以按照日差追踪模式从日出到日落来追踪太阳。通过将太阳的日照集中在数量减小的太阳能电池上，发出的热增加，这些热通过在挤压铝制品中循环的防冻流体转移，所述太阳能电池以及集中器反射性或折射性光学器件附接到所述挤压铝制品。优选地，光伏系统的光学组件使用平面镜作为反射性侧面板且使用圆柱形菲涅耳透镜以将阳光聚集在太阳能电池上。

美国专利公开案第20080041441号公开一种用于光伏能量产生的太阳能集中器装置，其包括棱镜阵列。每个棱镜经设计以偏转入射太阳光线并按照均匀强度完全照射长方形光伏电池。含多个棱镜的组合均匀地照射共同目标区域会在所述目标区域上产生集中的均匀照射。还设置散热片来帮助耗散光电池产生的过量能量。

发明内容

根据集中光伏和热系统的方面，提供一种集中光伏太阳能收集器系统，其包括：至少一个集中光伏接收器组装件；以及太阳追踪系统，其对至少一个集中光伏接收器组装件提供支撑以及移动。

集中光伏接收器组装件包括：集中光伏太阳能收集器；热变换装置，其与太阳能电池热连通；以及冷却单元，其与热变换装置和/或太阳能电池热连通。

集中光伏太阳能收集器包括：外壳，其具有上开口以及下开口，其中下开口比上开口窄；太阳能电池，其安置在外壳的下开口处；主要光学元件，其安置为接近外壳的上开口；以及次要光学元件，其安置在外壳内且接近下开口。主要光学元件以及次要光学元件经成形、设定尺寸以及安置，以将光源光线引导且集中到外壳中，并引导且集中到太阳能电池上。

太阳追踪系统包括：基座；平台，其适于收纳至少一个集中光伏接收器组装件；以及多个线性致动器，其按照可移动方式将平台连接到基座。多个线性致动器伸展以及缩回以使平台倾斜。

附图说明

现将关于图式来更详细描述集中光伏和热系统，其中：

图1是集中光伏和热系统的实施例的透视图；

图2是如图1中所示的个别太阳能收集器的透视图；

图3是如图2中所示的个别太阳能收集器的侧视图；

图4是根据集中光伏和热系统的一个实施例的次要光学元件的侧视图；

图5是用于集中光伏和热系统的一个实施例中的热离子变换器的侧视剖视图；

图6是根据集中光伏和热系统的一个实施例的光伏接收器组装件的下部分的侧视剖视图；

图7是根据集中光伏和热系统的一个实施例的光伏接收器组装件的下部分的侧视剖视图；

图8是根据集中光伏和热系统的一个实施例的用以冷却光伏接收器组装件的冷却单元的侧视剖视图；

图9是根据集中光伏和热系统的一个实施例的使用三个致动器的太阳追踪系统的透视图；

图10是根据集中光伏和热系统的一个实施例的使用两个致动器的太阳追踪系统的透视图；

图11是根据集中光伏和热系统的一个实施例的使用两个致动器的太阳追踪系统的透视图；

图12是集中光伏和热系统的实施例的透视图；

图13是集中光伏和热系统的实施例在水平位置中的侧视图；

图14是图13中所示的集中光伏和热系统在倾斜或倾斜且提升的位置中的侧视图；

图15是多对太阳能收集器在各种倾斜阶段中的侧视图，说明在邻近的太阳能收集器之间产生的阴影程度。

具体实施方式

对于所属领域的技术人员来说，集中光伏和热系统以及其目标与优势的更好理解将从以下详细描述变得显而易见，在以下详细描述中，仅以说明方式来描述优选实施例。如将认识到，集中光伏和热系统能够在各明显方面进行修改，所有这些均不偏离本发明的范围。因此，此描述应视为本质上为说明性的，而非限制性的。

图1说明集中光伏和热（CPVT）系统1，其包括安装在追踪系统7上的光伏接收器组装件3的组装件。

参看图2以及图3，光伏接收器组装件3包括太阳能收集器5。太阳能收集器5主要用以收集、集中以及引导太阳光线18（图6中所示）。太阳能收集器5优选由塑料、玻璃、金属或其它坚固刚性材料制成，所述材料在收集器5倾斜以及遭遇刮风天气时对收集器5提供支撑。但是在替代实施例中，太阳能收集器5由诸如气囊或薄膜的非刚性材料制成，且因此，太阳能收集器5的高度足以维持太阳能收集器5的形状。为了有效地引导并集中光源光线（如图6中所示），优选的是，太阳能收集器5的内壁9由高反射性镜状材料制成或涂有高反射性镜状材料。根据一个实施例，太阳能收集器5具有上开口13以及下开口15，且形式为倒置的对称截头角锥，从而在其顶部界定了正方形孔径。然而，预期有其它形状的外壳，诸如但不限于截头圆锥形或抛物线形。优选的是，太阳能收集器5具有相对宽的上开口13，以便增加光源光线18的接受。还预期太阳能收集器5的外表面11涂有能够耗散过量热的材料，诸如反射性材料，以便防止收集器5因过热而损坏，过量热具体来说是未捕获在收集器5内的热。

根据一实施例，在太阳能收集器5的顶部处的上开口13的至少一部分包括主要光学元件（POE）17。POE 17用以将光源光线18集中和/或聚集在太阳能收集器5内。如图2以及图3中所示，POE 17可以是菲涅耳透镜，但在太阳能收集器5中，可使用其它额外光学元件，诸如凹透镜或其它光捕获透镜。POE 17可位于太阳能收集器5顶部且封闭太阳能收集器5的上开口13，但也可凹入在太阳能收集器5的上开口13内。

CPVT系统1典型地安置在室外，诸如屋顶上，且因此，每个太阳能收集器5优选设计并配置成实质上对各种天气环境有抵抗性。举例来说，通过具有防水接头以及密封件，太阳能收集器5形成不受气候影响的包裹体，或者，太阳能收集器5的外壳涂有覆盖保护层，诸如隔膜。以这种方式配置，太阳能收集器5的寿命将延长，且诸如次要光学元件19（图4中所示）或电磁能接收器27（图4中所示）的太阳能收集器5的任何内部组件将被屏蔽不受各种天气环境影响。

根据一实施例，太阳能收集器5包括次要光学元件19。参看图6，次要光学元件（SOE）19接收光源光线18且进一步优化光源光线18的集中以及改向。这将具有增大光源光线18的接受角的效果。在此实施例中，SOE 19可直接从光源、直接从POE 17或在光源光线18已从太阳能收集器5的内表面9反射并改向后接收光源光线18。SOE 19位于太阳能收集器5内，且更具体来说，典型地位于太阳能收集器5下部分附近，接近电磁能接收器27，以便将光源光线18引导到电磁能接收器27上。

在图4中说明了示范性SOE 19。在此实施例中，SOE 19包括中空结构，其具有内表面21，且界定入射孔径23以及出射孔径25两者。SOE 19可以是放在太阳能收集器5的外壳内的插入件。或者，SOE 19可与太阳能收集器5的外壳成一体，使得外壳的下部分根据SOE 19的要求而成形并设定尺寸。SOE 19的内表面21接收集中的光源光线18（图6中所示），所述光源光线18朝向电磁能接收器27传播并引导，且因此，SOE 19的内表面21的至少一部分是反射性的。反射性表面优选具有光滑且经抛光的镜状光洁度，使得其能够可靠地反射所接收的光源光线18。内侧表面21可任选地加以抛光、阳极化或以其它方式涂布或处理，以便提高光学反射度。所反射的光源光线18最终引导并聚集在电磁能接收器27处。

SOE 19的准确结构、设计、形状以及大小不应视为限制性的，而是将基于多种因素，诸如POE 17、太阳能收集器5的形状以及光源的接受角。基于这些因素，SOE 19经设计以进一步将光源光线18（图6中所示）反射并引导到电磁能接收器27上。举例来说，相比上部分，SOE 19可在下部分处较窄，其中上部分是包括入射孔径23且最接近入射电磁能的部分。入射孔径23的形成可使得其宽度大于从POE 17透射的集中的光源光线18的射束宽度。出射孔径25的大小可使得其略大于一个或一个以上电磁能接收器的顶表面31的至少一部分。会聚侧表面21可设有任何合适的几何形状或配置。根据非限制性实例，SOE 19的会聚侧表面21可为杯状、截头圆锥形，或呈规则或不规则的多边形截头锥形的形式。SOE 19的侧表面21的斜率可全部相同，或可相互不同。明确地说，SOE 19可具有多个侧表面21，其中每个侧表面21具有不同斜率，诸如在图4中所说明的SOE 19中。图4中的角度θ以及β在此实例中分别确定两个侧表面21的斜率，这两个角度可变化，且经确定以使光源光线在电磁能接收器27上的改向以及集中最大。根据其它非限制性实例，侧表面21中的一个或一个以上可采用以下形式：弯曲形状、不规则多边形、三角形、长方形、正方形、梯形或其它多边形。

根据替代实施例，折射率大于空气的光学材料，即，能够透射光源光线18的材料，设置在SOE 19中在入射孔径23与出射孔径25之间。光学材料将使进入SOE 19的中间部分29的光源光线18改向。光学材料的厚度不受限制，且光学材料可遍布整个SOE 19从入射孔径23到出射孔径25，但也可以是薄层。光学材料可包括以下结构中的一个或一个以上：塑料、丙烯酸系材料、石英、玻璃、金属、半导体材料、薄膜以及流体填充的结构。

诸如太阳能电池或光伏电池的电磁能接收器27安置为接近太阳能收集器5的基座。接收器27具有顶表面31以及底表面33，顶表面31暴露于太阳能收集器5的内部。优选地，接收器27接近SOE 19的出射孔径25，以便使要求光源光线18从SOE 19行进的距离最小。接收器27优选为太阳能电池或光伏电池，如所属领域的技术人员所知，且能够将光源光线18（例如，太阳能）变换为电力。来自太阳能收集器5的光源光线18被反射并引导通过SOE 19的出射孔径25，且从而集中在电磁能接收器27上。接收器27能够将集中的光源光线18转化为由CPV系统1产生的电力。

根据一个实施例，光伏接收器组装件3包括热变换装置35，如图5中所示。热变换装置35从光源光线18捕获热能并将其变换为电力。热变换装置35与太阳能收集器5热连通，且明确地说，与电磁能接收器27热连通。举例来说，热变换装置35可以是热离子变换器，如此项技术中所知。

在图5以及图6中绘示了示范性热变换装置35。典型地，热离子变换器35是包夹式结构，所述结构包括两个电极37以及39：即，刚好位于电磁接收器27之下的热电极（阴极）37，以及冷电极（阳极）39。两个电极37以及39由间隔物或电极间间隙41分开。从集中到电磁能接收器27上的光源光线18产生的热用作热离子变换器35的热源。电子实际上从热电极37“蒸发”，穿过间隙41，且凝结在冷电极39上，在此处，电子产生会驱动电流的电压。

热电极37可由任何低电子功函数的金属制成，包含但不限于Ir、Pt、Au、Re、Mo或具有3-5eV的功函数的那些金属。或者，热电极37可由高IR发射率的金属制成，诸如金属碳化物、Co以及Ni。任选地，冷电极39可由高IR反射率的金属制成，诸如但不限于Al、Cu、Ag以及Au。又，间隔物材料优选包括高电绝缘且热绝缘的材料，诸如但不限于TiO₂。

从热离子变换器产生的电流由杜什曼（Dushmann）公式给出：

I₀=所发射的电流

A=常数，120.4A/cm²

I_{0} = {AT}^{2} e^{\frac{11600 w}{T}}

其中：T=温度，单位为K

w=发射金属的功函数

e=2.71828...

如从以上公式所见，所发射的电流随着温度迅速增大。

根据另一实施例，光伏接收器组装件3包括冷却单元或散热片43。优选的是，冷却单元43与热变换装置35连通。使热变换装置35冷却将通过使电子的任何反向发射最小而提高热变换装置35的总效率。在替代实施例中，冷却单元43与电磁能接收器27连通。当光源光线18集中且引导在电磁能接收器27上时，可达到极高温度。因此，需要将电磁能接收器27保持低于阈值温度，以便延长其寿命并提高其性能。

冷却单元43的准确本质不受限制，且所属领域的技术人员所知的冷却单元43可并入到太阳能收集器5中。根据另一实施例，系统1并有示范性冷却单元43，如图6到图8中所说明，其中电磁能接收器27以及热离子变换器35安装在冷却单元43的顶部上。在示范性冷却单元43中，冷却液体或冷却剂在电磁能接收器27之下和/或之上循环。冷却液体可以是任何以乙二醇为基础的液体，诸如防冻液。

在示范性冷却单元43中，冷却剂通过顶部入口软管45以及底部入口软管47供应。连接管49接着将冷却剂转移到冷却单元43的内部，在此处，冷却剂与热变换装置35和/或电磁能接收器27交互作用。循环的冷却液体接着通过一系列出口管以及软管51以及53从冷却单元43去除。所去除的冷却剂使用多种已知方法来冷却，诸如吸附单元或外部空气散热器，且接着通过冷却单元43再循环。冷却单元43还包括控制阀，其确保所加热的液体远离电磁能接收器27和/或热变换装置35进行单向移动。可添加小型的泵，以加速冷却液体循环进出冷却单元。

根据冷却单元43的一个实施例，冷却电磁能接收器27的顶层31。在此实施例中，通过浸渍接收器27，使接收器27的顶层31覆盖有冷却剂。冷却剂通过顶部入口45注入，且通过顶部出口51排出。此外，在此实施例中，热可从接收器顶表面31以及底表面33两者转移。液体可为具有以下性质的任何电介质冷却剂：良好的导热率、低黏度；长期化学与物理稳定性；低光学吸收；良好的光学稳定性、无毒且效能成本合算（costeffective）。

根据另一实施例，至少一个集中光伏接收器组装件3安装在太阳追踪系统7上，如图1中所说明。追踪系统7使集中光伏接收器组装件3整天跟随太阳的移动，从而优化从太阳能发电。集中光伏接收器组装件3优选按照铰接方式安装在太阳追踪系统7上，使得其能够绕太阳追踪系统平台59旋转，然而，其还可静态地安装。在一个实施例中，每个集中光伏接收器组装件3的移动受（例如）电动机69控制，以提供额外追踪能力。

集中光伏接收器组装件3可安装到任何已知的太阳追踪系统7上，然而，根据一个实施例，利用如图9到图14中的任一个图中所示的太阳追踪系统7。此太阳追踪系统7不旋转，而是能够在所有方向上倾斜以跟随太阳。太阳追踪系统7包括线性致动器57，其按照可移动方式将平台59连接到基座61。任选地，平台支撑件63可安装在基座61上，且平台59可按照可移动方式连接到平台支撑件63。致动器57可通过球形接头65连接到平台59和/或基座61，这将对系统7提供旋转能力。通过使用这些致动器57，即，通过控制线性致动器57的长度，追踪系统7能够在所有方向上倾斜，以采用各种位置，并从而有效地追踪太阳。

平台59的形状不受限制，且可为三角形，如图9中所示，然而，也可以使用其它形状。追踪系统7中的致动器57的数量以及其与平台59的连接点典型地由平台59的形状来规定。举例来说，在三角形平台59的情况下，三个致动器57连接到顶点中的每一个是优选的，但是可使用任何数量的致动器57，条件是能够实现广泛的运动范围。另外，追踪系统7可具有居中位于基座61与平台59之间的支撑件67，以减轻CPVT系统1的重量载荷。支撑件67也可以是能够提升以及降低平台59的致动器，这将使邻近的CPVT系统1垂直分层（见图14）。

典型地，太阳能收集器5在低太阳角度下彼此遮蔽，从而减少了能量捕获。图15说明如上文所述安装到倾斜太阳追踪系统7的两个示范性集中光伏接收器组装件3，其中说明，太阳能收集器5与太阳追踪系统7两者的倾斜角减小这种遮蔽影响。

根据另一实施例，电磁能接收器27可替换为光吸收器，以吸收集中的光源光线18并直接将其变换为用于转移到所需应用的热。所需应用可包含室内热水、水净化、商业加工，或吸收空气调节。热还可直接用以：（1）驱动热引擎，诸如斯特林（Stirling）引擎；（2）转化为高温蒸汽来驱动蒸汽引擎或涡轮机；（3）供给热电发电机；或（4）驱动任何其它类型的热引擎或热应用。

前述内容已构成具体实施例的描述。这些实施例仅是示范性的。在本文所附的权利要求书中进一步描述并界定了集中光伏和热系统的最广泛且较具体的方面。

Claims

1.一种集中光伏太阳能收集器，其包括：

a）外壳，其具有上开口以及下开口，其中所述下开口比所述上开口窄；

b）太阳能电池，其安置在所述外壳的所述下开口处；

c）主要光学元件，其安置为接近所述外壳的所述上开口；以及

d）次要光学元件，其安置在所述外壳内且接近所述下开口；

其中所述主要光学元件以及所述次要光学元件经成形、设定尺寸以及安置，以将光源光线引导且集中到所述外壳中，并引导且集中到所述太阳能电池上。

2.根据权利要求1所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述外壳的形状是倒置的对称截头角锥。

3.根据权利要求1或2所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述主要光学元件是菲涅耳透镜。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述次要光学元件是连续的中空结构，其具有入射孔径以及出射孔径，且包括反射性内表面。

5.根据权利要求4所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述次要光学元件包括具有第一斜率的第一面以及具有第二斜率的第二面。

6.根据权利要求4或5所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述次要光学元件包括折射率大于空气的光学材料，所述光学材料安置于所述入射孔径与所述出射孔径之间。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的集中光伏太阳能收集器，其中所述外壳的内表面是反射性的。

8.一种集中光伏太阳能收集器系统，其包括：

a）至少一个集中光伏接收器组装件，所述集中光伏接收器组装件包括：

i）根据权利要求1到7中任一权利要求所述的太阳能收集器；

ii）热变换装置，其与所述太阳能电池热连通；以及

iii）冷却单元，其与所述热变换装置和/或所述太阳能电池热连通；以及

b）太阳追踪系统，其对至少一个集中光伏接收器组装件提供支撑以及移动。

9.根据权利要求8所述的集中光伏收集器系统，其中所述太阳追踪系统包括：

a）基座；

b）平台，其适于收纳所述至少一个集中光伏接收器组装件；以及

c）多个线性致动器，其按照可移动方式将所述平台连接到所述基座；

其中所述多个线性致动器伸展以及缩回以使所述平台倾斜。

10.根据权利要求9所述的集中光伏收集器系统，其中所述多个线性致动器通过球形连接器连接到所述平台和/或所述基座。

11.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的集中光伏收集器系统，其中所述冷却单元使冷却剂在电磁能接收器之上以及之下循环。

12.根据权利要求11所述的集中光伏收集器系统，其中所述电磁能接收器具有透明涂层以防止所述冷却剂与所述电磁能接收器直接接触。

13.根据权利要求12所述的集中光伏收集器系统，其中所述电磁能接收器具有透明涂层以防止所述冷却剂与所述电磁能接收器直接接触。

14.一种太阳追踪系统，其包括：

a）基座；

其中所述多个线性致动器伸展以及缩回以使所述平台倾斜。

15.根据权利要求14所述的太阳追踪系统，其中所述多个线性致动器通过球形连接器连接到所述平台和/或所述基座。

16.根据权利要求14或15所述的太阳追踪系统，其中所述多个线性致动器中的一个将所述基座连接到所述平台的中央部分，以便提升以及降低所述平台。