向日葵形太阳能集中器原理

抛物柱面反射器将阳光反射到多个装有光电芯片的微通道液体冷却接收器。每个芯片的尺寸为1×1厘米，如果按照每天日照时间8小时计算，平均可产生200到250瓦电量。

科学家从向日葵身上获取灵感，研制出“向日葵形太阳能集中器”。他们表示这种集中器将让太阳能领域发生革命性变化。这种新型太阳能集中器利用数个反射镜将阳光聚焦到转换器芯片上。专家们表示这种太阳能集中器可用于为偏远地区提供电力。

科学家希望这项计划能够研发出具有经济可承受性的光电系统，能够收集80%的阳光并将其转换成电量。这一系统可以在任何缺少可持续能源、可饮用水和冷空气的地区建造，成本只有类似系统的三分之一。这一系统的原型采用一个巨大的抛物柱面反射器，由数个小镜构成。它们与一个追踪系统相连。追踪系统根据太阳的位置确定最理想的角度。

瑞士技术与革新委员会将一笔为期3年的240万美元研究资金颁发给IBM研究院、太阳能技术提供商Airlight Energy、瑞士苏黎世联邦理工学院以及库尔技术经济应用科学大学和布克斯州际技术学院的科学家。他们将负责这一项目的研发工作。这一项目被称之为经济型高聚光太阳能光伏发电及光热系统(以下简称HCPVT)。

HCPVT系统的整个接收器共有数百个光电芯片，能够提供25千瓦电量。光电芯片安装在微结构层，微结构层负责将液体冷却剂输送到距离芯片只有几十微米的位置，冷却剂的作用是吸收热量，效率是当前系统的10倍。IBM研究院的布鲁诺-米切尔表示：“我们计划在微通道冷却模块上使用三结光电池，能够直接将所收集阳光的超过30%转换成电量，同时允许余热回收效率达到50%以上。”

米切尔说：“我们认为能够通过非常实用的设计达到这一点。我们提出的设计采用富有革新性的混凝土追踪器，主光学系统由廉价的充气镜和混凝土结构构成。这是一项非常朴素的革新，建立在轻型和高强度混凝土材料(用于建造桥梁)方面几十年的经验基础之上。”Airlight Energy首席技术官安德里亚-佩德雷蒂指出：“整个系统的设计非常简单。我们用造价低廉的混凝土和简单的加压金属箔取代昂贵的钢材和玻璃。”

基于“向日葵形太阳能集中器”开发的HCPVT系统能够为世界各地的很多地区提供可持续能源和淡水，包括欧洲南部、非洲、阿拉伯半岛、北美洲西南部、南美洲以及澳大利亚。此外，这种系统也能促进旅游业发展，尤其是一些岛屿度假胜地，例如马尔代夫、塞舌尔和毛里求斯。与这种系统相比，传统系统需要将各个组件组装在一起，效率低同时成本高。一个HCPVT原型正在苏黎世的IBM研究院接受测试。作为此项合作研究计划的一部分，其他几个原型将在瑞士比亚斯卡和吕施利孔制造。

集中器可分为无源集中器、有源集中器和智能集中器。

集中器无源集中器

无源集中器：只负责将多段介质连在一起，不对信号做任何处理（从严格意义上讲，无源集中器不是转发器，只是一个单纯的集中器）；

集中器有源集中器

有源集中器：具有对信号的再生、放大功能，从而可以扩展介质的长度；

集中器智能集中器

智能集中器：可将网络的部分功能集成在集中器中，如网管功能、选择传输功能、交换功能、分段功能等。

随着计算机技术的发展，集中器HUB又分为切换式、共享式、堆叠式3种。

集中器切换式集中器HUB

切换式HUB在重新生成每个信号后，过滤每一个包，只将其发送到目的地址。

集中器共享式集中器HUB

共享式HUB提供所有连接点共享的一个最大频宽。

集中器堆叠式集中器HUB

堆叠式HUB就是将共享式HUB堆叠在一起的，它们可以看成是网络中的一个大HUB。

集中器（concentrator device）是连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备。它成为电缆汇合的中心点。在若干终端密集区内，通常为减少通信线路，先把终端接到集中器，然后再经过高速线路将集中器连接到计算机的通信控制器，因此，集中器也是共享线路和提高线路利用率的一种有效设备。