[发明专利]倾斜组件和太阳能采集器设施

说明书

本申请是申请日为2008年1月23日的国家申请号为200880009482.X的名称为“跟踪式太阳能采集器组件和建造跟踪式太阳能采集器设施的方法”的母案申请的分案申请，其中，母案申请的国际申请号为PCT/US2008/051767。

联邦赞助的研究或开发

本发明是在国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)授予的分包合同号ZAX-6-33628-09下得到美国政府支持的情况下完成的。美国政府对本发明的享有一定的权利。

技术领域

本发明涉及太阳能采集，具体说，涉及这样一种配置，该配置用于驱动太阳能采集器组件排，以跟踪太阳相对于地球的运动。更具体地说，本发明涉及与有效地制造、运输和安装太阳能采集器组件(具体说，跟踪式太阳能采集器组件排)有关的结构改善。本发明应用于太阳能采集器，其中太阳能采集器模块包括用于生成电能的光生伏打电池(photovoltaic cell)的阵列，但是相同的原则也可以应用于例如用于太阳能加热的配置。

背景技术

光生伏打阵列用于多个目的，包括：作为多用途(utility)交互电力系统、作为用于远程或无人操作场所的电源、蜂窝电话交换站电源或村庄电源。这些阵列可具有从几千瓦到上百千瓦或更大的容量，并且通常安装在白天大部分时间均受日照的相当平坦的区域。

总的来说，这些太阳能采集器组件的太阳能采集器模块(通常是光生伏打模块)被支承在框体上。框体一般包括用作轴线的框体构件(有时称为转矩管或转矩构件)。可使用跟踪器驱动系统(也称作倾斜组件)来使一排或多排太阳能采集器组件中的太阳能采集器组件绕其倾斜轴线旋转或摇动，以使光生伏打模块尽量正对太阳。通常，将所述排布置成使太阳能采集器组件的倾斜轴线沿南北向，并且倾斜组件在整个白天期间使一排或多排太阳能采集器组件从早上的东向方向逐渐旋转成下午的西向方向。为了第二天而使太阳能采集器组件变回东向取向。

Barker等人的美国专利No.5228924中示出了一个这种类型的太阳能采集器配置。其中，每排面板固定至被支承在两个或多个支承墩上的水平枢转轴，所述枢转轴通过轴颈连接在所述支承墩上。在墩之一上安装有驱动机构，该驱动机构在偏离轴的某个位置处推压太阳能面板。在该情况下，驱动是螺旋型的，并且当驱动马达旋转时，轴撤回或伸出，以使面板排在一个方向或相反方向上旋转。在这种配置中，每排面板均具有其自身的相应驱动机构，因此必须使全部面板同步以一起跟随太阳。其它设计(例如美国专利No.6058930)采用了单个致动器来控制多排太阳能面板。

发明内容

太阳能采集器组件的一个示例包括框体，该框体具有框体构件，该框体构件限定出倾斜轴线。太阳能采集器安装至框体。第一侧支承件朝第一端联结至框体构件。第二侧支承件朝第二端联结至框体构件。框体构件枢转地联结至第一侧支承件和第二侧支承件，以允许太阳能采集器模块绕倾斜轴线倾斜。第二侧支承件包括第一支柱和第二支柱。每个支柱联结至框体，用于绕大致平行于倾斜轴线的第一轴线和绕第二轴线做枢转运动，以允许支柱从大致平行于框体构件的取向延伸至大致远离框体的取向。在一些示例中，第一侧支承件还包括配置成联结至第一表面底座的安装构件，并且第一支柱和第二支柱还包括配置成联结至第二表面底座的安装构件。

太阳能采集器设施的第一示例包括第一太阳能采集器组件。该太阳能采集器组件包括框体和太阳能采集器，所述框体具有第一端和第二端，所述太阳能采集器安装至所述框体。第一侧支承件朝第一端联结至框体，而第二侧支承件朝第二端联结至框体。第二侧支承件包括第一支柱和第二支柱，每个支柱联结至框体，用于放置成大致远离框体的取向。第一表面底座包括无锚压载型(anchorless，ballast-type)第一基座，配置成搁置在可装设第一太阳能采集器组件的支承面上，并且大致高出所述支承面。第二表面底座包括无锚压载型第二基座，配置成搁置在可装设第一太阳能采集器组件的支承面上，并且大致高出所述支承面。第一侧支承件联结至第一表面底座，而第二侧支承件联结至第二表面底座。在一些示例中，第二表面底座包括第一无锚压载型第二基座和第二无锚压载型第二基座，其中第一支柱和第二支柱分别连接至第一无锚压载型第二基座和第二无锚压载型第二基座。一些示例包括第二太阳能采集器组件，该第二太阳能采集器组件的第一支柱联结至第二表面底座的第二无锚压载型第二基座，以使第二无锚压载型第二基座构成共享的、整体的基座，由此施加于第一太阳能采集器组件和第二太阳能采集器组件上的横向载荷可以是分布载荷。