[发明专利]太阳跟踪驱动器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年2月22日提交的美国临时专利申请No.61/445,181并且要求该临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容明确地通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例总体涉及包括用于太阳跟踪的驱动系统和太阳能收集装置的太阳能系统。

背景技术

一些较大型太阳能收集器设备包括太阳跟踪阵列以及太阳能收集器组件。这些组件可与光伏组件、聚光光伏组件以及聚热太阳能收集器装置结合使用。

这种太阳跟踪收集器包括用于自动调节收集器装置的位置以便随着太阳跨越天空移动而跟踪太阳的硬件。该跟踪移动可以以多种不同的方式来实现。一些系统使用收集器装置绕单个轴线枢转的单轴线跟踪系统。这种单轴线型跟踪系统通常包括限定单个枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。

聚光光伏太阳能系统相对于非聚光光伏系统可以提供显著的成本降低。这是因为，为了收集大约相同量的太阳光，聚光光伏系统仅使用少量光伏材料。然而，对于聚光式系统，太阳跟踪精度变得更加重要。例如，公知的是，如果聚光式系统的反射镜的失准量小0.1°，也会使太阳能收集器的效率下降。因此，如果按照精细的公差制造聚光式系统的构件，则更易于实现这种系统的高性能。另外，如果构造这种系统所需的硬件和/或劳动减少，则更易于生产这种聚光光伏系统。

发明内容

本文公开发明中的至少一个发明的方案包括这样的实现：如果可以在诸如制造设施等受控环境中执行一些活动，则能够更加快速地、精确地和/或用更少成本地执行之前已经在光伏系统的建造场所执行的一些劳动密集型任务。例如，构建聚光光伏系统的一个步骤是太阳跟踪驱动器的校准。每个电动机均包括倾角传感器（测斜仪），倾角传感器提供用于表示每个收集器组件的旋转位置的输出。然而，如果测斜仪未适当校准，则对应的收集器将旋转至不正确的位置。如上所述，小至半度或0.1°的误差会严重地影响效率。

一种校准这种驱动器的方法是手动地使收集器旋转至基准位置，诸如“安置”或调平位置，并且使用精确水平或其它经校准的高精度测斜仪在收集器的整个运动范围内确认所附接的测斜仪的输出的精度。对于太阳能供电场中的每个太阳跟踪驱动器均重复该步骤。然而，太阳能设施的安装场所可以为经受炎热天气的偏远位置，并且可以为诸如蛇等野生生命所在的场地。因此，减少在这些地点执行的劳动能够显著降低劳动成本。

因此，依照至少一个实施例，可在受控环境中对包括执行器和倾角传感器的太阳跟踪驱动器进行预校准。可将例如包括专用测斜仪的这种太阳跟踪驱动器放置于诸如制造设施等受控设施中。可使驱动器的输出部件旋转至基准位置，可利用高精度的仪器来确认所述基准位置的取向。能够对专用测斜仪的输出进行记录和存储。可将该基准位置输出为偏移量。例如，如果所述驱动部件旋转至可被视为0°位置的调平位置，而来自测斜仪的输出指示0.5°的倾斜度，则可将0.5°存储为来自测斜仪的输出相对于实际倾斜度的偏移示值。可以在太阳跟踪器的未来操作中使用该偏移值以使太阳能收集器的最终位置与目标取向匹配。

因此，依照本文披露的实施例中的至少一个实施例，可以提供使用太阳跟踪驱动器的方法，所述太阳跟踪驱动器包括电动机，所述电动机与驱动部件机械连接并且具有连接器，所述连接器构造为与光伏收集器组件的框架接合以使所述电动机能够通过绕倾斜轴线的枢转运动来驱动框架跟踪太阳的移动。所述方法可以包括：将测斜仪附接至驱动部件，使驱动部件旋转至基准位置，并且在驱动部件处于基准位置的情况下检测来自测斜仪的输出。可以将来自测斜仪的输出存储到存储装置中作为如下的偏移值：该偏移值表示当驱动部件处于基准位置时来自测斜仪的输出。

依照另一实施例，光伏供电场（power farm）可以包括多个支撑框架。每个支撑框架均支撑多个光伏组件和多个太阳能集中反射镜，太阳能集中反射镜构造为将光聚焦到光伏组件上，每个框架安装为能够至少绕第一倾斜轴线枢转。还可以设有均与多个支撑框架中的至少一个支撑框架连接的多个太阳跟踪驱动器。多个跟踪驱动器中的每个跟踪驱动器均可以包括电动机，所述电动机与驱动部件机械连接，所述驱动部件包括与多个支撑框架中的一个支撑框架接合的连接器，所述电动机构造为使所述支撑框架绕倾斜轴线枢转而跟踪太阳的移动。测斜仪还能够安装到驱动部件上。控制器能够包括网络通信装置和存储装置，所述控制器连接至测斜仪以接收来自测斜仪的输出信号。可以在存储装置中存储如下的基准值：该基准值表示当驱动部件连接至支撑框架之前驱动部件位于基准位置时测斜仪的输出。