[发明专利]用于单轴跟踪器的轴承适配器

说明书

与支撑机械平衡单轴跟踪器的桁架基础一起使用的轴承适配器。轴承适配器将一对相邻桁架支腿的自由端接合，形成刚性的A型框架形基础结构。轴承形成在轴承适配器的上部中以允许扭矩管从轴承中的销悬挂并且摆动通过由轴承适配器界定的弧。轴承可具有悬链形状以补偿在多个方向上的未对准。

相关申请的交叉引用

这要求于2019年7月18日提交的题为“Bearing adapters for single-axistrackers supported by truss foundations”美国临时专利申请第62/875,924号以及于2019年3月6日提交，标题为“Bearing housing assemblies and related systems andmethods for A-frame foundation supporting mechanically balanced single-axistrackers”的美国临时专利申请第62/814,789号的优先权，上述申请的公开内容在此通过引用整体并入。

背景技术

太阳能是地球上最大的潜在能源之一。在大气层上方，单位面积的太阳辐照度为每平方米1.361千瓦。在海平面，可用能量密度降低到每平方米250瓦。使用二维模型来近似地球，250瓦/平方米*π*6,371,000平方米会产生持续撞击地球表面的大约32,000泰拉(万亿)瓦的能量。假设太阳继续燃烧并发射光子10亿年，人类生命的生存最终取决于利用这种基本上无限的清洁能源。

迄今为止，大规模采用太阳能的主要障碍是成本。与其他能源不同，太阳能的成本是前期投入的，而运营成本相对较低。基于化石燃料的能源需要前期成本以及消耗燃料的现收现付成本。不幸的是，并非所有持续成本都反映在化石燃料来源产生的能源价格中。这些“脏”能源具有来自二氧化碳排放的巨大外部成本，在没有碳税的情况下，这些成本尚未反映在消费者的成本中。此外，即使在太阳能潜力最大的州，根深蒂固的公用事业和化石燃料生产商也有效地游说阻碍了太阳能的发展。

尽管存在这些不利因素，但太阳能的成本现在已经下降到足够低，以至于即使与能量存储相结合，它的成本也与煤、石油甚至天然气的成本相当或更低。在电力市场的背景下，竞争资源之间的相对成本差异以每单位能量的成本来量化，通常是千瓦时(kWh)。大型太阳能电池阵列，即所谓的“公用事业规模”阵列，可能具有数十至数百兆瓦的发电能力，使其与小型燃煤和天然气发电厂处于同一规模。这些阵列通常产生的电力馈入电网并以每千瓦时几美分的批发价格出售。公用事业规模太阳能项目的开发由所谓的购电协议(PPA)资助。通过PPA，承购方(例如，公用事业、电网运营商等)同意在阵列的运行寿命(例如30年)内以固定费率购买系统产生的所有电力。这使银行或其他投资者能够准确评估预测的未来流，并以此为基础贷款以资助阵列的建设。

公用事业规模的太阳能发电厂主要配置为固定倾斜地面安装阵列或单轴跟踪器。固定倾斜阵列排列成东西向的面板行，以阵列站点的纬度决定的角度向南倾斜-离赤道越远，倾斜角越陡。相比之下，单轴跟踪器安装在南北行中，太阳能电池板附接到称为扭矩管的旋转轴上，在每天的过程中将电池板从朝东取向移动到朝西取向，跟随太阳在天空中的行进。出于本公开的目的，固定倾斜和单轴跟踪器两者统称为轴向太阳能阵列。

大多数单轴跟踪器制造商使用两种可能的配置之一将扭矩管附接到单桩基础上。最常见的是将扭矩管支撑元件(例如轴承箱、轴承箱支撑件等)附接到一排标准H桩的顶部、法兰或侧面。轴承围绕扭矩管，扭矩管在轴承内旋转，就像车轮轴承内的轴一样。单桩通常在一端处、在每个法兰或腹板上形成孔或槽，这样扭矩管支撑元件可以很容易地在垂直方向上进行附接和调整，在某些情况下甚至在水平方向上进行连接和调整，以将扭矩管与排中的其他桩和轴承箱对齐。一种使用这种自下而上配置的商用系统是来自新墨西哥州阿尔伯克基市ARRAY TECHNOLOGIES,INC.的DuraTrack HZ单轴跟踪器。在DuraTrack系统中，扭矩管在位于H桩顶部的轴承内直接绕其轴线旋转。许多其他跟踪器制造商使用相同的自下而上设计。