專利名稱：單軸線太陽跟蹤器及太陽能設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在本發(fā)明的第一方面中通常涉及那些包括一系列太陽能電池板的單軸線太陽跟蹤器，為了獲得太陽輻射在太陽能電池板上全天候的最大可能的入射的目的，太陽能電池板相對于太陽的方位定向，借助于包括齒輪電動機的致動機構(gòu)圍繞公共軸樞轉(zhuǎn)，并且尤其涉及太陽能跟蹤器，其齒輪電動機被固定至太陽跟蹤器的支撐基座。本發(fā)明的第二方面涉及包括由第一方面提供的太陽跟蹤器的太陽能設(shè)施，其致動機構(gòu)與包括在該設(shè)施中的其他太陽跟蹤器的一系列致動機構(gòu)相機械連接。
背景技術(shù)：
許多具有不同結(jié)構(gòu)配置以及致動機構(gòu)的單軸線太陽跟蹤器是公知的。專利EP1169604B1描述了由固定至第一支撐基座的柱支撐的單軸線太陽跟蹤器，并且其包括固定至與第一支撐基座間隔開的第二支撐基座的致動裝置。實用新型ES-A-1046171還描述了一個這樣的單軸線太陽跟蹤器，其包括用于樞轉(zhuǎn)幾個太陽能電池板的軸的機構(gòu)，由拖纜形成，該拖纜由滑輪導(dǎo)向，以移動連接至所述軸的半圓形部件。所述的實用新型描述了包括齒輪電動機的設(shè)備，該齒輪電動機移動線性致動器，在其內(nèi)側(cè)驅(qū)動提及的拖纜，該拖纜的端部固定在所述半圓形部件中。齒輪電動機和線性致動器被布置于相同的支撐結(jié)構(gòu)上，其中太陽能電池板通過公共旋轉(zhuǎn)軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝。此外，使用與實用新型ES-A-1046171的致動機構(gòu)相似的用于傾斜其支撐的成排的致動機構(gòu)的雙軸追蹤器，但不同的是，替代使用沿滑輪移動的拖纜，該拖纜用于移動連接至太陽能電池板的軸的半圓形部件，其使用由相應(yīng)的電機沿齒輪或嵌齒輪移動的鏈，這通過本申請人的申請ES-A-2308910也可了解。目前的發(fā)明人未意識到單軸線太陽跟蹤器，其致動裝置包括在以上提及的如兩篇專利文獻中描述的那些的半圓形部件，其中，用于移動的齒輪電動機被固定至支撐基座，太陽能電池板的支撐結(jié)構(gòu)固定于該相同的支撐基座上。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種對現(xiàn)有技術(shù)的替換是必要的，其覆蓋了在之前的部分中同樣表明的差距。為此，在第一方面中，本發(fā)明涉及單軸線太陽跟蹤器，以公知方式包括-一排共面并相鄰的太陽能電池板，其固定至水平公共旋轉(zhuǎn)軸；-支撐結(jié)構(gòu)，所述公共旋轉(zhuǎn)軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝于其中；-致動裝置，為了相對于太陽的位置定向所述排太陽能電池板的目的，而用于旋轉(zhuǎn)所述公共旋轉(zhuǎn)軸，所述致動裝置包括與一部件相連接的齒輪電動機，該部件Pl處于扇形形式，該部件被固定至公共旋轉(zhuǎn)軸，并且與公共旋轉(zhuǎn)軸同軸或與其稍微偏離的幾何軸線同軸。
與傳統(tǒng)的提議不同，由本發(fā)明提供的太陽跟蹤器包括連接到地面的支撐基座，所述支撐結(jié)構(gòu)和所述齒輪電動機均固定于其中。通常，如果情況如此，齒輪電動機被固定至支撐基座，從而其輸出旋轉(zhuǎn)軸，或外側(cè)減少部分的軸與公共旋轉(zhuǎn)軸在相同豎直平面中對齊，或稍微偏離。對于某些實施例，提出的跟蹤器包括多于一排的太陽能電池板，以及多于一個的支撐結(jié)構(gòu)。在由本發(fā)明的第一方面提供的太陽跟蹤器中，每個電池板的寬度，橫向于所提及的公共旋轉(zhuǎn)軸，即，該排電池板的寬度有利地大于公共旋轉(zhuǎn)軸與固定至地面的支撐基座之間的距離。 同樣，因為由本發(fā)明提出的太陽跟蹤器不包括線性致動器，與實用新型ES-A-1046171的跟蹤器相反，由致動裝置所占據(jù)的寬度相比于所述實用新型也可大大地減小，并且支撐結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力降低，而在所述實用新型的情況下，由于所述支撐結(jié)構(gòu)支撐齒輪電動機以及與之相關(guān)聯(lián)的線性操作器，支撐結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力大得多。以這樣的尺寸，提出的太陽跟蹤器相比于已知的單軸線太陽跟蹤器將具有非常小的高度，產(chǎn)生更大的緊密度，并且最重要的是，由齒輪電動機施加的、用于移動半圓形部件并且由此移動太陽能電池板的轉(zhuǎn)矩同樣比用于傾斜更高的傳統(tǒng)跟蹤器的太陽能電池板所需的轉(zhuǎn)矩低得多。本發(fā)明的第二方面涉及太陽能設(shè)施，其包括與由本發(fā)明的第一方面提出的太陽跟蹤器相似的太陽跟蹤器，多個相似的太陽跟蹤器均缺少齒輪電動機，以及用于將本發(fā)明的太陽跟蹤器的齒輪電動機的旋轉(zhuǎn)傳遞至所有其他太陽跟蹤器的傳動機構(gòu)。第一方面提供的太陽跟蹤器以及第二方面提供的太陽能設(shè)施均應(yīng)用于任何已知目的的線束太陽能，從提及的電能的獲得(即，在光電領(lǐng)域中)到提及的通過太陽能電池板對循環(huán)通過管的流體的加熱。


參照附圖，前述的以及其他的優(yōu)勢和特征將從幾個實施例的以下詳細描述中更加易于理解，必須認為附圖是示例性的并且是非限制性的方式，其中圖IA和IB為用于一個實施例，從兩個相反側(cè)示出由本發(fā)明的第一方面提出的太陽跟蹤器以及兩個連接桿的相應(yīng)側(cè)視圖，兩個連接桿形成傳動機構(gòu)的一部分，其用于將提出的太陽跟蹤器與另外兩個太陽跟蹤器機械互連；圖2為相似于圖I的視圖，但用于另一可替換的實施例，其中所提出的太陽跟蹤器具有不同于圖I的支撐結(jié)構(gòu)；圖3為示出了具有固定于另一太陽跟蹤器的支撐基座的軌道的圖I的太陽跟蹤器的側(cè)視圖，通過該軌道該齒輪電動機以引導(dǎo)方式從提供的太陽跟蹤器移送至示例的維護位置；圖4為示例了由本發(fā)明的第二方面提供的太陽能設(shè)施的透視圖，其包括兩個相鄰的太陽跟蹤器，部分地示例出來，太陽跟蹤器之一由根據(jù)圖I和3的實施例的本發(fā)明第一方面提供；圖5為由本發(fā)明提供的太陽能設(shè)施的側(cè)視圖，用于一個實施例，為此，太陽能設(shè)施包括五個太陽跟蹤器，其中之一，即中間的一個，為由本發(fā)明的第一方面提供的一個；以及圖6為由本發(fā)明的第二方面提供的太陽能設(shè)施的平面圖，用于與圖5相同的實施例，其中，每個太陽跟蹤器均包括由二十六個太陽能電池板形成的排。
具體實施例方式首先，參照圖1A，IB和4，其中，顯示了由本發(fā)明的第一方面提供的太陽跟蹤器細節(jié)，用于一實施例，該實施例包括-一排Hl共面并相鄰的太陽能電池板P，其固定至水平公共旋轉(zhuǎn)軸El ；-支撐結(jié)構(gòu)，其中，公共旋轉(zhuǎn)軸El被可旋轉(zhuǎn)地安裝，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括柱或梁Cl，對于示例的實施例，其具有H橫截面，第一端部Cla固定至環(huán)形軸承構(gòu)件Al，例如支架，可旋轉(zhuǎn)的公共旋轉(zhuǎn)軸El被布置成通過環(huán)形軸承構(gòu)件Al，并且第二端Clb固定至支撐基座BI ;以及-致動裝置，為了相對于太陽的位置定向太陽能電池板的排H的目的，而用于旋轉(zhuǎn)公共旋轉(zhuǎn)軸E1，所述致動裝置包括與部件Pl相連接的齒輪電動機M，部件Pl處于扇形形式，尤其是半圓形部件，部件Pl固定至公共旋轉(zhuǎn)軸E1，并且與公共旋轉(zhuǎn)軸El同軸或其幾何軸線稍微偏離公共旋轉(zhuǎn)軸El。在圖4中，僅可見電池板P的排Hl的一部分，其余部分未示出，從而由本發(fā)明的第一方面提供的太陽跟蹤器SI的構(gòu)件可見更多細節(jié)。完整的排H在圖6中可見，示出結(jié)合了跟蹤器SI的太陽能設(shè)施。如圖1A、1B和4所示，提出的跟蹤器包括連接至地面(未示出)或連接至任何其他認為方便的支撐表面的支撐基座BI，其中，通過相應(yīng)的固定裝置固定支撐結(jié)構(gòu)，尤其是梁Cl以及齒輪電動機M，例如對于梁Cl的情況使用螺釘T2，對于將齒輪電動機M固定至支撐基座BI的情況使用螺釘Tl。具體地，齒輪電動機M連接至外側(cè)減少部分Re，兩者通過框架或支撐部件3固定至支撐基座BI。齒輪電動機M，或齒輪電動機M加上外側(cè)減少部分Re組件，借助于牽引操作的撓性構(gòu)件連接至半圓形部件P1，用于圖1A、1B和4的實施例的撓性構(gòu)件未被示出，但其與圖2示例的類型相同，用于該圖中描繪的可替換實施例，這將隨后描述。繼續(xù)描述用于通過框架3將齒輪電動機M固定至支撐基座BI的固定裝置，其為用于相對于支撐基座BI固定/松開齒輪電動機M的可松開的固定裝置，對于固定裝置為螺釘Tl的情況，通過簡單地從支撐基座BI擰下螺釘Tl而完成松開。通常完成這種松開，以執(zhí)行齒輪電動機M的維修工作(或如果必要的話，完成其更換)。為了方便這種維修工作，尤其如圖3和4中所示，太陽跟蹤器包括軌道2，一旦從基座BI松開，齒輪電動機M、以及與框架3 —起的外側(cè)減少部分Re在軌道2中被引導(dǎo),用于以引導(dǎo)的方式將它們從基座BI移除，例如，它們被移動至兩個太陽跟蹤器之間的可用空間，在圖3和4中，由本發(fā)明提供的一個太陽跟蹤器由SI表不,相鄰的一個由S2表不。對于由所述圖3和4示例的實施例,所述軌道2被固定至豎直梁5和另一梁6，豎直梁5固定至支撐基座BI，另一梁6固定至所述相鄰的跟蹤器S2的支撐基座B8(跟蹤器S2具體包括兩個梁6，它們位于曲柄Ml的任一側(cè)上)，盡管對于其他沒有示例的實施例，軌道2可以從SI延伸至所述可用空間并且固定至地面，而無需到達跟蹤器S2。如圖IB和4所示的，根據(jù)軌道2相對于梁Cl的方向側(cè)向移動梁5，以便不妨礙支撐齒輪電動機M在基座BI中的布置，為此基座BI采用L型，梁5被固定在L的分支之一上，并且梁Cl被固定于所述L的另一分支上，框架3被固定于所述L的內(nèi)側(cè)。圖3還示出了較小的梁部分7是如何被固定在軌道2上的，梁部分7固定至相應(yīng)的環(huán)形軸承構(gòu)件A2，可旋轉(zhuǎn)的公共旋轉(zhuǎn)軸El被布置成通過環(huán)形軸承構(gòu)件A2，以便更好地支撐軸El的重量以及支撐軸El支撐的構(gòu)件的重量。跟蹤器SI包括多個另外的支撐結(jié)構(gòu)，尤其是豎直的梁，其中之一在圖4中由參考數(shù)字11表示，其中，公共旋轉(zhuǎn)軸El被可旋轉(zhuǎn)地安裝于縱向間隔的不同點處，并且在多個支
撐基座B2-B7(參見圖6)中的每一個中固定所述梁之一。圖2示例了可替換的實施例，其中，所提出的太陽跟蹤器具有支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括兩個平行臺架，位于所提及的扇形形式的部件Pl的任一側(cè)上，它們中的每一個由兩個梁形成，該兩個梁匯聚于第一端處，環(huán)形軸承構(gòu)件Al被固定于該第一端，可旋轉(zhuǎn)的公共旋轉(zhuǎn)軸El被布置成通過該環(huán)形軸承構(gòu)件Al，所述梁被固定在以上提及的支撐基座BI中的第二端處，齒輪電動機M被布置于所述臺架之一或兩者的兩個梁之間。圖2僅示例了由梁C2和C3形成的所述臺架之一，其中，所提及的匯聚第一端被表示為C2a-C3a，并且所提及的第二端被表示為C2b_C3b。在圖2中可見，對于其中示例的實施例，支撐基座BI是如何包括彼此分開的兩個塊Bla、Blb，所述梁C2-C3的所述第二端C2b_C3b中的每個被固定至所述兩個塊Bla、Blb的相應(yīng)塊上，并且齒輪電動機M固定于兩個塊Bla、Bib。所述圖2示出了其中示例的跟蹤器的致動裝置是如何包括牽引操作的撓性構(gòu)件4的，其示意性地表示，例如鏈，該撓性構(gòu)件沿嵌齒輪Rl、R2、R3行進，嵌齒輪中之一，尤其是R2連接至齒輪電動機M的軸Me，以由該齒輪電動機M的軸Me移動，所述鏈4在其兩端處被固定至半圓形部件Pl的兩個相應(yīng)的點，以通過牽引將其可旋轉(zhuǎn)地移動。本發(fā)明的第二方面涉及太陽能設(shè)施，其包括例如由本發(fā)明的第一方面提供的太陽跟蹤器SI，多個相似的太陽跟蹤器S2、S3、S4、S5，其缺少齒輪電動機的致動裝置，以及用于將齒輪電動機M的旋轉(zhuǎn)傳遞至所有太陽跟蹤器S2-S5的傳動機構(gòu)。尤其如圖5所示，所述傳動機構(gòu)包括一系列連接桿D1-D4以及一系列曲柄M1-M4，它們中的每個均連接至所述太陽跟蹤器S2-S5之一的相應(yīng)公共旋轉(zhuǎn)軸E2-E5。具體地，兩個所述連接桿D1、D2在一端處鉸接地連接至處于扇形形式的部件Pl (詳見圖IB和2)，并且在它們的另一端處連接至所述太陽跟蹤器的兩個S2、S4的兩個相應(yīng)的曲柄Ml、M2，如圖5中示例的。其余連接桿D3、D4在它們的每個端部處鉸接地連接至其余太陽跟蹤器S3、S5的相應(yīng)曲柄M3、M4，互相連接所有太陽跟蹤器S1-S5的所有曲柄M1-M4以及處于扇形形式的所述部件P1，從而將由太陽跟蹤器SI的齒輪電動機M產(chǎn)生的運動傳遞至其余的太陽跟蹤器S2-S5的曲柄M1-M4，并且傳遞至固定于這些曲柄上的旋轉(zhuǎn)軸E2-E5。在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)λ枋龅膶嵤├M行改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種單軸線太陽跟蹤器，包括 -至少一排(Hl)共面并相鄰的太陽能電池板(P)，其固定至水平公共旋轉(zhuǎn)軸(El)； -至少一個支撐結(jié)構(gòu)，所述公共旋轉(zhuǎn)軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝于該支撐結(jié)構(gòu)中， -致動裝置，為了相對于太陽的位置定向所述排(Hl)太陽能電池板的目的，而用于旋轉(zhuǎn)所述公共旋轉(zhuǎn)軸(El)，所述致動裝置包括與至少一個部件(Pl)相連接的至少一個齒輪電動機(M)，該部件(Pl)處于扇形形式，該部件被固定至所述公共旋轉(zhuǎn)軸(El)，與所述公共旋轉(zhuǎn)軸同軸或與其稍微偏離的幾何軸線同軸， 所述太陽跟蹤器的特征在于，其包括連接到地面的至少一個支撐基座(BI)，所述支撐結(jié)構(gòu)和所述齒輪電動機(M)均固定于該支撐基座中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述至少一個支撐結(jié)構(gòu)包括至少一個柱(Cl)，其第一端(Cla)固定至環(huán)形軸承構(gòu)件(Al)，所述可旋轉(zhuǎn)的公共旋轉(zhuǎn)軸(El)被布置成通過該環(huán)形軸承構(gòu)件，并且第二端(Clb)固定至所述至少一個支撐基座(BI)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽跟蹤器，其特征在于，其包括單個支撐基座(BI)，并且所述齒輪電動機(M)被固定至所述支撐基座(BI)，從而其輸出旋轉(zhuǎn)軸與所述公共旋轉(zhuǎn)軸(El)在相同豎直平面內(nèi)對齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)包括至少兩個平行臺架，位于所提及的扇形形式的部件(Pl)的任一側(cè)上，它們中的每一個由兩個梁(C2-C3)形成，該兩個梁匯聚于第一端(C2a_C3a)處，環(huán)形軸承構(gòu)件(Al)被固定于該第一端，可旋轉(zhuǎn)的公共旋轉(zhuǎn)軸(El)被布置成通過該環(huán)形軸承構(gòu)件(Al)，所述梁(C2-C3)被固定在以上提及的至少一個支撐基座(BI)中的第二端(C2b-C3b)處，齒輪電動機(M)被布置于所述臺架中的至少一個的兩個梁(C2-C3)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述支撐基座(BI)包括彼此分開的至少兩個塊(Bla、Blb)，所述梁(C2-C3)的所述第二端(C2b_C3b)中的每個被固定至所述兩個塊(Bla、Blb)中的一個相應(yīng)塊上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述齒輪電動機(M)被固定于所述兩個塊(Bla、Blb)。
7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述齒輪電動機(M)通過所述齒輪電動機(M)的框架或支撐部件(3)被固定至所述支撐基座(BI)。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的太陽跟蹤器，其特征在于，橫向于所提及的公共旋轉(zhuǎn) 軸(El)，每個電池板的寬度大于所述公共旋轉(zhuǎn)軸(El)與所述支撐基座(BI)之間的距離。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的太陽跟蹤器，其特征在于，其包括多個另外的支撐結(jié)構(gòu)(11)以及多個支撐基座(B2-B7)，其中所述公共旋轉(zhuǎn)軸(El)被可旋轉(zhuǎn)地安裝于縱向間隔的不同點處，并且在多個支撐基座(B2-B7)的每個中固定所述支撐結(jié)構(gòu)(11)中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽跟蹤器，其特征在于，所述致動裝置包括牽引操作的撓性構(gòu)件(4)，該撓性構(gòu)件沿幾個嵌齒輪(R1、R2、R3)行進，該嵌齒輪中的至少一個(R2)與所述齒輪電動機(M)的軸(Me)連接，以由該齒輪電動機(M)的軸(Me)移動，所述鏈⑷在其兩端處被固定至所述半圓形部件(PD的兩個相應(yīng)的點，以通過牽引將其可旋轉(zhuǎn)地移動。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的太陽跟蹤器，其特征在于，其包括用于在所述支撐基座(BI)固定/松開所述齒輪電動機(M)的可松開的固定裝置，并且其包括軌道(2)，所述齒輪電動機(M)在軌道(2)中被引導(dǎo)，用于一旦從所述支撐基座(BI)松開，以引導(dǎo)的方式從所述支撐基座(BI)移除所述齒輪電動機(M)。
12.—種太陽能設(shè)施，包括根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的太陽跟蹤器(SI)，多個相似的太陽跟蹤器(S2、S3、S4、S5)，其致動裝置缺少齒輪電動機以及用于將所述齒輪電動機(M)的旋轉(zhuǎn)傳遞至所有所述太陽跟蹤器的傳動機構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能設(shè)施，其特征在于，所述傳動機構(gòu)包括一系列連接桿(D1-D4)以及一系列曲柄(M1-M4)，它們中的每一個均連接至所述相似的太陽跟蹤器(S2-S5)之一的相應(yīng)的公共旋轉(zhuǎn)軸(E2-E5)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能設(shè)施，其特征在于，所述連接桿中的兩個(D1、D2)在一端處被鉸接地連接至處于扇形形式的所述部件(PD，并且在它們的另一端處被連接至所述太陽跟蹤器中的兩個(S2、S4)的兩個相應(yīng)的曲柄(Ml、M2)，其余的連接桿(D3、D4)在它們的每個端部處被鉸接地連接至其余太陽跟蹤器(S3、S5)的相應(yīng)曲柄(M3、M4)，互相連接所有太陽跟蹤器(S1-S5)的所有曲柄(M1-M4)以及處于扇形形式的所述部件(P1)，從而將由根據(jù)權(quán)利要求I至11之一所述的太陽跟蹤器(SI)的齒輪電動機(M)產(chǎn)生的運動傳遞至其余的太陽跟蹤器(S2-S5)的曲柄(M1-M4)，并且傳遞至固定于所述曲柄上的旋轉(zhuǎn)軸(E2-E5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單軸線太陽跟蹤器和太陽能設(shè)施。跟蹤器包括一排(H1)共面并相鄰的太陽能電池板(P)，其固定至水平公共旋轉(zhuǎn)軸(E1)；支撐結(jié)構(gòu)，所述公共旋轉(zhuǎn)軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝于該支撐結(jié)構(gòu)中；致動裝置，所述致動裝置包括與至少一個部件(P1)相連接的齒輪電動機(M)，該部件P1處于扇形形式，該部件被固定至所述公共旋轉(zhuǎn)軸(E1)；以及連接到地面的至少一個支撐基座(B1)，所述支撐結(jié)構(gòu)和所述齒輪電動機(M)均固定于該支撐基座中。太陽能設(shè)施包括太陽跟蹤器，其具有致動機構(gòu)，該致動機構(gòu)和一系列包括在該設(shè)施中的其他太陽跟蹤器的致動機構(gòu)相機械連接。
文檔編號F24J2/54GK102803863SQ201080026798
公開日2012年11月28日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者T·格蘭特, R·莫拉萊斯托里斯 申請人:尚德可再生能源有限公司