專利名稱：用于面板的太陽能跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于面板的太陽能跟蹤裝置，該裝置是用于太陽能光伏發(fā)電廠中的兩 軸太陽能跟蹤器類型。兩軸跟蹤器包括具有兩個自由度的基于金屬管狀輪廓的機(jī)械結(jié)構(gòu)。該兩個自由度在原理上由兩個線性致動器控制，每個致動器用于對應(yīng)每個自由度。本發(fā)明的目的在于，通過兩軸運動解決太陽能面板采用若干列和若干行的定向。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，市場上存在大量的單軸和兩軸跟蹤器，它們都基于相同的原理且使用基于 管狀輪廓的大體金屬結(jié)構(gòu)。在歐洲專利申請No. 1169604中，要求保護(hù)一種太陽能收集器和跟蹤裝置，其包 括位于南北定向軸的相對面部上的矩形太陽能面板組，使得該組太陽能面板被允許在所述 南北軸上樞轉(zhuǎn)，用于相對于地球跟蹤太陽運動；具有線性致動器，所述致動器具有本體部分 和其遠(yuǎn)端接合到連接至所述南北軸的元件上的桿，將其遠(yuǎn)端接合到所述元件用于使得所述 組太陽能面板圍繞軸旋轉(zhuǎn)的線性致動器；和扭矩管件，所述扭矩管件用位于其相對面部上 的面板實現(xiàn)(materialized)所述南北軸并且鉸接固定到臺柱的樞轉(zhuǎn)元件。該總體結(jié)構(gòu)的 特征在于，存在由從所述扭矩管件延伸至端部部分的扭矩臂實現(xiàn)的元件，其中線性致動器 桿被接合到所述端部部分，并且線性致動器的本體部分安裝到從該臺柱分離的底座上。因此，通過該布置，提供所有面板的同時旋轉(zhuǎn)運動，其中一個自由度是連接到線性 移動通過線性致動器的單個剛性元件的扭矩臂。實用新型No. 200800777闡述了一種太陽能跟蹤器，通過該太陽能跟蹤器得到根 據(jù)縱向旋轉(zhuǎn)軸和橫向旋轉(zhuǎn)軸的共同支撐并引導(dǎo)的多個太陽能收集裝置，所述多個太陽能收 集裝置在上述縱向旋轉(zhuǎn)軸的方向上線性地布置；所述太陽能跟蹤器包括
至少第一圓柱體狀和中空管狀元件，其軸向旋轉(zhuǎn)根據(jù)縱向旋轉(zhuǎn)軸引起連接到其上且 多個太陽能收集裝置的定向；
布置成并且相關(guān)于相應(yīng)太陽能收集裝置的第二管狀元件截面，其同樣是基本圓柱體 狀和中空的，且其軸向旋轉(zhuǎn)根據(jù)橫向于前一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸引起多個太陽能收集裝置的定 向；
用于同時旋轉(zhuǎn)這些第二管狀元件的系統(tǒng)；
用于將第一管狀元件支撐到表面上的裝置，在該表面上安裝太陽能跟蹤器。從該通 常布置開始，太陽能跟蹤器特征在于第二管狀元件通過使用橫向固定鉸接支撐件接合到第 一管狀元件，并且第二管狀元件牢靠地接合到第一管狀元件，所述第一管狀元件在連接第 二管狀元件的分支端部處形狀設(shè)計為倒置的“U”。不同第二管狀元件的同時旋轉(zhuǎn)也通過 平行于第一管狀元件的桿來進(jìn)行，從相應(yīng)第二管狀元件延伸的一些連接桿鉸接地接合到該 桿。通過電機(jī)單元的作用，同時旋轉(zhuǎn)桿縱向移動。通過用于實現(xiàn)優(yōu)化跟蹤的該布置，需要用于連接平行對齊的第二管狀元件的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，因為為了以相同的對齊旋轉(zhuǎn)，通過連接 到公共桿14的一系列連接桿15實現(xiàn)該運動。在法國發(fā)明專利No. 26008741中，也構(gòu)想出一種太陽能收集器，通過一系列連接 桿實現(xiàn)該太陽能收集器的同時旋轉(zhuǎn)，該連接桿共同地連接到面板并且鉸接地連接到公共水 平桿。在美國專利文獻(xiàn)U. S. 4000734中，也可在圖2中看出一種通過使用連接桿25來 實現(xiàn)不同太陽能收集器的同時運動的布置，所述連接桿25共同地連接到所述收集器并且 與其垂直，且連接到公共縱向桿。美國專利U. S. 4345582還構(gòu)想出一種用于太陽能跟蹤的動態(tài)系統(tǒng)，其中若干個 面板也與類似桿同時地定向，該類似桿線性移動并且鉸接到自身加固太陽能面板的肋，由 此實現(xiàn)其同時運動。為了移動面板從而對太陽進(jìn)行完整跟蹤，存在另一垂直桿6，該桿6被 切向地拉動通過連接到縱向肋的一些平坦條形物，所述縱向肋由活塞致動。還存在滑輪，所 述滑輪由具有張緊構(gòu)件的平行線纜對經(jīng)過，用于同時實現(xiàn)用于支撐面板的所有軸的成角度 位移，從而同時在方位角上定向。通過其它不同致動器的傳輸方式是復(fù)雜的，且需要經(jīng)常維 護(hù)。在實用新型200702391中，要求保護(hù)用于太陽能跟蹤的結(jié)構(gòu)的一些改進(jìn)，該結(jié)構(gòu) 類型結(jié)合用作支撐結(jié)構(gòu)的裝置的一些臂，從而太陽能面板在三個軸上跟蹤太陽路徑，用于 水平樞轉(zhuǎn)軸的支撐結(jié)構(gòu)包括用于在縱向方向旋轉(zhuǎn)的裝置以及用于在橫向方向旋轉(zhuǎn)的其他 裝置，非常類似于上述關(guān)于實用新型200800777所描述的。

發(fā)明內(nèi)容
一般地說，本發(fā)明目的的用于面板的太陽能跟蹤裝置(進(jìn)一步地，在本發(fā)明背景技 術(shù)中提及的類型)具有模塊化結(jié)構(gòu)，其中，每個模塊通過固定到公共軸或者共平面布置的多 對面板或四重面板形成。共同地連接到面板對的不同錨定軸繼而被固定，其中可能將合適 地放置到地面上的兩個或多個安裝元件之間且處于便利高度的樞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。以南北定向布置的該樞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行方位角太陽能跟蹤。每對面板的軸彼此平行并且垂直于樞轉(zhuǎn)軸，能夠同時旋轉(zhuǎn)設(shè)置有向下徑向臂的這 些軸的每一個，所述徑向臂的自由端鉸接地連接到第二公共連接桿。該第二連接桿的線性 位移引起所有軸橫向于所述樞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，且通過該運動，實現(xiàn)太陽能面板的高度跟蹤，即 通過在東西定向上的軸實現(xiàn)在南北方向上的運動。為了實現(xiàn)所有模塊的樞轉(zhuǎn)軸的同時旋轉(zhuǎn)，每個樞轉(zhuǎn)軸都包括第一向下徑向臂，所 有徑向臂鉸接地連接到對于它們是公共的第一連接桿。當(dāng)該第一連接桿線性移動時，第一 徑向臂成角度地位移，且隨之，所有樞轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)。必須線性移動以便實現(xiàn)期望跟蹤的不同模塊的第二連接桿是彼此共平面且彼此 平行的，其通過與其垂直的接合元件連接，且所述第二連接桿自身平行地移動以便實現(xiàn)該 同時運動，其由水平輪廓和橫向構(gòu)件的柵格構(gòu)成，使得第二連接桿在經(jīng)過共結(jié)合到所述柵 格的兩個分離襯套時可樞轉(zhuǎn)，然而，該第二連接桿缺少相對于所述襯套的線性運動。通過第一線性類型致動器實施進(jìn)行完好太陽能跟蹤所需且同步的運動，所述致動 器將地面上的固定點連接到安裝盒的離心點，所述安裝盒接合成與任何樞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該離
4心點通過徑向于所述選定樞轉(zhuǎn)軸的杠桿實現(xiàn)。將所述相同的安裝盒連接到相同模塊的第二 徑向臂之一的第二線性致動器從該安裝盒延伸。通過第一致動器實現(xiàn)高度跟蹤，且通過第 二致動器實現(xiàn)方位角運動。通過該布置，在通過致動第一致動器旋轉(zhuǎn)樞轉(zhuǎn)軸時，取決于旋轉(zhuǎn) 方向，進(jìn)行拖動或推動連接到第二徑向臂的第二致動器，與該第二致動器是否已經(jīng)改變其 長度無關(guān)。用于同時樞轉(zhuǎn)在相同模塊中的面板對的所有接合軸的第二徑向臂有利地具有“Y” 形狀，使得在其分支之間定位樞轉(zhuǎn)軸，且所述分支通過其端部牢靠地接合到面板對的相應(yīng) 接合軸。該“Y”形狀的芯的自由端鉸接地連接到第二公共連接桿，用于同時移動。如上所述，平行且共平面的所有樞轉(zhuǎn)軸以及運動傳輸機(jī)構(gòu)需要地面連接。支撐件 必須提供足夠的剛度以耐受負(fù)荷而不與跟蹤裝置的其余元件干涉，且在組裝期間必須能夠 進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，以便消減距地面的高度差異。支撐件形狀設(shè)計成構(gòu)造有金屬管狀輪廓以及頂部豎直元件的四面體，該豎直元件 可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，用于東西運動的相應(yīng)模塊的樞轉(zhuǎn)軸的圓柱體狀鉸鏈位于該豎直元件上。四面體在底座處接合到其它管狀輪廓并且通過混凝土基腳連接到地面。


為了便于理解作為該說明書的整體部分的本發(fā)明特征，附上一些平面圖，其附圖 是示意性而不是限制性的，以下示出附圖
圖1是本發(fā)明目的的用于面板的太陽能跟蹤裝置的局部示意性透視圖。圖2是圖1所示的太陽能跟蹤裝置的平面圖，包括位于地面上的夾持件或支撐件 以及第二連接桿的接合元件。圖3、圖4和圖5是根據(jù)圖2所示的太陽能跟蹤裝置的不同正視圖，包括第二致動 器和由面板順序地占用的位置。圖6是沿著圖2的線I-I的正視圖，其中面板處于水平位置。圖7和圖8是圖6所示的視圖的兩個局部視圖，對應(yīng)于模塊之一且處于面板的兩 個傾斜位置。圖9是類似于圖6的視圖，此時面板對已經(jīng)圍繞其自身接合軸旋轉(zhuǎn)。圖10和圖11是分別類似于圖7和圖8的視圖的兩個視圖，此時已經(jīng)進(jìn)行圍繞所 述接合軸旋轉(zhuǎn)。圖12是沿著圖2的切割線II-II的剖視圖，類似于圖6的視圖但是包括用于在南 北方向上同時移動面板的第二連接桿的接合元件。圖13和圖14是對應(yīng)于單個模塊且處于面板的兩個傾斜位置的圖12的局部視圖。圖15是用于觀看第一公共連接桿的位置的沿著圖2中的切割線III-III的截面。圖16和圖17是對應(yīng)于單個模塊且處于面板(未示出)的兩個傾斜位置的圖15的 局部視圖。圖18是沿著圖2的切割線IV-IV的截面，用于觀測模塊之一中致動第一致動器所 產(chǎn)生的樞轉(zhuǎn)軸的三個旋轉(zhuǎn)位置a )、b )和c )。圖19是模塊之一的局部示意性透視圖，且尤其用于觀看共同地連接到樞轉(zhuǎn)軸之 一并且由第一致動器移動的安裝盒，其繼而連接到第二致動器。
圖20a-20c代表樞轉(zhuǎn)軸的支撐件的不同實施例，其中面板被支撐在樞轉(zhuǎn)軸。圖21是接合成與樞轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的安裝盒的實施例的透視圖，其中面板安裝到 樞轉(zhuǎn)軸。
具體實施例方式參照在附圖中采用的附圖標(biāo)記，可以看出如圖1所示，本發(fā)明所提出的用于面板 的太陽能跟蹤裝置如何包括成對分布的多個面板1，所述面板錨定到一些接合軸2的端部， 所述接合軸布置成彼此平行并且通過兩個分離襯套3，所述兩個襯套橫向共同地連接到樞 轉(zhuǎn)軸4并且可圍繞該樞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)軸4水平地支撐在一系列支撐件5、5’上，所述支撐 件通過適當(dāng)?shù)妮S承7 (見圖2)固定到基腳6和6’上。在圖2-18中，示出了具有三個分支 的支撐件5、5’，且圖20a示出了具有單個豎直分支的支撐件5、5’，其上端支撐軸承7，且在 圖20b和圖20c中，示出了包括兩個分支的兩個支撐件5、5 ’。固定到樞轉(zhuǎn)軸4上的面板2的對構(gòu)成模塊8之一，且存在多個相同模塊8，其樞轉(zhuǎn) 軸4平行、共平面，且通過將每個樞轉(zhuǎn)軸設(shè)置有第一徑向臂9并且將其自由端鉸接地連接到 第一公共連接桿10而可同時旋轉(zhuǎn)。當(dāng)通過使用第一致動器11 (見圖18和圖19)來旋轉(zhuǎn)這些樞轉(zhuǎn)軸4中的任何樞轉(zhuǎn) 軸時，所述第一致動器連接到從安裝件13突出的杠桿12，該安裝件共同地連接到選定樞轉(zhuǎn) 軸4(在圖2中心的樞轉(zhuǎn)軸)。在圖18中可以看出，該第一致動器11布置在固定到基腳6’’ 的立柱14中，其中兩個支撐件5’固定到安裝件13的一側(cè)和另一側(cè)。在圖21中，示出了所 述安裝件13的實施例。回到圖1，在前述中已經(jīng)闡述了當(dāng)樞轉(zhuǎn)軸4線性地作用在第一連接桿10上時面板 1以一個自由度的旋轉(zhuǎn)運動。該運動實現(xiàn)方位角的方向或者面板的東西方向。為了跟蹤太陽能，太陽能面板1在高度和南北向上存在第二運動，這是通過旋轉(zhuǎn) 接合到相同模塊8的每對面板1的軸2以及使用平行于樞轉(zhuǎn)軸4的第二連接桿15來實現(xiàn) 的，通過其分支牢靠地接合到相應(yīng)軸2上的形狀設(shè)計為“Y”的第二徑向臂16的下端鉸接地 連接到該第二連接桿15上。這些徑向臂16的芯端部鉸接地連接到第二連接桿15。第二連 接桿15的線性位移(在由雙向箭頭17標(biāo)記的方向上進(jìn)行)對于不同模塊的所有第二連接桿 15同時進(jìn)行，所有第二連接桿都具有如圖1示意性地示出的水平輪廓和橫向構(gòu)件的柵格實 現(xiàn)的接合元件18。因此，接合元件18自身平行地移動，并且通過其運動拖動所有第二連接 桿15。由此，每對面板1圍繞其軸2旋轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行在南北方向的太陽能跟蹤或方位角運 動。如上所述，用于提供方位角運動的東西方向的太陽能跟蹤通過第一連接桿10的 線性位移(見圖1中的雙向箭頭19)來實現(xiàn)。在圖19中，示出了從連接到安裝件13的樞轉(zhuǎn) 軸4延伸的第一徑向臂9’之一。還觀測到第一連接桿10，所述徑向臂9’連接到所述第一 連接桿用于同時移動所有的樞轉(zhuǎn)軸4。接合元件18在雙向箭頭17方向上的平行位移通過第二致動器20 (見圖3和圖 19)來進(jìn)行，該第二致動器從安裝件13的臂21作用到第二臂16之一上。由此，通過致動第 一致動器11來實現(xiàn)樞轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)，同時進(jìn)行第二致動器20在第二徑向臂16上的拖動或 推動(見圖19)，而與第二線性致動器的長度是否變化無關(guān)。如果第一致動器11縱向移動，同時第二致動器20也以預(yù)想值和所編程的順序縱向移動，則所實現(xiàn)的是，用于面板1的優(yōu) 化太陽能跟蹤總是垂直于太陽光線。自然地，其在晚上(overnight)返回至開始位置。
權(quán)利要求
1.一種包括模塊化結(jié)構(gòu)的用于面板的太陽能跟蹤裝置，所述模塊化結(jié)構(gòu)由通過共平 面地布置并且固定到單個軸上的多對面板形成的模塊限定，且這些軸彼此平行并且垂直于 樞轉(zhuǎn)軸，所述樞轉(zhuǎn)軸通過使用連接到所述樞轉(zhuǎn)軸的第一徑向臂的第一致動器移動，所有模 塊的樞轉(zhuǎn)軸相互平行地布置，且其相應(yīng)第一徑向臂鉸接地連接到第一公共連接桿，用于通 過所述第一致動器同時樞轉(zhuǎn)；在相同模塊內(nèi)的每對面板的軸通過具有兩個分離的第二平行 徑向臂而能夠同時旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)，所述第二平行徑向臂的自由端鉸接地連接到第二公共連接 桿，且所有模塊的第二連接桿由第二致動器輔助用于其同時運動，其特征在于，所述第一致 動器(11)是線性類型，并且將固定點接合至安裝盒(13)的離心點，所述安裝盒(13)接合成 與所述樞轉(zhuǎn)軸(4)中的一個旋轉(zhuǎn)，所述樞轉(zhuǎn)軸(4)由杠桿臂(12)的自由端實現(xiàn)，所有樞轉(zhuǎn)軸 (4)通過所述杠桿臂(12)同時旋轉(zhuǎn)，并且所述第二致動器(20)將所述安裝盒(13)連接到 模塊之一的第二徑向臂(16 )之一，尤其使得所有接合軸(2 )同時旋轉(zhuǎn)，所述接合軸(2 )通過 所有第二連接桿(15)的接合元件(18)連接到該樞轉(zhuǎn)軸和所有這些模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于面板的太陽能跟蹤裝置，其特征在于，用于樞轉(zhuǎn)面板 (1)對的接合軸(2)的第二徑向臂(16)具有“Y”形狀，其分支牢靠地接合到所述接合軸(2) 的對稱點，且其芯鉸接到第二連接桿(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的用于面板的太陽能跟蹤裝置，其特征在于，每個模塊的 共平面的每對面板(1)的接合軸(2 )通過襯套(3 )并且能在所述襯套(3 )內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述襯套 共同地連接到相應(yīng)樞轉(zhuǎn)軸(4 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于面板的太陽能跟蹤裝置，其特征在于，彼此平行且共平 面的第二連接桿(15)共同地連接到與其垂直的接合元件(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于面板的太陽能跟蹤裝置，其特征在于，第二連接桿(15) 的接合元件(18)與自身平行地移動，并且由水平輪廓和橫向構(gòu)件的柵格實現(xiàn)，所述第二連 接桿(15)被襯套貫通，所述襯套以可能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生軸向位移的方式共同地連接到所 述柵格。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于面板的太陽能跟蹤裝置。該裝置包括模塊化結(jié)構(gòu)，其中每個模塊由多對共平面的面板(1)形成，所述面板固定到相應(yīng)軸(2)的端部，所述軸相對于安裝到合適支撐件的縱向樞轉(zhuǎn)軸(4)布置成直角，該支撐件緊固到地面上。模塊(8)的樞轉(zhuǎn)軸(4)同時旋轉(zhuǎn)，每個包括連接到第一公共連接桿(10)的第一徑向臂(9)。繼而，單個模塊的每對面板(1)的接合軸(2)同時旋轉(zhuǎn)，每個包括相應(yīng)第二平行徑向臂(16)，第二平行徑向臂的自由端鉸接地連接到第二公共連接桿(15)。樞轉(zhuǎn)軸(4)之一通過第一線性致動器(11)旋轉(zhuǎn)，所述第一線性致動器緊固到地面并且緊固到用于其徑向杠桿(12)的安裝盒(13)。太陽能跟蹤裝置通過第二致動器(20)來完成，該第二致動器將安裝盒(13)連接到第二徑向臂(16)之一。
文檔編號H01L31/042GK102124283SQ200980132209
公開日2011年7月13日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者多明戈卡博 A., 拉扎羅弗南德斯 C., J. 帕拉西奧斯克利門特 F. 申請人:環(huán)球太陽能基金股份有限公司