本發(fā)明屬于太陽能領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種T形太陽能跟蹤器，其具有被增強的、預加張力的或后加拉力的混凝土基部，其中，支承能量俘獲表面的結構能相對于固定的基部移動。

背景技術：

T形太陽能跟蹤器基本上包括下列單元：俘獲表面(反射板或光伏電池板)、支承結構、驅動機構、基部、基礎以及控制系統(tǒng)。

基部用以將太陽能跟蹤器的杯狀體(俘獲表面、支承結構和驅動機構)支承在它的合適位置，并將由跟蹤器的杯狀體所導致的所有載荷(自重、空氣動力學載荷等)通過基礎傳送到地層中。

目前在市場上最廣泛采用的解決方案，是基于使用金屬基部，其由端部具有凸緣的薄圓筒形管制成，上述凸緣通過埋入基礎中的地腳螺栓，而接合到現(xiàn)場制成的混凝土基礎上。所用的最常見的基礎類型是樁式基礎(不過底腳基礎也可以使用)，上述樁式基礎用打樁機制成，以使圓孔在地面中達到所需的深度，在組件最終填滿混凝土之前，將通過模板適當定位的樁鋼筋和地腳螺栓插入上述圓孔中。

利用混凝土基部的解決方案也眾所周知，例如在專利申請WO2008/046937-A1中所說明的，上述專利申請涉及太陽能跟蹤器和用于預裝配、運輸和裝配太陽能跟蹤器的方法，其中描述了太陽能跟蹤器用地面中事先制成的鋼筋混凝土樁和底腳完成。

其中提到混凝土基部的另一個文獻，是專利DE102008027313A1，該專利涉及用于光伏電池組件的支承結構，其中描述了混凝土支承單元在基礎和光伏電池組件之間。

在塔式太陽能熱電裝置和定日鏡場地方面，為降低發(fā)電成本的規(guī)模經(jīng)濟，產(chǎn)生日益擴大的裝置，上述裝置要求數(shù)以千計的大規(guī)模定日鏡群。由定日鏡群和太陽能接收器之間的大尺寸及定日鏡群必須支承規(guī)定的它們的大尺寸的重載荷所引起的對精確瞄準的需要，產(chǎn)生了對極為堅固的基部的需要，以便在所有定日鏡工作條件下和在裝置的整個使用壽命期間，保證所需的精確瞄準。

目前已有的解決方案也許使它能滿足這些更需要的要求，然而這會是昂貴的。例如，可以應用基于通過地腳螺栓連接到基礎上的金屬基部的解決方案，因而增加了管子的直徑和厚度并增強了基部和基礎之間的結合，但這會大大增加重量和成本二者。鋼筋混凝土基部也可以使用，然而由跟蹤器的杯狀體所感生的載荷產(chǎn)生大范圍的頻率波動，上述頻率波動的主要原因是風，并且這些波動意味著混凝土會受到可變的拉應力或壓應力，隨著時間推移，上述拉應力和壓應力會由于混凝土磨損的結果而產(chǎn)生裂紋且鋼僅會在支架受磨擦影響的區(qū)域工作，這樣，使用鋼的量必須增加，以便保證在裝置的整個使用壽命中所需的抵抗力和剛變，因而增大了成本。

不過，盡管有上述限制，在太陽能跟蹤器中使用鋼筋混凝土是一種有吸引力的方案，這是由于這種方案具有在可接受的成本下實現(xiàn)高剛度的可能性。然而，仍然需要與迄今為止已知的那些方案不同的解決方案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及具有鋼筋混凝土基部的太陽能跟蹤器，上述太陽能跟蹤器包括俘獲表面、支承結構、驅動機構和用以支承太陽能跟蹤器的杯狀體的鋼筋混凝土基部?；堪ㄓ糜趬壕o混凝土的多條鋼張力線纜并局部地埋入地面中，因而用作基礎。

鋼張力線纜優(yōu)選地沿著基部的整個長度延伸，并張緊到一定的負荷等級，使得即使太陽能跟蹤器經(jīng)受應用環(huán)境所限定的最大負荷，混凝土也絕不會經(jīng)受拉應力。

在一特定實施例中，鋼張力線纜是用于后加拉力的線纜。在另一個特定的實施例中，張緊的鋼線纜是用于預加張力的線纜。

基部優(yōu)選地包括柱和在柱上部的界面，以便接合太陽能跟蹤器的杯狀體?；靠梢园ń仡^圓錐形部分，上述截頭圓錐形部分使柱的部分適應界面的部分。

基部可以具有多條縱向槽，其位于基部部分閥埋入地面中的部分中，以便幫助傳送扭轉負荷。為了幫助傳送扭轉負荷，基部在其下部也可以具有多個埋入地面中的側襟翼。

基部優(yōu)選局部地埋入在地面中所形成的穿孔中并充以混凝土。

基部優(yōu)選地制成單個整體式部件。在一個優(yōu)選實施例中，基部是在工廠車間里預制的。

照這樣，本發(fā)明的太陽能跟蹤器包括加有鋼筋并預加有應力(或后加拉力)的混凝土基部，上述基部包含基礎設計時的功能，這樣以使它長度的一部分埋入地面中，且它將載荷傳送到地面中。

這種加有鋼筋并預加有應力/后加拉力混凝土基部，其所需的混凝土的量低于常規(guī)鋼筋混凝土基部所需的量，為了支承跟蹤器經(jīng)受的載荷，另外預加張力/后加拉力混凝土能適應每個應用環(huán)境所限定的最大載荷。另外，預加張力/后加拉力混凝土防止在混凝土中出現(xiàn)裂紋，在常規(guī)鋼筋混凝土的情況下，上述裂紋由于混凝土受到由跟蹤器經(jīng)受的載荷波動所引起的可變拉應力/壓應力而在經(jīng)過一段時間之后出現(xiàn)。如此，本發(fā)明使它能在底座在裝置的整個使用壽命過程中保證耐受度和剛度。

此外，在把基部和基礎合并成單個整體式部件中時，排除了基部和基礎與相應的單元(金屬基部的凸緣和地腳螺栓)之間的接合。這樣簡化了安裝作業(yè)并降低了元件和安裝的成本，而使它在除去接合時更堅固。

基部另外可以在工廠車間里預制，因而便于其質量控制，并能保證高等級的可靠性和重復性。

按照本發(fā)明，基部包括實心或空心的、棱柱形或圓柱形基部，其用加鋼筋并預加張力(或后加拉力)混凝土制成。

在預加張力基部的情況下，有多條鋼線纜，在基部制造過程中，當基部填滿混凝土時，用一定載荷使鋼線纜保持張緊，這種預加張力取決于每個應用環(huán)境所限定的最大載荷。這種預加張力使得：即便跟蹤器經(jīng)受應用環(huán)境所限定的最大載荷，混凝土也絕不會受到拉應力。

在后加拉力基部的情況下，線纜是在基部填滿了混凝土并經(jīng)過處理之后被張緊的。

基部的上端具有待接合到跟蹤器的杯狀體上的界面，該界面能改變以待適應太陽能跟蹤器的杯狀體的界面的特征。該基部界面可以由埋入基部自身中的帶螺紋的插件或地腳螺栓或通孔組成。

按照地面的類型和由跟蹤器所感生的扭轉負荷，基部可以包含位于埋入地層中的延伸部分上的若干襟翼，以便幫助將扭轉負荷傳送至地面，并增大剛度。

為了在現(xiàn)場安裝基部，在地層中制出穿孔，該穿孔的橫截面大于基部的橫截面，上述基部是圓柱形或棱柱形。如果它具有若干翼板，則還必須進行這些翼板所需的挖掘作業(yè)。然后將基部插入孔中，且在借助于臨時支承件將其正確定位之后，澆注混凝土，以便充滿孔和基部之間的間隙，以保證基部和地面一起工作。當基部安裝時或者經(jīng)過一段時間之后由于地面沉降的結果所產(chǎn)生的基部的豎直度誤差，用太陽能跟蹤器驅動機構控制軟件補償，因而防止豎直度誤差影響跟蹤器的瞄準精度，這意味著，不要求基部極精確地定位。

附圖說明

下面是一系列附圖的簡要說明，附圖有助于更好理解本發(fā)明并特別地涉及作為其一個實施例，該實施例作為非限制性例子而呈現(xiàn)。

圖1A和1B是太陽能跟蹤器包括本發(fā)明的基部的一個可行實施例的兩個不同的視圖。

圖2A、2B和2C示出基部的一個可行實施例。

圖3示出基部柱的剖視圖，其中能觀察到在柱埋入地里的部分中多條槽的詳細情況。

圖4A、4B和4C示出基部的另一個可行實施例。

圖5是安裝埋入地中的基部的示意圖。

具體實施方式

可以根據(jù)下面參照附圖所示的示例性實施例所準備的說明，更好地理解本發(fā)明的太陽能跟蹤器的構造、特征和優(yōu)點。

圖1A和1B分別是包括本發(fā)明的基部10的一個實施例的太陽能跟蹤器1的后視圖和側剖圖?；?0用以支承太陽能跟蹤器的俘獲表面Z(它是反射板或光電地板)、支承結構3和驅動機構4。

圖2A、2B和2C示出示出基部10的一個可行實施例。圖2A示出外貌的一個立體圖。而圖2B示出的是圖2A中所示的基部10安裝在地面21中所形成的孔20中的縱剖圖，其中沒有示出鋼筋11，也沒有示出鋼張力線纜12。圖2C示出基部的縱剖圖，其中能觀察到沿著基部10的整個長度延伸的鋼筋1和鋼張力線纜12。

這個實施例的基部10包括加鋼筋并預加張力/后加拉力的混凝土柱15，上述混凝土柱15具有一恒定的有若干米高度的圓柱形細小空心部分?；?0在其上部具有界面17，以便與跟蹤器的杯狀體接合。為了使柱15的直徑與界面17的直徑適配，在基部10的上部幾何形狀必須逐漸地改變，而截面尺寸沒有突然的改變，以防應力集中。在這個實施例的情況下，為了使得這些部分相適配，基部10包括具有很小傾角的截頭圓錐形部分16，上述截頭圓錐形部分16使柱15的直徑與界面17的直徑相適配。此外，在界面17的上部，安裝有一系列帶螺紋的插件18，上述插件18埋入基部中，用于接合跟蹤器1杯狀體的元件。

在基部10的下部，基部10在埋入地面21中的基部10的柱15部分中具有多條縱向槽19。在柱15的剖視圖(圖3)中示出的縱向槽19對于更好地傳送扭矩而言是有益的。

圖4A、4B和4C示出基部10的另一個可行實施例，上述基部10在其上部包含多個翼13(在圖示的實施例中是兩個翼)，以便將扭轉負荷傳送到地面。在內部(在柱15的翼13二者中)，混凝土具有鋼筋11。各種不同的鋼張力線纜12橫過柱15，正是它們用于后加拉力或預加張力。

混凝土基部10在工廠車間里制成，該車間不一定必需位于跟蹤器安置處附近。利用模具來制造基部具有預加張力鋼線纜12的實施例，其中鋼筋11放在鋼線纜12的旁邊。然后將鋼線纜張緊到預定的載荷并將混凝土澆注到模具中，留下凝固所需的時間量。一旦表面已按需要進行了處理，則將它從模具中取出。

將加有鋼筋預加有應力的混凝土基部用于太陽能跟蹤器的方法包括以下步驟：

-在地面2中制出孔20，該孔的截面和深度能夠容納所限定的基部10的部分，如果基部具有側翼13，則按要求挖掘以適應側翼；

-將基部10豎直地插入孔20中；

-用混凝土充滿孔20的輪廓。

圖5是安裝埋入地面21中的基部10的示意圖。一旦基部10借助于臨時支承件23已正確地定位，則澆注混凝土以便充滿孔20和基部10之間的間隙，以使得基部10和地面21一起工作。