用于太陽(yáng)跟蹤的自穩(wěn)定設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于安裝多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的框架。該框架包括通過(guò)多個(gè)桁架相互連接的多個(gè)支腿組件，以提供被框架自身的重量穩(wěn)定的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而不是依賴(lài)于諸如混凝土塊的外部穩(wěn)定物。每個(gè)支腿組件設(shè)有軸，所述軸具有用于安裝太陽(yáng)追蹤單元的安裝端。每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元包括電樞組件和用于控制安裝在其上的太陽(yáng)能面板的定向和位置的至少一個(gè)馬達(dá)。每個(gè)都包括框架和多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的太陽(yáng)追蹤組件可通過(guò)使用隔開(kāi)所述組件的連接器組裝成陣列，從而提供增強(qiáng)的穩(wěn)定性。每個(gè)組件可設(shè)有本地控制單元，用于控制每個(gè)單獨(dú)的太陽(yáng)追蹤單元，并且全局控制單元可用于控制本地控制單元。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于太陽(yáng)跟蹤的自穩(wěn)定設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的參考
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月15日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)61 / 523，817和2011年9月7日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)61 / 532，083的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的全文被合并于此作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能領(lǐng)域，并且特別地涉及追蹤太陽(yáng)能面板組件及其配置。
【背景技術(shù)】
[0004]通常通過(guò)布置在一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能面板的大的表面區(qū)域上的互連的光電(PV)電池組件來(lái)收集太陽(yáng)能用于發(fā)電。多個(gè)太陽(yáng)能面板可布置成陣列。
[0005]除了在開(kāi)發(fā)能夠優(yōu)化性能的有效的太陽(yáng)能面板中固有的困難(包括制造的不相容性和組裝的不精確性)，場(chǎng)地條件對(duì)于成本有效地執(zhí)行太陽(yáng)能收集設(shè)置了進(jìn)一步的障礙。通常，包括用于引導(dǎo)太陽(yáng)能面板的定位的追蹤器控制器的太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)受益于安裝在平坦表面上，該平坦表面允許精確地安裝該系統(tǒng)并通過(guò)將系統(tǒng)錨固到固定基座(例如通過(guò)澆倒水泥基座)而確保穩(wěn)定性。然而，這些要求增加了場(chǎng)地安裝的成本，因?yàn)樾枰~外的設(shè)備和人工。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖中僅僅通過(guò)示例的方式描繪了本文中描述的選出的實(shí)施例，其中，
[0007]圖1是安裝在地面上的追蹤太陽(yáng)面板組件的透視圖；
[0008]圖2是處于展開(kāi)狀態(tài)的圖1的組件的箱式框架部分的局部分解透視圖；
[0009]圖3是處于折疊狀態(tài)的圖2和箱式框架的部分的透視圖；
[0010]圖4是用于安裝到圖2的箱式框架的桁架的支腿組件的透視圖；
[0011]圖5、6和7是可替換的支腿構(gòu)造的透視圖；
[0012]圖8是與圖1的組件的一起使用的電樞(armature)組件的透視圖；
[0013]圖9和10是與圖1的組件一起使用的示例性太陽(yáng)能面板的側(cè)視圖；
[0014]圖11和12是圖1的組件中的安裝后的光電追蹤器模塊的透視圖；
[0015]圖13是多個(gè)相互連接的框架的例子的示意圖；
[0016]圖14是示出了多個(gè)圖1的追蹤太陽(yáng)能面板組件之間的電和通信互連狀況的進(jìn)一步的不意圖；
[0017]圖15是描繪了用于自動(dòng)校準(zhǔn)的過(guò)程的流程圖；以及
[0018]圖16是示出了太陽(yáng)能場(chǎng)地中的多個(gè)追蹤太陽(yáng)能面板組件之間的電和通信互連狀況的進(jìn)一步的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為集中式或非集中式光電太陽(yáng)能面板提供自穩(wěn)定太陽(yáng)追蹤器組件，以保持面板的穩(wěn)定性和對(duì)準(zhǔn)，而無(wú)需底面準(zhǔn)備。模塊化的、可折疊的桁架結(jié)構(gòu)被作為框架提供，以支撐多個(gè)其上安裝有太陽(yáng)能面板的太陽(yáng)追蹤單元。這些單個(gè)的面板安裝在其重心處或附近并且定位在框架的角落或接合部處。這些結(jié)構(gòu)可在場(chǎng)地中物理地相互連接以提高穩(wěn)定性，從而降低或消除對(duì)于壓載物(諸如水泥塊)的要求，并且還用于方便電連接和數(shù)據(jù)通信的目的。多個(gè)這些相互連接的結(jié)構(gòu)在太陽(yáng)能場(chǎng)地或者子場(chǎng)地中的布置在太陽(yáng)追蹤單元的支撐結(jié)構(gòu)的接地方面提供了效率。
[0020]轉(zhuǎn)向圖1，顯示太陽(yáng)追蹤器組件或單元100。該組件100大致包括接地框架10，用于支撐一個(gè)或多個(gè)光電(PV)追蹤器模塊(也被稱(chēng)之為太陽(yáng)追蹤單元)200。在圖1描繪的實(shí)例中，所示的太陽(yáng)追蹤單元200支撐太陽(yáng)能面板205。框架10包括多個(gè)桁架12、22。在圖1的例子中，框架10具有限定了框架10的第一相對(duì)的側(cè)邊的長(zhǎng)度基本相同的第一對(duì)桁架12、12，第一對(duì)桁架12、12通過(guò)支腿組件30連接到限定了剩余的相對(duì)的側(cè)邊的長(zhǎng)度基本相同的第二對(duì)桁架22、22。桁架組件因此形成整體的平行四邊形形狀，并且在該具體的例子中，為箱式或矩形框架10。框架10的側(cè)邊不需要特別地采用桁架，但是用桁架設(shè)計(jì)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的益處是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠意識(shí)到的。
[0021]如圖2所示，每個(gè)單獨(dú)的桁架12包括上弦元件14和下弦元件16，并且每個(gè)單獨(dú)的桁架22包括上弦元件24和下弦元件26。弦元件14、16和24、26分別通過(guò)一組桁架元件17,27接合。該例子中的桁架12，、22中的每一個(gè)包括一組四個(gè)桁架元件17、27。桁架元件17,27的選擇和布置不必要限定為所示的例子的形式；根據(jù)框架10的選定的尺寸和材料，可以采用更多或更少的桁架元件17、27。此外，一個(gè)或多個(gè)支柱18、28可安裝在上弦和下弦元件14，16或24，26之間以在弦元件之間提供額外的垂直支撐。在圖2的例子中，一些支柱18，28被設(shè)置在桁架12、22的端部附近，S卩，靠近相鄰桁架的接合部。支柱的數(shù)目(可以是零或更多)和布置以及桁架元件的數(shù)目和布置可以根據(jù)太陽(yáng)追蹤器組件100安裝的具體要求以及框架10和追蹤器模塊200的固有特性(包括待支撐的追蹤器模塊200的重量、用于制造桁架12、22的材料以及桁架12、22的幾何形狀)進(jìn)行選擇。
[0022]桁架12、22在它們相應(yīng)的端部處或附近接合在支腿部件30處，如圖3和4進(jìn)一步所示。每個(gè)支腿組件30包括軸31，并且可包括可調(diào)節(jié)的足部元件37，如圖2中描繪的支腿組件的一個(gè)例子所示。在該例子中，足部元件37是可拆卸的，并且包括從桿38延伸的板元件39。桿38連接到支腿組件30的軸31，并且在某些例子中，桿38與軸31的連接點(diǎn)可以變化，以允許支腿組件30的整體高度的調(diào)節(jié)，并且因此當(dāng)太陽(yáng)追蹤單元200安裝在支腿組件30上時(shí)，允許調(diào)節(jié)太陽(yáng)追蹤單元200的高度。桿38和板元件39可具有與本文描述的不同的替換性構(gòu)造。在某些例子中，可在板元件39之外額外地提供或替代板元件39地提供釘狀元件或其他的連接部件(未示出)，以用于將支腿組件錨固到地面中和/或使框架10電接地。支腿組件30的末端提供用于安裝支撐太陽(yáng)追蹤模塊200的電樞組件的安裝端35。
[0023]桁架12、22和支腿組件30以及它們相應(yīng)的構(gòu)件，可由任意適當(dāng)?shù)牟牧现谱?。例如，桁架和支腿組件可由鍍鋅的鋼或鋁制造，并且可通過(guò)擠出或拉制金屬管材(無(wú)論是開(kāi)口的還是封閉的)來(lái)制造。此外，在某些例子中，至少上弦元件14、24可設(shè)有軸向鉆孔或以其它方式形成有行進(jìn)弦元件的長(zhǎng)度的內(nèi)部通道，在任一端處開(kāi)口(未示出)，其可在弦元件由管材制造時(shí)方便地提供。線纜、電線和軟管(諸如電纜等)以及空氣或水管，可穿過(guò)上弦元件
14、24和/或下弦元件16、26。類(lèi)似地，支腿組件30可設(shè)有類(lèi)似的軸向鉆孔或內(nèi)部通道。在這里描繪的例子中，支腿部件30是管狀元件。
[0024]圖3描繪了接合到圖2所示的四個(gè)支腿組件30的框架10的三個(gè)桁架22、12、12。在該例子中，三個(gè)桁架在折疊狀態(tài)下與支腿組件30組裝在一起，以便運(yùn)輸。在該構(gòu)造中，桁架保持接合，但比框架10完全組裝時(shí)更容易運(yùn)輸。剩下的第四個(gè)桁架22可單獨(dú)地提供。然而，可以意識(shí)到，即使第四個(gè)桁架被連接在框架10中，框架10也仍然可以折疊成適于運(yùn)輸?shù)幕酒教沟恼郫B結(jié)構(gòu)。該視圖描繪了支腿組件30上的凸緣單元32，33，34，凸緣單元被提供以用于安裝桁架12、22。從折疊狀態(tài)可以看出，用于將桁架12、22接合到支腿組件30的緊固裝置(如圖4所示)有利地適用于在每個(gè)桁架12、22與支腿組件30之間提供鉸接連接，以允許框架10在部分組裝的狀態(tài)下被運(yùn)輸。此外，由于桁架12、22可在它們的相應(yīng)的上和下弦元件14，16，24，26中攜帶電纜、電線或軟管，因此這些構(gòu)件可在運(yùn)輸之前預(yù)先穿過(guò)所述弦，以使在場(chǎng)地上的組裝時(shí)間最小化，以及使電線等與元件屏蔽，并減少對(duì)于昂貴的連接器的需求。
[0025]轉(zhuǎn)向圖4，其示出了支腿組件30的進(jìn)一步視圖。第一下凸緣單元32被設(shè)置在支腿組件的第一端附近(即，靠近被接合到足部元件37的端部)。在該例子中，凸緣單元32包括從支腿組件延伸的一組四個(gè)凸緣32a，32b，32c，32d。在箱式框架10的該例子中，凸緣32a，32b，32c, 32d圍繞支腿組件30徑向地延伸并基本等間距地間隔，即，彼此成直角。在該例子中，單個(gè)凸緣32a，32b，32c，32d和下弦元件16、26配有用于接收緊固件42的相應(yīng)的鉆孔。下弦元件16、26被設(shè)置在相應(yīng)的凸緣32c，32d上，使得設(shè)置在每個(gè)構(gòu)件中的鉆孔基本對(duì)準(zhǔn)，并且緊固件42被用于將弦元件連接到其相應(yīng)的凸緣。緊固件42還可通過(guò)用于電接地目的的相應(yīng)的凸緣，方便弦元件與支腿組件30之間的電連接。例如所描繪的螺栓和墊片的適當(dāng)?shù)木o固件42可以被選擇以用于接合和/或電連接弦元件和凸緣。本文提及的緊固件例如可以是自攻絲螺栓或開(kāi)口銷(xiāo)；因此凸緣單元32與桁架12、22中的鉆孔不需要加工螺紋。
[0026]將會(huì)意識(shí)到，也可以使用將桁架12，22連接到支腿組件30的其他裝置；例如，支腿組件30不需要配有凸緣單元32，33，34，而是上弦和下弦14，24，16，26可以直接安裝到軸上。然而，單個(gè)凸緣32b，32c還向安裝在其上的桁架22，12的下弦元件26，16提供支撐。盡管如圖4所示，所示的凸緣單元32，33，34被固定在支腿組件30的軸31上的預(yù)定位置，但在某些例子中，凸緣單元32，33，34可以安裝在軸31上的不同高度處。例如，凸緣單元32可包括管狀體，該管狀體具有從其延伸的凸緣32a，32b，32c，32d，該管狀體具有比軸31的外徑更大的內(nèi)徑。如果軸31和凸緣單元32的管狀體是圓形的，凸緣單元32可被旋轉(zhuǎn)到期望的位置。凸緣單元32可沿軸31的長(zhǎng)度滑動(dòng)，并隨后通過(guò)使用適當(dāng)?shù)木o固件固定就位。然而，為簡(jiǎn)化場(chǎng)地安裝，凸緣單元被固定在預(yù)定位置處。
[0027]一旦框架10被組裝，該例子中的兩個(gè)凸緣32a，32d不被用于連接任何桁架12或22。然而，可以意識(shí)到，提供額外的凸緣32a，32d允許支腿組件30連接到額外的桁架(未示出)，和連接到如下文參照?qǐng)D13描述的間隔臂。
[0028]上凸緣元件33，34可按照與上文所述的下凸緣元件32類(lèi)似的方法配置。上凸緣元件33，34在軸31上與下凸緣元件32間隔開(kāi)，以接收桁架12，22的上弦元件14，24，其方式再次與下凸緣元件32類(lèi)似。在該例子中，上弦元件14，24被設(shè)置在第一凸緣單元33和第二凸緣單元34之間，其中第一凸緣單元33支撐弦元件。緊固件44被隨后用于將弦元件14，24固定在兩個(gè)凸緣之間。
[0029]當(dāng)上弦元件14，24被安裝到支腿組件時(shí)，一個(gè)或多個(gè)支腿組件30可包括設(shè)置在上弦元件14,24的水平處或附近的一個(gè)或多個(gè)端口(port)40。在圖4中顯示單個(gè)這種端口
40。穿過(guò)弦元件14，24的電纜、電線或軟管可延伸進(jìn)入與第一上弦元件14的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)的第一端口 40，并穿過(guò)支腿組件30以從與第二上弦元件24的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)的第二端口伸出來(lái)，之后，所述電纜、電線或軟管繼續(xù)延伸。可替換地，某些電纜和電線可穿過(guò)弦元件14，24，而其他的電纜和電線被連接到弦元件14，24的外部。例如，當(dāng)弦元件24被電接地時(shí)，低壓控制電纜可穿過(guò)弦元件14，24，而高電壓功率和控制電纜可沿弦元件14，24的外部布置，以與低壓控制電纜電隔離。在另一例子中，某些電纜和電線可以連接到弦元件14，24的一側(cè)，而其他電纜和電線被連接到弦元件14，24的另一側(cè)，使得弦元件14，24用作電隔離器。在又一例子中，電纜和電線可穿過(guò)支腿組件30并布置在地下，在那里電纜和電線被電隔離。支腿組件30還可包括隔離器，以在支腿組件30內(nèi)隔離高壓和低壓電纜。
[0030]示例的框架10的箱子形狀提供用于安裝太陽(yáng)追蹤單元200的足夠穩(wěn)定的構(gòu)造。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，替換性的框架構(gòu)造也是可行的。三角形框架50的例子如圖5所示，其中三個(gè)桁架52被安裝到支腿組件54。在該特殊的構(gòu)造中，桁架52具有大大致相同的長(zhǎng)度，從而產(chǎn)生大致等邊三角形結(jié)構(gòu)；然而，桁架52可包括兩個(gè)或三個(gè)不同的長(zhǎng)度。桁架52和支腿組件54可通過(guò)與參照?qǐng)D4描述的那些類(lèi)似的方式結(jié)合，盡管與圖4的例子不同，從支腿組件54延伸的凸緣將被布置在適于在期望的三角形構(gòu)造中結(jié)合桁架的角部處。
[0031]兩種其他可能的構(gòu)造如圖6和7所示。圖6是用于框架60的X—構(gòu)造的示意圖，其中四個(gè)桁架62在中心點(diǎn)處安裝到中心支撐桿66，并且四個(gè)支腿組件64結(jié)合到每個(gè)桁架62的末端。太陽(yáng)追蹤單元(未示出)將隨后被安裝在支腿組件64中的至少一個(gè)上。太陽(yáng)追蹤單元的布置因此與圖1的箱式框架10上的太陽(yáng)追蹤單元的布置類(lèi)似。圖7示出了進(jìn)一步的X —構(gòu)造，其中，桁架72再次安裝到中心支撐桿76，并按照與圖6所示類(lèi)似的方式延伸；然而，每個(gè)桁架72的末端被安裝在末端支撐桿74處，并且兩個(gè)支腿組件78通過(guò)支撐梁77或進(jìn)一步的桁架的手段結(jié)合到每個(gè)末端支撐桿74處。如圖7的例子所示，框架70可支撐至少四個(gè)太陽(yáng)追蹤單元(未示出)，太陽(yáng)追蹤單元可安裝在末端支撐桿74上。圖6和7中示出的例子可折疊以方便運(yùn)輸。中心支撐桿66，76可配有鉸鏈連接，使得桁架62，72能夠被旋轉(zhuǎn)。圖7的末端支撐桿74也可配有鉸鏈，使得支腿組件78能夠被折疊。
[0032]在圖1描繪的例子中，太陽(yáng)追蹤單元200被安裝在支腿組件30的安裝端35上。如圖8中所示，太陽(yáng)追蹤單元200包括電樞組件80。太陽(yáng)能面板，例如下文中參照?qǐng)D9和10進(jìn)一步詳細(xì)描述的那些，可以被安裝在每個(gè)電樞組件80上。每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200還可配有太陽(yáng)位置傳感器(未示出)，以用于計(jì)算機(jī)校正，以確保陽(yáng)光垂直地入射在太陽(yáng)能面板的表面上，以及用于補(bǔ)償場(chǎng)地安裝的難以預(yù)料的變化，例如不平坦的地面影響指定單元200的斜度，以及其他問(wèn)題，諸如太陽(yáng)能面板210、220或其構(gòu)件在制造中的制造誤差、實(shí)際太陽(yáng)位置和期望太陽(yáng)位置之間的差異等。
[0033]電樞組件80包括軸82，軸82具有尺寸被設(shè)定為裝配在支腿組件30的安裝端35內(nèi)的外徑。軸82在支腿組件30內(nèi)的定向可在場(chǎng)地安裝過(guò)程中確定，但是通常地，該定向是通過(guò)框架10與太陽(yáng)追蹤單元200的期望的南一北向?qū)?zhǔn)來(lái)確定的。太陽(yáng)追蹤單元200在框架10上的對(duì)準(zhǔn)可通過(guò)位于軸的第一端82’處的一個(gè)或多個(gè)凹口或楔口(embrasure)93設(shè)定，所述凹口或楔口 93接收位于支腿組件30的安裝端35內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的突起或銷(xiāo)(未示出)。在圖8的例子中，第一卡箍98和第二卡箍99設(shè)置在軸82上，從第一端82’向后移。第一和第二卡箍98，99中的每一個(gè)具有比軸82或第一端82’更大的直徑，其中，第一卡箍98的尺寸被設(shè)定為以最小間隙或無(wú)間隙的方式裝配在支腿組件30(圖8中未示出)的安裝端35內(nèi)。第二卡箍98可具有與第—^箍98的外徑基本相同的外徑，以類(lèi)似地裝配在安裝端35內(nèi)，其中上唇部81具有更大的直徑，上唇部在安裝時(shí)座接在支腿組件30的安裝端35的頂部邊緣上。因此，軸82上的唇部81的位置，以及在某些實(shí)施例中的凹口93的深度，確定了一旦電樞組件80安裝在支腿組件30上的高度。在其他例子中，第二卡箍99的整體可具有至少比支腿部件30的安裝端35的內(nèi)徑更大的外徑，并且因此可以取消唇部81。在該情形下，第二卡箍99將座接在安裝端35的頂部邊緣上。當(dāng)安裝時(shí)，軸82可進(jìn)一步固定到安裝端35，其中平坦部94或其他容納部(例如，鉆孔或其他孔)適于接收設(shè)置在安裝端35中的緊固件(例如，固定螺釘，未示出)。在某些例子中，鉆孔36(如圖4中所示)被設(shè)置在安裝端35中，以用于接收緊固件。
[0034]電樞組件包括軛狀物84，軛狀物84設(shè)有軛安裝件79、從軛安裝件79延伸的橫桿85、和從橫桿85延伸的第一和第二臂86。盡管在其他構(gòu)造中兩個(gè)臂相對(duì)于橫桿85和軛安裝件79的相對(duì)位置可根據(jù)安裝在電樞組件80上的太陽(yáng)能面板的設(shè)計(jì)而變化，在圖8所示的構(gòu)造中，臂86從橫桿85基本垂直地延伸并基本平行于軛安裝件79，并且兩個(gè)臂彼此平行。用于增加剛性的角撐板(gusset)83被安裝在橫桿85和臂86上。軛安裝件79延伸穿過(guò)橫桿85的中心并固定到該中心。軛安裝件79、橫桿85、臂86和角撐板83可被制作成單獨(dú)的構(gòu)件，它們焊接在一起以形成軛狀物84。可替換地，軛狀物84可通過(guò)模鑄整體地形成為單個(gè)部件。
[0035]軸承或襯套(圖8中未示出)可設(shè)置在軛安裝件79內(nèi)以促進(jìn)軛狀物84圍繞軸82的旋轉(zhuǎn)。用于控制太陽(yáng)追蹤單元200的偏航運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括固定到軸82并因此相對(duì)于框架10靜止的第一齒輪90。與第一齒輪90接合的第二齒輪91也被設(shè)置在橫桿85上，第二齒輪91與第一齒輪90相同地從橫桿85的同一個(gè)面延伸。第二齒輪被相對(duì)于軛狀物84固定。在圖8的例子中，第一和第二齒輪90，91被設(shè)置在軛狀物84的內(nèi)側(cè)，即，基于兩個(gè)臂86之間。為第二齒輪91提供包括馬達(dá)和變速器92的第一驅(qū)動(dòng)組件，以用于控制第二齒輪91的旋轉(zhuǎn)，以致使軛狀物84`圍繞固定的第一齒輪90和軸82旋轉(zhuǎn)。適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)組件的例子包括耐氣候變化并且耐久的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)具有連接到密封的變速箱的輸出軸，變速箱具有帶小齒輪(第二齒輪91)的輸出軸。小齒輪(第二齒輪91)能夠因此提供比步進(jìn)電機(jī)更高的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的增加取決于包括在密封的變速箱內(nèi)的齒輪的傳動(dòng)比。連接到密封的變速箱的輸出軸的小齒輪與第一齒輪90接合并可在非密封的環(huán)境下操作。第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)因此為軛狀物84提供了高達(dá)360度(或更大)的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)。在使用中，電樞組件80可被封裝在耐氣候變化罩(未示出)中，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)免受冰、雨、沙等的影響。
[0036]輪軸88穿過(guò)設(shè)置在兩個(gè)臂86的端部附近的孔87被安裝。再次地，適當(dāng)?shù)妮S承或襯套被提供，但未示出。輪軸88的每一端終止于板89，以安裝到太陽(yáng)能面板的底側(cè)，如下面的圖所示。板89的精確的構(gòu)造將取決于用于將太陽(yáng)能面板安裝到電樞組件80的連接裝置；在這種情況下，在板89的外周中設(shè)置槽，以接收緊固件，用于將電樞組件80連接到太陽(yáng)能面板?？刂铺?yáng)追蹤單元200的傾角的第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被設(shè)置在軛狀物84和輪軸88上；第一齒輪95安裝在輪軸88上，與第一齒輪96嚙合的第二齒輪96安裝在軛狀物84上。在該例子中，第一齒輪95為圓扇形輪，而不是與齒輪90類(lèi)似的整個(gè)圓形。由于通過(guò)包括齒輪90，91的第一驅(qū)動(dòng)組件可提供更大范圍(即，超過(guò)180度)內(nèi)的偏航，因此太陽(yáng)追蹤單元200在90度范圍內(nèi)的傾角調(diào)整是很可能充分的。在另一例子中，齒輪95可以是半圓形的，而不是四分之一輪；取決于太陽(yáng)能面板堆輪軸88的接近性，可能不能在輪軸88上提供完整圓形的齒輪。第二齒輪96被進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)包括馬達(dá)和變速箱97，同樣也被安裝在軛狀物84上。適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)組件的例子包括耐氣候變化并且耐久的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)具有連接到密封的變速箱的輸出軸，變速箱具有帶小齒輪(第二齒輪96)的輸出軸。小齒輪(第二齒輪96)能夠因此提供比步進(jìn)電機(jī)更高的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的增加取決于包括在密封的變速箱內(nèi)的齒輪的傳動(dòng)比。連接到密封的變速箱的輸出軸的小齒輪與第一齒輪95接合并可在非密封的環(huán)境下操作。在圖8的例子中，馬達(dá)97和第二齒輪96可靠近齒輪95地安裝在臂86上。
[0037]在圖8中，描繪了正齒輪；然而，也可采用其他類(lèi)型的齒輪以在垂直于軸82和輪軸88的兩個(gè)基本正交的平面內(nèi)提供運(yùn)動(dòng)。可以提供拉簧(未示出)以確保齒輪91，96和90，95的齒之間的嚙合。可在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)組件的每一個(gè)上提供復(fù)位開(kāi)關(guān)(home switch)(未示出)以用于將太陽(yáng)能面板返回到默認(rèn)位置。兩個(gè)馬達(dá)92和97可通過(guò)使用下文描述的本地控制單元加以控制。
[0038]安裝到電樞組件80的太陽(yáng)能面板可具有任意適當(dāng)?shù)男螤?。例如，太?yáng)能面板可包括由半導(dǎo)體(諸如，硅、砷化鎵、碲化鎘、或銅銦鎵砷化物)制成的一個(gè)或多個(gè)平板型太陽(yáng)能面板或可以是采用了聚光光學(xué)裝置的聚光型太陽(yáng)能面板。在聚光型太陽(yáng)能面板的情況下，太陽(yáng)能面板包括單獨(dú)的光學(xué)模塊，該模塊包括PV電池。光學(xué)模塊可包括或不包括集成的電子器件，諸如功率效率優(yōu)化器等。設(shè)有單獨(dú)的光學(xué)模塊的光學(xué)裝置可包括多構(gòu)件型光學(xué)裝置。多光學(xué)裝置組件的實(shí)施例被描述在2010年2月12日提交的第2011 / 0011449號(hào)和2008年5月I日提交的第2008 / 0271776號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)出版物中。集成聚光型PV模塊被描述在2011年4月I日提交的第2011 / 0273020號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)出版物中。這里提到的這些文件的全文被合并于此作為參考。單個(gè)光學(xué)模塊可以串聯(lián)合并成光學(xué)模塊串，其之后可與其他串并聯(lián)連接以產(chǎn)生光學(xué)模塊陣列。一個(gè)或多個(gè)光學(xué)模塊串可布置在平面中以形成太陽(yáng)能面板模塊。
[0039]圖9描繪了 “領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)”構(gòu)造的第一太陽(yáng)能面板210，其中由光學(xué)模塊組成的太陽(yáng)能面板模塊布置成交錯(cuò)的形式以定義一個(gè)兩層面板。光學(xué)模塊串被安裝在一個(gè)或多個(gè)橫桿212上以形成太陽(yáng)能面板模塊。橫桿212可由鋁或能夠提供適于場(chǎng)地使用的耐氣候變化性、剛性和穩(wěn)定性的任意適當(dāng)?shù)牟牧现圃?。橫桿212定義了至少一個(gè)凹入的層213和至少一個(gè)升高的層214，每個(gè)層承載多個(gè)光學(xué)模塊218。圖9中的橫桿212包括位于兩個(gè)凹入的層213之間的升高的層214 ;然而，多個(gè)升高的層214可插入在多個(gè)凹入的層之間。在該例子中，光學(xué)模塊218被安裝在散熱器216上,散熱器將光學(xué)模塊218與橫桿212間隔開(kāi)。散熱器可由任意適當(dāng)?shù)牟牧现圃欤辉趫D9中，散熱器有擠出成型的鋁制造并具有工字梁(“I”beam)構(gòu)造，該構(gòu)造包括支撐部216a，該支撐部安裝到橫桿212，使得光學(xué)模塊218基本平行于層213,214,并且指定的層213、214上的成組的光學(xué)模塊彼此基本平齊。提供一組翼片216b以用于散熱。固定有光學(xué)模塊串的多個(gè)橫桿212自身被梁215連接(如圖11和12中所示)，電樞組件80可連接到梁215。
[0040]可替換的“三角狀”太陽(yáng)能面板構(gòu)造220在圖10中示出。在該例子中，橫桿222包括兩個(gè)臂224，該兩個(gè)臂成角度并在中間頂點(diǎn)226處匯合。再次地，光學(xué)模塊230被安裝到散熱器228，散熱器接著在支撐部228a處安裝到臂224。同時(shí)，與上文參照?qǐng)D9提及的一樣，散熱器可具有不同的形式，圖10中所示的改進(jìn)的工字梁形式允許單個(gè)光學(xué)模塊230彼此平行地安裝成梯田型布置。再次地，電樞組件80可安裝到梁，圖10中未示出。這些交錯(cuò)的和三角狀的構(gòu)造210和220 二者因此在不同的高度處偏移相鄰的光學(xué)模塊串并因此改善面板周?chē)臍饬?，從而輔助減少風(fēng)載荷并促進(jìn)散熱的傳熱，并可以允許面板210、220以比其他情形更高效率地操作。包括多個(gè)平板型太陽(yáng)能面板模塊的太陽(yáng)能面板可類(lèi)似地具有交錯(cuò)的或三角狀構(gòu)造。在某些例子中，太陽(yáng)能面板模塊可直接連接到至少一個(gè)凹入的層213和至少一個(gè)升高的層214上或連接到成角度的臂224上，而無(wú)需散熱器216，228。
[0041]圖11描繪了上文提到的橫桿212和梁215的連接。設(shè)置在電樞組件80的輪軸88上的板89可通過(guò)使用適當(dāng)?shù)木o固裝置固定到梁215。單個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200和面板被有用地安裝，使它們的中心對(duì)準(zhǔn)支腿組件30的定位，以增強(qiáng)單元整體的穩(wěn)定性。太陽(yáng)能面板210和220的交錯(cuò)的和三角狀的構(gòu)造還能在一旦安裝之后增強(qiáng)穩(wěn)定性；當(dāng)面板被安裝在電樞組件80上時(shí)，由于偏移的相鄰的光學(xué)模塊串的這種布置，旋轉(zhuǎn)軸線(俯仰旋轉(zhuǎn)，由輪軸88定義)與面板210和220的中心基本對(duì)準(zhǔn)。這可以在圖9和10中通過(guò)輪軸88的相對(duì)于面板210、220的位置看出。該面板設(shè)計(jì)因此降低了在不同定向之間驅(qū)動(dòng)面板所需的能量的量，并有助于保持追蹤精度。
[0042]可替換地，太陽(yáng)能面板，無(wú)論是平板型太陽(yáng)能面板還是包括聚光光學(xué)裝置的太陽(yáng)能面板，都可具有“平面的”太陽(yáng)能面板構(gòu)造，其中，所有接收器位于一個(gè)平面中(未示出)。如果太陽(yáng)能面板和用于將太陽(yáng)能面板安裝到電樞組件的面板框架的重心不處于輪軸88的中心，則當(dāng)輪軸88旋轉(zhuǎn)時(shí)，重心將對(duì)抗重力垂直地移動(dòng)，從而要求系統(tǒng)做功。因此，將太陽(yáng)能面板和面板框架的重心維持在輪軸88的中心處可能是有利的。為了將太陽(yáng)能面板和面板框架的重心維持在輪軸88的中心處，可將一配重連接到太陽(yáng)能面板或面板框架以將重心移動(dòng)到期望的位置(未示出)。
[0043]圖11還描繪了用于將太陽(yáng)追蹤單元200的支撐結(jié)構(gòu)接地的可能的導(dǎo)通路徑。導(dǎo)體1100通過(guò)緊固件1101固定在梁215的一端處或附近，并延伸至緊固件1103，該緊固件1103將導(dǎo)體1100固定到角撐板83。導(dǎo)體1100的第二端被隨后固定到支腿組件30的安裝端35，例如，在將電樞組件80連接到支腿組件30的進(jìn)一步的緊固件1105處。導(dǎo)體1100以足夠松弛的方式緊固到電樞組件80，以允許通過(guò)使用偏航和傾角驅(qū)動(dòng)組件執(zhí)行太陽(yáng)追蹤單元200的運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體1100可是任意適當(dāng)?shù)慕拥仉娋€或電纜，諸如絕緣的10-標(biāo)準(zhǔn)線，并且緊固件可以是任意適當(dāng)?shù)念?lèi)型并且有利地是自攻絲接地螺栓，其耐腐蝕并被噴漆以防止在場(chǎng)地使用中的退化。
[0044]圖12描繪了用于將太陽(yáng)追蹤單元200的支撐結(jié)構(gòu)接地的替換的電線。在該例子中，導(dǎo)體1201的第一長(zhǎng)度被固定在設(shè)置在軛狀物臂86上的緊固件1101和另一個(gè)緊固件1102之間。導(dǎo)體1201的第二長(zhǎng)度通過(guò)使用緊固件1103固定到角撐板83，并通過(guò)緊固件1105固定到支腿部件30。通過(guò)這種方式，軛狀物84和角撐板83提供了導(dǎo)電接地路徑的一部分，而不是依賴(lài)于電纜的更長(zhǎng)的長(zhǎng)度去提供導(dǎo)電路徑。通過(guò)這種方式，由于在偏航和傾角驅(qū)動(dòng)組件使太陽(yáng)追蹤單元200沿多個(gè)軸線移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體1201、1202承受更少的運(yùn)動(dòng)，因此與圖11的接線相比，電纜的扭曲和/或彎曲的量可被降低。
[0045]當(dāng)在場(chǎng)地中展開(kāi)時(shí)，箱式框架10有利地設(shè)置成使框架10的一個(gè)桁架對(duì)準(zhǔn)在北-南方向上。對(duì)準(zhǔn)和定位的例子如圖13所示，圖13描繪了三個(gè)箱式框架10，其中當(dāng)三個(gè)箱式框架布置在場(chǎng)地中時(shí)，較短的桁架被定向在北-南方向上。為了維持框架10之間的間距，具有預(yù)定長(zhǎng)度的間隔臂1302、1304被固定到相鄰的框架10的桁架或支腿組件。間隔臂1302，104可與上弦元件14，124或沿地面對(duì)準(zhǔn)。例如，如圖13所示，定向在北-南方向上的間隔臂1302可與上弦元件14，24對(duì)準(zhǔn)，而定向在東-西南方向上的間隔臂1304可位于地面水平處或附近的位置，該位置能夠允許人在框架10之間移動(dòng)并且其中間距允許車(chē)輛在框架之間沿東-西方向被驅(qū)動(dòng)。相互連接增強(qiáng)了框架10整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，并且減少對(duì)于框架10的外部穩(wěn)定物的需求。間隔臂1302、1304的長(zhǎng)度和框架10本身的尺寸可根據(jù)期望的每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200的間距來(lái)選擇，其可至少部分地基于太陽(yáng)能面板的尺寸和/或環(huán)境因素，例如遮擋和風(fēng)速，以及制造因素，例如，基于對(duì)相關(guān)構(gòu)件的分析、運(yùn)輸和土地使用成本以及最優(yōu)化的功率產(chǎn)出。例如，在使用圖11和12中所示的面板類(lèi)型的情況下，北-南方向上的支腿組件之間的距離可大約為3.44米，并且東-西方向上的支腿組件之間的距離可大約為4.98米。
[0046]除了用于增強(qiáng)穩(wěn)定性目的的太陽(yáng)追蹤單器組件100的框架10的物理相互連接之夕卜，單個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200在單個(gè)的太陽(yáng)追蹤單器組件100內(nèi)相互連接。圖14中所示的本地控制單元1402 (IXU)可設(shè)置于每個(gè)組件100上，以控制設(shè)置在單個(gè)框架10上的所有太陽(yáng)能單元200?？商鎿Q地，單個(gè)IXU1402可用于控制數(shù)個(gè)框架(未示出)上的太陽(yáng)追蹤單元200。例如，可設(shè)置和布置框架10的集群，使得LCU1402僅被安裝到該集群的單個(gè)框架10上，并且其他框架10不具有安裝到它們上的本地控制單元。電線可從單個(gè)IXU1402延伸至該集群的多個(gè)框架上的每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200。在制定的具有四個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200的框架10內(nèi)，多對(duì)單元200可彼此串聯(lián)連接，并且這些對(duì)彼此并聯(lián)連接，從而實(shí)現(xiàn)提高的電壓，以減少連接電線中的功率損耗。每對(duì)單元200可設(shè)有與LCU1402通信的電流和/或電壓傳感器(未不出)。
[0047]在某些例子中，單個(gè)框架上的每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200是獨(dú)立可控的，并且每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200可配有電流和/或電壓傳感器。
[0048]IXU1402可接收包括天文數(shù)據(jù)(其可以被預(yù)編程在IXU中或可替換地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收)、來(lái)自電流或功率傳感器的讀數(shù)和來(lái)自每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200上的太陽(yáng)位置傳感器的讀數(shù)在內(nèi)的輸入。LCU使用輸入數(shù)據(jù)確定每個(gè)單元200的太陽(yáng)能面板位置，并輸出信號(hào)以控制馬達(dá)和在場(chǎng)地中或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他構(gòu)件通信。IXU1402還可設(shè)有溫度傳感器，以測(cè)量組件100位置處的環(huán)境溫度。如果溫度被檢測(cè)到上升至預(yù)定的閾值以上，則IXU1402可停止追蹤太陽(yáng)直到溫度返回到可操作的范圍(例如，攝氏-20至+50度)。如果風(fēng)速超過(guò)預(yù)定閾值(例如，超過(guò)35mph)，則IXU1402可向馬達(dá)92，97輸出信號(hào)以將太陽(yáng)追蹤單元200移動(dòng)至水平的“收攏(stowed)位置”。如果不在單個(gè)的組件100上設(shè)置溫度(或風(fēng)速)傳感器，則氣候數(shù)據(jù)可通過(guò)通信線路從設(shè)置該組件100的太陽(yáng)能電場(chǎng)的中心位置或可替換地由其他網(wǎng)絡(luò)源提供給IXU1402。[0049]IXU1402可通過(guò)在圖15所示的迭代程序中比較來(lái)自每個(gè)追蹤單元200上的太陽(yáng)傳感器或功率傳感器(即，電流和/或電壓傳感器)的反饋，自校準(zhǔn)其通過(guò)接收的星相數(shù)據(jù)確定的預(yù)期的太陽(yáng)位置。在1510處，IXU1402計(jì)算初始太陽(yáng)位置。在1520處，接收來(lái)自太陽(yáng)傳感器的反饋，并且在1530處，計(jì)算接收到的太陽(yáng)傳感器數(shù)據(jù)與計(jì)算位置之間的偏差。在1540處確定反饋位置和計(jì)算位置之間的定向差異，并在1550處基于所述確定的差異應(yīng)用坐標(biāo)變換到計(jì)算位置。在1520處，隨著IXU1402持續(xù)地接收來(lái)自傳感器的反饋，所述變換被進(jìn)一步調(diào)整。該變換被接下來(lái)應(yīng)用到由IXU1402執(zhí)行的其他太陽(yáng)位置計(jì)算，以控制不同太陽(yáng)追蹤單元200上的太陽(yáng)能面板210、220的位置。盡管每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200上的太陽(yáng)傳感器因此可用于補(bǔ)償各種因素，諸如不平坦的底面或不完美的安裝，但是太陽(yáng)傳感器相對(duì)于單元200中的單個(gè)面板210、220的不對(duì)準(zhǔn)可導(dǎo)致持續(xù)的性能退化。因此，IXU1402可額外地或替換性地通過(guò)使用電流和/或電壓傳感器針對(duì)每個(gè)面板或多個(gè)面板追蹤機(jī)械最大功率點(diǎn)(MPP)，并通過(guò)沿每個(gè)軸線漸進(jìn)地調(diào)整單獨(dú)的面板的對(duì)準(zhǔn)執(zhí)行面板的校準(zhǔn)，以確定最佳位置。
[0050]如圖14所示，多個(gè)IXU1402可通過(guò)場(chǎng)地配線1400在場(chǎng)地中相互連接。場(chǎng)地配線1400可包括用于組件100的功率總線以及用于每個(gè)IXU1402的通信線。在一個(gè)例子中，電力線通信被用于影響LCU1402與全局控制或管理單元(未示出)之間的通信，該全局控制或管理單元接收來(lái)自組件100的場(chǎng)地或子場(chǎng)地內(nèi)的多個(gè)IXU1402中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)。全局控制單元可接收諸如太陽(yáng)傳感器數(shù)據(jù)、每個(gè)單獨(dú)的追蹤單元200對(duì)或整個(gè)組件100的功率或電流讀數(shù)等的數(shù)據(jù)，并可向LCU1402送數(shù)據(jù)，包括馬達(dá)控制指令或其他操縱數(shù)據(jù)，諸如星相數(shù)據(jù)。單個(gè)的太陽(yáng)追蹤單元200的控制可受全局控制單元的影響，從而超越控制相關(guān)聯(lián)的IXU1402。例如，維護(hù)人員可使用全局控制單元強(qiáng)迫太陽(yáng)追蹤單元200處于收攏位置或至其他位置以維護(hù)和維修，或使單個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200停用。在其他例子中，無(wú)線(RF)通信或有線串行通信可用在LCU1402與全局控制單元之間。全局控制單元還可選擇性地被操作者通過(guò)公共或私人網(wǎng)絡(luò)(例如互聯(lián)網(wǎng))訪問(wèn)，以用于全局控制單元和單個(gè)IXU1402的遠(yuǎn)程控制。因此提供了可獨(dú)立地操作的太陽(yáng)追蹤單元200的網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)單元200可通過(guò)使用中央控制系統(tǒng)控制。
[0051]IXU1402中的某些或全部還可被配置成它們不需要場(chǎng)地配線。這可通過(guò)在IXU1402和全局控制單元之間使用無(wú)線(例如，射頻)通信并通過(guò)用IXU1402正在追蹤的太陽(yáng)能面板向該LCU1402供電或通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)副太陽(yáng)能面板向每個(gè)LCU1402供電的方式實(shí)現(xiàn)，其中所述副太陽(yáng)能面板直接連接到LCU1402并且不向太陽(yáng)能電場(chǎng)的主電力總線傳導(dǎo)的電力作貢獻(xiàn)，其中主電力總線傳導(dǎo)由太陽(yáng)追蹤單元200產(chǎn)生的電力。副太陽(yáng)能面板可被直接集成到LCU1402的外殼中(未示出)。
[0052]全局控制或管理單元可集成到太陽(yáng)能電場(chǎng)中的其中一個(gè)IXU1402中?？商鎿Q地，更小的太陽(yáng)能電場(chǎng)可僅需要單個(gè)LCU，該LCU控制多個(gè)追蹤器并同時(shí)用作該LCU和全局控制單元。
[0053]圖16描繪了太陽(yáng)能子電場(chǎng)或組件陣列1600的示例性布局，其中陣列1600使用這里描繪的太陽(yáng)追蹤組件100a-100i。圖16中的陣列1600包括布置成網(wǎng)格形式的九個(gè)組件100，其中組件100的陣列通過(guò)間隔臂1602、1604和場(chǎng)地配線連接，該配線可沿著間隔臂1602、1604的路徑?？梢钥闯?，組件IOOe和IOOf不包括完全補(bǔ)足的太陽(yáng)追蹤單元200。[0054]典型地，當(dāng)組件100被安裝時(shí)，每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元200的支撐結(jié)構(gòu)通過(guò)使用上文參照?qǐng)D11和12描述的傳導(dǎo)路徑接地。接地電極(諸如接地桿或棒)可連接到每個(gè)支腿組件30以防止不期望的電壓在太陽(yáng)追蹤單元200的框架10和支撐結(jié)構(gòu)(例如，橫桿、梁和電樞組件)上的聚積。為了減低安裝成本，由于間隔臂1602、1604在單元200之間提供傳導(dǎo)路徑，用于連接到組件陣列1600的一個(gè)框架10的接地桿或棒1650的中央接地位置選擇在能夠在陣列1600內(nèi)的最遠(yuǎn)的單個(gè)的太陽(yáng)追蹤單元200與接地棒1620之間提供最短的可能的路徑的位置中。
[0055]通過(guò)使用前述框架和單元200，太陽(yáng)追蹤組件100可以被方便地安裝在場(chǎng)地中。如上所述，組件100的各種特征可補(bǔ)償不平坦的底面；有利地，執(zhí)行場(chǎng)地的粗略的分級(jí)，以粗略地找平地面，并形成用于維護(hù)通道的通路。在不穩(wěn)定的地面或肥沃的土壤上，粉碎的混凝土聚合體的薄層被分布，以輔助穩(wěn)定地面和/或抑制植物生長(zhǎng)。具有三個(gè)桁架12，22的預(yù)先配線的折疊的框架10被展開(kāi)，并且第四桁架22，12被固定就位。如果需要，可調(diào)整每個(gè)支腿組件30上的足部元件37，以補(bǔ)償不平坦的地面；然而，該調(diào)整不需要完全精確，移位地面的變化可通過(guò)追蹤模塊的自動(dòng)校準(zhǔn)加以補(bǔ)償。電樞組件80可隨后分配到每個(gè)支腿組件30，并下降到支腿組件30的安裝端35上的位置，并通過(guò)緊固件固定就位。太陽(yáng)能面板210，220可隨后通過(guò)板89或緊固件固定到電樞組件80?？蚣?0和電樞組件80的整體高度被設(shè)定為在面板210，220的安裝過(guò)程中不需要使用起重機(jī)或類(lèi)似設(shè)備。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，被運(yùn)送的面板210，220帶有可拆卸的手柄，該手柄允許安裝人員提起太陽(yáng)能面板210，220并將其放置到電樞組件80上。
[0056]接地線可隨后根據(jù)需要連接，并且馬達(dá)92，97被連接到框架10內(nèi)的通向本地控制單元1402的配線。馬達(dá)配線可部分地穿過(guò)支腿組件30和/或桁架組件。本地控制單元1402被安裝在框架10上并連接到已經(jīng)設(shè)置在框架10上的配線。本地控制單元1402被隨后連接到與其他組件100互連的電力總線。場(chǎng)地配線可由包含PV電力總線和本地控制單元電力/通信總線的適用于PV電纜的切斷并終止的線束提供。場(chǎng)地配線可直接布置在太陽(yáng)追蹤組件100之間的地面上，盡管在那些區(qū)域中場(chǎng)地配線可能干擾到組件100之間的維修通道，理想的是將敷設(shè)電纜埋入地下或通過(guò)其他方式保護(hù)起來(lái)。
[0057]如果空氣或水軟管被設(shè)置在框架10內(nèi)，該軟管被連接到源。軟管可連接到清潔工具(例如配槍)并用于清潔組件100的太陽(yáng)追蹤單元200或其他構(gòu)件。
[0058]本發(fā)明的各種實(shí)施例已經(jīng)通過(guò)舉例的方式詳細(xì)地加以描述，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在不脫離本發(fā)明的情況下顯然可以做出各種變化和修改。本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于安裝多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的框架，該框架包括多個(gè)支腿組件，所述多個(gè)支腿組件通過(guò)多個(gè)桁架相互連接以形成通過(guò)框架自身的重量穩(wěn)定的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，每個(gè)支腿組件具有軸，所述軸具有用于將所述多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元之一安裝于地面之上的安裝端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架，其中所述多個(gè)桁架中的至少一些被鉸接地連接到所述多個(gè)支腿組件，使得框架在展開(kāi)狀態(tài)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)并且框架在折疊狀態(tài)形成基本平的折疊結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的框架，其中每個(gè)支腿組件還包括用于接合地面的可調(diào)節(jié)的足部元件，該足部元件被連接到與所述軸的安裝端相反的端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的框架，其中可調(diào)節(jié)的足部元件包括從可拆卸地連接到支腿組件的軸的莖延伸的板元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的框架，其中每個(gè)桁架包括上弦元件、下弦元件和連接到所述上弦元件與下弦元件之間用于支撐和穩(wěn)定上弦元件與下弦元件的多個(gè)桁架元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的框架，其中支腿組件還至少包括第一凸緣單元和第二凸緣單元，每個(gè)凸緣單元包括從沿所述軸的長(zhǎng)度的點(diǎn)處徑向地延伸的多個(gè)凸緣，第一凸緣單元定位在與至少一個(gè)桁架的下弦元件對(duì)準(zhǔn)的點(diǎn)處，并且第二凸緣單元與第一凸緣單元間隔開(kāi)，以與至少一個(gè)桁架的上弦元件對(duì)準(zhǔn)，每個(gè)凸緣包括至少一個(gè)從中穿過(guò)的孔；并且 其中所述框架還包括多個(gè)緊固件，用于將桁架鉸接地連接到支腿組件，每個(gè)緊固件經(jīng)由所述凸緣的孔將一個(gè)祐1架的上弦元件或下弦元件連接到相關(guān)聯(lián)的凸緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的框架，還包括預(yù)先穿過(guò)至少一個(gè)桁架的上弦元件和下弦元件中的至少一個(gè)的電纜、電線和軟管中的至少一個(gè)。·
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的框架，還包括至少一個(gè)具有預(yù)定長(zhǎng)度的間隔臂，每個(gè)間隔臂在第一端處連接到支腿組件之一，間隔臂的第二端與相鄰框架的支腿組件連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的框架，包括: 第一支腿組件、第二支腿組件、第三支腿組件和第四支腿組件；和 第一桁架、第二桁架、第三桁架和第四桁架； 其中第一支腿組件被鉸接地連接到的第一桁架的第一端，第二支腿組件被鉸接地連接到的第一桁架的第二端和第二桁架的第一端，第三支腿組件被鉸接地連接到的第二桁架的第二端和第三桁架的第一端，并且第四支腿組件被鉸接地連接到的第三桁架的第二端；并且 其中在展開(kāi)狀態(tài)，第四桁架的第一端連接到第四支腿組件并且第四桁架的第二端連接到第一支腿組件以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
10.一種系統(tǒng),包括: 彼此電通信的太陽(yáng)追蹤組件的陣列，每個(gè)太陽(yáng)追蹤組件包括: 框架，支撐多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元包括能夠使太陽(yáng)能面板圍繞多個(gè)軸線移動(dòng)的電樞組件，和相應(yīng)的本地控制單元，與所述多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元中的至少一個(gè)通信，用于控制多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的各自的電樞組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括與太陽(yáng)追蹤組件陣列的每個(gè)本地控制單元通信的全局控制單元，該全局控制單元能夠發(fā)送控制與之通信的單個(gè)本地控制單元和所述多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元中的每一個(gè)的指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中本地控制單元與所述多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元中的每一個(gè)通信，以控制多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的相應(yīng)的電樞組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中每一個(gè)太陽(yáng)追蹤單元可通過(guò)相應(yīng)的本地控制單元獨(dú)立地操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中本地控制單元能夠控制陣列中的另一太陽(yáng)追蹤組件上的多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中相鄰太陽(yáng)追蹤組件的框架通過(guò)至少一個(gè)具有預(yù)定長(zhǎng)度的間隔臂彼此連接并彼此隔開(kāi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元的支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)由其上安裝有該太陽(yáng)追蹤單元的框架電接地，并且其中太陽(yáng)追蹤組件陣列的框架經(jīng)由間隔臂共享公共的接地電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中將所述多個(gè)太陽(yáng)追蹤單元與它們相應(yīng)的本地控制單元互連的配線被安裝在框架內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，所述框架包括鉸接地連接到多個(gè)支腿組件的多個(gè)桁架，每個(gè)電樞組件被安裝在相應(yīng)的一個(gè)支腿組件上。
19.根據(jù)權(quán)利要求10至18中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在每個(gè)太陽(yáng)追蹤組件中，每個(gè)電樞組件包括適于圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的軛狀物，所述軛狀物支撐適于圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)的輪軸，所述太陽(yáng)能面板包括多個(gè)太陽(yáng)能面板模塊，所述多個(gè)太陽(yáng)能面板模塊彼此偏移地安裝并使得所述輪軸與太陽(yáng)能面板的重心基本對(duì)準(zhǔn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10至19中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元包括太陽(yáng)傳感器，用于確定正常入射的太陽(yáng)光的定向。
21.根據(jù)權(quán)利要求10至20中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)太陽(yáng)追蹤組件包括電連接的四個(gè)太陽(yáng)追蹤單元，使得兩對(duì)太陽(yáng)追蹤單元被串聯(lián)連接并且這兩對(duì)進(jìn)一步并聯(lián)連接，并且太陽(yáng)追蹤組件設(shè)有用于每對(duì)太陽(yáng)追蹤單元的電流傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中本地控制單元接收來(lái)自每個(gè)電流傳感器的電流傳感器數(shù)據(jù)并基于接收到的電流傳感器數(shù)據(jù)和太陽(yáng)位置數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)控制電樞組件的運(yùn)動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中本地控制單元接收來(lái)自設(shè)置在每個(gè)太陽(yáng)追蹤單元上的太陽(yáng)傳感器的太陽(yáng)位置數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中本地控制單元被配置成用于，通過(guò)確定接收到的某些位置數(shù)據(jù)和計(jì)算出的太陽(yáng)數(shù)據(jù)之間的偏差，來(lái)校準(zhǔn)從先前提供的天文數(shù)據(jù)計(jì)算出的太陽(yáng)位置數(shù)據(jù)，并將所述偏差作為變換應(yīng)用到計(jì)算出的太陽(yáng)位置數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H02S20/32GK103858336SQ201280050521
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月15日
【發(fā)明者】邁克爾·辛克萊爾, 約翰·保羅·摩根, 菲利浦·M·張, 達(dá)諾山·巴拉克安德斯瓦蘭, 阿布德卡德·查拉比, 波特·阿布卡斯特, 理查德·艾安內(nèi)羅, 阿布徳卡德·查拉比 申請(qǐng)人:摩根陽(yáng)光公司