专利名称：单轴线太阳跟踪器及太阳能设施的制作方法
技术领域：
在本发明的第一方面中通常涉及那些包括一系列太阳能电池板的单轴线太阳跟踪器，为了获得太阳辐射在太阳能电池板上全天候的最大可能的入射的目的，太阳能电池板相对于太阳的方位定向，借助于包括齿轮电动机的致动机构围绕公共轴枢转，并且尤其涉及太阳能跟踪器，其齿轮电动机被固定至太阳跟踪器的支撑基座。本发明的第二方面涉及包括由第一方面提供的太阳跟踪器的太阳能设施，其致动机构与包括在该设施中的其他太阳跟踪器的一系列致动机构相机械连接。
背景技术：
许多具有不同结构配置以及致动机构的单轴线太阳跟踪器是公知的。专利EP1169604B1描述了由固定至第一支撑基座的柱支撑的单轴线太阳跟踪器，并且其包括固定至与第一支撑基座间隔开的第二支撑基座的致动装置。实用新型ES-A-1046171还描述了一个这样的单轴线太阳跟踪器，其包括用于枢转几个太阳能电池板的轴的机构，由拖缆形成，该拖缆由滑轮导向，以移动连接至所述轴的半圆形部件。所述的实用新型描述了包括齿轮电动机的设备，该齿轮电动机移动线性致动器，在其内侧驱动提及的拖缆，该拖缆的端部固定在所述半圆形部件中。齿轮电动机和线性致动器被布置于相同的支撑结构上，其中太阳能电池板通过公共旋转轴被可旋转地安装。此外，使用与实用新型ES-A-1046171的致动机构相似的用于倾斜其支撑的成排的致动机构的双轴追踪器，但不同的是，替代使用沿滑轮移动的拖缆，该拖缆用于移动连接至太阳能电池板的轴的半圆形部件，其使用由相应的电机沿齿轮或嵌齿轮移动的链，这通过本申请人的申请ES-A-2308910也可了解。目前的发明人未意识到单轴线太阳跟踪器，其致动装置包括在以上提及的如两篇专利文献中描述的那些的半圆形部件，其中，用于移动的齿轮电动机被固定至支撑基座，太阳能电池板的支撑结构固定于该相同的支撑基座上。
发明内容
提供一种对现有技术的替换是必要的，其覆盖了在之前的部分中同样表明的差距。为此，在第一方面中，本发明涉及单轴线太阳跟踪器，以公知方式包括-一排共面并相邻的太阳能电池板，其固定至水平公共旋转轴；-支撑结构，所述公共旋转轴被可旋转地安装于其中；-致动装置，为了相对于太阳的位置定向所述排太阳能电池板的目的，而用于旋转所述公共旋转轴，所述致动装置包括与一部件相连接的齿轮电动机，该部件Pl处于扇形形式，该部件被固定至公共旋转轴，并且与公共旋转轴同轴或与其稍微偏离的几何轴线同轴。
与传统的提议不同，由本发明提供的太阳跟踪器包括连接到地面的支撑基座，所述支撑结构和所述齿轮电动机均固定于其中。通常，如果情况如此，齿轮电动机被固定至支撑基座，从而其输出旋转轴，或外侧减少部分的轴与公共旋转轴在相同竖直平面中对齐，或稍微偏离。对于某些实施例，提出的跟踪器包括多于一排的太阳能电池板，以及多于一个的支撑结构。在由本发明的第一方面提供的太阳跟踪器中，每个电池板的宽度，横向于所提及的公共旋转轴，即，该排电池板的宽度有利地大于公共旋转轴与固定至地面的支撑基座之间的距离。 同样，因为由本发明提出的太阳跟踪器不包括线性致动器，与实用新型ES-A-1046171的跟踪器相反，由致动装置所占据的宽度相比于所述实用新型也可大大地减小，并且支撑结构所承受的应力降低，而在所述实用新型的情况下，由于所述支撑结构支撑齿轮电动机以及与之相关联的线性操作器，支撑结构所承受的应力大得多。以这样的尺寸，提出的太阳跟踪器相比于已知的单轴线太阳跟踪器将具有非常小的高度，产生更大的紧密度，并且最重要的是，由齿轮电动机施加的、用于移动半圆形部件并且由此移动太阳能电池板的转矩同样比用于倾斜更高的传统跟踪器的太阳能电池板所需的转矩低得多。本发明的第二方面涉及太阳能设施，其包括与由本发明的第一方面提出的太阳跟踪器相似的太阳跟踪器，多个相似的太阳跟踪器均缺少齿轮电动机，以及用于将本发明的太阳跟踪器的齿轮电动机的旋转传递至所有其他太阳跟踪器的传动机构。第一方面提供的太阳跟踪器以及第二方面提供的太阳能设施均应用于任何已知目的的线束太阳能，从提及的电能的获得(即，在光电领域中)到提及的通过太阳能电池板对循环通过管的流体的加热。
参照附图，前述的以及其他的优势和特征将从几个实施例的以下详细描述中更加易于理解，必须认为附图是示例性的并且是非限制性的方式，其中图IA和IB为用于一个实施例，从两个相反侧示出由本发明的第一方面提出的太阳跟踪器以及两个连接杆的相应侧视图，两个连接杆形成传动机构的一部分，其用于将提出的太阳跟踪器与另外两个太阳跟踪器机械互连；图2为相似于图I的视图，但用于另一可替换的实施例，其中所提出的太阳跟踪器具有不同于图I的支撑结构；图3为示出了具有固定于另一太阳跟踪器的支撑基座的轨道的图I的太阳跟踪器的侧视图，通过该轨道该齿轮电动机以引导方式从提供的太阳跟踪器移送至示例的维护位置；图4为示例了由本发明的第二方面提供的太阳能设施的透视图，其包括两个相邻的太阳跟踪器，部分地示例出来，太阳跟踪器之一由根据图I和3的实施例的本发明第一方面提供；图5为由本发明提供的太阳能设施的侧视图，用于一个实施例，为此，太阳能设施包括五个太阳跟踪器，其中之一，即中间的一个，为由本发明的第一方面提供的一个；以及图6为由本发明的第二方面提供的太阳能设施的平面图，用于与图5相同的实施例，其中，每个太阳跟踪器均包括由二十六个太阳能电池板形成的排。
具体实施例方式首先，参照图1A，IB和4，其中，显示了由本发明的第一方面提供的太阳跟踪器细节，用于一实施例，该实施例包括-一排Hl共面并相邻的太阳能电池板P，其固定至水平公共旋转轴El ；-支撑结构，其中，公共旋转轴El被可旋转地安装，其中所述支撑结构包括柱或梁Cl，对于示例的实施例，其具有H横截面，第一端部Cla固定至环形轴承构件Al，例如支架，可旋转的公共旋转轴El被布置成通过环形轴承构件Al，并且第二端Clb固定至支撑基座BI ;以及-致动装置，为了相对于太阳的位置定向太阳能电池板的排H的目的，而用于旋转公共旋转轴E1，所述致动装置包括与部件Pl相连接的齿轮电动机M，部件Pl处于扇形形式，尤其是半圆形部件，部件Pl固定至公共旋转轴E1，并且与公共旋转轴El同轴或其几何轴线稍微偏离公共旋转轴El。在图4中，仅可见电池板P的排Hl的一部分，其余部分未示出，从而由本发明的第一方面提供的太阳跟踪器SI的构件可见更多细节。完整的排H在图6中可见，示出结合了跟踪器SI的太阳能设施。如图1A、1B和4所示，提出的跟踪器包括连接至地面(未示出)或连接至任何其他认为方便的支撑表面的支撑基座BI，其中，通过相应的固定装置固定支撑结构，尤其是梁Cl以及齿轮电动机M，例如对于梁Cl的情况使用螺钉T2，对于将齿轮电动机M固定至支撑基座BI的情况使用螺钉Tl。具体地，齿轮电动机M连接至外侧减少部分Re，两者通过框架或支撑部件3固定至支撑基座BI。齿轮电动机M，或齿轮电动机M加上外侧减少部分Re组件，借助于牵引操作的挠性构件连接至半圆形部件P1，用于图1A、1B和4的实施例的挠性构件未被示出，但其与图2示例的类型相同，用于该图中描绘的可替换实施例，这将随后描述。继续描述用于通过框架3将齿轮电动机M固定至支撑基座BI的固定装置，其为用于相对于支撑基座BI固定/松开齿轮电动机M的可松开的固定装置，对于固定装置为螺钉Tl的情况，通过简单地从支撑基座BI拧下螺钉Tl而完成松开。通常完成这种松开，以执行齿轮电动机M的维修工作(或如果必要的话，完成其更换)。为了方便这种维修工作，尤其如图3和4中所示，太阳跟踪器包括轨道2，一旦从基座BI松开，齿轮电动机M、以及与框架3 —起的外侧减少部分Re在轨道2中被引导,用于以引导的方式将它们从基座BI移除，例如，它们被移动至两个太阳跟踪器之间的可用空间，在图3和4中，由本发明提供的一个太阳跟踪器由SI表不,相邻的一个由S2表不。对于由所述图3和4示例的实施例,所述轨道2被固定至竖直梁5和另一梁6，竖直梁5固定至支撑基座BI，另一梁6固定至所述相邻的跟踪器S2的支撑基座B8(跟踪器S2具体包括两个梁6，它们位于曲柄Ml的任一侧上)，尽管对于其他没有示例的实施例，轨道2可以从SI延伸至所述可用空间并且固定至地面，而无需到达跟踪器S2。如图IB和4所示的，根据轨道2相对于梁Cl的方向侧向移动梁5，以便不妨碍支撑齿轮电动机M在基座BI中的布置，为此基座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的内侧。图3还示出了较小的梁部分7是如何被固定在轨道2上的，梁部分7固定至相应的环形轴承构件A2，可旋转的公共旋转轴El被布置成通过环形轴承构件A2，以便更好地支撑轴El的重量以及支撑轴El支撑的构件的重量。跟踪器SI包括多个另外的支撑结构，尤其是竖直的梁，其中之一在图4中由参考数字11表示，其中，公共旋转轴El被可旋转地安装于纵向间隔的不同点处，并且在多个支
撑基座B2-B7(参见图6)中的每一个中固定所述梁之一。图2示例了可替换的实施例，其中，所提出的太阳跟踪器具有支撑结构，该支撑结构包括两个平行台架，位于所提及的扇形形式的部件Pl的任一侧上，它们中的每一个由两个梁形成，该两个梁汇聚于第一端处，环形轴承构件Al被固定于该第一端，可旋转的公共旋转轴El被布置成通过该环形轴承构件Al，所述梁被固定在以上提及的支撑基座BI中的第二端处，齿轮电动机M被布置于所述台架之一或两者的两个梁之间。图2仅示例了由梁C2和C3形成的所述台架之一，其中，所提及的汇聚第一端被表示为C2a-C3a，并且所提及的第二端被表示为C2b_C3b。在图2中可见，对于其中示例的实施例，支撑基座BI是如何包括彼此分开的两个块Bla、Blb，所述梁C2-C3的所述第二端C2b_C3b中的每个被固定至所述两个块Bla、Blb的相应块上，并且齿轮电动机M固定于两个块Bla、Bib。所述图2示出了其中示例的跟踪器的致动装置是如何包括牵引操作的挠性构件4的，其示意性地表示，例如链，该挠性构件沿嵌齿轮Rl、R2、R3行进，嵌齿轮中之一，尤其是R2连接至齿轮电动机M的轴Me，以由该齿轮电动机M的轴Me移动，所述链4在其两端处被固定至半圆形部件Pl的两个相应的点，以通过牵引将其可旋转地移动。本发明的第二方面涉及太阳能设施，其包括例如由本发明的第一方面提供的太阳跟踪器SI，多个相似的太阳跟踪器S2、S3、S4、S5，其缺少齿轮电动机的致动装置，以及用于将齿轮电动机M的旋转传递至所有太阳跟踪器S2-S5的传动机构。尤其如图5所示，所述传动机构包括一系列连接杆D1-D4以及一系列曲柄M1-M4，它们中的每个均连接至所述太阳跟踪器S2-S5之一的相应公共旋转轴E2-E5。具体地，两个所述连接杆D1、D2在一端处铰接地连接至处于扇形形式的部件Pl (详见图IB和2)，并且在它们的另一端处连接至所述太阳跟踪器的两个S2、S4的两个相应的曲柄Ml、M2，如图5中示例的。其余连接杆D3、D4在它们的每个端部处铰接地连接至其余太阳跟踪器S3、S5的相应曲柄M3、M4，互相连接所有太阳跟踪器S1-S5的所有曲柄M1-M4以及处于扇形形式的所述部件P1，从而将由太阳跟踪器SI的齿轮电动机M产生的运动传递至其余的太阳跟踪器S2-S5的曲柄M1-M4，并且传递至固定于这些曲柄上的旋转轴E2-E5。在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员能够对所描述的实施例进行改变和修改。
权利要求
1.一种单轴线太阳跟踪器，包括 -至少一排(Hl)共面并相邻的太阳能电池板(P)，其固定至水平公共旋转轴(El)； -至少一个支撑结构，所述公共旋转轴被可旋转地安装于该支撑结构中， -致动装置，为了相对于太阳的位置定向所述排(Hl)太阳能电池板的目的，而用于旋转所述公共旋转轴(El)，所述致动装置包括与至少一个部件(Pl)相连接的至少一个齿轮电动机(M)，该部件(Pl)处于扇形形式，该部件被固定至所述公共旋转轴(El)，与所述公共旋转轴同轴或与其稍微偏离的几何轴线同轴， 所述太阳跟踪器的特征在于，其包括连接到地面的至少一个支撑基座(BI)，所述支撑结构和所述齿轮电动机(M)均固定于该支撑基座中。
2.根据权利要求I所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述至少一个支撑结构包括至少一个柱(Cl)，其第一端(Cla)固定至环形轴承构件(Al)，所述可旋转的公共旋转轴(El)被布置成通过该环形轴承构件，并且第二端(Clb)固定至所述至少一个支撑基座(BI)。
3.根据权利要求2所述的太阳跟踪器，其特征在于，其包括单个支撑基座(BI)，并且所述齿轮电动机(M)被固定至所述支撑基座(BI)，从而其输出旋转轴与所述公共旋转轴(El)在相同竖直平面内对齐。
4.根据权利要求I所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述支撑结构包括至少两个平行台架，位于所提及的扇形形式的部件(Pl)的任一侧上，它们中的每一个由两个梁(C2-C3)形成，该两个梁汇聚于第一端(C2a_C3a)处，环形轴承构件(Al)被固定于该第一端，可旋转的公共旋转轴(El)被布置成通过该环形轴承构件(Al)，所述梁(C2-C3)被固定在以上提及的至少一个支撑基座(BI)中的第二端(C2b-C3b)处，齿轮电动机(M)被布置于所述台架中的至少一个的两个梁(C2-C3)之间。
5.根据权利要求4所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述支撑基座(BI)包括彼此分开的至少两个块(Bla、Blb)，所述梁(C2-C3)的所述第二端(C2b_C3b)中的每个被固定至所述两个块(Bla、Blb)中的一个相应块上。
6.根据权利要求5所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述齿轮电动机(M)被固定于所述两个块(Bla、Blb)。
7.根据前述任一项权利要求所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述齿轮电动机(M)通过所述齿轮电动机(M)的框架或支撑部件(3)被固定至所述支撑基座(BI)。
8.根据前述任一项权利要求所述的太阳跟踪器，其特征在于，横向于所提及的公共旋转 轴(El)，每个电池板的宽度大于所述公共旋转轴(El)与所述支撑基座(BI)之间的距离。
9.根据前述任一项权利要求所述的太阳跟踪器，其特征在于，其包括多个另外的支撑结构(11)以及多个支撑基座(B2-B7)，其中所述公共旋转轴(El)被可旋转地安装于纵向间隔的不同点处，并且在多个支撑基座(B2-B7)的每个中固定所述支撑结构(11)中的至少一个。
10.根据权利要求I所述的太阳跟踪器，其特征在于，所述致动装置包括牵引操作的挠性构件(4)，该挠性构件沿几个嵌齿轮(R1、R2、R3)行进，该嵌齿轮中的至少一个(R2)与所述齿轮电动机(M)的轴(Me)连接，以由该齿轮电动机(M)的轴(Me)移动，所述链⑷在其两端处被固定至所述半圆形部件(PD的两个相应的点，以通过牵引将其可旋转地移动。
11.根据前述任一项权利要求所述的太阳跟踪器，其特征在于，其包括用于在所述支撑基座(BI)固定/松开所述齿轮电动机(M)的可松开的固定装置，并且其包括轨道(2)，所述齿轮电动机(M)在轨道(2)中被引导，用于一旦从所述支撑基座(BI)松开，以引导的方式从所述支撑基座(BI)移除所述齿轮电动机(M)。
12.—种太阳能设施，包括根据前述任一项权利要求所述的太阳跟踪器(SI)，多个相似的太阳跟踪器(S2、S3、S4、S5)，其致动装置缺少齿轮电动机以及用于将所述齿轮电动机(M)的旋转传递至所有所述太阳跟踪器的传动机构。
13.根据权利要求12所述的太阳能设施，其特征在于，所述传动机构包括一系列连接杆(D1-D4)以及一系列曲柄(M1-M4)，它们中的每一个均连接至所述相似的太阳跟踪器(S2-S5)之一的相应的公共旋转轴(E2-E5)。
14.根据权利要求13所述的太阳能设施，其特征在于，所述连接杆中的两个(D1、D2)在一端处被铰接地连接至处于扇形形式的所述部件(PD，并且在它们的另一端处被连接至所述太阳跟踪器中的两个(S2、S4)的两个相应的曲柄(Ml、M2)，其余的连接杆(D3、D4)在它们的每个端部处被铰接地连接至其余太阳跟踪器(S3、S5)的相应曲柄(M3、M4)，互相连接所有太阳跟踪器(S1-S5)的所有曲柄(M1-M4)以及处于扇形形式的所述部件(P1)，从而将由根据权利要求I至11之一所述的太阳跟踪器(SI)的齿轮电动机(M)产生的运动传递至其余的太阳跟踪器(S2-S5)的曲柄(M1-M4)，并且传递至固定于所述曲柄上的旋转轴(E2-E5)。
全文摘要
本发明涉及一种单轴线太阳跟踪器和太阳能设施。跟踪器包括一排(H1)共面并相邻的太阳能电池板(P)，其固定至水平公共旋转轴(E1)；支撑结构，所述公共旋转轴被可旋转地安装于该支撑结构中；致动装置，所述致动装置包括与至少一个部件(P1)相连接的齿轮电动机(M)，该部件P1处于扇形形式，该部件被固定至所述公共旋转轴(E1)；以及连接到地面的至少一个支撑基座(B1)，所述支撑结构和所述齿轮电动机(M)均固定于该支撑基座中。太阳能设施包括太阳跟踪器，其具有致动机构，该致动机构和一系列包括在该设施中的其他太阳跟踪器的致动机构相机械连接。
文档编号F24J2/54GK102803863SQ201080026798
公开日2012年11月28日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年5月11日
发明者T·格兰特, R·莫拉莱斯托里斯 申请人:尚德可再生能源有限公司