用于太阳能跟踪器的质量阻尼器的制作方法

文档序号:11046586
用于太阳能跟踪器的质量阻尼器的制造方法与工艺

本申请总体上涉及用于太阳能面板的跟踪系统。更具体地讲,本实用新型的实施例提供了被配置成用于跟踪系统的多个太阳能模块的质量阻尼器组件。在具体实施例中,根据本实用新型的质量阻尼器组件除其他方面之外用于选择性地调节跟踪系统。还有其他实施例。



背景技术:

当前,太阳能面板被广泛使用。太阳能跟踪系统通常包括:电机(直流、步进、伺服、行星减速电机、推杆电机等)、蜗轮蜗杆和传感器系统等。需要一种被配置成用于跟踪系统的多个太阳能模块的质量阻尼器组件。



技术实现要素:

根据本实用新型的一个方面,提供了一种太阳能跟踪器系统,其特征在于,所述系统包括:第一支柱结构和第二支柱结构;扭矩管,所述扭矩管被配置在所述第一支柱结构与所述第二支柱结构之间;多个太阳能模块,所述多个太阳能模块被配置成在空间上沿着所述扭矩管从第一端到第二端;面板导轨,所述面板导轨被配置成用于所述多个太阳能模块中的每个;夹具装置,所述夹具装置被耦接以将所述扭矩管夹在所述夹具装置的下部与每个面板导轨之间;质量阻尼器结构,所述质量阻尼器结构包括机械隔离器,所述机械隔离器包括弹性材料,所述弹性材料被配置成使得所述面板导轨与所述扭矩管分离并且导致与不具有所述机械隔离器的系统的固有共振频率相消干涉,从而减小所述系统的机械振动。

根据本实用新型的另一方面,提供了一种太阳能跟踪器,其特征在于,包括:质量阻尼器结构,所述质量阻尼器结构包括机械隔离器,所述机械隔离器包括弹性材料,所述弹性材料被配置成使面板导轨与扭矩管分离,并且导致与不具有所述机械隔离器的太阳能跟踪器系统的固有共振频率相消干涉,从而减小所述太阳能跟踪器系统的机械振动;其中,所述机械隔离器包括具有一定厚度的橡胶类材料;其中,所述机械隔离器包括具有一个或多个开口的一定厚度的材料,以使所述机械隔离器的特性更具有柔性,所述开口中的每个穿过一定厚度的所述机械隔离器,所述开口中的每个沿着所述机械隔离器的长度对称地且在空间上布置;所述机械隔离器的特征在于沿着关系到所述机械隔离器的每个边缘区域的长度中心的窄区域。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的用于太阳能跟踪器系统的质量阻尼器结构的透视图的简化视图。

图2是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的侧视图。

图3是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的俯视图或仰视图。

图4是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的前视图或后视图。

图5是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的透视图的简化视图。

图6是根据本实用新型的实施例的用于图5的附图标记A的更详细的视图。

图7是根据本实用新型的实施例的用于图5的附图标记B的更详细的视图。

图8是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的前视图的简化视图。

图9是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构和多个模块的太阳能跟踪器系统的侧视图的简化视图。

图10是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构和多个模块的太阳能跟踪器系统的侧视图的更详细的视图。

图11是根据本实用新型的实施例的图10的附图标记C的更详细的视图。

图12是根据本实用新型的实施例的图10的附图标记D的更详细的视图。

图13是根据本实用新型的实施例的包括一对模块之间的质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的俯视图的简化视图。

图14是根据本实用新型的实施例的图13的附图标记E的更详细的视图。

图15是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的透视俯视图的简化视图。

图16、17和18示出了使用本质量阻尼器用于多个面板排(panel bank)的实验结果。

具体实施方式

本申请总体上涉及用于太阳能面板的跟踪系统。更具体地讲,本实用新型的实施例提供了被配置成用于跟踪系统的双层玻璃太阳能模块(glass on glass solar module)的夹具组件。在具体实施例中,根据本实用新型的夹具组件除其他方面之外用于跟踪系统。还有其他实施例。

在示例中,本实用新型提供了一种太阳能跟踪器系统。太阳能跟踪器系统具有第一支柱结构和第二支柱结构。在示例中,该系统具有被配置在第一支柱结构与第二支柱结构之间的扭矩管以及被配置成在空间上沿着扭矩管从第一端到第二端的多个太阳能模块。

在示例中,所述系统具有面板导轨,该面板导轨被配置成用于所述多个太阳能模块的每个。也就是说,所述系统具有耦接相应的多个太阳能模块的多个面板导轨装置。

在示例中,所述系统具有夹具装置,该夹具装置被耦接以在所述夹具装置的下部与每个面板导轨之间夹住所述扭矩管。在示例中,该夹具装置是U形螺栓,该U形螺栓具有下部区域,所述下部区域耦接至扭矩管的下部区域,并且每个螺栓结构插入到面板导轨的开口中。面板导轨布置在一对太阳能模块下方并且被配置成在通过使用U形螺栓和使面板导轨固定至扭矩管的一对螺栓而被夹持到扭矩管上的同时保持所述一对太阳能模块。

在示例中,所述系统具有机械隔离器,所述机械隔离器包括弹性材料,所述弹性材料被配置成使面板导轨与扭矩管分离,并且导致与不具有所述机械隔离器的系统的固有共振频率相消干涉,从而减小所述系统的机械振动。在示例中,所述弹性材料包括具有足够刚度的橡胶或聚合物。在示例中,所述材料还可以被配置成具有一个或多个开口以进一步允许一定厚度的材料弯曲和/或吸收振动。通过本说明书可以得到所述系统的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图1是根据本实用新型的实施例的用于太阳能跟踪器系统的质量阻尼器结构的透视图的简化视图。如图所示,所述质量阻尼器结构具有机械隔离器结构。在示例中,所述机械隔离器包括弹性材料,所述弹性材料被配置成使面板导轨与扭矩管分离,并且导致与不具有机械隔离器的太阳能跟踪器系统的固有共振频率的相消干涉。在示例中,所述机械隔离器减小太阳能跟踪器系统的机械振动。

在示例中,所述机械隔离器包括具有一定厚度的橡胶类材料。如图所示,所述机械隔离器包括具有一个或多个开口的一定厚度的材料,以使所述机械隔离器的特性更具有柔性。所述开口的每个穿过一定厚度的所述机械隔离器。所述开口的每个沿着所述机械隔离器的长度对称地且在空间上布置。在示例中,所述机械隔离器的特征在于沿着涉及到所述机械隔离器的每个边缘区域的长度中心的窄区域(将进行图示)。在示例中,所述机械隔离器具有三英寸或更小的厚度,以及两英寸或更小的宽度。在示例中,所述固有共振频率在扭转模式中在1Hz至10Hz的范围内,并且在弯曲模式中在1Hz至5Hz的范围内。在示例中,机械振动导致不具有机械隔离器的太阳能跟踪器系统失效。在示例中,所述机械振动源于所述太阳能跟踪器系统受到的外部风。通过本说明书可以得到本结构的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图2是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的侧视图。如图所示,机械隔离器具有恒定的高度或厚度。在示例中,限定高度的边缘中的每个基本上是平坦的以被配置成太阳能模块的表面或顶帽形导轨结构的边沿。根据实施例,端部中的每个端部具有用于可调节间隔件组件的一对凸缘。根据实施例,凸缘中的每个凸缘可以由上层和下层金属材料带条或其他刚性结构得到。凸缘可以是金属,例如,铝、钢、渗碳钢、复合材料或其他合适的材料。通过本说明书可以得到本结构的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图3是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的俯视图或仰视图。如图所示,在示例中,顶部或底部结构中的每一者是基本上平坦的,并且具有恒定的宽度和长度。通过本说明书可以得到本结构的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图4是根据本实用新型的实施例的质量阻尼器结构的前视图或后视图。如图所示,所述质量阻尼器结构包括机械隔离器。机械隔离器具有上边缘或平面(flat)和下边缘或平面(flat)。在示例中,机械隔离器的厚度在中心区中更窄,并且以对称方式在每个边缘展开。通过本说明书可以得到本结构的进一步细节并且以下更加具体地描述。

在示例中,本实用新型提供了一种太阳能跟踪器系统。太阳能跟踪器系统具有第一支柱结构和第二支柱结构。在示例中,该系统具有被配置在第一支柱结构与第二支柱结构之间的扭矩管以及被配置成在空间上沿着扭矩管从第一端到第二端的多个太阳能模块。

在示例中,所述系统具有面板导轨,该面板导轨被配置成用于所述多个太阳能模块的每个。也就是说,所述系统具有耦接相应的多个太阳能模块的多个面板导轨装置。

在示例中,所述系统具有夹具装置,该夹具装置被耦接以在所述夹具装置的下部与每个面板导轨之间夹住所述扭矩管。在示例中,该夹具装置是U形螺栓,该U形螺栓具有下部区域,所述下部区域耦接至扭矩管的下部区域,并且螺栓结构中的每个插入到面板导轨的开口中。面板导轨布置在一对太阳能模块下方并且被配置成在通过使用U形螺栓和使面板导轨固定至扭矩管的一对螺栓而被夹持在扭矩管上的同时保持所述一对太阳能模块。

在示例中,所述系统具有机械隔离器,所述机械隔离器包括弹性材料,所述弹性材料被配置成使得面板导轨与扭矩管分离,并且导致与不具有机械隔离器的系统的固有共振频率的相消干涉,从而减小所述系统的机械振动。通过本说明书可以得到所述系统的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图5是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的底部区的透视图的简化视图。如图所示,跟踪器具有扭矩管。多个面板导轨通过使用U形螺栓夹具组件被配置在扭矩管上。在示例中,每个面板导轨被配置成用于一对太阳能模块,如图所示,尽管可以有其他变型。在示例中,所述系统选择性地在特定面板导轨上布置机械隔离器以调节太阳能跟踪器系统,从而防止通过风损坏对太阳能跟踪器系统造成机械损伤。所述系统还示出了以下进一步描述的附图标记A和附图标记B。

图6是根据本实用新型的实施例的图5的附图标记A的更详细的视图。在示例中,所述面板导轨包括顶帽形结构。在示例中,所述顶帽形结构包括顶部区域,所述顶部区域具有用于所述夹具装置的一对开口。夹具装置是U形螺栓组件,其中U形螺栓的下部耦接以保持扭矩管,两个螺栓延伸穿过所述一对开口,并且均被配置成具有固定在位的紧固件或螺栓。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

在示例中,所述顶帽形结构具有耦接至第一太阳能模块的边缘的第一侧以及耦接至所述机械隔离器的第二侧。在示例中,所述第二侧具有第二边沿区域,该第二边沿区域与第二侧垂直地延伸并且延伸出第二侧。在示例中,所述第二边沿区域在物理上连接至所述机械隔离器。在示例中,所述第二侧的特征在于第二侧高度以及具有一定厚度的所述机械隔离器,所述第二侧高度和所述厚度基本上等于表征所述第一侧的第一侧高度。在示例中,所述机械隔离器耦接至第二太阳能模块的边缘。如图所示,太阳能模块中的每个具有基本上彼此一致且彼此平行的主平面。同样如图所示,机械隔离器具有一对凸缘,所述一对凸缘具有设置在所述一对凸缘之间的间隔件组件。间隔件组件由可压缩材料制成并且在每侧上具有一对紧固件。如图所示,间隔件组件的一侧和下凸缘被顶帽形结构的第二边沿区域夹持。在示例中,上凸缘耦接至太阳能模块的框架。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

图7是根据本实用新型的实施例的图5的附图标记B的更详细的视图。在示例中,太阳能模块中的一个的边缘区域具有缓冲器结构,该缓冲器结构被设置以减小一对太阳能面板之间的运动引起的冲击和/或破坏。在示例中,缓冲器结构是弹性或可压缩的一定厚度的材料,这种材料可以吸收冲击和/或机械运动和/或振动。

图8是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的前视图的简化视图。如图所示,太阳能跟踪器具有带夹具装置的支柱。夹具装置被配置成用于扭矩管的端部。在示例中,U形螺栓组件使面板导轨固定至扭矩管。在示例中,面板导轨被设置成固定一对太阳能模块。

图9是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构和多个模块的太阳能跟踪器系统的侧视图的简化视图。如图所示,太阳能跟踪器具有带夹具装置的支柱。夹具装置被配置成用于扭矩管的端部。在示例中,U形螺栓组件使面板导轨固定至扭矩管。在示例中,面板导轨被设置成固定一对太阳能模块。在示例中,太阳能跟踪器系统在选择的太阳能模块上具有机械隔离器结构,而其他太阳能模块未被配置有机械隔离器。在示例中,使用机械隔离器选择性地调节太阳能系统以防止振荡和机械振动,所述振荡和机械振动可能导致不具有隔离器的系统的共振频率的破坏或相长干涉,并且然后导致系统的振荡和破坏。

图10是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构和多个模块的太阳能跟踪器系统的侧视图的更详细的视图。如图所示,太阳能跟踪器具有多个太阳能模块。U形螺栓组件使面板导轨固定至扭矩管。在示例中,面板导轨被设置成固定一对太阳能模块。在示例中,太阳能跟踪器系统在选择的太阳能模块上具有机械隔离器结构,而其他太阳能模块未被配置有机械隔离器。在示例中,使用机械隔离器选择性地调节太阳能系统以防止振荡和机械振动,所述振荡和机械振动可能导致不具有隔离器的系统的共振频率的破坏或者相长干涉,并且然后导致系统的振荡和破坏。在示例中,用附图标记C代表的面板导轨和模块包括使用机械隔离器,而附图标记D不包括使用面板导轨。当然,可以有其他变型、替代形式和修改。

图11是根据本实用新型的实施例的图10的附图标记C的更详细的视图。在示例中,面板导轨包括顶帽形结构。在示例中,所述顶帽形结构包括顶部区域,所述顶部区域具有用于所述夹具装置的一对开口。夹具装置是U形螺栓组件,其中U形螺栓的下部耦接以保持扭矩管,两个螺栓延伸穿过这对开口,并且均被配置成具有固定在位的紧固件或螺栓。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

在示例中,所述顶帽形结构具有耦接至第一太阳能模块的边缘的第一侧以及耦接至所述机械隔离器的第二侧。在示例中,所述第二侧具有第二边沿区域,该第二边沿区域与第二侧垂直地延伸并且延伸出第二侧。在示例中,所述第二边沿区域在物理上连接至所述机械隔离器。在示例中,所述第二侧的特征在于第二侧高度以及具有一定厚度的所述机械隔离器,所述第二侧高度和所述厚度基本上等于表征所述第一侧的第一侧高度。在示例中,所述机械隔离器耦接至第二太阳能模块的边缘。如图所示,太阳能模块中的每个具有基本上彼此一致且彼此平行的主平面。同样如图所示,机械隔离器具有一对凸缘,所述一对凸缘具有设置在所述一对凸缘之间的间隔件组件。间隔件组件由可压缩材料制成,并且在每侧上具有一对紧固件。如图所示,间隔件组件的一侧和下凸缘被顶帽形结构的第二边缘区夹持。在示例中,上凸缘耦接至太阳能模块的框架。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

在示例中,所述系统还具有聚合物或橡胶缓冲器结构,该缓冲器结构被配置成在第一太阳能模块或第二太阳能模块的任一个上并且设置在第一太阳能模块与第二太阳能模块之间。在示例中,缓冲器结构减弱或减轻在暴风或其他环境条件期间彼此碰撞的太阳能面板的每个边缘的碰撞。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

图12是根据本实用新型的实施例的图10的附图标记D的更详细的视图。在示例中,所述面板导轨包括顶帽形结构。在示例中,所述顶帽形结构包括顶部区域,所述顶部区域具有用于所述夹具装置的一对开口。夹具装置是U形螺栓组件,其中U形螺栓的下部耦接以保持扭矩管,而两个螺栓延伸穿过所述一对开口,并且均被配置成具有固定在位的紧固件或螺栓。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

在示例中,所述顶帽形结构具有耦接至第一太阳能模块的边缘第一侧以及耦接至第二太阳能模块的边缘的第二侧。在示例中,所述第二侧具有第二边沿区域,该第二边沿区域与第二侧垂直地延伸并且延伸出第二侧。在示例中,第二边沿区域物理地连接至与第一太阳能模块不共面的第二太阳能模块的边缘。在示例中,所述第二侧的特征在于第二侧高度,该第二侧高度小于表征第一侧的第一侧高度。如图所示,每个太阳能模块具有彼此不一致但是彼此平行的主平面。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

图13是根据本实用新型的实施例的包括一对模块之间的质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的俯视图的简化视图。一对太阳能模块在两者之间配置有缓冲器以防止所述一对模块的破损或减小所述一对模块之间的冲击。通过本说明书可以得到所述缓冲器的进一步细节并且以下更加具体地描述。

图14是根据本实用新型的实施例的图13的附图标记E的更详细的视图。在示例中,所述系统还具有聚合物或橡胶缓冲器结构,该缓冲器结构被配置成在第一太阳能模块或第二太阳能模块的任一个上并且设置在第一太阳能模块与第二太阳能模块之间。在示例中,缓冲器结构减弱或减轻在暴风或其他环境条件期间彼此碰撞的太阳能面板的每个边缘的碰撞。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

图15是根据本实用新型的实施例的包括质量阻尼器结构的太阳能跟踪器系统的透视俯视图的简化视图。如图所示,附图示出了多个太阳能模块,每个太阳能模块被选择性地调节以防止在导致系统振荡的风暴或其他外部事件期间的机械故障,系统振荡在没有机械隔离器的情况下会造成破损。通过本说明书可以得到跟踪器系统的其他元件的进一步细节并且以下更加具体地描述。

如图所示,本实用新型提供了用于太阳能模块的跟踪器设备。在示例中,太阳能模块可以是硅基太阳能模块、多晶硅基太阳能模块、聚光太阳能模块或薄膜太阳能模块,所述太阳能模块包括碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CuIn1-xGaxSe2或CIGS),除了其它以外,所述铜铟镓硒是可用于制造太阳能电池的直接带隙半导体。如图所示,每个太阳能面板可以布置成形成阵列。当然,可以有其他变型。在示例中,第一结构底座和第二结构底座设置在斜面、不规则表面或平坦表面上。第一结构底座和第二结构底座是用于该设备的多个结构底座中的两个。在示例中,该设备具有被配置在悬挂位置或支撑位置的太阳能模块。

跟踪器设备具有包括第一枢转装置的第一结构底座和包括驱动支架(mount)的第二结构底座。在示例中,第一结构底座由固体或带图案的金属结构制成,例如,宽梁翼缘等,如图所示。在示例中,每个结构底座插入到地下并且通过使用接合剂或其他附接材料密封。每个结构底座总体上设置在直立位置并且在重力方向上设置,尽管可以有其他变型。在示例中,根据实施例,每个结构底座沿着可能平坦的地面区域或者沿着山坡或其他结构在空间上间隔开。在示例中,第一支柱包括宽翼缘梁。在示例中,第一支柱和第二支柱可以是偏置(off-set)的且可重构的。

在示例中,驱动支架能够在至少三个轴上构建公差,并且被配置成驱动装置。驱动装置具有偏置夹具装置,该夹具装置耦接至与夹具构件耦接的支承装置。

在示例中,该设备具有可操作地布置在第一结构底座和第二结构底座上的圆柱形扭矩管。在示例中,圆柱形扭矩管包括由空心结构钢(HSS)的钢制成的1/10英寸直径的管道。圆柱形扭矩管包括第一端和第二端以及凹口。该凹口是沿着圆柱形扭矩管的长度在空间上布置的多个凹口中的一个。

在示例中,该设备具有夹具,该夹具被配置成围绕圆柱形扭矩管的环形部分并且与凹口配合以防止夹具运动。该夹具包括被配置成制成太阳能模块的一部分的支撑区域。该夹具包括构造有凹口的销。该设备还具有被配置成用于所述夹具的导轨或夹具组件。该导轨或夹具组件包括被配置成保持螺栓的螺纹区域,该螺栓被适合于旋入所述螺纹中并且抵靠圆柱形扭矩管的一部分底部伸出,从而使得所述夹具有利地抵靠圆柱形扭矩管扭转。所述设备具有附接至导轨的太阳能模块或者附接装置共用的模块或者其它装置。圆柱形扭矩管是被配置成连续结构并且延伸80至200米的长度的多个扭矩管中的一个。每对扭矩管被模锻装配到一起并且被螺栓连接以用于构造。

在示例中,所述设备还具有沿着轴向方向的质心,所述质心与驱动装置的枢转点匹配。驱动装置的枢转点在沿着质心旋转的同时三维地固定。在示例中,偏置夹具包括曲柄装置。在示例中,第一枢转装置包括被配置成夹具装置以使第一端固定至圆柱形扭矩管的枢转装置。在其他示例中,驱动装置包括回转(slew)齿轮。在其他示例中,第一枢转装置可以包括其他变型。所述设备还具有与第一枢转装置构造的超限装置。超限装置包括机械止动件以允许圆柱形扭矩管围绕期望的范围旋转。

示例:

为了证实上述示例,我们进行了本跟踪器系统的模拟。跟踪器系统具有在驱动齿轮的左手侧的多个排,以及在驱动齿轮的右手侧的多个排。每个排具有在空间上布置在一对支柱结构之间的多个太阳能面板。在示例中,左排具有五个排,并且每个排具有至少八组太阳能面板。从左侧的驱动齿轮编号,排包括1、2、3、4和5。在排1、3和5中,在目标与扭矩管之间增设面板隔离器或质量阻尼器。进行实验以说明图16、图17和图18的结果。如图所示,在面板排1、3和5的多个位置提供了运动或频率响应的实验结果。如图所示,根据本示例,与无阻尼或线性面板阻尼器相比,使用面板隔离器或质量阻尼器表现出较好的结果。当然,可以有其他变型、修改和替代形式。

再多了解一些
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