[其他]改進的太陽能跟蹤結構

無效

• 申請號: 87107688
• 申請日: 1987-11-04
• 公開（公告）號: CN87107688A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 梅爾文·沃爾特·弗羅哈特;帕特里克·克萊·哈迪;基恩·H·哈茨
• 申請（專利權）人: 馬丁·馬利埃塔公司
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38;G05D3/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林長安,曹濟洪

本發明涉及太陽能收集的技術領域，更具體地說，涉及太陽能傳輸結構設計與建造。近年來，有源的太陽能收集和分配系統的發展和應用不斷地在增長。有源的系統利用輻射能收集太電池將入射的電磁能轉變成有用的電、蒸汽或其它能源。

太陽能收集單元可分為兩種主要類別即有源太陽能單元。到此為止，主要側重點在于探索有源太陽能收集單元的發展。通常，有源太陽能收集單元包含著大量的太陽能收集元件。這種系統包括那些利用大型反射器以將輻射能量導向一中央吸熱器;那些具有多個直接太陽能吸熱器及那些提供直接太陽能轉換。在本申請中，“收集器”這一術語將被用于敘述所有這些不同類型的太陽能收集元件。

當使用這些系統的任意一種，須正確地將收集器定向。例如，當使用反射器時，須將太陽輻射能導向一中央吸熱器。用反射系統時，在操作中須將每個獨立反射元件定向，以使入射陽光能被精確地導向和聚焦到吸熱器上。此外，由于太陽的位置相對于該反射器是不斷地變化著，則對收集器的定向的不斷調節是必需的。因此，精確定向對系統的正確操作是相當重要的。

在太陽能利用的工業領域內，在利用包括著反射系統在內的太陽能收集系統時，為保持正確的定向而將太陽能傳輸結構移動，已成為該工業中的規范。通常，這是將通過收集元件安裝在跟蹤結構上來實現的，該跟蹤結構裝有常平架以容許該收集元件保持正確地定向。

這些太陽能跟蹤結構的基本設計在本技術領域中已成功地發展了且為公知的。通常，該跟蹤結構包含著一基座或安裝托架，在其上安裝著其它部件;一驅動機構;一平板或安裝表面，在其上安裝著獨立的反射元件;及獨立的收集元件本身。

在當前使用的大多數的系統中，這些跟蹤結構被連接到一傳感和控制系統，該傳感和控制系統提供一控制信號用以驅動該跟蹤結構。該跟蹤結構于是調節收集表面的位置，以便相對于太陽而言，保持能量收集元件的正確地定向。

雖然這種基本的設計在本技術領域內是公知的，但在改進設計方面的進展仍繼續不斷地有重大的嘗試。在太陽能轉換系統的設計和操作中首要關心的問題為總收集效率。雖然針對更有效的太陽能收集元件的設計本身繼續作出了重大的嘗試，但其它方面的進展亦受到人們的極大關注。此外，由于每個太陽能收集設備需要數量相當大的這些跟蹤結構，因此，降低該結構的造價和維修費成為相當重要的問題。

提高效率的一種措施在于將承載在一單個太陽能傳輸結構上的太陽能收集元件的密度加以提高。一單個太陽能跟蹤結構能承載的獨立太陽能收集元件越多時，則在一給定的收集地段中能更密集地放置太陽跟蹤元件。同樣，在地面上能更密集地放置該單元時，則能更經濟地建造該系統并更經濟地讓其運轉。正是在此方面，可使系統的效率中的顯著的效益得到實現。

然而，在設計更大的結構時，增大了的尺寸使其它多種問題出現，并需加以補賞。第一個問題在于更大和更重的結構，則需安裝更大和更有效的驅動電動機。這會造成控制方面和造價方面的重大問題。更大的太陽能傳輸結構，則需用更大的電動機來控制該結構。此外，所需的電動機越大，則為使該電動機實現精細運動和位置控制就越加困難。

最后，具有精細控制能力的電動機越大，則造價會越昂貴。當用有關大能量地段所需要的太陽能傳輸結構的相對地大的數目相乘時，則造價會非常高。除了該造價外，尚須付出制造所需的更大的驅動電動機、更大的驅動機構和傳動裝置的昂貴代價。

先有技術曾試圖通過利用更牢固的和更輕的材料來降低該系統的重量和慣性來著手解決該問題。這種手段取得了某些成就。

然而，這并不解決第二個主要問題，即在于無論怎樣投入很大的努力來改進所使用的材料，該太陽能傳輸結構的基本的活動表面呈平面狀，且當將之放置于室處環境中，而被正常的風力跨過該表面所吹動時，則起著一翼面的作用。即，當該傳輸結構是在基本上水平的位置時，跨過該平坦表面而吹來的風力，就在該結構上施加提升壓力，那么，當需要調節或相反操縱該結構時，在利用驅動機構使該單元能運之前，須先克服一較大的轉矩負載因數。

曾進行過改變平坦表面本身的形狀的某些嘗試。然而，由于該太陽收集元件所需的定向性的關鍵性本質，這種手段只取得有限的成就。其結果，在發展更大型和更有效的太陽能跟蹤單元時，風力在該平坦表面上施加的不適當的轉矩負載的主要問題繼續成為一個主要問題。

因此，需要有一種裝置，當該太陽能傳輸結構是處在操作或收藏狀態下時，該裝置可用以降低呈現在太陽能傳輸結構上的轉矩負載的主要問題繼續成為一個主要問題。