JP6217793B2 - 太陽エネルギー集光装置のための支持体 - Google Patents
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Description
本明細書に記載される実施形態は、概して、太陽エネルギー集光デバイスの支持体を含む太陽エネルギーシステムに関する。
[関連出願]
本出願は、2011年1月28日に出願された米国仮特許出願第61/437,509号、及び2011年1月14日に出願された同第61/433,141号の優先権を主張する。
本出願は、2011年1月28日に出願された米国仮特許出願第61/437,509号、及び2011年1月14日に出願された同第61/433,141号の優先権を主張する。
[連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載]
本発明は、米国エネルギー省より付託された契約番号第DE−FC36−07GO17043号の下、連邦政府の支援を受けてなされた発明であり、政府は本発明について一定の権利を有する。
本発明は、米国エネルギー省より付託された契約番号第DE−FC36−07GO17043号の下、連邦政府の支援を受けてなされた発明であり、政府は本発明について一定の権利を有する。
大きい太陽集光器の設備は通常、太陽集光器アセンブリのアレイを含む。かかるシステムは、太陽電池パネル、太陽熱集熱デバイス、並びに、太陽エネルギーを光起電デバイス又は太陽熱集熱デバイス上に集中させるための集光装置と共に使用することができる。
これらの太陽集光器の設備のいくつかは、太陽が天空を横切って移動するのに従って、太陽を追跡するように集光器デバイスの位置を自動的に調節するためのハードウェアを含む。この追跡移動は、多くの異なる方法で達成することができる。いくつかのシステムは、集光器デバイスが一軸を中心に枢動する、一軸の追跡システムを使用する。かかる単一軸タイプの追跡システムは、しばしば、駆動シャフト、又は単一の枢動軸を定義する「トルクチューブ」を含む。
更に、これらのシステムのうちのいくつかでは、トルクチューブは、太陽集光器デバイスを支持することと、太陽集光デバイスの位置を調節するために使用されるトルクを伝達することとの両方に使用することができる。いくつかの集光装置システムでは、わずかに0.1°だけでもミラーがずれて配置されると効率が下がる可能性がある。したがって、かかるシステムの高性能は、集光装置の構成要素のアレイが、精密な許容誤差で製作された場合に、達成可能となる。これに反して、高精密部品、そして、複雑で時間のかかる組み立て手順は、かかるシステムの経済的な実行可能性に悪影響を及ぼす可能性がある。
本明細書に開示される本発明の少なくとも1つの態様は、不整列を調整すること、及び、集光器を支持するために使用される特定の構造的構成要素によって、太陽集光システムを構築するためのコストを低減することができる。例えば、地上で支持され且つ可動域で枢動される、延在された駆動シャフト又はトルクチューブを組み込む太陽集光システムにおいて、トルクチューブは、セメント付け、ドライビング、及び、螺着(例えば、らせん状の杭、アースネジ等の)などの様々な技法を使用して、地面に装着することができる杭によって支持される。かかるシステムを構築する初期段階に、最終的な設置段階となるセメントの流し込み工程の前に、これらの杭又は柱は注意深く整列及び配置される。
しかしながら、杭の不整列が生じる事態が発生する可能性がある。例えば、柱は、偶発的に、地震、風、沈降等によって移動又はずれる可能性がある。したがって、硬化後、柱の上端部は、トルクチューブの意図された回転軸に対して所望の位置の左へ、右へ、上へ、又は下へ変位して、不整列になる場合がある。更に、柱は、トルクチューブの意図された回転軸と垂直でない可能性がある。
かかる不整列が発生したとき、トルクチューブを支持するベアリングをマウントするために正しく整列された適切な表面を用意するには、相当な量の追加的な労力が必要となる恐れがある。これらの据付けは、常に屋外であり、遠隔の場所である可能性があるので、かかるベアリングのマウントをカスタマイズするためのコストは、高価なものになり得る。更に、かかるカスタマイズされた耐腐食マウントを提供するためには、特定の特殊な溶接技能などの、特定の専門的技術が必要となる恐れがある。
したがって、本明細書に開示される実施形態のうちの少なくとも1つによる、複数の接続された太陽集光モジュールから形成される太陽エネルギー集光システムは、それぞれの杭が上端部を有する、地表面に固定される複数の杭を備えることができる。複数の支持フレームのそれぞれは、支持フレームの第1の方向に延在する第1の構造的支持部材を有することができ、支持フレームの枢動軸を画定することができ、また第1の端部、及び第1の端部の反対側の第2の端部を含むことができる。太陽電池パネルの複数のアレイは、複数の支持フレームによってそれぞれ支持されてよく、複数の太陽電池パネルのアレイのそれぞれは、ほぼ同じ電圧で電気エネルギーを出力するように配線により接続されている。複数の球状ベアリングアセンブリを複数の杭の上端部に配置することができ、球状ベアリングアセンブリのそれぞれは、複数の杭のうちの1つの上端部に装着された少なくとも第1のハウジング部分と、第1のハウジング部分に取り外し可能に接続され、第2のハウジング部分が第1のハウジング部分に接続されたときにインナーベアリングレースを確定する第2のハウジング部分と、少なくとも第1のブッシング部分と第2のブッシング部分とを含み、第1のブッシング部分及び第2のブッシング部分が、第1の構造的部材の外側表面との締り嵌めを形成する内側通路を画定するブッシングとを備えることができる。第1のブッシング部分及び第2のブッシング部分は、インナーベアリングレースとの締り嵌めを形成する概ね球状の外側表面を形成することができ、概ね球状の外側表面は、ブッシングの内側部分から球状の外側表面に向かって延在する放射状の壁を備える。更に、放射状の壁の外側の末端部は、いくつかの実施形態では、潤滑剤を収容するように構成することができる凹部を有する蜘蛛の巣状(web-like)の球面を形成することができる。
別の実施形態に基づくと、調節可能な太陽光アセンブリは、地表面に固定される少なくとも1つの第1の杭を備えることができ、この杭は、上端部を有する。少なくとも1つの第1の支持フレームは、支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有することができる。少なくとも1つの第1の太陽エネルギー集光デバイスは、第1の支持フレームによって支持されることができる。更に、少なくとも1つの第1の球状ベアリングアセンブリは、杭の上端部に配置することができ、第1の球状ベアリングアセンブリは、少なくとも第1の軸を中心に枢動するように第1の支持フレームを支持する。
更に別の実施形態に基づくと、調節可能な太陽光アセンブリは、地表面に固定される少なくとも1つの第1の杭を備えることができ、この杭は上端部を有する。少なくとも1つの第1の支持フレームは、支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有することができる。少なくとも1つの第1の太陽エネルギー集光デバイスは、第1の支持フレームによって支持されることができる。少なくとも1つの第1の球状ベアリングアセンブリは、杭の上端部に配置することができ、第1の球状ベアリングアセンブリは、少なくとも第1の軸を中心に枢動するように第1の支持フレームを支持する。更に、太陽光アセンブリは、第1の球状ベアリングアセンブリを、第1の軸に対して角度方向及び横方向に調節可能にするデバイスを含むことができる。
この「発明の概要」は、以下の「発明を実施するための形態」で更に記載される概念を選択して単純化された形態で導入するために提供されている。この発明の概要は、特許請求される主題の重要な機能又は不可欠な機能を識別することを意図せず、また特許請求される主題の範囲を決定する補助として使用されることも意図しない。
より完全な主題の理解は、「発明を実施するための形態」、及び「特許請求の範囲」を、以下の図面と併せて考察し、参照することによって導き出すことができ、同様の参照番号は、図面全体を通して同様の要素を指す。
以下の「発明を実施するための形態」は、本質的には、単なる実例に過ぎず、主題の実施形態、又はかかる実施形態の応用及び用途を限定することを意図しない。本明細書で使用する場合、単語「例示的な」は、「例、事例、又は実例として供すること」を意味する。本明細書に記載される任意の実施は、必ずしも他の実施よりも好ましい又は有利であるとは解釈されない。更には、先行の技術分野、背景技術、概要、若しくは以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は暗示されるいかなる理論によって限定されることを意図するものではない。
本明細書において「連結された(coupled)」という言葉は、要素又はノード又は構造が共に連結されていることを意味する。本明細書で使用する場合、明示的に別段の定めがある場合を除き、「連結された」は、ある要素/ノード/構造が、別の要素/ノード/構造に直接的又は非直接的に接合される(又は直接的若しくは間接的にこれらと連通する)ことを意味する。
本明細書において、「位置決めコネクタ」という言葉は「位置決めコネクタ(locating connector)」を使用して接続されたデバイス又は構造を指す。本明細書で使用する場合、明示的に別段の定めがある場合を除き、「コネクタを位置付けること」は、例えば、要素/ノード/機能の整列、又は2つの要素/ノード/機能間の接触の強化など(これらに限らない)の位置付け機能を提供し接続を行う機構により、ある要素/ノード/機能が別の要素/ノード/機能に直接的に又は間接的に接合される(又は直接的若しくは間接的にこれらと連通する)ことを意味する。
「調節する」−いくつかの要素、構成要素、及び/又は機能は、調節可能又は調節済みとして記載される。本明細書で使用する場合、明示的に別段の定めがある場合を除き、「調節する」は、素子若しくは構成要素、又はそれらの一部を状況及び実施形態に好適なように位置させる、修正する、改変する、又は配置することを意味する。場合によっては、要素若しくは構成要素、又はそれらの一部は、現状で実施形態に適切であるか、又は望ましい場合、調節の結果として、変わらない位置、状態、及び/又は状況のままであってよい。いくつかの場合には、要素又は構成要素は、適切であるか、又は望ましい場合、調節の結果として、新しい位置、状態、及び/又は状況に改変、変更、又は修正されてもよい。
「抑制する」−本明細書で使用する場合、抑制するは、効果の低減又は最小化を記載するために用いる。構成要素又は機能が、作用、動作、又は状況を抑制すると記載される場合、結果又は効果又は将来の状態を完全に阻止してもよい。更に、「抑制する」は、効果、性能、及び/又はそうでなければ発生したであろう効果を低減する又は減少させることも指すことができる。したがって、構成要素、要素、又は機能について結果又は状態を抑制するとされる場合、結果又は状態を完全に阻止したり、排除したりするものではない。
更に、ある特定の用語は、参照のためだけに以下の説明にも用いることがあり、したがって、制限的であることを意図しない。例えば、「上方」、「下方」、「上」、及び「下」などの用語は、参照する図において方向を指す。「前側」、「後側」、「背面」、及び「側面」などの用語は、議論の下で構成要素について記載する本文及び関連図面の参照によって明らかにされる、一貫性があるが任意の基準に従って、構成要素の部分の配向及び/又は位置を記載する。かかる用語は、具体的に上述した語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含んでもよい。同様に、用語「第1の」、「第2の」、及び構造について言及する他のかかる数値的用語は、明確に文脈で示されない限り、順序又は序列を意味しない。
本明細書に開示される本発明は、太陽電池アレイ及び太陽電池モジュールの文脈で記載される。しかしながら、これらの発明は、集中PVシステム、太陽熱システム等の他の文脈でも同様に使用することができる。
以下に説明する記載では、太陽エネルギー集光システム10は、複数の太陽光集光モジュールによって形成される状況で記載される。モジュールのそれぞれは、複数の太陽光集光デバイス支持する支持部材、及び、様々な太陽光集光デバイスを互いに及び他のモジュールに接続するための配線を含むことができる。このシステムは、かかるシステムの設置に付随する労力、ハードウェア、又は他のコストを低減するためのデバイスも含むことができる。例えば、かかるシステムに含まれる集光システム又は集光モジュールは、装着杭の設置の間に発生する可能性がある不整列を調整するように設計された1つ以上の様々な機能を含むベアリングアセンブリにより、地上で支持される。更に、モジュールは、かかるモジュールの製造の単純化、並びに設置現場におけるかかるモジュールの配設及び据付けのための他の機能も含むことができる。
図1は、複数の太陽光集光モジュール12を含む太陽集光器アレイ11を含む太陽集光システム10を図示する。太陽光集光モジュール12のそれぞれは、駆動シャフト又はトルクチューブ16によって支持される複数の太陽集光デバイス14を含むことができる。トルクチューブ16のそれぞれは、支持アセンブリ18によって地上で支持される。支持アセンブリ18のそれぞれは、図11〜17を参照して以下により詳細に記載される、杭及び調節可能なベアリングアセンブリ20を含むことができる。
図1を引き続き参照すると、システム10は、トルクチューブ16に接続され且つ集光器デバイス14に太陽の動きを追跡させるように、トルクチューブ16を枢動するように構成された追跡駆動装置30も含むことができる。図示された実施形態では、トルクチューブ16は、概して水平に配設され、モジュール12は、端部同志が互いに接続される。しかしながら、本明細書に記載される発明は、他のタイプの配置でも使用することができる。例えば、システム10は、トルクチューブ16が水平方向に対して傾斜するように配設された複数のモジュール12を含むことができ、米国特許出願公開第2008/0245360号明細書に図示及び開示される配置などのように、トルクチューブ16が端部同志が接続されてはいない。調節可能なベアリングアセンブリ20は、米国特許出願公開第2008/0245360号明細書の、図6において参照番号40によって識別され、段落[0033]に記載されるベアリング、並びに図8において参照番号72によって識別され、段落[0037]に記載されるベアリングの代わりに使用することができる。米国特許出願公開第2008/0245360号明細書の、ベアリング40及び72の図及び記述を含む全内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
トルクチューブ16が水平に配設され、モジュール12が端部同志で接続された実施形態では、米国特許出願公開第2010/0139646号明細書の図2において支持体16の頂部に装着されたベアリングの代わりに、調節可能なベアリングアセンブリ20を使用することができる。更に、駆動システム30は、米国特許出願公開第2010/0139646号明細書の傾斜アセンブリ50について開示される様態で構築及び操作することができる。米国特許出願公開第2010/0139646号明細書の全内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
更に、太陽光集光デバイス14は、太陽電池パネル、太陽熱集熱デバイス、集中太陽電池デバイス、又は集中太陽熱集熱デバイスの形態とすることができる。図示した実施形態では、太陽光集光デバイス14は、太陽電池パネルの形態である。
図2を参照すると、太陽集光システム10は、アレイ11に接続された電気システム40を更に含むことができる。例えば、電気システム40は、電源ライン44により遠隔の接続デバイス42に接続された電源としてアレイ11を含むことができる。電気システム40は、外部電力源、メーター、主遮断器を有する電気パネル、ジャンクション、電気負荷、及び/又は外部電力源モニターを有するインバーターも含むことができる。電気システム40は、米国特許出願公開第2010/0071744号明細書(その全内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる)に示される説明に基づいて構成及び操作することができる。
図3は、太陽光集光デバイス12を1つを除いて全てを取り外した状態のアレイ11を図示する。図3に示すように、支持アセンブリ18のそれぞれは、杭22の上端部において支持される調節可能なベアリング部材20を含む。トルクチューブ16は、任意の長さとすることができ且つ1つ以上の部品で形成することができる。複数の杭22の相互に対する間隔は、支持構造物18の間のトルクチューブ16のたわみ、風負荷、及び他の要因の所望の制限に基づいて決定することができる。
傾斜駆動部30は、駆動ストラット32が軸方向にその長さ方向に沿って移動するとトルクチューブ16が枢動される態様でトルクチューブ16と連結された、駆動ストラット32を含むことができる。駆動ストラット32は、トルクアームアセンブリ34でトルクチューブ16と接続され得る。例示した実施形態では、トルクアームアセンブリ34は、トルクチューブ16のそれぞれの端部に配置される。更に、アレイ11は、1つ以上の杭22によって、又は他の手段によって支持される電気配線トレイ60を含むことができる。
図4を参照すると、上記されたように、トルクチューブ16は1つ以上の部品で構築することができる。例えば、図4に示すように、トルクチューブ16の一部は、参照番号70によって識別され、これは本明細書では「トルクチューブモジュール」と称される。トルクチューブモジュールは、中央シャフト部材72と、1つ以上のマウンティングデバイス74と、1つ以上の接続デバイス76とを含むことができる。
本体部材72は、正方形、円形、長方形、又はその他の形状などの任意の断面形状を有する、任意のタイプの細長い部材の形態とすることができる。図示した実施形態では、本体部材72は円形である。本体部材72としては、市販の溶接管、引き抜き管、圧延管、又は冷間加工管を使用することができるが、他の構造的な構成要素も使用することができる。図示した実施形態では、本体部材72は、5インチ(約12.7cm)(外径)のERW(電縫)管から形成される。
マウンティングデバイス74は、太陽光集光デバイス14を支持するように構成される。図示した実施形態では、上記したように、太陽光集光デバイス14は、太陽電池パネルの形態である。したがって、図示した実施形態では、マウンティングデバイス74は、1つ以上の太陽電池パネルを支持し且つその横方向の縁部にしっかりと取り付けられるように構成される。このように、ほとんどすべてのマウンティングデバイス74は、2つの太陽電池パネルを支持し且つこれらの並置された縁部に堅固に固定される。しかしながら、他の構成も使用することができる。
接続部材76は、任意の構成を有することができる。図示した実施形態では、接続デバイス76は、約368mmの直径を有する円形フランジの形態である。更に、いくつかの実施形態では、フランジ部材77の上縁部は、クリアランス部分78を含むことができる。図示した実施形態では、クリアランス部分78は、フランジ部材77が太陽光集光デバイス14に接触するのを防ぐように成形された平坦な区域である。しかしながら、他の構成も使用することができる。
図5を引き続き参照すると、マウンティングデバイス74は、本体部材72に直接接続されるように構成された接続部分90を有するサドル部材79の形態とすることができる。更に、サドル部材79は、上部装着部分92を含むことができる。図示した実施形態では、上部装着部分92は、太陽電池パネルの縁部をこれにしっかりと接続するために使用される、留め金具を受容するように構成される平坦な表面である。
所望により、マウンティングデバイス74は、トルクチューブ16又はトルクチューブモジュール70が設置現場に配送される前に、本体部材72に装着させることができる。例えば、トルクチューブモジュール70は、機械で水平にしたテーブルの上に、所望の太陽集光デバイス14の装着に対応する間隔で一連の複数のマウンティングデバイス74を配置する方法で製作することができる。かかるテーブル上に、下向きで、所望の間隔で、マウンティングデバイス74が置かれた後、本体部材72を接続部分90の上に下ろす。いくつかの実施形態では、この水平なテーブルは、マウンティングデバイス74を所望の位置に維持するのに使用されるピンのための穴を含むことができる。したがって、本体部材72がマウンティングデバイス74上に下ろされる時に、マウンティングデバイス74は、動く可能性があまり無いか、又は動くことができない。
所望により、本体部材72のマウンティングデバイス74に対する正しい相対的な配向を確実にするために、本体部材72の端部を、マウンティングデバイス74に対して所望の位置に置き、工具で定位置に保持することができる。次いで、本体部材72は、各マウンティングデバイス74に仮付け溶接することができ、本体部材72に関連して標準の製作公差を可能とすることができる。マウンティングデバイス74の接続位置90のそれぞれにおいて、より小さい又はより大きい隙間で溶接することにより本体部材72の捩れ及び反りを除去することができる。マウンティングデバイスが本体部材72に装着された後、クリアランス部分78がマウンティングデバイス74の上部表面92と整列するように、フランジ77を配置することができる。フランジ部材77を所定位置にすることにより、フランジ部材77も本体部材72に溶接することができる。所望により、フランジ77間の距離を所望の距離に設定するように、フランジ部材77は、本体部材72の長さに沿って摺動するように設計することができ、これにより本体部材72の長さの変化に順応する。かかる組み立てプロセスは、本体部材72上へのコネクタ部材74の装着における所望の位置付けをより良好に確実にすることができ、本体部材72は公差がより低い構造材料から作成することができ、これによってトルクチューブ16をよりコストの低い材料で形成することができる。
図6に示すように、トルクチューブ16がともに接合した複数の部品から作成された場合、接続デバイス76は、向かい合わせの配設で相互に接続され得る。接続デバイス76を接続するために使用される技法は、任意の既知の技法とすることができる。図示した実施形態では、接続デバイス76は、両方のフランジ部材77に配列された穴を貫通するネジ式の留め金具で接続される。しかしながら、他の構成も使用することができる。
図7を参照すると、駆動アセンブリ34は、フランジ部材77と嵌合するように構成することができる。例えば、駆動アセンブリ34は、フランジ部材77と嵌合するように設計された1つ以上のフランジ部材80、82を含むことができる。フランジ部材82は、コネクタ部材84と接続され得る。図示した実施形態では、コネクタ部材84は、トルクチューブ16を形成するために使用される同一の構造部材の短い断片である。
駆動アセンブリ34は、コネクタ部材84に取り付けられた上端部及び駆動ストラット32と動作可能に係合するように構成された下端部を有する1つ以上のアーム86を含むことができる(図3)。図示した実施形態では、アーム86は概して台形の形状である。しかしながら、他の形状も使用することができる。
更に、アーム86の上端部は、駆動ストラット32によってアーム86が枢動されたときに、フランジ80、82がアーム86とともにトルクチューブ16の長手方向の枢動軸を中心として回転するように、コネクタ部材84、又はフランジ80、82に堅固に固定され、これによってフランジ部材77との接続を通してトルクチューブ16を回転させる。
図8を参照すると、集光器モジュール12は、上記したように、他のモジュール12に容易に電気的に接続することができる単一のユニットを形成するように、ともに電気的に接続された複数の太陽集光デバイス14を含むことができる。この状況では、各モジュール12は、フランジ77又は他のタイプの接続デバイスとともに接続された1つ以上の本体部材72によって形成することができる。図示した実施形態では、太陽集光デバイス14のそれぞれは、個々のデバイス14に接続された太陽電池ボックス100を含む。ボックス100のそれぞれは、集光デバイス14によって発生した電力を制御し、最終的にはコンバイナーボックス42に電力が送電されるように構成することができる(図2)。所望により、太陽電池ボックス100は、単一のモジュール12に含まれるすべての集光デバイス14と直列に又は並列に接続されるように更に構成することができる。いくつかの実施形態では、ボックス100は、100ボルト、又は他の任意の電圧で電力を出力するよう協働するように構成することができる。所望により、各モジュール12は、すべてのボックス100に直列に又は並列に接続可能となり、すべての集光デバイス14によって、100ボルトの電圧などの所望の出力特性で総電力出力を調整するように構成された、更なるジャンクションボックス102を含むことができる。
このタイプの配線構成は、都合のよいことには、相互に軸方向に整列したモジュール12が、ともに電気的に接続されかつ/又はデバイス14からの電力出力を制御するために更なるデバイスに接続されることを可能にする。上記したように、図3を参照すると、アレイ11は、電気部品支持トレイ60を含むことができ、その一部は図8に図示される。
図9A、図9B、及び図9Cに示されるように、電気部品トレイ60は、梯子状の構造的アセンブリの1つ以上のセグメントによって形成することができる。トレイは、電気配線44(図1)が、軸方向に整列したモジュール12に沿ってトレイ60に延在し、次いで地上で持ち上げられた位置で、コンバイナーボックス42に延在することを可能にするように成形及びサイズ設定することができる。
図9B及び図9Cを再度参照すると、トレイ60は、突合せ継手、又は他のタイプの継手などの接手によってともに接続された複数の要素で形成することができる。図9Bは、バネ部材130で形成された任意選択的な伸縮継手を図示する。このように、バネ部材130は、トレイ60を形成する複数の部材の相対的な軸方向移動を可能にする。
図9Cは、伸縮継手が望ましくない場合に、トレイ60の部品の並置された端部を固定するコネクタプレート132で実施される添え継ぎを図示する。
トレイ部材60は、任意の公知の様態で、柱22に接続され、それによって支持されることができる。図示した実施形態では、トレイ60は、2本のアーム付き支持アセンブリ120によって支持される。
図10を参照すると、2本のアーム付き支持アセンブリは、任意の公知の様態で形成することができる。図示した実施形態では、支持アセンブリ120は、概してチャネル形に成形された構成を有することができるベースプレート122を含む。しかしながら、他の構成も使用することができる。
2つの支持アーム124、126は、ベースプレート部材122にしっかりと固定される。例えば、アーム124、126は、ベースプレート122に溶接することができる。いくつかの実施形態では、アセンブリ120は、ベースプレート122内の開口部に延在するねじ付き端部を有するUボルトを含む、Uボルトマウント128を含む。ボルトなどのねじ付き留め金具は、次いでアセンブリ120を杭22に、任意の所望の高さで固定するために使用することができる。これは、杭22が装着される地面の勾配が変化する場合、利点を提供することができる。したがって、据付けの間に、トレイ60の一部が地上で十分に離間されていないと判断される場合、都合のよいことに支持デバイス120を持ち上げることができる。所望により、接地線129は、トレイ60を電気的に接地するように、トレイ60を杭22に電気的に接続することができる。
図10を引き続き参照すると、ベースプレート122は、所望によりスロット(図示せず)を含むことができ、これにより、例えば杭22が十分に垂直でない場合、杭22に対するベースプレート122の配向を調節することができる。更に、2つの離間されたアーム124、126を有することで、伸縮継手又は添え継ぎが用いられる場合でも、接手を2つのアーム124、126の間に収めることができ、これによってトレイ60のための追加の支持の必要性を低減する。更に、アーム124、126の長さは、様々な異なるサイズのトレイ60に順応するように選択することができる。
図11〜図17を参照すると、調節可能なベアリングアセンブリ20は、システム10の構築の間に、杭22の不整列を調整する、1つ以上の調節機能を含むことができる。例えば、ベアリングアセンブリ20は、高さ調節デバイス150、横方向調節デバイス170、及び/又は角度調節デバイス190を含むことができる。これらの調節デバイス150、170、190のそれぞれは、単独で、又は様々な組み合わせで、又は相互との任意の組み合わせで使用することができる。
例えば、縦方向調節デバイス150は、調節可能なベアリングアセンブリ20を、矢印Vの方向に沿った方向で縦に調節することを可能にする。デバイス150をこのように調節することで、調節可能なベアリングアセンブリ20の中央軸Zを杭22に対して上下に動かすことになる。横方向調節デバイス170は、ベアリングアセンブリ20の軸Zを杭Pの軸に対して横方向に調節することができるように、ベアリングアセンブリ20の一部を横方向Lに沿って調節することを可能にするように構成することができる。更に、角度調節デバイス190は、ベアリングデバイス20の軸Zの角度を、杭Pの軸に対して矢印Aの方向に調節することを可能にするように構成することができる。
以下に記載する縦方向調節デバイス150、横方向調節デバイス170、及び角度調節デバイス190の実施形態は、デバイス150、170、190の機能を実施するために使用することができる機構の例である。しかしながら、他の機構も使用することができる。
図12を参照すると、縦方向調節デバイス150は、襟部材152を含むことができる。襟部材152は、下端部154及び上端部156を含むことができる。部材152の下端部154は、杭22の中、又はその外側の周囲に適合するように構成することができる。いくつかの実施形態では、杭22は丸い外面を有し、下端部154は、丸い内側表面を有する。下端部154の丸い内側表面は、杭22の外径に近い且つ/又はこれよりわずかにより大きい直径を備えることができる。
したがって、部材152は、杭の上端部22を覆って置かれ、所望の高さに配置することができる。いくつかの実施形態では、部材152は、視線合わせデバイスと共に使用可能に構成されるアライメントノッチ158を含むことができる。このように、据付け作業者は、使用される位置合わせ手順に基づいて、部材152を適切な高さ及び角度位置に位置付けることができる。例えば、軸Xが、トルクチューブ16がそれを中心として枢動すべきである軸Zの意図された配向と少なくとも平行に横たわるように、軸Xに沿って収まるようにノッチ158を整列することができる。
図13を参照すると、部材152は、杭22に対して所望の高さ及び配向における定位置に固定することができる。例えば、部材152は、杭22に溶接することができるが、これに限らない。
横方向調節機構170は、十分に強い接続に順応し且つ/又は位置付け機能を提供する様態で、部材152の一部に接触するように構成されたベースプレート172(図13及び図14に図示される)を含むことができる。いくつかの実施形態では、部材152は、アライメントノッチ158の反対側に、アライメントノッチ160、162を含む。図示した実施形態では、ベース部材172は、部材152に対して所定の配向にベース部材172を位置付けるために、アライメントノッチ160、162、又は部材152の他の部分と協働するように成形することができる。
図示した実施形態では、ベース部材172は、ノッチ160、162それぞれに対応するように成形及び離間された側壁174、176を含む。したがって、図14に示すように、ベース部材172が部材152と嵌合するとき、側壁174、176はノッチ160、162によって位置付けられる。所望により、図示した実施形態に示すように、ベース部材172は、部材152に対して縦方向で部材172に対する更なる位置付け機能を提供するように、ノッチ160、162の下方部分と協働するように成形されたフランジ部材178、180も含む。ベース部材172は、溶接、接着、ねじ付き留め金具等を含む任意のタイプの固定技法により、部材152に取り付けることができる。更に、ベース部材は、図15を参照して以下に記載される、開口部177、179を含むことができる。
図15を参照すると、横方向調節デバイス170は、ベアリングハウジング支持部分182を更に含むことができる。ベアリングハウジング支持部分182は、ベース部材172に対して横方向Lに調節可能に構成することができる。
いくつかの実施形態では、ベアリングハウジング支持部材182は、第1の支持部材184及び第2の支持部材186で形成され、そのそれぞれは横方向調節部分185を含む。図示した実施形態では、横方向調節部分185は、概して横方向Lに延在するスロットの形態である。スロット185は、ベース部材172に画定される1つ以上の開口部と重なるように位置付けられる。
ねじ付き留め金具186は、ベース部材172に対するベアリングハウジング支持体184、186の横方向位置に応じて、スロット185及び穴177、179のうちの1つを通して挿入することができる。他の横方向調節デバイスも使用することができる。いくつかの実施形態では、スロット185は、長さ約1と1/2インチ(約3.81cm)である。しかしながら、他のサイズ及び調節の範囲も使用することができる。
ベアリングハウジング支持部材184、186は、ベアリングハウジングの外側表面の形状に対応して成形することができるベアリングハウジング支持部分187も含むことができる。例えば、図16に示すように、ベアリングハウジング支持部分187は、横方向の外側部分及び中央部分189を含む。図示した実施形態では、横方向の外側部分188は、概して平坦でまっすぐであり、中央部分189は湾曲している。しかしながら、例えば、所望のベアリングハウジングに対応する形状などの他の形状も使用することができる。
図16は、ベアリングハウジング192(図11)の第1の部分を図示する。ベアリングハウジング192の第1の部分194は、横方向の外側部分198及び中央の湾曲部分200を含む支持表面196を有する。図示した実施形態では、横方向の外側部分198は、概して平坦でまっすぐであり、横方向の外側部分188とほぼ同じ傾斜角度に配向される。同様に、湾曲部分200は、中央部分189の形状に対応する。
図17を参照すると、ベアリングハウジング部分194の支持部分196を部材185、186の支持部分187上に置くことによって、ベアリングハウジングの第1の部分194は支持表面187と確実に係合する。ベアリングハウジング194の第1の部分は、例えば、溶接、接着、ねじ付き留め金具等を含むがこれらに限らない、任意の周知の技法で部材185、186に取り付けることができる。
図17を引き続き参照すると、ベアリングハウジング194の第1の部分は、このように部材185、186に接続され、完全に組み立てられたベアリングハウジング192の規定の向きを提供する。図示した実施形態では、ベアリングハウジング192は、第1の部分194、第2の部分202、及び第3の部分204を含む、3つのセクションから形成される。この構成では、ベアリングハウジング部分194、202、204のそれぞれは、それぞれ同一の形状を有し、約120度の円弧状に周囲に広がる。
更に、ハウジング部分194、202、204のそれぞれは、隣接するベアリングハウジング部分上の隣接するフランジ206、208と嵌合可能に構成されるマウンティングフランジ206、208を含むことができる。図示した実施形態では、ベアリングハウジング部分194、202、204のそれぞれは、図11に図示するように、ベアリングハウジング部分194、202、204が互いに固定することができるように、ねじ付き留め金具を受容するように構成される開口部210を含む。
図17を引き続き参照すると、ベアリングハウジング部分194、202、204のそれぞれは、ベアリングレース表面220を含むことができる。相互に接続されたベアリングハウジング部分194、202、204のすべてにより、それぞれの内側表面220は、完全なベアリングレースを形成するように整列する。表面220は、調節可能なベアリングアセンブリ20の軸方向Zの凹面とすることができ、これによって部分的に球状のベアリングレースを形成する。しかしながら、他の構成も使用することができる。
ベアリングハウジング192が組み立てられたとき、角度調節デバイス190は、軸Zを中心として回転可能に構成されるベアリング部材230も含むことができる(図11に図示するように)。更に、ベアリング部材230は、軸Zに対して、角Aの方向(図11)で、角度的に枢動可能に構成することができる。したがって、図示した実施形態では、ベアリング部材230は、ベアリングハウジング192の内側表面220に対応して成形される部分的に球状の外側表面232を含む。
表面232は、軸方向Zで、ベアリングハウジング192より長くすることができる。したがって、ベアリング232が角度Aの方向で枢動されたときに、ベアリング表面232は、表面220との接触に耐える十分な負荷を提供し続ける。
所望により、図17に図示したように、外側表面232は、ウェブ形状の形態とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、表面232は、概して、部分的な球状表面に沿って追従することができるが、1つ以上の凹部234を含むこともできる。凹部234は、グリースなどの潤滑剤を受容するために使用することができる。ハウジング192が組み立てられると、外側表面232の中央帯域の周囲に配置されるいくつかの凹部は、表面220によって恒久的に覆われる可能性がある。このように、中央に位置付けられた凹部234は、これらの凹部に配置されたグリースなどの潤滑を気象による汚染から良好に保護し且つ漏れ出る恐れがある潤滑剤の量を低減することができる。いくつかの実施形態では、潤滑剤は使用されない。
ベアリング230は、トルクチューブ16の外側表面に対応するように構成された内側表面240も含むことができる。例えば、内側表面240は、トルクチューブ16の本体72の外側表面の直径とほぼ同じか、又はこれよりもわずかに大きい内径で形成することができる。このように、ベアリング230が本体72の外側表面を覆って位置付けられるとき、内側表面240は、本体72の外側表面に接触することができる。
いくつかの実施形態では、ベアリング230は、内側表面240がトルクチューブの外側表面の周辺に十分な隙間を提供し、内側表面240に対してトルクチューブ本体72が摺動するようにサイズ設定することができる。したがって、PVパネル14が太陽を追跡することを可能にする枢動アセンブリの状況で、トルクチューブ本体72の使用の間に、トルクチューブ16が内側表面240に対して枢動し、ひいては摺動する一方で、ベアリング230は、定常的にハウジング192内に留まることができる。
図17に図示するように、ベアリング230は、2つの半部からできた「分割」タイプのベアリングとすることができる。分割ベアリング部材230は、アレイ11の組み立てにおいて利点を提供することができる。例えば、アレイ11の組み立ての間に、調節可能なベアリングアセンブリ20の下方部分は、杭22に装着することができるが、ベアリング230のベアリングハウジング部分202、204及び上方の半部244は省略することができる。このようにして、トルクチューブ16は、ベアリング230の下方の半部242上に置くことができる。
このようにしてトルクチューブ16を位置付けた後、ベアリング230の上方の半部244及び他のベアリングハウジング部分202、204互いに接続し、ベアリング230の周囲に組み立てることができる。更に、この構成は、トルクチューブ16と、フランジ77、及び本体72(図4)に固定された取付デバイス74とを事前に組み立てることを可能とし、また、耐腐食コーティングで前処理できるようにする。より具体的には、例えば、一体品のベアリング部材を本体72を通して摺動させる必要がない。これは、トルクチューブ16の本体72に事前に取り付けられた接続部材74では不可能である。
図17及び図11を引き続き参照すると、ベアリングハウジング192を3つの部分から構築することにより、更なる利点を提供することができる。例えば、ベアリングハウジング192の3部分構築物は、組み立てプロセスの間に、ベアリング230の外側ベアリング表面232の周囲により容易に整列される。例えば、ベアリングハウス192が2つの部分から形成されていたとすると、ベアリング230の周囲にそれぞれが180度延在し、内側表面220と外側表面232との間の接触の量が増えることにより、ハウジング192のマウンティングフランジの整列をより難しくする可能性がある。
更に、ベアリングハウジング192は、2つの部分から作成することができるが、ベアリング230の周囲にそれぞれが約180度延在し、かかるベアリングアセンブリ220上に作用する力は、フランジ206、208を接続するために使用される留め金具に引っ張り負荷を与える傾向がある。これは、太陽光アレイ11を使用するとき、風負荷もモジュール20に対して、揚力に加えて他の方向の力を生じさせる可能性があることが観察されているからである。したがって、2部分から構成されるベアリングハウジングを形成するために使用されてもよいフランジの配向に関係なく、留め金具は、特定の状況下で引っ張り負荷を受ける可能性がある。
これに反して、3部分から構成されるハウジング192は、留め金具210に作用する力を、結果的に少なくとも部分的に剪断力にする。したがって、ベアリングハウジング192の耐久性を、図11〜図17に示される3部分構成では、強化することができる。同様に、ハウジング192は、4つ以上の部分から、又は所望する場合には2つの部分から作成することができる。
更に、3部分から構成されるハウジング192のは、支持部材184、186(図15)に、より小さいが、それでもベアリングハウジング部分194上の3つの表面の確実な係合を提供できるようにする。ハウジング192が、ベアリング230を中心として約180度延在する2つの部分から作成される場合、支持部材185、186がかかるハウジングの下方部分の3つの表面との接触を有するために、支持部材185、186は、より大きく、より重くなる必要があり、したがってより高価になる。同様に、ベアリング230は、3つ以上の部分、例えば3つの部分、4つの部分又はそれ以上の部分などで作成することができる。
更に、ベアリング230の内側表面240は、円形以外の形状を有することができる。例えば、トルクチューブ16の本体部材72が、正方形、長方形、星形等の円形以外の形状にされる場合、内側表面240は、対応する形状を有するように加工され得る。
ベアリング230は、WR902として市販されているアセタールコポリマーなどのプラスチック、又は他の材料を含む、任意の材料から作成することができる。
アレイ11の絶縁の間、上記したように、杭22は、例えば、セメントで、地表面に固定することができる。所望により、図12を参照すると、部材152は、例えば、アライメントノッチ158を使用して杭22を互いに対して整列するのを助けるように、セメントが硬化する前に一時的に又は恒久的に杭22の頂部に固定することができる。しかしながら、しばしば、様々な要因によるセメントの硬化の間の杭22の移動が生じる可能性があり、これは必ずしも制御することができない。したがって、最終的に杭22は、硬化したセメントの中の地表に固定される場合があるが、部分的に整列から外れる場合がある。
図11を参照すると、杭22の上端部の不整列は、横方向、縦方向、又は角度方向Aである可能性がある。したがって、調節デバイス150、170、190のうちのいずれか1つを単独で使用することによって、杭22のかかる不整列に順応する能力に利点を提供することができる。更に、3つの調節デバイス150、170、190のすべてが一緒に使用されるときには、杭22の縦方向、横方向、又は角度方向の任意の方向の不整列に順応することができる。
ベアリング230の分割構成は、他の利点も提供することができる。例えば、分割構成のベアリング230は、トルクチューブ16の本体72の任意の部分の周辺で組み立てることができるので、コネクタ部材74及びフランジ77などの、トルクチューブ16の特定の構造的な構成要素を本体72に恒久的に取り付けることができ、次いでトルクチューブ16は防食処理を受けることができる。このように、追加的な構成要素が溶接によりトルクチューブ16に取り付けられる必要がない。したがって、溶接による防食処理に対する損傷を避けることができる。いくつかの実施形態では、防食処理は、溶融亜鉛めっきである。しかしながら、他の防食処理も使用することができる。防食処理に対する損傷を低減することは、防食処理がトルクチューブ16のより長い耐用年数を提供することになる可能性を増加し且つ現場での組み立て後の防食処理の手直し作業の必要性を低減する。
更に、ベアリング230及びハウジング192の分割構成は、故障したベアリングを、トルクチューブ16を隣接するベアリングから取り外さずに交換することを可能にする。より具体的には、図11及び図17を参照すると、ベアリング部材230が故障した場合、調節可能なベアリングアセンブリ20は、ベアリング230の中央通路を通って延在する本体72から、部分的に又は全体的に分解することができる。更に、調節可能なベアリングアセンブリ20の構成要素は、アセンブリ20の構成要素のいくつか又はすべても、トルクチューブ16を定位置で交換し且つ隣接するベアリングアセンブリ20で支持されるようにサイズ設定される。
少なくとも1つの例示的実施形態が、上述の「発明を実施するための形態」で提示されてきたが、莫大な数の変型が存在することを認識するべきである。本明細書に記載する例示的実施形態は、特許請求される主題の範囲、適用性、又は構成を制限することを意図しないこともまた、認識するべきである。むしろ、上述の「発明を実施するための形態」は、当業者に、記載される実施形態を実施するための簡便な指針を提供するものである。本特許出願が出願される時点での、既知の等価物、及び予見可能な等価物を含む、「特許請求の範囲」によって規定される範囲から逸脱することなく、諸要素の機能及び配置に、様々な変更が実施可能であることを理解するべきである。
[項目1]
複数の接続された太陽光集光モジュールから形成される太陽エネルギー集光システムであって、
それぞれが上端部を有する、地表面に固定される複数の杭と、
複数の支持フレームであって、上記支持フレームのそれぞれは、上記支持フレームの第1の方向に延在する第1の構造的支持部材を有し、上記第1の構造的支持部材のそれぞれは、上記支持フレームの枢動軸を画定し、第1の端部及び上記第1の端部の反対側の第2の端部を含む、複数の支持フレームと、
上記支持フレームによってそれぞれ支持される光起電太陽パネルの複数の配列であって、上記複数の光起電太陽パネルの配列のそれぞれは、ほぼ同じ電圧で電気エネルギーを出力するように配線される、複数の配列と、
上記複数の杭の上記上端部に配置される複数の球状ベアリングアセンブリであって、上記球状ベアリングアセンブリのそれぞれは、上記複数の杭のうちの1つの上記上端部に装着された少なくとも第1のハウジング部分と、第2のハウジング部分であって、上記第1のハウジング部分に取り外し可能に接続され、かつ上記第2のハウジング部分が上記第1のハウジング部分に接続されたときにインナーベアリングレースを確定する、第2のハウジング部分と、少なくとも第1のブッシング部分と第2のブッシング部分とを備えるブッシングであって、上記第1のブッシング部分及び第2のブッシング部分は、上記第1の構造的部材の外側表面と嵌合を形成する内側通路を画定し、上記インナーベアリングレースと嵌合を形成する概ね球状の外側表面を形成し、上記概ね球状の外側表面は、上記ブッシングの内側部分内から外側の球面に向かって延在する半径方向の壁を備え、上記半径方向の壁の外側の末端部は、潤滑剤を収容するように構成された凹部を有するウェブ様の球面を形成する、ブッシングと、を備える、複数の球状ベアリングアセンブリと、を備える、太陽エネルギー集光システム。
[項目2]
調節可能な太陽光アセンブリであって、
上端部を有する、地表面に固定される少なくとも第1の杭と、
上記支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有する少なくとも第1の支持フレームと、
上記第1の支持フレームによって支持される少なくとも第1の太陽エネルギー収集デバイスと、
上記杭の上記上端部に配置される少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリであって、少なくとも第1の軸を中心に枢動するように上記第1の構造的支持部材を支持する、少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリと、を備える、調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目3]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、少なくとも1つのハウジング及びブッシングを備え、上記ハウジングは、上記杭の上記上端部に固定される少なくとも第1の部分と、上記第1の部分に取り外し可能に接続される第2の部分とを備え、上記ブッシングは、上記ハウジングによって取り囲まれる、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目4]
上記第1のハウジング部分及び第2のハウジング部分が協働して、上記ブッシングの外側表面の少なくとも一部が球状である上記ブッシングを支持するように構成されたベアリングレースを画定する、項目3に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目5]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、内部通路を画定するブッシングを備え、上記第1の構造的支持部材が上記内部通路を通って延在し、上記ブッシングは、少なくとも第1の部分と第2の部分とを備える分割ブッシングであり、上記第1の部分及び第2の部分の上記外側表面は協働して、上記ブッシングの概ね球状の外側表面を形成する、項目3に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目6]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、第1の部分と、第2の部分と、第3の部分とを含むハウジングを備え、上記第1の部分は第1の杭の上記上端部に装着され、上記ハウジングの上記第2の部分及び第3の部分は上記第1の部分と協働して、少なくとも部分的に球状の外側表面でブッシングを受容するように構成され、かつ上記第1の構造的支持部材を支持するように構成されるインナーレースを画定する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目7]
上記ハウジングの上記第1の部分、上記第2の部分、及び上記第3の部分のそれぞれが、上記ブッシングの周囲に約120°で延在するように構成される、項目6に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目8]
上記ブッシングが、ほぼ同じサイズの第1の部分及び第2の部分を備える、項目7に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目9]
上記第1の杭の上記上端部に対して縦方向に調節可能なように構成された第1のマウントと、上記杭の上記上端部に対して横方向に調節可能なように構成された第2のマウントとを備える、調節可能なベアリングマウントを更に備え、上記調節可能なベアリングマウントは、上記第1の球状ベアリングアセンブリを上記杭の上記上端部に接続する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目10]
上記第1のマウントが、上記杭の上記上端部を受容し、かつ上記杭に対して縦方向に調節可能であるように構成されたスリーブ部分を備える、項目9に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目11]
上記第2のマウントが、上記第1のマウントと解放可能に係合可能なように、かつ上記第1のマウントに対して横方向に調節可能なように構成される、項目9に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目12]
上記第2のマウントが、上記第2のマウントが上記第1のマウントに対して横方向に摺動することができるように上記第1のマウントに形成された穴と整列するスロットを含み、上記スロット及び上記穴は、上記第2のマウントを上記第1のマウントに対して定位置に固定するために、ねじ付き留め金具がそれを通って延在できるようにサイズ決定される、項目11に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目13]
上記球状のベアリングアセンブリが、ウェブ様の概ね球状の外側表面を有するブッシングを備える、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目14]
上記ブッシングの上記概ね球状の外側表面が、潤滑剤を収容するように構成された凹部を有する、項目13に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目15]
上記第1のベアリングアセンブリが、上記第1のベアリングアセンブリの縦方向位置を上記杭に対して調節できるように構成された縦方向調節デバイスと、上記第1のベアリングアセンブリの横方向位置を上記杭に対して調節できるように構成された横方向調節デバイスと、のうちの少なくとも1つを更に備える、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目16]
上記球状ベアリングアセンブリが、ベアリングハウジングとベアリング部材とを備え、上記ベアリング部材は、上記第1の軸を中心に枢動可能であり、かつ上記第1の杭に対して異なる方向に枢動可能である、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目17]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、分割ベアリングハウジングと分割ベアリング部材とを備え、上記第1の構造的支持部材が、上記分割ベアリング部材の内径とほぼ同じか又はより小さい外径を有する本体部材を含み、かつ上記本体部材に恒久的に固定される装着構成要素を更に備え、上記装着構成要素は、上記本体部材から上記分割ベアリングの上記内径を越えて外向きに延在する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目18]
調節可能な太陽光アセンブリであって、
上端部を有する、地表面に固定される少なくとも第1の杭と、
上記支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有する少なくとも第1の支持フレームと、
上記第1の支持フレームによって支持される少なくとも第1の太陽エネルギー収集デバイスと、
上記杭の上記上端部に配置される少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリであって、少なくとも第1の軸を中心に枢動軸となるように上記第1の支持フレームを支持する、少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリと、
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、上記第1の軸に対して角度方向及び横方向に調節されることを可能にする手段と、を備える、調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目19]
上記球状ベアリングアセンブリが、上記第1の球状ベアリングアセンブリの位置を上記第1の軸に対して縦方向に調製する手段を更に備える、項目18に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目20]
上記第1の球状ベアリングアセンブリを、上記第1の構造的支持部材が最終的な据付け位置になるように、上記第1の構造的支持部材の中央長手方向軸を上記第1の軸と位置合わせして、上記第1の構造的支持部材の周囲に組み立てることを可能にする手段を更に備える、項目18に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目1]
複数の接続された太陽光集光モジュールから形成される太陽エネルギー集光システムであって、
それぞれが上端部を有する、地表面に固定される複数の杭と、
複数の支持フレームであって、上記支持フレームのそれぞれは、上記支持フレームの第1の方向に延在する第1の構造的支持部材を有し、上記第1の構造的支持部材のそれぞれは、上記支持フレームの枢動軸を画定し、第1の端部及び上記第1の端部の反対側の第2の端部を含む、複数の支持フレームと、
上記支持フレームによってそれぞれ支持される光起電太陽パネルの複数の配列であって、上記複数の光起電太陽パネルの配列のそれぞれは、ほぼ同じ電圧で電気エネルギーを出力するように配線される、複数の配列と、
上記複数の杭の上記上端部に配置される複数の球状ベアリングアセンブリであって、上記球状ベアリングアセンブリのそれぞれは、上記複数の杭のうちの1つの上記上端部に装着された少なくとも第1のハウジング部分と、第2のハウジング部分であって、上記第1のハウジング部分に取り外し可能に接続され、かつ上記第2のハウジング部分が上記第1のハウジング部分に接続されたときにインナーベアリングレースを確定する、第2のハウジング部分と、少なくとも第1のブッシング部分と第2のブッシング部分とを備えるブッシングであって、上記第1のブッシング部分及び第2のブッシング部分は、上記第1の構造的部材の外側表面と嵌合を形成する内側通路を画定し、上記インナーベアリングレースと嵌合を形成する概ね球状の外側表面を形成し、上記概ね球状の外側表面は、上記ブッシングの内側部分内から外側の球面に向かって延在する半径方向の壁を備え、上記半径方向の壁の外側の末端部は、潤滑剤を収容するように構成された凹部を有するウェブ様の球面を形成する、ブッシングと、を備える、複数の球状ベアリングアセンブリと、を備える、太陽エネルギー集光システム。
[項目2]
調節可能な太陽光アセンブリであって、
上端部を有する、地表面に固定される少なくとも第1の杭と、
上記支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有する少なくとも第1の支持フレームと、
上記第1の支持フレームによって支持される少なくとも第1の太陽エネルギー収集デバイスと、
上記杭の上記上端部に配置される少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリであって、少なくとも第1の軸を中心に枢動するように上記第1の構造的支持部材を支持する、少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリと、を備える、調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目3]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、少なくとも1つのハウジング及びブッシングを備え、上記ハウジングは、上記杭の上記上端部に固定される少なくとも第1の部分と、上記第1の部分に取り外し可能に接続される第2の部分とを備え、上記ブッシングは、上記ハウジングによって取り囲まれる、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目4]
上記第1のハウジング部分及び第2のハウジング部分が協働して、上記ブッシングの外側表面の少なくとも一部が球状である上記ブッシングを支持するように構成されたベアリングレースを画定する、項目3に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目5]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、内部通路を画定するブッシングを備え、上記第1の構造的支持部材が上記内部通路を通って延在し、上記ブッシングは、少なくとも第1の部分と第2の部分とを備える分割ブッシングであり、上記第1の部分及び第2の部分の上記外側表面は協働して、上記ブッシングの概ね球状の外側表面を形成する、項目3に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目6]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、第1の部分と、第2の部分と、第3の部分とを含むハウジングを備え、上記第1の部分は第1の杭の上記上端部に装着され、上記ハウジングの上記第2の部分及び第3の部分は上記第1の部分と協働して、少なくとも部分的に球状の外側表面でブッシングを受容するように構成され、かつ上記第1の構造的支持部材を支持するように構成されるインナーレースを画定する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目7]
上記ハウジングの上記第1の部分、上記第2の部分、及び上記第3の部分のそれぞれが、上記ブッシングの周囲に約120°で延在するように構成される、項目6に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目8]
上記ブッシングが、ほぼ同じサイズの第1の部分及び第2の部分を備える、項目7に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目9]
上記第1の杭の上記上端部に対して縦方向に調節可能なように構成された第1のマウントと、上記杭の上記上端部に対して横方向に調節可能なように構成された第2のマウントとを備える、調節可能なベアリングマウントを更に備え、上記調節可能なベアリングマウントは、上記第1の球状ベアリングアセンブリを上記杭の上記上端部に接続する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目10]
上記第1のマウントが、上記杭の上記上端部を受容し、かつ上記杭に対して縦方向に調節可能であるように構成されたスリーブ部分を備える、項目9に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目11]
上記第2のマウントが、上記第1のマウントと解放可能に係合可能なように、かつ上記第1のマウントに対して横方向に調節可能なように構成される、項目9に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目12]
上記第2のマウントが、上記第2のマウントが上記第1のマウントに対して横方向に摺動することができるように上記第1のマウントに形成された穴と整列するスロットを含み、上記スロット及び上記穴は、上記第2のマウントを上記第1のマウントに対して定位置に固定するために、ねじ付き留め金具がそれを通って延在できるようにサイズ決定される、項目11に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目13]
上記球状のベアリングアセンブリが、ウェブ様の概ね球状の外側表面を有するブッシングを備える、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目14]
上記ブッシングの上記概ね球状の外側表面が、潤滑剤を収容するように構成された凹部を有する、項目13に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目15]
上記第1のベアリングアセンブリが、上記第1のベアリングアセンブリの縦方向位置を上記杭に対して調節できるように構成された縦方向調節デバイスと、上記第1のベアリングアセンブリの横方向位置を上記杭に対して調節できるように構成された横方向調節デバイスと、のうちの少なくとも1つを更に備える、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目16]
上記球状ベアリングアセンブリが、ベアリングハウジングとベアリング部材とを備え、上記ベアリング部材は、上記第1の軸を中心に枢動可能であり、かつ上記第1の杭に対して異なる方向に枢動可能である、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目17]
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、分割ベアリングハウジングと分割ベアリング部材とを備え、上記第1の構造的支持部材が、上記分割ベアリング部材の内径とほぼ同じか又はより小さい外径を有する本体部材を含み、かつ上記本体部材に恒久的に固定される装着構成要素を更に備え、上記装着構成要素は、上記本体部材から上記分割ベアリングの上記内径を越えて外向きに延在する、項目2に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目18]
調節可能な太陽光アセンブリであって、
上端部を有する、地表面に固定される少なくとも第1の杭と、
上記支持フレームの長手方向に延在する第1の構造的支持部材を有する少なくとも第1の支持フレームと、
上記第1の支持フレームによって支持される少なくとも第1の太陽エネルギー収集デバイスと、
上記杭の上記上端部に配置される少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリであって、少なくとも第1の軸を中心に枢動軸となるように上記第1の支持フレームを支持する、少なくとも第1の球状ベアリングアセンブリと、
上記第1の球状ベアリングアセンブリが、上記第1の軸に対して角度方向及び横方向に調節されることを可能にする手段と、を備える、調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目19]
上記球状ベアリングアセンブリが、上記第1の球状ベアリングアセンブリの位置を上記第1の軸に対して縦方向に調製する手段を更に備える、項目18に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
[項目20]
上記第1の球状ベアリングアセンブリを、上記第1の構造的支持部材が最終的な据付け位置になるように、上記第1の構造的支持部材の中央長手方向軸を上記第1の軸と位置合わせして、上記第1の構造的支持部材の周囲に組み立てることを可能にする手段を更に備える、項目18に記載の調節可能な太陽光アセンブリ。
Claims (10)
- 太陽光エネルギーを収集するための太陽光アセンブリであって、
地表面に固定される複数の杭であって、前記複数の杭のそれぞれが上端部を有する、複数の杭と、
複数の支持フレームであって、前記複数の支持フレームのそれぞれが、それぞれの支持フレームの第1の方向に延在する第1の構造的支持部材を有し、複数の前記第1の構造的支持部材のそれぞれが、それぞれの支持フレームの枢動軸を規定する、複数の支持フレームと、
前記複数の支持フレームによって支持される複数の太陽光エネルギー収集装置であって、前記複数の太陽光エネルギー収集装置のそれぞれが、ほぼ同じ電圧で電気エネルギーを出力するように配線によって接続される、複数の太陽光エネルギー収集装置と、
地上に離間された調節可能な電気部品トレイアセンブリであって、前記電気部品トレイアセンブリが、前記複数の太陽光エネルギー収集装置を接続する複数の電気配線を保持する複数のトレイ部材と、前記複数のトレイ部材を接続する複数の継手とを備える、電気部品トレイアセンブリと、
を備え、
前記調節可能な電気部品トレイアセンブリは、地上に調節可能な高さで、前記複数の杭のうちの1つに固着される
太陽光アセンブリ。 - 少なくとも、地表面に固定される第1の杭であって、前記第1の杭が上端部を有する、第1の杭と、
少なくとも、前記第1の杭の前記上端部に配置される第1の支持フレームと、
少なくとも、前記第1の支持フレームによって支持される第1の太陽光エネルギー収集装置と、
少なくとも、地上に離間される調節可能な第1の電気部品トレイアセンブリであって、前記第1の電気部品トレイアセンブリが、少なくとも、前記第1の太陽光エネルギー収集装置に電気的に接続される少なくとも1つの電気配線を保持する第1のトレイ部材を備える、第1の電気部品トレイアセンブリと
を備え、
前記調節可能な第1電気部品トレイアセンブリは、地上に調節可能な高さで、前記第1の杭に固着される
太陽光アセンブリ。 - 前記第1のトレイ部材は、継手によって第2のトレイ部材に接続され、前記継手が前記第1の杭に固着される
請求項2に記載の太陽光アセンブリ。 - 前記調節可能な電気部品トレイアセンブリは、前記複数のトレイ部材の軸方向移動を可能にするためのバネ部材で形成された伸縮継手を備える
請求項1又は3に記載の太陽光アセンブリ。 - 前記調節可能な電気部品トレイアセンブリは、前記複数のトレイ部材の並置された複数の端部を固定するための添え継ぎを備える
請求項1又は3に記載の太陽光アセンブリ。 - 前記調節可能な電気部品トレイアセンブリは、梯子状の構造を持つ複数のトレイ部材を備える
請求項1から5のいずれか一項に記載の太陽光アセンブリ。 - 前記調節可能な電気部品トレイアセンブリは、2本のアームを持つ支持アセンブリによって支持され、
前記2本のアームを持つ支持アセンブリは、
実質的にチャネル形の構成を有する第1のベースプレート部材と、
前記第1のベースプレート部材に固着される第1及び第2の支持アームと、
前記第1及び第2の支持アームを前記杭に固定するためのマウントと
を備える請求項1から6のいずれか一項に記載の太陽光アセンブリ。 - 複数の前記太陽光エネルギー収集装置は、軸方向に整列される
請求項1から7のいずれか一項に記載の太陽光アセンブリ。 - コンバイナーボックス
を更に備え、
前記複数の太陽光エネルギー収集装置を接続する複数の電気配線は、軸方向に整列した前記複数の太陽光エネルギー収集装置に沿って、前記調節可能なトレイアセンブリに延在して、更に前記コンバイナーボックスに延在する
請求項8に記載の太陽光アセンブリ。 - 太陽光収集システムのための調節可能な電気部品トレイアセンブリであって、
少なくとも、少なくとも1つの電気配線を保持するための第1のトレイ部材と、
少なくとも、複数の開口を有する第1のベースプレート部材と、
少なくとも、前記第1のベースプレート部材に固着される第1の支持アームと、
間にU字体を持つ複数のねじ付き端部を備えるマウントであって、前記複数のねじ付き端部が前記第1のベースプレート部材の複数の開口内に延在する、マウントと
を備える電気部品トレイアセンブリ。
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