阅读说明：本技术 能安装在农田上的用于产生太阳能的设备 (Farmland-mountable apparatus for producing solar energy ) 是由 阿里桑德罗·雷博迪 罗纳尔德·克诺奇 保罗·帕尔马 于 2018-04-18 设计创作，主要内容包括：用于产生太阳能的设备包括：支撑结构,其由固定到地面地排列的支撑杆(2)形成；用于太阳能接收器装置的运动系统,其定位在成排布置的杆上、适于允许所述装置绕大致彼此垂直的第一轴线(X)和第二轴线(Y)运动。该系统包括：围绕所述第一轴线(X)的旋转的主管(4),多个次级管(5)连接至所述主管,与所述主管相关联地,这些次级管具有固定到其的接收器装置(P)；以及用于初级管的运动机构(7)。所述设备包括布置在所述排的每一个杆上的支持和移动支撑件(6),该支持和移动支撑件具有接收所述运动系统的主管(4)并允许其绕该轴线(X)旋转的壳体。(The apparatus for generating solar energy comprises: a support structure formed by support bars (2) arranged fixed to the ground; movement system for solar receiver devices, positioned on rods arranged in rows, adapted to allow movement of said devices about a first axis (X) and a second axis (Y) substantially perpendicular to each other. The system comprises: a primary pipe (4) rotating about said first axis (X), to which a plurality of secondary pipes (5) are connected, which have, in association with the primary pipe, receiver means (P) fixed thereto; and a movement mechanism (7) for the primary tube. The apparatus comprises a support and movement support (6) arranged on each rod of the row, having a housing receiving the main pipe (4) of the movement system and allowing its rotation about this axis (X).)

能安装在农田上的用于产生太阳能的设备

技术领域

本发明涉及一种用于产生太阳能的设备，该设备由约束到地面、优选农田上的支撑结构形成，该支撑结构适于支持用于适于接收太阳光的装置、例如光伏面板的运动系统。具体而言，本发明的运动系统允许这样的装置绕两个轴线X和Y运动，以允许其保持光伏面板或适于捕获太阳能的其它装置正确朝向太阳定向。

这样的设备可以安装在农田上，从而留出利用这种土地用于其原始目的的可能性、即种植作物或用于动物放牧。

背景技术

在两个轴线上移动太阳能电池面板的系统是众所周知的，用行话来说，这种系统被称为“太阳***”。

***的主要目的是最大化机载容纳装置的效率。在光伏领域，机载载置在***上的模块通常几何地布置在单个面板上，这种做法避免了为每个单个模块使用***。与太阳光线垂直的排列越多，换能效率越高，且在同一表面上产生的能量也越大，并且对所需同样功率而言必需的太阳能电池面板表面越小，设备成本就越低。

最复杂的***有两个自由度，通过这两个自由度，光伏面板的垂线布置成与太阳光线完美且实时地对准。用于制造它们的最具成本效益但不是唯一的方法是：将一个***载置在另一***旁边。利用这些***，电力产量的增长甚至达到了35％-45％，但代价是构造更加复杂。

专利申请WO2010103378中示出了这种类型的太阳***，该专利申请描述了由通过系条网保持就位的支撑杆形成的载荷支承结构，支撑杆和系条都通过铰链销固定在地面上。

太阳***包括支承载荷的水平主管，其可以绕其轴线旋转，多个次级管连接至该水平主管、垂直于该主管固定并且可以绕其轴线旋转。太阳能电池面板固定在这些次级管上。***主管的端部安放并固定在这样的支撑杆上。用于连接各种面板并将它们生成的电流传送到外部的电缆也位于主管内。

***的集成在该***本身中的控制系统能够保持面板始终朝向太阳定向、使主管和次级管旋转，使得太阳垂直于面板的捕获表面。

专利W02013076573描述了这种类型的支撑杆结构，其也支撑风力发电模块。这种结构在“棋盘”设置结构中是二维的并且也可以安装在农田上，这是因为它被抬高并且支撑杆之间的距离使得允许甚至大型的农业机械也可以通过。

专利申请WO2013117722描述了一种用于产生太阳能的适于安装在农田上的方法和设备。在该设备中，光伏模块和支撑结构被定向成使得位于模块下方的种植区域被部分遮蔽。在这种情况下，根据发明的光伏模块的定向允许太阳辐射照射到作物上。显然，太阳能电池面板及其运动机构具有相当大的重量并且因此需要解决的问题是：如何使系统尽可能轻。面板和载荷支承结构的体积也必须减小到最小，以允许太阳光到达农田下面的地面。

另外，相对于结构的尺寸、重量和成本，布置在杆上或管中的运动机构的数量是非常关键的参数并且还允许其所在的农田接收用于定位在地面上的作物的合适的光/影比。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种具有所附权利要求1的特征的系统来克服上述缺点。

附图说明

参考所附示意图，从作为一个示例而不是为了限制性目的给出的本发明实施例的以下描述中，本发明的特性和优点将变得更加清楚，其中：

·图1示出了根据本发明的包括支撑结构和运动系统的设备；

·图2示出了安装在支撑结构的一排杆上的根据本发明的运动系统；

·图3示出了图2的扩大部分，突出显示了布置在支撑结构的每个这种杆上的用于初级管和该初级管的旋转机构的支持和移动支撑件；

·图4a示出了用于初级管的支持和移动支撑件；

·图4b示出了没有初级杆的图4a的支撑件；

·图5示出了用于初级管的旋转机构；

·图6示出了用于初级管的旋转机构的合适的致动器；

·图7a-7b示出了布置在初级管内的次级管的旋转机构；

·图8a-8b示出了用于初级管运动的蜗杆的另外的运动传动机构；

·图9示出了用于次级管的旋转的蜗杆运动传动机构。

具体实施方式

参考引用的附图，根据本发明的用于产生太阳能的设备允许适于接收太阳光的装置在大致彼此垂直的第一轴线X和第二轴线Y上移动，以允许其保持朝向太阳的正确定向。例如，这种装置是光伏面板或适于捕获太阳能的其它装置。

所述设备基本上包括由支撑杆2形成的支撑结构，其优选通过系条网或钢筋3网保持就位，支撑杆和系条都通过合适的销、例如铰链销固定在地面中。这种结构可以有利地被二维、例如“棋盘”型地构造并且也可以安装在农田上，这是因为它被抬高并且支撑杆之间的距离使得允许甚至大型农业机械也可以通过。

这种支撑结构可以替代地通过由混凝土或钢制成的杆制成，该杆具有被打入地面下的一部分以及位于地面上的适于使结构离地面具有适当高度的另一部分。所述杆设置结构可以通过系条或钢筋连接，也可以不通过系条或钢筋连接。

用于这种太阳能装置的移动或定向的系统定位在所述支撑结构上并且特别是定位在多排杆上。

每个运动系统包括绕其自身轴线的旋转主管4，并且旋转主管大致水平地安装，多个次级管5连接至该旋转主管、优选以刚性方式垂直于主管固定、或者替代地通过适于提供旋转能力的合适系统固定。接收器装置(在图示的特定情况下为光伏面板P)固定在该次级管上。

该运动系统还包括用于初级管的运动机构，并且作为一选择还包括用于次级管的运动机构。

该运动系统通过布置在所述排的每一杆上的支持和移动支撑件6固定到这类杆上，也可以将前述系条3固定到该支持和移动支撑件，并且该支持和移动支撑件6具有接收运动系统的主管4并允许其绕轴线X旋转的壳体。

如果支撑结构由打入的混凝土杆制成，这种支撑件将由杆的头部直接提供，该头部甚至通过适当地固定到杆的水平钢板63而将被制成平坦的。

在前述替代实施例中，系条可以被省略，并且主管定位在一排杆上，支持和移动支撑件布置在该排杆的顶部上。

这种支撑件6包括被约束到杆上的下部部分，该下部部分具有彼此垂直的四个翼部61，每个翼部适于约束前述系条中的一个。上部部分包括由至少一个鞍座、优选一对鞍座62制成的壳体，所述至少一个鞍座安放在支撑件的引述的水平板63上。这类鞍座具有适于容纳初级管的大致圆形的内轮廓并且优选由允许管旋转的多个轴承64沿着这样的轮廓设置。每个鞍座62的系带65防止管从鞍座中出来，但不防止管在系带(例如聚酯带)内旋转。

优选地，根据本发明，两个相邻管之间的约束发生在鞍座对之间。两个管之间的连结特别是通过布置在管本身的端部处的连结法兰41来实现。

初级管7的运动机构包括压接在初级管上并与之形成一单元的支架72。

这种支架优选地布置在两个相邻管的两个连结法兰41之间，并且线性致动器73被约束到该支架、布置在所引述的支架与支撑杆2之间。这样，利用支撑杆作为固定销、通过使线性致动器移动生成管4的旋转运动。为了致动器的运动，有利地使用第一电动马达74。

次级管5可以或者也可以不在内部包括次级管绕第二轴线的运动机构8。这种机构有利地布置在两个相邻初级管的连结区域中并且包括第二马达81和传动机构82，两者都通过板71约束至两个初级管之间的连结法兰41。

马达通过合适的传动机构82使纵向布置在主管4中的蜗杆83旋转。

这种蜗杆穿过法兰41和支撑所述传动系统82的板71并且能够自由旋转，并且因此能够在两个相邻的初级管内线性地传递旋转运动。这样，次级管的单个运动机构能够将旋转传递到两组次级管，每组次级管布置在相邻的初级管上。

两个相邻的初级管上的这种蜗杆连接至具有球窝接头的连接终端86，该球窝接头适于允许销87的***，该销与合适的板84一起允许与直线型材85连接，该直线型材也纵向布置在主管内。被约束到这种可动板的齿条88在这种型材上被引导，该齿条在蜗杆被设定成旋转时与该蜗杆作为一个单元运动。

齿条沿着它们的路径邻接多个齿轮89，每个齿轮在其与主管相交的位置中配合在次级管上。当齿条通过蜗杆的旋转而移动时，这些齿条使齿轮89旋转并且因此也使次级管旋转，从而使面板P绕轴线Y旋转。

主管还设置有开口46，该开口由覆盖件封闭并定位在马达和减速机构处。

显然，各种零件的材料都经过适当选择，以在重量和强度之间实现正确平衡。

马达的移动由合适的电子控制器控制，该控制器利用合适的倾斜传感器的反馈来确定面板在白天和各种天气条件下必须具有的角度。

该系统预见：主管载置在具有终端的杆上，这些终端包括两个相邻的运动机构。

这样可以使用单个电子控制器，以同时控制两个系统的移动，这两个系统仍然继续独立移动。

这种控制器的电子板对不同的通信系统(例如Wifi、RS485或光纤电缆)开放。根据需求，可以采用一种解决方案而不是另一种。