单轴跟踪的太阳能元件制造技术

相对于固定定位的太阳能设备，单轴跟踪的光伏设备获得了更高的产量，因为太阳能模块可以全天跟踪太阳高度，从而可以利用最佳角度的日射。然而，由于其自重和额外的风荷载而存在大的力，这导致高的横截面要求和最终用于这些结构的更高的成本。为了解决该问题，本发明专利技术提出，由多个外壳型材制造轴模块(2)，这一方面能够实现由相对少量的材料制成的非常稳定的结构，但另一方面允许引导用于支承太阳能模块的横梁(11)穿过轴模块(2)，并且因此降低轴模块(2)上出现的扭力。(2)上出现的扭力。(2)上出现的扭力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单轴跟踪的太阳能元件
[0001]本专利技术涉及一种单轴跟踪的太阳能元件，其具有支架结构和可旋转地支承在该支架结构上的轴模块和多个与该轴模块连接的、用于支承至少一个太阳能模块的横梁，其中，该轴模块能够围绕对称轴线旋转并且根据圆周分成多个沿其纵向边缘彼此连接的外壳型材。
[0002]这种跟踪的太阳能元件在现有技术中已经由US 2015/0200621 A1公开。在此，太阳能元件在多边形轴上被引导并且与该多边轴通过同样多边形的轴套连接，该轴套紧贴在多边轴上。
[0003]此外，由DE 11 2013 005 890 T5公开了另外的现有技术。由这个文献已知，太阳能元件跟踪太阳高度，以便尽可能有效地运行各个太阳能模块、尤其是光伏模块。在始终尽可能垂直于入射的太阳光线的定向时，这些模块获得最好的收益，围绕中心的支承轴的旋转对于这些模块是有帮助的。
[0004]在旋转轴南北定向的情况下，提高在早晨和晚上时间可实现的电流产量，而水平位置在中午时间稍微抑制最大发电。以这种方式变得更均匀的发电曲线一方面明显与电网兼容，并且也导致与固定定位的太阳能设备相比在整年中明显更高的发电。
[0005]因为直的光伏模块的固有框架太弱，以便能够实现沿连接边缘直接固定在旋转轴上，所以必须在旋转轴上安装横向布置的横梁，该横梁能够实现太阳能模块沿其纵向边缘的固定。该横向型材本身必须具有足够的高度，以便能够吸收由模块重量和风荷载引起的弯曲力矩和扭矩。
[0006]随着安放在旋转轴上的横向型材的附加的高度，太阳能模块的安装平面离开旋转轴的中点，这导致在倾斜的模块位置中作用到旋转轴上的扭力增大。这种较高的力导致该轴的更高的横截面要求并且相应地使轴更昂贵。此外，模块平面的偏心度引起转矩，该转矩相应地提高了对跟踪组装件(Nachf
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hrmimik)的强度要求以及其成本。
[0007]在上述DE 11 2013 005 890 T5中，所述问题通过如下方式解决，即纵向布置的支承的轴定位在支承轴的中点的下方，从而支承轴在跟踪期间描绘出围绕旋转轴的圆弧。但这又要求高比例的昂贵的特殊构件。
[0008]在此背景下，本专利技术的任务在于，提供一种单轴跟踪的太阳能元件，其尽可能在很大程度上避免由于倾斜放置而出现的转矩，使重心移向尽可能靠近模块平面并且在此避免昂贵的特殊构件和高的材料要求。
[0009]这通过根据独立权利要求1的特征的单轴跟踪的太阳能元件实现。其它有意义的设计方案可以从随后的从属权利要求中得知。
[0010]根据本专利技术规定，支架结构具有可旋转支承的轴模块，该轴模块可以利用该支架结构在地面上方跟踪太阳高度。在这个轴模块上布置有多个横梁，在这些横梁上又可以安装太阳能模块。然而，该轴模块本身不是一件式地制造，而是由多个外壳型材构成。这允许在该外壳型材中设置有通孔，这些通孔如此放置，使得一个或多个外壳型材的相对置的通孔与容纳通道重合地互补，该容纳通道分别为每个容纳通道引入各一个横梁。通过这种方式可以使横梁下降到旋转轴线的平面中，而轴模块不必从旋转轴线的平面偏移。由此可以
取消在现有技术中需要的轴模块从旋转轴线的区域向外的偏移。
[0011]理论上，模块平面在轴中心中的布置也可以通过整体的轴(实心的或管状的)设置有相应的通孔来建立。然而，这具有的缺点是，在典型的大于2mm的壁厚的情况下，用作防腐蚀保护的锌层将持续受损，这与目前的用于追踪的太阳能设备的技术标准相矛盾。如果这里可能使用较薄的材料，就不会出现这种情况。
[0012]在两侧对接地碰撞到轴模块上的横梁的布置也仅能以用于固定元件的附加耗费和与此相关的劳动消耗实现。
[0013]有利地，该外壳型材可以在两侧上具有纵向延伸的纵向连接折叠部。这些纵向连接折叠部可以通过将外壳型材的材料弯折边沿而制成并且用于将相邻的外壳型材相互连接。该连接优选可以通过螺钉或铆钉实现，但也可以焊接或钎焊。通过这样形成的面，可以实现各个外壳型材的面状的支承，使得可以建立可靠的连接。此外，侧向的弯折边沿在弯曲和扭转方面确保高刚度，使得由此即使采用相对薄的材料也可以实现高刚度。
[0014]但附加地，该外壳型材也可以在纵向连接折叠部之间具有另外的弯折边沿。最后，该外壳型材必须产生轴模块，其中，当该轴模块本身闭合时，在稳定性方面是有意义的。只要该轴模块应构成为多边形轴模块，那么其就具有多个直的壁区段，其中，在最简单的情况下，每个外壳型材都具有一个壁区段并且优选也具有相邻的纵向连接折叠部。只要多个壁区段在外壳型材中变换，则这些壁区段通过弯折边沿彼此分开。在由两个外壳型材制成的六边形轴模块的情况下，外壳型材在纵向连接折叠部处具有两个弯折边沿和必要时两个附加的弯折边沿。
[0015]然而，如果不设置弯折边沿，则有意义的是，将在纵向连接折叠部之间的外壳型材构造为圆柱体外壳形的，即沿一个方向圆形地成型，从而产生圆柱体外壳区段。圆形也有助于外壳型材的稳定性。
[0016]优选地，在外壳型材的壁区段中的通孔直接邻接于纵向连接折叠部。这能够实现纵向连接折叠部附加地与横梁连接，以便为该结构添加进一步的稳定性。
[0017]详细地，该通孔映射该横梁的外部轮廓，从而为了该横梁在纵向连接折叠部处的可能的固定，与该横梁的力锁合的连接也可以通过附加的夹紧元件或通过焊接来建立。
[0018]该横梁可以具有许多合适的形状，因此它们尤其可以设计为多边形型材、U形型材、C形型材、T形型材或帽形型材。在此，特别优选的是帽形型材，因为它们是稳定的并且自由端部不仅可以用于支承在纵向连接折叠部上并且与纵向连接折叠部连接，而且可以用于支承和固定太阳能模块，该太阳能模块由此简单地在横梁之间适配，由此模块平面又尽可能少地位于旋转轴线的上方。
[0019]特别有利的是，通孔甚至这样布置，使得通过全等对齐的通孔构成的容纳通道与轴模块的旋转轴线并且优选也与轴模块的对称轴线相交或至少相切。如果横梁与旋转轴线的间距由纵向连接折叠部的板材的厚度来确保，则尤其被视为是相切的。
[0020]因此，因为该轴模块是空心型材，所以有意义的是该轴模块在末端通过端板封闭。这还提供了一个安装点，该轴模块可以由支架结构保持在该安装点上。为此，端板可以优选采用轴模块的横截面形状，从而该端板可以在末端被引入到轴模块中并且被固定在那里。此外，端板可以有利地具有在边缘的边缘连接折叠部，该边缘连接折叠部通过弯折边沿从端板的平面中制造出来并且允许与外壳型材的连接。同样可以将端板设置得略大于轴模块
的横截面并且套到其端部上。借助边缘连接折叠部能够在两种情况下实现与轴模块的连接。
[0021]特别是，本专利技术适用于具有太阳能模块的应用，该太阳能模块设计为光伏模块，必要时也设计为双侧的、所谓的双面光伏模块。这些可以借助本专利技术容易地跟踪太阳高度。但是同样可以实现与太阳能发电厂的应用，在太阳能发电厂中反射镜悬挂在支承装置上并且因此其定向纠正为吸收管。
[0022]接着借助一个实施例详细阐述上述的本专利技术。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单轴跟踪的太阳能元件，具有支架结构和可旋转地支承在所述支架结构上的轴模块(2)和多个与所述轴模块(2)连接的、用于支承至少一个太阳能模块的横梁(11)，其中，所述轴模块(2)能够围绕对称轴线旋转并且根据圆周分成多个沿所述轴模块(2)纵向边缘彼此连接的外壳型材(3、4)，其特征在于，所述外壳型材(3、4)配设有多个通孔(6)，多个所述通孔(6)在所述轴模块(2)接合在一起的状态下彼此成对地相对设置，使得多个所述通孔(6)构成用于穿过各一个所述横梁(11)的容纳通道。2.根据权利要求1所述的太阳能元件，其特征在于，所述外壳型材(3、4)的两侧设置有平行于所述外壳型材(3、4)的纵向边缘延伸的纵向连接折叠部(7、8)，其中，所述轴模块(2)的相邻的所述外壳型材(3、4)在所述纵向连接折叠部(7、8)的表面上接触。3.根据权利要求2所述的太阳能元件，其特征在于，所述外壳型材(3、4)分别设置有至少一个在所述纵向连接折叠部(7、8)之间并平行于所述外壳型材(3、4)的纵向边缘延伸的弯折边沿(5)。4.根据权利要求2所述的太阳能元件，其特征在于，所述外壳型材(3、4)在所述纵向连接折叠部(7、8)之间具有圆柱体外壳形的拱曲部。5.根据权利要求2至4中任一项所述的太阳能元件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：菲涅尔有限公司，
类型：发明
国别省市：