具有风向标的太阳能系统技术方案

一种太阳能系统，包括限定纵轴线的基架、被基架支撑且相对于基架围绕纵轴线可旋转的框架以及可操作地连接至框架从而响应于作用在风向标上的风而相对于基架围绕纵轴线推动框架的风向标，所述框架包括至少一个日光装置。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于最小化施加于太阳能系统的负载的设备、系统和方法，尤其当这种太阳能系统处于收起构造时。
技术介绍
太阳能系统通常包括支撑用于从太阳能产生电能的各种光电池、日光集中器、反射体、镜子和/或透镜的框架。例如，框架可以支撑光电池阵列或日光集中器单元阵列。因此，太阳能系统通常包括日光追踪器，该日光追踪器随着太阳在天空中移动而保持框架与太阳之间的对准。装有基架的太阳能系统通常包括被支撑在基架上的框架。因此，装有基架的太阳能系统能在其追踪太阳时承受巨大的重力负载和风负载。在最小化风损坏的努力中，当风速超过阈值(例如35mph)时，装有基架的太阳能系统被收起为水平构造。然而，由于湍流， 风几乎不平行于地面吹。因此，即使在收起构造，装有基架的太阳能系统也承受巨大的弯矩，由此需要能承受风负载的更大且更昂贵的追踪器和支撑结构。因此，本领域技术人员继续寻求新的太阳能系统，包括能承受风和重力负载的更小且更廉价的太阳能系统。
技术实现思路
在一个方面，所公开的太阳能系统可包括限定纵轴线的基架、被基架支撑且相对于基架围绕纵轴线可旋转的框架以及风向标，所述框架包括至少一个日光装置，所述风向标可操作地连接至框架，从而响应于作用在风向标上的风而相对于基架围绕纵轴线推动框架。在另一方面，所公开的太阳能系统可包括限定纵轴线的基架、连接至该基架的追踪器组件、连接至追踪器组件的框架以及连接至追踪器组件和框架中的至少一个的风向标，所述追踪器组件包括方位角驱动器，所述框架包括至少一个日光装置，其中方位角驱动器被配置为相对于基架围绕纵轴线旋转所述框架。在另一方面，所公开的太阳能系统可包括限定纵轴线的基架、连接至该基架的追踪器组件、连接至追踪器组件的框架以及连接至追踪器组件和/或框架的风向标，所述追踪器组件包括方位角驱动器和仰角驱动器，所述框架限定第一平面且包括日光装置阵列， 其中方位角驱动器被配置为相对于基架围绕纵轴线旋转所述框架，所述风向标包括限定第二平面的主表面，其中第一平面基本垂直于第二平面。所述追踪器组件进一步包括被配置为使所述框架相对于所述纵轴线枢转的仰角驱动器。所述框架包括所述日光装置的阵列。 该日光装置包括日光集中器和光电池中的至少一个。风向标包括限定平面的主表面，并且其中所述平面基本垂直于所述框架。风向标包括限定平面的主表面，且该平面基本平行于所述纵轴线。风向标具有被定位为平衡所述太阳能系统的质量中心。在又一方面中，公开了一种用于减小作用在太阳能系统上的风负载的方法。该方法包括以下步骤(1)提供包括基架和框架的太阳能系统，该基架限定纵轴线，该框架被基架支撑且相对于基架围绕纵轴线可旋转，该框架支撑至少一个日光装置，以及( 连接风向标至框架(或相关联的追踪器组件)，从而响应于作用在风向标上的风而相对于基架围绕纵轴线推动框架。所公开的具有风向标的太阳能系统的其它方面将从以下的说明书、附图和所附权利要求中变得清楚。附图说明图1是以追踪构造示出的所公开的具有风向标的太阳能系统的第一方面的侧视图；图2是以收起构造示出的图1中的太阳能系统的侧视图；图3是以追踪构造示出的所公开的具有风向标的太阳能系统的第二方面的侧视图；图4是以收起构造示出的图3中的太阳能系统的侧视图；图5是以追踪构造示出的所公开的具有风向标的太阳能系统的第三方面的侧视图；以及图6是以收起构造示出的图5中的太阳能系统的侧视图。 具体实施例方式已经发现太阳能系统可被改进为包括风向标，以使得在收起构造中，风向标可以有利地相对于风向定向所述系统。具体地，太阳能系统可以包括纵横比大于1的框架(即， 框架包括短边和长边)且所述系统可以被改进为包括风向标。在收起构造中，风向标可以定向所述框架，以使得风向垂直于长边且平行于短边，由此最小化作用在框架上的弯矩。如图1和图2所示，总体标记为10的所公开的太阳能系统的第一方面可以包括基架12、追踪器组件14、框架16和风向标18。可选地，例如计算机、微处理器或类似装置的控制器(未示出)可以与追踪器组件14通信，从而控制追踪器组件14的致动并且最终控制框架16的构造。基架12可以是能在有风的户外环境中支撑追踪器组件14和框架16的质量的细长的刚性结构，例如中空钢柱。基架12可以限定纵轴线A，且可以包括第一端20和第二端 22。基架12的第一端20可以被连接至支撑结构M。例如，基架12可以被嵌入地下。基架 12的第二端22可以被连接至追踪器组件14。追踪器组件14可以是能相对于基架12围绕至少一个轴线铰接框架16的任意的设备和系统。例如，追踪器组件14可以被致动以相对于基架12铰接框架16，从而随着太阳在天空中移动而保持框架与太阳之间的对准。在第一方面的第一实施例中，追踪器组件14可以是两轴线追踪器，且可以包括方位角驱动器沈和仰角驱动器观。安装表面(未示出)可以提供用于连接框架16到追踪器组件14的结构。例如，可以使用例如螺钉或螺栓/螺母等紧固件或通过焊接将框架16连接到安装表面。但是，在这点上，本领域技术人员将明白多种技术和设备可以用于将框架16 固定到追踪器组件14。方位角驱动器沈可以促进框架16相对于基架12围绕基架12的纵轴线A旋转。 因此，方位角驱动器沈可以使框架16相对于基架12围绕纵轴线A旋转一定角度(例如， 180度或360度)。作为示例，方位角驱动器沈可以包括引起围绕纵轴线A旋转的回转驱动器。在第一实施例的一个表述中，方位角驱动器26可能能够被脱离(例如，通过离合器或类似物) 以允许框架16相对于基架12围绕基架12的纵轴线A自由旋转。仰角驱动器观可以促进框架16围绕铰链点32旋转，从而促进框架16相对于基架12的纵轴线A枢转。因此，仰角驱动器观可以控制框架16相对于基架12的纵轴线A 的角度B。虽然图1示出了 45度的角度B且图2示出了 90度的角度B，但本领域技术人员会明白仰角驱动器观可以被构建为实现框架16相对于基架12的纵轴线A的各种角度构造。作为示例，仰角驱动器观可以包括连接至基架12的一个或更多个致动器，其中致动器的延伸和收缩控制框架16相对于基架12的纵轴线A的角度B。在这点上，本领域技术人员会明白可以控制追踪器组件14的方位角驱动器沈和仰角驱动器观以将框架16定位为各种构造，包括收起构造。例如，如图2所示，追踪器组件14的方位角驱动器沈和仰角驱动器观可能能够将框架16收起为水平构造(即，角度 B等于90度的角度)以最小化风负载。框架16可以是包括至少一个日光装置38的任意结构，无论日光装置38是被框架 16支撑还是形成框架16的一部分。例如，框架16可以是日光阵列且可以包括日光装置38 的阵列40。在本文所使用的“日光装置”，无论是单个还是复数个，都宽泛地指用于集中或导引太阳能的任意设备或系统，尤其是为了产生电能的目的，无论是通过热方式、通过光电过程还是其它方式。例如，日光装置38可以是或可以包括光电电池、日光集中器、反射体、 镜子、透镜及其组合。框架16可以是限定外周边44和可选上表面42和下表面43的大体平面的框架。 在第一方面的一个具体实施例中，框架16可以是大体平面的矩形框架，其中外周边44包括两个对置的长边46和两个对置的短边48。风向标18可以是具有主表面50的相对薄、刚性的基本平面的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能系统，包括：限定纵轴线的基架；被所述基架支撑且相对于所述基架围绕所述纵轴线可旋转的框架，所述框架支撑至少一个日光装置；以及风向标，其可操作地连接至所述框架，从而响应于作用在所述风向标上的风而相对于所述基架围绕所述纵轴线推动所述框架。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·格里普，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US