太阳能电池组的基础和安装.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010542926.5

申请日:

2010.11.05

公开号:

CN102130204A

公开日:

2011.07.20

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 31/18申请公布日:20110720|||公开

IPC分类号:

H01L31/18; H01L31/042; E02D5/80; E02D27/44; H02N6/00

主分类号:

H01L31/18

申请人:

波音公司

发明人:

M·文图拉; S·卡森斯; S·劳

地址:

美国伊利诺伊州

优先权:

2009.11.05 US 12/613,252

专利代理机构:

北京纪凯知识产权代理有限公司 11245

代理人:

赵蓉民

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内容摘要

本发明的理论和技术提供一种在不利用支撑桅杆的混凝土基础的情况下安装太阳能电池组的低成本的方法和系统。根据不同方面,太阳能电池组经由太阳跟踪机构附连至螺旋锚。螺旋锚是旋入地面的整体设备,使得螺旋锚包括用于连接至太阳能电池组的地上部分和提供用于支撑太阳能电池组的基础的地下部分。可根据与安装位置相关的土壤和环境特性选择螺旋锚和对应的螺旋锚叶片的特定的构造。

权利要求书

1: 一种用于安装太阳能系统的方法, 所述方法包括 : 选择螺旋锚构造 ; 在安装位置将具有所述螺旋锚构造的螺旋锚旋入土壤至安装深度, 使得所述螺旋锚的 顶端从土壤突出至太阳能电池组将被附连至的高度 ; 将太阳跟踪机构附连至所述太阳能电池组 ; 以及 将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端。
2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中选择所述螺旋锚构造包括 : 确定所述安装位置处的土壤特性 ; 以及 根据所述安装位置处的土壤特性选择所述螺旋锚构造。
3: 根据权利要求 2 所述的方法, 其中根据所述安装位置处的土壤特性选择所述螺旋锚 构造包括 : 根据所述土壤特性确定螺旋锚叶片的数量 ; 根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的圈数 ; 根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的节距 ; 根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的外径 ; 以及 选择具有确定的螺旋锚叶片数量、 螺旋锚叶片圈数、 螺旋锚叶片节距、 和螺旋锚叶片外 径的螺旋锚。
4: 根据权利要求 1 所述的方法, 还包括根据所述安装位置处的土壤特性和预测的风力 载荷确定用于所述螺旋锚的安装深度。
5: 根据权利要求 4 所述的方法, 其中所述安装深度大约为所述太阳能电池组将被附连 至的高度的两倍。
6: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中在所述安装位置处将具有所述螺旋锚构造的所述 螺旋锚旋入土壤至所述安装深度包括利用液压螺旋钻旋转所述螺旋锚, 使得螺旋锚叶片接 合土壤并将所述螺旋锚向下驱动至所述安装深度。
7: 根据权利要求 1 所述的方法, 还包括 : 将所述太阳跟踪机构连接至电源 ; 以及 将所述太阳跟踪机构连接至可操作以控制所述太阳跟踪机构的控制器, 以使所述太阳 能电池组跟踪太阳的运动。
8: 根据权利要求 7 所述的方法, 还包括将所述太阳能系统的电气部件连接至所述螺旋 锚的接地连接, 使得所述螺旋锚用作所述太阳能系统的电气接地。
9: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述太阳跟踪机构包括 : 方位角驱动, 其可操作以使所述太阳能电池组绕方位轴旋转 ; 以及 俯仰驱动, 其中所述俯仰驱动连接至固定地附连至所述太阳能电池组的转矩管构件, 并经由铰链销可旋转地连接至固定地附连至所述方位角驱动的固定构件, 并且其中所述俯 仰驱动可被操作, 以使所述转矩管构件绕所述铰链销旋转, 从而使所述太阳能电池组绕仰 角轴旋转。
10: 根据权利要求 9 所述的方法, 其中将所述太阳跟踪机构附连至所述太阳能电池组 包括将所述固定构件螺栓连接至所述方位角驱动以及安装所述铰链销。
11: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连 2 至所述螺旋锚的顶端包括将所述太阳跟踪机构螺栓连接至固定地附连至所述螺旋锚的顶 端的桅杆帽。
12: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连 至所述螺旋锚的顶端包括在不利用紧固件或焊接的情况下将所述太阳跟踪机构和所述太 阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端。
13: 根据权利要求 12 所述的方法, 其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连 至所述螺旋锚的顶端包括将所述太阳跟踪机构的锥形部插入所述螺旋锚的顶端内, 直到所 述太阳跟踪机构的所述锥形部接合所述螺旋锚的顶端的内锥形部以将所述太阳跟踪机构 固定至所述螺旋锚。
14: 一种太阳能系统, 包括 : 太阳能电池组 ; 太阳跟踪机构, 其附连至所述太阳能电池组, 并且可被操作以重新定位所述太阳能电 池组从而跟踪太阳的运动, 所述太阳跟踪机构包括 : 方位角驱动, 其可操作以使所述太阳能电池组绕方位轴旋转 ; 以及 俯仰驱动, 其中所述俯仰驱动连接至固定地附连至所述太阳能电池组的转矩管构件, 并经由铰链销可旋转地连接至固定地附连至所述方位角驱动的固定构件, 并且其中所述俯 仰驱动可被操作以使所述转矩管构件绕所述铰链销旋转, 从而使所述太阳能电池组绕仰角 轴旋转 ; 以及整体螺旋锚, 其包括 : 地上锚部分, 其构造成用于附连至所述太阳跟踪机构 ; 地下锚部分, 其包括至少一个螺旋锚叶片 ; 以及 接地连接, 其构造成通过所述整体螺旋锚将所述太阳能系统的电气部件接地。

说明书


太阳能电池组的基础和安装

    【技术领域】
     本发明一般涉及太阳能电池领域, 并具体涉及太阳能电池组的基础及安装。背景技术 对不消耗自然资源并使对环境的影响最小化的代用能源的发现和利用被越来越 关注。太阳能技术持续进步, 以便为将太阳能转化成电提供越来越有效的装置。然而, 太阳 能工业面临的主要问题是装备的成本以及与太阳能装备的安装相关的对应成本。
     常规的太阳能系统至少可包括附连至固定至基础的柱或桅杆的太阳能电池组。 用 于使太阳能电池组运动和跟踪太阳的运动的跟踪机构可提供太阳能电池组与桅杆之间的 接口。为了将桅杆和对应的太阳能电池组固定就位, 基础通常是注入在地中挖掘的孔的混 凝土墩。然后将桅杆螺栓连接至基础, 以将系统固定就位。然后可将电气系统从本地电源 连接至包括单独地将电气系统接地至地的太阳能电池组。
     尽管可使用, 但上述常规的太阳能系统的安装在应用于大量的阵列时变得不便且 昂贵。与基础相关的、 具体地与安装基础和将太阳能系统附连至基础所需的时间相关的成 本常常阻止太阳能变成商业上对于许多潜在应用而言可行的选择。
     正因为这些及其他的考虑, 所以在此提出本发明。
     发明内容 应意识到, 本发明内容以便以简化的方式介绍, 而本发明将在下文的具体实施方 式中详细说明选择的概念。本发明内容不用于限制要求保护的主题的范围。
     在此描述的概念和技术为安装太阳能电池组提供一种节省成本的方法和系统。 根 据在此提供的本发明的一个方面, 选择用于支撑太阳能电池组的螺旋锚的构造。可根据与 安装位置相关的土壤条件及其他环境因素选择该构造。将选定的螺旋锚旋入地至一深度, 该深度提供用作基础的地下部分和太阳能电池组附连至的地上部分。 太阳跟踪机构附连至 太阳能电池组, 并附连至螺旋锚的顶端, 以将太阳能电池组连接至螺旋锚。
     根据另一方面, 太阳能系统包括太阳能电池组、 太阳跟踪机构、 和整体螺旋锚。太 阳跟踪机构被操作, 以改变太阳能电池组的位置, 从而跟踪太阳的运动。 螺旋锚包括附连至 太阳跟踪机构的地上部分、 和地下部分, 该地下部分具有至少一个螺旋锚叶片, 以帮助将锚 旋入地, 从而为太阳能电池组提供稳固的基础。
     根据本发明的又一方面, 太阳能系统包括附连至太阳跟踪机构的太阳能电池组。 太阳跟踪机构包括 : 方位角驱动, 其操作以使太阳能电池组绕方位轴旋转 ; 以及俯仰驱动, 其操作以使太阳能电池组绕仰角轴旋转。 俯仰驱动连接至附连至太阳能电池组的转矩管构 件。转矩管构件经由铰链销连接至附连至方位角驱动的固定构件。转矩管构件绕铰链销 旋转, 以绕仰角轴升高和降低太阳能电池组。太阳跟踪机构还附连至整体螺旋锚的地上部 分。 锚的地下部分包括至少一个螺旋锚叶片, 该螺旋锚叶片帮助将锚旋入地, 从而为太阳能 电池组提供稳固的基础。 螺旋锚还用作提供通过锚直接到周围大地的直接接地的接地杆连
     接。 已讨论的特征、 功能和优点能在本发明的各种实施例中独立地实现, 或者可在能 参考以下的说明和附图了解更详细的细节的其他实施例中组合。
     附图说明 图 1 是根据本文描述的各种实施例的太阳能系统的后视透视图 ;
     图 2A 是太阳能系统的侧视正视图, 示出根据本文提出的各种实施例的螺旋锚的 地上部分和地下部分 ;
     图 2B 是图 2A 的螺旋锚的底端的放大图, 示出根据本文提出的各种实施例的螺旋 锚叶片 ;
     图 3 是螺旋锚叶片的前视正视图, 进一步示出根据本文提出的各种实施例的关于 一圈完整的螺旋锚叶片的细节 ;
     图 4A 是螺旋锚的侧视正视图和顶视图, 示出根据本文提出的一个实施例的太阳 跟踪器接口 ;
     图 4B 是螺旋锚的顶端的侧视正视图, 示出根据本文提出的各种实施例构造成用 于压配合在螺旋锚内的太阳跟踪器 ; 以及
     图 5 是示出根据本文提出的各种实施例用于安装太阳能系统的流程图。
     具体实施方式
     以下的详细说明涉及用于安装跟踪太阳的运动的太阳能系统的方法和系统。 如上 所述, 用于太阳能电池组安装的传统解决方案既费时又费钱。常规的安装包括在混凝土基 础的地中挖掘孔。 这样作占用相当大的工时数, 尤其在安装大量太阳能电池组的情况下。 在 挖掘孔之后, 连同将所有钢筋和柱安装螺栓设定在基础中一起, 必须合成混凝土并将混凝 土注入孔中。此外, 该安装步骤花费与材料的成本相关的相当量的时间和费用。然后, 在将 太阳能电池组安装到柱上之前, 将太阳能电池组要安装至的柱螺栓连接至基础。将柱螺栓 连接至基础再次需要相当大的工时量。 常规的建立太阳能系统所需的安装材料和时间使代 用能源成本阻止许多商业应用。
     利用本文描述的概念和技术, 太阳能系统将作为基础的螺旋锚、 太阳能电池组附 连至的桅杆、 以及甚至接地用作太阳能电气系统部件。螺旋锚消除对挖孔、 灌注基础、 和将 桅杆附连至基础的需求。 作为替代, 将单个螺旋锚旋入地, 以提供基础和太阳能电池组附连 至的地上桅杆。本文描述的系统和安装方法减少安装太阳能系统所需的材料量, 并显著减 少安装太阳能系统所需的工时量。 材料和安装时间的减少明显降低与安装太阳能系统相关 的成本, 这继而提高太阳能发电系统的商业实用性。
     在以下的详细说明中, 将对形成以下详细说明的一部分、 并且通过例证、 具体实施 例、 或示例示出的附图作出参考。 现在参考遍及多个图形、 相同的附图标记表示相同的元件 的附图, 将描述根据各种实施例的太阳能系统和对应的安装。图 1 示出太阳能系统 100 的 局部后视透视图。太阳能系统 100 包括附连至框架 104 以形成太阳能电池组 106 的多个太 阳能电池 102。 应意识到的是, 尽管图 1 所示的太阳能电池组 106 分别包括三列八个太阳能 电池 102, 但通过本文描述的概念可利用呈任何构造的任何数量的太阳能电池 102。太阳能电池组 106 在后侧附连至转矩管 108。转矩管 108 在为太阳跟踪机构 112 提供附连位置的同时, 用于结构地支撑太阳能电池组 106。常规地, 许多太阳能系统利用太 阳跟踪机构, 以使对应的太阳能电池组以跟踪太阳的运动的方式运动, 以便提高太阳能电 池的电力生产。 图 1 所示的诸如太阳能系统 100 的一些太阳能系统利用两轴太阳跟踪装置, 以跟踪太阳。根据该实施例, 在俯仰驱动 116 使太阳能电池组 106 围绕仰角轴同时, 方位角 驱动 114 使太阳能电池组 106 围绕垂直轴或方位轴旋转。
     在图 1 所示的实施例中, 太阳跟踪机构 112 使太阳能电池组 106 连接至螺旋锚 110 的顶端。螺旋锚用作常规太阳能系统的柱或桅杆。然而, 如以下将详细描述的, 螺旋锚 110 还给太阳能系统 100 提供地下基础, 以支撑系统的地上部件。正如常规的方位角驱动使太 阳能电池组围绕对应的桅杆旋转, 方位角驱动 114 使太阳能电池组 106 围绕螺旋锚 110 旋 转。
     太阳跟踪机构 112 的俯仰驱动 116 利用活塞 118, 以使转矩管构件 122 相对于固 定构件 120 旋转, 以便改变太阳能电池组 106 的仰角。活塞 118 连接至转矩管构件 122 并 在连接至太阳跟踪机构 112 的固定构件 124 的缸体 120 内线性运动。应理解的是, 俯仰驱 动以及方位角驱动可经由气动的、 电的、 或液压的动力操作, 或者可替代性地利用任何其他 类型的机械的、 压电的、 或机电的致动器, 以在不偏离本发明的范围的情况下使转矩管构件 122 相对于固定构件 124 旋转。 常规的太阳能系统常常利用某一类型的连接结构, 该连接结构附连至太阳能电池 组 106, 然后附连至诸如铰链的旋转元件。然后, 铰链连接至桅杆和太阳跟踪机构。相比之 下, 根据本发明的不同方面, 转矩管 108 和对应的转矩管构件 122 变成铰链的一半。焊接、 螺栓连接、 或以另外的方式附连至转矩管 108 的转矩管构件 122 经由铰链销 126 连接至俯 仰驱动 116 的固定构件 124。铰链销 126 包含支撑太阳能电池组旋转和相关的负载的两个 轴承。固定构件 124 包括或固定地附连至平面构件, 该平面构件使俯仰驱动 116 连接至方 位角驱动 114。下文将参考图 4A 和 4B 详细地讨论太阳跟踪机构 112 与螺旋锚 110 之间的 接口。应意识到的是, 可包括一个或多个控制箱 128, 以在太阳能电池组 106、 太阳跟踪机构 112、 和外部电力与控制源之间传递电力、 通信、 空气、 或其他电力系统的输入与输出。
     现在转向图 2A, 其示出了已安装的太阳能系统 100 的侧视图。 能看到的是, 控制箱 128 连接至外部供应箱 202, 该供应箱向太阳跟踪机构 112 供应电力和 / 或其他控制信号。 根据本发明的一个方面, 太阳能系统部件经由接地连接 218 接地至螺旋锚 110。 由于螺旋锚 110 由导电材料制成并直接旋入地 208, 所以螺旋锚 110 为系统所有的电气部件提供方便的 地。
     如图 2A 中所看到的, 螺旋锚 110 是整体设备, 其包括支撑太阳能电池组 106 在螺 旋锚 110 的顶端 204 与地 208 之间的高度 210 的地上部分。螺旋锚 110 的地下部分延伸螺 旋锚 110 的底端 206 与地 208 的表面之间的深度 212。螺旋锚 110 的该地下部分替代在普 通的太阳能系统安装中使用的传统混凝土基础。
     作为整体设备, 螺旋锚 110 不同于利用地下的锚并螺栓连接至该地下的锚的地上 结构的任何其他类型的锚固系统。由于在具有地上桅杆的同时部分地旋入地的单根轴制 成, 螺旋锚 110 提供的益处是需要制造、 储存、 维护和运输较少的部分, 并且由于没有在地 平面处螺栓连接至地下的锚的地上结构, 其节省安装时间。
     根据一种实施方式, 高度 210 大约为深度 212 的一半。更具体地说, 根据一种实施 方式, 螺旋锚 110 在具有 5 英尺的地上高度 210 和 10 英尺的地下深度 212 的情况下大约为 15 英尺长。根据该实施方式, 螺旋锚 110 可由直径在 6-9 英寸之间、 并具有 0.25-0.30 英寸 的壁厚的钢管制成。取决于土壤条件和螺旋锚 110 对应的构造, 该螺旋锚 100 可足以支撑 如图 1 所示的大约 8 英尺乘 18 英尺的矩形太阳能电池组。应理解的是, 如以下将更详细地 描述的, 螺旋锚 110 的包括高度 210 和深度 212 的精确特性至少取决于选定安装地点的土 壤特性。
     如图 2B 所示的螺旋锚 110 的底端 206 的放大图中所看到的, 根据各种实施例, 螺 旋锚 110 包括至少一个螺旋锚叶片 220。螺旋锚叶片 220 是至少绕螺旋锚 110 的底端 206 卷绕的螺旋结构, 以允许将螺旋锚 110 旋入地 208。 如所示, 底端 206 可以是锥形或尖锐的, 以便于地的穿入。如图 2A 和 2B 所示, 螺旋锚叶片 220 可绕螺旋锚 110 卷绕包括单个圈或 360 度的许多圈。替代性地, 螺旋锚叶片 220 绕螺旋锚 110 卷绕多次, 使得螺旋锚 110 较大 百分比的地下部分由螺旋锚叶片 220 回转包围。
     如下文将进一步详细描述的, 给定安装的螺旋锚 110 上的预期载荷, 螺旋锚叶片 220 和对应螺旋锚 110 的特性可取决于安装地点特定的土壤条件。如在图 2A 中可看到的, 根据各种实施方式, 沿锚的轴在与位于底端 206 处的螺旋锚叶片 220 间隔开的位置处, 螺旋 锚 110 可焊接或以另外的方式附连有一个或多个辅助螺旋锚叶片 220A。如图 2A 所示, 例 如, 当土壤条件和 / 或预期的风力载荷超过预定的安全阈值标准时, 则将螺旋锚叶片 220A 在地平面以下大约一英尺的位置处附连至螺旋锚 110。这样作进一步将螺旋锚 110 在接近 表面的位置固定至地 208, 以吸收过量载荷, 并因此进一步减小螺旋锚 110 的地上部分的偏 移。 在图 3 中示出无对应的螺旋锚 110 的一圈螺旋锚叶片 220。螺旋锚叶片 220 具有 沿螺旋锚 110 的轴线相当于由一圈完整的螺旋锚叶片 220 所覆盖的距离的节距 224。螺旋 锚叶片 220 的内径 226 大致相当于螺旋锚叶片 220 所卷绕的螺旋锚 110 的外径。螺旋锚叶 片 220 可通过任何合适的装置焊接至或以另外的方式附连至螺旋锚 110。螺旋锚叶片 220 的外径 228 是螺旋锚叶片 220 在螺旋锚 110 的相对侧上的最远边缘之间的距离。外径 228 与内径 226 之间的差值限定螺旋锚叶片 220 的宽度。
     精确的节距 224、 外径 228、 螺旋锚叶片 220 的圈数、 和深度 212 可取决于安装位置 特定的土壤特性。例如, 松散的土壤可能需要比用于坚实土壤安装的螺旋锚 110 深的安装、 减小的节距 224、 增加圈数的螺旋锚叶片 220、 一个或多个附加螺旋锚叶片 220A、 和 / 或宽的 外径 228。这些螺旋锚 110 的特性不仅为太阳能系统 100 提供稳固的基础而提供更大的螺 旋锚叶片 220 的表面积, 而且例如当利用液压螺旋将螺旋锚 110 旋入地时, 这些螺旋锚 110 的特性促使压紧土壤, 以进一步加强太阳能系统 100 的基础。
     相对于支撑 8 英尺乘 18 英尺的太阳能电池组 106 的 15 英尺的钢螺旋锚 110 继续 以上讨论的示例实施方式, 螺旋锚 110 可包括具有如图 3 所示的单圈的螺旋锚叶片 220, 其 中节距为 3 英寸、 内径 226 为 6-9 英寸以与螺旋锚 110 的外径对应、 螺旋锚叶片 220 的外径 228 为 14-16 英寸、 并且由大约 0.5 英寸厚的热轧低合金钢板制成。根据各种实施方式, 螺 旋锚叶片 220 的外径 228 可大约在螺旋锚叶片 220 的内径 226 的 150% -275%之间。
     图 4A 和 4B 示出用于提供太阳跟踪机构 112 与螺旋锚 110 之间的接口的两种不同
     实施方式。图 4A 示出当在螺旋锚 110 的顶端 204 处沿线 A-A 观察时的桅杆帽 402。桅杆帽 402 可以是焊接至或以另外的方式固定地附连至螺旋锚 110 的顶端 204 的任何形状的板。 根据该实施方式, 桅杆帽 402 具有与太阳跟踪机构 112 上用于接纳螺栓的对应螺栓孔配合 的四个螺栓孔 404。 这些螺栓孔 404 可以是螺纹的, 或者可通过适用的太阳能系统部件将螺 母用于固定螺栓。
     图 4B 示出在无紧固件或焊接的情况下、 具有附连的太阳能电池组 106 的太阳跟踪 机构 112 固定至螺旋锚 110 的替代性实施方式。在该实施方式中, 太阳跟踪机构 112 具有 配合在螺旋锚 110 的开放顶端 204 内的锥形部 410。太阳跟踪机构 112 的锥形部 410 具有 对应于开放顶端 204 的内锥形部 412 的锥形, 使得可更容易地将该锥形部 410 插入螺旋锚 110 的开放顶端 204。如此, 具有附连的太阳能电池组 116 的太阳跟踪机构 112 可下降到开 放顶端 204 中, 直到太阳跟踪机构 112 的锥形部 410 接合螺旋锚 110 的开放锥形顶端 204 的内锥形部 412 为止。在这一点上, 太阳能电池组 106 的重量将锥形部 410 紧紧地压在螺 旋锚 110 内, 以便将太阳能电池组 106 固定就位。
     现在转向图 5, 现在将详细描述用于安装太阳能电池组 106 的说明性例程 500。应 意识到的是, 可执行比附图中所示并本文描述的多或少的操作。这些操作可以与本文描述 的不同的顺序执行。例程 500 开始于选择螺旋 110 的构造的操作 502。如上所述, 该构造选 择部分地取决于安装位置的特性, 尤其是该位置处的土壤条件。螺旋锚叶片 220 的圈数、 螺 旋锚叶片 220 的节距、 和螺旋锚叶片 220 的外径都可以是取决于土壤特性的因素。 已知的土壤分析技术可用于确定安装位置处土壤的特性。基于该分析, 可选择以 上讨论的许多螺旋锚特性, 并将所述螺旋锚特征用于预测选定的螺旋锚的载荷容量。可将 该预测的载荷容量与螺旋锚 110 在该位置要经受的预测载荷相比较, 以确定是否可接受选 定的锚构造。 不然的话, 将利用各种锚特性进行进一步的工程分析, 直到选定满足所有的预 测承载需求的螺旋锚 110 为止。
     螺旋锚 110 的构造还可包括材料考虑。例如, 取决于太阳能系统 110 暴露于的环 境条件, 用于制造螺旋锚 110 和对应的螺旋锚叶片 220 的材料的类型、 螺旋锚 110 的外径和 螺旋锚叶片 220 的内径 226、 材料的厚度以及螺旋锚 110 的总长度可变化。 为降低材料和安 装成本, 根据特定安装位置处的环境条件可选择维持太阳能系统 100 的安全操作的最低稳 固限度的螺旋锚 110 的构造。
     回到图 5, 例程 500 从操作 502 延续至确定安装深度 212 的操作 504。如同螺旋锚 110 的构造的选择的情况一样, 深度 212 取决于安装地点处的土壤和环境条件。 如果太阳能 系统 100 在相对松散的土壤条件下受到大的风力载荷, 则深度 212 比在太阳能系统 100 受 到非常轻的风力载荷和坚实土壤的情况下大。要由螺旋锚 110 承载的载荷的结构分析可用 于选择可接受的安装深度 212。
     从操作 504 起, 例程 500 延续至操作 506, 其中在安装位置将选定的螺旋锚 110 旋 入地 208 至合适的安装深度 212。在操作 508 处将太阳跟踪机构 112 螺栓连接至或以别的 方式附连至太阳能电池组 106。例程 500 从操作 508 延续至操作 510, 其中将具有附连的太 阳能电池组 106 的太阳跟踪机构 112 附连至螺旋锚 110。如以上参考图 4A 所描述的, 这可 通过将太阳跟踪机构 112 螺栓连接至附连至螺旋锚 110 的顶端 204 的桅杆帽 402 发生。替 代性地, 如以上参考图 4B 所描述的, 太阳跟踪机构 112 可包括锥形部 410, 其可插入螺旋锚
     110 的开放顶端 204, 直到通过太阳能电池组 116 的重量摩擦地接合并固定就位为止。
     在操作 512 处, 在控制箱 128 与外部供应箱 202 之间连接电力与通信线, 并将电力 与通信线连接至太阳能系统 100 适用的部件。该操作可包括如上所述如果由太阳跟踪机构 112 所利用的任何适用的空气或液压管线的连接。该操作还可包括将太阳跟踪机构 112 连 接至控制器, 该控制器向太阳跟踪机构提供合适的控制信号输入, 以便精确地跟踪太阳的 运动。 控制器可在控制箱 128、 外部供应箱 202 内, 或者可以是太阳跟踪机构 112 的一部分。 在操作 514 处将地线连接至螺旋锚 110 的接地连接 218, 以便将太阳能系统的电气部件接 地, 并且例程 500 结束。
     通过本文提供的说明, 螺旋锚 110 和对应的安装方法显然明显减少安装太阳能系 统所需的时间和资金量。替代利用混凝土基础和以将桅杆固定至基础的螺栓, 本文描述的 螺旋锚 110 允许仅将合适的锚旋入地的简化的安装。该过程不仅节省安装时间, 而且所需 的材料的减少也节省制造、 储存、 维护、 和将这些材料运输至安装地点的资金。减少与太阳 能系统和这些系统对应的安装相关的时间和成本随着这些系统变得商业上可用于较大数 量的能量应用, 将促进作为代用能源的太阳能的使用。
     上述主题仅作为例证提供, 而不应理解为限制性的。在不遵循图解和描述的示例 实施例和应用的情况下、 并且在不偏离本发明的在以下的权利要求中提出的真正精神和范 围的情况下, 可对本文描述的主题作出各种变型和变化。

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1、10申请公布号CN102130204A43申请公布日20110720CN102130204ACN102130204A21申请号201010542926522申请日2010110512/613,25220091105USH01L31/18200601H01L31/042200601E02D5/80200601E02D27/44200601H02N6/0020060171申请人波音公司地址美国伊利诺伊州72发明人M文图拉S卡森斯S劳74专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵蓉民54发明名称太阳能电池组的基础和安装57摘要本发明的理论和技术提供一种在不利用支撑桅杆的混凝土基础的情。

2、况下安装太阳能电池组的低成本的方法和系统。根据不同方面,太阳能电池组经由太阳跟踪机构附连至螺旋锚。螺旋锚是旋入地面的整体设备,使得螺旋锚包括用于连接至太阳能电池组的地上部分和提供用于支撑太阳能电池组的基础的地下部分。可根据与安装位置相关的土壤和环境特性选择螺旋锚和对应的螺旋锚叶片的特定的构造。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图4页CN102130212A1/2页21一种用于安装太阳能系统的方法,所述方法包括选择螺旋锚构造;在安装位置将具有所述螺旋锚构造的螺旋锚旋入土壤至安装深度,使得所述螺旋锚的顶端从土壤突出至太阳能电池组将。

3、被附连至的高度;将太阳跟踪机构附连至所述太阳能电池组;以及将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端。2根据权利要求1所述的方法,其中选择所述螺旋锚构造包括确定所述安装位置处的土壤特性;以及根据所述安装位置处的土壤特性选择所述螺旋锚构造。3根据权利要求2所述的方法,其中根据所述安装位置处的土壤特性选择所述螺旋锚构造包括根据所述土壤特性确定螺旋锚叶片的数量;根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的圈数;根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的节距;根据所述土壤特性确定所述螺旋锚叶片的外径;以及选择具有确定的螺旋锚叶片数量、螺旋锚叶片圈数、螺旋锚叶片节距、和螺旋锚叶片外径的螺旋锚。4根据权。

4、利要求1所述的方法,还包括根据所述安装位置处的土壤特性和预测的风力载荷确定用于所述螺旋锚的安装深度。5根据权利要求4所述的方法,其中所述安装深度大约为所述太阳能电池组将被附连至的高度的两倍。6根据权利要求1所述的方法,其中在所述安装位置处将具有所述螺旋锚构造的所述螺旋锚旋入土壤至所述安装深度包括利用液压螺旋钻旋转所述螺旋锚,使得螺旋锚叶片接合土壤并将所述螺旋锚向下驱动至所述安装深度。7根据权利要求1所述的方法,还包括将所述太阳跟踪机构连接至电源;以及将所述太阳跟踪机构连接至可操作以控制所述太阳跟踪机构的控制器,以使所述太阳能电池组跟踪太阳的运动。8根据权利要求7所述的方法,还包括将所述太阳能系。

5、统的电气部件连接至所述螺旋锚的接地连接,使得所述螺旋锚用作所述太阳能系统的电气接地。9根据权利要求1所述的方法,其中所述太阳跟踪机构包括方位角驱动,其可操作以使所述太阳能电池组绕方位轴旋转;以及俯仰驱动,其中所述俯仰驱动连接至固定地附连至所述太阳能电池组的转矩管构件,并经由铰链销可旋转地连接至固定地附连至所述方位角驱动的固定构件,并且其中所述俯仰驱动可被操作,以使所述转矩管构件绕所述铰链销旋转,从而使所述太阳能电池组绕仰角轴旋转。10根据权利要求9所述的方法,其中将所述太阳跟踪机构附连至所述太阳能电池组包括将所述固定构件螺栓连接至所述方位角驱动以及安装所述铰链销。11根据权利要求1所述的方法,。

6、其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连权利要求书CN102130204ACN102130212A2/2页3至所述螺旋锚的顶端包括将所述太阳跟踪机构螺栓连接至固定地附连至所述螺旋锚的顶端的桅杆帽。12根据权利要求1所述的方法,其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端包括在不利用紧固件或焊接的情况下将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端。13根据权利要求12所述的方法,其中将所述太阳跟踪机构和所述太阳能电池组附连至所述螺旋锚的顶端包括将所述太阳跟踪机构的锥形部插入所述螺旋锚的顶端内,直到所述太阳跟踪机构的所述锥形部接合所述螺旋锚的顶端的内锥形部以将所。

7、述太阳跟踪机构固定至所述螺旋锚。14一种太阳能系统,包括太阳能电池组;太阳跟踪机构,其附连至所述太阳能电池组,并且可被操作以重新定位所述太阳能电池组从而跟踪太阳的运动,所述太阳跟踪机构包括方位角驱动,其可操作以使所述太阳能电池组绕方位轴旋转;以及俯仰驱动,其中所述俯仰驱动连接至固定地附连至所述太阳能电池组的转矩管构件,并经由铰链销可旋转地连接至固定地附连至所述方位角驱动的固定构件,并且其中所述俯仰驱动可被操作以使所述转矩管构件绕所述铰链销旋转,从而使所述太阳能电池组绕仰角轴旋转;以及整体螺旋锚,其包括地上锚部分,其构造成用于附连至所述太阳跟踪机构;地下锚部分,其包括至少一个螺旋锚叶片;以及接地。

8、连接,其构造成通过所述整体螺旋锚将所述太阳能系统的电气部件接地。权利要求书CN102130204ACN102130212A1/6页4太阳能电池组的基础和安装技术领域0001本发明一般涉及太阳能电池领域,并具体涉及太阳能电池组的基础及安装。背景技术0002对不消耗自然资源并使对环境的影响最小化的代用能源的发现和利用被越来越关注。太阳能技术持续进步,以便为将太阳能转化成电提供越来越有效的装置。然而,太阳能工业面临的主要问题是装备的成本以及与太阳能装备的安装相关的对应成本。0003常规的太阳能系统至少可包括附连至固定至基础的柱或桅杆的太阳能电池组。用于使太阳能电池组运动和跟踪太阳的运动的跟踪机构可提。

9、供太阳能电池组与桅杆之间的接口。为了将桅杆和对应的太阳能电池组固定就位,基础通常是注入在地中挖掘的孔的混凝土墩。然后将桅杆螺栓连接至基础,以将系统固定就位。然后可将电气系统从本地电源连接至包括单独地将电气系统接地至地的太阳能电池组。0004尽管可使用,但上述常规的太阳能系统的安装在应用于大量的阵列时变得不便且昂贵。与基础相关的、具体地与安装基础和将太阳能系统附连至基础所需的时间相关的成本常常阻止太阳能变成商业上对于许多潜在应用而言可行的选择。0005正因为这些及其他的考虑,所以在此提出本发明。发明内容0006应意识到,本发明内容以便以简化的方式介绍,而本发明将在下文的具体实施方式中详细说明选择。

10、的概念。本发明内容不用于限制要求保护的主题的范围。0007在此描述的概念和技术为安装太阳能电池组提供一种节省成本的方法和系统。根据在此提供的本发明的一个方面,选择用于支撑太阳能电池组的螺旋锚的构造。可根据与安装位置相关的土壤条件及其他环境因素选择该构造。将选定的螺旋锚旋入地至一深度,该深度提供用作基础的地下部分和太阳能电池组附连至的地上部分。太阳跟踪机构附连至太阳能电池组,并附连至螺旋锚的顶端,以将太阳能电池组连接至螺旋锚。0008根据另一方面,太阳能系统包括太阳能电池组、太阳跟踪机构、和整体螺旋锚。太阳跟踪机构被操作,以改变太阳能电池组的位置,从而跟踪太阳的运动。螺旋锚包括附连至太阳跟踪机构。

11、的地上部分、和地下部分,该地下部分具有至少一个螺旋锚叶片,以帮助将锚旋入地,从而为太阳能电池组提供稳固的基础。0009根据本发明的又一方面,太阳能系统包括附连至太阳跟踪机构的太阳能电池组。太阳跟踪机构包括方位角驱动,其操作以使太阳能电池组绕方位轴旋转;以及俯仰驱动,其操作以使太阳能电池组绕仰角轴旋转。俯仰驱动连接至附连至太阳能电池组的转矩管构件。转矩管构件经由铰链销连接至附连至方位角驱动的固定构件。转矩管构件绕铰链销旋转,以绕仰角轴升高和降低太阳能电池组。太阳跟踪机构还附连至整体螺旋锚的地上部分。锚的地下部分包括至少一个螺旋锚叶片,该螺旋锚叶片帮助将锚旋入地,从而为太阳能电池组提供稳固的基础。。

12、螺旋锚还用作提供通过锚直接到周围大地的直接接地的接地杆连说明书CN102130204ACN102130212A2/6页5接。0010已讨论的特征、功能和优点能在本发明的各种实施例中独立地实现,或者可在能参考以下的说明和附图了解更详细的细节的其他实施例中组合。附图说明0011图1是根据本文描述的各种实施例的太阳能系统的后视透视图;0012图2A是太阳能系统的侧视正视图,示出根据本文提出的各种实施例的螺旋锚的地上部分和地下部分;0013图2B是图2A的螺旋锚的底端的放大图,示出根据本文提出的各种实施例的螺旋锚叶片;0014图3是螺旋锚叶片的前视正视图,进一步示出根据本文提出的各种实施例的关于一圈完。

13、整的螺旋锚叶片的细节;0015图4A是螺旋锚的侧视正视图和顶视图,示出根据本文提出的一个实施例的太阳跟踪器接口;0016图4B是螺旋锚的顶端的侧视正视图,示出根据本文提出的各种实施例构造成用于压配合在螺旋锚内的太阳跟踪器;以及0017图5是示出根据本文提出的各种实施例用于安装太阳能系统的流程图。具体实施方式0018以下的详细说明涉及用于安装跟踪太阳的运动的太阳能系统的方法和系统。如上所述,用于太阳能电池组安装的传统解决方案既费时又费钱。常规的安装包括在混凝土基础的地中挖掘孔。这样作占用相当大的工时数,尤其在安装大量太阳能电池组的情况下。在挖掘孔之后,连同将所有钢筋和柱安装螺栓设定在基础中一起,。

14、必须合成混凝土并将混凝土注入孔中。此外,该安装步骤花费与材料的成本相关的相当量的时间和费用。然后,在将太阳能电池组安装到柱上之前,将太阳能电池组要安装至的柱螺栓连接至基础。将柱螺栓连接至基础再次需要相当大的工时量。常规的建立太阳能系统所需的安装材料和时间使代用能源成本阻止许多商业应用。0019利用本文描述的概念和技术,太阳能系统将作为基础的螺旋锚、太阳能电池组附连至的桅杆、以及甚至接地用作太阳能电气系统部件。螺旋锚消除对挖孔、灌注基础、和将桅杆附连至基础的需求。作为替代,将单个螺旋锚旋入地,以提供基础和太阳能电池组附连至的地上桅杆。本文描述的系统和安装方法减少安装太阳能系统所需的材料量,并显著。

15、减少安装太阳能系统所需的工时量。材料和安装时间的减少明显降低与安装太阳能系统相关的成本,这继而提高太阳能发电系统的商业实用性。0020在以下的详细说明中,将对形成以下详细说明的一部分、并且通过例证、具体实施例、或示例示出的附图作出参考。现在参考遍及多个图形、相同的附图标记表示相同的元件的附图,将描述根据各种实施例的太阳能系统和对应的安装。图1示出太阳能系统100的局部后视透视图。太阳能系统100包括附连至框架104以形成太阳能电池组106的多个太阳能电池102。应意识到的是,尽管图1所示的太阳能电池组106分别包括三列八个太阳能电池102,但通过本文描述的概念可利用呈任何构造的任何数量的太阳能。

16、电池102。说明书CN102130204ACN102130212A3/6页60021太阳能电池组106在后侧附连至转矩管108。转矩管108在为太阳跟踪机构112提供附连位置的同时,用于结构地支撑太阳能电池组106。常规地,许多太阳能系统利用太阳跟踪机构,以使对应的太阳能电池组以跟踪太阳的运动的方式运动,以便提高太阳能电池的电力生产。图1所示的诸如太阳能系统100的一些太阳能系统利用两轴太阳跟踪装置,以跟踪太阳。根据该实施例,在俯仰驱动116使太阳能电池组106围绕仰角轴同时,方位角驱动114使太阳能电池组106围绕垂直轴或方位轴旋转。0022在图1所示的实施例中,太阳跟踪机构112使太阳能电。

17、池组106连接至螺旋锚110的顶端。螺旋锚用作常规太阳能系统的柱或桅杆。然而,如以下将详细描述的,螺旋锚110还给太阳能系统100提供地下基础,以支撑系统的地上部件。正如常规的方位角驱动使太阳能电池组围绕对应的桅杆旋转,方位角驱动114使太阳能电池组106围绕螺旋锚110旋转。0023太阳跟踪机构112的俯仰驱动116利用活塞118,以使转矩管构件122相对于固定构件120旋转,以便改变太阳能电池组106的仰角。活塞118连接至转矩管构件122并在连接至太阳跟踪机构112的固定构件124的缸体120内线性运动。应理解的是,俯仰驱动以及方位角驱动可经由气动的、电的、或液压的动力操作,或者可替代性。

18、地利用任何其他类型的机械的、压电的、或机电的致动器,以在不偏离本发明的范围的情况下使转矩管构件122相对于固定构件124旋转。0024常规的太阳能系统常常利用某一类型的连接结构,该连接结构附连至太阳能电池组106,然后附连至诸如铰链的旋转元件。然后,铰链连接至桅杆和太阳跟踪机构。相比之下,根据本发明的不同方面,转矩管108和对应的转矩管构件122变成铰链的一半。焊接、螺栓连接、或以另外的方式附连至转矩管108的转矩管构件122经由铰链销126连接至俯仰驱动116的固定构件124。铰链销126包含支撑太阳能电池组旋转和相关的负载的两个轴承。固定构件124包括或固定地附连至平面构件,该平面构件使俯。

19、仰驱动116连接至方位角驱动114。下文将参考图4A和4B详细地讨论太阳跟踪机构112与螺旋锚110之间的接口。应意识到的是,可包括一个或多个控制箱128,以在太阳能电池组106、太阳跟踪机构112、和外部电力与控制源之间传递电力、通信、空气、或其他电力系统的输入与输出。0025现在转向图2A,其示出了已安装的太阳能系统100的侧视图。能看到的是,控制箱128连接至外部供应箱202,该供应箱向太阳跟踪机构112供应电力和/或其他控制信号。根据本发明的一个方面,太阳能系统部件经由接地连接218接地至螺旋锚110。由于螺旋锚110由导电材料制成并直接旋入地208,所以螺旋锚110为系统所有的电气部。

20、件提供方便的地。0026如图2A中所看到的,螺旋锚110是整体设备,其包括支撑太阳能电池组106在螺旋锚110的顶端204与地208之间的高度210的地上部分。螺旋锚110的地下部分延伸螺旋锚110的底端206与地208的表面之间的深度212。螺旋锚110的该地下部分替代在普通的太阳能系统安装中使用的传统混凝土基础。0027作为整体设备,螺旋锚110不同于利用地下的锚并螺栓连接至该地下的锚的地上结构的任何其他类型的锚固系统。由于在具有地上桅杆的同时部分地旋入地的单根轴制成,螺旋锚110提供的益处是需要制造、储存、维护和运输较少的部分,并且由于没有在地平面处螺栓连接至地下的锚的地上结构,其节省安。

21、装时间。说明书CN102130204ACN102130212A4/6页70028根据一种实施方式,高度210大约为深度212的一半。更具体地说,根据一种实施方式,螺旋锚110在具有5英尺的地上高度210和10英尺的地下深度212的情况下大约为15英尺长。根据该实施方式,螺旋锚110可由直径在69英寸之间、并具有025030英寸的壁厚的钢管制成。取决于土壤条件和螺旋锚110对应的构造,该螺旋锚100可足以支撑如图1所示的大约8英尺乘18英尺的矩形太阳能电池组。应理解的是,如以下将更详细地描述的,螺旋锚110的包括高度210和深度212的精确特性至少取决于选定安装地点的土壤特性。0029如图2B所。

22、示的螺旋锚110的底端206的放大图中所看到的,根据各种实施例,螺旋锚110包括至少一个螺旋锚叶片220。螺旋锚叶片220是至少绕螺旋锚110的底端206卷绕的螺旋结构,以允许将螺旋锚110旋入地208。如所示,底端206可以是锥形或尖锐的,以便于地的穿入。如图2A和2B所示,螺旋锚叶片220可绕螺旋锚110卷绕包括单个圈或360度的许多圈。替代性地,螺旋锚叶片220绕螺旋锚110卷绕多次,使得螺旋锚110较大百分比的地下部分由螺旋锚叶片220回转包围。0030如下文将进一步详细描述的,给定安装的螺旋锚110上的预期载荷,螺旋锚叶片220和对应螺旋锚110的特性可取决于安装地点特定的土壤条件。。

23、如在图2A中可看到的,根据各种实施方式,沿锚的轴在与位于底端206处的螺旋锚叶片220间隔开的位置处,螺旋锚110可焊接或以另外的方式附连有一个或多个辅助螺旋锚叶片220A。如图2A所示,例如,当土壤条件和/或预期的风力载荷超过预定的安全阈值标准时,则将螺旋锚叶片220A在地平面以下大约一英尺的位置处附连至螺旋锚110。这样作进一步将螺旋锚110在接近表面的位置固定至地208,以吸收过量载荷,并因此进一步减小螺旋锚110的地上部分的偏移。0031在图3中示出无对应的螺旋锚110的一圈螺旋锚叶片220。螺旋锚叶片220具有沿螺旋锚110的轴线相当于由一圈完整的螺旋锚叶片220所覆盖的距离的节距2。

24、24。螺旋锚叶片220的内径226大致相当于螺旋锚叶片220所卷绕的螺旋锚110的外径。螺旋锚叶片220可通过任何合适的装置焊接至或以另外的方式附连至螺旋锚110。螺旋锚叶片220的外径228是螺旋锚叶片220在螺旋锚110的相对侧上的最远边缘之间的距离。外径228与内径226之间的差值限定螺旋锚叶片220的宽度。0032精确的节距224、外径228、螺旋锚叶片220的圈数、和深度212可取决于安装位置特定的土壤特性。例如,松散的土壤可能需要比用于坚实土壤安装的螺旋锚110深的安装、减小的节距224、增加圈数的螺旋锚叶片220、一个或多个附加螺旋锚叶片220A、和/或宽的外径228。这些螺旋锚。

25、110的特性不仅为太阳能系统100提供稳固的基础而提供更大的螺旋锚叶片220的表面积,而且例如当利用液压螺旋将螺旋锚110旋入地时,这些螺旋锚110的特性促使压紧土壤,以进一步加强太阳能系统100的基础。0033相对于支撑8英尺乘18英尺的太阳能电池组106的15英尺的钢螺旋锚110继续以上讨论的示例实施方式,螺旋锚110可包括具有如图3所示的单圈的螺旋锚叶片220,其中节距为3英寸、内径226为69英寸以与螺旋锚110的外径对应、螺旋锚叶片220的外径228为1416英寸、并且由大约05英寸厚的热轧低合金钢板制成。根据各种实施方式,螺旋锚叶片220的外径228可大约在螺旋锚叶片220的内径2。

26、26的150275之间。0034图4A和4B示出用于提供太阳跟踪机构112与螺旋锚110之间的接口的两种不同说明书CN102130204ACN102130212A5/6页8实施方式。图4A示出当在螺旋锚110的顶端204处沿线AA观察时的桅杆帽402。桅杆帽402可以是焊接至或以另外的方式固定地附连至螺旋锚110的顶端204的任何形状的板。根据该实施方式,桅杆帽402具有与太阳跟踪机构112上用于接纳螺栓的对应螺栓孔配合的四个螺栓孔404。这些螺栓孔404可以是螺纹的,或者可通过适用的太阳能系统部件将螺母用于固定螺栓。0035图4B示出在无紧固件或焊接的情况下、具有附连的太阳能电池组106的太。

27、阳跟踪机构112固定至螺旋锚110的替代性实施方式。在该实施方式中,太阳跟踪机构112具有配合在螺旋锚110的开放顶端204内的锥形部410。太阳跟踪机构112的锥形部410具有对应于开放顶端204的内锥形部412的锥形,使得可更容易地将该锥形部410插入螺旋锚110的开放顶端204。如此,具有附连的太阳能电池组116的太阳跟踪机构112可下降到开放顶端204中,直到太阳跟踪机构112的锥形部410接合螺旋锚110的开放锥形顶端204的内锥形部412为止。在这一点上,太阳能电池组106的重量将锥形部410紧紧地压在螺旋锚110内,以便将太阳能电池组106固定就位。0036现在转向图5,现在将详。

28、细描述用于安装太阳能电池组106的说明性例程500。应意识到的是,可执行比附图中所示并本文描述的多或少的操作。这些操作可以与本文描述的不同的顺序执行。例程500开始于选择螺旋110的构造的操作502。如上所述,该构造选择部分地取决于安装位置的特性,尤其是该位置处的土壤条件。螺旋锚叶片220的圈数、螺旋锚叶片220的节距、和螺旋锚叶片220的外径都可以是取决于土壤特性的因素。0037已知的土壤分析技术可用于确定安装位置处土壤的特性。基于该分析,可选择以上讨论的许多螺旋锚特性,并将所述螺旋锚特征用于预测选定的螺旋锚的载荷容量。可将该预测的载荷容量与螺旋锚110在该位置要经受的预测载荷相比较,以确定。

29、是否可接受选定的锚构造。不然的话,将利用各种锚特性进行进一步的工程分析,直到选定满足所有的预测承载需求的螺旋锚110为止。0038螺旋锚110的构造还可包括材料考虑。例如,取决于太阳能系统110暴露于的环境条件,用于制造螺旋锚110和对应的螺旋锚叶片220的材料的类型、螺旋锚110的外径和螺旋锚叶片220的内径226、材料的厚度以及螺旋锚110的总长度可变化。为降低材料和安装成本,根据特定安装位置处的环境条件可选择维持太阳能系统100的安全操作的最低稳固限度的螺旋锚110的构造。0039回到图5,例程500从操作502延续至确定安装深度212的操作504。如同螺旋锚110的构造的选择的情况一样。

30、,深度212取决于安装地点处的土壤和环境条件。如果太阳能系统100在相对松散的土壤条件下受到大的风力载荷,则深度212比在太阳能系统100受到非常轻的风力载荷和坚实土壤的情况下大。要由螺旋锚110承载的载荷的结构分析可用于选择可接受的安装深度212。0040从操作504起,例程500延续至操作506,其中在安装位置将选定的螺旋锚110旋入地208至合适的安装深度212。在操作508处将太阳跟踪机构112螺栓连接至或以别的方式附连至太阳能电池组106。例程500从操作508延续至操作510,其中将具有附连的太阳能电池组106的太阳跟踪机构112附连至螺旋锚110。如以上参考图4A所描述的,这可通。

31、过将太阳跟踪机构112螺栓连接至附连至螺旋锚110的顶端204的桅杆帽402发生。替代性地,如以上参考图4B所描述的,太阳跟踪机构112可包括锥形部410,其可插入螺旋锚说明书CN102130204ACN102130212A6/6页9110的开放顶端204,直到通过太阳能电池组116的重量摩擦地接合并固定就位为止。0041在操作512处,在控制箱128与外部供应箱202之间连接电力与通信线,并将电力与通信线连接至太阳能系统100适用的部件。该操作可包括如上所述如果由太阳跟踪机构112所利用的任何适用的空气或液压管线的连接。该操作还可包括将太阳跟踪机构112连接至控制器,该控制器向太阳跟踪机构提。

32、供合适的控制信号输入,以便精确地跟踪太阳的运动。控制器可在控制箱128、外部供应箱202内,或者可以是太阳跟踪机构112的一部分。在操作514处将地线连接至螺旋锚110的接地连接218,以便将太阳能系统的电气部件接地,并且例程500结束。0042通过本文提供的说明,螺旋锚110和对应的安装方法显然明显减少安装太阳能系统所需的时间和资金量。替代利用混凝土基础和以将桅杆固定至基础的螺栓,本文描述的螺旋锚110允许仅将合适的锚旋入地的简化的安装。该过程不仅节省安装时间,而且所需的材料的减少也节省制造、储存、维护、和将这些材料运输至安装地点的资金。减少与太阳能系统和这些系统对应的安装相关的时间和成本随。

33、着这些系统变得商业上可用于较大数量的能量应用,将促进作为代用能源的太阳能的使用。0043上述主题仅作为例证提供,而不应理解为限制性的。在不遵循图解和描述的示例实施例和应用的情况下、并且在不偏离本发明的在以下的权利要求中提出的真正精神和范围的情况下,可对本文描述的主题作出各种变型和变化。说明书CN102130204ACN102130212A1/4页10图1说明书附图CN102130204ACN102130212A2/4页11图2A说明书附图CN102130204ACN102130212A3/4页12图3图4A图4B说明书附图CN102130204ACN102130212A4/4页13图5说明书附图CN102130204A。

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