CN103917832A

CN103917832A - 光伏模块的安装系统

Info

Publication number: CN103917832A
Application number: CN201280038759.8A
Authority: CN
Inventors: E·B·布瑞特澈尔; J·A·摩尔
Original assignee: Brittmore Group LLC
Current assignee: Brittmore Group LLC
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-07-09
Also published as: EP2734792A4; WO2013013106A1; JP2014525228A; EP2734792A1; US9882067B2; AU2012283945A1; CL2014000151A1; AU2012283945B2; US20130019925A1

Abstract

太阳能板阵列由沿阵列轴彼此并列的多个太阳能板形成，并具有支撑元件，所述支撑元件具有与所述阵列轴大致正交设置的第一和第二支撑端子，其具有所述第一和第二支撑端子的中间无阻碍空间区域。车辆运输所述太阳能板并具有布置在其相对侧上的轮子。第一和第二轨道结构沿所述阵列轴延伸并耦合到所述第一和第二支撑端子中的相应支撑端子。所述轨道结构每个都具有用于接合和支撑所述车辆轮子中的相应轮子的细长部分，由此所述车辆沿所述轨道行进，同时携带太阳能板，且所述车辆的至少一部分设置在所述无阻碍空间区域内。所述轨道中的一个容纳用于所述太阳能板阵列的配线。

Description

光伏模块的安装系统

与其它申请的关系

本申请以与本文相同的发明人的名义要求于2011年7月19日提交的美国临时专利申请序列号61/509,471（参考号3965（授予的外国申请许可））的申请日的权益。所确定的美国专利申请中的公开通过引用的方式并入本文。

发明背景

发明领域

本发明一般涉及用于运输和安装大型光伏模块的系统，并且更具体地涉及光伏模块处理系统，其不需要运送车辆沿地面行进且能够实现在太阳能板阵列中大致自动化和快速地补充光伏模块。

现有技术描述

传统的太阳能板通常是使用串联布置的彼此电连接的多个光伏电池构成以形成大型模块。工业上使用的类型的典型太阳能板的重量近似120kg，或更重。这种大的重型结构比人类个人可单独处理的重量重，因此需要在阵列中来回行进以补充光伏太阳能板的供应的大型设备。然而，这种重型设备的使用会损坏不受保护的地表面，因此需要采用将地面置于进行进一步使用重型设备的条件下的分级和其它程序。对地面的损坏再加上雨水和积累的地下水可很容易地增加操作和电力生产的成本，并会使项目中断。

因此，需要用于安装、维护和更换太阳能板的系统，其不会损坏地表面。

另外还需要用于安装、维护和更换太阳能板的系统，其不需要采用重型设备的正在进行的程序。

现有技术状态的另一个问题是由太阳能板填充支架是个长期而艰苦的过程，导致使太阳能板上线的固有延迟。开始电力传送的延迟很容易转化为收益损失。

因此，需要使太阳能板的一个或多个阵列快速有效地投入生产的系统。

现有技术的当前状态的又一个问题是由于在组装太阳能板阵列中需要大的重型设备，所以这样的阵列行之间的间距必须大。由于空间通常会有大多数太阳能电场的溢价，所以每单位电场面积的输出功率密度会无必要的低。而且，太阳能电场土地的这种利用会不利地影响项目的财务工作效率。

现有技术的当前状态的再一个问题是使用重型设备需要相关的工人来加载和卸载精细的太阳能板。然而，太阳能板不仅笨重（说明性为近似250lbs），而且它们都很大（有时长度超过3m，其中表面积接近6m²）。其结果是低效和不可接受量的模块破损。

通常在太阳能板阵列安装中采用的重型设备包括起重机、吊杆卡车等，以及用于将地面修复到其中这样的重型设备可操作的条件下的挖掘设备。通常，起重机将会被盲目操作，其中操作者通过无线电从观察者接收方向。对精细太阳能板的损坏通常不可接受。

因此，具有需要一种系统，其可在不需要大型设备的情况下安全地处理和运输太阳能板且不会过度地赋役人劳动力的系统。

另外还需要一种系统，其不需要用于补充太阳能模块的大型设备，由此减小了太阳能板阵列中的相邻行之间的间距，从而增加了太阳能项目的功率输出密度。

发明概要

现有技术的当前状态的前述和其它不足可通过本发明解决和克服，本发明提供了一种太阳能板阵列支撑系统，其由沿阵列轴彼此并列支撑的多个太阳能板形成。根据本发明，太阳能板阵列支撑系统设有支撑元件，其具有与阵列轴大致正交设置的第一和第二支撑端子。无阻碍空间区域形成于第一和第二支撑端子的中间。此外，提供用于运输太阳能板的车辆，车辆具有布置在其相对侧上的第一和第二轮子。第一和第二轨道结构，每个所述轨道结构都大致平行于阵列轴延伸并耦合到第一和第二支撑端子中的相应端子。第一和第二轨道结构具有用于接合和支撑第一和第二轮子的相应相关联的轮子的第一细长部分。

在一个实施方案中，车辆被布置为沿第一和第二轨道结构的第一细长部分行进，车辆的至少一部分设置在支撑元件的第一和第二支撑端子的中间无阻碍空间区域内。

车辆被构造在设置在支撑元件的第一和第二支撑端子的中间无阻碍空间区域内的车辆的部分远端的部分上，以接合太阳能板并沿第一和第二轨道结构输送太阳能板。第一和第二轨道结构每个都具有用于接合和支撑太阳能板阵列的第二细长部分。

还在车辆上提供了闩锁装置，其用于可选择地抓握和释放太阳能板。在一个实施方案中，闩锁装置包括太阳能板提升装置。在其它实施方案中，车辆是机动车辆。第一和第二轨道结构中的至少一个设有用于容纳太阳能板阵列的配线的第三细长部分。

根据其它实施方案，太阳能板阵列由沿阵列轴彼此并列支撑的多个太阳能板形成，太阳能板阵列支撑系统包括：支撑元件，其具有与阵列轴大致正交设置的第一和第二支撑端子，提供了第一和第二支撑端子的中间无阻碍空间区域。车辆运输太阳能板，车辆具有布置在其相对侧上的第一和第二轮子。在本实施方案中，车辆的轮子接合支撑元件的第一和第二支撑端子的相应端子。第一和第二轨道结构每个都大致平行于阵列轴延伸并耦合到第一和第二支撑端子的相应端子，用于接合和支撑太阳能板阵列。

根据本发明的方面的一个方法，提供了以下步骤：

安装具有其中无阻碍空间区域介于之间的第一和第二接触端部的阵列支架；

在第一和第二接触端部的每个上安装细长支撑结构；

在车辆上安装太阳能板；

推动车辆通过无阻碍空间区域；以及

将太阳能板堆积在细长支撑结构上。

在本发明的该方法方面的一个实施方案中，将太阳能板安装在车辆上的步骤包括致动车辆上的夹具的其它步骤。

在其它实施方案中，提供了输入有关太阳能板阵列的车辆信息的步骤。

根据本发明，本发明的支架装置能够实现自动化无人机形式的自动化太阳能板安装和移除系统的携带和运输。支架装置由使用任何传统的支柱嵌入装置嵌入地面的支柱支撑在地面上。在本发明的太阳能板实施方案中，一对东西向轨道以平行关系和至少部分地响应于太阳能板阵列的地理位置的角度被支撑。提供了一种装置，其能够使东西向轨道以相对于南方地平线的所需角度被定向。东西向轨道由框架元件支撑，所述框架元件被构造为能够使太阳能板载体穿过框架元件和东西向轨道之间的区域。

在本发明的有利实施方案中，提供了太阳能板安装和移除系统，其在本发明的一些实施方案中从太阳能板库收集太阳能板并将太阳能板运送到其中相应的太阳能板被安装在其上的支架装置上的位置。在一些实施方案中，太阳能板安装和移除系统包括影响太阳能板的运送的自动化无人机。然而，在其它实施方案中，采用手动操作小车。如同自动化无人机的情况，手动操作小车将太阳能板沿支架装置的东西向轨道运送。此外，这两种形式的运送工具可被构造为携带由此产生的附件，诸如电缆卷筒、养护用品、工具等。

另外还提供自动化太阳能板安装和移除系统内的子系统，其用于能够通过太阳能板源上的自动化无人机实现太阳能板的自动化或半自动化提取。当然，这样的系统可促进从自动化无人机上自动化或半自动化移除太阳能板。

如上所述，支架装置被构造为允许在其上具有或不具有太阳能板（且在某些情况下，具有由此产生的附件）的情况下沿手动操作无人机的自动化无人机的东西向轨道行进。在本发明的非常有利的实施方案中，东西向轨道的支撑结构具有半圆形构造。然而，在其它实施方案中，这样的支撑结构被构造为浅圆弧，或其它几何构造，诸如直线形排列（其中东西向轨道被支撑在相应的支柱或桁条上），或者三角形构造（其中东西向轨道被支撑在三角形的支腿中的两个的相应支腿上）。

在本发明的实际实施方案中，允许东西向轨道以预定角度增量在5°和35°之间倾斜，说明性地是5°。一些实施方案中的支架装置支撑通常1800Pa（37.6psf）和更高的载荷。

在操作中，在本发明的一些实施方案中遵循以下步骤：

·太阳能板组装在堆栈机站处；

·将要安装的下一个太阳能板（准备好的板）移动到对接站；

·自动化无人机到达对接站，将太阳能板升高到提升位置，并接合太阳能板夹具；

·自动化无人机计算到下一个安装位置的距离；

·自动化无人机加速到巡航速度并行进到计算的减速点；

·当自化动无人机正在行进并远离对接站时，随后准备好的太阳能板被移动到对接站；

·自动化无人机减速到安装位置；

·自动化无人机上的舵机使用精细数据使自动化无人机停放在安装位置；

·自动化无人机将太阳能板下降到锁定位置；

·太阳能板被牢固地保持在锁定位置并固定到支架装置；

·自动化无人机脱离太阳能板夹具并将提升机下降到释放位置；

·自动化无人机计算到对接站的距离；

·自动化无人机加速到巡航速度并行进到所确定的减速点；

·自动化无人机减速到对接站；

·自动化无人机上的舵机使用精细数据使自动化无人机停放在对接站；和

·重复该顺序。

在本发明的一些实施方案中，从每行太阳能板的一端填充太阳能板电场。太阳能板的传送由自动化无人机来提供动力，这在一些实施方案中是完全电力的，而在其它实施方案中，采用气电推进。在小型安装中，手动操作小车用于运送太阳能板。然而，在一些大型安装中，自动化无人机作为以列车状方式推动一个或多个手动操作小车作为太阳能板的无动力载体的机车。

在本发明的实际实施方案中，自动化无人机承重约30kg并能够携带约120kg的负载。自动化无人机具有其具有相关联的制动器的两个或多个驱动轮。在本发明的实践中采用的驱动系统将取决于多种因素，诸如系统的成本、燃料的可用性、地形等。一般而言，系统的各种实施方案使用车载电动或内燃机驱动直接驱动或使用电缆等间接驱动，其中电动机安装在支架的一端或两端。

在本发明的一些实施方案中，自动化无人机具有提升系统，其具有三个功能位置，具体是释放、锁定和提升位置。在提升模式下，太阳能板被提升以促进沿支架装置行进。锁定模式被应用以将太阳能板带入将其固定到支架装置上的位置。此外，释放模式用于从与太阳能板的连通中移除太阳能板载体。

在一些实施方案中，自动化无人机受缓冲器的保护，并且还设有具有各自相关联的传感器的多个安全和防碰撞系统。在一些实施方案中，自动化无人机具有能够使操作员控制系统操作的各个方面的其上的人访问控制。在本发明的一些实施方案中包括的其它特征包括用于访问和传送数据的连接面板、用户可访问的电池室，和声音报警（声音发射）装置。

在其中自动化无人机被应用为太阳能板安装机器人的本发明的实施方案中，自动化无人机的操作在一些实施方案中由一组参数（其包括行进方向（即起源东或西）、太阳能板间距、太阳能板的数量，和没有安装太阳能板的死空间（例如，阵列行之间的临时桥）的位置和距离）手动编程。编程自动化无人机的这种方式可能会非常耗时而且容易出错。

然而，在其它实施方案中，自动化无人机是自学式，如下所示：

·自动化无人机在其端部被放置在支架装置上，其中装载站定位于端部（即从太阳能板装载器的侧面越过第一相对太阳能板位置几英寸）；

·端部挡板被放置在支架装置的东西向轨道的每个端部；

·自动化无人机然后被激活以充当运输机；

·自动化无人机使用自动化无人机的机械接口上的按钮启动；

·自动化无人机然后：

·检查东和西光学传感器来确定装载站的位置；

·朝向端部站移动直到面向南的光学传感器检测到第一太阳能板的基准标记；和

·记录第一太阳能板位置的定位作为零点。

·自动化无人机开始远离装载站运动；

·当南部传感器由南部桁条上的基准标记触发时，基准标记的位置被记录，且基准标记的总数被记录；

·自动化无人机继续进行，直到满足下列条件之一：

·当支架装置的相对侧上的端部标记遇到东/西光学传感器并由其检测时，自动化无人机减慢并执行在支架装置的端部的停止，同时继续记录基准标记位置并增记基准标记的总数量；

·当太阳能板由面向上的传感器检测并结合由南部传感器的基准标记检测时，自动化无人机停止下来，且不会记录最后基准标记（用于映射部分填充的阵列）。

·自动化无人机然后通过将被安装到支架装置上的所有太阳能板的位置、支架装置的总长度和将要安装的太阳能板的总数量返回到装载站。

·在本发明的一些实施方案中，自动化无人机充当运输机并包含下列特征：

·可编程的CPU；

·由按钮、指示灯和电源开关组成的机械接口；

·安装在自动化无人机的东和西两侧上的光学传感器；

·用于提供能够使精确位置信息被监控和记录的闭环信息的电动机编码器或光学编码器；

·用于确定周期性设置的基准标记的位置（通常以间隙的形式）的自动化无人机的南侧上的光学传感器；和

·用于确定板位置是否被太阳能板占用的自动化无人机的顶部上的面向上的光学传感器。

·在一些实施方案中，提供支架装置用于安装太阳能板，支架装置具有下列特征：

·其中自动化无人机坐落在东/西方向的轨道；

·在其上安装用于安装在自动化无人机的东和西两侧上的光学传感器的反射器的可移除端部挡板；和

·指示太阳能板的位置的南部桁条上的登记标记。

·设置在支架装置的东或西侧上的装载站，装载站具有用于将太阳能板放置在支架装置上的装置。

·用于操作自动化无人机的程序。

附图简述

通过阅读下面的具体实施方式并结合所附的图可促进理解本发明，其中：

图1是可用于本发明的具体说明性实施方案的实践中的支架装置的简化透视图；

图2是图1的实施方案的简化侧平面图；

图3是现有技术的支架装置的简化侧平面图；

图4是可用于本发明的一个实施方案中的太阳能板的运送的手动操作小车的简化透视图；

图5是根据本发明的原理构建并示出小车能够沿支架除了运输太阳能板还运输附件（在本实施方案中，特别是电缆卷筒）的本发明的有利特征的支架装置的简化侧平面图；

图6是图5的实施方案的识别部分的放大图，其示出与在支架装置上安装小车相关的某些特征；

图7是图6的识别部分远端的图5的实施方案的其它部分的放大图，其示出与在支架装置上安装小车相关的某些特征以及与系统布线的位置相关的本发明的有利特征；

图8是根据本发明的原理构建的支架装置的简化透视示意图，其示出沿支架装置运输太阳能板的动力无人机；

图9是以图8中的简化形式示出的无人机的简化透视图；

图10是图9中所示的无人机的简化透视图；

图11是安装在支架装置上的图9和图10的无人机的简化侧平面图；

图12是无人机的实施方案的简化部分分段透视图，该图示出无人机与支架装置接合的方式；

图13是采用推杆并在本发明的具体说明性实施方案中从下方馈送太阳能板的垂直堆栈装载器装置的简化示意图；

图14是采用推杆并在本发明的具体说明性实施方案中从上方馈送太阳能板的垂直堆栈装载器装置的简化示意图；

图15是在本发明的具体说明性实施方案中通过从上方使用夹具馈送太阳能板的垂直堆栈装载器装置的简化示意图；

图16是太阳能板的垂直堆栈的具体说明性实施方案的简化示意图；

图17是已经倾斜以促进太阳能板安装到支架装置或将太阳能板从支架装置上移除的太阳能板的堆栈的具体说明性实施方案的简化示意图；

图18是示出通过使用本发明获得的优点的图示，所述优点呈现于每个无人机每小时运输太阳能板的方面；

图19是示出通过使用本发明获得的优点的图示，当用于具有500瓦特的发电能力的太阳能板模块时，所述优点呈现于每个无人机每小时生产的千瓦的方面；

图20是可用于收纳作为用于安装太阳能板的载体的提升装置的简化平面示意图；和

图21（a）、21（b）、21（c）和21（d）示出可用于本发明的支架装置的顶端部分的相应实施方案中的相应说明性180°的圆弧、浅圆弧、凸起的桁条，和三角形构造。

具体实施方式

图1是可用于本发明的具体说明性实施方案的实践中的支架装置100的简化透视图。如该图所示，支架装置100在本发明的该实施方案中由多个对准的支撑支柱102、103和104形成。支撑支柱被牢固地嵌入地面（未具体指定），以便相对于彼此保持固定的空间关系。

参照支持支柱102（其在很大程度上与其它支柱是相同的），可在图中看到上部分110，其在本发明的该具体说明性实施方案中具有大致成180°圆弧的半圆形构造。然而，应理解，本发明的实践不限于顶端部分的该半圆形构造。其它构造（诸如浅圆弧（未示出）、支撑桁条的直线形布置（未示出），或者三角形构造（未示出））可用于本发明的实践中。

在上部分110的远端上是实际实施方案的安装被布置为在东/西方向延伸的纵向轨道112和114中的耦合的相应轨道。在这样的实际实施方案中，上部分110的远端通常被指向南。

该图示出在本发明的该具体说明性实施方案中有安装在纵向轨道112和114上的多个太阳能板121-126。

图2是图1的实施方案的简化侧平面图。如该图所示，上部分110被定向以便形成相对于地平面130的35°角。如前面所指出的，允许上部分110和导轨112和114以预定的角度增量在5°和35°之间倾斜，说明性地是5°。在本实施方案中通过修改耦合器132（其将上部分110连接到支撑支柱102并被固定）的几何形状实现这一点。

图3是现有技术的支架装置300的简化侧平面图。如在该图中所看到的，支撑支柱302通过接合弧形孔（未特别指定）的紧固件（未特别指定）被耦合到上部分310。紧固件和弧形孔的这种组合能够实现对上部分310的倾斜的有限量调整。如在下文中将变得显而易见的，这种现有技术的布置不能够利用本发明的自动化无人机。

图4是可用于本发明的一个实施方案中的太阳能板（该图中未示出）的运送的手动操作小车400的简化透视图。手动操作小车400被示为具有沿纵向轨道112和114（该图中未示出）中的相应轨道行进的多个轮子402。另外还提供了防脱轨轮装置404，其可防止手动操作小车离开纵向轨道，如将在下面描述的。

图5是根据本发明的原理构建并示出手动操作小车400或自动化无人机（在该图中未示出）能够沿支架除了运输太阳能板还运输附件（在该实施方案中，特别是电缆卷筒502）的本发明的有利特征的支架装置的简化侧平面图。手动操作小车400和纵向轨道112之间的接合在图6中被更加详细地示出。

图6是图5的实施方案的识别部分的放大图，其示出与在支架装置的纵向轨道112上安装手动操作小车400相关的某些特征。如该图所示，轮子402与纵向轨道112的内表面连通。防脱轨轮404与纵向轨道112的外表面连通并抵消将趋于将小车与纵向轨道分离的任何力。

图7是图6的识别部分远端的图5的实施方案的其它部分的放大图，其示出与在支架装置上安装小车相关的某些特征以及与系统布线702的位置相关的本发明的有利特征。这种布置能够实现在任何时候进行系统布线或重新布线，而不论阵列是否已经或尚未被填充。

图8是根据本发明的原理构建的支架装置的简化透视示意图，其示出沿支架装置800的纵向轨道812和814运输太阳能板804（以虚线示出）的动力无人机802。纵向轨道平行于细长阵列（未特别指定）的轴线延伸。支架装置800不像支架装置100：支架装置800具有被构造为浅圆弧而不是完整半圆的上部分810。在本实施方案中，动力无人机802沿纵向轨道812和814行进，并与其接合，如将在下面描述的。该实施方案的动力无人机802不一定是完全自动化的（如前所述），且在这样的实施方案中作为对人力劳动（未示出）的辅助。

图9是以图8中的简化形式示出的无人机902的简化透视图。先前已经讨论的结构的元件被类似地指定。在图9的实施方案中，无人机902提供有无需存在于本发明的每个实施方案中的自动化的特征。更具体而言，无人机902是设有经由轮子903中的所选的轮子施加推进力的两轮驱动器（未示出）的实施方案。可使用防脱轨轮907来避免脱轨。

无人机被示为具有保护缓冲器904，其另外提供了处理点（未特别指定）。在该实施方案中，无人机902已经在其中结合了太阳能板提升系统910，其具有致动的三个位置（具体是释放、锁定和提升位置）。如上面所指出的，在提升模式下，太阳能板（该图中未示出）被提升以促进沿支架装置行进。应用锁定模式以将太阳能板带入将其固定到支架装置上的位置。释放模式用于从与太阳能板的接合中移除太阳能板载体。

在该实施方案中，无人机902设有用于避免碰撞的对接传感器915。提供了多个其它传感器，其用于读取基准标记并确定物体或人在行进路径上的存在。在一些实施方案中，传感器是视觉系统，其具有收集无人机的操作区域的实时图像的车载摄像机（未示出）。在一些实施方案中，图像被过滤以便突出显示潜在的碰撞物体。在无人机902内存储的是可响应于来自传感器或视觉系统的信号有效停止无人机902的行程的程序。

应指出，确定沿支架的无人机位置不限于读取基准标记。在一些实施方案中，GPS或本地化无线电信标可用于确定无人机的位置。

在本发明的一些实施方案中可使用视觉系统来避免碰撞。然而，其它系统和策略可用于本发明的实践中。一个这样的系统是由被放置在轨道（该图中未示出）的两侧上以提供响应于进入物体或人所关注的区域中的信号的多个重叠的激光器和传感器组成的光幕的形式。使用激光器能够实现检测其尺寸小于30mm的物体，从而引起紧急停止程序的立即执行。此外，在一些实施方案中，光幕和无人机之间的通信损失会触发紧急停止程序的执行。紧急停止要求无人机配备吠叫系统，即在其各个实施方案中包括鼓式制动器、盘式制动器，或其它制动装置，诸如反向或后向驱动电动机。

在一些实施方案中，安全性可由超声波传感器或其它形式的测距传感器来增强，这可用于确定无人机和干扰物体之间的距离。当物体被识别存在于无人机的路径中，或在预定距离内时，紧急停止程序被启动。然而，使用对称设置的传感器可降低误报的发生率。例如，同时触发对称的传感器的对称障碍物会被忽略，因为它们代表支架装置的结构元件。相反，在一些实施方案中，这样的同时触发事件被计数以用于无人机定位目的。

图10是图9中所示的无人机902的简化透视图。先前已经讨论的结构的元件被类似地指定。该图描绘了防碰撞超声波传感器1002、1004和1006的位置。仰视传感器1008确定太阳能板是否存在于无人机上。在该实施方案中，另外还提供了发声装置1010，其提供接近无人机的听得见的警告。

该图还示出操作者可通过其手动输入命令的手动操作的操作者控制件1015。这些人访问控制件能够使操作者（未示出）控制系统操作的各个方面。在该实施方案中也可使用包括USB和其它形式的计算机互连的计算机连接面板1017来输入命令。

在本发明的该实施方案中，一个或多个电池被存储在电池室门1020的后面。在一些实施方案中，提供了电池充电系统（未示出），其包括内部气动力DC发电机（未示出），或具有AC到DC转换器（未示出）的AC发电机（未示出）中的任何一个。一些实施方案利用对控制系统（未示出）提供持续电力的不间断电源（UPS）（未示出）。UPS确保存储的信息在断电时不会丢失，并减少启动时间。在一些实施方案中，可经由在无人机移动时被部署的硬连线电连接来传送电力。

图11是安装在支架装置上的图9和图10的无人机的简化侧平面图。先前已经讨论的结构的元件被类似地指定。在该图中，无人机902被示出安装在浅圆弧支架装置上，如上面结合图8所描述的。

图12是无人机1202的实施方案的简化部分分段透视图，该图示出无人机与支架装置1210接合的方式。无人机1202的轮子1204在支架装置1210的上轨道表面1212上滚动。而轮子1204与上轨道表面1212连通，防脱轨轮1206与支架装置1210的下侧（该图中未示出）连通。横向轮1208与支架装置1210的直立内表面（该图中未示出）连通。横向轮子防止在其沿支架装置的内部行进时无人机1202的横向刮擦。

图12还示出一些信息被从支架装置1210转移到无人机1202的方式。在本发明的该具体说明性实施方案中，支架装置1210具有由无人机1202上的传感器1216识别的其上的基准标记1214。

图13是采用推杆1302并在本发明的该具体说明性实施方案中从下方馈送太阳能板1310的垂直堆栈装载器装置1300的简化示意图。太阳能板1312被示出已经被堆积到支架装置（该图中未示出）的导轨1320上，所述太阳能板被立即设置高于无人机1325。箭头示出无人机1325将接近对接站区域1330，且然后会在反方向返回来传送或提取太阳能板。

从根本上说，堆栈装载器装置以促进加载到无人机的形式聚合太阳能板。正因为如此，因而避免了太阳能板传递所花费的过多时间，因为被传送的下一个太阳能板被堆积在对接站上，而同时无人机正在安装（部署）太阳能板或从阵列（未示出）中移除太阳能板。

图14是采用推杆1402并在本发明的该具体说明性实施方案中从上方馈送太阳能板1410的垂直堆栈装载器装置1400的简化示意图。太阳能板1312被示出已经被堆积到支架装置（该图中未示出）的导轨1420上，所述太阳能板被立即设置高于无人机1425。箭头示出无人机1425将接近对接站区域1430，且然后会在反方向返回来传送或提取太阳能板。

图15是在本发明的该具体说明性实施方案中通过从上方使用夹具1502馈送太阳能板1510的垂直堆栈装载器装置1500的简化示意图。夹具1502上下移动来提取太阳能板，并将太阳能板1512横向堆积到支架装置（该图中未示出）的导轨1520上。当需要减少太阳能板阵列时，夹具1502在对接站区域1530提取太阳能板1512并将其堆积到堆栈1510。

该图还示出夹具1592将转动以便从太阳能板的倾斜堆栈提取太阳能板或将其堆积到太阳能板的倾斜堆栈，如下面关于图17将讨论的。

图16是太阳能板1601的垂直堆栈的具体说明性实施方案的简化示意图。

图17是已经倾斜以促进太阳能板安装到支架装置或从支架装置上移除太阳能板的太阳能板1701的堆栈的具体说明性实施方案的简化示意图。太阳能板1701的堆栈的倾斜角度在一些实施方案中对应于太阳能板在太阳能板阵列中的倾斜角度。

图18是示出通过使用本发明获得的优点的图示，所述优点呈现于每个无人机每小时运输太阳能板的方面。

图19是示出通过使用本发明获得的优点的图示，当用于具有500瓦特的发电能力的太阳能板模块时，所述优点呈现于每个无人机每小时生产的千瓦的方面。

在本发明的实施方案的操作中，作出某些使用假设。它们是：

连续阵列（支架）长度：99.125m

太阳能板间距：1.625m

每个太阳能板的功率：500W（每个太阳能板以125W组装，共4个）

最大无人机速度：4m/s

下面是对在时间T内长度为L米的阵列中的宽度为w的N个太阳能板的安装的使用本发明所获得的生产量优点的分析。对应于从太阳能板库到安装点并返回的行程的运行次数（其必须由无人机进行以用宽度为w的板来填充长度为L的阵列）是：

R = \frac{L}{w}

在安装整个阵列的过程中由无人机行进的总距离D是：

D = \frac{L (L - w)}{w}

安装的总时间为T，假设板锁定时间为t₀，其构成提取和卸载太阳能板所需的时间，加速/减速时间为i，和行进速度为V，则T是：

T = Rt + {Rt}_{0} + \frac{D}{V}

对V求解，得到：

V = \frac{D}{T - Rt - {Rt}_{0}}

最后，加速度/减速度α被推导出为：

α = \frac{V}{t}

在本发明的实际实施方案的实践中，L=99.125m；W=1.625m；T=3600s，并采用30秒的合理值来加载和卸载太阳能板（即t=15s提取和15s落下），和3s达到最大速度（t），可得到：

R=61

V=3.75m/s

D=5947.5m

α=1.25m/s²

图20是可用于收纳作为用于安装太阳能板（该图中未示出）的载体的提升装置2000的简化示意平面图。提升装置2000被示出具有底盘2002，其在该实施方案中由无人机（该图中未示出）固定地支撑。当需要提升元件来升高太阳能板（该图中未示出）时，通过促动提升元件2004来进行提升。提升元件2004响应于由提升致动器2006（其会从驱动装置2010接收其致动能源）的促动而被升高。当提升元件被升高和降低时，其通过导杆2011的操作维持与底盘的大致平行关系。

在该实施方案中，允许可能会进入驱动装置2010的雨水通过排水管2012排出。

在该图中还示出一对夹具2015和2017，其具有响应于致动来锁定、保持和释放太阳能板的功能。

图21（a）、21（b）、21（c）和21（d）示出可用于本发明的支架装置的顶端部分的相应实施方案中的相应说明性180°的圆弧、浅圆弧、凸起的桁条，和三角形构造。鉴于本文的教旨，本领域的技术人员可配置这些说明性构造的尺寸以适应无人机在其内通过，以及取决于无人机的附件。

虽然已经在特定实施方案和应用方面描述了本发明，但是鉴于该教旨，本领域的技术人员可在不超出范围或脱离本文所描述和要求保护的本发明的精神的情况下产生另外的实施方案。因此，应理解，本公开中的附图和描述被提供来促进对本发明的理解，且不应被解释为限制其范围。

Claims

1.一种太阳能板阵列支撑系统，所述太阳能板阵列由沿阵列轴彼此并列支撑的多个太阳能板形成，所述太阳能板阵列支撑系统包括：

支撑元件，其具有与所述阵列轴大致正交设置的第一和第二支撑端子，其中提供了所述第一和第二支撑端子的中间无阻碍空间区域；

用于运输所述太阳能板的车辆，所述车辆具有布置在所述车辆的相对侧上的第一和第二轮子；

第一和第二轨道结构，每个所述轨道结构都大致平行于所述阵列轴延伸并耦合到所述第一和第二支撑端子中的相应端子，所述第一和第二轨道结构具有用于接合和支撑所述第一和第二轮子的相应相关联的轮子的第一细长部分。

2.根据权利要求1所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆被布置为沿所述第一和第二轨道结构的所述第一细长部分行进，所述车辆的至少一部分设置在所述支撑元件的所述第一和第二支撑端子的所述中间无阻碍空间区域内。

3.根据权利要求2所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆被构造在其设置在所述支撑元件的所述第一和第二支撑端子的所述中间无阻碍空间区域内的所述车辆的所述部分远端的部分上，以接合太阳能板并沿所述第一和第二轨道结构运输太阳能板。

4.根据权利要求3所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述第一和第二轨道结构每个都具有用于接合和支撑所述太阳能板阵列的第二细长部分。

5.根据权利要求4所述的太阳能板阵列支撑系统，其中还在所述车辆上提供了用于可选择地抓握和释放所述太阳能板的闩锁装置。

6.根据权利要求5所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述闩锁装置包括太阳能板提升装置。

7.根据权利要求5所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆是机动车辆。

8.根据权利要求4所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述第一和第二轨道结构中的至少一个设有用于容纳所述太阳能板阵列的配线的第三细长部分。

9.一种太阳能板阵列支撑系统，所述太阳能板阵列由沿阵列轴彼此并列支撑的多个太阳能板形成，所述太阳能板阵列支撑系统包括：

用于运输所述太阳能板的车辆，所述车辆具有布置在所述车辆的相对侧上的第一和第二轮子，所述轮子接合所述支撑元件的所述第一和第二支撑端子中的相应端子；

第一和第二轨道结构，每个所述轨道结构都大致平行于所述阵列轴延伸并耦合到所述第一和第二支撑端子的相应端子，用于接合和支撑所述太阳能板阵列。

10.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆设有用于防止与所述支撑元件的所述第一和第二支撑端子分离的脱轨轮子。

11.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中还在所述车辆上提供了用于可选择地抓握和释放所述太阳能板的闩锁装置。

12.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中还在所述车辆上提供了用于将所述太阳能板提升到所述闩锁装置可抓握所述太阳能板的地方的提升装置。

13.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆是机动车辆。

14.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆设有用于接收关于所述太阳能板阵列的信息的数据输入设施。

15.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆设有用于产生响应于潜在碰撞的信号的传感器。

16.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆设有用于影响紧急停止响应的系统。

17.根据权利要求9所述的太阳能板阵列支撑系统，其中所述车辆设有用于运输附件的装置，通过所述第一和第二支撑端子的所述中间无阻碍空间区域运输所述附件。

18.一种填充和减少太阳能板阵列的方法，所述方法包括以下步骤：

安装具有其中所述无阻碍空间区域介于之间的第一和第二接触端部的阵列支架；

在所述第一和第二接触端部的每个上安装细长支撑结构；

在车辆上安装太阳能板；

推动所述车辆通过所述无阻碍空间区域；并

将所述太阳能板堆积在所述细长支撑结构上。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述将太阳能板安装在车辆上的步骤包括致动所述车辆上的夹具的其它步骤。

20.根据权利要求18所述的方法，其中提供了输入有关所述太阳能板阵列的所述车辆信息的其它步骤。