CN106911298B - 用于太阳能收集器的支撑体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳跟踪光电太阳能收集器阵列，所述阵列包括多个太阳能装置以及支撑组件，所述支撑组件支撑所述太阳能装置以便能绕着枢轴线枢转，所述支撑组件包括：扭矩管，其支撑所述多个太阳能装置，所述扭矩管能绕着所述枢轴线枢转；轴承壳体，其包括轴承支撑表面；以及轴承构件，其连接到所述轴承支撑表面，所述轴承构件包括滑动接触所述扭矩管的外表面的减少摩擦表面；其中，所述扭矩管和所述轴承构件是旋转分离的，使得当所述扭矩管旋转时，所述轴承构件静止。

Description

用于太阳能收集器的支撑体
本申请是2012年9月28日提交、发明名称为“用于太阳能收集器的支撑体”、申请号为201210369752.6的发明专利申请的分案申请。
技术领域
在此描述的主题的多个实施方案总体涉及包括用于太阳能收集装置的支撑体的太阳能系统。
背景技术
大型太阳能收集器设备通常包括一系列太阳能收集器装置。这类系统可以与光电模块、太阳能集热器装置以及用于将太阳能聚集到光电装置或太阳能集热器装置上的聚光器结合使用。
这些太阳能收集器设备中的一些设备包括用于自动调节收集器装置的位置以便在太阳越过天空移动时对其进行跟踪的硬件。这种跟踪移动能够以许多不同的方式来完成。一些系统使用单轴跟踪系统，其中收集器装置绕着单个轴枢转。这种单轴式跟踪系统一般包括构成单个枢轴的驱动轴或“扭矩管”。
此外，在这些系统的一些系统中，扭矩管可以用于支撑太阳能收集器装置并且传递用于调节太阳能收集装置位置的扭矩。为了减少抵抗扭矩管枢转移动的摩擦，一些系统包括用于将扭矩管支撑在地面上方以使该扭矩管可绕着枢轴线枢转的轴承。
因为扭矩管在有限旋转范围内绕轴线枢转，所以常规的辊轴承对于这类应用不是必要的。事实上，辊轴承会带来不必要的高额花费。因此，一些太阳跟踪太阳能系统包括其它类型的轴承。
发明内容
在此公开的这些发明中的至少一个发明的一个方面包括实现以下目标：可以通过使用比常规辊轴承成本更低且机械上更简单的轴承来降低用于构造太阳跟踪太阳能收集系统的成本。例如，一些太阳能系统被设计成每一侧相对于垂直定线在仅约30°至60°的运动范围内枢转太阳能收集装置。此外，在一些设计中，用于扭矩管的轴承支撑体可以布置在直接连接至扭矩管的其它装置的固定架(mount)之间。这类装置通常会妨碍典型辊轴承设备的安装。因此，可以在连接至扭矩管的其它部件(诸如可在工厂预安装的用于太阳能收集器装置的固定架)之间的适当位置处与该扭矩管配合的轴承，可以帮助减少安装这类太阳能系统所需的劳动力。
因此，根据在此公开的实施方案中至少一个实施方案，太阳跟踪光电太阳能收集器阵列可以包括多个光电装置。支撑组件可以支撑光电装置以使其可以绕着枢轴线枢转。该支撑组件可以包括支撑多个光电装置的至少第一枢轴、支撑该第一枢轴以使得可绕着枢轴线枢转的至少第一轴承、以及在支撑表面上方的一个位置处支撑该轴承的至少一个支柱。轴承可以包括绕着第一枢轴延伸环绕至少约100度的第一圆弧的至少第一减少摩擦构件，该第一减少摩擦构件包括第一端、第二端以及中心部分，第一端和第二端足够间隔开以允许第一枢轴的至少一部分在第一端与第二端之间通过。
根据另一个实施方案，一种组装太阳跟踪光电太阳能收集器阵列的方法可以包括在地面上方一个位置处装配第一轴承壳体，将第一轴承构件插入第一轴承壳体中，使得第一轴承构件下陷，其中第一轴承构件的第一终止端和第二终止端间隔分开，由此具有一个面朝上方的卡固面，并且降低扭矩管，这样使得扭矩管的一部分在第一轴承构件的第一终止端与第二终止端之间通过并且位于第一轴承构件的卡固面上。第一轴承构件可以对扭矩管的外表面提供减少的摩擦，使得扭矩管可以相对于第一轴承构件枢转，其中扭矩管支撑多个光电装置。
根据又一个实施方案，一种太阳跟踪光电太阳能收集器阵列，所述阵列包括多个太阳能装置以及支撑组件，所述支撑组件支撑所述太阳能装置以便能绕着枢轴线枢转，所述支撑组件包括：扭矩管，其支撑所述多个太阳能装置，所述扭矩管能绕着所述枢轴线枢转；轴承壳体，其包括轴承支撑表面；以及轴承构件，其连接到所述轴承支撑表面，所述轴承构件包括滑动接触所述扭矩管的外表面的减少摩擦表面；其中，所述扭矩管和所述轴承构件是旋转分离的，使得当所述扭矩管旋转时，所述轴承构件静止。
本概述被提供来介绍一种采用简化形式的观点集合，这些观点在以下的详细描述中得到进一步描述。本概述并不意图认定要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用来帮助确定要求保护的主题的范围。
附图说明
可以通过结合以下附图参考具体实施方式和权利要求来获得对本发明更为完整的理解，在所有附图中，相同的附图标记表示相同元件。
图1是根据一个实施方案的太阳能收集器系统的示意性俯视图；
图2是图1中所示系统的示意图，示出了收集器系统与各种电子部件的可选电连接；
图3是图1的太阳能收集系统的透视图，并且示出了根据一个实施方案的跟踪驱动系统、装配到地面的多个桩柱，并且多个桩柱支撑带有多个轴承组件的多个扭矩管；
图4是聚光光电太阳跟踪组件的示意性侧面正视图，其中也能使用图3的轴承组件；
图5是由用于桩柱的一个可选设计支撑的图3中所示轴承组件的一个实施方案的透视图；
图6是图5中所示轴承组件的分解图；
图7是图6中所示组件中轴承构件的放大透视图；
图8是图6中所示轴承组件的轴承壳体的放大透视图；
图9是图8中所示轴承壳体的正视图；
图10是由支柱支撑的轴承组件的另一个实施方案的透视图；
图11是图10中所示轴承组件的分解图；
图12是图11中所示轴承壳体的侧面正视图；
图13是安装有轴承构件的图10中所示轴承组件的正视图；
图14是具有下部和对置的轴向偏移的上部的轴承组件的另一个实施方案的分解透视图；
图15是图14的轴承组件的侧面正视图；
图16是具有两部分壳体和安全带的轴承组件的另一个实施方案的透视图；
图17是图16的实施方案的分解透视图；
图18是图16和图17中所示的两部分壳体中一个部分的放大透视图；
图19是除去安全带的图16的轴承组件的正视图；
图20是图18中所示壳体部分的侧面正视图。
具体实施方式
以下具体实施方式在本质上仅是说明性的并且不意图限制本发明的实施方案或这类实施方案的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意思是“用作一个实例、例子或说明例”。在此描述为示例性的任何实施形式都不必视为是优选的或者优于其它实施形式。此外，本发明并不意图受到前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所呈现的任何所表述或暗含理论的约束。
“结合”——在以下描述中指代元件或节点或特征被“结合”在一起。如本文所使用的，除非另有明确陈述，否则“结合”意思是一个元件/节点/特征直接或间接地接合到(或者直接或间接地连通到)另一个元件/节点/特征。
“抑制”——如本文所使用的，抑制是用于描述一个减少或最小化的效果。在组件或特征被描述为抑制一个动作、运动或条件时，抑制可能是完全阻止结果或后果或将来的状态。此外，“抑制”还可以指代降低或减少可能另外出现的后果、性能和/或效果。因此，在部件、元件或特征被称为抑制结果或状态时，不必完全地阻止或消除这一结果或状态。
“无工具连接(Tool-less connection)”——在以下描述中指代用“无工具连接”方式来连接的装置或特征。如本文所使用的，除非另有明确陈述，否则“无工具连接”意思是用一个机构将一个元件/节点/特征直接或间接地接合到(或者直接或间接地连通到)另一个元件/节点/特征，该机构可以在没有任何工具或其它独立部件的情况下由人工操作来实现接合状态，并且任选地从接合状态断开。
此外，仅出于参考目的，特定术语也可以用于以下描述中，并且因此这些术语并不意图是限制性的。例如，术语如“上部”、“下部”、“上方”以及“下方”指代所参考的附图中的各个方向。术语如“前面”、“背面”、“后面”以及“侧面”描述了在一致而又随意的参考构架内的部件的各部分的定向和/或位置，该参考构架通过参考描述了所论述的部件的文本和相关附图而变得清楚明白。这种术语可以包括上文确切提及的词语，它们的衍生词以及类似含义的词语。类似地，除非上下文清楚地指示，否则术语“第一”、“第二”以及涉及结构的其它这类数值术语并不暗指一种序列或顺序。
本文公开的这些发明是在光电阵列和模块的情况下进行描述。然而，这些发明同样可以用于其它情况，如聚光PV系统、太阳能光热系统等。
在下文阐述的描述中，太阳能收集系统10在由多个太阳能收集模块形成的情况下得以描述，所述多个太阳能收集模块出于太阳跟踪目的而被支撑以便可以进行枢转调节。模块中的每一个都可以包括支撑多个太阳能收集装置的支撑构件、以及用于将各种太阳能收集装置彼此连接并且连接到其它模块的接线。系统10还可以包括用于减少劳动力、硬件或与安装这种系统相关的其它成本的装置。例如，可以用轴承组件将包括在这种系统中的收集系统或模块支撑在地面上方，这些轴承组件包括被设计成降低这类轴承的制造成本的一个或多个不同特征并且简化了在安装地点处相关部件的安装。
图1示出了太阳能收集系统10，其包括太阳能收集器阵列11，该太阳能收集器阵列包括多个太阳能收集模块12。太阳能收集模块12中的每一个都包括由驱动轴或扭矩管16支撑的多个太阳能收集装置14。扭矩管16中的每一个通过支撑组件18而支撑在地面上方。支撑组件18中的每一个都包括桩柱和轴承组件20，下文参考图5至图18来进行更为详细的描述。
继续参考图1，系统10还可以包括跟踪驱动件30，其连接至扭矩管16并且配置成枢转扭矩管16，以便于使收集器装置14跟踪太阳的移动。在示出的实施方案中，将扭矩管16大体上水平布置，并且模块12以首尾相接的布置方式彼此连接，如在2011年7月5日提交的美国专利申请No.13/176,276中更为完整的描述，该申请的全部内容在此通过引用明确并入本文。然而，本文公开的这些发明可以用于其它类型布置方式的情况。例如，系统10可以包括多个模块12，将所述多个模块布置为使得扭矩管16相对于水平呈倾斜状态，其中扭矩管16并不以首尾相接方式连接，如美国专利公开No.2008/0245360中所说明和公开的布置方式。在那种使用情况下，轴承组件20可以用于代替专利公开2008/0245360的图6中由附图标记40所标识且在段落中所描述的轴承、以及图8中由附图标记72所标识且在段中所描述的轴承。专利公开2008/0245360的全部内容包括轴承40和72的说明和描述通过引用明确并入本文。
在扭矩管16水平布置并且模块12以首尾相接的方式进行连接的实施方案中，轴承组件20可以用于代替装配在美国专利公开No.2010/0139646的图2中支撑体16顶部的轴承。此外，驱动系统30能够以关于美国专利公开No.2010/0139646的倾斜组件50所公开的方式进行构造和操作。美国专利公开No.2010/0139646的全部内容在此通过引用明确并入本文。
此外，太阳能收集装置14可以是光电板、太阳能集热装置、聚光光电装置或聚光太阳能集热装置的形式。在示出的实施方案中，太阳能收集装置14是光电板形式。
参考图2，太阳能收集系统10可以进一步包括连接至阵列11的电气系统40。例如，在电源通过电力线44连接至远程连接装置42时，电气系统40可以包括阵列11。电气系统40还可以包括公用电源、仪表、具有主隔离开关(main disconnect)的配电板、接点、电力负载和/或具有公用电源监视器的逆变器。可以根据美国专利公开No.2010/0071744中阐述的内容来对电气系统40进行配置和操作，该公开的全部内容在此通过引用明确地并入本文。
图3示出了除去所有但仅剩一个太阳能收集装置14的阵列11。如图3中所示，支撑组件18中的每一个都包括支撑在桩柱22上端处的轴承20。扭矩管16可以具有任何长度并且能以一个或多个管段来形成。桩柱22相对于彼此的间隔可以基于对支撑结构18之间的扭矩管16的偏转、风力负荷以及其它因素的所需限制来确定。
倾斜驱动件30可以包括驱动撑杆32，随着驱动撑杆32沿着其长度轴向移动时，该驱动撑杆以枢转扭矩管16的方式与扭矩管16相结合。驱动撑杆32可通过扭矩臂组件34来与扭矩管16连接。在示出的实施方案中，扭矩臂组件34设置在每个扭矩管16的一端处。此外，阵列11可以包括由一个或多个桩柱22或由其它装置支撑的电线托架60。
如上文所述并且参考图4，阵列11可以是多个太阳跟踪、聚光光电布置的形式。例如，如图4所示，聚光光电太阳能组件100可以包括支撑横梁104和扭矩管16的桩柱102。横梁104又支撑第一组聚光元件120和第二组聚光元件140，所述聚光元件都是由横梁104支撑。
在示出的实施方案中，一组聚光元件120面向一个方向并且第二组聚光元件140定位为面向相反的方向，其中这两组元件之间的变换发生在扭矩管16处。支柱102可以是一个独立的柱子或者是支撑太阳能聚光组件100的一些支撑体之一。
连接体150相对于横梁104支撑聚光器元件120、140。此外，光电收集器132、134、152、154可以被装配在聚光器元件120、140的背侧上。在这种构造中，聚光器元件120、140中的每一个都构造成将聚集光光束聚焦到光电单元132、134、152、154上。太阳跟踪驱动系统可以驱动扭矩管16绕着枢轴线A进行枢转。关于用于轴承20的聚光光电环境的可选配置的其它细节在2010年12月22日提交的美国专利申请No.12/977,006中进行了阐述，该申请的全部内容在此通过引用并入本文。
参考图5，轴承20可以直接支撑在上文参考图1至图4描述的支柱102上。可选地，轴承20可以支撑在可选的轴承支撑体202上。
如图5所示，轴承支撑体202可以包括下端204，其可构造成与圆柱形支柱诸如图3和图4中所示出的支柱102牢固连接。在这类实施方案中，下部204包括构造成环绕圆柱形支柱102上端延伸的多个装配板206。紧固件(未示出)可以用于将板206附接到支柱102上端。
支撑体202还包括上端208。可以将装配板210布置在下端204与上端208之间。可以通过任何所需的手段(例如但不限于焊接)来将装配板210牢固地连接至板206。
也可将上部208连接至装配板210。在一些实施方案中，上部208包括箱形梁构造，其由连接在一起的四个板212形成以形成大体竖直延伸的支撑结构。然而，也可以使用其它构造。
上部208的下端可以进一步固定到具有角撑板214的装配板210。将上部208的上端固定到轴承20。
参考图6，上部208的上端220可以设置为与轴承20的下表面形状互补的形状。无论是具有这种互补形状还是具有不同的形状，都可以通过焊接或任何其它结合方法将上端220固定到轴承20。此外，上部208可以包括孔221，其可以构造成容纳用于固定安全带321(图10)的紧固件，如螺栓。
如图6至图8所示，轴承20可以包括壳体250和轴承构件252。在一些构造中，轴承20可以任选地构造为使得轴承构件252采用以下方式置放在壳体250中，即：例如用无工具连接使该轴承构件基本上“套入”壳体250中。
参考图7，在一些实施方案中，轴承构件252可以由薄片材料制成，将该薄片材料设计成在抵靠扭矩管16的外表面滑动时使摩擦减少。如上文所述，扭矩管16可以由任何所需材料制成。在一些实施方案中，扭矩管16是由热浸镀锌钢形成。在一些实施方案中，轴承构件252可以由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)塑料材料制成。然而，也可以使用其它材料，如浸脂棉(grease soaked cotton)、木材、迭尔林(Delrin)、尼龙(Nylon)、聚乙烯、聚氨基甲酸乙酯、聚四氟乙烯、黄铜、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚酰胺或聚苯醚。
继续参考图7，在一些实施方案中，轴承构件252可以呈具有第一宽度W1的大体矩形构造，并且可以沿着纵向轴LA纵向地延伸。在示出的实施方案中，轴承构件252包括各端处的肩台254以及也在各端处布置在肩台254之间的突出部分256。如图7中所示出，突出部分256超出肩台254延伸长度L1。
可对轴承构件252的总长度、突出部分256的长度L1、肩台254的大小以及轴承构件252的宽度W1进行选择，以便于与壳体250的相应部件配合。例如，可对上文所述轴承构件252的参数和特征进行选择，使得轴承构件252可以置放在壳体250中以便于套入。
例如，壳体250可以包括轴承构件支撑表面260和端部接纳体262。端部接纳体262的布置和构造可以被构造成与肩台254和突出部分256配合以便于在使用期间使轴承构件保持操作对齐。任选地，壳体可以包括孔264和端部挡块266。在这种构造中，孔264可以包括构成用于肩台254的挡块的侧向端270。此外，端部挡块266可以构成用于突出部分256的终止端的挡块。此外，可以布置端部挡块266的位置以便于产生与突出部分256终止端紧密靠近的间距或者接触。
例如，如图9中所示出，轴承构件252在安装进壳体250中时，可以抵靠壳体250的支撑表面260。轴承构件252的每一端都可以延伸穿过孔264，这样使得突出部分256的终止端处于与挡块266紧密靠近或者接触的状态。此外，肩台254可以抵靠形成在孔264侧向边缘处的挡块270进行置放。在这种构造中，轴承构件252可以“套入”壳体250中，并且由此抵抗可能倾向于使轴承构件252移出壳体250的移动。此外，可以在不使用任何工具的情况下将轴承构件252安装进壳体。因此，轴承构件252与壳体250之间的连接可以被视为无工具连接。
壳体和轴承构件252的大小可以构造为使得轴承构件252的内表面沿着弧度半径R1定位，该半径接近、大约等于或略微大于扭矩管16的外径R2。因此，扭矩管16可以绕其枢轴线A枢转，这样使得扭矩管16的外表面抵靠轴承构件252的内表面滑动。
如图9所示，壳体250和轴承构件252构造为以沿半径R1延伸过约180°的圆弧。轴承构件252的终止端逐渐从轴承20的内部外展而经过180°的弧度。因而，在轴承构件252和壳体250装配到支柱顶部时，当轴承构件252和壳体250处于完全组装状态的情况下，可以将扭矩管16降低到轴承20上并且与轴承构件252进行滑动接合或滑动接触。换句话说，轴承构件252的终止端定位成使得扭矩管16的至少一部分(例如，下半部分)可以在终止端之间通过。
这在太阳能系统的安装过程中可以提供重要优点。例如，如上文所述，扭矩管16可以预先制造为带有通过焊接和/或紧固件来装配或固定到所述扭矩管上的许多部件。这样允许了这类系统在设备(“工厂”)中的高精度装配和制造，以用于提供高精度和高速组装。由于系统的这类部分被预先制造，并且具体地，将托架和支撑体直接连接至扭矩管16，所以能够将扭矩管16降低到所组装的轴承20上。
这种隔离方式对于使用通常必须滑过圆柱形构件如扭矩管16的一端的常称为“辊轴承”的装置是不可行的。此外，如果需要更换轴承20或其任何部件，那么在操作期间可将扭矩管16支撑在其正常位置的正上方，并且可以安装如轴承构件252的更换部件。
轴承构件252不必环绕扭矩管16延伸完整的180°。事实上，在一些实施方案中，壳体250和轴承构件252可以构造成沿弧度半径R1环绕扭矩管16约100°。沿着这些线，壳体250和轴承构件252可以构造成环绕扭矩管16的外表面的任何部分延伸，如环绕扭矩管16在100°至180°之间延伸。
在图5至图9所示出的构造中，轴承构件252几乎完全以压缩方式装入，而并未对该轴承构件施加任何张力。这是因为轴承构件252的端部并未相对于壳体250进行固定。事实上，所述端部在一定程度上可以相对于壳体250进行移动。
图10示出了轴承20的另一个实施方案，并且该轴承由附图标记320标识。轴承320的部件可以与轴承20的部件类似或相同，并且已经用相同的附图标记来标识，除了将用于标识轴承20部件的附图标记增加100之外。
参考图10，轴承320可以包括可在轴承320上方延伸的安全带321，以便于阻止扭矩管16脱离轴承320的任何不经意地移动。安全带321可以由任何材料制成，包括但不限于例如薄钢片、铝、聚氨基甲酸乙酯等。参考图11至图13，轴承320的壳体350可以包括紧固件372，其可以构造成与布置在轴承构件352的终止端附近的孔374接合。
如图13所示，能够以与上文参考轴承20和图9所述类似的方式将轴承构件352装配到壳体350。然而，在该实施方案中，孔374可以与紧固件372对齐以便相对于壳体350进一步固定轴承构件352的终止端。
在这种实施方案中，轴承构件因紧固件372与孔374之间的相互作用而可以被额外加载张力。然而，由于壳体350上轴承构件352的其它对应部件如肩台354和挡块370，紧固件372不必是用于更永久地固定轴承构件352的铆钉、螺栓或其它类型的紧固件形式。事实上，紧固件372可以是足以使轴承构件352保持在适当位置的销钉形式。
此外，紧固件372能够具备足够的强度以便在使用期间以张力形式将一些载荷提供到轴承构件352上。例如，轴承构件352的长度可以制作得足够短，这样使得轴承构件352在孔374与紧固件372相接合时并不会抵靠壳体350的表面360定位。因此，在将扭矩管16降低到轴承构件352上时，因孔374与紧固件372的相互作用和扭矩管16的重量而使轴承构件352能够被拉伸。因此，在这种实施方案中，轴承构件在使用期间可以承载张力和压力。
图14示出了轴承组件20的另一个实施方案，该轴承组件是由附图标记420标识。通常来说，图14的实施方案形成有两组图5至图9的实施方案的壳体250和轴承构件252，这些壳体和轴承构件布置成轴向偏移并对置构造。因此，例如，轴承420可以由上部480和下部482形成，所述上部和下部中的每一个都可以通过图5至图8的实施方案的壳体250和轴承构件252的组合来形成，下文所述的其他部件除外。因此，上部480和下部482的各种部件将不在下文中进行进一步描述。
在图15所示出的方位中，具有大体U形构造的下部482具有面朝上方的“卡固面(bite)”。类似地，上部480具有面朝下方的“卡固面”。此外，这个方位可以被描述为上部480和下部482轴向偏移(沿着轴A)并且因其各自的“卡固面”面朝彼此而对置。
继续参考图14和图15，下部482和上部480中的每一个都可以包括侧面装配构件484。装配构件484可以是刚性固定或单片形成在对应壳体450上的板形式。在一些实施方案中，装配构件484可以包括孔486。
参考图15，在一些实施方案中，上部480和下部482可以定位成使得装配构件484中的孔486彼此对准。在这种构造中，可以将紧固件488经由对准的孔484来固定，以用于将上部480和下部482彼此固定。此外，可以将装配构件484中的孔486对准为每个轴承构件452内表面的弧度半径的焦点F。通常来说，在使用期间，轴承构件452内表面的弧度半径的焦点F会与扭矩管16的枢轴线A大体对齐。
这种类型的构造在一些安装中可以提供另一益处。例如，一些太阳能系统在刮风事件期间可以在扭矩管16上产生大的提升力。持续的刮风可以在扭矩管16上产生持续的上升力，所述上升力必须被抵消以便阻止扭矩管16提升而脱离与扭矩管相关的支柱。因此，通过使用轴承组件420的上部480，上部480的相关轴承构件452可以继续借助扭矩管16的受控枢转来提供减少的摩擦和磨损。此外，在安装扭矩管16时，可以将扭矩管降低到下部482上，然后在扭矩管16置放在下部482上的状态下安装上部480。
在20mph的水平东/西向风速下，当风的上升力大于由系统的支柱102支撑的总重量时，这种类型的构造尤其有用。这种风速可足够使扭矩管脱离其各自的轴承，从而对安全带(如图10所示出的安全带321)产生部件磨损性摩擦。例如，一些布置可在朝向“正午角度”枢转并且经受20mph的水平风速时产生足够的提升力。可以使扭矩管16提升以脱离其相关轴承的净上升力可以表示为：朝向正午太阳角度枢转的多个光电装置14的组合重量加扭矩管16与由扭矩管支撑的所有其它设备的重量除以20mph横向水平风速下由光电装置14产生的提升力所定义的比率小于1。
一些类型的太阳能系统例如图4中示意性示出的聚光光电系统通常不会产生大的上升力。例如，诸如图4中所示出的系统在持续20mph水平向东/西的风速下不会在扭矩管16上产生比由支柱102支撑的总重量大的上升力。因此，那些类型的系统可以受益于与图5至图13所示出的实施方案相关的部件成本降低，其中仅存在一个环绕扭矩管16的下侧延伸的轴承构件。任选地，安全带321(图10)可以用于阻止扭矩管与相关轴承的不经意脱位，例如可能由大的瞬时阵风产生的不经意脱位。
如上文所述，在一些实施方案中，轴承构件252、352、452的简化性质可以允许这些轴承构件在没有工具的情况下“卡入”或以其它方式安装到各自的壳体中。因而，在相关壳体中的轴承构件可以被视为彼此形成无工具连接。在一些实施方案中，轴承构件252、352、452可以由具有约0.125”厚度的薄片材料制成。然而，也可以使用其它厚度。
图16至图20示出了轴承组件20的另一个实施方案，该轴承组件是由附图标记520标识。如图17所示，支撑表面560可以任选包括冠状部分(crowned portion)582。在示出的实施方案中，冠状部分582一般是支撑表面560的上表面上的凸起，是支撑表面560中支撑并接触轴承构件552的一侧。
在示出的实施方案中，由于冠状部分582的冠状构造，轴承构件552可以在扭矩管(例如扭矩管16)的重量下发生变形。因此，虽然轴承构件552可以由薄片状材料例如超高分子量聚乙烯材料制成，但这种薄片材料可以在扭矩管16的重量下被形变以符合冠状部分582的轮廓。
任选地，轴承构件552的中心部分可以相对于轴承构件552的终止端556变窄。例如，在示出的实施方案中，轴承构件552的中心部分的宽度W2小于轴承构件552中邻近终止端556的部分处的宽度W1。
冠状部分582可以设置为任何凸起构造。因而，壳体550可以更好地适应壳体550与扭矩管16的最终位置的对齐不当。
例如，如上文所述，可能存在以下情况：在安装完支柱102和壳体例如壳体550之后，支撑表面560可能并未准确对齐或平行于待由轴承组件520支撑的扭矩管16的外表面。例如，支撑表面560可能相对于扭矩管16的最终位置发生倾斜。图20示出了扭矩管16的两种可能的最终潜在位置：由虚线标识的对齐的水平位置，和由点划线标识的对齐不当的倾斜位置。
由于这种冠状构造，冠状部分582可以帮助维持扭矩管16的外表面与轴承构件520之间的较大接触面(contact patch)。例如，在支撑表面是平坦的实施方案中，例如支撑表面260、360以及460，在扭矩管16与对应轴承20对齐不当时，扭矩管16的外表面与对应轴承构件之间的接触面可以被集中在对应支撑表面的边缘处，因为那些支撑作用属于平坦支撑。然而，在支撑表面例如支撑表面560包括例如在支撑表面560的中心或低点处的冠状部分582的情况下，冠状构造可以帮助提供在扭矩管16的外表面与轴承构件之间的更为连续、因而更大的接触面。这种构造可以帮助降低扭矩管16的外表面与轴承构件之间的应力集中程度，从而降低轴承构件的磨损速度。
在一些实施方案中，支撑表面560的冠状部分582可以构造成在所述冠状部分的前轴向边缘584与后轴向边缘586之间遵循单一的弧度半径R3。然而，也可以使用其它形状。
在一些实施方案中，可以将凸起部分582充分弯曲，使得从前轴向边缘584延伸的切线T相对于水平面H以角度C进行延伸。在一些实施方案中，角度C可以是约7°。然而，也可以使用其它角度。
继续参考图17至图20，壳体550可以由一个或多个部分组成。在示出的实施方案中，壳体550是由两个部分550A、550B构成，然而，壳体550可以由任何数目的部件构成。
在示出的实施方案中，部分550A、550B具有相同的形状并且可以彼此一模一样。部分550A、550B中的每一个都包括从支撑表面560的下边缘向下延伸的挡块584。挡块584定位成使得在将两个部分550A、550B彼此并置时，所述两个部分各自的朝外表面彼此接触。因而，挡块584可以用于帮助部分550A、550B相对于彼此对齐。
在一些实施方案中，部分550A、550B可以在被装配到支柱102之前进行彼此固定。任选地，部分550A、550B可以在安装时接合到支柱102并且彼此接合。在一些实施方案中，挡块584还可以包括可与孔221(图6)对齐的凹槽、槽口或孔586。因而，凹槽586也可以辅助部分550A、550B对齐到所需位置。
虽然前文的具体实施方式中已提出了至少一个示例性实施方案，但应认识到存在大量变化方案。还应认识到，在此描述的这种示例性实施方案或这些示例性实施方案并不意图以任何方式限制所要求保护的主题的范围、适用性或构造。事实上，前文的具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现所述的这种实施方案或这些实施方案的适宜的思路说明。应理解的是，在不脱离权利要求所界定的范围的情况下，可以对元件的功能和布置作出各种改变，所述改变包括在提交这一专利申请时已知的等效改变和可预见的等效改变。

Claims (18)

1.一种太阳跟踪光电太阳能收集器阵列，所述阵列包括：
多个太阳能装置；
支撑组件，其支撑所述太阳能装置以便能绕着枢轴线枢转，所述支撑组件包括：
扭矩管，其支撑所述多个太阳能装置，所述扭矩管能绕着所述枢轴线枢转；
轴承壳体，其包括轴承支撑表面和端部接纳体；以及
轴承构件，其连接到所述轴承支撑表面，所述轴承构件包括滑动接触所述扭矩管的外表面的减少摩擦表面；
其中，所述扭矩管和所述轴承构件是旋转分离的，使得当所述扭矩管旋转时，所述轴承构件静止，并且
所述端部接纳体构造成与所述轴承构件的两端配合，使得所述轴承壳体和所述轴承构件通过无工具连接方式连接，所述无工具连接指的是在没有任何工具或其它独立部件的情况下由人工操作来实现连接。
2.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述轴承构件包括塑料。
3.根据权利要求2所述的阵列，其中，所述轴承构件包括超高分子量聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述轴承构件包括分别从第一端和第二端延伸的第一突出部分和第二突出部分。
5.根据权利要求4所述的阵列，其中，所述第一端包括以一个角度横切所述第一突出部分的纵向轴线延伸的肩台。
6.根据权利要求1所述的阵列，还包括支柱，所述支柱将所述轴承壳体支撑在支撑表面上方的位置处。
7.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述轴承壳体包括至少第一连接体部分，所述第一连接体部分构造成与所述轴承构件的第一端接合，以抵抗所述轴承构件在至少第一方向的移动。
8.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述无工具连接方式包括位于所述轴承壳体内的孔以及所述轴承构件的延伸穿过所述孔的端部。
9.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述轴承壳体包括上部和下部，所述上部和所述下部围绕所述扭矩管。
10.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述轴承壳体和所述轴承构件包括各自的曲面，所述曲面成形为在所述扭矩管旋转时接纳和支撑所述扭矩管。
11.一种太阳跟踪光电太阳能收集器阵列，所述阵列包括：
多个太阳能装置；
支撑组件，其支撑所述太阳能装置以便能绕着枢轴线枢转，所述支撑组件包括：
扭矩管，其支撑所述多个太阳能装置，所述扭矩管能绕着所述枢轴线枢转；
轴承壳体，其包括轴承支撑表面和端部接纳体；
轴承构件，其连接到所述轴承支撑表面，所述轴承构件包括滑动接触所述扭矩管的外表面的减少摩擦表面；以及
连接所述轴承构件和所述轴承壳体的无工具连接，
其中，所述端部接纳体构造成与所述轴承构件的两端配合，使得所述轴承壳体和所述轴承构件通过无工具连接方式连接，所述无工具连接指的是在没有任何工具或其它独立部件的情况下由人工操作来实现连接。
12.根据权利要求11所述的阵列，其中，所述扭矩管和所述轴承构件是旋转分离的，使得当所述扭矩管旋转时，所述轴承构件静止。
13.根据权利要求11所述的阵列，其中，所述轴承构件包括塑料。
14.根据权利要求11所述的阵列，其中，所述无工具连接包括位于所述轴承壳体内的孔以及所述轴承构件的延伸穿过所述孔的端部。
15.根据权利要求11所述的阵列，还包括支柱，所述支柱将所述轴承壳体支撑在支撑表面上方的位置处。
16.一种太阳跟踪光电太阳能收集器阵列，所述阵列包括：
多个光电装置；
支撑组件，其支撑所述光电装置以便能绕着枢轴线枢转，所述支撑组件包括：
至少第一枢轴，其支撑所述多个光电装置；
至少第一轴承，其支撑所述第一枢轴以便能绕着所述枢轴线枢转，并且包括端部接纳体；以及，
至少一个支柱，其将所述轴承支撑在支撑表面上方的位置处，所述轴承包括绕着所述第一枢轴的至少一部分延伸的至少第一减少摩擦构件，
其中，所述第一枢轴和所述第一减少摩擦构件是旋转分离的，并且
所述端部接纳体构造成与所述第一减少摩擦构件的两端配合，使得所述第一轴承和所述第一减少摩擦构件通过无工具连接方式连接，所述无工具连接指的是在没有任何工具或其它独立部件的情况下由人工操作来实现连接。
17.根据权利要求16所述的阵列，其中，所述第一减少摩擦构件包括塑料。
18.根据权利要求16所述的阵列，还包括支柱，所述支柱将轴承壳体支撑在支撑表面上方的位置处。
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