CN113169705A - 优化桁架基础、用于优化的桁架基础的适配器以及相关的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于单轴跟踪器的A形框架状桁架基础系统，其轴承组件位于一对相邻的成角度的桁架支腿的顶部，这些支腿通过适配器连接在一起，从而使跟踪器的旋转轴线与A形框架的工作点对齐。几个这样的基础系统沿南北排布置以支撑跟踪器扭矩管。

Description

优化桁架基础、用于优化的桁架基础的适配器以及相关的系 统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请的优先权：申请号为62/727,456，于2018年9月5日提交，名称为“FOUNDATION PIERS FOR AXIAL SOLAR ARRAYS AND RELATED SYSTEMSAND METHODS(轴向太阳能阵列的基础桩及相关系统和方法)”，申请号为62/745,188，于2018年10月12日提交，名称为“OPTIMIZED A-FRAME FOUNDATIONS FOR AXIAL SOLARARRAYS AND RELATED SYSTEMS AND METHODS(用于轴向太阳能阵列的优化A形框架以及相关系统和方法)”，申请号为62/777,690，于2018年12月10日提交，名称为“FORCE OPTIMIZEDA-FRAME-TO-MONOPILE ADAPTER FOR SINGLE AXIS TRACKER(用于单轴跟踪器的力优化A形框架与单桩适配器)”，申请号为62/796,020，于2019年1月23日提交，名称为“PILE CAPS,ADAPTERS AND BEARING HOUSING ASSEMBLIES FOR A-FRAME FOUNDATIONS(用于A形框架基础的桩帽，适配器和轴承座组件)”，申请号为16/413,603，于2019年5月16日提交，名称为“OPTIMIZED TRUSS FOUNDATIONS,ADAPTERS FOR OPTIMIZED TRUSS FOUNDATIONS,ANDRELATED SYSTEMS AND METHOD(优化桁架基础，用于优化桁架基础的适配器以及相关系统和方法)”，这些申请的全部内容通过引用合并于本文。

背景技术

太阳能是地球上最大的潜在能源之一。在大气上方，单位面积的太阳辐照度为1.361千瓦/平方米。在海平面上，可用能量密度降低到每平方米250瓦。使用二维模型近似地球，250瓦特/平方米*π*6,371,000米²产生约32,000terra(万亿)瓦特的能量，不断撞击地球表面。假设太阳继续燃烧并发出光子十亿年，人类生命的生存最终将取决于对这种本质上无限的清洁能源的利用。

迄今为止，广泛采用太阳能的主要障碍是成本。与其他能源不同，太阳能成本是最重要的，而运营成本却相对较低。基于化石燃料的能源需要前期成本以及消耗燃料产生的即付即用成本。不幸的是，并非所有的持续成本都反映在化石燃料来源产生的能源价格中。这些“脏”的能源因二氧化碳排放而产生了巨大的外部成本，在没有碳税的情况下，这些成本并未反映在成本中。除了这种成本优势之外，即使在太阳能潜力最大的州，根深蒂固的公用事业公司和化石燃料生产商也有效游说阻碍了太阳能的发展。

尽管有这些不利因素，但是太阳能的成本现在已经下降到足够低的程度，以至于即使与能量储存相结合，太阳能也比煤炭、石油甚至天然气所产生的电力等价或便宜。在电力市场中，竞争性能源之间的相对成本差异是根据单位成本(通常是千瓦时(kWh))进行量化的。大型太阳能电池阵列，即所谓的“公用事业规模”阵列，可能具有数十兆瓦至数百兆瓦的发电能力，使其与小型燃煤和天然气发电厂的规模相同。这些阵列产生的电力被馈入电网，并以每千瓦时几美分的批发价格出售。

公用事业规模的太阳能项目的开发通常由购电协议(PPA)资助。对于PPA，承租人(例如公用事业公司、电网运营商等)同意以固定费率购买系统产生的所有电力，以维持阵列的使用寿命(例如30年)。这使银行或其他投资者能够准确地评估未来的收入流，并向其借贷以资助阵列的建设。

公用事业规模的太阳能发电厂主要配置为固定倾斜的地面安装阵列或单轴跟踪器。固定倾斜的阵列以东西取向面板排排列，向南倾斜，倾斜角度取决于阵列位置的纬度-距赤道越远，倾斜角度越陡。相比之下，单轴跟踪器安装在南北排中，太阳能电池板连接到称为扭矩管的旋转轴线上，该扭矩管在每天时间进程中将面板从朝东的取向移动到朝西的取向，跟随太阳在天空中的前进。为了本公开的目的，固定倾斜跟踪器和单轴跟踪器两者统称为轴向太阳能电池阵列。

不包括土地购置成本，公用事业规模阵列的总成本包括场地准备(道路建设，水准测量，电网和水的连接等)，基础，跟踪器或固定倾斜硬件，太阳能电池板，逆变器和电气设备连接(导线管，布线，挖沟，电网接口等)。由于持续不断的创新和规模经济，这些成本中的许多成本在过去几年中价格已经下降，但是基础却是一个被广泛忽略的领域。基础提供了统一的结构界面，将系统耦合到地面。当安装常规的单轴追踪器时，在场地准备好之后，通常将铅垂单桩以追踪器制造商和场地计划规定的规则间隔打入地面；随后，跟踪器系统的部件将连接到这些桩的头部。最常见的是，用于支撑跟踪器的单桩具有IH形的轮廓，但它们也可以是C形，甚至是箱形。在常规的大型单轴跟踪器阵列中，基础的采购和建造可能占系统总成本的5-10％。尽管占总成本的份额相对较小，但与大量太阳能项目组合相比，与基础相关的钢铁和劳动力的任何节省都将是一笔可观的钱。此外，跟踪器开发交易通常在实际发生安装成本之前就锁定了一年或更长时间，因此，可以实现的任何交易后基础节省都将是已经计入支持项目建筑计算的利润之外的部分。

单桩在单轴跟踪器基础上继续占据市场的一个原因是简单性。即使单桩的设计本质上是浪费的，利用现有技术将单桩沿着地面直线推入地面也相对容易。单桩的物理特性要求其尺寸过大，因为单个结构构件不能很好地抵抗弯曲力。当用于支撑单轴跟踪器时，作用在基础上的最大力不是来自部件的重量，而是撞击在太阳能电池板上的风的组合侧向力。该侧向力作为弯矩传递到基础中。弯矩的大小远大于由面板和跟踪器部件的重量引起的静态载荷。它的作用就像是试图弯曲桩的杠杆臂，杠杆臂越长，力的大小就越大。许多跟踪器公司指定的最小基础高度为40英寸或更大。因此，在单轴跟踪器的背景下，单桩基础必须超大尺寸并被深深打入地面以承受横向载荷。

提出的单桩基础的替代方案是使用一对倾斜的支腿来形成A形框架或桁架状基础。A形框架的优势在于，潜在地将由于风撞击阵列而产生的横向载荷转换为支腿中的轴向拉伸力和压缩力，但是，并非所有的A形框架基础都可以发挥相同的作用。横向载荷转移到A形框架支腿中的位置将决定这些力的分布方式以及是否引入了弯矩。同样，A形框架架的支腿相对于水平线的角度对拉伸力和压缩力的大小具有非线性影响。因此，本公开的各种实施方案的目的是提供用于单轴跟踪器的A形框架底座，其理想地防止将力矩引入到桁架支腿中，并且限制并理想地最小化拉伸力和压缩力的大小。

附图说明

图1A是由多个单桩基础支撑的常规单轴跟踪器的部分的透视图；

图1B是示出图1A的单轴跟踪器上的横向载荷的影响的力图；

图2A至图2D示出了与由单桩基础支撑的单轴跟踪器一起使用的各种可商购的轴承组件；

图3A是根据本发明的各个实施方案的由多个A形框架的桁架基础支撑的单轴跟踪器的部分的透视图；

图3B是图3A所示的A形框架的桁架基础之一的端视图；

图3C是图3A和3B中所示的A形框架的桁架基础之一的局部端视图，示出了相对于桁架支腿的A形框架的工作点；

图4A是力图，示出了施加在A形框架的桁架基础上的不同点处的横向载荷；

图4B是力图，示出了施加在A形框架的桁架基础的工作点上的横向载荷的影响；

图4C是力图，示出了施加在A形框架的桁架基础的工作点下方的横向载荷的影响；

图4D是力图，示出了施加在A形框架的桁架基础的工作点上方的横向载荷的影响；

图5A是根据本发明的各个实施方案的用于单轴跟踪器的适配器的透视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图5B是根据本发明的各个实施方案的用于单轴跟踪器的适配器的前视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图6A是根据本发明的各个实施方案的用于单轴跟踪器的另一适配器的前视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图6B是用于单轴跟踪器的常规轴承组件，该轴承组件能够与图5A/B和6A所示的适配器一起使用；

图7A是根据本发明的各个实施方案的由桁架基础支撑的单轴跟踪器的透视图；

图7B是图7A的单轴跟踪器和桁架基座的端视图；

图8A是根据本发明的各个实施方案的用于单轴跟踪器的通用适配器的透视图，该通用适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图8B是图8A所示的适配器的端视图；

图9A是根据本发明的各个实施方案的另一种用于单轴跟踪器的通用适配器的透视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图9B是图9A中所示的适配器的端视图；

图10A是根据本发明的各个实施方案的用于自下而上的单轴跟踪器的另一适配器的透视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处。

图10B是根据本发明的各个实施方案的用于自上而下的单轴跟踪器的又一适配器的透视图，该适配器将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图10C是图10A的适配器的端视图；

图10D是图10B的适配器的端视图；

图11A是根据本发明的各个实施方案的用于单轴跟踪器的端视通用适配器，其将横向载荷定向在A形框架的桁架基础的工作点处；

图11B是图11A的通用适配器的透视图；

图11C是与图11A和B的通用适配器一起使用的自上而下的单轴跟踪器的部分的端视图；

图11D是与图11A和B的通用适配器一起使用的另一自上而下的单轴跟踪器的透视图；

图12A是根据本发明的各个实施方案的与A形框架一起使用的轴承壳体组件的侧视图；

图12B是图12A的轴承壳体组件的前视图；

图12C是图12A的轴承壳体组件的部件的局部分解图；

图12D是根据本发明的各个实施方案的图12A的轴承壳体组件的前视图，具有使旋转轴线与桁架工作点对齐的桁架基座；

图12E是根据本发明的各个实施方案的使用图12A的轴承壳体组件和桁架基础的自上而下的单轴跟踪器的部分的端视；以及

图13是根据本发明的各个示例性实施方案的轴承适配器的端视图。

具体实施方式

以下描述旨在通过提供涉及用于支撑单轴太阳能跟踪器的A形框架基础的多个特定实施方案和细节来传达对所描述实施方案的透彻理解。然而，应当理解，本发明不限于这些仅是示例性的具体实施方案和细节。还应理解，根据已知的系统和方法，本领域的普通技术人员将理解本发明用于其预期目的的用途。

如在背景技术中讨论的，当单轴跟踪器由单桩基础支撑时，由风撞击阵列所引起的横向载荷会产生较大的弯矩，而基础必须对该弯矩加以抵抗。图1A示出了由对齐的单桩基座110支撑的单轴跟踪器100的部分。该图中的跟踪器100由太阳能电池板140组成，太阳能电池板140通过面板托架135附接到扭矩管130。扭矩管130被捕获在多个对齐的轴承组件120内，轴承组件120被分别附接在各自的单桩110的顶部。这里示出的单桩110是H型桩，但是也可以使用其他类型的桩，包括C型槽和盒状型材。尽管未在图中示出，但是一个桩通常也将支撑驱动扭矩管130的驱动马达或齿轮组件。此外，已经有意地省略了太阳能面板140之间的电互连。在现实世界中，相邻的面板140将被串行连接以形成高压直流(DC)串，该DC串将被馈送到一个或多个汇流箱和/或逆变器中。

单轴跟踪器100是一种典型的自下而上的设计，其中轴承组件120位于桩110的顶部，并且扭矩管130在圆形轴承120中围绕其自身的轴线旋转。如本文中更详细地显示和讨论的，其他跟踪器系统采用自上而下的设计，其中扭矩管从轴承座中的轴承销上悬挂下来，这样扭矩管就可以像摆一样扫过一定范围的角度。例如，在美国专利第10,222,446号中公开了一种这样的自上而下的跟踪器，该专利在此全文引入作为参考。在这样的系统中，驱动马达偏移，使得跟踪器的旋转轴线偏离由马达驱动的扭矩管部分。本发明的各种实施方案与自下而上以及自上而下的单轴跟踪器兼容。

图1B是力图，其示出了由单桩基础支撑的单轴跟踪器上的横向载荷的影响。横向载荷F_L在每个基础上施加弯矩M。该力的施加点是旋转轴线(在这种情况下为扭矩管)附接到桩的位置(例如，在轴承组件处)。所产生的力矩M的大小等于力F_L的大小乘以基础固定到地面的点上方的高度H。如果桩在地面上延伸超过地面4英尺(在行业中很常见)，并且横向载荷等于2500磅，则合力M＝2500x4或10,000Ib./ft。因此，为了获得必要的结构额定值，必须对用于支撑阵列的桩进行额定等级评定以抵抗这种力矩，并打入足够深的深度，以在经受这种力矩时保持被钉扎的状态。这就要求使用坚固的单桩，例如常用的W6x9或W6xl2 H形桩，每根线性支脚具有六英寸的凸缘和九磅或十二磅的钢，嵌入地面下五英尺至七英尺。

图2A示出了通用单轴跟踪器的部分。图中所示部分包括代表当今可用的许多不同单轴跟踪器系统之一的扭矩管到轴承到桩的连接。在该实施例中，跟踪器由铅垂的H形桩110支撑。轴承组件120用两个螺栓直接连接到桩110的腹板上，以便轴承在桩上方延伸。为了便于说明，图中仅显示了一个桩。在一个完整的系统中，将在跟踪器制造商指定的位置和/或工地计划中沿南北方向的排驱动几个H形桩。每个桩110的顶端可具有在腹板或凸缘中预钻的一系列孔或狭槽，以使轴承组件能够通过常规的螺栓、铆钉或其他合适的机械紧固件来附接。如本文中所使用的，术语“轴承组件”通常用于指代轴承或轴承组件或提供圆柱形轴承以容纳旋转构件的其他装置。旋转构件可以是扭矩管，或者在其他情况下可以是从其悬挂扭矩管的轴承销。

图2B示出了用于自下而上的单轴跟踪器的另一轴承组件。该组件由桩帽121和轴承122组成，在这种情况下，该组件是来自新墨西哥州阿尔伯克基的ARRAY TECHNOLOGIES公司的DURATRACK HZ单轴跟踪器的部分。桩帽121和轴承122统称为轴承组件。组件的尺寸可安装在标准宽凸缘H形桩上，例如W6x9或W6xl2，两者的腹板深度均约为6英寸。该组件可以被预组装为一件，使得安装者仅需将桩帽121螺栓连接到凸缘上的预钻孔即可完成安装。可替代地，这些元件121、122可以在现场接合，使得轴承122的位置可以在东西平面以及竖直方向上调节，以使轴承122与同一排中的其他轴承对齐。

图2C示出了用于自上而下的跟踪器的另一轴承组件123。该跟踪器最初由加利福尼亚州弗里蒙特市的NEXTRACKER制造和销售，商标名为NX Series。像图2A和B所示的桩一样，此处显示的桩110是常规的W6x9或6x12 H形桩，但是与2A和2B所示的跟踪器不同，NEXTRACKER的单轴跟踪器是一种自上而下的设计，声称是机械式均衡的。旋转轴线和驱动马达与扭矩管的主轴线偏移，因此无论面板的取向如何(例如，从东到西)，系统都不会发生倾覆力矩。根据制造商的说法，此特征降低了旋转扭矩管所需的扭矩量。在该系统中，这是通过将扭矩管130通过悬挂在轴承销125上的管夹部分131A/B从扭矩管夹具支撑件124悬挂来实现的。随着跟踪器从东向西移动，扭矩管130绕着轴承销125摆动经过圆弧，而不是绕其自身的轴线旋转。这就要求在东西方向上有额外的间隙，在该系统中，该额外的间隙是由夹具支撑件124提供的。此处所示的夹具支撑件124通过类似于图2A的通用轴承组件120的垂直安装部分连接到H形桩110的腹板上。轴承销125的端部容纳在图中的两件式扭矩管夹具131A/B中形成的相应凹部内。与扭矩管130啮合的扭矩管夹具131A/B的部分弯曲以匹配管的弯曲外部几何形状，并通过穿过夹具部分和管中预钻孔的螺栓固定到管上。当驱动马达向管施加扭矩时，管和夹具组件在由夹具支撑件124限定的空间内围绕轴承销125摆动。

图2D显示了NEXTRACKER NX系列跟踪器的部分的更新版本。此版本用U型扭矩管夹具支撑件126代替2C的组件，该撑件固定在直角支架127的顶部。直角支架127通过预钻孔固定在每个凸缘上而通过螺栓固定到桩110头部的桩凸缘的外表面上。支架127延伸了桩110的宽度，并为扭矩管夹具支撑件126的支腿提供了水平的平面支撑表面来抵靠。如图所示，每个支脚都有伸出其中的螺栓，该螺栓穿过相应的一个支架127的水平表面以将支撑件126固定到桩110。支撑件126的管状支腿从支腿向上伸出并朝向彼此弯曲90度。彼此相对，并定义了上下颠倒的U形。轴承位于接受轴承销钉128的夹具支撑件126的中心。扭矩管夹具组件131A/B的各半部分旋转啮合轴承销钉128，以使扭矩管能够摆动经过圆弧。在NEXTRACKER系统中，U型螺栓也安装在扭矩管130周围，以将模块支架135夹紧到该管上。两个相邻的PV模块140的边缘附接到每个模块支架135，以将它们固定到管130上。尽管图2A-2D中所示的每个跟踪器系统和轴承组件均采用铅垂的单桩基础，但在这些设计中没有任何事物需要这样的基础。

本公开的发明人和申请人已经提出了铅垂单桩基础的替代方案，其旨在显著地减少支撑单轴跟踪器和其他轴向太阳能电池阵列所需的钢的总量。这种替代性的基础系统，在商业上称为EARTHTRUSSTM，由一对适度倾斜的支腿组成，这些支腿配置为A形框架或桁架，在地面上方和下方延伸，并通过适配器、轴承组件或其他扭矩管支撑元件在顶点处连接。支腿在扭矩管上基本对齐，而不是在扭矩管的轴线上彼此偏移。换句话说，穿过它们各自的质心的假想线在与跟踪器的旋转轴线重叠的点处相交。与传统的单桩基础相比，桁架架构具有多个优势。首先，如果设计合理，则A形框架会将横向载荷转换为支腿轴向拉伸力和压缩力，而不是弯曲。各个结构构件在抵抗弯曲方面较差，但在抵抗轴向力方面相对较好。A形框架或桁架将横向载荷沿支腿的轴线引导到最佳的施加位置。因此，构成支腿的钢的尺寸和规格可能比等效的单桩小得多。同样，无需抵抗弯曲，支腿无需像传统单桩一样深地被打入。这样可以节省钢材，但也减少了遇到拒绝的可能性。当打桩机的其他冲击未能导致桩的其他嵌入时，将发生拒绝。通常，这是撞击岩石或水泥质土的结果，并且需要昂贵的劳动密集型缓解措施。打入的桩越浅，遇到岩石或水泥质土的可能性就越小。

现在转向图3A，该图示出了根据本发明的各种示例性实施方案的单轴跟踪器系统200和桁架基础。此处显示的单轴跟踪器类似于图1A所示，但由对齐的桁架或A形框架基础200而非单桩支撑。每个桁架基础200包括一对相邻的支腿210，它们彼此成角度地在地面下方和上方延伸，从而它们相对于扭矩管基本对称。支腿210可以用打桩机打入地下，用旋转驱动器打入地下，推入地面，或以其他方式被驱动。而且，它们可以由限定公共轴线的单个构件或多个互连构件组成。桁架基础200以跟踪器制造商指定的规则间隔沿南北行安装。每个支腿210的自由的，地面上的端部与诸如适配器220的适配器接合，并且轴承组件230位于适配器的顶部。扭矩管130穿过每个轴承组件230的轴承。

图3B是图3A的跟踪器的端视图，示出了支腿210的几何形状，而图3C示出了横向载荷对支腿的影响。一条假想线穿过3B中每个桁架支腿210的质心绘制，以显示它们的相交点。在图3C中，顶点硬件(例如，扭矩管、面板等)已被移除以提供更多细节。基础的设计使得跟踪器的旋转轴线(在图3A和B中为扭矩管的主轴)与A形框架的工作点精确对齐。

A形框架基础的主要失效模式是屈曲。对于给定的支腿，屈曲的倾向将受到支腿相对于水平方向所定向的角度以及相对于A形框架的工作点的旋转轴线位置的影响。对于前者，对于给定的横向载荷，中等倾斜的A形框架(例如，相对于水平方向倾斜小于±72.5度的支腿)所承受的拉伸力和压缩力要比更陡峭倾斜的A形框架低得多。这是由于这样的事实，即横向载荷以1/(2*cos(θ))的比率转换成拉伸力和压缩力，其中θ是A形框架支腿的角度。相对于水平面的支腿角度的优选范围在55度和72.5度之间，最好在65度或以下。2500磅的横向载荷将转化为支腿的拉伸力和压缩力，分别在60度时为2500磅，在65度时为2957磅，在72.5度时为4156。在75度时，此力会跃升至4,829磅，并随着支腿角度接近90度而向无穷大呈指数增长，因此，最好选择72.5度以下的中等角度。由于测量桁架支腿的角度比较困难，并且支腿可能会以不同的角度取向，因此如果支腿在顶部分开的角度由适配器设置，则可以更好地进行测量。优选的支腿角对应于35度以上的优选的顶角。

关于与工作点的对齐，每个A形框架或桁架都有一个理想的抵抗横向载荷的点，使它保持纯拉伸和压缩状态，而不是将其与弯曲相结合。该理想点是通过每个支腿的质心延伸的假想线的交点，此处称为工作点。对于给定的支腿角和/或顶角以及所需的嵌入深度，工作点将是已知的。因此，必须牢记工作点来驱动A形框架支腿伸入地面的部分，以便每个支腿都指向工作点。如果是这样，一条穿过每个支腿的质心的线将延伸到应该与跟踪器的旋转轴线重叠的自由空间中的公共地面上交叉点或三维区域。对于自下而上的跟踪器，其中扭矩管绕其自身的轴线旋转，扭矩管应穿过每个A形框架或支撑A形框架的桁架基础的工作点。对于自上而下的跟踪器，扭矩管绕其旋转的轴承销的轴线应穿过工作点。

继续参考图3B和C，这些图示出了根据本发明的各种实施方案的一个A形框架状的桁架基础200。桁架基础200包括由联接到相应的上支腿212的螺钉锚211形成的支腿210。这里示出的螺钉锚211包括从其地下端开始并沿着锚的轴延伸的螺纹形式。它们通过旋转驱动器彼此成角度地旋转到地面中。

在该示例性系统中，上支腿附接到每个螺钉锚的顶端。在其他实施方案中，螺钉锚211和上支腿212可被固结为单个结构构件。如图所示，上支腿212沿与其各自的螺钉锚211相同的轴线延伸(即，以基本上相同的角度定向)，在自由空间中沿该轴线向上突出。螺钉锚211和上支腿212可以使用单独的联接器、紧定螺钉、铆钉、螺栓，通过彼此嵌套，通过相互形成的相互的公/母特征或通过这些技术的某种组合而彼此联接。在螺丝锚211和上支腿212接合之后，将适配器、鞍座或其他结构215附接到自由端，以形成完整的A形框架状的桁架基础200并提供用于附接扭矩管支撑部件的平台。

如果以大致相同的角度(例如，±60度)打桩，则它们将指向自由空间中的假想交点。穿过每个支腿的质心延伸的假想线，在这种情况下，如图3B中的虚线所示，在A形框架的工作点处相交。工作点相对于地面的位置会随着桁架支腿角度θ/顶角α以及在支腿被打入地面的点处支腿之间的间距而变化。支腿角越陡/顶角越小，或者当打入地面时，螺丝钉的距离分开得越远，工作点就越高。

重要的是要认识到，在单轴跟踪器中，力通过系统的旋转轴线(即，旋转部件绕其旋转或在内部旋转的点)转移到基础。在大多数单轴跟踪器系统中，扭矩管被捕获在圆形轴承中，扭矩管本身定义了旋转轴线。横向力直接通过围绕管子的轴承组件传递到基础上。但是，如在图2C和D的上下文中讨论的那样，在NEXTRACKER单轴跟踪器中，扭矩管偏离旋转轴线。该管附接到管夹，该管夹从形成在扭矩管夹具支撑件中的铰链点悬挂。结果，旋转轴线围绕铰链的轴线，而不是管子本身。不管支持哪种样式的单轴跟踪器，当由A形框架状的桁架支撑时，理想情况下围绕其旋转的轴线都应该通过工作点。否则，将响应于横向载荷而引入一些弯曲，这要求必须使桁架支腿更牢固。使用更多的金属来构造支腿与减少钢的目标相反并且抵消了桁架相对于单桩的某些优点。由于此问题是A形框架基础所独有的，因此，跟踪器制造商并不需要针对其设计，但是，即使那些为单轴跟踪器提出了A形框架基础的人也未能意识到工作点在减少并理想地消除力矩中的重要性。

图4A是示出撞击在A形框架200上的三个不同力的图，图B-D是示出这些相应横向载荷的作用的力图。图4A示出了标记为F₁，F₂和F₃的横向载荷在不同点施加到桁架200。力F₁精确地施加在工作点，而力F₂施加在其下方，力F₃施加在其上方。如本文所讨论的，横向载荷经由跟踪器的旋转轴线被转换成桁架支腿。如图4B所示，当轴线与工作点对齐时，载荷将完美地转换为迎风支腿的拉伸力和背风支腿的压缩力。这可能会导致顶点或工作点出现一些挠曲，但不会使桁架屈曲。相反，故障模式将是拉出迎风支腿，并进一步将背风支腿掩埋，以抵抗皮肤摩擦力以及抵抗这些力的螺钉锚的任何正交表面积。

相反，图4C和4D示出了当旋转轴线偏离工作点时的故障模式。在4C中，轴线位于工作点下方。这使得迎风支腿易于响应而向内变形。为了进行补偿，必须加固迎风支腿(例如，更大的直径，更多的钢，等等)。同样，在4D中，旋转轴线在工作点上方。在这种情况下，横向载荷会产生使背风支腿弯曲的力矩。为防止这种情况，必须加强背风支腿。认识到这一点并为了最小化材料的使用，本发明的各种实施方案提供了用于单轴跟踪器的桁架或A形框架基础，其支撑扭矩管，使得其旋转轴线与A形框架的工作点对齐或可被调整以与A形框架的工作点对齐。

本公开的其余部分针对用于实现单轴跟踪器的旋转轴线与桁架基础的工作点对齐的适配器、扭矩管支撑元件和轴承组件的各种示例性实施方案。从图5A和B开始，这些图分别是根据本发明的各种示例性实施方案的通用适配器300的透视图和正视图。元素300通常称为适配器，因为它接合A形框架或桁架基础系统的支腿，同时提供与跟踪器的机械接口，该机械接口匹配大多数单轴跟踪器设计为附接到的H形桩凸缘和腹板上部几何形状。因此，根据图5A和B的适配器300可以与图2A-D所示的任何现有技术的跟踪器系统一起使用，甚至可以与未在本公开中示出的其他单轴跟踪器系统一起使用。适配器300的主体被示为具有H形桩部分(例如，W6×9)，其相对的凸缘310通过腹板320互连。安装孔312、322和323分别形成在凸缘310和腹板320中。连接部分330向下伸出并从两侧的每个凸缘310伸出。在各种实施方案中，联接部分330相对于竖直方向(例如，在该图中为每个凸缘310的外表面)彼此成角度β(例如，+20度和-20度)对称地向下突出。连接部分330之间的角度为2*β。在各个实施方案中，联接部分330的角度β相对于竖直方向可以在大于±17.5至高达±35度的范围内，以匹配A形框架的支腿的桁架角度。可替代地，连接部分之间的角度可以大于35度至高达70度。例如，如果支腿相对于水平或水平坡度以±60度定向，则连接部分330将相对于垂直凸缘310以±30度的角度β向下延伸，这意味着连接部分330之间的角度是60度。在各种实施方案中，对于给定的连接部分角度β，A形框架的支腿可以相对于水平方向成等于±90度减去β的角度，从而接受器和延伸桩沿着基本相同的轴线延伸。

如图所示，图5A和图5B的示例性适配器300具有三组单独的附接特征，用于附接扭矩管支撑元件。第一个形成为平分腹板的垂直狭槽323，第二个显示为每个凸缘中的分布孔312，第三个也形成在腹板中，为横跨组323的孔322。应该理解，这种构造仅是示例性的，在各种实施方案中，每组特征可以由垂直槽、水平槽或孔组成，并且可以使用这些特征的更少，更多或组合。这些潜在变化的统一概念是，适配器300在完成A形框架的同时提供多组附接特征以适应不同的跟踪器系统，从而使桁架支腿指向工作点，并且旋转轴线也穿过该工作点。

图5B是适配器B00的正视图。平行于每个上支腿212的外表面绘制的虚线示出了工作点相对于上支腿212的位置。附接特征312、322、323使得能够调节轴承组件或其他扭矩管支撑元件的高度，直到旋转轴线与工作点对齐。如本文所讨论的，这对于使桁架保持拉伸和压缩同时最小化并且理想地消除任何弯矩是重要的。

应当意识到，当安装诸如图5A/B中的适配器300之类的适配器时，可以使用激光水平仪和装配架来确保适配器相对于地面的高度将利用工作点使预期轴承组件的旋转轴线定向。装配架可以包括激光靶，并且在适配器上方延伸一定距离，该距离与预期轴承组件的旋转轴线的几何形状相匹配，以便在跟踪器安装人员开始基础安装后时，他们的轴承组件或扭矩管支撑元件可以已经被提升到合适的高度。理想情况下，仅需要水平调整，因为旋转轴线已经在工作点高度居中。当激光指示装配架在目标上时，可以通过压接、紧定螺钉、螺栓、套筒或其他合适的紧固机构或其等效功能，将上支腿与适配器之间的连接锁定在适当的位置。

图5A/B所示的适配器300被示为形成为具有诸如联接部分330的焊接特征的H形桩的形式，因此需要热轧成形工艺。辊压成型工艺需要大量能量才能使金属足够热，以使其能够在辊压下从棒材到梁进行加工。应当理解，可以使用其他设计来实现相同的几何形状。例如，在某些情况下，可能希望利用通过较少能量密集的制造过程制成的适配器来实现图5A/B的适配器300的优点。为此，图6A示出了通过冲压或冲压和焊接的组合而不是热轧成形而制造的适配器。

图6A的适配器400被示为基本平面的梯形主体410，其具有成角度的侧部415，该成角度的侧部415被配置为相对于竖直方向成倒角(例如，±30度)的对称半管段。在一些实施方案中，成角度的侧部415可以被在与梯形主体410相同的金属片中被冲压。在其他实施方案中，侧部415可以被焊接到梯形主体410的相应的左/右边缘。在各个实施方案中，侧部415可以相对于垂直方向以大于±17.5度的范围内的角度定向，直至相对于垂直方向成35度，以匹配所选择的桁架支腿的角度。换句话说，侧部415可将桁架支腿分开，使得它们彼此成35度以上直至70度的角度分开。

如图所示，梯形主体410被构造为具有用于安装扭矩管轴承或该情况下为可调节安装板420的附接孔的腹板。安装板420复制了H形桩腹板的几何形状，但也在垂直方向上延伸了主体410，从而允许垂直调节附接到其上的任何轴承组件的高度，以使该组件的旋转轴线与A形框架的工作点对齐。在其他实施方案中，轴承组件或扭矩管支撑元件可直接附接到梯形构件410，而无需可调节的安装板420。在各个实施方案中，每个桁架支腿的自由端将装配在半管段415中。用螺栓417通过支腿将管状帽416螺栓固定，完成桁架。图6A中的帽416被示为具有用于使紧固件穿过每个上支腿212的通孔，但是，应当理解，在其他实施方案中，管状帽可以包括延伸超过弯曲部分的两侧的平坦凸缘，该平坦凸缘与弯曲的侧部415和/或梯形主体410中的匹配凸缘环形凸缘啮合，以容纳将它们保持在一起的机械紧固件。这可以消除在延伸桩的上述地面端上形成孔的需要。

图6B是诸如图2A所示的通用的安装在腹板上的轴承组件450。该组件包括安装凸缘455，具有多个安装孔的平面支撑件，提供轴承下半部分的轴承座460和轴承盖465。此处所示的扭矩管480的截面为盒形，并包括圆形的轴承插件470，该轴承插件470与轴承盖465和轴承座460的内表面配合。在各种实施方案中，图6B中所示的通用轴承组件450可以直接附接到适配器400的梯形部分410而不是附接到安装板420。在安装凸缘455中形成的孔可以允许相对于适配器400调节轴承组件450的高度和东西向(左右)取向，以使旋转轴线与工作点对齐。

现在转向图7A /B，这些图示出了自上而下的单轴跟踪器和轴承适配器500的透视图和端视图，该轴承适配器500用于使跟踪器的旋转轴线与桁架或A形框架的工作点对齐的跟踪器。此处所示的轴承适配器500设计为将A形框架状的桁架基础与机械平衡的跟踪器系统的接口(例如可从NEXTRACKER或其他跟踪器制造商处获得的接口)。如本文中所使用的，术语“轴承适配器”是指结合适配器的功能的结构-接合支腿的端部以完成A形框架，从而使支腿相对于旋转轴线对齐-以及轴承可旋转地容纳旋转构件。图7A/B的轴承适配器500连接每个桁架支腿的自由端，为悬挂扭矩管提供支撑，并通过分离桁架支腿使其与扭矩管的旋转轴线对齐，以使它们各指向工作点。在各种实施方案中，支腿分开大于35度且高达70度的角度，以减小由跟踪器上的横向载荷产生的轴向力的大小。如在图2C和D的上下文中所讨论的，在自上而下的机械式平衡系统中，保持扭矩管的扭矩管夹具部分绕过穿过夹具支撑件的轴承销旋转。这会导致扭矩管在其从朝东的取向移动到朝西的取向时扫过弧形，而不是简单地绕其自身的轴线旋转。轴承适配器500提供常规扭矩管夹具支撑件(例如，图2C/2D中的元件124/126)的功能，但是以针对桁架基础而优化的形状因数。

从地下开始，基础200由支腿210组成，每个支腿210由螺钉锚211和上支腿212形成。螺钉锚211已旋转到下面的土壤中，彼此成角度，在该实施例中，螺钉相对于水平方向成±68度的角度。在各种实施方案中，每个螺钉锚211具有从地面下端部开始的外螺纹形式，以辅助驱动并抵抗轴向力。螺纹形式可以均匀地变宽，或者可以具有锥形的引入口。使用本文讨论的各种连接方法中的一个，上支腿212轴向地联接到每个螺钉锚211的地面上端部，以形成部分的A形框架。管状轴承适配器500的开口端联接到每个上支腿212的相应自由端以完成A形框架。在各种实施方案中，在第一端已经与第一上支腿配合之后，可以使用压接套环或其他合适的装置将适配器500的第二端与第二支腿连接。

适配器500是具有桥接部分510的管状结构，圆柱形轴承520穿过桥接部分510的大约中间。对称臂508将桥接部分510连接到连接部分505。保持扭矩管130的铰链和夹具组件131A/B经由轴承销521通过轴承520支撑。夹具组件131A/B将扭矩管130固定在适当的位置，以便它可以绕轴承销521旋转。另外，在该系统中，一对U型螺栓跨在扭矩管上，以将模块支撑支架固定在扭矩管130上。然后，将光伏模块(也称为太阳能电池板)沿着扭矩管130固定到每个模块支撑支架，每个模块支撑支架连接两个相邻模块的边缘。在各种实施方案中，轴承适配器500被设计成与以特定角度驱动的桁架支腿一起工作，使得在适配器500的顶部的轴承销521将被精确地定位在A形框架的工作点处，尽管在各种实施方案中，轴承适配器500与上支腿212之间的联接可以允许一些相对高度和角度调节。这是通过使连接部分505成角度来实现的，从而使穿过它们各自中心的线指向圆柱形轴承520。当将上支腿212附接到连接部分505时，支腿将限定基本上指向旋转轴线的相应轴线，在这种情况下为轴承销521。

悬挂扭矩管需要在轴承与基础之间沿东西方向留出间隙。图7A/B的管状轴承适配器500通过对称臂508来实现。在桥接部分510的大约中点处的轴承520接受轴承销521，扭矩管130悬挂在该轴承销521上。与NX系统随附的扭矩管夹具支撑件一样(例如，如图2B和C所示)，轴承销521穿过轴承适配器500的轴承520，铰链夹131A/131B的两个半部分别附接到销521的相对的两端，从而使得夹半部131A/B跨接在轴承适配器500上。夹131的两个半部131A/B用螺栓固定到扭矩管130上，以完成连接。

在各种实施方案中，安装图7A/B中所示的适配器可以通过将轴承适配器500以及夹具与铰链组件附接到扭矩管130上，然后用起重机、叉车、装载机或其他装置将索具管130举升到A形框架桩排的上方来实现，从而使每个基础200的每个相邻的上支腿212的自由端可以插入每个轴承适配器500的相应的开口中。可替代地，可以在轴承适配器和夹具与铰链组件连接之前，将扭矩管的各个段下放到各个相邻A形框架基础200之间的地面上。然后，可以将扭矩管的各段提升到位，并将夹具沿着扭矩管的各段用螺栓固定到规则地形成的预钻孔中，以便将其附接到其各自的管状轴承适配器500上。

现在转向图8A和8B，这些图示出了根据本发明的各种其他实施方案的另一个通用适配器600。与图5A/B所示的通用适配器300一样，图8A/B的适配器600在尺寸上被配置为复制H形桩段。它由通过正交的六英寸腹板620互连的凸缘610形成。与图7A/B所示的轴承适配器500不同，图8A/B的适配器600不包括任何轴承组件部件。而是，那些部件是现成的部件，例如图2A、2C和2D中所示的那些。如图所示，正交腹板部分620垂直布置，但是，应当理解，它也可以具有在每个凸缘610的顶部之间延伸的一个或多个水平部分。连接部分630从每个凸缘610的表面向下突出而与相应的相邻的上支腿212联接。在各个实施方案中，连接部分630相对于竖直凸缘表面以角度β定向，该角度在大于±17.5度到高达±35度的范围内，以匹配相应的上支腿212的角度，在各种实施方案中该角度为90-β。连接部分将一起将支腿分开一个角度α，该角度α优选地在大于35度直至高达70度的范围内。

联接部分230可以包括一个或多个孔以容纳紧定螺钉、螺栓或其他机械紧固件，以将它们固定到上支腿212。任选的平台部分615可以位于相对的凸缘610的顶部上以提供扩宽安装表面，例如，以复制图2D中所示的直角支架127。可以在这些部分与对应的凸缘610之间焊接三角形，以提供附加的刚度并防止它们在载荷下挠曲。在各种实施方案中，平台部分615将允许适配器600与设计成位于平坦支撑表面上的跟踪器系统一起使用，或者替代地支撑通常安装在平坦安装表面上的跟踪器驱动马达。

图8B示出了8A的适配器600，其用于支撑诸如图2D所示的自上而下的跟踪器的扭矩管夹具支撑件126。如图所示，扭矩管夹具支撑件126搁置在通用适配器600的平台部分615上。在该图中，已经通过每个上支腿212和联接部分630的质心画出了虚线，直到它们相交以显示出通用适配器的尺寸将扭矩管夹具支撑件的轴承对齐A形框架或桁架工作点。应当理解，尽管图8B示出了与图2D的单轴跟踪器一起使用的8A的通用适配器600，但是适配器600可以与各种其他单轴跟踪器一起使用，包括但不限于图2A、2B和2C所示的那些。

转到图9A，该图示出了根据本发明的各种其他实施方案的用于单轴跟踪器的另一个通用适配器700。适配器700类似于图8A/B的适配器，但是联接部分730进一步间隔开并且在其中具有弯曲部。而且，适配器600上所示的安装平台615已被移除。应当理解，在各种实施方案中，适配器700可以包括诸如结合适配器600所示的那些安装特征。根据跟踪器部件的尺寸，在支撑某些跟踪器时，适配器上方可能没有足够的空间来允许旋转轴线与工作点对齐，因为轴承组件(在这种情况下为U形扭矩管夹具支撑件126)会在适配器上方延伸得太远，以至于无法使旋转轴线与工作点对齐。通过展开桁架支腿和与上支腿212配合的联接部分730，同时保持期望的顶角α，相对于适配器有效地提高了工作点，从而提供了在竖直方向上对齐的更大的灵活性。

另外，如本文所述，几乎所有当前的单轴跟踪器制造商都销售这样的系统，这些系统的设计假定它们将连接到铅垂单桩上。因此，为了最大化市场接受度，可能最好消除跟踪器与基础之间的冗余。例如，回到图8A/B的适配器600，当与诸如图2D所示的当前的NEXTRACKER系统一起使用时，平台部分615消除了对直角支架127的需要。因此，如果将使用适配器600来支持其跟踪器，跟踪器制造商将出售更少的部件，或者客户为不使用的部件付费，这都不是理想的选择。因此，在某些情况下，可能需要提供一种与OEM单轴跟踪器完全兼容而没有任何功能冗余的桁架适配器。为此目的，通过提供NX系统旨在连接到每个凸缘上的附件功能，对图9A的适配器700进行了优化以支持NEXTRACKER的NX系列跟踪器，而没有任何功能冗余。

转到图9B，直角支架127使用预钻孔以螺栓方式固定在每个凸缘的外表面上。这些支架将凸缘710的垂直平面转换成用于扭矩管夹具支撑件126的支脚的水平安装平台。铰链组件、扭矩管夹具和管以与本文在图2D的上下文中所讨论的方式一致的方式附接到适配器700上方。应当理解，通用适配器700在9B的系统中的应用仅是示例性的。该适配器700可以用于支持多种其他跟踪器系统，包括但不限于图2A-B所示的现有技术系统。

转到图10A-D，这些图共同示出了根据本发明的另外的实施方案的用于使单轴跟踪器的旋转轴线与桁架工作点对齐的通用适配器(800/900)的两种变型。从图10A和C开始，示出了适配器800支撑自下而上的跟踪器，尽管应当理解，通过在任一侧添加直角支架，适配器800也可以支撑自上而下的跟踪器。适配器800具有主体部分810和从主体810向下延伸并远离主体810以联接到桁架支腿210的连接部分820。在各种实施方案中，联接部分820以大于35度直至70度的范围内的角度α向下延伸到分离的支腿210，以限制由横向载荷产生的轴向力的大小。在各种实施方案中，这将使连接部分820定向成基本匹配支腿210的角度。例如，如果每个支腿相对于水平方向以±60度的角度

驱动，则连接部分820将产生顶角α，即

在这种情况下也为60度。

在各个实施方案中，主体部分810大约6英寸宽，以匹配常规W6x9或W6x12 H形桩的尺寸。而且，在各种实施方案中，连接部分820与上支腿212之间的装配将允许在这些结构之间进行调节，以使得能够在将适配器永久地连接到上支腿212之前调节适配器相对于上支腿212的高度，使得扭矩管的轴线旋转(在这种情况下，管本身的中心)与A形框架的工作点对齐。穿过每个支腿210的质心延伸的虚线在轴承处相交，表明跟踪器的旋转轴线实际上与桁架工作点对齐。

图10B和D示出了类似的适配器900，其对于诸如图2C和D所示的自上而下的跟踪器可能特别有用。利用该适配器，由连接部分920设定的桁架支腿之间的间隔相对于适配器800增加了，使得支腿和连接部分920指向较高的工作点。如在自上而下的设计中所需要的，这将允许适配器900和旋转轴线之间具有更大的高度。根据该实施方案的适配器900具有主体910，主体910具有向下伸出并从每一侧伸出的连接部分920。在各种实施方案中，连接部分920将桁架支腿分开大于35度直至70度的角度α，并且将定向连接部分920以匹配每个相应的上支腿212的角度。直角支架925被附接到内部的主体910的相对侧以形成用于扭矩管夹具支撑件126的相应的安装平台。图10D中的虚线从每个支腿210的质心穿过相应的连接部分920延伸到轴承，从而轴线实际上与基础的工作点对齐。

现在转向图11-D，这些图示出了根据本发明的各个实施方案的用于定向桁架支腿以与跟踪器的旋转轴线对齐的通用适配器1000。此处所示的适配器1000由金属冲压件制成，该金属冲压件配置有左右翼1001，左右翼1001对称地定位在凸缘1010周围。凸缘1010通过桥1020互连。每个翼1001包括成角度的部分1002和平坦的部分1003。平坦的部分1003通常与桥1020的取向匹配，并且将成角度的部分1002连接至凸缘1010。在各种实施方案中，成角度的部分1002将桁架支腿以大于35度直至70度的范围内的角度α分开。成角度的部分1002用作用于连接部分1005的基础，该连接部分1005接受，插入或以其他方式轴向地连接到相应的上支腿212的端部以完成桁架。在各种实施方案中，将连接部分1005焊接到成角度的部分1002的底面上，以在向下(朝向地面)方向上以与上支腿1003的角度匹配的角度以及与上支腿1003对齐的间距从其相应的表面伸出。在各种实施方案中，这将使A形框架能够向跟踪器呈现类似H形桩的界面，因此基础安装后的过程将与对传统H形桩基础的过程相同。在各种实施方案中，当将适配器1000附接至上支腿212时，将使用装配架或其他装置，从而相对于用于预期轴承组件的适配器1000，旋转轴线的高度将被预设为正确的高度。这将要求安装人员知道基础将联接到哪种类型的跟踪器系统。

如该实施例中所示，平坦的部分1003和垂直凸缘1010的相交被加强。应当理解，这仅是示例性的。角撑板或其他加固构件可以添加到适配器1000的各个点上，以根据需要增加刚度。凸缘1010显示为具有垂直附接槽。这也仅仅是示例性的。在各种实施方案中，凸缘1010可具有以不同配置布置的一个或多个孔或槽。槽可能比孔更可取，因为它们可以根据其取向进行垂直，水平甚至对角线调整。在各种实施方案中，桥接部分1020将凸缘1010分开大约六英寸，以匹配标准W6x9(宽凸缘)H形桩上的凸缘之间的距离。这将使来自任何常规单轴跟踪器的轴承座组件或轴承座支撑结构直接螺栓连接到适配器1000。

图11C和D示出了来自11A和B的适配器1000，其支撑单轴跟踪器的轴承组件和扭矩管。因为此处显示的跟踪器是自上而下的设计，所以夹具支撑件126所需的东西间距比W6x9H形桩的标准6英寸宽度要宽。因此，NEXTRACKER将直角支架连接到每个H形桩凸缘的外表面，以有效地加宽桩。适配器1000提供与常规H形桩相同的上部几何形状，从而允许将这种直角支架直接附接到每个凸缘上形成的槽中。结果是无论使用H形桩还是A形框架基础，都可以使用相同的跟踪器部件。在各种实施方案中，适配器1000在尺寸上被优化，使得当夹具支撑件126被安置时，连接部分1005以及通过延伸的上支腿212将指向轴承，使得旋转轴线与工作点对齐。凸缘1010上的附接槽可用于调整扭矩管夹具支撑件126中的轴承相对于适配器1000的高度。

现在转向图12A-E，这些图示出了特别适合于支撑自上而下的单轴跟踪器的心形轴承适配器1100。轴承适配器1100的功能类似于图7A/B中所示的管状轴承适配器500，具有至少三个功能。首先，它统一了A形框架的相邻支腿，以形成刚性的桁架结构。其次，它取代了传统的自上而下的跟踪器系统的扭矩管支撑支架和直角支架，提供了一个轴承，可将扭矩管悬挂在其上并保持其间隙以使其可沿东西向弧线摆动，同时减少了这样做所需的钢材和零件数量。最后，它会调整基础支腿的取向，使其与轴承对齐，这仅在桁架或A形框架基础中才需要。这是通过控制A形框架支腿之间的几何形状来实现的，以使铰接点与支腿所定义的各个轴的交点对齐。

轴承适配器1100由一个或多个铸造金属件形成。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以采用其他制造技术。轴承适配器1100由具有尖头1115的心形箍1110和位于尖头1115任一侧的对称S形臂1120组成。轴承1127位于尖头1115处。S形臂1120终止于相应的连接部分1125，该连接部分1125在各种实施方案中成角度从而指向轴承1127并且在支腿之间设定至少35度至70度的顶角α。在各种实施方案中，期望的角度将是预先已知的，并且轴承适配器1100将被制造成保持该角度。

在该实施例中示出的连接部分1125被绘制为部分管。在各种实施方案中，也是管状的盖板1126将装配在A形框架的上支腿212上并与连接部分1125配合以捕获上支腿。可以使用螺栓、铆钉或其他已知的机械紧固件将盖板1126固定到连接部分1125。应该理解，在其他实施方案中，连接部分可以是在每个S形臂1120的端部的完成管，尺寸适于容纳或装配在每个相邻的上支腿212的自由端内。这样的修改在本发明的各种实施方案的范围内。轴承1127接受轴承销，扭矩管130从该轴承销悬挂。模块支架135将太阳能电池板(光伏模块)耦合到扭矩管130。由于不使用单桩基础，因此S形构件1120的端部不需要在公共安装平台上相交。这种设计可以更有效地利用桁架架构的优势，并且可以简化安装过程。例如，如果在安装每对桁架支腿之后，扭矩管或扭矩管段可以放置在桁架支腿之间的地面上。一旦在适当的位置将轴承适配器，例如适配器1100附接到扭矩管130，就可以用叉车或其他设备举起整个管或管段，从而可以在相邻的支腿和连接部分1125之间建立单独的连接。

图12D和E示出了根据本发明的各种实施方案的图12A-C的轴承适配器1100，其附接到一对相邻的基础支腿2并支撑自上而下的跟踪器阵列。轴承适配器1100和上桁架支腿210一起形成了A形框架，该A形框架限定了基本共同的东西方向取向的平面，该平面基本上正交于扭矩管的主轴线。换句话说，支腿沿着扭矩管对齐以在同一位置相交。支腿的正交性将使桁架保持拉伸和压缩状态，并且无论扭矩管的取向如何，均可响应横向载荷将弯曲最小化。

现在转向图13，其示出了根据本发明的各种其他实施方式的轴承适配器1200。该组件是自下而上样式的单轴跟踪器。轴承适配器1200由具有连接部分1212的下主体部1210组成。与各种其他实施方案的适配器一样，连接部分1212向下倾斜并远离下主体部1210，以在超过35度到70度的范围内彼此分开α，将指向轴承开口的中心。下主体部1210具有半圆形横截面，并且用作圆形轴承组件的下半部分。上部1210通过位于下部凸缘1215上的上部凸缘1225装配在下主体部1210上。螺栓1226或其他已知的紧固件将上部1210固定至下主体部1210。在该实施例中，扭矩管1230示出为具有盒形横截面。它被轴承插入件1235包围，轴承插入件1235呈现圆形形状以与通过将下部1210接合到上部1220而形成的圆形轴承开口匹配，并且可以由相对于金属具有减小的摩擦的材料制成。与其他实施方案的适配器不同，轴承适配器1200从材料使用的角度进行了优化，可与A形框架状的桁架基础配合使用，因为它连接了桁架的支腿，使它们的角度和间距相匹配，同时将各自的质心定向为在旋转轴线(在这种情况下为扭矩管的中心)处相交。它还提供了一个轴承，因此不需要单独的轴承组件。

本发明的实施方案的范围不受本文描述的具体实施方案的限制。实际上，除了本文描述的那些之外，根据前述描述和附图，本发明的实施方案的各种修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此，这样的修改旨在落入所附权利要求的范围内。此外，尽管本文已经为了实现特定目的而在特定环境中在特定实现方式的上下文中描述了本发明的一些实施方案，本领域普通技术人员将认识到，其用途不限于此，并且可以出于任何目的在任何数量的环境中有利地实现本发明的实施方案。因此，应鉴于本文所公开的本发明的实施方案的全部宽度和精神来解释以下阐述的权利要求。

Claims (20)

1.用于单轴跟踪器的基础系统，包括：

由在地面以下和地面之上延伸的一对相邻支腿形成的A形框架状的桁架，每个支腿都包括轴线，该轴线基本穿过并沿着其质心延伸，并在桁架的共同工作点处相交；以及

由所述一对支腿支撑的轴承组件，所述轴承组件提供穿过所述共同工作点的轴承。

2.根据权利要求1所述的基础系统，还包括适配器，所述适配器连接每个相邻的支腿的地面上端部以完成所述桁架。

3.根据权利要求2所述的基础系统，其中，所述轴承组件是所述适配器。

4.根据权利要求2所述的基础系统，其中，所述轴承组件被附接到所述适配器，并且所述扭矩管被捕获在所述轴承内以绕其主轴线旋转。

5.根据权利要求2所述的基础系统，其中，所述轴承组件被附接到所述适配器，由此所述扭矩管悬挂在所述轴承中的轴承销上并且围绕所述轴承销旋转。

6.根据权利要求2所述的基础系统，其中，所述适配器包括一对连接部分，所述一对连接部分以相应的相对角度定向并且间隔开以连接每个相邻的支腿的地面上端部，使得它们以大于35度到70度的范围内的角度分开并指向共同工作点。

7.根据权利要求6所述的基础系统，其中，所述连接部被定向为以50度至60度范围内的角度连接所述相邻支腿的地面上端部。

8.用于单轴跟踪器的桁架基础适配器，包括：

主体部分；以及

远离所述主体部分延伸的一对连接部分，其中连接部分被定位并成角度以使一对桁架支腿的质心与所述跟踪器的旋转轴线对齐。

9.根据权利要求8所述的适配器，其中，所述适配器是轴承适配器，其提供穿过旋转轴线的轴承。

10.根据权利要求8所述的适配器，还包括附接到所述适配器的轴承组件，所述轴承组件提供穿过旋转轴线的轴承。

11.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述轴承接受跟踪器扭矩管，以使其能够绕其主轴线旋转。

12.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述轴承接受轴承销，由此所述扭矩管悬挂在所述轴承销上并绕所述轴承销旋转。

13.根据权利要求8所述的适配器，其中，所述一对连接部分以大于35度至最高70度的范围内的角度相互间隔地成角度，以使各桁架支腿指向旋转轴线。

14.根据权利要求13所述的适配器，其中，所述联接部分以在50度至60度范围内的角度相互间隔地成角度。

15.用于单轴跟踪器的桁架基础套件，包括：

一对空心的细长桁架支腿，每个支腿设计为在地面上方和下方延伸；和

适配器，该适配器具有一对延伸而彼此分开的连接部分，该对连接部分成角度以当支腿联接到适配器上时使穿过各桁架支腿的质心的假想线与单轴跟踪器的旋转轴线对齐。

16.根据权利要求15所述的基础套件，还包括轴承组件，所述轴承组件提供轴承，所述轴承接受包括旋转轴线的旋转构件。

17.根据权利要求16所述的基础套件，其中，所述轴承组件是所述适配器的部分。

18.根据权利要求16所述的基础套件，其中，所述旋转构件是跟踪器扭矩管。

19.根据权利要求16所述的基础套件，其中，所述旋转构件是轴承销，并且所述扭矩管悬挂在所述轴承销上并绕所述轴承销旋转。

20.根据权利要求16所述的基础套件，其中，所述连接部分以大于35度至高达70度的范围的角度彼此间隔地成角度。

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