CN113424438A - 浮动式太阳追踪器 - Google Patents
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Abstract
一种太阳追踪器浮动组件，所述太阳追踪器浮动组件沿着主纵向旋转轴线延伸并且包括：至少一个浮动管元件，所述至少一个浮动管元件沿着和/或平行于所述主轴线延伸并且具有至少一个内部空腔；光伏太阳能模块的至少一个阵列，所述光伏太阳能模块的至少一个阵列相对于所述主纵向轴线以一定角度定向并且刚性地连接至所述支撑追踪器组件；以及控制系统，所述控制系统包括泵送装置和电子控制器，所述电子控制器被布置成控制所述泵送装置在所述内部空腔内部注射或抽取水和/或空气，以便使所述浮动式追踪器组件围绕所述主轴线在最大向右定向位置与最大向左定向位置之间旋转。
Description
技术领域
本发明属于太阳能发电的一般领域。
更具体地，本发明的一个特别重要的但非排他性的应用是在浮动式光伏太阳追踪器系统的领域中，所述系统能够在一天中追踪太阳以使光伏模块的能量输出最大化。
背景技术
光伏太阳追踪器系统提供用于使光伏太阳能模块的阵列围绕一个或多个轴线旋转以便将这些太阳能模块朝向太阳定向的装置。
在被设计成安装于水体的表面上的浮动式光伏太阳能系统的具体情况下，迄今为止安装的追踪器系统的数量非常有限。已经部署的大多数浮动式太阳能系统依赖于使用简单的浮动器，所述浮动器被设计成以固定的倾斜角度支撑一个或多个太阳能模块。
文献中已经报道的单轴浮动式太阳追踪系统的示例很少，所述系统提供一种用于使浮动器的阵列围绕竖直轴线旋转的装置。专利申请US4771764、US4786795、US20160087573A1、WO2014/005626AI、WO2016/185267A1、KR101028944B1、US20170040926A1提出竖直轴线浮动式太阳追踪系统的不同的变形。
对于包括数千个太阳能模块的公用事业规模的太阳能农场装置，这些类型的竖直轴线追踪器系统通常包括围绕单独的竖直轴线旋转的几个追踪器单元。
当几个追踪器单元使太阳能模块的多个阵列围绕由水平距离分开的不同的固定的点旋转时，这种构造对单独地锚定每个块产生挑战性的限制，并且需要额外长度的水下缆绳来使旋转式太阳能模块块的多个阵列互连。
另外，竖直轴线浮动式追踪器系统的安装更复杂，并且它们的几何构造不允许用于对太阳能模块或对所述追踪器单元的机械构件执行维护操作的简单的通路路径。
此外，由于竖直轴线追踪器系统的追踪轨迹远非理想，所以由这类追踪系统获得的额外的能量产生增益通常低于10％。如果太阳能模块以陡峭的倾斜角度(即>30°)倾斜，则竖直单轴线追踪器可以实现更高的能量增益，但是这种构造是非常不希望的，因为风阻系数显著地增加，并且为了避免交叉遮挡损失，需要模块的行之间的大的分离距离。
事实上，现有技术未能提出一种易于安装的产品，所述产品具有足够的成本效益，以使公用事业规模的浮动式追踪太阳能系统比以固定的角度安装于支撑太阳能模块的基本浮动器上的浮动式太阳能装置更具竞争力。
因此，本发明的目的是经由解决现有技术的设计的许多限制的示例性浮动式追踪器设计进一步降低浮动式光伏太阳能装置的制造、运输、安装以及维护成本。
发明内容
为此，本发明主要提出一种浮动式光伏太阳追踪器系统，所述系统使材料的使用最小化，减少运输体积，简化现场组装，提供一种几何构造，所述几何构造具有用于对太阳能模块执行维护操作的简单的通路路径，并且能够沿着更优化的追踪轨迹定向所述太阳能模块，以便提高能量生产并且提高浮动式太阳能装置的竞争力。
根据这些目的，本发明的一个目的主要是提出一种浮动式太阳追踪器组件、在下文中也被称为太阳追踪器浮动组件，所述组件沿着主纵向旋转轴线延伸并且包括至少一个浮动管元件，所述至少一个浮动管元件沿着和/或平行于所述主轴线延伸并且具有至少一个内部空腔；光伏太阳能模块的至少一个阵列，所述光伏太阳能模块的至少一个阵列相对于所述主纵向轴线以一定角度定向并且刚性地连接至所述支撑追踪器组件；以及
控制系统，所述控制系统包括泵送装置和电子控制器，所述电子控制器被布置成控制所述泵送装置在所述内部空腔内部注射或抽取水和/或空气，以便使所述浮动式追踪器组件围绕所述主轴线在最大向右定向位置与最大向左定向位置之间旋转。
所谓最大向右定向位置或最大向左定向位置，应当理解为所述光伏太阳能模块的阵列的顶部周边在所述定向位置的右侧或左侧高于包含所述主轴线的水平平面的定向，所述定向位置也被称为最大基点定向位置(亦即，例如东/西或北/南)。
换句话说，所述控制系统(包含运动的启动器)被布置成使所述浮动式追踪器组件的阵列沿着所述浮动式追踪器组件的主轴线旋转，并且在位于水平平面附近或下方的低倾斜角度位置与位于所述水平平面上方的高角度位置之间调节所述光伏太阳能模块的阵列的角度。
在一些有利的实施例中，还提出和/或进一步提出一种包含一个或多个以下特征的太阳追踪器浮动组件：
-所述主轴线沿着东/西方向定向；
-所述主轴线沿着南/北方向定向；
-所述光伏太阳能模块的相对于所述主轴线的角度<20°；
-所述光伏太阳能模块的相对于所述主轴线的角度等于0°；
-所述组件包括沿着所述主轴线对称地且纵向地设置的多个管元件；
-所述组件包括由两个平行管元件构成的两个平行平面，所述平面刚性地连接在一起，并且所述平行管元件沿着所述主轴线对称地设置并且相对于另一个平面的管元件偏置；
-所述组件包括一个下部管元件以及相对于所述主轴线对称地设置的两个上部平行管元件；
-所述下部管元件经由两个不对称的横向部件刚性地连接至所述上部平行管元件，所述横向部件在它们各自的上部周边上相对于水平平面以倾斜角度支撑所述阵列；
-所述管元件为部分地或完全地中空的管，所述中空的管具有至少一个内部空腔以由水和/或空气填充或清空，用以在所述最大位置之间围绕所述主轴线旋转；
-所述浮动管元件包括围绕所述主轴线径向地(和/或规则地)设置的多个(例如三个)空腔，以由水和/或空气填充或清空，用以在所述最大位置之间围绕所述主轴线旋转；
-所述光伏太阳能模块的阵列包括串联的四个光伏太阳能模块；
-所述管元件为部分地或完全地中空的管，所述中空的管具有至少一个内部空腔以由水和/或空气填充或清空并且包括用于使所述浮动式追踪器组件不可潜入水中的额外的浮动结构；
-额外的浮动结构包括设置于相对应的所述管元件的内部环形芯中的浮动元件；
-额外的浮动结构包括具有球形形状或等效形状的多个中空的浮动容器，例如，对于具有例如4或5米的长度的管元件，则具有二十至三十个容器；
-每个浮动管元件部分地填充有一个或多个空气填充的容器或其它有浮力的材料；
-在浮动于水上的位置中，所述组件被构造成使它的一些空腔在正常情况下位于水面之下，其中所述空腔被通过重力自然地填充以水；
-所述组件包括用于将水推出所述空腔中的至少一些的气泵；
-所述主轴线沿着东/西方向定向，并且所述控制系统在所述内部空腔内部注射或抽取水，以便使所述浮动式追踪器组件沿着它的主轴线旋转并且在朝向南或北的最小倾斜角度位置与最大倾斜角度位置之间调节所述光伏太阳能模块的阵列的倾斜角度；
-所述组件进一步包括用于预加热水以填充所述空腔的加热系统；
-所述控制系统被布置成在一天中计算太阳的位置，并且调节所述管元件的每个空腔内部注射或抽取的水的体积，以便将所述太阳能模块朝向太阳定向；
-每个浮动管元件包括外表面、环形芯以及内表面，所述环形芯由轻质材料制成，比如聚苯乙烯或聚氨酯泡沫，和/或填充有空气填充的圆柱形罐或球或者其它有浮力的材料。
有利地，本发明的另一个目的是提供一种浮动式追踪器系统，所述浮动式追踪器系统包括多个如上所述的太阳追踪器浮动组件。
有利地，所述系统包括以下元件：
长形的浮动组件的平行列的线性阵列，所述长形的浮动组件沿着它们的主轴线旋转，所述主轴线平行于水面沿着南北方向定向，
每个浮动组件支撑以小(即<20°)倾斜角度定向的光伏太阳能模块的阵列，
每个浮动组件包括具有一个或多个内部空腔的一个或多个管元件，
控制系统，所述控制系统包括一组泵和电子控制器，所述电子控制器控制注射于所述浮动管的不同的内部空腔内部的水和/或空气的体积，以便调节每列浮动组件的沿着它们各自的主轴线的旋转角度。
在有利的实施例中，所述系统根据以下特征中的任何一个：
-所述系统包括多个如上所述的太阳追踪器浮动组件，其中所述系统包括将被锚定于地面上的锚定装置；
-每个所述太阳追踪器浮动组件纵向地连接至相邻的一个；
-所述系统进一步包括安全系统，所述安全系统用于自动地填充或清空所述管元件，以便在下雪的情况下朝向东或西提供45°或更大的旋转角度，和/或在大风的情况下提供返回至水平位置(0°)的旋转角度；
-所述系统进一步包括安全系统，所述安全系统用于以对称的方式自动地填充所述管元件的空腔，以便在大风的情况下将所述浮动组件部分地沉没至水中并且降低所述浮动组件的风阻系数；
-每个浮动管与至少另一个浮动管在它们的下部部分中串联地连接至水管线；
-每个浮动管与其它浮动管在它们的上部部分中串联地连接至空气管线。
附图说明
通过结合附图阅读以下概述的和详细的描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得显而易见，其中：
图1A和1B示出根据本发明的一个实施例的浮动式太阳追踪器浮动组件的三维视图，所述浮动式太阳追踪器浮动组件被布置成用于支撑4个太阳能模块的阵列。
图2A和2B示出在所述主轴线的右侧或左侧的最大向右定向位置或最大向左定向位置，也被称为最大基点定向位置，亦即针对图2A的东/西以及针对图2B的北/南。
图3A、3B和3C示出本发明的太阳追踪器浮动组件的不同的实施例的长形的管状浮动元件的二维剖视图，所述管状浮动元件在下文中也由浮动管元件表示，所述管状浮动元件部分地填充有水。
图3D示出本发明的太阳追踪器浮动组件的长形的管状浮动元件的端盖的二维侧视图。
图4A、4B和4C示出本发明的太阳追踪器浮动组件的另一个实施例的阵列的二维剖视图，所述太阳追踪器浮动组件围绕它们的主轴线以不同的角度旋转。
图5示出根据本发明的实施例的太阳追踪器浮动组件的行的三维视图，所述太阳追踪器浮动组件围绕它们的主轴线以不同的角度旋转。
图6A和6B示出用于将根据本发明的太阳追踪器浮动组件的阵列锚定于水体中的基座解决方案的实施例的顶视图和侧视图。
图7示出本发明的浮动式太阳追踪器系统的控制系统的实施例的示意图。
图8示出本发明的另一个实施例的侧视图，所述实施例具有两个上部管元件和一个完全地浸没的下部管元件。
具体实施方式
本发明本质上提供一种浮动式光伏太阳追踪器系统，所述系统使材料的使用最小化，减少运输体积，简化现场组装，提供一种几何构造，所述几何构造具有用于执行维护操作的简单的通路路径，并且能够沿着更优化的追踪轨迹定向所述太阳能模块，以便实现更高的能量生产并且提高浮动式太阳能装置的竞争力。
图1A和1B示出根据本发明的一个实施例的浮动式太阳追踪器浮动组件的三维视图，所述浮动式太阳追踪器浮动组件被布置成用于支撑4个太阳能模块的阵列。太阳追踪器浮动组件1000的该实施例包括与5个框架组件200可操作地连接在一起的4个中空管元件101-104。
在本发明的该优选实施例中，4个光伏太阳能模块300的阵列使用模块支撑支架210可操作地连接至框架组件，所述模块支撑支架被设计成朝向南或北以倾斜角度保持太阳能模块300。在北半球，太阳能模块朝向南倾斜并且在南半球太阳能模块朝向北倾斜。
在本发明的优选实施例中，太阳能模块的倾斜角度小于20°，以便使风阻系数最小化。在本发明的替代实施例中，每个浮动式太阳追踪器浮动组件可以配备有不同数量(N)的太阳能模块300。在这些替代实施例中，N+1个框架组件200用于支撑N个太阳能模块300。追踪器浮动组件1000和中空管元件101-104的主轴线沿着南北方向定向。
在本发明的优选实施例中，中空管元件101-104具有圆柱形形状。在本发明的其它实施例中，中空管可以具有不同的横截面形状，比如正方形、矩形、六边形或任何封闭形状的多边形轮廓。中空管元件101-104使用结构胶或标准机械紧固件(比如螺栓、铆钉、螺钉或带)可操作地连接至框架组件200。模块支撑支架210使用结构胶或标准机械紧固件(比如螺栓、铆钉或螺钉)可操作地连接至每个框架组件200。
图2A和2B立体地示出浮动式追踪器组件的沿着它的主轴线的旋转，更准确地，示出由两个上部浮动管元件101和104(在图1的实施例的情况下)形成的总平面P的旋转，所述旋转在主轴线向南/北定向的情况下(图2A)朝向东或朝向西，或者在主轴线向西或东定向的情况下(图2B)朝向北或南。
图3A、3B和3C示出本发明的太阳追踪器浮动组件的实施例的长形的圆柱形管浮动元件的剖视图，所述管浮动元件包括部分地填充有水140的内部空腔。内部空腔113的未被水140填充的剩余的体积由直接注射的或者由通过用水填充管元件的空腔而排出的空气填充。
在本发明的一个实施例中，每个管浮动元件包括外表面110、环形芯111以及内表面112。
环形芯111可以使用轻质材料制造，比如膨胀聚苯乙烯或聚氨酯泡沫。
在本发明的另一个实施例中，可以使用空气填充的圆柱形罐或球114来部分地或完全地填充环形芯111。环形芯111的外表面110可以用抗刮层加强，比如橡胶层、硬塑料壳或薄金属片。环形芯111的内表面112可以用防水层保护，比如橡胶、塑料膜或薄金属片。
图3C为带有外表面110的浮动式圆柱形管元件的另一个实施例的横截面，所述浮动式圆柱形管元件具有内部空腔113，所述内部空腔包含浮动于存在于所述管元件的内部中的内部水140上的多个容器115，例如球形罐，每个所述罐具有的横截面的尺寸例如包括于管元件的横截面的1/2与9/10之间。
更准确地，浮动容器可以具有球形、椭圆形或等效形状。
在本发明的一个优选实施例中，可以将20至30个浮动容器115插入于长度为5米的管元件内部，以便确保在一些浮动容器115被穿孔的情况下将保存最小浮力。内部空腔113的未被水140填充的剩余体积由直接注射的或者由通过用水填充管元件的空腔而排出的空气填充。
另一个实施例使用(另外和/或替代地)空气管线来将来自不同的浮动组件的多个浮动管元件通过它们的端盖空气管线连接器(例如在所述端盖的上部部分中)串联地互连。
每个浮动管的两端由在图3D中示出的端盖120封闭。每个端盖120可以包括位于端盖的上侧上的通气孔或空气管线连接器121。
如果管元件包括环形芯，则空气管线连接器121和水管线连接器122分别紧靠浮动管元件的环形芯的内表面112的周边下方和上方。短的水管线被用于将来自不同的浮动组件的多个浮动管(或浮动管元件)通过它们的端盖水管线连接器122串联地互连。
另一个实施例使用(另外和/或替代地)空气管线来将来自不同的浮动组件的多个浮动管元件通过它们的端盖空气管线连接器121(例如在所述端盖的上部部分中)串联地互连。
图1A中所示的本发明的太阳追踪器浮动组件1000的优选实施例包括4个中空管元件101-104。在本发明的其它实施例中，太阳追踪器浮动组件可以包括不同数量的管，其中最少具有2个中空管元件或者具有最少具有2个内部空腔的1个中空管元件(也参见下文的图8)。
图4示出本发明的太阳追踪器浮动组件的另一个实施例的阵列的二维侧视图，所述太阳追踪器浮动组件围绕它们各自的主轴线以不同的角度旋转。在本发明的该替代实施例中，每个太阳追踪器浮动组件包括一个具有3个内部空腔115、116和117的中空管元件100。
图5示出本发明的一个实施例的太阳追踪器浮动组件的阵列的三维视图，所述太阳追踪器浮动组件围绕它们的主轴线(在这里南/北轴线)以不同的角度旋转。
将位于每个追踪器浮动组件的西侧的中空管元件排空(填充以空气)并且将位于每个追踪器浮动组件的东侧的中空管元件部分地填充以水，以便将太阳能模块朝向东方向定向。
以相反的方式，将位于每个追踪器浮动组件的东侧的中空管元件排空(填充以空气)并且将位于每个追踪器浮动组件的西侧的中空管元件部分地填充以水，以便将太阳能模块朝向西方向定向。在一天中，连续地调节注射于每个中空管元件中的水的体积，以便将太阳能模块朝向太阳定向。
在本发明的优选实施例中，追踪器浮动组件被设计成以-45°至+45°的角度旋转范围追踪太阳。在本发明的其它实施例中，所述角度旋转范围可以扩展至-60°至+60°的范围，或者在本发明的不太优选的实施例中，减小至-30°至+30°的范围。
图6A和6B示出用于将本发明的太阳追踪器浮动组件1000的阵列锚定于水体中的基座解决方案的实施例的顶视图和侧视图。在本发明的优选实施例中，浮动组件1000机械地连接至线性阵列的水平缆绳510。
在本发明的优选实施例中，水平缆绳510定位于水面下至少0.5m的深度处，以便在浮动组件的列之间提供畅通的服务路径。在这种构造中，短的竖直缆绳或链条511用于将浮动组件1000机械地连接至水平缆绳510。利用这种构造，可以使用小型机动服务船容易地执行维护操作，比如更换有缺陷的太阳能模块。为了减少大型太阳能装置所需的水平缆绳的数量，一个或多个浮动组件可以沿着南北方向以串联方式机械地连接在一起，因此仅仅它们的上端和下端机械地连接至水平缆绳510。每个水平缆绳510的东侧和西侧机械地连接至竖直缆绳520。
一对水平缆绳510和竖直缆绳520形成追踪器浮动组件的块，所述水平缆绳和竖直缆绳用锚定缆绳540固定，所述锚定缆绳附接至安装于岸边或水体700的底部处的多个固定的基座550中的一个。打入土壤710中的地锚或压载块可以被用作固定的基座550。浮标530可以添加于水平缆绳510的端部处，以便补偿由将水平缆绳510和竖直缆绳520连接至基座550的锚定缆绳540引起的竖直力。锚定缆绳540可以配备有张紧装置，以便适应水的高度变化。
图7示出本发明的浮动式太阳追踪器系统的控制系统600的实施例的示意图。控制系统包括一组初级泵610和阀621和622、631和632，它们通过水管线602连接至浮动组件1000的不同的管。
控制系统600可以安装于岸边以便于维护操作。连接至浮动组件的管的水管线603应当是隔热的，并且优选地布设于地面上的沟槽内，然后布设于水面以下，以便保护它们不被冻结。为了提高系统的整体可靠性，多个初级水泵610可以并联连接以便提供一些冗余。
可以使用一对四通阀621和622或者在替代实施例中使用两个沿相反方向连接的水泵来反转水流方向。在最后这种构造中，应当与每个水泵串联地添加单向阀，以防止通过以相反方向连接的另一个泵发生回流。
水的填充或水的清空也可以通过经由适当的回路(例如一组空气泵)注射或抽取空气来实现，水被通过重力引入或通过气压推出。
对于长时间暴露在冰下的场所上的装置，控制系统可以配备有可选的加热系统，所述加热系统可以被用来预加热注射于浮动组件的管内部的水。位于大型水体的表面下几米的深度处的水永远不会结冰，并且因此深水中所包含的热量可以被回收以预加热注射于浮动组件的管内部的水。在本发明的一个优选实施例中，所述系统包括初级水注射回路，所述初级水注射回路与次级预加热回路液压地隔离。
在这种构造中，一个或多个次级水泵640被构造成从水体泵送深水。深水的热量通过热交换器642传递至初级注射回路。对于长时间暴露在冰下的非常冷的场所，热交换器642可以由水对水热泵系统代替，以便进一步提高注射于浮动组件的管内部的水的温度。
深水供应端口可以配备有粗过滤器644，并且更细的过滤器可以安装于水泵的输入侧上。在本发明的另一个实施例中，初级注射回路可以被构造成闭环系统，其中初级泵(一个或多个)直接地连接至深水供应端口。在本发明的又一个实施例中，水储存器642可以被用来部分地将初级注射回路与次级预加热回路隔离。
在最后这种构造中，不需要热交换器，因为水储存器充当混合瓶和沉淀罐。在本发明的所有实施例中，控制系统包括以自动方式控制水泵和阀的电子控制系统601。
电子控制系统601在一天中计算太阳的位置，并且调节注射于浮动组件的每个管内部的水的体积，以便将太阳能模块朝向太阳定向。在本发明的一个优选实施例中，控制系统601使用开环算法来根据系统动力学传递函数调节注射于浮动组件的管内部的水的体积。
流量传感器可以安装于水管线上，以测量注射于每个管内部或从每个管排空的水的体积。在本发明的另一个实施例中，倾斜传感器可以安装至浮动组件上，以便测量旋转角度并且以闭环控制构造操作电子控制系统601。
在本发明的又一个实施例中，浮动组件的管的内部空腔可以被构造成通常位于水面之下，并且因此通过重力自然地填充以水。
图8示出本发明的这样的实施例的示例。在该示例中，两个上部管元件101和104浮动于水体700上方，并且下部管元件102完全地浸没于水中。
对于本发明的这个实施例，控制系统可以配备有气泵而不是水泵，以便用空气填充浮动组件的管并且将水推出。
在图8中所示的示例中，当下部管元件102被部分地或完全地填充以空气时，随着下部管元件102的浮力增加，浮动组件朝向南方向旋转。在本发明的这样的实施例中，短的端部敞开的管可以连接至水管线连接器122，水管线连接器位于浮动管的管端盖的底部处。当控制系统调节管内部空腔内部的空气的压力时，这些端部敞开的管使水能够进入和离开浮动管。
在本发明的优选实施例中，控制系统连接至温度传感器，以监测外部空气温度和水的表面温度。当这些测得的温度低于预定阈值时，控制系统启动特殊的冰缓解操作模式，以便防止在水管线中以及在浮动组件的管的内部空腔中形成冰。
在图1A中所示的示例性浮动设计的具体情况下，可以使用以下冰缓解操作模式：步骤1)清空顶部的2个管，步骤2)启动预加热系统，步骤3)将持续预加热的水泵送至浮动组件的底部的2个管中。使用类似的方法，可以根据每个浮动组件中使用的管的数量容易地适用这种冰缓解操作模式。
在本发明的又一个实施例中，控制系统还可以启动不同的操作模式，以便从太阳能模块的表面机械地排空雪。控制系统可以配备有雪传感器，或者它可以从操作员或外部服务器接收命令来启动这种特殊的雪管理模式。
当这种特殊的雪管理模式有效时，控制系统可以快速地使浮动组件旋转至它们的极限(左或右)角度旋转极限。当太阳能模块以超过～30°的角度倾斜时，厚厚的雪层通常在重力作用下自然地落下。这种特殊的雪管理模式独特地使得本发明的浮动式太阳能系统能够安全地安装于暴露至降雪的水体上。
在本发明的优选实施例中，控制系统连接至风传感器仪器，并且当测得的风速超过限定的阈值时，浮动组件运动至0度旋转角度位置(沿着东西方向为水平的)。
为了进一步提高系统对极限风的抵抗力，浮动组件的一些或所有管可以以对称方式部分地或完全地填充以水。在这种特定的构造中，浮动组件维持于0度旋转角度位置中并且部分地沉没至水中，这使它们的风阻系数降低并且限制由系统锚定线传递至基座的力。
在本发明的又一个实施例中，控制系统可以配备有另一种特殊的操作模式，以完全地填充浮动组件的所有管，然后使泵停止。这种特殊的操作模式可以被用于比如水保持储存器的场所上的装置。当水保持储存器为空的时，可以启动这种特殊的操作模式以将浮动组件压载于地面上并且继续在固定的位置中操作所述装置。
图8示出根据本发明的另一个实施例的浮动式追踪器浮动组件的侧视图，所述浮动式追踪器浮动组件被布置成支撑光伏太阳能模块300的阵列。其包括三个中空管元件、亦即两个上部管元件101和104(形成总平面P)和一个下部管元件102。管元件101、102和104通过N+1个框架组件200连接在一起，所述框架组件具有不对称(相对于主轴线)形式以便以倾斜角度α保持太阳能模块，例如具有大致“V”形角形状，上部管例如固定至分支，对于一个上部管(101)，在“V”形的第一分支的中间外部部分处，并且对于另一个上部管(104)，在“V”形的第二分支的末端部分处。由于相对于中心点M不对称，并且例如当下部管填充有空气时，力F的压力生成旋转(图中的箭头)并且因此生成光伏面板300的倾斜度的变化。
已经参考各种特定的和优选的实施例和技术描述了本发明。然而，应当理解的是，在本发明的精神和范围内，可以进行变化和修改。本发明不受所公开的实施例的限制，包含附图中所示出的或说明书中所举例说明的任何实施例，这些实施例被作为示例或示例说明给出，而不是限制性的。本发明的范围将仅仅由权利要求限定。
Claims (19)
1.一种太阳追踪器浮动组件，所述太阳追踪器浮动组件沿着主纵向旋转轴线延伸并且包括至少一个浮动管元件，所述至少一个浮动管元件沿着和/或平行于所述主轴线延伸并且具有至少一个内部空腔；
光伏太阳能模块的至少一个阵列，所述光伏太阳能模块的至少一个阵列相对于所述主纵向轴线以一定角度定向并且刚性地连接至所述支撑追踪器组件；以及
控制系统，所述控制系统包括泵送装置和电子控制器，所述电子控制器被布置成控制所述泵送装置以在所述内部空腔内部注射或抽取水和/或空气，以便使所述浮动式追踪器组件围绕所述主轴线在最大向右定向位置与最大向左定向位置之间旋转。
2.根据权利要求1所述的太阳追踪器浮动组件，其特征在于，所述光伏太阳能模块的相对于所述主轴线的角度小于20°。
3.根据权利要求1所述的浮动式太阳追踪器浮动组件，其特征在于，所述光伏太阳能模块的相对于所述主轴线的角度等于0°。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的太阳追踪器浮动组件，其特征在于，所述太阳追踪器浮动组件包括沿着所述主轴线对称地且纵向地设置的多个管元件。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述组件包括由两个平行管元件构成的两个平行平面，所述平面刚性地连接在一起，并且所述平行管元件沿着所述主轴线对称地设置并且相对于另一个平面的管元件偏置。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，所述管元件中的一些为部分地或完全地中空的管，所述管具有至少一个内部空腔以由水和/或空气填充或清空，用以在所述最大位置之间围绕所述主轴线旋转。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述浮动管元件包括围绕所述主轴线径向地设置的多个空腔，以由水和/或空气填充或清空，用以在所述最大位置之间围绕所述主轴线旋转。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，在浮动于水上的位置中，所述组件被构造成使它的一些空腔在正常情况下位于水面之下，其中所述空腔被通过重力自然地填充以水。
9.根据前述权利要求1至8中的任一项所述的组件，其特征在于，所述组件包括用于将水推出所述空腔中的至少一些的气泵。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，所述组件进一步包括用于预加热水以填充所述空腔的加热系统。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，所述控制系统被布置成在一天中计算太阳的位置，并且调节所述管元件的每个空腔内部注射或抽取的水的体积，以便将太阳能模块朝向太阳定向。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，每个浮动管元件包括外表面、环形芯以及内表面，所述环形芯由轻质材料制成，比如聚苯乙烯或聚氨酯泡沫，和/或填充有空气填充的圆柱形罐或球或者其它有浮力的材料。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其特征在于，每个浮动管元件部分地填充有一个或多个空气填充的容器或其它有浮力的材料。
14.一种浮动式太阳追踪器系统，包括多个根据前述权利要求中的任一项所述的太阳追踪器浮动组件，其特征在于，所述浮动式太阳追踪器系统包括将被锚定于地面上的锚定装置。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，每个所述太阳追踪器浮动组件纵向地连接至相邻的一个太阳追踪器浮动组件。
16.根据前述权利要求14和15中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括安全系统，所述安全系统用于自动地填充或清空所述管元件，以便在下雪的情况下朝向右或左提供45°或更大的旋转角度，和/或在大风的情况下提供返回至水平位置(0°)的旋转角度。
17.根据前述权利要求14和16中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括安全系统，所述安全系统用于以对称的方式自动地填充所述管元件的内部空腔，以便在大风的情况下将所述浮动组件部分地沉没至水中并且降低所述浮动组件的风阻系数。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的浮动式太阳追踪器系统，其特征在于，每个浮动管与所述浮动管中的至少另一个在它们的下部部分中串联地连接至水管线。
19.根据权利要求14至17中的任一项所述的浮动式太阳追踪器系统，其特征在于，每个浮动管与其它浮动管在它们的上部部分中串联地连接至空气管线。
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