JP2002542615A - ソーラ・コレクタおよびトラッカ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカは、平坦な矩形ソーラ・パネル（３４）のアレイを支持する少なくとも１つの南北方向に向けられたトーション管（３２）を有する。地面に支持された少なくとも１つのピアー（３６）が、トーション管（３２）がジャーナル接続されたピボット部材（４０）を有する。リニア・アクチュエータ（４２）が、ピアー・フーティングから離されたフーティング（４５）に取り付けられ、ピアーから離れた距離で地面に支持された本体部分を有し、トーション管上のトルク・アーム（４６）に結合されたロッド（４４）を有する。アクチュエータ（４２）は、水平方向でも垂直方向でもよい。トーション管は、ほぼ矩形の断面のものである。トーション管は、端と端が接合された複数の部分品（１３２、１３３）で構成することができる。そのような事例において、部分品のうちの１つは、連続する次の部分品の一端にはめ込んで部分品間に堅く確実な結合を構成するようにスエージ加工された一端を有することができる。ピボット部材（４０）は、円筒状のジャーナル（９０）内で矩形トーション管の各側面に４つのプラスチック樹脂インサート（９６）を有することができる。水平駆動装置を使用して、複数の列のトルク・アーム（４６）を接続する連結機構（６８）でソーラ・パネルの複数の列を駆動することができる。連結機構（６８）は、平坦でない地形での使用を可能にする互いに連接された一連の剛性連結部材を含む。管状部材の中に配線を隠すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ソーラ・エネルギーの収集に関し、詳細には、ソーラ・パネルの多
数の列を駆動して地面に対する太陽の動きを追跡するための機構に関する。本発
明は、より詳細には、ソーラ・パネルの列のグループまたはアレイを揺動または
回転させるトラッカ機構の効率および信頼性の改善を対象とする。本発明は、パ
ネルが電力を生成する光電池アレイであるソーラ・コレクタに適用されるが、こ
の同じ原理を、たとえば太陽熱暖房の機構にも適用することができる。

【０００２】 光起電力アレイは、現場電力システムとして、遠隔地または無人地の電源、携
帯電話交換局の電源、村落の電源などのを含む様々な目的に使用される。そのよ
うなアレイは、数キロワットから百キロワットの能力を有することができ、一日
のかなりの部分日光にさらされる適度に平らな領域の場所ならどこでも取り付け
ることができる。

【０００３】 一般に、このようなシステムは、軸としてはたらくトルク管上に支持された列
の形の光起電力パネルを有する。トラッカ駆動システムは、パネルをできるだけ
日光に対して直角に維持するために、その列を回転または揺動させる。通常、列
は、その軸が南北方向に向けられて配列され、トラッカは、パネルの列を、一日
中、午前中の東向き方向から午後の西向き方向に少しずつ回転させる。パネルの
列は、次の日のために東向きに戻される。

【０００４】 このタイプの１つのソーラ・コレクタ機構は、Ｂａｒｋｅｒらの米国特許第５
，２２８，９２４号に示されている。そこで、各パネル列は、複数の支持ピアー
上に支持された水平ピボット・シャフトに取り付けられ、このピボット・シャフ
トは、支持ピアーにジャーナル接続されている。駆動機構が、ピアーのうちの１
つに取り付けられ、シャフトからずれた位置でソーラ・パネルを押す。この場合
、駆動機構は、ねじ型であり、駆動モータが回転するとき、シャフトが伸縮して
パネル列を一方向または他方向に回転させる。この構成において、各パネル列は
、それぞれ自体の駆動機構を有し、したがってそれらの駆動機構はすべて、一緒
に太陽を追跡するように同期されなければならない。ピアー取付け駆動機構の場
合、１つの駆動機構を使用してソーラ・パネルの複数の列を動かすことは困難か
または不可能である。

【０００５】 この構成、すなわちピアー取付け駆動機構の場合の１つの問題は、風やその他
の天候現象によって生じる可能性のある大きなトルク負荷に対処することが難し
いことである。このために、駆動機構およびピアーの取付け部品がかなり複雑に
なる。さらに、ピアー自体は、取り付けられた基礎に駆動力を伝えるために強化
されなければならない。ピアーは、また、ピラー取付け駆動機構から課される曲
げ負荷を受ける。ピボット・シャフトと駆動機構が両方ともピアーに取り付けら
れているため、大きいトルク・アームまたはレバー・アームに対応することがで
きず、これにより、駆動機構に大きな負荷率が課される。

【０００６】 このタイプの従来のトラッカは、一般に、ピアー間にまたがるビームとして角
形の鋼管を使用しており、これは、風で生じた負荷がある場合に、この形状が、
パネルと駆動機構の間のねじり負荷をより良く伝えるためである。しかしながら
、角形のトルク管またはビームの連続部分を接合するために、特別なコネクタが
必要であり、これは、構造の複雑さとコストを高める。また、パネルの重量およ
び風負荷のため、またトルク管の熱膨張のため、そのような角形トルク管は、支
持ピアー内のジャーナル接続されている場所で、回転方向、半径方向および軸方
向のどれにも対応しなければならない。時間の経過と共に、トルク管とジャーナ
ル間の金属間接触は、腐食防止仕上げ材を破壊する。しかしながら、従来のトラ
ッカ・システムの軸受またはピボット・ジャーナルは、そのような問題に対処し
ていない。

【０００７】 したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を回避するソーラ・トラッカ機
構を提供することである。

【０００８】 もう１つの目的は、機械的応力の問題に取り組み、ソーラ追跡における風の負
荷と高いトルクに適応するソーラ・トラッカ機構を提供することである。

【０００９】 さらに他の目的は、１つのアクチュエータを使用して複数のソーラ・パネル列
を制御する太陽追跡機構を提供することである。

【００１０】 本発明の態様によれば、ソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構は
、ソーラ・パネルの少なくとも１つの列と関連付けられたトラッカを有する。南
北方向のトーション管が、南北軸を定義し、平らな矩形ソーラ・パネルのアレイ
が、トーション管の両側にほぼ平衡のとれた形で取り付けられる。少なくとも１
つのピアーがあり、そのフーティングは、地面に支持されている。フーティング
の上のピアーにピボット部材が取り付けられ、トーション管は、このピボット部
材内でジャーナル接続される。これにより、ソーラ・パネルのアレイを南北軸上
で動揺させて、地面に対する太陽の動きを追跡することができる。トルク・アー
ム部材が、トーション管上に取り付けられ、南北軸からずれたアイ部分を有する
。リニア・アクチュエータが、ピアーから離されたフーティング上に取り付けら
れ、かつピアーから離れた距離で地面に支持された本体部分を有する。ロッドが
、本体部分から延在し、トルク・アーム部材のアイ部分に結合された遠端を有す
る。１つの実施形態において、アクチュエータは、垂直方向に向けられ、前記ロ
ッドは、本体部分からトルク・アーム部材のアイ部分までほぼ垂直方向に延在す
る。他の実施形態において、アクチュエータは、水平方向に向けられ、ロッドは
、本体部分からトルク・アーム部材のアイ部分までほぼ水平方向に延在する。こ
の事例では、トルク・アーム部材を、ソーラ・パネルの平面とほぼ直角に向ける
ことができる。

【００１１】 好ましい実施形態において、トルク管は、ほぼ角形の断面である。トーション
管は、端と端が接合された複数の部分品で構成することができる。そのような事
例において、部分品のうちの１つは、連続する次の部分品の端部内に堅くはまっ
て部分品間に堅い確実な結合を構成するようにスエージ加工された一端を有する
ことができる。

【００１２】 ピボット部材は、外側の円筒形ジャーナルと、その円筒形ジャーナル内の矩形
断面トルク管の各面上に配置された４つのインサートとで構成された軸受を含む
ことが好ましい。このインサートは、潤滑充てん剤を含むプラスチック樹脂から
形成することができる。この機構は、天候現象に耐え、ソーラ・パネルに予想さ
れる高い負荷に耐えることができる。

【００１３】 本発明のもう１つの態様によるソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ
機構は、複数の平行なソーラ・パネル列を使用し、各列は、南北方向のトーショ
ン管と、関連したトーション管の両側に沿ってほぼ平衡のとれた形で取り付けら
れた平らでほぼ矩形のソーラ・パネルのアレイとを含む。各ソーラ・パネル列ご
とに、地面（または、それと等価な基礎）に支持されたフーティングを有する少
なくとも１つのピアーと、関連トーション管がジャーナル接続されたフーティン
グの上でピアーに取り付けられたピボット部材とがある。複数のソーラ・パネル
列が、太陽の動きを追跡するために南北軸上で一緒に揺動または傾斜される。そ
れぞれのトルク・アーム部材は、各トーション管上に支持され、それぞれが、ソ
ーラ・パネルの平面に対してほぼ直角に南北軸からずらされたアイ部分を有する
。トラッカ駆動機構は、複数の列をすべて動かす。好ましい実施形態において、
このトラッカ駆動機構は、地面に支持されたフーティングに取り付けられた本体
と、本体からほぼ水平方向に延在するロッドとを含むリニア・アクチュエータを
含む。結合機構は、ロッドを、列のうちの最初の列のトルク・アーム部材のアイ
部分に結合する。次に、剛性結合機構が、最初の列のトルク・アーム部材から前
記列のうちの他の列のトルク・アーム部材までほぼ水平方向に延在する。剛性結
合機構は、互いと各ソーラ・パネル列のトルク・アーム部材とに連接された一連
の剛性結合部材を含むことが好ましい。関節式連結部材は、ソーラ・トラッカを
平坦でない地形で使用することを可能にし、さらにトラッカ駆動を１つしか必要
としない。

【００１４】 関節式連結機構、トーション管およびトルク・アームは、電気配線を通すため
の導管としてはたらき、掘削と導管埋設のコストを削減することができる。

【００１５】 レバー・アームまたはトルク・アームを長くすると、駆動装置機構が吸収でき
るトルクが大きくなる。駆動装置機構をピアーからずらすことによって、負荷が
地面に伝えられ、従来技術の機構において普通であったようなピアー上の曲げ力
が生成されない。地面に接続された駆動機構は、駆動機構の幾何学的配置を最適
化し、駆動力を最小にする。また、この機構は、より経済的で、導入と維持がよ
り単純である。一方、従来のピアー接続駆動装置は、駆動機構自体とピアー取付
け部品の両方が機械的にもっと複雑である。従来のピアーは、駆動力を基礎に伝
えるためにより頑丈でなければならず、また、ピアー取付け駆動機構から課され
る曲げ負荷に耐えなければならない。地面接続駆動機構によって可能なほど長い
駆動機構に対応することはできず、したがって、レバー・アームは、本発明によ
るものよりも短く、はるかに大きい線形力を必要とする。一方、本発明において
、駆動負荷は、基礎に直接伝えられ、地面により効率的に伝えられる。本発明の
駆動機構は、ピアーに大きな曲げ負荷を課さない。駆動機構は、大きいトルク・
アームに対応しかつ駆動機構の効果を最大にするために、さらに長く地面に完全
に届いてもよい。駆動機構は、長いトルク・アームを使用することによって最適
化されるため、駆動機構は、従来技術で対応することができるより長いストロー
ク（とより小さい線形力）で構成することができる。

【００１６】 従来技術のトーション管継手は、通常、ピアーにおいて２つの角形トーション
管を接合し、この２つの角形管は両方とも、より大きい角形スリーブ継手に差し
込まれる。スリーブは、通常、ジャーナル内に位置決めされ、一般にそれ自体、
軸受としてはたらく。しかしながら、本発明の機構、すなわちトーション管のス
エージ管端の場合は、各トルク管の一端が、次のトルク管の開いた端部にしっか
りとはまる。これにより、スリーブをさらに作成する必要がなくなり、隣り合っ
たトーション管の間の接続がより緊密になる。また、部分品間の接合の位置をピ
アーと正確に合わせる必要がない。

【００１７】 角形トーション管の側面に４つの軸受パッドが配置された本発明の軸受機構は
、腐食防止仕上げ材を破壊する可能性がある鋼間摺動接触を回避する。また、こ
の機構は、トーション管のある程度の軸方向の動きを許容し、極端な天候による
鋼トルク管の伸縮に対応することを可能にする。軸受材料自体、すなわち高密度
ポリエチレンまたはポリプロピレンは、潤滑剤とカーボン・ブラックなどのＵＶ
抑制剤を注入されてもよく、現場での寿命を長くする。そのような分けられた軸
受パッドは、容易かつ低コストで製造することができる。

【００１８】 本発明の以上ならびに多くの他の目的、特徴および利点は、添付図面に関連し
て検討される選択された好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろ
う。

【００１９】 図面を参照し、最初に図１Ａ〜図１Ｃを参照し、従来技術によるソーラ・トラ
ッカ・アレイ１０を、ここでは北の側面から示す。トルク管１２は、南北方向の
軸としてはたらき、ソーラ・パネル列１４が、管１２に取り付けられる。これら
は、パネルが軸の東側と西側の両方に同じように配置されて平衡が取られている
。しかしながら、本明細書で使用するとき、「平衡を取る」という用語は、パネ
ルが管１２の両側に同じように配列されていることに厳密に制限されない。機械
的要素により、ある程度の不均衡状態を許容することができる。垂直ピアー１６
は、たとえば、地面に支持された基礎としてはたらく現場打ちコンクリートから
なるフーティング１８を有する。トルク管１２を支持するピアーの上にはピボッ
ト・アイ２０があり、それにより、ソーラ・パネル列１４を、一日中、東向き（
図１Ｂ）から、正午のほぼ平らな向き（図１Ａ）に、また西向き（図１Ｃ）に揺
動させることができる。アレイ１０の揺動運動を実現するために、トラッカ・ア
クチュエータ２２が、ピアー１６に取り付けられ、トルク・アームまたはレバー
・アーム２６の遠端にピン止めされた拡張可能なロッド部材２４を有する。この
構成において、トルク・アームは、トルク管１２の軸からロッド部材２４まで約
３８センチメートル（１５インチ）であり、リニア・アクチュエータ２２は、約
６１センチメートル（２４インチ）のストローク能力を有する。ソーラ・パネル
１４の列の幅は、約３６６センチメートル（１２フィート）である。ここで、ト
ルク・アーム２６は、トルク管に取り付けられた個別の部材として示され、ソー
ラ・パネル１４の平面と平行に配置されている。しかしながら、いくつかの等価
な構成において、パイプまたはバーを使用し、トルク管と平行に配置し、パネル
列１４の一辺に支持することができる。前に考察したように、この機構のピアー
接続駆動機構の場合、トラッカ機構は、垂直駆動機構にのみ制限され、各ソーラ
・パネル列ごとに個別の駆動装置が必要である。ピアー１６は、パネルの重量だ
けでなくトラッカ駆動機構の重量を支えなければならず、またピアー取付け駆動
機構から課される曲げトルクに耐えなければならないため、きわめて重厚な構造
のものでなければならない。トラッカ駆動のストロークは、必然的に制限され、
したがってトルク・アーム２６の可能な長さも制限される。これは、アクチュエ
ータ２２が課さなければならない駆動力がかなり大きくなければならないことを
意味する。

【００２０】 図２Ａ〜図２Ｃに、南北方向の軸に沿って見て、正午の向き（図２Ａ）、東向
き（図２Ｂ）および西向き（図２Ｃ）に揺動されたソーラ・トラッカ・アレイ３
０を示す本発明の実施形態を示す。ソーラ・パネル列３４は、ピアー３６の上部
の軸受４０にジャーナル接続されたトルク管３２によって平衡に支持される。図
１Ａ〜図１Ｃと同じように、ピアーは、地面（または、それと同等な基礎）に固
定されたフーティング３８を有する。この事例では、トルク・アーム４６は、垂
直方向に配置され（図２Ａ）、すなわち、トルク管３２に一端が取り付けられた
ソーラ・パネル３４の平面とほぼ垂直に配置されている。水平トラッカ駆動装置
は、本体部分４３が、ピアー用のフーティング３８からある程度の距離で地面に
固定された固定マウント４５に取り付けられたリニア・アクチュエータ４２から
なる。アクチュエータ４２は、トルク・アーム４６の遠端にピン留めされたほぼ
水平なロッド部材４４を有する。アクチュエータ４２がピアー３６から離されて
いるため、ロッド部材４４のストローク長さは、かなり長くてもよい。また、ト
ルク・アーム４６の長さは、長くてもよく、ピアーの長さでもよく、地上でロッ
ド部材４４の端部と交わる。この場所で地面に溝が掘られる場合は、トルク・ア
ームの長さがピアーの高さを超えてもよい。トルク・アームが長いと、ソーラ・
パネルを揺動させるのに必要な直線方向の力の大きさが減少する。また、トルク
・アーム４６が長いため、アクチュエータ４２は、たとえば風によるより大きな
トルク負荷を吸収することができる。

【００２１】 本発明のもう１つの実施形態は、垂直方向の地上接続駆動機構を有し、図３Ａ
〜図３Ｃに示される。ここで、ソーラ・パネル５４の列５０は、１つまたは複数
のピアー５６の上の軸受部材６０に支持されたトーション管５２に取り付けられ
、各ピアーはそれぞれ、地面に支持されたフーティング５８を有する。リニア・
アクチュエータ６２は、垂直方向に向けられた本体部材６３と、トーション管５
２に固定されたトルク・アーム６６の方にほぼ上方に延びるロッド部材６４とを
有する。本体部分は、ピアーのフーティングと離されたマウントまたはフーティ
ング６５に支持されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、長い
スロー・レバー・アームまたはトルク・アームが実現される限り、アクチュエー
タは、１つまたは複数のピアーと同じフーティングを共用することができる。こ
の場合、トルク・アーム６６の長さは、従来技術のトルク・アーム２６よりかな
り長い。

【００２２】 ソーラ・パネル列のアレイはすべて、１つの水平リニア・アクチュエータによ
って駆動することができ、この構成の例を、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示す
。ここで、図２Ａ〜図２Ｃと同じように、すべて平行に配列された一連の列構成
３０があり、そのそれぞれのトーション管３２が、南北方向に配置されている。
１つの水平トラッカ駆動装置４２は、そのロッド部材４４が、列構成３０の最初
の列のトルク・アーム４６に接続されている。次に、水平な管状連結部材６８が
、そのトルク・アーム４６を次のトルク・アーム４６に接合する。これと同じよ
うに、連続した連結部材６８が、列構成のグループ全体にわたって配置される。
図５に示したように、それらの連結部材６８は、トルク・アーム４６ならびに互
いに連接される。線６９が、管状部材の内側に通されることがある。ここで、ト
ルク・アーム４６の遠端７０が、連結部材６８の端にあるアイ部材７２にピボッ
ト・ピンで接続される。当然ながら、他の実施形態において、一連の関節式連結
部材の代わりに、１つの剛性の細長い部材を使用することができる。この実施形
態において、１つの駆動装置４２が、アレイのすべての列構成３０を、東向き（
図４Ｂ）から正午向き（図４Ａ）を経て西向き（図４Ｃ）まで動かす。また、こ
の構成において、駆動装置は、列構成３０の最初の列すなわち最も東の列に配置
されているように示されているが、駆動装置４２は、それよりも内側の列または
他端の列に位置決めされてもよい。

【００２３】 図６Ａと図６Ｂに、水平駆動装置すなわちリニア・アクチュエータ４２の詳細
を示す。ここで、アクチュエータのマウント４５は、地面７５の現場打ちコンク
リートのフーティング７４に固定されている。フーティングは、直径が約６１セ
ンチメートル（２フィート）で深さが約１８３センチメートル（６フィート）の
３０００ｐｓｉコンクリートでよく、そのまわりの土が再圧縮されている。また
、この図に、アクチュエータ７２の側面に取り付けられた配電ボックス７７に電
力と信号を送る電気導管７６を示す。また、この図に、ロッド部材４４に被せら
れた保護シールまたはスリーブ７８を示す。

【００２４】 本発明のソーラ・パネル構成は、図７と図８に概略的に示したように、平坦で
ない地形に取り付けることができる。

【００２５】 図７の機構において、垂直駆動装置を備えたタイプの複数の列構成５０（図３
Ａ〜図３Ｃに示したような）が、それぞれ平行に取り付けられる。この構成では
、各列は、列が異なる高さにあるときに隣り合った列のソーラ・パネル上に最小
限の影ができるように、早朝と夕方におけるそれぞれの傾斜度を選択的にプログ
ラムすることができる。ここで、ピアー５６、パネル５４およびアクチュエータ
６２は、前に概略的に説明した通りである。

【００２６】 図８の構成において、たとえば、図２Ａ〜図２Ｃと図４Ａ〜図４Ｃに示したよ
うに、水平駆動装置を有するタイプの一連の列構成３０が使用される。ピアー３
６、パネル４４、トルク・アーム５６およびアクチュエータ４２は、前に概略的
に説明した通りである。一連の連接された剛性連結部材６８からなる関節式連結
機構は、示したように高さの違いに対応し、正確な追跡も達成する。

【００２７】 図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに、本発明による大型ソーラ・アレイのいくつか
の構成を平面図で示すが、これらが、多数の可能な構成の一部に過ぎないことを
理解されたい。図９Ａに、ソーラ・アレイ８０の概略的な標準構成を示し、この
場合、平行に配列されたソーラ・パネルの８つの列３０がある。各列は、同じサ
イズの２つのウィングを有し、その一方は、アクチュエータ４２および連結機構
６８の北側にあり、他方は、その南側にある。これを、図１０に立面図で示し、
各列３０は、そのトーション管３２がいくつかの離間されたピアー３６上に支持
され、駆動アクチュエータ４２は、２つのピアーの間の中央位置に配置されてい
る。トルク・アーム４６は、その位置でトーション管３２に取り付けられている
。

【００２８】 図９Ｂに示したように、ソーラ・アレイ８２は、建物、岩露頭またはその他の
特徴の場合がある障害物８３に対応するために、他よりも少し短くされた１つま
たはいくつかの列３０′を含むことができる。あるいは、現場の寸法によって、
図９Ｃに示したようなソーラ・アレイ８４は、もっと多くの列３０を有すること
ができ、この列はそれぞれ、この実施例では少ない数のソーラ・パネルを有する
。他の構成も可能である。たとえば、列はそれぞれ、駆動装置と連結機構の位置
の一方の側または他方の側に多くのソーラ・パネルを有することができる。

【００２９】 本発明によるトルク管部分の連結機構とピアー上にトルク管を支持する軸受設
計も新規である。

【００３０】 ここで説明するタイプの従来のトラッカ機構は、ピアー間にまたがるビームと
０て角形鋼管を利用しており、これは、風で生じたねじれを駆動機構に伝えるの
に最適と思われる。隣り合った支間のトルク管部分は、一般に、ピアーにおいて
、その端部をそれよりも太い角形管状スリーブに挿入することによって接合され
る。これは、しばしば、軸受の一部分であり、トルク管がジャーナル接続される
場所で回転摩擦に耐えなければならない。軸受におけるそのような鋼スリーブの
使用の欠点は、それらが、装置の熱膨張によって生じる回転運動と摺動運動の両
方に対応しなければならないことである。鋼スリーブは、ピアー溶接物と接触し
て移動する。時間の経過と共に、鋼と鋼の摺動接触により、腐食防止仕上げ材が
破壊され、最終的には構造的な鋼耐荷重材料を浸食することになる。

【００３１】 図１１と図１２に示したように、本発明による軸受機構は、ピアー３６の上部
に溶接することができる軸受アイ４０を有する。ここには、概略円筒状の外側部
分９０がある。管状スタブ９４が、円筒状部分９０に溶接され、ピアー３６に結
合される。角形トルク管３２は、４つのプラスチック軸受インサート９６によっ
て、円筒状部分の内側で回転するように支持される。各軸受インサートは、トル
ク管３２の各平坦面に当てられ、各インサートは、トーション管３２と対向する
平坦な面と、外側の軸受部分９０の内側壁と対向する概略丸い面とを有する。そ
のようなインサート９６は、インサートをテンション・バンド９２によってトー
ション管に結合できるようにノッチ９８を備える。この代わりに、インサートは
、ねじやその他の手段で取り付けることもできる。プラスチック・インサート９
６は、適切な潤滑てん剤と共にポリエチレンやポリプロピレンなどの耐久性樹脂
からなることが好ましい。また、カーボンブラックなどのＵＶ保護添加剤を使用
することができる。そのようなインサートは、平坦な材料シートから切り取るこ
とができ、高価な成形技術で形成しなくてもよい。インサート９６が、トーショ
ン管の回転運動と線形運動（たとえば、熱膨張による）の両方に容易に対応する
ことを理解されたい。

【００３２】 また、図１３に示したように、トーション管３２は、連続的な管部分１３２、
１３２からなる。各部分１３２は、１つのスエージ加工端１３３と１つの非スエ
ージ加工端１３４を有する。スエージ加工管端１３３は、隣りの管部分の非スエ
ージ加工端１３４としっかりとはまる。これにより、角形管状スリーブを追加で
製造する必要がなくなり、隣り合ったトルク管部分に緊密な接続が生成される。
管端１３３のスエージ加工は、ライン生産設備で低コストで行うことができる。

【００３３】 ピアー・フーティング用の基礎に関連して使用した「地面」という用語は、土
の自然な凹凸のある地形面に制限されない。本発明のソーラ・コレクタは、建物
の屋上やエプロンの上段などの人工的表面に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 従来技術によるピアー取付け駆動装置を有するソーラ・パネル列を示す端立面
図である。

【図１Ｂ】 従来技術によるピアー取付け駆動装置を有するソーラ・パネル列を示す端立面
図である。

【図１Ｃ】 従来技術によるピアー取付け駆動装置を有するソーラ・パネル列を示す端立面
図である。

【図２Ａ】 本発明の実施形態による水平地面支持駆動装置を有するソーラ・パネル列を示
す端立面図である。

【図２Ｂ】 本発明の実施形態による水平地面支持駆動装置を有するソーラ・パネル列を示
す端立面図である。

【図２Ｃ】 本発明の実施形態による水平地面支持駆動装置を有するソーラ・パネル列を示
す端立面図である。

【図３Ａ】 本発明のもう１つの実施形態による垂直地面支持駆動装置を有するソーラ・パ
ネル列を示す端立面図である。

【図３Ｂ】 本発明のもう１つの実施形態による垂直地面支持駆動装置を有するソーラ・パ
ネル列を示す端立面図である。

【図３Ｃ】 本発明のもう１つの実施形態による垂直地面支持駆動装置を有するソーラ・パ
ネル列を示す端立面図である。

【図４Ａ】 本発明による地面支持水平駆動機構を使用する複数のソーラ・パネル列の端立
面図である。

【図４Ｂ】 本発明による地面支持水平駆動機構を使用する複数のソーラ・パネル列の端立
面図である。

【図４Ｃ】 本発明による地面支持水平駆動機構を使用する複数のソーラ・パネル列の端立
面図である。

【図５】 本発明の連結接合の特徴を示す詳細図である。

【図６Ａ】 この実施形態の水平駆動装置の平面図である。

【図６Ｂ】 この実施形態の水平駆動装置の側面図である。

【図７】 平坦でない地形のために構成された本発明の垂直駆動駆動ソーラ・パネルの複
数の列を示す図である。

【図８】 平坦でない地形のために構成された本発明の水平駆動駆動ソーラ・パネルの複
数の列を示す図である。

【図９Ａ】 本発明の実施形態によるソーラ・パネル列のアレイの平面図である。

【図９Ｂ】 本発明の実施形態によるソーラ・パネル列のアレイの平面図である。

【図９Ｃ】 本発明の実施形態によるソーラ・パネル列のアレイの平面図である。

【図１０】 図９Ａの１０−１０で切断した側面図である。

【図１１】 本実施形態用の軸受スリーブの側面図である。

【図１２】 図１１の１２−１２で切断した断面図である。

【図１３】 本発明の実施形態によるトルク管部分の間の結合を示すトルク管とピアー軸受
の断面図である。

【図１４】 本発明の実施形態によるトルク管部分の間の結合を示すトルク管とピアー軸受
の軸方向の断面図である。

【符号の説明】

３０、３０′、３０″ ソーラ・パネル列 ３２ トーション管 ３４ 矩形ソーラ・パネル ３６ ピアー ３８ フーティング ４０ ピボット部材 ４２ リニア・アクチュエータ ４３ 本体部分 ４４ ロッド ４５ フーティング ４６ トルク・アーム部材 ６２ アクチュエータ ６６ トラッカ機構 ６８、６８ 剛性連結手段 ７０ アイ部分 ９０ ジャーナル ９６ インサート １３２、１３２ 部分品 １３３ 一端 １３４ 前記端部

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 面に４つのプラスチック樹脂インサート（９６）を有す ることができる。水平駆動装置を使用して、複数の列の トルク・アーム（４６）を接続する連結機構（６８）で ソーラ・パネルの複数の列を駆動することができる。連 結機構（６８）は、平坦でない地形での使用を可能にす る互いに連接された一連の剛性連結部材を含む。管状部 材の中に配線を隠すことができる。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 南北方向の軸を定義する南北方向に向けられたトーション管
   （３２）と、前記トーション管の両側に沿って取り付けられた平坦な矩形ソーラ
   ・パネル（３４）と、基礎に支持されたフーティング（３８）および前記フーテ
   ィング（３８）の上で取り付けられたピボット部材（４０）を有し、地面に対す
   る前記太陽の動きを追跡するために前記ソーラ・パネル（３４）のアレイを前記
   南北方向の軸上で揺動させるように前記トーション管がジャーナル接続された少
   なくとも１つのピアー（３６）と、前記トーション管上に支持され、前記南北方
   向の軸からずらされたアイ部分（７０）を有するトルク・アーム部材（４６）と
   、前記ピアー（３６）から離れた距離で前記基礎に支持されたフーティング（４
   ５）に取り付けられた本体部分（４３）および前記本体部分から延在し前記トル
   ク・アーム部材（４６）の前記アイ部分に結合された遠端を有するロッド（４４
   ）とを有するリニア・アクチュエータ（４２）とを含むソーラ・エネルギー・コ
   レクタおよびトラッカ機構。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータ（６２）が、垂直方向に向けられ、前記
   ロッド（６４）が、前記本体部分から前記トルク・アーム部材の前記アイ部分ま
   でほぼ垂直方向に延在する請求項１に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよ
   びトラッカ機構（６６）。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータ（４２）が、水平方向に向けられ、前記
   ロッド（４４）が、前記本体部分から前記トルク・アーム部材の前記アイ部分ま
   でほぼ水平方向に延在する請求項１に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよ
   びトラッカ機構。
4. 【請求項４】 前記トルク・アーム部材（４６）が、前記ソーラ・パネルに
   よって定義された平面に対してほぼ直角で延在する請求項３に記載のソーラ・エ
   ネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
5. 【請求項５】 前記トーション管（３２）が、ほぼ矩形断面のものである請
   求項１に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
6. 【請求項６】 前記トーション管が、複数の部分品（１３２、１３２）から
   なり、前記部分品のうちの１つが、連続する次の部分品の前記端部（１３４）内
   に堅くはまって前記部分品の間に堅くかつ確実な結合を構成するようにスエージ
   加工された一端（１３３）を有する請求項５に記載のソーラ・エネルギー収集お
   よびトラッカ機構。
7. 【請求項７】 前記ピボット部材（３２）が、外側がほぼ円筒状のジャーナ
   ル（９０）からなる軸受と、前記ジャーナル内の前記矩形断面トーション管の各
   側面に配置された４つのインサート（９６）とを含む請求項５に記載のソーラ・
   エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
8. 【請求項８】 前記インサートは（９６）が、プラスチック樹脂からなる請
   求項７に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
9. 【請求項９】 前記プラスチック樹脂が、潤滑剤を含む請求項８に記載のソ
   ーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
10. 【請求項１０】 前記プラスチック樹脂が、ＵＶ抑制剤を含む請求項９に記
    載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
11. 【請求項１１】 複数の平行なソーラ・パネル列（３０、３０′、３０″）
    を含むソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構であって、前記列がそ
    れぞれ、南北方向の軸を定義する南北方向に向けられたトーション管（３２）と
    、関連したトーション管の両側に沿って取り付けられた平らで概略矩形のソーラ
    ・パネル・アレイ（３４）と、基礎に支持されたフーティングと、前記フーティ
    ングの上で取り付けられたピボット部材（４０）とを有し、かつ前記関連したト
    ーション管が、地面に対する太陽の動きを追跡するために南北方向の軸上でソー
    ラ・パネルのアレイを揺動させることを可能にするようにジャーナル接続された
    する少なくとも１つのピアー（３６）と、前記トーション管上に支持され、前記
    ソーラ・パネル列によって定義された平面に対してほぼ直角に前記南北方向の軸
    からずらされたアイ部分（７０）を有するトルク・アーム部材（４６）とを含み
    、前記複数の列のトラッカ駆動機構が、前記基礎に支持されたフーティング（４
    ５）に取り付けられた本体および前記本体からほぼ水平方向に延在するロッド（
    ４４）とを有するリニア・アクチュエータ（４２）と、前記列のうちの第１列の
    前記トルク・アーム部材の前記アイ部分に前記ロッドを結合する手段と、前記第
    １列のトルク・アーム部材から前記列のうちの他の列のトルク・アーム部材にほ
    ぼ水平方向に延在する剛性連結手段（６８、６８）とを含むソーラ・エネルギー
    ・コレクタおよびトラッカ機構。
12. 【請求項１２】 前記剛性連結手段が、互いならびに各ソーラ・パネル列の
    前記トルク・アーム部材（４６）に連接された一連の剛性連結部材（６８）を含
    む請求項１１に記載のソーラ・エネルギー収集およびトラッカ機構。
13. 【請求項１３】 前記トーション管（３２）がぞれぞれ、ほぼ矩形断面のも
    のである請求項１１に記載のソーラ・エネルギー収集およびトラッカ機構。
14. 【請求項１４】 前記トーション管の少なくともいくつかが、それぞれ、複
    数の部分品（１３２、１３２）からなり、前記部分品のうちの１つが、連続する
    次の部分品の前記端部（１３４）内に堅くはまって前記部分品の間に堅く確実な
    結合を構成するようにスエージ加工された一端（１３３）を有する請求項１３に
    記載のソーラ・エネルギー収集およびトラッカ機構。
15. 【請求項１５】 前記複数が、８つ以上のそのような列を含み、前記トラッ
    カ装置が、前記８つ以上のソーラ・パネル列のすべてを揺動させるように単一駆
    動機構として構成された請求項１１に記載のソーラ・エネルギー収集およびトラ
    ッカ機構。
16. 【請求項１６】 前記ピボット部材がそれぞれ、外側が円筒状のジャーナル
    （９０）と、前記円筒状のジャーナル内で前記関連した矩形断面トーション管の
    各側面に配置された４つのインサート（９６）とからなる軸受を含む請求項１１
    に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
17. 【請求項１７】 前記インサート（９６）が、プラスチック樹脂からなる請
    求項１６に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
18. 【請求項１８】 前記プラスチックが、潤滑剤とＵＶ抑制剤とを含む請求項
    １７に記載のソーラ・エネルギー・コレクタおよびトラッカ機構。
19. 【請求項１９】 電気配線が、前記トーション管と前記トルク・アームと前
    記連結手段との中に隠されている請求項１１に記載のソーラ・エネルギー・コレ
    クタおよびトラッカ機構。