JP2010522429A - スタック可能な追跡型ソーラーコレクタアセンブリ - Google Patents

Abstract

ソーラーコレクタアセンブリは、ソーラーコレクタを支持するフレームとチルトピボット軸を画定するフレーム部材とを備えることができる。支持支柱は、フレームの一端を持ち上げるために使用でき、フレーム部材に対して略平行方向とフレームから略離れる方向に旋回されることができる。アンカーレスでバラストタイプのベースは、ソーラーコレクタアセンブリを支持するために使用できる。幾つかのアセンブリは、フレームの間に延出するスペーサを使用して、格納又は輸送構成にスタック（積み重ね）されることができる。

Description

本発明は、ソーラーエネルギー収集に関し、特に、地球に対する太陽運動を追跡するための複数列のソーラーコレクタアセンブリを駆動する配列に関する。本発明は、より具体的には、ソーラーコレクタアセンブリ、特に、複数列の追跡型ソーラーコレクタアセンブリの効率的製造、輸送及び設置に関連する構造における改良に関する。本発明は、ソーラーコレクタに適用し、そこでは、ソーラーコレクタモジュールが電力を発生するための太陽光発電セルにおける複数のアレイを含むが、同原理は、例えば、ソーラーヒーティングのための配列にも適用可能である。

本発明は、国立再生可能エネルギー研究所によって与えられた外注番号第ＺＡＸ−６−３３６２８−０９号に基づき米国政府支援で行われた。米国政府は、この発明に対する所定の権利を有する。

太陽光発電アレイは、ユーティリティ相互発電システムとして、遠隔又は無人地域用の電源として、セルラー電話スイッチサイト電源、又は村の電源としての種々の目的のために使用される。これらのアレイは、数キロワットから数百キロワット以上の容量を有することができ、典型的には、一日の大部分は太陽に露出される適度に平坦なエリアがあるところに設置される。

一般論として、これらのソーラーコレクタアセンブリは、フレーム上に支持されるそれらのソーラーコレクタモジュール、典型的には、太陽光発電モジュールを有する。一般に、そのフレームは、軸として働く、適宜トルクチューブやトルク部材と呼ばれるフレーム部材を含む。チルトアセンブリとも呼ばれるトラッカー駆動システムは、一つ以上の列のソーラーコレクタアセンブリのソーラーコレクタアセンブリをそれらのチルト軸回りに回転又は揺動して太陽電池モジュールを可能な限り太陽に対して直角に維持するために使用されることができる。通常、それらの列は、南北方向に配置されたソーラーコレクタアセンブリのチルト軸を有するように配置され、チルトアセンブリは、朝の東に向く方向から午後の西に向く方向へ一日中一つ以上の列のソーラーコレクタアセンブリを徐々に回転させる。ソーラーコレクタアセンブリは、翌日に向けて東向き方向へ戻される。

このタイプの一つのソーラーコレクタ配列は、Ｂａｃｋｅｒの米国特許第５，２２８，９２４号に示されている。そこでは、各列のパネルは、水平方向ピボットシャフトに貼り付けられ、このピボットシャフトは、このピボットシャフトが軸受け支持される二つ以上の支持支柱に支持されている。駆動機構は、前記支柱の一つに取り付けられ、シャフトから離れたあるポイントでソーラーパネルを押す。その場合、その駆動機構は、スクリュタイプのものであり、駆動モータが回転すると、シャフトは、その列のパネルを一方向又は他の方向へ回転するように引っ込むもしくは延出する。この配列において、各列のパネルは、それ自体の各駆動機構を有し、これらのパネルの全てが共に太陽に追従するように同期されなければならない。米国特許第６，０５８，９３０号に示されているように、他の設計では、複数列のソーラーパネルを制御するために単一のアクチュエータを使用している。

米国特許第５，２２８，９２４号 米国特許第６，０５８，９３０号

ソーラーコレクタアセンブリの一例は、チルト軸を画定するフレーム部材を有するフレームを備える。ソーラーコレクタは、そのフレームに取り付けられる。第１のサイドサポートは、第１の端部の近くでフレーム部材に連結されている。第２のサイドサポートは、第２の端部の近くでフレーム部材に連結されている。フレーム部材は、ソーラーコレクタモジュールがチルト軸回りに傾けられることができるように第１のサイドサポートと第２のサイドサポートに旋回可能に連結されている。第２のサイドサポートは、第１の支柱と第２の支柱を備える。第１の支柱と第２の支柱のそれぞれは、チルト軸に略平行な第１の軸回りと、支柱がフレーム部材に略平行方向からフレームから略離れる方向に延出されることを可能にする第２の軸回りと、に旋回動作するようにフレームに連結されている。幾つかの例では、第１のサイドサポートは、第１の表面マウントへ連結するように構成された取り付け部材を備え、第１の支柱と第２の支柱は、更に、第２の表面マウントへ連結するように構成された取り付け部材を備える。

ソーラーコレクタ設置の第１の例は、第１のソーラーコレクタアセンブリを備える。ソーラーコレクタアセンブリは、第１の端部と第２の端部を有するフレームとそのフレームに取り付けられるソーラーコレクタを備える。第１のサイドサポートは、第１の端部の近くで前記フレームに連結され、第２のサイドサポートは、第２の端部の近くでフレームに連結される。第２のサイドサポートは、第１の支柱と第２の支柱を備え、第１の支柱と第２の支柱のそれぞれは、フレームから略離れる向きでの配置のためにフレームに連結される。アンカーレスでバラストタイプの第１のベースを備える第１の表面マウントは、第１のソーラーコレクタアセンブリが配置可能な支持表面に、実質的にその上に載るように構成される。アンカーレスバラストタイプの第２のベースを備える表面マウントは、第１のソーラーコレクタアセンブリが配置可能な支持表面上に、実質的にはその上方に載るように構成される。第１のサイドサポートは、第１の表面マウントに連結され、第２のサイドサポートは、第２の表面マウントへ連結される。幾つかの例では、第２の表面マウントは、第１の支柱と第２の支柱を有する第１のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースと第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースを備え、これらの第１の支柱と第２の支柱は、それぞれ、第１のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースと第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースへ接続される。幾つかの例は、第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースが共用される単一のベースを構成するように、第１のソーラーコレクタアセンブリと第２のソーラーコレクタアセンブリにかけられる横方向の荷重が分布荷重になることができるように、第２の表面マウントにおける第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースへ連結される第１の支柱を有する第２のソーラーコレクタアセンブリを含む。

ソーラーコレクタ設置の第２の例は、複数のソーラーコレクタアセンブリと複数の第１のベースと第２のベースを備える。各ソーラーコレクタアセンブリは、第１の端部と第２の端部を有するフレームとそのフレームに取り付けられたソーラーコレクタを備える。各ソーラーコレクタアセンブリは、第１の端部の近くでフレームへ連結された第１のサイドサポートと第２の端部の近くでフレームへ連結された第２のサイドサポートとを備え、この第２のサイドサポートは、第１の支持支柱と第２の支持支柱を備え、各支持支柱は、末端部を有する。複数の第１のベースは、支持表面に、実質的にその上方へ第１の列に実質的に配置されている。複数の第２のベースは、支持表面上、実質的にその上方へ第２の列に実質的に配置され、この第２の列は、内側を有する。前記複数の第１のサイドサポートは、前記複数の第１のベースの一つに連結されている。前記複数の第１の支持支柱と第２の支持支柱のそれぞれは、前記第２の列の前記内側における前記第２のベースの少なくとも一つが二つの隣接するソーラーコレクタアセンブリの支持支柱へ連結されるように、前記複数の第２のベース内の一つへ連結される末端部を有する。支持支柱は、少なくとも一つの選択した傾斜角度で支持表面の上方でソーラーコレクタアセンブリを支持する。幾つかの実施態様においては、第１のベースと第２のベースは、アンカーレスでバラストタイプのベースを備える。幾つかの実施態様においては、第１のベースと第２のベースは、支持表面を実質的に掘削することなく、支持表面上に配置される。幾つかの実施態様においては、前記第２の列の前記内側における前記第２のベースのそれぞれは、二つの隣接するソーラーコレクタアセンブリの支持支柱に連結される。

ソーラーコレクタアセンブリのスタック（積み重ね）の一例としては、複数のスペーサと複数のソーラーコレクタアセンブリが挙げられる。各ソーラーコレクタアセンブリは、フレームと、ソーラーコレクタと、第１のサイドサポートと第２のサイドサポートとを備える。フレームとソーラーコレクタは、フレームへ取り付けられる。フレームは、第１の端部と第２の端部を有し、またチルト軸を画定するフレーム部材を有する。フレームは、その第１の端部と第２の端部でソーラーコレクタを越えて延出する。更に、フレームは、スペーサと係合するように構成されるスペーサ係合エリアを備える。第１のサイドサポートは、第１の端部の近くでフレーム部材に連結される。第２のサイドサポートは、第２の端部の近くでフレーム部材に連結される。フレーム部材は、ソーラーコレクタモジュールがチルト軸回りに傾けられることができるように第１と第２のサイドサポートへ旋回可能に連結される。これらのスペーサは、ソーラーコレクタモジュールアセンブリをスタック状態で支持するようにスペーサ係合エリアと係合状態でソーラーコレクタモジュールアセンブリのそれぞれの間に位置決めされるように構成される。幾つかの例では、第２のサイドサポートは、第１の支柱と第２の支柱を備え、各支柱は、チルト軸に略平行な第１の軸回り及び第２の軸回りに旋回動作するようにフレームに連結され、これによって、支柱がフレーム部材へ略平行な第１の方位からフレームから略離れる第２の方位へ延出されることができる。幾つかの例では、ソーラーコレクタモジュールアセンブリの少なくとも一つは、第１の方向でフレーム部材へ固定可能で且つ第２の方向でフレームへ固定可能であるように構成される駆動要素を備える。駆動要素は、第１の方向にある場合に、ピボット軸及びソーラーコレクタから実質的に離れるように延出する。駆動要素は、第２の方向にある場合、ピボット軸から実質的に離れるようにソーラーコレクタに略平行に延出する。幾つかの例では、スキッドはソーラーコレクタアセンブリを支持するために使用できる。このスキッドは、ソーラーコレクタアセンブリを支持するベースとそのベースから上方へ延出するスタビライザーバーとを備える。駆動要素は、ソーラーコレクタアセンブリのスタックを安定化するのに役立つようにスタビライザーバーへ固定できる。

追跡型ソーラーコレクタ設備を構成するための方法の一例は、以下のように実行される。複数のソーラーコレクタアセンブリは、第１の位置に構築される。各ソーラーコレクタアセンブリは、フレームとそのフレームに取り付けられるソーラーコレクタとを備える。ソーラーコレクタアセンブリは、実質的にコンパクトで格納又は輸送構成に、又は展開構成に配置されるように構成される。複数の表面マウントは、第２の位置に準備される。複数のソーラーコレクタアセンブリは、設置位置へ輸送される。複数の表面マウントは、その設置位置で支持表面上に少なくとも一列で配置される。複数のソーラーコレクタアセンブリは、複数のソーラーコレクタアセンブリのそれぞれがチルト軸回りに回転可能で、選択された傾斜角度で支持表面上に支持されるように、複数のソーラーコレクタアセンブリを複数の表面マウントに取り付けることによって展開される。幾つかの例では、複数の表面マウントは、支持表面を実質的に掘削することなく、支持表面に、実質的に支持表面の上方に配置される。幾つかの例では、展開ステップは、複数の支持部材がフレームに対して実質的に平行であるように配置される格納又は輸送構成から、複数の支持部材がフレームから実質的に離れるように向けられる展開構成へフレームに連結される一つ以上の支持部材を操作するステップを含む。幾つかの例では、準備ステップは、ブラストタイプの表面マウントを準備するステップを含み、配置ステップは、支持表面を実質的に掘削することなく、バラストタイプの表面マウントを支持表面上に、実質的に支持表面の上方に設置するステップを含む。このような例において、設置ステップは、ソーラーコレクタアセンブリ毎に支持表面上に第１と第２のバラストタイプの表面マウントを設置するステップを含む。

本発明の他の特徴、態様及び利点は、図面及び詳細な説明と、それらに続く特許請求の範囲の概説に示される。

ソーラーコレクタアセンブリの一例を示す正面左側上面図である。 ソーラーコレクタアセンブリの他の例を示す正面右側上面図である。 図１のソーラーコレクタアセンブリの上面図である。 図１のソーラーコレクタアセンブリの正面立面図である。 図１のソーラーコレクタアセンブリの背面立面図である。 図１のソーラーコレクタアセンブリの左側立面図である。 ソーラーコレクタモジュールが接着剤でフレームのレールに固定された、フレームレスのソーラーコレクタモジュールである本発明の更なる例の拡大右側立面図である。 図１の南サイドサポートを示す拡大図である。 駆動要素の外端部に旋回接続された駆動ロッドの末端部と、トルク部材に固定された駆動要素の内端部を示す図１から図５のアセンブリの下側の部分拡大図である。 ドライバを示す図１の部分拡大図である。 ドライバの角度方向を示す図１の構造の部分左側立面図である。 トルク部材へ支持支柱の上端部を固定するベアリングアセンブリを示す図１から図５のアセンブリの下側の部分拡大側面図である。 トルク部材へ支持支柱の上端部を固定するベアリングアセンブリを示す図１から図５のアセンブリの下側の部分拡大端面図である。 朝略東向きを示す図１の一列のソーラーコレクタアセンブリの一端の正面右側上面図である。 図１０の一列のソーラーコレクタアセンブリであって正午時間方位を示す図である。 夕略西向きの図１０の一列のソーラーコレクタアセンブリを示す図である。 中間ソーラーコレクタアセンブリの駆動要素の外側端部への駆動要素カプラーの旋回可能な接続を示す図１２の部分拡大図である。 ４個の支持支柱がソーラーコレクタモジュールアセンブリを支持するために使用される例を説明する図である。 ソーラーコレクタモジュールが両面ソーラーコレクタモジュールであり、ソーラーコレクタアセンブリが太陽放射をソーラーコネクタモジュールの下表面へ戻るように再方向付けを行う反射要素を含む更なる例を示す図である。 トルク部材上の隣接するソーラーコレクタモジュール間のギャップを示す、上から見た図１３Ｂのアセンブリの部分拡大図である。 結合器ボックスアセンブリが一列のソーラーコレクタアセンブリに沿って使用される図１の構造を示す図である。 結合器ボックスアセンブリが一列のソーラーコレクタアセンブリに沿って使用される図１の構造を示す図である。 結合器ボックスアセンブリが一列のソーラーコレクタアセンブリに沿って使用される図１の構造を示す図である。 結合器ボックスアセンブリが一列のソーラーコレクタアセンブリに沿って使用される図１の構造を示す図である。 格納及び配送姿勢における図１のソーラーコレクタモジュールアセンブリの底面図である。 スペーサアセンブリによって離間された図１８のソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックを説明する図である。 スペーサアセンブリによって離間された図１８のソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックを説明する図である。 スペーサアセンブリによって離間された図１８のソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックを説明する図である。 スペーサアセンブリによって離間された図１８のソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックを説明する図である。 一列のソーラーコレクタアセンブリの更なる例を示す全体図である。 一列のソーラーコレクタアセンブリの更なる例を示す全体図である。 一列のソーラーコレクタアセンブリの更なる例を示す図２３Ａの図に類似する図である。 図２３Ａに示される列のソーラーコレクタアセンブリの正面立面図である。 図２３Ａに示される列のソーラーコレクタアセンブリの背面立面図である。 図２３Ａに示される列のソーラーコレクタアセンブリの側面立面図である。 図２３から図２７の実施形態で使用されるチルトアセンブリの拡大全体図である。 図２８のチルトアセンブリの背面立面図である。 配送／格納スキッドに取り付けられた図１９のものに類似するソーラーコレクタアセンブリの一スタックを含むソーラーコレクタアセンブリ配列の更なる例を示す。 詳細を示すために頂部ソーラーコレクタアセンブリが離間された図３０の配列の端部の拡大図である。 詳細を示すために頂部ソーラーコレクタアセンブリが離間された図３０の配列の端部の拡大図である。 図３０の配列の下部の拡大部分端面図である。 図３０の配列の上部の拡大部分端面図である。 図３０の格納又は輸送構成における図３０のソーラーコレクタアセンブリの下側図である。 図３１のスペーサ要素の等角図である。 図３１の駆動要素の等角図である。 スキッドに固定されたソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックを維持するのに役立つ各端部での据え付けストラップの使用を示す図３０のソーラーコレクタアセンブリ配列の端面図である。 ソーラーコレクタモジュールアセンブリのスタックから上部ソーラーコレクタモジュールアセンブリを取り外すためにリフティングバーの使用を示す等角図である。 図３９の構造の側面図である。 図３９の構造の拡大部分側面図である。

以下の記述は、典型的に、具体的な構造の実施形態及び方法に関する。当然のことながら、本発明を具体的に開示された実施形態に制限する意図は無く、本発明は、他の特徴、要素、方法及び実施形態を使用して実施されえる。好適な実施形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明を説明するためであり、その範囲を制限するために記述されるのではない。当業者は、続く記述で種々の均等な変形例を理解するであろう。種々の実施形態における類似の要素は、類似の参照番号で共通に言及される。

本発明の幾つかの例から得られる利点の一つは、実質的に敷地造成の必要なく、不整地にソーラーコレクタアセンブリを設置する能力である。これによって、別の方法では、経済的に実現可能ではない場所にソーラーコレクタアセンブリを設置することができる。

図１は、適宜南サイドサポート１６と参照される第１のサポート１６、及び適宜北サイドサポート１８と参照される第２のサポート１８によって、支持表面１４、典型的には地面の上に取り付けられるソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２を広義に含む、ソーラーコレクタアセンブリ１０を示す図である。ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２は、多数のソーラーコレクタモジュール２２を支持するフレーム２０を含む。図４及び図５に示すように、フレーム２０は、横走のレール２６を支持する、適宜トルク部材２４と参照されるフレーム部材２４を含む。ソーラーコレクタモジュール２２は、クリップ２７（図６、図７Ａ及び図２２参照)又はソーラーコレクタモジュールの構造に適合する他の取り付け構造物によってレール２６へ固定される。周辺フレームを有するソーラーコレクタモジュール２２と共に使用するのに好適なクリップの例は、２００７年３月５日に出願された米国特許出願第１１／６８１，９７２号(代理人整理番号ＰＷＲＬ１０４４−２）に開示されている。

図５Ａは、ソーラーコレクタモジュール２２が、接着剤を使用してフレーム２０のレール２６へ固定されたフレームレスのモジュールである代替例を示している。フレームレスのソーラーコレクタモジュールの使用は、ソーラーコレクタモジュールフレームのコスト削減、全体の高さの減少によるスタック密度の増加(図１９から図２２参照）、及びフレームレスのモジュールが基礎構造へ接着されてモジュールを損傷することなく取り外すことを難しくできることによる窃盗防止への役立ち、を含む幾つかの利点を提供できる。

図６に示すように、南サイドサポート１６は、支持表面１４に、実質的にはその上方に載り、適宜南ベース２８と参照される第１の表面マウント２８を含む。適切な場合、支持表面１４の何らかの表面造成が、ベース２８のための安定した表面を提供するために必要であるか、望ましい可能性がある。南ベース２８は、例えば、ベース２８が支持表面内に埋め込まれる必要がある場合、もしくは別の方法では、南ベースを支持表面１４へアンカーで固定する必要がある場合など、支持表面の実質的な掘削の必要なくトルク部材２４の南端部３０を所定の位置に固定するために十分に重く設計されるアンカーレスでバラストタイプのベースである。南ベース２８は、典型的にはコンクリートで作られる。

トルク部材２４は、南サイドジョイント３４によって南ベース２８へ旋回可能に固定される。南サイドジョイント３４は、トルク部材２４の南端部３０に取り付けられる内側ベアリング部材３８を有する南ベアリングアセンブリ３６と、内側ベアリング部材３８の回りに回転可能な外側ベアリング部材４０と、を含む。これによって、トルク部材２４が、トルク部材によって画定されるチルト軸４２回りに回転又は旋回できる。また、南サイドジョイント３４は、略水平方向の南ピボット軸４６回りに旋回動作するように、南ベアリングアセンブリ３６の外側ベアリング部材４０を南ベース２８へ固定する南ピボットマウント４４を含む。この南ピボットマウント４４が本発明における取り付け部材である。これによって、傾斜角度３２を変更することができる。南ピボットマウント４４の南ベース２８に対する向きは、垂直軸回りに調節できる。南ピボットマウントの向きを調節でき、及びトルク部材２４がチルト軸４２回りと南ピボット軸４６回りを旋回できることが、支持表面１４における凹凸に適応するのに役立ち、それによって、設置に先立つ支持表面１４の大規模な造成の必要性を排除することに役立つ。

ここで図１、図８及び図９を参照すると、北サイドサポート１８は、支持表面１４に載っている、適宜北ベース６６と参照される第２の表面マウント６６を含む。北サイドサポート１８は、各北ベース６６から延出し、北ベアリングアセンブリ７２によってトルク部材２４の北端部６８に旋回可能に固定される支持支柱７０を含む。南サイドサポート１６と同様に、北ベース６６は、掘削すること、もしくは別の方法では、北ベースを支持表面１４へアンカーで固定することを必要とせずに、風及びその他の力に抗して、トルク部材２４の北端部６８、つまり、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２を固定するのに十分に重く設計されたアンカーレスでバラストタイプのベースである。北ベース６６は、典型的にはコンクリートで作られる。

南ベース２８及び各北ベース６６に必要な重さは、アセンブリ１２のサイズと構成、予想される風速、予想される風向、及び傾斜角度３２を含む種々の要因に依存する。例えば、２０°の傾斜角度３２(図５参照）で配向された約９．３から３７平方メートル（１００から４００平方フィート)の表面積を有するソーラーコレクタアセンブリの場合、各北ベース６６は、少なくとも２２７０ｋｇ（５０００Ｉｂｓ．）の重量を有する可能性があり、各南ベース２８は、少なくとも６８０ｋｇ（１５００Ｉｂｓ．）の重量を有する可能性がある。

北サイドサポート１８の利点の一つは、北ベース６６がアセンブリ１０の列９０において隣り合うソーラーコレクタアセンブリ１０の間で使用される時に、共用される単一の北ベースとして機能できることである。図１０から図１２の例において、アセンブリ１０Ａとアセンブリ１０Ｂとの間及びアセンブリ１０Ｂとアセンブリ１０Ｃとの間の北ベース６６は、共有される単一の北ベースである。これは、複数のアセンブリ１０への荷重、特に風荷重が同一でなく、典型的には常に変化しているために、重要である。従って、同じ列９０中の複数のアセンブリ１０にかけられる荷重、特に横方向の荷重が北ベース６６を介してその列中の他のアセンブリ間で分散されることができる。従って、列９０中の全北ベース６６の総重量は、北ベースが隣接するソーラーコレクタアセンブリ１０の間で共有されない場合よりも少なくできると同時に、ソーラーコレクタアセンブリ１０が横転する可能性を極めて低くすることができる。他の例では、北ベース６６を共有されるベースとして使用する代わりに、各北ベース６６が単一のソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２と共に使用されることができる（図１Ａ参照）。なお、その二つの組み合わせは、ソーラーコレクタアセンブリ１０の一部のみが北ベース６６を共有している一列９０において使用されることができる。

各北ベアリングアセンブリ７２は、南ベアリングアセンブリ３６と同様であり、トルク部材２４に固定された内側ベアリング部材７４と、チルト軸４２回りに自由に旋回するように内部ベアリング部材７４上に回転可能に取り付けられた外側ベアリング部材７６と、を含む。各支持支柱７０の上端部７８は、クレビスタイプの支柱マウント８０によって外側ベアリング部材７６へ旋回可能に取り付けられ、支持支柱７０が支柱マウント軸８２回りに旋回できるようにされている。支持支柱７０の下端部８４(図４参照)は、北ピボットマウント８６によって北ベース６６へ旋回可能に取り付けられている。北ピボットマウント８６は、南ピボットマウント４４と実質的に同じであり、支持支柱７０を南ピボット軸４６に対応する略水平軸回りに旋回可能にしている。更に、北ピボットマウント８６は、支持支柱７０をトルク部材２４と北ベース６６へ固定する助けとなるように、略垂直軸回りに回転されることができる。また、支持支柱７０は、可変長の伸縮支柱である。支持支柱７０とトルク部材２４との間の旋回可能な接続、支持支柱７０と北ベース６６との間の旋回可能な接続、及び可変長の伸縮支柱７０の使用は、ソーラーコレクタアセンブリ１０の設置の容易さを高める。なぜなら、北ベース６６の正確な配置が必要とされず、そして支持表面１４が広範囲に亘って水平にされる必要もなく、あるいは複数の北ベースを受け入れるように造成される必要もないためである。実質的に掘削なしに北ベース６６及び南ベース２８を設置する能力とは、即ち、バラストタイプの北と南ベースのための安定した支持表面を提供するのに必要な掘削のみを含んでおり、設置中の顕著なコスト的利点を提供する。

幾つかの例では、多数の支持支柱７０（図１３Ａの例では４本）は、１つのトルク部材２４から北ベース６６へ延出できる。この配置は、より重くなる可能性があり、より大きな風荷重を支持支柱７０にかける可能性がある、より大きなソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２にとって特に有用である。複数のベアリングアセンブリ７２は、図１３Ａの例では、互いに離間されて示されている。ベアリングアセンブリの幾つか又は全ては、１つのトルク部材２４から二つの支柱７０が延出しているか、もしくは３本以上の支柱７０が延出しているかによって、互いに隣接されるか、互いに離間されることができる。

ここで図１を参照すると、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２は、チルトアセンブリによってチルト軸４２回りに旋回されるので、アセンブリが日中の太陽の動きに追従することを可能にする。図７、図７Ａ及び図７Ｂは、チルトアセンブリ５０の一例を示し、さらに図２７、図２８及び図２９は、その他であって現在のところ好適なチルトアセンブリ４００の実施例を示す。

チルトアセンブリ５０は、駆動ロッド５６によってトルク部材２４から延出するトルクアームタイプの駆動要素５４へ接続されたドライバ５２を含む。駆動要素５４の内端５８は、トルク部材２４へ固定され、ソーラーコレクタモジュール２２によって画定された平面と略垂直にトルク部材から延出する。駆動要素５４は、クレビスタイプの外端６０を含み、そしてそれは、典型的には二つのロールピンによって固定される丸いピンであるピボット要素６４によって互いに旋回可能に固定される端部６０と６２をもって駆動ロッド５６のクレビスタイプの末端部６２を収容する。ドライバ５２は、駆動ロッド５６を略直線的に略水平に移動させ、この移動は、駆動要素５４の外端部６０をチルト軸４２回りに回転させ、それによって、ソーラーコレクタモジュール２２を太陽にほぼ追従することを可能にする。

ドライバ５２は、南ベース２８及び北ベース６６のように、典型的にはコンクリートであり、地面内への埋設を必要としないように十分に重いフーチングあるいは基盤６５に取り付けられる。図７Ｂに示すように、ドライバ５２は、駆動要素５４の外端部６０の運動に最良に適合するために傾斜角度３２に等しい角度６９に向けられる。従って、基盤６５が略水平であることが典型的には望ましい。しかしながら、基盤６５が略水平である必要性は、チルトアセンブリ５０をこの要求を排除する方法で構成することによって排除できる。例えば、ドライバ５２と基盤６５との間の角度方向が、調整可能であるように構成されることができる。

図２７、図２８及び図２９は、ドライバ４００と駆動要素カプラー９２を備えるチルトアセンブリ４０２を示す図である。ドライバ４００は、ドライブ要素カプラー９２に接続されてそれを駆動する。駆動要素カプラー９２は、チルトアセンブリ４０２の両側のソーラーコレクタアセンブリ１０の駆動要素５４（図１３参照)へ延出する。ドライバ４００は、適切な基盤や他のサポート(図示せず)へ固定されるように構成されるベース４０８を含む駆動フレーム４０６を含む。基盤は、地上の構造体或いは完全に又は部分的に埋められた構造体であることができる。例えば、ベース４０８は、地面に埋め込まれるロッドやスパイクを含む又は含まない大きく重いスチールプレートへボルト止めされる、又は溶接される、又は他の方法で固定されることができる。基盤の他の例は、ねじ込み式基盤、振動又は圧力(又は両方）駆動チューブ(単数又は複数）、及び（典型的には、現地の）土又は砂利が充填されたバラストタイプのベッセルを含む。

また、駆動フレーム４０６は、略垂直なポスト４１０と、ポスト４１０の上端から延出するとともに横方向へ延出する部材４１２を含み、略Ｌ字型の構造体を作り出す。部材４１２は、チルト軸４２の傾きと略等しい水平に対するある角度で上方および外方へ延出している。一対の支持アーム４１４は、部材４１２の両端部から延出している。駆動アームサポート４１６は、ベアリング４１８によって支持アーム４１４の末端部へ取り付けられる。これによって、駆動アームサポート４１６は、駆動アーム軸４２０回りに回転されることができる。駆動アーム軸４２０は、チルトアセンブリ４０２の両側のソーラーコレクタアセンブリ１０のチルト軸４２と略平行になるとともに、略横方向に整列されるように配置される。

また、ドライバ４００は、駆動アームサポート４１６から延出し、駆動位置４２４で駆動要素カプラー９２のクレビスタイプの端部９４に接続される駆動アーム４２２を含む。駆動位置４２４から駆動アーム支持軸４２０までの距離は、第２の距離４２６と呼ばれる。第２の距離４２６は、ピボット要素６４とトルク部材２４の中心を通るチルト軸４２の間で測定される第１の距離と等しい（図７及び図１３参照）。

また、ドライバ４００は、ギア装置４３４によって駆動ロッド４３２に接続されるモータ４３０を含む駆動アームドライバ４２８を含む。ギア装置４３４は、典型的には、ねじジャッキに対するウォームギア減速装置を使用するが、駆動ロッド４３２は、油圧のポンプ及びジャッキ又は他の駆動デバイスによっても駆動できる。チルトアセンブリ４０２の構成、特に、駆動フレーム４０６によって、駆動要素カプラー９２は、駆動フレームの一部の下側を自由に通過できる。駆動フレーム４０６は、単一のポスト４１０を使用する片持ち支持方法でこれを達成するが、駆動フレーム４０６は、別の方法、すなわち、この機能を提供するために駆動要素カプラー９２の両側のポスト４０６で構成してもよい。また、ドライバ４００は、一日中モータ４３０の駆動を制御するために使用される電子コントローラを含んでいる囲い４３６を含む。

チルトアセンブリ４０２は、チルトアセンブリ５０に優る幾つかの利点を提供する。チルトアセンブリ５０を使用する場合、特定の力、具体的にはソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２に作用する非水平方向の力は、駆動要素５４によってソーラーコレクタアセンブリ１０のトルク部材２４に加えられ、チルトアセンブリ５０から離れる列の端部に向かって増加する。駆動アーム４２２の作動長、即ち、第２の距離４２６が駆動要素５４の作動長と同じであるようにドライバ４００を構成すること、及び駆動アーム支持軸４２０の位置と向きがチルト軸４２と一致するように配置することによって、駆動アーム４２２に駆動要素５４と同じ運動を受けさせる。このように、駆動アーム４２２が駆動要素５４の動作を真似て、これによって、ソーラーアセンブリが全て一列にある時に、一つのソーラーアセンブリ１０からそれに隣接するソーラーアセンブリ１０へ増加する力のこの伝達を効果的に排除する。ソーラーコレクタアセンブリ１０の列９０に沿って中間にドライバ４００を配置する既知の技術によって、単一のドライバ４００は、図１の実施形態の駆動ロッド５６に隣接することが必要である駆動要素カプラー９２と同じ強さの駆動要素カプラー９２を使用しながら、２倍の数のソーラーコレクタアセンブリ１０を駆動できる。また、ソーラーコレクタアセンブリ１０の列９０に沿って中間にドライバ４００を配置することによって、単一のドライバによって駆動できるソーラーコレクタアセンブリ１０の数が熱膨張の影響で制限される場合、単一のドライバによって駆動できるソーラーコレクタアセンブリ１０の数が増加される。

ドライバ５２と４００の操作は、予めプログラムされることができ、ソーラーサイトの特定の位置に調節されることができる。その位置は、例えば、ＧＰＳデバイスからの情報を使用して決定できる。また、ドライバ５２と４００の動作は、当然のことながら遠隔制御されることができる。全てのソーラーコレクタアセンブリ１０を中央電子コントローラから遠隔制御することの一つの利点は、全てのソーラーコレクタアセンブリ１０における十分に機能的な電子コントローラを必要とせずに、各アセンブリ１０における単純化されたコントローラと十分に機能的な中央電子コントローラによる、設置全体のコスト削減である。他の利点は、オペレータがアセンブリ１０から他のアセンブリ１０へ物理的に移動して各アセンブリ１０に関連する電子コントローラのメンテナンス等を行う必要がないことであり、そしてそれは、大きな設置場所において非常に時間がかかることが判明している。また、ユーザは、各列にサイトパラメータを入力する必要がなく、むしろ、それは、中央電子コントローラで達成される。ソーラーコレクタアセンブリ１０は、強風状態中に安全傾斜角度へ傾けられる(しまいこまれる）必要がないように十分に強く設計される。しかしながら、中央電子コントローラを使用することは、強風中にソーラーコレクタアセンブリ１０をしまうことを容易にする。

図１０は、朝に見られる略東向きの方位のソーラーコレクタアセンブリ１０Ａ、１０Ｂ、及び図１０Ｃの列９０を示し、他方、図１１と図１２は、正午と略西向き方位の夕方の列９０を示す図である。チルトアセンブリ５０は、図１に示すように、ドライバ５２と駆動ロッド５６を含む。更に、チルトアセンブリ５０は、アセンブリ１０Ａ、１０Ｂとアセンブリ１０Ｂ、１０Ｃのドライバ要素５４の外側端部６０同士を連結する駆動要素カプラー９２を含む。図１３は、図１２のアセンブリ１０Ｂの部分拡大図であり、駆動要素カプラー９２とドライバ要素５４の外側端部６０の旋回可能な接続を示す。駆動要素カプラー９２は、駆動ロッド５６と同様であり、クレビスタイプの端部９４、及びこのクレビスタイプ端部９４内にちょうど収まるサイズにされた簡素な円筒形端部９６を有する。この円筒形端部９６は、カプラー９２の有効長が変更できるように多数の穴９８を有する。カプラー９２の長さを変更するための他の技術を使用しても良い。駆動要素５４の外側端部６０で旋回可能な接続を使用することによって、アセンブリの列９０中のアセンブリ１０の配列をあまり重要ではなくする。このことは、アセンブリ１０の列９０が、広範囲で費用のかかる敷地造成の必要がないほど平らでない、でこぼこで、起伏があるなどの支持表面１４上に使用されることを可能にする。

ソーラーコレクタアセンブリ１０の列９０のさらなる例を図２３、図２３Ａ及び図２５から図２７に示す。図２３の例と図１と図１１に示された例の違いの幾つかは、ソーラーコレクタモジュール２２の異なる配置を使用することと、図１に示される列の端部におけるチルトアセンブリ５０の代わりに列９０に沿って中間にチルトアセンブリ４０２を使用することを含む。チルトアセンブリ４０２の構造とその使用から生じる利点は、図２７、図２８及び図２９を参照してこれまで議論されている。

図２３のソーラーコレクタアセンブリ１０は、単一の列９０であると考えられるが、アセンブリ１０は、略同一東西パスやラインに沿って位置される２列のソーラーコレクタアセンブリを作り出すと考えられることもできる。３個のソーラーコレクタアセンブリが列９０のチルトアセンブリ４０２の各片側に示されているが、実際には、典型的には、もっと多くのソーラーコレクタアセンブリが単一の列９０を構成する。図２３の列９０と図１１の列９０の他の違いは、隣接するソーラーコレクタアセンブリ１０の間の北ベース６６の使用であるが、列の端部と、ドライバ４００の両側のアセンブリ１０の間のギャップ４０４に配置される、南ベース２８と同様の、より小さな北ベース６６Ａの使用である。典型的には、単一の支持支柱７０のみが北ベースに接続される時、より大きな北ベース６６を使用することは必要ないことが見出されている。

図２４は、図２３Ａのソーラーコレクタアセンブリの列と同様なソーラーコレクタアセンブリ１０の列９０の例を示す図であるが、幾分異なるパターンのソーラーコレクタモジュール２２を備えている。ソーラーコレクタモジュール２２のパターンや配置の特定の選択は、各ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２のＰＶ量を最大にすることに依存すると同時に、（１）例えば、コンテナ内、トラック上、或いは鉄道によるなど、輸送手段のサイズ制限内に収まること、（２）適切な電気的制限内に収まること、ならびに（３）ストリング長の整数分割を維持することに依存する。ストリング長は、要求される電気出力を提供するのに必要なソーラーコレクタモジュール２２の数によって測られる。ストリング長の整数分割とは、仮に、要求されるストリング長がＸであるが、Ｘが長すぎて、１つのソーラーコレクタアセンブリ１２にそれ程の長さを当てはめることができないとすると、そのとき各アセンブリ１２のストリング長をＸ／２やＸ／３等にすべきであり、複数のアセンブリ１２が現地で容易に一緒に配線されることができるようにすることを意味する。加えて、ストリング長は、複数のストリングを一つのソーラーコレクタアセンブリ１０に使用できるように十分短くすることができる。

図１３Ｂと図１３Ｃは、ソーラーコレクタモジュール２２が両面モジュールである更なる例を示す図である。即ち、これらのモジュール２２は、モジュール２２の上表面２７６と下表面２７８の両方に当る太陽光がエネルギーに変換できるように構成される。下表面２７８に当る太陽放射量を増加するために、シートや防水シートの形態の反射要素２７９がソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２の下方に配置される。反射要素２７９は、そうでない場合、地面に吸収される太陽光を下表面２７８に向かって反射する。他のタイプの反射要素２７９、例えば、シート状の堅い或いは可撓性金属やシート状の塗装合板など、を使用しても良い。更に、支持表面１４は、反射要素２７９が支持表面１４に直接適用されるようであっても良く、例えば、反射要素２７９は、白色の砂利の層やペイントの層の形態であってもよい。反射要素２７９は、図１３Ｂに示すものと同一又は異なる形状でも良く、また、図１３Ｂに示すものよりも大きいサイズ又は小さいサイズにされてもよい。図１３Ｃに最もよく示されているように、ソーラーコレクタモジュール２２は、互いに離間されてトルク部材２４の上側にモジュール間のギャップ２８１を画定している。モジュール２２間のギャップ２８１は、光が反射要素２７９によって下表面２７８へ向けて反射される場合に、トルク部材２４がモジュールの下表面２７８の上に影を作らないことを確実にするのに役立つように設けられる。

図１４から図１７は、ソーラーコレクタアセンブリ１０の各列に沿って結合器ボックスアセンブリ２８０を使用する他の例を示す図である。各ソーラーコレクタアセンブリ１０からの配線は、結合器ボックスアセンブリ２８０に達するまで、駆動要素５４に沿って、及び駆動要素カプラー９２に沿って通過する。図１４から図１７には示されていないが、配線は、駆動要素カプラー９２の図示されない開口部を通過して可撓性ホース２８４の開口端部２８２へ入り、可撓性ホース２８４を通過して結合器ボックス２８６へ入る。ホース２８４の適切な動きは、トレイ２８７の使用によって支援され、そしてそれは駆動要素カプラー９２が日中に動く時に、ホース２８４が絡まったり、巻きついたり、或いは最小配線曲がり半径を減少したりすることを避けるのに役立つ。図１７に示すように、ホース２８４の角度方向は駆動要素５４に平行な平面内に略入るようになっている。

ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２が、ソーラーサイトで組み立てられなければならない分離した構成部品の数を最小にするように構成されるのが好ましい。また、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２が、最小のパッキング材料でコンパクトな構成で格納可能で、輸送可能であることが好ましい。図１８から図２６は、コンパクトな格納と輸送構成を達成する一つの方法を示し、一方、図３０から図４１は、現在のところ好適な他のその方法を示す。図１８から図２６の例が、最初に議論され、続いて、図３０から図４１の例が議論される。

図１８は、フレーム２０とソーラーコレクタモジュール２２に平行で、トルク部材２４にも略平行になるように配置される支持支柱７０を有する輸送及び格納姿勢にあるソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２を示す図である。これは、支持支柱７０を軸８２回りに旋回し、そしてまた外側ベアリング部材７６を内側ベアリング部材７４回りに回転して支持支柱をチルト軸４２回りに回転することによって達成される。支持支柱７０は、例えば、荷造りワイヤを使って支持支柱７０をトルク部材２４に固定することによってこの輸送及び格納姿勢に一時的に固定される。更に、駆動要素５４は、図１８に示すように、フレーム２０とソーラーコレクタモジュール２２と略平行になるように、トルク部材２４のいずれかの側に配置される取り付けプレート２８８を用いてトルク部材２４に一時的に取り付けられる。

図１９及び図２０は、図２１及び図２２に示される完成したスタック（積み重ね）に関するソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２のスタック２９０の組み立てを示す図である。トルク部材２４の南端部３０は垂直な開口２９２を有する。第１のスペーサアセンブリ２９４は、スペーサチューブ２９６を使用して互いに隣接するアセンブリ１２を分離し、支持するために使用される。スペーサチューブ２９６は、減少直径部２９８と全直径部３００を有する。減少直径部２９８は、開口２９２に嵌まり込むサイズとされるが、全直径部３００は、開口２９２に比較してオーバーサイズとされている。ロッド３０２は、スタック２９０におけるスペーサチューブ２９６及び開口２９２の各々を通過して延出し、ナット３０４とワッシャ３０６を用いて各端部で固定される。ネジが切られたベース部材３０８がスタック２９０の底部に使用され、支持表面上でスタックを支持する。リフティングアイ３１０は、ロッド３０２の上端部に固定され、スタック２９０の移動を助けるために使用される。同様のスペーサアセンブリ２９４は、スタック２９０の他端部で使用される。

第２のスペーサアセンブリ３１４は、第１のスペーサアセンブリ２９４の間に、典型的には、中間部に使用される。第２のスペーサアセンブリ３１４は、各アセンブリ１２の下方に位置される一対のＴ字形状のサポート３１６を含む。各Ｔ字形状のサポート３１６は、ベース３１８と、このベース３１８の中心部から上方へ延出するセンター要素３２０とを含む。Ｔ字形状のサポート３１６は、互いに隣接するアセンブリ１２を分離し、それらを支持するために使用される。図２０に示すように、レール２６は、湾曲部３２４によって接続される下方に延出した脚部３２２を有するＵ字形状である。レール２６で隣接するモジュール２２間にギャップ３２６がある。ベース３１８は、ギャップ３２６内に嵌まり込むサイズとされ、レール２６上に載る。センター要素３２０は、脚部３２２の間に嵌まり込み、レール２６の湾曲部３２４に支えられており、それによって、上側のアセンブリ１２の重みは下側のアセンブリ１２のフレーム２０に伝達される。また、Ｔ形状のサポート３１６は、支持表面上にスタック３９０を支持するために一番下のアセンブリ１２の下方に使用され、そして支持表面は、例えば、従来型パレット、特別注文の全長大のパレット、輸送車両のベッド、或いは船積みドックによって提供されることができる。スタック２９０は、例えば、スタック２９０を支持する一つ又はそれより多くのパレット(図示せず）と係合するフォークリフトやリフティングアイ３１０を使用するクレーンを使用して持ち上げられて移動されることができる。

この例では、上側のアセンブリ１２の重みの幾らかがトルク部材２４とスペーサチューブ２９６を介して下側のアセンブリ１２へ伝えられる。必要に応じて、スペーサチューブ２９６は、上側のアセンブリ１２の重みがトルク部材２４を介することなく下側のスペーサチューブ２９６へ直接伝えられるように構成することもできる。

製造上は、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２は、図１８の配送及び格納姿勢に配置され、そして第１と第２のスペーサアセンブリ２９４，３１４を使用して図１９から図２２に示すようにスタック（積み重ね）される。設置場所が決定される。アセンブリ１２のスタック２９０は、スタックされた構成で設置場所へ輸送される。南ベース２８及び北ベース６６のための適切な重みが決定される。バラストタイプの南ベース２８及び北ベース６６は構造が比較的単純で、典型的には、配送費を減少するために設置場所で又はその近くで製造される。南ベース２８及び北ベース６６は、設置場所において地面上に或いは他の支持表面上に置かれる。複数の南ベース２８は、典型的には、略東西ライン上に互いに離間された位置で配置される。複数の北ベース６６は、典型的には、略東西ライン上の互いに離間された位置に配置される。バラストタイプのベース２８と６６を使用する時、サイト準備が行われることが必要であるとしても、ほとんど必要ない。なぜなら、バラストタイプのベース２８と６６の重みは、ベースの全て又は一部を地面に埋める必要性を排除し、そのシステム設計は、でこぼこのある、荒れた、又は凹凸のある地形上での使用を可能とするからである。次に、アセンブリ１２は、スタック２９０から取り外されて北ベース２８及び南ベース６６への固定が準備される。そうするために、駆動要素５４は、図７に示すその使用位置でトルク部材２４へボルト止めされる。トルク部材２４の南端部３０の南サイドジョイント３４は、南ベース２８の南ピボットマウント４４へ固定される。支持支柱７０は、ベアリングアセンブリ７２と支柱マウント８０を使用して下方及び外方へ旋回される（図８、図９参照）。各支持支柱７０の長さは、典型的には２０°である傾斜角度３２にソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２を位置決めし、支持支柱が取り付けられる北ベース６６の位置、高さ及び方位に対応するように調節される。図４に示すように、ここで開示される例では、これは、下部伸縮セクション３３２の穴３３０と上部伸縮セクション３３６の幾つかの穴３３４の一つを通過するピンタイプの部材３２８を使用して達成される。より微細な長さ調節は、例えば、ピン、ボルト又はピボット部材３３８のような他のピボット部材が通過する支持支柱７０の一端部又は両端部にネジ込みインサートを使用することによってできる。場合によっては、支持支柱７０の長さを伸縮セクション３３２，３３６によって適合される長さよりも長い長さへ延長することが必要であるかもしれない。そのような場合、支柱エクステンション(図示せず）を必要な余分の長さに対応するために使用できる。北ベース６６に取り付けられる北ピボットマウント８６は、略垂直な軸回りに回転して関連する支持支柱７０と一直線になることができる。各支持支柱７０の下端部８４は、ボルト又は他のピボット部材３３８によって北ピボットマウント８６へ旋回可能に固定される。

南ベース２８と北ベース６６の重みの決定は、アセンブリ１２のサイズと構成に基づいてサイト特有でなされることができ、又は典型的なアセンブリ１２の構成と予測される風荷重に基づいてなされることができる。重みの決定は、エンドユーザや設置者によって、或いはアセンブリ１２の製造者によってなされることができる。南ベース２８と北ベース６６の重みの１つの典型的な決定方法は、ユーザや設置者にガイドラインを提供し、チルト角度の特定範囲にわたって方向付けられたアセンブリ１２の表面積の特定範囲に対して、南ベース２８と北ベース６６の推奨される重みが、予測風速の異なる範囲に対して提供できるようにすることである。或いは、製造者は、ユーザや設置者に、特定の設置に対する情報に基づいて南ベース２８と北ベース６６の推奨される重みを提供することができる。

図３０は、配送／格納スキッド４５４に取り付けられる、図１９のスタックと同様の、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２のスタック４５２を含むソーラーコレクタアセンブリ配列４５０の例を示す図である。スキット４５４は、略矩形のベース４５６と上方へ延出するスタビライザーバー４５８を含む。スキッド４５４は、フォークリフトやオーバーヘッドクレーンのような多くの方法を使用してソーラーコレクタアセンブリ配列４５０が持ち上げられ、運搬されることができるように設計される。スキッド４５４は、他の構成を有していても良く、例えば、特定の設置のために固定の或いは引き込み式のホイールを含んでいても良い。

ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２は、図１から図１３及び図１８に示されるアセンブリ１２と同様である。両者の違いの一つは、フレーム２０のレール２６がソーラーコレクタモジュール２２のエッジから離間されていることである。これは、図３５と図１８を比較することによって理解されることができる。また、図６に示される、ソーラーコレクタモジュール２２のエッジに沿ってクリップ２７を使用する代わりに、レール２６が、ネジのような適切な締結具４５５を使用してソーラーコレクタモジュール２２の裏側に固定される。機械的な締結具を伴う或いは伴わない接着剤の使用を含めて、ソーラーコレクタモジュール２２をフレーム２０へ固定する他の技術もまた使用することができる。

図３０及び図３９に示されるように、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２が格納又は輸送姿勢にある場合、複数のソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２は、スペーサ要素４６６（図３１、図３２、及び図３６参照）を使用して、及びスタビライザーとして駆動要素５４の使用によって順にスタック（積み重ね）される。トルク部材２４は、スペーサ要素４６６のサイズ減少端部４７０の収容のためにその場所に形成された穴４６８(図３１参照)を有する。穴４６８は、トルク部材２４の各端部並びに、この例では、トルク部材２４の長さに沿って、隣接するソーラーコレクタ２２の４つの角の接合点の１つに配置される。スペーサ要素４６６のＸ横断形状は、良好な強度を提供すると共に、ソーラーコレクタ２２を互いに近接して取り付け可能とする。上側のアセンブリ１２の重みは、トルク部材２４を介して下側のアセンブリ１２のフレーム２０へ伝えられ、ソーラーコレクタ２２は、上側のアセンブリ１２の重みを支える必要がないようにされる。また、図３２は、４つの角の接合点に置くことができるスペーサ要素４６７の使用を示す。スペーサ要素４６７は、トルク部材２４を収容するサイズとされた、対向端部での切り欠き４６９を有する平らで矩形の部材である。

図３１と図３７の駆動要素５４は、以下の違いがあるが図７の駆動要素５４と実質的に同じである。図３７の駆動要素は、その場所に形成された穴４７６を有する一対のプレート４７４を含む。プレート４７４は、正方形の断面形状を有するトルク部材２４の幅よりも僅かに大きな距離だけ分離される。これによって、駆動要素５４を、図７に示すように、使用方向に取り付けることができ、駆動要素は、トルク部材２４によって画定されるチルト軸４２に対して略垂直であって、モジュール２２によって形成される平面に対して直角に延出する。着脱容易な締結具、ボルト、又は他の適切な締結具が、穴４７６をトルク部材２４に形成され、適切に位置決めされた穴４７８(図３１参照)に位置合わせすることによって、駆動要素５４をトルク部材２４へ固定するために使用されることができる。

また、図３７の駆動要素５４は、外側筒状要素４８０とプレート４７４から外方へ延出する内側筒状要素４８２を含む。図３１と図３５の格納又は輸送姿勢にある駆動要素５４に関して、即ち、トルク部材２４によって画定されるチルト軸４２から半径方向外方であって、モジュール２２によって画定される平面に略平行に延出する駆動要素に関して、その駆動要素は、使用姿勢における場合、即ち、トルク部材２４に適切に形成された穴を通過するボルトや他の締結具を使用する場合と同様に、トルク部材２４に固定することができる。使用姿勢において、ボルトを使用して駆動要素５４をトルク部材２４に固定することが望ましいが、着脱容易な締結具を使用して現場でのシステムのセットアップを容易とすることが望ましい場合もある。駆動要素５４の外側端部６０は、ボルト、着脱容易な締結具、又は他の適切な手段を使用して、スタビライザーバー４５８へ固定される。内側筒状要素４８２の長さにプレート４７４の厚みを加えたものは、駆動要素５４の位置においてトルク部材２４の間で適切に重みが伝達されるようにスペーサ要素４６６の大径部４８４の高さに等しいように選択される。図３１と図３７の格納と輸送姿勢において、駆動要素５４は、スタビライザーアーム５４として働き、トルク部材２４間の重みを伝達するのみならず、横方向の安定性もアセンブリ１２に提供し、アセンブリ１２をそれらのトルク部材２４回りで回転することやねじれることも効果的に防止する。

図３８は、図３０のソーラーコレクタアセンブリ装置４５０の端面図であり、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２のスタックをスキッド４５４へ固定された状態を維持することを助けるための一端部における据え付けストラップ４８６の使用を示す。ストラップ４６は、ベース４５６の中空フレーム部材４８８を通過し、最上のソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２のトルク部材２４上に延出する。据え付けストラップ４８６は、ユーザが適切な張力をストラップ４８６へ与えることを可能にする張力装置４８７を含む。同様のストラップは、ベース４５６の他端部で使用される。

図３９から図４１は、アセンブリ１２のスタックを作り出すため、或いはアセンブリ１２のスタックからアセンブリ１２を取り外すために、ソーラーコレクタモジュールアセンブリ１２を持ち上げることに役立つリフティング装置４９０の使用を示す図であり、典型的には、設置場所でクレーン、フォークリフト、又は他の機械的リフティング装置の助けを借りる。リフティング装置４９０は、バー４９１の底部に固定された一対の安定化バー４９２を有するリフティングバー４９１を含む。また、リフティング装置４９０は、両端部のリフティングフックとリフティングバー４９１から外方へ延出するリフティングライン４９４とを有する。また、リフティング装置４９０は、リフティングアイアダプタ４９５を含み、このアダプタ４９５は、典型的には、それぞれ、トルク部材２４とアダプタ４９５に形成された穴４９６と４９７を通るボルトや着脱容易な締結具(図示せず)を使用して、トルク部材２４の各端部に固定されることができる。

上記では、ａｂｏｖｅ（上方に）、ｂｅｌｏｗ（下に）、ｔｏｐ（頂部）ｂｏｔｔｏｍ（底部）、ｏｖｅｒ（上、越えて、等）、ｕｎｄｅｒ（下方に）等の用語を使用したかもしれない。これらの用語は、本発明の理解に役立つように使用されており、意味を制限するために使用されているのではない。北と南という方向は、設置場所が北半球にあるとの前提で使用された。より包括的な用語、例えば、北を表す極、及び南を表わす赤道又は赤道付近などは、北半球と南半球の両方における設置場所をカバーするために使用できる。

変更及び変形は、本発明の主題から逸脱しない範囲内で、開示された実施形態に対して行うことができる。例えば、トルク部材２４は、丸形及び矩形を含む種々の断面形状を備えることができ、部分的な又は完全な固体内部を持つことができ、一つ以上の材料から作ることができ、その長さ方向に沿って変化する種々の構造的特徴を有することができる。ソーラーコレクタモジュール２２のためのサポートやフレームとして働くトルク部材２４とレール２６は、剛性の矩形台のような他のソーラーコレクタ支持構造体によって置き換えることができる。従って、チルトアセンブリ５０は、トルク部材２４以外の構造物へ固定することができる。ソーラーコレクタ支持構造体は、固定されたチルト軸４２回りではなく、例えば、瞬間的なチルト軸の範囲回りに傾くように取り付けることができる。

上記で参照されたいずれかの又は全ての特許、特許出願、及び印刷出版物が参照することにより本発明に組み込まれる。

Claims (40)

1. 第１の端部と第２の端部とを有すると共にチルト軸を画定するフレーム部材を備えるフレームと、
   前記フレームに取り付けられるソーラーコレクタと、
   前記第１の端部の近くで前記フレーム部材へ連結される第１のサイドサポートと、
   前記第２の端部の近くで前記フレーム部材へ連結される第２のサイドサポートと、
   前記ソーラーコレクタが前記チルト軸回りに傾けられることができるように、前記第１のサイドサポートと前記第２のサイドサポートへ旋回可能に連結される前記フレーム部材と、を備え、
   前記第２のサイドサポートは、第１の支柱と第２の支柱を備え、前記第１の支柱と前記第２の支柱のそれぞれは、前記チルト軸に略平行な第１の軸回りと、前記支柱が前記フレーム部材に略平行方向から前記フレームから略離れる方向に延出されることを可能にする第２の軸回りと、に旋回動作するように前記フレームに連結されているソーラーコレクタアセンブリ。
2. 前記第１の支柱と前記第２の支柱のそれぞれは、ベアリングアセンブリによって前記フレーム部材へ旋回可能に連結され、
   前記ベアリングアセンブリのそれぞれは、前記フレーム部材に固定された内側ベアリング部材と、前記第１の軸回りの回転のために前記内側ベアリング部材上に回転可能に取り付けられた外側ベアリング部材と、を備える請求項１に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
3. 前記第１のサイドサポートは、第１の表面マウントへ連結するように構成される取り付け部材を更に備え、
   前記第１の支柱と前記第２の支柱は、第２の表面マウントへ連結するように構成される取り付け部材を更に備える請求項１に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
4. 前記第１のサイドサポートの取り付け部材は、前記第１の表面マウントへ旋回可能に連結されるように構成され、
   前記第１の支柱と前記第２の支柱の取り付け部材は、前記第２の表面マウントへ旋回可能に連結されるように構成される請求項３に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
5. 前記第１の表面マウントと前記第２の表面マウントへ更に連結され、
   前記第１の表面マウントと前記第２の表面マウントは、それぞれ第１のアンカーレスでバラストタイプのベースと第２のアンカーレスでバラストタイプのベースで構成される請求項４に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
6. 前記第１のアンカーレスでバラストタイプのベースと前記第２のアンカーレスでバラストタイプのベースは、前記ソーラーコレクタアセンブリがその上に配置可能な表面に、実質的にはその上方に載るように構成される請求項５に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
7. 前記第１のアンカーレスでバラストタイプのベースと前記第２のアンカーレスでバラストタイプのベースは、前記表面の実質的な掘削なしに、前記表面に置かれるように構成される請求項６に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
8. 前記第１の表面マウントと前記第２の表面マウントへ更に連結され、
   前記第１の表面マウントは、第１のアンカーレスでバラストタイプのベースを備え、
   前記第２の表面マウントは、第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースと第３のアンカーレスでバラストタイプのベースを備える請求項４に記載のソーラーコレクタアセンブリ。
9. 第１の端部と第２の端部とを有するフレームと、前記フレームに取り付けられたソーラーコレクタと、前記第１の端部の近くで前記フレームへ連結される第１のサイドサポートと、前記第２の端部の近くで前記フレームへ連結される第２のサイドサポートと、第１の支柱と第２の支柱を備える前記第２のサイドサポートと、前記フレームから略離れる方向に配置されるように前記フレームへそれぞれ連結されている前記第１の支柱と前記第２の支柱と、を備える第１のソーラーコレクタアセンブリと、
   前記第１のソーラーコレクタアセンブリがその上に配置可能な表面に、実質的にはその上方に載るように構成されるアンカーレスでバラストタイプのベースを備える第１の表面マウントと、
   前記第１のソーラーコレクタアセンブリがその上に配置可能な表面に、実質的にはその上方に載るように構成されるアンカーレスでバラストタイプのベースを備える第２の表面マウントと、を備え、
   前記第１のサイドサポートは、前記第１の表面マウントに連結され、前記第２のサイドサポートは、前記第２の表面マウントに連結されるソーラーコレクタ設備。
10. 前記第２の表面マウントは、第１のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースと第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースを備え、
    前記第１の支柱と前記第２の支柱は、それぞれ第１のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースと第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースへ接続される請求項９に記載のソーラーコレクタ設備。
11. 第２のソーラーコレクタアセンブリを更に備え、
    当該第２のソーラーコレクタアセンブリの第１の支柱は、前記第２の表面マウントの第２のアンカーレスバラストタイプの第２のベースへ連結され、
    前記第２のアンカーレスでバラストタイプの第２のベースは、第１のソーラーコレクタアセンブリと前記第２のソーラーコレクタアセンブリとに共用される単一のベースを構成し、それによって、前記第１のソーラーコレクタアセンブリと前記第２のソーラーコレクタアセンブリにかけられる横方向の荷重が分布荷重になる請求項１０に記載のソーラーコレクタ設備。
12. 前記第１のベースは、少なくとも１５００ポンドの重さがあり、
    前記第２のベースの少なくとも一つは、少なくとも５０００ポンドの重さがある請求項１０に記載のソーラーコレクタ設備。
13. 第１のアンカーレスでバラストタイプのベースと第２のアンカーレスでバラストタイプのベースは、支持表面の実質的な掘削なしであり平らでない当該支持表面に配置されるように構成されたコンクリートブロックを備える請求項１０に記載のソーラーコレクタ設備。
14. 第１のアンカーレスでバラストタイプのベースと第２のアンカーレスでバラストタイプのベースは、前記支持表面の実質的な掘削なしの当該支持表面に、実質的にはその上方に載る請求項９に記載のソーラーコレクタ設備。
15. 第１の端部と第２の端部とを有するフレームと、前記フレームに取り付けられたソーラーコレクタと、前記第１の端部の近くで前記フレームへ連結される第１のサイドサポートと、前記第２の端部の近くで前記フレーム部材へ連結される第２のサイドサポートと、第１の支持支柱と第２の支持支柱を備える前記第２のサイドサポートと、末端部をそれぞれ有する前記第１の支柱と前記第２の支柱と、をそれぞれ備えるソーラーコレクタアセンブリからなる複数のソーラーコレクタアセンブリと、
    実質的に第１の列に、及び支持表面の実質的に上方に配置される複数の第１のベースと、
    実質的に第２の列に、及び前記支持表面の実質的に上方に配置される複数の第２のベースと、内側を有する前記第２の列と、を備え、
    前記複数の第１のサイドサポートのそれぞれは、前記複数の第１のベースの一つに連結され、
    前記複数の第１の支持支柱と前記第２の支持支柱のそれぞれは、前記第２の列の前記内側における前記第２のベースの少なくとも一つが二つの隣接するソーラーコレクタアセンブリの支持支柱へ連結されるように、前記複数の第２のベースの一つに連結される末端部を有し、
    前記支持支柱は、少なくとも一つの選択されたチルト角度で前記支持表面の上方で前記ソーラーコレクタアセンブリを支持するソーラーコレクタ設備。
16. 前記第１のベースと前記第２のベースは、アンカーレスでバラストタイプのベースを備える請求項１５に記載の設備。
17. 前記第１のベースと前記第２のベースは、前記支持表面を実質的に掘削することなく、前記支持表面上に配置される請求項１５に記載の設備。
18. 前記第２の列の前記内側における前記第２のベースのそれぞれは、二つの隣接するソーラーコレクタアセンブリの支持支柱へ連結される請求項１５に記載の設備。
19. 複数のスペーサと、
    フレームと前記フレームに固定されるソーラーコレクタとを備え、前記フレームは、第１の端部と第２の端部を有しチルト軸を画定するフレーム部材を有するとともに、前記スペーサと係合するように構成されるスペーサ係合エリアを更に有し、前記第１の端部の近くで前記フレーム部材へ連結される第１のサイドサポートと、前記第２の端部の近くで前記フレーム部材へ連結される第２のサイドサポートと、前記ソーラーコレクタが前記チルト軸回りに傾けられることができるように前記第１のサイドサポートと前記第２のサイドサポートへ旋回可能に連結される前記フレーム部材と、をそれぞれ備えるソーラーコレクタアセンブリからなる複数のソーラーコレクタアセンブリと、
    スタック構成で前記ソーラーコレクタアセンブリを支持するために、前記スペーサ係合エリアと係合してそれぞれの前記ソーラーコレクタアセンブリの間に位置されるように構成される前記スペーサと、を備えるソーラーコレクタアセンブリのスタック。
20. 前記フレームは、前記第１の端部と前記第２の端部で前記ソーラーコレクタを越えて延出する請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
21. 前記第２のサイドサポートは、第１の支柱と第２の支柱を備え、
    前記第１の支柱と前記第２の支柱のそれぞれは、前記チルト軸に略平行な第１の軸回りと、前記支柱が前記フレーム部材に略平行な第１の方向から前記フレームから略離れる第２の方向に延出されることを可能にする第２の軸回りと、に旋回動作するように前記フレームに連結されている請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
22. 前記複数のスペーサは、第１の端部と第２の端部をそれぞれ有する細長部材を備え、
    前記第１の端部は、一つのフレーム部材の穴に通るように構成され、
    前記第２の端部は、隣接するフレーム部材の穴に通るように構成される請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
23. 前記スペーサ係合エリアは、前記第１の端部と前記第２の端部の近くで前記フレーム部材における穴を備え、
    前記複数のスペーサは、前記フレーム部材の前記穴に係合するように構成される複数の第１のスペーサ要素を備え、
    前記第１のスペーサ要素は、第１の端部と第２の端部をそれぞれ有する細長部材を備え、
    前記細長部材の前記第１の端部は、一つのフレーム部材の前記第１の端部又は前記第２の端部の穴に通るように構成され、
    前記細長部材の前記第２の端部は、隣接するフレーム部材に安定して係合するように構成される請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
24. 前記第１のスペーサ要素は、更にロッドを備え、
    前記細長部材は、筒状スペーサ要素を備え、
    前記筒状スペーサ要素は、前記ロッドが前記フレーム部材の前記第１の端部と前記第２の端部で当該筒状スペーサ要素を通過して延出できるように構成される請求項２３に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
25. 前記ロッドは、前記ソーラーコレクタアセンブリのスタックの持ち上げを容易にするリフティングポイントを備える請求項２４に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
26. 前記フレームは、更に、前記フレーム部材の横方向に延出するレールを備え、更に、
    前記レールに係合するように構成される複数の第２のスペーサ要素を備え、
    前記第２のスペーサ要素は、ベースと当該ベースから上方へ延出するセンター要素とを有する略上下逆さのＴ字形状の断面形状を有し、
    前記ベースは、一つのフレームの前記レールと係合するように構成され、
    前記センター要素は、隣接するフレームの前記レールと係合するように構成される請求項２３に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
27. 前記ソーラーコレクタアセンブリの少なくとも一つは、第１の方向において前記フレーム部材へ固定可能であると共に、第２の方向において当該フレームに固定可能であるように構成された駆動要素を備え、
    前記駆動要素は、前記第１の方向にある場合に、前記ピボット軸及び前記ソーラーコレクタから実質的に離れるように延出し、
    前記駆動要素は、前記第２の方向にある場合に、前記ピボット軸から実質的に離れるように、及び前記ソーラーコレクタに対して略平行に延出する請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
28. 前記ソーラーコレクタアセンブリを支持するスキッドを更に備える請求項２７に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
29. 前記スキッドは、前記ソーラーコレクタアセンブリを支持するベースと、前記ベースから上方へ延出するスタビライザーバーと、を備え、
    前記駆動要素は、前記ソーラーコレクタアセンブリのスタックを安定化するのに役立つように前記スタビライザーバーへ固定可能である請求項２８に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
30. 複数のソーラーコレクタアセンブリは、駆動要素を備え、
    隣接する駆動要素は、それらの間の相対的な横方向移動を少なくとも減少するように互いに係合する入れ子要素を備える請求項２９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
31. 前記スタックの底部のアセンブリが、前記スタックの頂部のアセンブリへ向けて付勢される請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
32. 前記スタックが、更に、前記ソーラーコレクタアセンブリのスタックの持ち上げを容易にするリフティングポイントを備える請求項１９に記載のソーラーコレクタアセンブリのスタック。
33. 第１の位置で、複数のソーラーコレクタアセンブリを建設するステップであって、前記各ソーラーコレクタアセンブリは、フレームと当該フレームに取り付けられるソーラーコレクタを備え、前記ソーラーコレクタアセンブリは、実質的にコンパクトで格納又は輸送構成に配置される又は展開される構成に配置されるように用意されるステップと、
    第２の位置で、複数の表面マウントを準備するステップと、
    前記複数のソーラーコレクタアセンブリを設置位置に輸送するステップと、
    前記設置位置で支持表面上に少なくとも一列に前記複数の表面マウントを配置するステップと、
    前記複数のソーラーコレクタアセンブリのそれぞれがチルト軸回りに回転可能で、選択されたチルト角度で前記支持表面の上方に支持されるように、前記複数のソーラーコレクタアセンブリを前記複数の表面マウントに取り付けることによって、前記複数のソーラーコレクタアセンブリを展開するステップと、を備える追跡型ソーラーコレクタ設備を構築するための方法。
34. 前記第２の位置と前記設置位置が実質的に同一である請求項３３に記載の方法。
35. 前記表面マウントは、前記支持表面を実質的に掘削することなく前記支持表面に、実質的にその上方に配置される請求項３３に記載の方法。
36. 前記展開するステップは、前記フレームに連結される一つ以上の支持部材を、前記支持部材が前記フレームに対して実質的に平行に配置される格納又は輸送構成から、前記支持部材が前記フレームから実質的に離れるように向けられる展開構成へ操作するステップを含む請求項３３に記載の方法。
37. 前記チルト軸回りの前記ソーラーコレクタの回転を駆動するために、チルトアセンブリを前記複数のソーラーコレクタアセンブリに連結するステップを更に備える請求項３３に記載の方法。
38. 前記準備するステップは、バラストタイプの表面マウントを準備するステップを備え、前記配置するステップは、前記支持表面を実質的に掘削することなく前記支持表面に、実質的にその上方にバラストタイプの表面マウントを設置するステップを備える請求項３３に記載の方法。
39. 前記設置するステップは、ソーラーコレクタアセンブリ毎に、第１のバラストタイプの表面マウントと第２のバラストタイプの表面マウントを前記支持表面上に設置するステップを備える請求項３８に記載の方法。
40. 前記展開するステップは、少なくとも第１のソーラーコレクタアセンブリと第２のソーラーコレクタアセンブリを展開するステップを備え、
    前記設置するステップは、前記第１のソーラーコレクタアセンブリと前記第２のソーラーコレクタアセンブリのそれぞれに対して、第１のバラストタイプの表面マウントを配置するステップと、前記前記第１のソーラーコレクタアセンブリと前記第２のソーラーコレクタアセンブリに対して、第１、第２及び第３の第２のバラストタイプの表面マウントを配置するステップと、を備え、
    前記展開するステップは、更に、前記第１のソーラーコレクタアセンブリを前記第１と第２の前記第２のバラストタイプの表面マウントへ取り付け、前記第２のソーラーコレクタアセンブリを前記第２と第３の前記第２のバラストタイプの表面マウントへ取り付けるステップを備え、
    それによって、前記第１のソーラーコレクタアセンブリと前記第２のソーラーコレクタアセンブリにかけられる横方向の荷重は、分布荷重とされることができる請求項３８に記載の方法。

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