TWI414736B - 單軸式太陽追蹤器系統與裝置以及抗風鎖裝置 - Google Patents

Description

單軸式太陽追蹤器系統與裝置以及抗風鎖裝置

本發明係關於一種安裝容易、成本較低，且提供電磁式抗風鎖裝置之單軸式太陽追蹤器系統及裝置，可以抵擋風勢強勁的颶風或颱風。在全球追求使用綠色能源的風潮之下，太陽能發電廠使用單軸式太陽追蹤器的情況也就愈來愈普遍，因為不僅可以降低成本、提高對風的抵抗力，而且也便於大型太陽能發電廠進行安裝，尤其是低緯度的熱帶地區。該單軸式太陽追蹤器以複數個旋轉柱支撐，並使用一或兩個線性驅動器的驅動機制來旋轉。單軸式太陽追蹤器同時配備一抗風鎖裝置，讓太陽追蹤器在颶風或颱風等強風狀態下仍可以固鎖在水平中間位置。此外，該步進式抗風鎖裝置亦用於固定會隨線性驅動器每一階段驅動的太陽追蹤器，讓太陽追蹤器在強風情況下也能順利運作。

降低二氧化碳和其他汙染物的產生以抑制全球暖化，是世界各國共同努力的目標。因此，未來使用大型太陽能板或是使用無汙染的太陽能電廠也已成為綠能革命發展的方向。雖然太陽能板裝設在一般住宅區屋頂上的情形已愈來愈普遍，然而目前太陽能板的安裝方式並未能有效地利用太陽能。例如太陽能板和太陽斜射相對於垂直線的角度會使得能源吸收效率必須再乘以一餘弦(cos)乘數。太陽能板如果採水平放置收集太陽能，則從日出到日落的能源收集率，將只占一天所接收的太陽能源的64%，若進一步考量現今矽晶太陽電池的貯存率大約為16%，則每天被太陽能板所接收的太陽能源當中，能有效利用的能源僅占10%。換言之，如果使用固定式、無追蹤太陽功能的太陽能板，則從日出到日落的太陽能源，大約會損失36%。然而，太陽追蹤器在現今市場上的價格並不算便宜。如果太陽追蹤器的費用比它所裝載的太陽能板高出36%，人們不一定會考慮使用太陽追蹤器，因為它並不值得花錢投資。此外，太陽追蹤器上的可動零件理所當然地會比固定裝置容易出現故障。

太陽能發電廠裝設單軸式太陽追蹤器已不新奇。傳統的太陽熱能拋物面反射槽多使用安裝在單軸式太陽追蹤器上以收集太陽能，但是拋物線反射槽必須連接很長的距離才能將水加熱以產生足夠的高溫蒸汽來推動渦輪發動機。安裝太陽能板的單軸式太陽追蹤器，一般都希望尺寸愈小愈好，理由如下：(1)太陽追蹤器的結構必須可以抵禦強風，而結構愈低就愈能抵禦強風；(2)小型太陽追蹤器不需大機器安裝，但愈容易讓普通身高的維修人員來進行維修及替換；(3)安裝大型結構機器的成本支出較大。所以設計太陽追蹤器時，一定要考量到使用最少人力及花費最少的機器成本。

此外，另一項關於太陽追蹤器的重要問題是，如何對抗颱風或颶風等超乎尋常的強風。太陽熱能拋物面反射槽只能裝設在沒有颶風或颱風的地方，而且還需要特別穩固的結構來抵擋風力。相反地，太陽光電發電系統則要興建在地球上任何有日照的地方，因此該結構必須要能在颶風季或颱風季時抵禦強風。

根據上述對於單軸式太陽追蹤器的討論，本發明之實施例提出使用複數個低架構(low profile)柱子來安裝單軸式太陽追蹤器。較佳實施例為使用螺旋柱頭的螺旋樁以快速安裝。螺旋柱不僅能減少安裝時間、使用最少的機械裝置、花費最少的人力成本，也能提供一種不使用混凝土材料而以更環保的方式建造太陽能發電廠。

另一方面，本發明提出使用一或兩個線性驅動器來驅動整個太陽追蹤器。該太陽追蹤器既簡化了驅動機制，也節省了可動零件的成本。本發明也使定期維修及可動零件更換的工作變得很簡單，這可以讓太陽能發電廠以最小停機時限持續運作。

再另外一方面，本發明提出一種新的自動抗風鎖裝置，讓太陽追蹤器得以鎖定在中間水平位置，可以避免昂貴又沉重的太陽能板遭受颱風或颶風的侵害。最簡單的固鎖方式是使用手動式T桿插入固定，也可以使用由追蹤控制器控制的電磁鎖裝置。此外，本發明的抗風鎖裝置可以進一步用於逐步強風鎖隨太陽追蹤器轉動而逐步鎖定。因此，本發明所揭露的太陽追蹤器變成強固而活用的追蹤器，適用於世界各種季節性的強風情況。

最後，為了改善遮蔽效應會降低太陽追蹤器輸出功率的影響，本發明在太陽能板與太陽能板之間採一排接一排的串聯方式來連接，而不是傳統上在同一塊面板上進行串聯連接。藉由太陽能板一排接一排開始發電來解決遮蔽效應的問題，而不會使整塊面板因為遮蔭之故而失效。

本發明為單軸式太陽追蹤系統及裝置提出另一種方法，用來解決上述討論到的許多問題。本發明提出在複數個螺旋樁上安裝一單軸式太陽追蹤器。如果因為土質的緣故而無法使用螺旋柱，則可以改成將圓柱樁插入混凝土底座來替代。本發明之單軸式太陽追蹤器裝置，在較高緯度地區可以略朝赤道傾斜；另外，此單軸式太陽追蹤器在設計上使用一或兩個線性驅動器，讓整塊面板自日出到日落的旋轉幅度將近180度。本發明最重要的特色在於，設計出一種自動抗風鎖裝置，針對異常強風情況時，可將追蹤器保持在水平位置並鎖在基柱上。另外，此自動鎖裝置在強風時，也可以作為逐步抗風鎖裝置。在本發明中，太陽追蹤器的驅動器無須設計到可以完全抵抗極度惡劣的颶風或颱風，而是倚賴自動抗風鎖裝置將太陽追蹤器固定在中間水平位置。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「水平」、「垂直」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參閱第1圖，第1圖繪示本發明之單軸式太陽追蹤器1。太陽追蹤器1的上面安裝太陽能板10及支架2，下面安裝一驅動器。支架2安裝在複數個螺旋地柱(helical pile post)3上面，而地柱3如螺絲般旋轉入地面4。為了加強抗風效果及穩定性，螺旋地柱3插在地面下的部分，通常比露在地面上的部分還要長。在較佳實施例中，雖然螺旋地柱3便於快速安裝且成本較低，但如果因土壤鬆軟或安裝地點之故而無法使用螺旋地柱3時，亦可以在地面下使用成本較高的混凝土底座5以穩固傳統地柱3。

請參閱第2圖，第2圖為單軸式太陽追蹤器1之立體視圖。太陽能板10包含但不限於十二塊面板。在較佳實施例中太陽追蹤器1上安裝十二塊太陽能板，每六塊面板裝一排，每一塊面板上裝有六排太陽電池(solar cell)，其目的是用以使部分太陽能板10被遮蔽時仍能輸出足夠的功率，其細節於第12圖說明。頂視圖太陽能板10的支架2包含兩個L形梁21，分別裝在旋轉軸管25的兩端。太陽能板10之支架2的中間部分是T形梁22，兩長邊則分別是兩個平行的加長型L形梁38，其固定在L形梁21和T形梁22的尾端，形成矩形的支架2。為維持太陽追蹤器支架2的矩形結構並保護太陽能板10之矩形支架，在L形梁21和T形梁22相鄰的四個角落之間以三角板23固定。L形梁21和T形梁22的厚度與傳統太陽能板支架的厚度相合(約50毫米)，其中預留一些空間來從上方固定太陽能板。整座太陽能板支架2安裝在一長條圓筒形旋轉軸管25上，旋轉軸管25以旋轉軸套(rotating bushing)24及枕型軸鉗(pillow block clamp)35(繪示於第4圖)固定在L形梁21和T形梁22的下方。旋轉軸管25固定在地柱3上，作為太陽追蹤器1的轉軸。旋轉軸管25可為一支長管或為複數支以連結器連接的長管。旋轉軸管25接著固定並支撐在地柱3的上面。地柱3可以藉由鑽孔機在地面鑽孔後而插入，或選擇用水泥固定在地上，如第1圖所繪示。

請參閱第2圖，第2圖分別繪示太陽能板10以及單軸式太陽追蹤器1之側視圖及端視圖。請注意，地柱3的支點並未正好位在L形梁21和T形梁22的下面，而是間隔一小間隙，目的是為了便於線性驅動器30及抗風鎖裝置的安裝，其細節分別於第5、8、9、10圖說明。約在旋轉軸管25中間位置附近位於T型梁22之下，將線性驅動器30的一端固定在地柱3，另一端則固定在旋轉軸管25，其細節將於第4圖和第5圖說明，而旋轉機制將於第7A圖和第7B圖說明。

請參閱第3圖，第3圖揭示另一種傾斜式單軸太陽追蹤器，適合裝設於緯度較高的地區。單軸式太陽追蹤器朝赤道傾斜，其所傾斜的角度則配合緯度變化。由於夏日的用電需求較高，故在正常的情況下，單軸式太陽追蹤器都偏向夏日太陽。裝設傾斜式單軸太陽追蹤器時，利用地柱3則易於調整其位於地面上的柱子高度。

請參閱第4圖，第4圖為單軸式太陽追蹤器1之支架2及線性驅動器30之附加裝置的截面示意圖。如第4圖所繪示，L形梁21和T形梁22之間隔距離，與太陽能板10四邊的長度一致。在較佳實施例中，在安裝太陽能板10時，將長邊對齊旋轉軸25，目的是為了「漸進式遮蔽效應」，其細節於第12圖說明。此外，為了簡化製造與封裝的流程，兩端的L形梁21可以改用T形梁22替代，如此則能讓安裝方式統一，在較佳實施例中，T型梁22是由鋼板彎曲構成，如第4圖下方所示。T型梁22中柱221則成雙層板構成的U型柱，U型柱底端可將太陽能板從上方以螺絲及墊片鎖住。四個三角板23安裝在L形梁21、T形梁22及長型L形梁38之間所有的接 合角上以進行結構剪力補強。接著，L形梁21及T形梁22藉由旋轉軸套24和枕型軸鉗35安裝在旋轉軸管25之上。一較佳實施例則為旋轉軸套使用枕型軸鉗35，如第4圖右下方所繪示，其中適用於微油即可轉動的圓筒形軸套(cylindrical bushing)24的材質可由黃銅、青銅或合金製成。圓筒形軸套24藉由枕型軸鉗35固定在L形梁21或T形梁22之下。此外，枕型軸鉗35的內部表面可以用許多微小的凸狀物使其變得粗糙，此可避免圓筒形軸套24自枕型軸鉗35滑動。旋轉軸套24可以改以價格較高的滾動軸承(具體來說可以是滾針軸承)替代，但對於轉速緩慢的太陽追蹤器來說，使用滾動軸承並非必須，而且滾動軸承未必能符合長期無油且無須保養的耐久性要求。線性驅動器30為整個追蹤器面板而驅動，較佳實施例太陽追蹤器1使用單一線性驅動器30，但於亦可以使用複數個線性驅動器30同時驅動。線性驅動器30的驅動桿(jack head)固定在T形梁22一側之樞紐。線性驅動器30之上用兩旋轉臂29鉗夾。該兩旋轉臂29上方則樞紐在一水平桿27上，水平桿27的一端插入並鎖在地柱3上，而另一端則固定在一垂直固定臂26上。垂直固定臂26則垂直地鉗夾於旋轉軸管25的下方。

請參閱第5圖，第5圖為線性驅動器30連接旋轉軸管25之詳細示意圖。兩者連接情形的端視示意圖(左側)及測視示意圖(右側)同時顯示於第5圖中。如第5圖所繪示，T形梁22藉由旋轉軸套24及枕型軸鉗35固定於旋轉軸管25之上。旋轉軸套24之一側使用地柱3以固定靠近地柱3頂端的水平桿27。水平桿27水平地插入地柱3，以兩顆螺帽固定其中一端39，另一端則架在垂直固定臂26底端固定。垂直固定臂26的頂端鉗夾在旋轉軸管25上，固定臂26是在旋轉軸套24另一側，與地柱3相對。垂直固定臂26以螺栓和螺帽37以及鎖定螺絲34垂直地鉗夾在旋轉軸管25之下方。用固定臂26固定水平桿27的方式很多，舉例來說，可將固定臂26彎曲成90度後，將底部的孔水平地插入水平桿27。水平桿27作為線性驅動器30的旋轉軸。水平桿27下方套接兩平行之旋轉臂29，而兩平行之旋轉臂29之間可以選擇性地使用一間隔管(spacer tubing)28進行固定。旋轉臂29的底端做成管狀夾鉗形狀，以便鉗夾住線性驅動器30。如第5圖所繪示，一較佳實施例為旋轉臂29以直角鉗夾在線性驅動器30主體上段，而驅動桿31及頂端的樞紐32尚未樞紐在T形梁22的一側。其連接方式將顯示於第7A圖及第7B圖。請注意，樞紐於水平桿27的平行旋轉臂29可選擇性地使用間隔管28，其目的是用來將線性驅動器30往橫側擺動的幅度降到最低，使線性驅動器30的移動方向固定朝向軸的方向，這也是將單軸的指向誤差降到最低。

請參閱第6圖，第6圖繪示本發明另一個實施例，即只有線性驅動器30固定在旋轉軸管25中央上。當附近沒有地柱3時。兩套垂直固定臂26以螺栓和螺帽37以及鎖定螺絲34夾在旋轉軸管25上。為求堅固，兩套垂直固定臂26可以中央棒40連接。垂直固定臂26的底端鎖住水平桿27的兩端。垂直固定臂26和水平桿27接在一起的方式有很多種。一較佳實施例為，垂直固定臂26彎曲成90度後，將底部的孔插入並固定水平桿27的兩端。水平桿27作為線性驅動器30的旋轉軸，與第5圖中水平桿27的情況相似。線性驅動器30的其他連接方式與第5圖相同。

請參閱第7A圖，第7A圖繪示單軸式太陽追蹤器在不同旋轉位置之旋轉機制的剖視圖，該剖視的角度是自T形梁22中央的橫切面觀看，T形梁22的一側樞紐在線性驅動器30的驅動桿31。線性驅動器30的轉軸即水平桿27水平地固定在地柱3及垂直固定臂26的底端之間(或者是架在兩套垂直固定臂26間的水平桿27)。兩旋轉臂29則樞紐旋轉在水平桿27上。線性驅動器30鉗夾在旋轉臂29的底端，彼此形成一個直角。 線性驅動器30的開始位置如第7A圖右邊所繪示，T形梁22和太陽能板10傾斜成一個小仰角(假定離垂直線五度的小仰角)面向日出。小仰角可以避免太陽能板10在日出時直接撞到地柱3。線性驅動器30的驅動桿31是在最短位置，與旋轉臂29形成直角。驅動桿31和旋轉臂29構成直角三角形的兩直角邊， 而樞紐32及水平桿27之間的線則構成直角三角形的斜邊。當驅動桿31的開始位置伸長時，T形梁22將會以逆時針方向被推動而繞著軸管25旋轉。根據幾何定理，如第7A圖上方所示，當作為直角三角形的其中一直角邊的旋轉臂29固定，而另一直角邊的驅動桿31伸長時，作為此直角三角形的斜邊，即水平桿27及樞紐32之間的線，也會伸長，所以線性驅動器30不會被推回。因此，T形梁22必會以逆時針方向旋轉來增加斜邊的長度，這就使得整塊太陽能板10以逆時針方向旋轉。故太陽能板10得以隨著太陽軌道旋轉，如第7A圖所繪示。第7A圖中間部分繪示太陽能板大約於下午三點時面向太陽旋轉的情況。當驅動桿31伸到最終的位置時，T形梁22會朝著日落方向，如第7A圖左邊所繪示。線性驅動器30的驅動馬達33通常都固定在線性驅動器30的底部。

請注意，線性驅動器30的驅動桿31可以反向固定在T形梁22的另一邊，使得在日出時所伸展出去的位置較長，日落時則最短，因此驅動桿31的伸展方向就會相反。另外也請注意在第7A圖中，線性驅動器30在日出時會和太陽能板10接近垂直，此時驅動桿31的力向量(亦即驅動桿31對T形梁22的正弦角)正是抵銷風載(wind load)的最佳位置。日落時，驅動桿31的力向量會變成最弱，因為線性驅動器30對T形梁22做小角度的傾斜，此時所產生的力向量最小。也就是說，線性驅動器30在一天中不同的時間點時，對T形梁22的力向量會不均勻，這是將是一個問題。

為了解決上面提到的問題，本發明另使用一組並聯式推拉線性驅動器(parallel push-pull linear actuator)30，將一推線性驅動器30和一拉線性驅動器30分別反向固定在兩T形梁之相對側，以互補彼此的力向量，如第7B圖所繪示。第7A圖中的線性驅動器30是在日出時在最短的位置施以最大的力向量，執行推的功能(也就是位於第7B圖後側的線性驅動器30)。而位於其反向的另一線性驅動器30(也就是位於第7B圖前側所示的線性驅動器30)在日落時在最短的位置施以最大的力向量，執行拉的功能。因此，隨著此並聯式推拉線性驅動器30同時作動，線性驅動器30的力向量彼此互補，讓抗風力功能整天都能保持均勻。尤其是在日出和日落時，側邊吹來的風可以被其中一台線性驅動器30以接近垂直的力向量控制住。並聯式推拉線性驅動器30的驅動桿31可以樞紐在兩T形梁22之相對兩側，如第7B圖上方所繪示。由於T型梁22的旁邊沒有任何地柱3，它必須固定在兩垂直固定臂26下方的水平桿27作為樞紐。在選擇使用單驅動器或雙驅動器上，應考慮驅動器力道規格、當地風力情況與是否逐步抗風鎖的配件後決定，這部分於稍後論述。

同時請注意在第7A圖和第7B圖中，太陽能板支架2是繞旋轉軸管25的軸線旋轉，而線性驅動器30是繞水平桿27的軸線旋轉。支架2以樞紐32到旋轉軸管25的距離為半徑，以一個比較大的半徑旋轉。至於線性驅動器30則是繞著水平桿27旋轉，跟隨著樞紐32以旋轉臂29的長度為半徑，以一個比較小的半徑旋轉。因此，如果要使旋轉半徑較小的線性驅動器30順利驅動旋轉半徑較大的太陽能板，因此驅動桿31可採用較短驅動器30。本實施例可以讓單軸式太陽追蹤器1只用單一線性驅動器30就能旋轉到將近170度。

然而，單軸式太陽追蹤器1的旋轉與驅動桿31的伸縮並非呈線性比例關係，這是因為驅動桿31為線性運動，而太陽追蹤器1為圓形旋轉。追蹤控制器會決定線性驅動器30所需之驅動桿31的伸縮長短來追蹤太陽。舉例來說，一般線性驅動器30的驅動桿31是以每毫米1.27個脈衝(也就是每個脈衝間隔為0.787毫米)的速度伸長。以旋轉170度的太陽能支架2為例，線性驅動器30的驅動桿31共伸長約16英寸(406毫米)，則平均每個步進脈衝將使太陽能支架2旋轉0.33度。以一天12小時旋轉180度而言，線性驅動器30平均每1.32分鐘驅動一次，移動得相當緩慢，幾乎不會被人眼給注意到。

對於任何一個太陽追蹤器的設計而言，最大的挑戰通常發生在颶風或颱風在刮強風期間。颶風的風力可以比一般風大日子的風力還強上數倍。遭遇颶風時，最好的處理方式是將太陽能板驅動到水平位置，與地面平行，這樣就不會受到側邊吹來的風所影響。太陽能板的結構在應付最強的風勢時只需要平放即可，而不需使太陽能板面迎颶風。在單軸式太陽追蹤器1中，單一個線性驅動器30是設計用來使整塊太陽能板10旋轉，並設計用來對抗平常風的情況，而不是設計用於颶風下旋轉的狀況。換言之，本發明無須為了太陽能板10在迎擊颶風或颱風的強風而過度設計，因此在這裡進一步為本發明之單軸式太陽追蹤器1提出一個「抗風鎖(wind lock)」觀念，來輔助線性驅動器30。線性驅動器30旋轉面板到水平位置時，可加強太陽追蹤器1的支撐力量。抗風鎖裝置安裝在兩端的地柱3(如有需要再增加)以吸收太陽能板在強風時所受到的震動和拍打，以減輕線性驅動器30所承受的風力負載。

請參閱第8圖，針對強風情況下所進行的簡易結構補強，是使用一三角形狀的金屬梁41。金屬梁41可為扁平梁或為L形梁， 其中以L形梁較佳。 金屬梁41固定在頂端的L形梁21或T形梁22之下，L形梁21和 T形梁22和單軸式太陽追蹤器1的地柱3相鄰，而地柱3主要位在單軸式太陽追蹤器1的兩端上。如先前所述，地柱3放在L形梁21或T形梁22間的位置經過特別設計，目的是為了抗風鎖裝置的安裝使用。此三角形狀的金屬梁41為最簡單的實施例，而其他形狀的梁，如半圓形狀的梁，亦有其優點。三角形狀金屬梁41的中央有一小段平坦部分，在此部分鑽一個鎖孔47。當太陽追蹤器1處於水平位置時，另一條對應的金屬片50則固定在地柱3上，當太陽追蹤器1在水平位置時，金屬片50正好位於三角形狀金屬梁41的中央平坦部分的下面。此固定住的金屬片50也有一個對應的鎖孔47。當太陽追蹤器1處於水平位置時，可以採手動方式將一根釘形T形棒51插入已排成一直線的鎖孔47中，並將太陽追蹤器支架2穩穩地鎖在地柱3上。這就等同於將太陽能板及太陽追蹤器支架2固鎖在地面上以抵抗側邊吹來的強風。這個抗風鎖裝置接著會吸收太陽追蹤器1及太陽能板10所承受的震動及拍打。

手動式T形棒51可以簡單改進成使用電磁式抗風鎖裝置43，如第8圖左下角所示。電磁式抗風鎖裝置43和汽車門鎖相似，中央有一根錐形鎖桿48。每當太陽追蹤器1回到水平位置時，接著電磁式抗風鎖裝置43也會將錐形鎖桿48往上推動以鎖住太陽追蹤器1，這將能減少太陽能發電廠所需的人力需求，因為太陽能發電廠在強風期間，通常都需要龐大的人力來將數千個太陽追蹤器1逐一鎖起來。再者，鎖桿48可以設計為應電磁感應而磁化的扁頭鎖桿。也就是說，磁化的扁頭鎖桿48可以被鋼製三角形狀的金屬梁41的平坦部分吸引，進而鎖住太陽追蹤器1。此外，更簡單的方式為在三角形金屬梁41的平坦部分附著一可吸磁鐵片。這種方式可以避免鎖孔47在強風期間可能會發生對不準的情況，但是將中央的扁頭鎖桿48進行磁化可能需要更大量的電力。

請參閱第9圖，抗風鎖裝置可以進一步改良，改成使用半圓形狀的金屬梁41。半圓形狀的金屬梁41的優點在於可以在導引滾輪45上滾動，且半圓形狀的金屬梁41上可鑽上複數個孔洞，以因應各種固定位置。導引滾輪45藉由管狀夾鉗44固定在相鄰的地柱3上。當太陽能板10被回到水平位置時，半圓形狀的金屬梁41的中間的鎖孔47會與地柱3及導引滾輪45對齊呈一直線。在鎖孔47的頂端及兩對導引滾輪45之間，藉由管狀夾鉗44將電磁式抗風鎖裝置43固定在地柱3上。在追蹤控制器命令太陽追蹤器1平放後，鎖孔47會直接在電磁式抗風鎖裝置43下面進行對齊。電磁式抗風鎖裝置43啟動後，會將錐形鎖桿48推入鎖孔47。錐形鎖桿48由電磁啟動，桿頭呈錐形，在一定允許誤差的範圍內將輕易地插入鎖孔47。鎖孔47比錐形鎖桿48的錐形桿頭稍大，且與錐形鎖桿48的中間部分相合。即使太陽追蹤器1因震動而錯失對齊的允許誤差範圍內，錐形鎖桿48的錐形頭仍可以插入較大的鎖孔47。

除了中央的鎖孔47外，半圓形狀的金屬梁41上還另外鑽幾個鎖孔47，讓太陽能板10可以固定在任何想要的傾斜角度上。舉例來說，偏離直角五度的位置是清洗太陽能板10時的理想位置；另一個傾斜角度的位置是更換驅動器的理想位置等。另外，像沿海等經常刮大風的地區，太陽追蹤器1經常會受到海風的吹襲，所以當太陽追蹤器1持續不斷地受到強風的肆虐而不間斷地震動時，線性驅動器30的壽命可能也無法長久。太陽能板10兩端因強風之故而承受的震動及彎曲的情況，比太陽能板10的中央尤甚，這樣可能會對支架2造成有損害性的共振。目前有一個解決方式是，當太陽追蹤器1在每一階段進行旋轉時，都使用抗風鎖固定，而這只需要在半圓形狀的金屬梁41上鑽上複數個等距的鎖孔47。舉例來說，如果以每隔兩度角鑽一個鎖孔47，那麼扣除日出和日落各五度角之後的170度，就需要鑽出85個鎖孔47。當線性驅動器30每旋轉兩度後就鎖定，接著大陽追蹤器支架2在每一運作階段都會使用抗風鎖定。由於兩次運作階段之間的閒置時間相當地長，所以抗風鎖裝置的工作週期是可以操控的。以一天12小時接收太陽光(亦即地球自轉180度)來說，兩次運作階段之間的間隔正是八分鐘。對抗風鎖裝置及線性驅動器30設備而言，一天85次運作階段屬低工作週期。儘管如此，兩度的最大旋轉誤差仍高達太陽能收集率的99.94%。請參閱第10圖，第10圖為繪示太陽追蹤器1在每一階段旋轉時，抗風鎖裝置上等距鎖孔47的實施例。由於太陽追蹤器1會震動，所以在允許錐形鎖桿48及鎖孔47之間有錯失對齊的誤差下，也設計出一個較小的錐形鎖桿48的錐形頭，讓桿體可以插入較大的鎖孔47。每一個鎖孔47依期望之步進角度等距分布在半圓形狀的金屬梁41上。

錐形鎖桿48還可以選擇使用較大的電磁桿頭，如第10圖上方圖所繪示。鎖桿48由可磁化鋼製成一個比較大的扁頭鎖桿。當抗風鎖裝置啟動時，扁頭鎖桿48受電磁力而磁化，並受鋼製半圓形狀金屬梁41的吸引而鎖住。當抗風鎖裝置電磁關閉時，扁頭鎖桿48會消磁並回到原先未鎖的位置。一較佳實施例為將電磁裝置固定在半圓形狀的金屬梁41下方，如此一來，扁頭鎖桿48將受重力影響而回到原先未上鎖的位置。吸磁性抗風鎖裝置的優點在於可以改善旋轉解析度(rotational resolution)。抗風鎖裝置的啟動可以隨著線性驅動器30在每一步的啟動而進行一般旋轉解析為0.32度，比先前例子中所論述的2度要小。至於電磁性抗風鎖裝置的缺點則是需使用較大量的電力才能磁化並啟動扁頭鎖桿48，。

本發明之太陽追蹤器1及線性驅動器30在微風或無風的情況下運作良好，但是當線性驅動器30向外延伸、驅動桿31朝太陽能板10傾斜時，強風就可能會對線性驅動器30所持有的力向量造成影響，使得線性驅動器30以一個小的傾斜角朝向太陽能板10。在風大的情況下，使用第10圖中所繪示的逐步式磁性抗風鎖裝置來補強線性驅動器30所持有的力向量，是解決這個問題的一個好辦法。

請參閱第11圖，第11圖描繪出逐步式抗風鎖裝置的啟動過程，操作程序如下：(1)追蹤控制器上的鎖定週期計時器歸零；(2)控制器命令鎖桿48解除鎖定；(3)控制器命令線性驅動器30讓太陽追蹤器1旋轉一步；(4)控制器命令鎖桿48啟動，將太陽追蹤器1鎖在目前的位置上，而追蹤控制器重新啟動鎖定週期計時器。由於在太陽追蹤器1旋轉的每一步都有抗風鎖裝置，因此本發明之單軸式太陽追蹤器1變成是一個十分堅固活用的追蹤器，可以抵擋四季中所有難以預料的強風情況。

在製造上，因為鑽間距相等的錐孔是一個簡單的步驟，所以如果能配備標準型等距鑽孔的半圓形狀金屬梁41也很有助益。在另一方面，如果能使用吸磁性扁頭鎖桿48，則不需要鎖孔47。因此無論太陽追蹤器1裝在哪個地方，都可以適應良好。在這裡將追蹤控制器會遇到的刮風情況進行分類，分成三個階段：(1)無風或微風級，不使用抗風鎖裝置；(2)風速從中級到到強風級，在太陽追蹤器旋轉的每一步皆啟動抗風鎖固定；(3)強風級，太陽追蹤器被命令轉到水平位置，並使用抗風鎖裝置將太陽追蹤器鎖住在水平位置。將本發明之單軸式太陽追蹤器可廣泛安裝於各種地點。當風勢微弱或無風時，就可以節省啟動抗風鎖裝置時所需電力；當風力偵測到超過一臨界值時，太陽追蹤器仍然可以藉由逐步式抗風鎖裝置執行工作。當風力超過強風臨界值時，太陽追蹤器就會被命令旋轉到中間水平位置，以避免太陽追蹤器本身及太陽能板遭受任何損害。

抗風鎖裝置在正常運作下不僅可以補助太陽追蹤器的結構，還能夠在正常的風力下只使用單個線性驅動器。此外，抗風鎖裝置在中等風力到強風的情況下，還可以減輕對於太陽追蹤器結構之其他部分的設計要求。抗風鎖裝置在太陽追蹤器旋轉時逐步啟動的概念，讓本發明所揭露的太陽追蹤器變成是一個十分堅固活用的追蹤器，適合安裝在像沿海等各種強風地區。

進行追蹤中的太陽能板有一個重大問題，就是太陽電池在日出和日落時可能會被鄰近的太陽追蹤器遮住。目前所有太陽能板上太陽電池的連接方式是將整塊太陽能板的太陽電池以串聯的方式連接，以供應穩定的高直流電壓以便於轉換成高伏特交流電壓。如果部分的太陽電池被鄰近的太陽追蹤器遮住(大都為一排接一排的水平南北方向)，則整塊太陽能板將會因為無法供應足夠的直流電壓給直流/交流轉換器而變無效。

請參閱第12圖，第12圖繪示出所提出之太陽能板10彼此之間的連接方式。太陽能板10的每一長排11以設在兩端的接頭串聯起來，一般光伏太陽能板(PV solar panel)的長度有六排。為了讓兩相鄰之太陽能板10得以串聯，在每一太陽能板10的兩端設有一個有七個接腳(六排加上一共同地線)的連接器，該連接器具有公或母連接端子。當太陽能板10固定在單軸式太陽追蹤器1上時，每一排和下一塊太陽能板10的對應排相接，如第12圖所示。每一排有六塊太陽能板10串聯起來時，其輸出電壓與原始面板的輸出電壓相等。如果來自於其他太陽追蹤器的遮蔭13遮住部分太陽能板10，只會有被遮蔭13遮住的排才會沒電；未被遮蔭13遮住的排則持續運作，以供應相同電壓發電。相較於傳統式太陽能板，如果有任何一排被遮住，那麼整塊面板就會沒電，這將會增加太陽追蹤器的電力輸出。

綜上所述，本發明的主要目的就是設計一個低成本、構造簡單且能迅速安裝的單軸式太陽追蹤器。本發明的第二個目的是使太陽能板從日出到日落進行旋轉時，在低仰角的位置使用單個或雙個線性驅動器。在長期使用的過程中，裝在側邊的線性驅動器比較容易進行定期維修和更換，所需成本較低。這是一種只要靠著更換活動零件這種簡易方式，就能提高太陽追蹤器使用壽命的方法。第三個目的是在太陽追蹤器上安裝抗風鎖裝置來強化該結構以因應颱風或颶風來襲。抗風鎖裝置可以減少整個太陽追蹤器在對抗強風時的必需配備，也因為如此，安裝抗風鎖裝置可以降低太陽追蹤器的成本。再者，等距鎖孔或磁性抗風鎖裝置的建置可以讓抗風鎖裝置逐步鎖定在強風下仍能繼續使用。如此一來，本發明之單軸式太陽追蹤器變成是一個十分堅固活用的追蹤器，可以安裝在任何多風地區並能阻擋季節風的吹襲。本發明的第四個目的是將太陽能板與面板之間的太陽電池連接起來以增加電力輸出，這是為了避免太陽追蹤器在日出和日落時會遮蔭部分太陽能板而導致整個太陽追蹤器產生電力不足的問題。這個方法可以使太陽能板以較低的仰角啟動，或者也可以使太陽能板在太陽追蹤器彼此之地面間隔減小，無論哪一種都能有效地為整台太陽追蹤器產生更多輸出電力。

本發明可能有各種精巧的變化方式，舉例來說，線性驅動器可以固定在可以附接在一固定支架上，而支架焊接在中央旋轉軸管的兩端。L形梁或T形梁附接在中央旋轉軸管的方式，除了本發明所提出者之外，也還有很多種方式。L形梁和T形梁附接到旋轉軸套的方式，除了用枕型軸鉗外，也可以使用不同的U形螺栓。此外，線性驅動器可以依臂角度的不同，以及形狀和曲度的不同而有不同的附接方式。抗風鎖裝置的變化可能可以很多種，包含使用半圓形狀管，而非使用扁平梁。在半圓形狀管上面可以在其一側鑽上等距且錐形的孔洞。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧單軸式太陽追蹤器

2‧‧‧支架

3‧‧‧地柱

4‧‧‧螺旋地柱

5‧‧‧混凝土底座

10‧‧‧太陽能板

11‧‧‧長排

13‧‧‧陰影

21‧‧‧L形梁

22‧‧‧T形梁

23‧‧‧三角板

24‧‧‧旋轉軸套

25‧‧‧旋轉軸管

26‧‧‧垂直固定臂

27‧‧‧水平桿

28‧‧‧間隔管

29‧‧‧旋轉臂

30‧‧‧線性驅動器

31‧‧‧驅動桿

32‧‧‧樞紐

33‧‧‧驅動馬達

35‧‧‧枕型軸鉗

37‧‧‧螺帽

38‧‧‧L形梁

34‧‧‧鎖定螺絲

39‧‧‧螺帽

40‧‧‧中央棒

41‧‧‧金屬梁

43‧‧‧抗風鎖裝置

44‧‧‧管狀夾鉗

45‧‧‧導引滾輪

47‧‧‧鎖孔

48‧‧‧鎖桿

50‧‧‧金屬片

51‧‧‧T形棒

221‧‧‧中柱

第1圖繪示傳統的單軸式太陽追蹤器。

第2圖繪示單軸式太陽追蹤器的俯/側/端視示意圖。

第3圖繪示單軸式太陽追蹤器朝赤道傾斜的側視示意圖。

第4圖繪示單軸式太陽追蹤器之詳細架構及附件圖

第5圖繪示地柱與旋轉軸管上之驅動器附件的端/側視示意圖。

第6圖繪示旋轉軸管上之驅動器附件的端/側視示意圖。

第7A圖繪示單軸式太陽追蹤器之旋轉機制的端視示意圖。

第7B圖繪示雙推拉驅動追蹤器之旋轉機制的端視示意圖。

第8圖繪示手動及自動三角形狀金屬梁之抗風鎖裝置的示意圖。

第9圖繪示半圓形狀金屬梁之自動抗風鎖裝置的端/側視示意圖。

第10圖繪示等距之逐步式吸磁性抗風鎖裝置的示意圖。

第11圖繪示逐步式抗風鎖裝置隨追蹤器旋轉而運作的過程。

第12圖繪示跨太陽能板之太陽電池的串聯情形，以避免遮蔭損失。

2．．．支架

3．．．地柱

10．．．太陽能板

21．．．L形梁

22．．．T形梁

23．．．三角板

25．．．旋轉軸管

30．．．線性驅動器

38．．．平行加長型L形梁

Claims (32)

1. 一種單軸式太陽追蹤器裝置，其包含：一旋轉軸管，水平固定在複數個地柱上，該複數個地柱彼此以預定間隔排列，其中該旋轉軸管以一整條或複數條用管接頭進行連接；複數個旋轉軸套吻合地套在該旋轉軸管上，該複數個旋轉軸套之間距配合一太陽能板的尺寸；二平行第一支撐梁，位於該旋轉軸管的兩端，且安裝在該複數個旋轉軸套之上，該複數個旋轉軸套以一軸鉗固定在該二第一支撐梁之下，其中該複數個地柱位於內側且與該二第一支撐梁之間保持一第一預設間隔；複數個第二支撐梁，介於該二第一支撐梁之間且安裝在該複數個旋轉軸套之上，該複數個旋轉軸套以該軸鉗固定在該複數個第二支撐梁之下，該複數個第二支撐梁之間與該二第一支撐梁之間的間距符合安裝於其上之太陽能板的尺寸，其中該複數個第二支撐梁與該二第一支撐梁的長度和高度都各別相等，以配合該太陽能板的尺寸，其中該複數個地柱與部份該複數個第二支撐梁的之間保持一第二預設間隔；二第三支撐梁，其長度與該旋轉軸管相等，附接在該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁的兩端，構成一矩形追蹤器支架，其中該追蹤器支架固定在該旋轉軸套之上並繞著該旋轉軸管旋轉；複數個三角板，固定在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁之連接點的四個角上，以強化穿該追蹤器支架之矩形支 架；複數個太陽能板，安裝在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁之間，並將該複數個太陽能板架固定住在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁上；一水平桿，其一端固定在該接近旋轉軸中間的地柱，另一端固定在一固定臂上，而該地柱與該固定臂之間有該第二支撐梁；其中該固定臂的頂端鉗夾該旋轉軸管；該水平桿作為該水平桿的下方附接一線性驅動器的旋轉樞紐；二旋轉臂，其頂端樞紐於該水平桿上，其中該二旋轉臂的底端鉗夾住該線性驅動器的主體，該線性驅動器的驅動桿樞紐於在該第二支撐梁的一側；一半圓狀金屬梁，附接在該追蹤器的兩端的該二第一支撐梁下方，並可選擇性地附接在鄰近該複數個地柱的該複數個第二支撐梁的下面，其中該半圓狀金屬梁上鑽有一或複數個鎖孔；其中該半圓狀金屬梁與該追蹤器支架，在兩組固定在該地柱上之導引滾輪的導引下一起旋轉；以及一抗風鎖裝置，附接在該地柱上，位於該半圓狀金屬梁之上或之下並位在該兩組導引滾輪之間；其中該抗風鎖裝置的中央有一錐形鎖桿；其中該抗風鎖裝置固定於在該半圓狀金屬梁上之地柱，該錐形鎖桿以上升或下降方式穿過該複數個鎖孔來進行解鎖或上鎖。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該水平旋轉軸管裝設在較高緯度的地區時，可以朝赤道傾斜。
3. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該追蹤器裝置之所有零組件全由防鏽鋼金屬或防鏽金屬合金材料製成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該二第一支撐梁以及該複數個第二支撐梁是倒立T型梁，其中該T型梁以平面鋼板彎折成形，使該T型梁的中間部分呈倒U型，而倒U型的上方更可用來鎖住該太陽能板；且用一枕型軸鉗鎖住該軸套介於該旋轉軸管與該複數個T型梁的中間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該線性驅動器用於使該追蹤器支架繞著該旋轉軸管旋轉，其中該線性驅動器的驅動桿樞紐於該第二支撐梁下方之一側，該驅動器主體被該二旋轉臂下端鉗夾，而該旋轉臂樞紐於該水平桿，其中該水平桿固定在該地柱及該固定臂底端，而該固定臂頂端固定於該旋轉軸管。
6. 如申請專利範圍第5項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該水平桿固定在兩套平行固定臂的底端，而該兩套平行固定臂的頂端鉗夾在該旋轉軸管上，且位於該中央第二支撐梁的兩側；其中該兩套平行固定臂之間可以一中央棒連接並固定起來。
7. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該線性驅動器以平行之該二旋轉臂鉗夾，而平行之該二旋轉臂之上端可選擇性地使用一間隔管固定在一起；而平行之該二旋轉臂與該間隔管則樞紐於該已固定的水平桿上以作為該線性驅動器之旋轉軸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中兩台線性驅動器對稱地附接在兩條第二支撐梁之相對側；其中該兩線性驅 動器同時驅動，而該複數個驅動桿則以推和拉兩相反方向進行伸縮，使該太陽追蹤器裝置從日出到日落維持平均力持續轉動。
9. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中兩端之地柱與部分居中之地柱，是和該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁相鄰而非直接安裝在該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁的下面，目的是為了目的是為了安裝該線性驅動器，及鎖於地柱上之該抗風鎖裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該抗風鎖裝置之該半圓狀金屬梁替換成一半圓形狀管，而該半圓形狀管的內側鑽有一或多個鎖孔，可包含將該太陽追蹤器鎖在水平位置上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該半圓狀金屬梁鑽有複數個等距的孔洞，隨著該太陽追蹤器在強風中逐步旋轉時也逐步作抗風鎖定，包含將該太陽追蹤器鎖在水平位置上。
12. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該半圓狀金屬梁由吸磁性之鋼材製成，其中該抗風鎖裝置配備一電磁式裝置，能藉由電磁感應來磁化一扁頭鎖桿；其中該磁化扁頭鎖桿受該半圓狀金屬梁的吸引，藉此磁力可將該太陽追蹤裝置鎖在任何位置，包含將該太陽追蹤器鎖在水平位置上。
13. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該半圓狀金屬梁替換成一三角形狀金屬梁，該三角形狀金屬梁的中央平坦部分有一鎖孔；其中一中央金屬片直接附接在該地柱上，位在該三角形狀金屬梁之下，且該三角形狀金屬梁的孔洞和中央金屬片相合；其中一 釘形T形桿用手動方式插入該複數個排成直線的鎖孔中，將該太陽追蹤器裝置鎖在水平位置上。
14. 如申請專利範圍第13項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中一電磁式裝置固定在該地柱上，位在該吸磁性可吸引鋼材製器成的三角形狀金屬梁之下；其中該中央金屬片替換成一抗風鎖裝置；其中該磁化扁頭鎖桿於啟動時會受該三角形狀金屬梁之該中央平坦部分所吸引；將該太陽追蹤器藉電磁力而固鎖在水平位置上。
15. 如申請專利範圍第1項所述之單軸式太陽追蹤器裝置，其中該太陽能板上之複數個太陽電池僅採一排接一排的串聯方式來連接；其中該太陽能板的每一排和相鄰太陽能板的對應排相互連接；其中沿著旋轉軸方向對應排的所有太陽電池連接起來為該太陽追蹤器進行串聯輸出。
16. 一種單軸式太陽追蹤器系統，其包含：一旋轉軸管，水平固定在複數個地柱上，該複數個地柱彼此以預定間隔排列，其中該旋轉軸管以一整條或複數條用管接頭進行連接；複數個旋轉軸套吻合地套在該旋轉軸管上，該複數個旋轉軸套之間距配合一太陽能板的尺寸；二平行第一支撐梁，位於該旋轉軸管的兩端，且安裝在該複數個旋轉軸套之上，該複數個旋轉軸套以一軸鉗固定在該二第一支撐梁之下，其中該複數個地柱位於內側且與該二第一支撐梁之間保持一第一預設間隔；複數個第二支撐梁，介於該二第一支撐梁之間且安裝在該複數個旋轉軸套之上，該複數個旋轉軸套以該軸鉗固定在該複數個第二支撐梁 之下，該複數個第二支撐梁之間與該二第一支撐梁之間的間距符合安裝於其上之太陽能板的尺寸，其中該複數個第二支撐梁與該二第一支撐梁的長度和高度都各別相等，以配合該太陽能板的尺寸，其中該複數個地柱與部份該複數個第二支撐梁的之間保持一第二預設間隔；二第三支撐梁，其長度與該旋轉軸管相等，附接在該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁的兩端，構成一矩形追蹤器支架，其中該追蹤器支架固定在該旋轉軸套之上並繞著該旋轉軸管旋轉；複數個三角板，固定在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁之連接點的四個角上，以強化穿該追蹤器支架之矩形支架複數個太陽能板，安裝在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁之間，並將該複數個太陽能板架固定住在該二第一支撐梁、該複數個第二支撐梁與該二第三支撐梁上；一水平桿，其一端固定在該接近旋轉軸中間的地柱，另一端固定在一固定臂上，而該地柱與該固定臂之間有該第二支撐梁；其中該固定臂的頂端鉗夾該旋轉軸管；該水平桿作為該水平桿的下方附接一線性驅動器的旋轉樞紐；二旋轉臂，其頂端樞紐於該水平桿上，其中該二旋轉臂的底端鉗夾住該線性驅動器的主體，該線性驅動器的驅動桿樞紐於在該第二支撐梁的一側；一半圓狀金屬梁，附接在該追蹤器的兩端的該二第一支撐梁下方，並 可選擇性地附接在鄰近該複數個地柱的該複數個第二支撐梁的下面，其中該半圓狀金屬梁上鑽有一或複數個鎖孔；其中該半圓狀金屬梁與該追蹤器支架，在兩組固定在該地柱上之導引滾輪的導引下一起旋轉；以及一抗風鎖裝置，附接在該地柱上，位於該半圓狀金屬梁之上或之下並位在該兩組導引滾輪之間；其中該抗風鎖裝置的中央有一錐形鎖桿；其中該抗風鎖裝置固定於在該半圓狀金屬梁上之地柱，該錐形鎖桿以上升或下降方式穿過該複數個鎖孔來進行解鎖或上鎖。
17. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該水平旋轉軸管裝設在較高緯度的地區時，可以朝赤道傾斜。
18. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該旋轉軸管固定在複數個地柱上；其中該追蹤器支架繞著該旋轉軸管旋轉，且該旋轉軸管之中有複數個圓筒形軸套作為旋轉軸承。
19. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中兩端的該二第一支撐梁以該複數個第二支撐梁替換，其中一統一標準的軸鉗用於將該複數個旋轉軸套固定在該複數個第二支撐梁上。
20. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該線性驅動器用於使該追蹤器支架繞著該旋轉軸管旋轉，其中該線性驅動器的驅動桿樞紐於該第二支撐梁下方之一側，該驅動器主體被該二旋轉臂下端鉗夾，而該旋轉臂樞紐於該水平桿，其中該水平桿固定在該地柱及該固定臂底端，而該固定臂頂端鉗夾於該旋轉軸管。
21. 如申請專利範圍第20項所述之單軸式太陽追蹤系統，其中該水平桿 固定在兩套平行固定臂的底端，而該兩套平行固定臂的頂端鉗夾在該旋轉軸管上，且位於該中央第二支撐梁的兩側；其中該兩套平行固定臂之間可以一中央棒連接並固定起來。
22. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該線性驅動器以平行之該二旋轉臂鉗夾，而平行之該二旋轉臂之上端可選擇性地使用一間隔管固定在一起；而平行之該二旋轉臂與該間隔管則樞紐於該已固定的水平桿上以作為該線性驅動器之旋轉軸。
23. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中兩台線性驅動器對稱地附接在兩條第二支撐梁之相對側；其中該兩線性驅動器同時驅動，而該複數個驅動桿則以推和拉兩相反方向進行伸縮，使該太陽追蹤器系統從日出到日落維持平均力持續轉動。
24. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中兩端之地柱與部分居中之地柱，是和該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁相鄰而非直接安裝在該二第一支撐梁與該複數個第二支撐梁的下面，目的是為了安裝該線性驅動器，及鎖於該地柱上之該抗風鎖裝置。
25. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該抗風鎖裝置之該半圓狀金屬梁替換成一半圓形狀管，而該半圓形狀管的內側鑽有一或多個鎖孔，可包含將該太陽追蹤器系統鎖在水平位置上。
26. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該半圓狀金屬梁鑽有複數個等距的孔洞，隨著該太陽追蹤器系統在強風中逐步旋轉時也逐步作抗風鎖定，包含將該太陽追蹤器系統鎖在水平位置上。
27. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該半圓狀 金屬梁由吸磁性鋼製成；其中該電磁化後之鎖桿吸引該半圓狀金屬梁，使該太陽追蹤器系統在任何位置都能被鎖住，包含將該太陽追蹤器系統鎖在水平位置上。
28. 如申請專利範圍第27項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該電磁式強風閉鎖機制隨著該線性驅動器逐步運轉而作逐步抗風鎖定該追蹤器。
29. 如申請專利範圍第26項及28項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中風速透過一中央控制器或作業員進行偵測，每當風速超過一臨界值時，則隨著該線性驅動器逐步運轉而作逐步抗風鎖定運作，包含將該太陽追蹤器鎖在水平位置上。
30. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該半圓狀金屬梁替換成一三角形狀金屬梁，該三角形狀金屬梁的中央平坦部分有一鎖孔；其中該追蹤器支架可以藉由一手動式T形桿或藉由一電磁式抗風鎖來鎖定該追蹤器支架。
31. 如申請專利範圍第30項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該三角形狀金屬梁的中央平坦部分固定一吸磁片；其中該追蹤器支架在一電磁鎖桿磁化後，會被該電磁鎖桿吸住中央平坦部分而鎖定該追蹤器支架。
32. 如申請專利範圍第16項所述之單軸式太陽追蹤器系統，其中該太陽能板上之複數個太陽電池僅採一排接一排的串聯方式來連接；其中該太陽能板的每一排和相鄰太陽能板的對應排相互連接；其中沿著旋轉軸方向對應排的所有太陽電池連接起來為該太陽追蹤器進行串聯輸出。