JP2014525228A - 太陽電池モジュールのための取り付けシステム - Google Patents

Abstract

ソーラーパネルアレイは、アレイ軸に沿って相互に並置された複数のソーラーパネルによって形成され、アレイ軸に対して実質的に直交して配置された第１および第２の支持終端を有する支持要素を有し、遮断されていない空間領域が第１および第２の支持終端間に設けられる。車両は、ソーラーパネルを搬送し、対向する側部上に配置されたホイールを有する。第１および第２の軌道構造は、アレイ軸に沿って延び、第１および第２の支持終端それぞれへ接続される。これらの軌道構造はそれぞれ、車両ホイールそれぞれと係合しかつ車両ホイールそれぞれを支持する細長部分を有し、これにより、車両は、ソーラーパネルの運搬中に軌道に沿って移動し、車両のうち少なくとも一部は、遮断されていない空間領域内に配置される。軌道のうち１つは、ソーラーパネルアレイのための配線を収容する。
【選択図】図８

Description

本出願は、米国仮特許出願シリアル番号第６１／５０９，４７１号（出願日：２０１１年７月１９日、Ｃｏｎｆ．Ｎｏ．３９６５（外国出願ライセンス付与）、本明細書と同じ発明者の名義）の出願日の恩恵を主張する。本明細書中、この米国仮特許出願の開示内容を参考のため援用する。

本発明は、大規模太陽電池モジュールの搬送および取り付けのためのシステムに主に関し、より詳細には、地上に沿った移動のための輸送車両を必要とせずかつ実質的な自動化およびソーラーパネルアレイ内への太陽電池モジュールの高速補充を可能にする太陽電池モジュール取り扱いシステムに関する。

従来のソーラーパネルは典型的には、複数の太陽電池を用いて構築される。これら複数の太陽電池は、直列配置構成において相互に電気的に接続されて、大規模モジュールを形成する。産業において用いられて言う典型的なソーラーパネルの重量は、１２０ｋｇ以上のオーダーである。このような大型かつ高重量の構造は、一人の人間が取り扱うことが可能なレベルを超えているため、アレイ内を前後に移動することで太陽電池ソーラーパネルの補充を行うための大規模な装置が必要となる。しかし、高重量装置を用いた場合、保護されていない地面に損傷の原因となり、その結果、高重量装置をさらに用いることができるようにするために、地面を調整するための格付けおよび他の手順を用いる必要が出てくる。地面の損傷と、雨水および地下水の蓄積とが重なった場合、作業および発電のコストが容易に増加し得、プロジェクト中断の原因となり得る。

従って、ソーラーパネルの取り付け、メンテナンスおよび交換を地面への損傷無く行うことが可能なシステムが必要とされている。

さらに、進行中の作業を高重量装置を用いずに行うことが可能な、ソーラーパネルの取り付け、メンテナンスおよび交換を行うためのシステムが必要とされている。現在の技術水準における別の問題として、ソーラーパネル付きのラックを設置する作業は長期かつ困難なプロセスであるため、ソーラーパネルを繋げていく作業に遅延が発生する事態が頻繁にある。電力送達の開始に遅延が発生した場合、収入の損失に直結する。

従って、１つ以上のソーラーパネルアレイを迅速かつ効率良く製作現場へと搬入できるシステムが必要とされている。

現在の技術水準におけるさらに別の問題として、ソーラーパネルアレイの組み立てにおいて大型かつ高重量の装置が必要となるため、このようなアレイ行間の間隔も大きくする必要がある点がある。殆どのソーラーファームにおいて空間は貴重であることが多いため、ファーム領域あたりの出力電力密度が不必要に低くなる。また、このようにソーラーファーム土地の活用が不十分であると、プロジェクトの財政的生産性にも悪影響が出る。

現在の技術水準におけるさらに別の問題として、高重量装置を用いた場合、慎重な扱いを要するソーラーパネルを積載および荷下ろしするための作業者が必要となる。しかし、ソーラーパネルは例えば２５０ｌｂｓのオーダーであるように高重量であるだけでなく、（長さ３ｍを超える場合は表面積が約６ｍ２になるなど）大型でもある。そのため、効率が低下し、受容できない量のモジュールの破壊に繋がる。

ソーラーパネルアレイの取り付けに典型的に用いられる高重量装置は、クレーンと、ブームトラックなどを含み、また、高重量装置による作業が可能な状態に地面を整えるための掘削装置も含む。クレーンは、オブザーバからの無線指示を受けたオペレータによって自由に操作されることが多い。そのため、慎重な取り扱いを要するソーラーパネルへの損傷がやむを得ず頻発している。

よって、大規模装置を不要としかつ人間労働に過度に頼ることのない、ソーラーパネルの取り扱いおよび搬送を安全に行うためのシステムが必要とされている。

さらに、ソーラーモジュールの補充において大規模装置の使用が不要なシステムが必要とされている。このようなシステムにより、ソーラーパネルアレイ内の隣接行間の間隔が低減され、これにより、ソーラープロジェクトの出力密度が増加する。

現在の技術水準における上記および他の欠陥は、本発明によって対処および解消される。本発明によれば、ソーラーパネルアレイ支持システムが提供される。このソーラーパネルアレイ支持システムは、アレイ軸に沿って相互に並置されて支持された複数のソーラーパネルによって形成される。本発明によれば、ソーラーパネルアレイ支持システムは、支持要素を備える。支持要素は、アレイ軸に対して実質的に直交して配置された第１および第２の支持終端を有する。第１および第２の支持終端間に、遮断されていない空間領域が形成される。加えて、ソーラーパネルの搬送のための車両が提供される。車両は、第１および第２のホイールを有する。第１および第２のホイールは、車両の対向する側部上に配置される。第１および第２の軌道構造がそれぞれ、アレイ軸に対して実質的に平行に延び、第１および第２の支持終端それぞれへ接続される。第１および第２の軌道構造は、第１および第２のホイールの関連付けられた１つそれぞれと係合しかつそれぞれを支持する第１の細長部分を有する。

１つの実施形態において、車両は、第１および第２の軌道構造のうち第１の細長部分に沿って移動するように配置され、車両のうち少なくとも一部は、支持要素の第１および第２の支持終端の間の遮断されていない空間領域内に配置される。

車両は、車両の部分から遠位位置にあるその一部上に構成される。この一部は、支持要素の第１および第２の支持終端の間の遮断されていない空間領域内に配置されてソーラーパネルと係合し、第１および第２の軌道構造に沿って車両を搬送する。第１および第２の軌道構造はそれぞれ、ソーラーパネルアレイと係合しかつソーラーパネルアレイを支持する第２の細長部分を有する。

ソーラーパネルを選択可能に把持および解放するためのラッチング配置構成が、車両上にさらに提供される。１つの実施形態において、ラッチ配置構成は、ソーラーパネルリフト配置構成を含む。さらなる実施形態において、車両は電動車両である。第１および第２の軌道構造のうち少なくとも１つは、ソーラーパネルアレイの配線を収容する第３の細長部分を備える。

さらなる実施形態によれば、ソーラーパネルアレイは、アレイ軸に沿って相互に並置されて支持された複数のソーラーパネルによって形成される。ソーラーパネルアレイ支持システムは、アレイ軸に対して実質的に直交して配置された第１および第２の支持終端を有する支持要素を含む。第１および第２の支持終端間に、遮断されていない空間領域が設けられる。車両は、ソーラーパネルを搬送する。車両は、車両上の対向する側部上に配置された第１および第２のホイールを有する。車両のホイールは、本実施形態において、支持要素の第１および第２の支持終端それぞれと係合する。第１および第２の軌道構造は、アレイ軸に対して実質的に平行に延び、第１および第２の支持終端それぞれへ接続されて、ソーラーパネルアレイと係合しかつ支持する。

本発明の方法態様によれば、以下のステップが提供される。
遮断されていない空間領域を挟む第１および第２の接触端部を有するアレイ支持部を取り付けるステップと、
第１および第２の接触端部それぞれの上に細長支持構造を取り付けるステップと、
車両上にソーラーパネルを取り付けるステップと、
遮断されていない空間領域を通じて車両を付勢し、細長支持構造上にソーラーパネルを配置するステップ。

本発明の本方法態様の１つの実施形態において、車両上にソーラーパネルを取り付けるステップは、車両上のグリッパを作動させるさらなるステップを含む。

さらなる実施形態において、ソーラーパネルアレイについて車両情報を入力するステップが提供される。

本発明によれば、本発明のラック配置構成により、自動化ソーラーパネル取り付け／取り外しシステムを自動化無線操縦機の形態で運搬および搬送することが可能になる。このラック配置構成は、地面から上方において、地面中に埋設されたポストによって任意の従来の埋め込み後手段を用いて支持される。本発明のソーラーパネルの実施形態において、一対の東西レールが平行関係において支持され、ソーラーパネルアレイの地理的位置に応答して少なくとも部分的に配置された角度において設けられる。東西レールを南方地平線に対して所望の角度で配置することを可能にする配置構成が提供される。Ｔこれらの東西レールは、フレーム要素によって支持される。これらのフレーム要素は、フレーム要素と東西レールとの間の領域内をソーラーパネル運搬装置が通過することを可能にするように、構成される。

本発明の有利な実施形態において、ソーラーパネル取り付け／取り外しシステムが提供される。このソーラーパネル取り付け／取り外しシステムは、本発明のいくつかの実施形態において、ソーラーパネルをソーラーパネル収納庫から収集し、ソーラーパネルをラック配置構成上の位置へ運搬し、この位置において、各ソーラーパネルが取り付けられる。このソーラーパネル取り付け／取り外しシステムは、いくつかの実施形態において、ソーラーパネルの輸送に影響を与える自動化無線操縦機を含む。しかし、他の実施形態においては、手動操作される台車が用いられる。自動化無線操縦機と同様に、手動操作される台車は、ソーラーパネルをラック配置構成の東西レールに沿って運搬する。加えて、どちらの形態の輸送も、アクセサリ（ケーブル敷設リール、メンテナンス供給品、器具）を内部から運搬するように構成され得る。

さらに、サブシステムが自動化ソーラーパネル取り付け／取り外しシステム内に設けられる。このサブシステムは、ソーラーパネル源においてソーラーパネルが自動化無線操縦機によってピックアップされる差牛およびを自動化または半自動化するために用いられる。もちろん、このようなシステムにより、自動化無線操縦機からソーラーパネルを取り出す作業の自動化または半自動化が容易化される。

上記したように、ラック配置構成は、手動操作される無線操縦機の自動化無線操縦機の東西レールに沿って（ソーラーパネルを載置しているかまたは載置していない状態で）移動するように、（場合によっては内部からのアクセサリに依存して）構成される。本発明の極めて有利な実施形態において、東西レールのための支持構造は半円構成を有する。しかし、他の実施形態において、このような支持構造は、浅い円弧または他のジオメトリ構成として構成される（例えば、直線配置構成においては、東西レールは各支柱または棟木上において支持され、または三角構成においては、東西レールは、三角形の脚のうち１本または２本それぞれ上において支持される）。

本発明の実際的な実施形態において、東西レールは、所定の角度増分（例示的には５°）で５°〜３５°で傾斜される。いくつかの実施形態において、ラック配置構成は、典型的には１８００Ｐａ（３７．６ｐｓｆ）以上の負荷を支持する。

動作時において、本発明のいくつかの実施形態において、以下のステップが行われる。
−ソーラーパネルをスタッカーステーションにおいて組み立てる。
−次に取り付けるべきソーラーパネル（準備完了パネル）をドックステーションへ移動させる。
−自動化無線操縦機は、ドックステーションに到着し、ソーラーパネルをリフト位置へ上昇させ、ソーラーパネルグリッパと係合する。
−自動化無線操縦機は、次の取り付け位置までの距離を計算する。
−自動化無線操縦機は巡航速度まで加速し、計算された減速ポイントまで移動する。
−自動化無線操縦機が移動しておりかつドッキングステーションから離隔方向にある場合、次の準備完了ソーラーパネルをドッキングステーション中へと移動させる。
−自動化無線操縦機は、減速して取り付け位置へ移動する。
−微細データムに基づいて、自動化無線操縦機上のサーボにより、自動化無線操縦機は取り付け位置に駐車する。
−自動化無線操縦機は、ソーラーパネルをロック位置まで下降させる。
−ソーラーパネルは、ロック位置によって堅固に保持され、ラック配置構成へと締結される。
−自動化無線操縦機は、ソーラーパネルグリッパと係合解除し、リフトを解放位置まで下降させる。
−自動化無線操縦機は、ドックステーションまでの距離を計算する。
−自動化無線操縦機は、巡航速度まで加速し、決定された減速ポイントまで移動する。
−自動化無線操縦機は、減速してドックステーションまで移動する。
−微細データムに基づいて、自動化無線操縦機上のサーボにより、自動化無線操縦機はドックステーションに駐車する。
−上記シークエンスを繰り返す。

本発明のいくつかの実施形態において、ソーラーパネルファームに各ソーラーパネル行の一端から投入する。ソーラーパネルの送達は、自動化無線操縦機によって給電される。自動化無線操縦機は、いくつかの実施形態においてはフル電動であり、他の実施形態においてはガソリン電気駆動である。小型の取り付けの場合、手動操作される台車を用いてソーラーパネルを搬送する。しかし、いくつかの大型取り付けの場合、自動化無線操縦機を推進力として用いて、１つ以上の手動操作される台車を列車のようにソーラーパネルの非給電型運搬装置として推進させる。

本発明の実行可能な実施形態において、自動化無線操縦機の重量は〜３０ｋｇであり、〜１２０ｋｇの負荷を運搬することができる。自動化無線操縦機は、関連付けられたブレーキを有する２つ以上の駆動ホイールを有する。本発明の実行において用いられる駆動システムは、多様な要素に依存する（例えば、システムコスト、燃料利用可能性、地形）。一般的には、システムの多様な実施形態は、オンボード電気または内燃機関駆動を用いて直接駆動されるか、または、ケーブルなどを用いて間接的に駆動され、その場合、ラックの一端または両端にモータが取り付けられる。

自動化無線操縦機は、リフトシステムを有する。リフトシステムは、本発明のいくつかの実施形態において、３つの機能位置（詳細には、解放、ロックおよびリフト）を有する。リフトモードにおいて、ソーラーパネルをリフトして、ラック配置構成に沿った移動を容易化する。ロックモードにおいては、ラック配置構成へ固定するための位置へソーラーパネルにを移動させる。さらに、解放モードにおいては、ソーラーパネル運搬装置とソーラーパネルとの連通が解除される。

いくつかの実施形態において、自動化無線操縦機はバンパーによって保護され、関連付けられたセンサーをそれぞれ備えた複数の安全および衝突回避システムをさらに備える。いくつかの実施形態において、自動化無線操縦機は、人間によるアクセスが可能な制御部を有する。このような制御部により、システムの動作の多様な態様をオペレータｔが制御することが可能になる。本発明のいくつかの実施形態において含まれる他の機能を挙げると、データのアクセスおよび送達のための接続パネル、ユーザがアクセス可能ｊなバッテリ区画、および可聴警告（音放射）デバイスがある。

自動化無線操縦機がソーラーパネル取り付けロボットとして用いられる本発明の実施形態において、自動化無線操縦機の動作は、いくつかの実施形態において、１組のパラメータと共に手動でプログラムされる（例えば、移動方向（すなわち、東または西からの発生）、ソーラーパネルピッチ、ソーラーパネル数、ソーラーパネルを取り付けるべきではないデッドスペース（例えば、アレイ行間の一時的ブリッジ）の位置および距離）。自動化無線操縦機をこのようにプログラミングする場合、時間がかかり、またエラーも発生し易い。

しかし、他の実施形態において、自動化無線操縦機は、以下のように独習型である。

自動化無線操縦機は、負荷ステーションが配置されたラック配置構成の端部上に配置される（すなわち、ソーラーパネルローダの側部からソーラーパネル位置から数インチ通過した位置）。

端停止部が、ラック配置構成の東西レール各端部に配置される。

その後、自動化無線操縦機を起動して搬送部として機能させる。

自動化無線操縦機の機械インターフェース上の押しボタンを用いて、自動化無線操縦機を初期化する。

−その後、自動化無線操縦機は、
−東光センサーおよび西光センサーを確認して、負荷ステーション位置を決定する。
−南側を向く光センサーが第１のソーラーパネルのデータムマークを検出するまで、端部ステーションへ向かって移動させる。

−第１のソーラーパネル位置位置をゼロとして記録し、自動化無線操縦機は、負荷ステーションから離隔方向への移動を開始する。

−南センサーが南棟木上のデータムマークによってトリガされると、データムマーク位置が記録され、データムマークの合計数が記録される。

−以下の条件のうち１つが満たされるまで、自動化無線操縦機は継続動作する。

−ラック配置構成の反対側の端部マークまで到着し、端部マークが東西光センサーによって検出された場合、自動化無線操縦機は減速し、データムマーク位置の記録およびデータムマーク合計数の増分を継続しつつ、ラック配置構成の端部において停止を実行する。

−上側を向くセンサーによるソーラーパネルの検出と、南センサーによるデータムマークの検出とが発生した場合、自動化無線操縦機は停止し、（部分投入されるアレイのマッピングに用いられる）最後のデータムマークは記録しない。

その後、自動化無線操縦機は、ラック配置構成上に取り付けられるべきソーラーパネル全ての位置と、ラック配置構成の全長と、取り付けられるべきソーラーパネルの合計数と共に負荷ステーションへ戻る。

本発明のいくつかの実施形態において、自動化無線操縦機は搬送部として機能し、以下の機能を含む。
−プログラマブルＣＰＵ、
−押しボタン、インジケータ光および電源スイッチからなる機械インターフェース、
−自動化無線操縦機の東側および西側に取り付けられた光センサー、
−監視および記録すべき高精度位置情報を提供するための閉ループ情報を提供するモータエンコーダまたは光エンコーダ、
−自動化無線操縦機の南側の光センサーであって、周期的に配置された（典型的にはスロットの形態の）データムマークを決定する光センサー、
−自動化無線操縦機上に設けられた上方を向く光センサーであって、パネル位置がソーラーパネルによって占有されているかを決定する光センサー。

いくつかの実施形態において、ソーラーパネルの取り付けのためのラック配置構成が設けられる。ラック配置構成は、以下の機能を有する。
−自動化無線操縦機を東西方向に向かせるための起動、
−光センサーのためのリフレクタが取り付けられた取り外し可能な端停止部であって、これらのリフレクタは、自動化無線操縦機の東側および西側に取り付けられる、取り外し可能な端停止部、
−ソーラーパネルの位置を示す、南棟木上の登録マーク、
ラック配置構成の東側または西側に配置された負荷ステーションであって、負荷ステーションは、ソーラーパネルをラック配置構成上に配置する手段を有する、負荷ステーション、
−自動化無線操縦機を動作させるためのプログラム。

本発明の理解は、以下の詳細な説明を添付図面と共に読むことにより、促進される。

本発明の特定の例示的実施形態の実行において有用なラック配置構成の簡単な斜視図である。 図１の実施形態の簡単な側面図である。 従来技術の軌道配置構成の簡単な側面図である。 本発明の１つの実施形態ソーラーパネルの輸送において有用な手動操作される台車の簡単な斜視図である。 本発明の原理に従って構成されたラック配置構成の簡単な側面図であり、ソーラーパネルに加えてアクセサリをラックに沿って（詳細には、本実施形態においてケーブルリールに沿って）台車により搬送することが可能な本発明の有利な機能を示す。 図５の実施形態の特定された部分の拡大図であり、ラック配置構成上への台車の取り付けに関連する特定の機能を示す。 図６の特定された部分から遠位位置にある図５の実施形態のさらなる部分の拡大図であり、ラック配置構成上への台車の取り付けに関連する特定の機能と、システムケーブル敷設の位置に関連する本発明の特定の機能とを示す。 本発明の原理に従って構成されたラック配置構成の簡単な模式的斜視図であり、ソーラーパネルをラック配置構成に沿って搬送するための給電式無線操縦機を示す。 図８中に簡単に図示される無線操縦機の簡単な斜視図である。 図９中に図示される無線操縦機の簡単な斜視図である。 ラック配置構成上に取り付けられた図９および図１０の無線操縦機の簡単な側面図である。 無線操縦機の実施形態の簡単な部分断片斜視図であり、無線操縦機がラック配置構成と係合する様態を示す。 本発明の特定の例示的実施形態における垂直スタックローダー配置構成を下から見た簡単な模式図である。垂直スタックローダー配置構成は、プッシャーバーを用い、ソーラーパネルを供給する。 本発明の特定の例示的実施形態における垂直スタックローダー配置構成の簡単な模式図である。垂直スタックローダー配置構成は、プッシャーバーを用い、ソーラーパネルを供給する。 本発明の特定の例示的実施形態における垂直スタックローダー配置構成を上方から見た簡単な模式図である。垂直スタックローダー配置構成は、グリッパを用いてソーラーパネルを供給する。 ソーラーパネルの垂直スタックの特定の例示的実施形態の簡単な模式図である。 ラック配置構成上へのソーラーパネルの取り付けまたはラック配置構成上からのソーラーパネルの取り外しを促進するように傾斜されたソーラーパネルのスタックの特定の例示的実施形態の簡単な模式図である。 グラフ表示は、本発明の利用によって得られる利点を示す。この利点を、無線操縦機毎の時間毎のソーラーパネルを用いて示す。 グラフ表示は、本発明の利用によって得られる利点を示す。この利点を、５００ワット発電容量のソーラーパネルモジュール上において用いられた場合の無線操縦機毎の時間あたりのキロワットによって示す。 ソーラーパネルの取り付けのための運搬装置として用いられた場合に有用なリフト配置構成の簡単な模式的平面図である。 本発明のラック配置構成の上部の各実施形態において用いることが可能な例示的な１８０°の円弧、浅い円弧、隆起棟木および三角構成をそれぞれ示す。 本発明のラック配置構成の上部の各実施形態において用いることが可能な例示的な１８０°の円弧、浅い円弧、隆起棟木および三角構成をそれぞれ示す。 本発明のラック配置構成の上部の各実施形態において用いることが可能な例示的な１８０°の円弧、浅い円弧、隆起棟木および三角構成をそれぞれ示す。 本発明のラック配置構成の上部の各実施形態において用いることが可能な例示的な１８０°の円弧、浅い円弧、隆起棟木および三角構成をそれぞれ示す。

図１は、本発明の特定の例示的実施形態の実行において有用なラック配置構成１００の簡単な斜視図である。この図に示すように、ラック配置構成１００は、本発明の本実施形態において、複数の整列された支持支柱１０２、１０３および１０４によって形成される。これらの支持支柱は、相互に固定空間関係を維持するように、地面中に堅固に埋設される（詳細は図示せず）。

支持支柱１０２を参照して、支持支柱１０２は、ほとんどは相互に同一であり、図中、上部１１０が図示される。上部１１０は、本発明のこの特定の例示的実施形態において、実質的に１８０°の円弧を有する半円構成を有する。しかし、本発明の実行は、上部の半円構成に限定されないことが理解される。他の構成（例えば、浅い円弧（図示せず）、支持棟木の直線配置構成（図示せず）、または三角構成（図示せず））を本発明の実行において利用することができる。

上部１１０の遠位端は、長手方向軌道１１２および１１４それぞれに接続される。長手方向軌道１１２および１１４は、実際の実施形態取り付けにおいて、東西方向に延びるように配置される。このような実際の実施形態において、上部１１０の遠位端は概して南に方向付けられる。

この図は、本発明のこの特定の例示的実施形態において、複数のソーラーパネル１２１〜１２６が長手方向軌道１１２および１１４上に取り付けられる様子を示す。

図２は、図１の実施形態の簡単な側面図である。この図に示すように、上部１１０は、グランドプレーン１３０に対して３５°の角度を形成するように方向付けられる。上記したように、上部１１０ならびにレール１１２および１１４は、所定の角度増分（例えば、５°）で５°〜３５°で傾斜される。これは、本実施形態において、連結器１３２のジオメトリを変更することによって達成される。連結器１３２は、上部１１０を支持支柱１０２へと接続する。

図３は、従来技術の軌道配置構成３００の簡単な側面図である。この図から分かるように、支持支柱３０２は、弓形アパチャ（詳細は図示せず）と係合する締結具（詳細は図示せず）によって上部３１０へと接続される。締結具および弓形アパチャのこの組み合わせにより、上部３１０の傾斜を限定された量だけ行うことが可能になる。本明細書中以下から明らかなように、この従来技術の配置構成は、本発明の自動化無線操縦機を利用することができない。

図４は、本発明の１つの実施形態において、ソーラーパネルの輸送において有用な、手動操作される台車４００の簡単な斜視図である（本図中図示せず）。手動操作される台車４００が、長手方向軌道１１２および１１４（本図中図示せず）それぞれに沿って移動する複数のホイール４０２を有する様子が図示されている。以下に説明するように手動操作される台車が長手方向軌道から逸脱することを回避するための脱線防止ホイール配置構成４０４がさらに提供される。

図５は、本発明の原理に従って構成されたラック配置構成の簡単な側面図であり、手動操作される台車４００または自動化無線操縦機（本図中図示せず）、ソーラーパネルに加えてアクセサリをラック（詳細には、本実施形態においてケーブルリール５０２）に沿って搬送することができるという本発明の有利な機能を示す。手動操作される台車４００と長手方向軌道１１２との間の係合を図６中により詳細に示す。

図６ｉは、図５の実施形態の特定された部分の拡大図であり、手動操作される台車４００をラック配置構成の長手方向軌道１１２上へ取り付ける作業に関連する特定の機能を示す。この図に示すように、ホイール４０２は、長手方向軌道１１２の内面と連通する。脱線防止ホイール４０４は、長手方向軌道１１２の外面と連通し、台車を長手方向軌道から分離する傾向を有する任意の力を中和する。

図７は、図６の特定された部分から遠位位置にある図５の実施形態のさらなる部分の拡大図であり、台車のラック配置構成上への取り付けに関連する特定の機能と、システムケーブル敷設７０２の位置に関連する本発明の有利な機能とを示す。この配置構成により、アレイが投入されていても投入されていなくても、システムケーブル敷設または再度のケーブル敷設を任意のタイミングで行うことが可能になる。

図８は、本発明の原理に従って構成されたラック配置構成の簡単な模式的斜視図であり、ソーラーパネル８０４（極細線で図示）をラック配置構成８００の長手方向軌道８１２および８１４に沿って搬送するための給電式無線操縦機８０２を示す。これらの長手方向軌道は、細長アレイ（詳細は図示せず）の軸に対して平行に延びる。ラック配置構成８００がラック配置構成１００と異なる点として、軌道配置構成８００が完全な半円ではなく浅い円弧として構成された上部８１０を有する点がある。本実施形態において、給電式無線操縦機８０２は、以下に述べるように、長手方向軌道８１２および８１４に沿って移動し、長手方向軌道８１２および８１４と係合する。本実施形態の給電式無線操縦機８０２は、必ずしも上記したようなフル自動化にする必要はなく、このような実施形態において、人間労働のアシスタントとして機能する（図示せず）。

図９は、図８中に簡単に示す無線操縦機９０２の簡単な斜視図である。上記に述べた構造の要素は、同様に指定される。図９の実施形態において、無線操縦機９０２は、本発明の各実施形態において用いることが不要な自動化機能を備える。寄り詳細には、無線操縦機９０２は、２つのホイール駆動（図示せず）を備えた実施形態である。これら２つのホイール駆動（図示せず）は、ホイール９０３のうち選択された１つを介して駆動を付与する。脱線防止ホイール９０７の利用により、脱線が回避される。

保護バンパー９０４を有する無線操縦機が図示される。保護バンパー９０４は、取り扱いポイント（詳細は図示せず）をさらに提供する。本実施形態において、無線操縦機９０２は、内部にソーラーパネルリフトシステム９１０を有する。ソーラーパネルリフトシステム９１０は、３つの作動位置（すなわち、解放、ロックおよびリフト）を有する。上述したように、リフトモードにおいて、ソーラーパネル（本図中図示せず）をリフトすることにより、ラック配置構成に沿った移動を促進する。ロックモードを適用して、ラック配置構成上への固定のための位置までソーラーパネルを移動させる。解放モードにおいて、ソーラーパネル運搬装置はソーラーパネルとの係合から解除される。

本実施形態において、無線操縦機９０２は、衝突を回避するためのドッキングセンサー９１５と共に設けられる。データムマークを読み出すことと、移動経路内における物体または人間の存在を決定することとを行う複数の他のセンサーが設けられる。。いくつかの実施形態において、これらのセンサーは視覚システムであり、無線操縦機の動作領域のリアルタイム画像を収集するオンボードカメラ（図示せず）を有する。いくつかの実施形態において、この画像をフィルタリングすることにより、衝突可能性のある物体を強調表示する。無線操縦機９０２内には、センサーまたは視覚システムからの信号に応答して無線操縦機９０２の移動を停止させるのに有効なプロシージャが保存される。

ラックに沿った無線操縦機位置の決定は、データムマークの読み出しに限定されない点に留意されたい。いくつかの実施形態において、無線操縦機′の位置において、ＧＰＳまたは局所的無線ビーコンが有用である。

本発明いくつかの実施形態において、視覚システムの利用により、衝突が回避される。しかし、他のシステムおよび戦略を本発明の実行において用いることが可能である。１つのこのようなシステムは、複数の重複するレーザおよびセンサーからなる光カーテンの形態をとる。これらのレーザおよびセンサーは、物体または人間が対象領域内に入るのに応答して信号を提供するように、軌道（本図中図示せず）の両側上に配置される。レーザの利用により、３０ｍｍ未満の寸法の物体の検出が可能となり、その結果、緊急停止プロシージャを迅速に実行することができる。加えて、いくつかの実施形態において、光カーテンと無線操縦機との間の通信が失われると、緊急停止プロシージャの実行がトリガされる。緊急停止を行うためには、無線操縦機が制動システムを備えることが必要になる。制動システムは、多様な実施態様において、ドラムブレーキ、ディスクブレーキまたは他の制動配置構成（例えば、電気モータの逆駆動）を含む。

いくつかの実施形態において、無線操縦機と干渉物体との間の距離の決定において有用な音波センサーまたは他の形態の測距センサーによって安全が向上する。無線操縦機の経路内または所定の距離内の物体の存在が特定された場合、緊急停止プロシージャが開始される。しかし、対称配置されたセンサーを用いることにより、誤検出の発生が低減する。例えば、対称なセンサーを同時にトリガする対称な障害物は、ラック配置構成の構造要素を示すため、これらの障害物は無視される。その代わりに、このような同時トリガイベントは、いくつかの実施形態において、無線操縦機の位置決め目的において考慮される。

図１０は、図９に示す無線操縦機９０２の簡単な斜視図である。既述した構造の要素は、同様の参照符号によって示す。この図は、衝突回避超音波センサー１００２、１００４および１００６の位置を示す。上方を向くセンサー１００８は、無線操縦機上にソーラーパネルが存在するかを決定する。本実施形態において、無線操縦機の近隣において可聴警告を提供する音響放射デバイス１０１０がさらに提供される。

この図は、相互に動作可能なオペレータ制御部１０１５をさらに示す。オペレータ制御部１０１５を介して、オペレータはコマンドを手動入力することができる。これらの人間によるアクセスが可能な制御部により、オペレータ（図示せず）は、システムの動作の多様な態様を制御することができる。本実施形態において、ＵＳＢおよび他の形態のコンピュータ相互接続を含むコンピュータ接続パネル１０１７を用いてコマンド入力を行うことも可能である

本発明の本実施形態において、１つ以上のバッテリがバッテリ区画ドア１０２０の後方に保存される。いくつかの実施形態において、内部ガソリン駆動ＤＣ発電器（図示せず）またはＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を備えたＡＣ発電器（図示せず）のうち任意のものを含むバッテリ充電システム（図示せず）が提供される。いくつかの実施形態において、制御システム（図示せず）へ連続的電力を提供する無停電電源装置（ＵＰＳ）（図示せず）が用いられる。ＵＰＳにより、停電時における保存情報の損失が回避され、起動時間が低減する。いくつかの実施形態において、無線操縦機の移動と共に展開されるハードワイヤード電気接続を介して電力の送達が可能となる。

図１１は、図９および図１０の無線操縦機がラック配置構成上に取り付けられた様子の簡単な側面図である。既述した構造の要素は、同様の参照符号によって示す。この図において、図８に関連して上記したように、無線操縦機９０２が浅い円弧ラック配置構成上に取り付けられた様子が図示されている。

図１２は、無線操縦機１２０２の実施形態の簡単な部分断片斜視図である。この図は、無線操縦機がラック配置構成１２１０と係合する様態を示す。無線操縦機１２０２のホイール１２０４は、ラック配置構成１２１０の上側軌道面１２１２上を回転する。ホイール１２０４が上側軌道面１２１２と連通している間、脱線防止ホイール１２０６は、ラック配置構成１２１０の下面（本図中図示せず）と連通する。横方向ホイール１２０８は、ラック配置構成１２１０の直立した内面（本図中図示せず）と連通する。横方向ホイールにより、無線操縦機１２０２がラック配置構成の内部に沿って移動している際の無線操縦機１２０２の横方向擦過が回避される。

図１２は、ラック配置構成１２１０から無線操縦機１２０２へのいくつかの情報の転送の様態をさらに示す。本発明のこの特定の例示的実施形態において、ラック配置構成１２１０上に載置されたデータムマーク１２１４は、無線操縦機１２０２上のセンサー１２１６によって認識される。

図１３は、本発明のこの特定の例示的実施形態においてソーラーパネル１３１０を下側から供給するプッシャーバー１３０２を用いた垂直スタックローダー配置構成１３００の簡単な模式図である。ソーラーパネル１３１２は、無線操縦機１３２５の真上に配置されたラック配置構成（本図中図示せず）のレール１３２０上に配置されている様子が図示されている。矢印は、無線操縦機１３２５がドッキングステーション領域１３３０に近づいた後に逆方向に戻ってソーラーパネルを送達またはピックアップする様子を示す。

基本的には、スタックローダー配置構成は、無線操縦機上へのローディングが容易になる様態でソーラーパネルを集約する。そのため、スタックローダー配置構成により、ソーラーパネルのハンドオフに費やされる余分な時間が回避される。なぜならば、ソーラーパネルをアレイ（図示せず）から取り付け（展開）しているかまたは取り外しているときに、次に送達されるべきソーラーパネルがドッキングステーション上に積層されているからである。

図１４は、本発明のこの特定の例示的実施形態において上記からプッシャーバー１４０２を用いかつソーラーパネル１４１０を供給する垂直スタックローダー配置構成１４００の簡単な模式図である。ソーラーパネル１３１２が、無線操縦機１４２５の真上に配置されたラック配置構成（本図中図示せず）のレール１４２０上に配置されている様子が図示される。矢印は、無線操縦機１４２５がドッキングステーション領域１４３０へ近づいた後に逆方向に戻って、ソーラーパネルを送達またはピックアップする様子を示す。

図１５は、本発明のこの特定の例示的実施形態における、グリッパ１５０２を上方から用いてソーラーパネル１５１０を供給する垂直スタックローダー配置構成１５００の簡単な模式図である。グリッパ１５０２は、上下に移動してソーラーパネルをピックアップし、ソーラーパネル１５１２をラック配置構成（本図では図示せず）のレール１５２０上へと横方向に配置させる。ソーラーパネルアレイを投入解除することが所望される場合、グリッパ１５０２は、ドッキングステーション領域１５３０においてソーラーパネル１５１２をピックアップし、ソーラーパネル１５１２をスタック１５１０上に配置する。

この図は、図１７に関連して以下に説明するように、グリッパ１５９２が回転して、ソーラーパネルの傾斜スタック上にまたはソーラーパネルの傾斜スタックからソーラーパネルをピックアップまたは配置する様子もさらに示す。

図１６は、ソーラーパネル１６０１の垂直スタックの特定の例示的実施形態の簡単な模式図である。

図１７は、ソーラーパネルのラック配置構成上への取り付けソーラーパネルのラック配置構成からの取り外しを容易化するように傾斜されたソーラーパネル１７０１のスタックの特定の例示的実施形態の簡単な模式図である。ソーラーパネル１７０１のスタックの傾斜角度は、いくつかの実施形態において、ソーラーパネルアレイ内のソーラーパネルの傾斜角度に対応する。

図１８は、本発明の利用によって得られる利点を示すグラフ表示を示す。この利点は、無線操縦機あたりにおけるソーラーパネルの時間あたりの利点として示される。

図１９は、本発明の利用によって得られる利点を示すグラフ表示を示す。この利点は、５００ワットの発電容量を有するソーラーパネルモジュール上において用いられた場合における、無線操縦機あたりの時間あたりのキロワットによって示される。

本発明の実施形態の動作において、特定の使用前提を以下のように決定した。
連続アレイ（ラック）長さ：９９．１２５ｍ
ソーラーパネル間隔：１．６２５ｍ
ソーラーパネルあたりの出力：５００Ｗ（１２５Ｗ組み立てにおいてそれぞれ４）
最大無線操縦機速度：４ｍ／ｓ

時間Ｔにおける長さがＬメートルであるアレイ内において幅ｗのＮ個のソーラーパネルを取り付ける際の本発明の利用から得られたスループット利点の分析を以下に示す。無線操縦機を用いて幅ｗのパネルを長さＬのアレイとして投入する際の、ソーラーパネル収納庫から取り付けポイントまでを往復する回数は、以下のように示される。

無線操縦機がアレイ全体を取り付けるプロセスにおいて移動する総距離Ｄは、以下のようになる。

取り付けＴの合計時間は、パネルロック時間ｔ０、加速／減速時間ｉおよび移動速度を想定し、以下のようになる。

Ｖについて解くと、以下のようになる。

最後に、加速／減速αは、以下のように導出される。

本発明の実行可能な実施形態において、Ｌ＝９９．１２５ｍであり、ｗ＝１．６２５ｍであり、Ｔ＝３６００であり、ソーラーパネルのロードおよびアンロードを行うための合理的な値として３０秒（すなわち、ピックアップにｔ＝１５ｓ、落下に１５ｓ）を用い、最大速度（ｔ）を達成するために３ｓを用いた場合、以下が得られる。

Ｒ＝６１
Ｖ＝３．７５ｍ／ｓ
Ｄ＝５９４７．５ｍ
ａ＝１．２５ｍ／ｓ＜２＞

図２０は、ソーラーパネル（本図中図示せず）を取り付けるための運搬装置として含めると有用なリフト配置構成２０００の簡単な模式的平面図である。リフト配置構成２０００は、シャーシ２００２を有する様子が図示されている。シャーシ２００２は、本実施形態において、無線操縦機（本図中図示せず）によって固定した状態で支持される。ソーラーパネルを上昇させること（本図中図示せず）が所望される場合、リフト要素２００４を付勢することにより、リフトが行われる。リフトアクチュエータ２００６による付勢に応答して、リフト要素２００４が上昇する。リフトアクチュエータ２００６は、駆動配置構成２０１０から作動エネルギーを受け取る。リフト要素が上下する際、リフト要素は、ガイド２０１１の動作によりシャーシに対して実質的な平行関係を維持する。

本実施形態において、駆動配置構成２０１０中へ進入し得る雨は、排水管２０１２を通じて排水される。

この図において、作動に応答してソーラーパネルのロック、保持および解放する機能を行う一対のグリッパ２０１５および２０１７がさらに図示される。

図２１（ａ）、図２１（ｂ）、図２１（ｃ）および図２１（ｄ）はそれぞれ、本発明のラック配置構成の上部の各実施形態において用いることが可能な、例示的な１８０°円弧、浅い円弧、隆起棟木、および三角構成を示す。本明細書中の教示内容を鑑みて、当業者であれば、無線操縦機および無線操縦機に従属するアクセサリが内部を通過できるように、これらの例示的構成の寸法を構成することができる。

本発明について特定の実施形態および用途について説明してきたが、当業者であれば、本明細書中に記載および特許請求の範囲に記載した本発明の端範囲を超えるかまたはその意図から逸脱することなく、この教示内容を鑑みて、さらなる実施形態を生成することができる。よって、本開示の図面および記載は、本発明の理解の促進のために設けたものであり、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが理解される。

Claims (20)

1. ソーラーパネルアレイ支持システムであって、前記ソーラーパネルアレイは、アレイ軸に沿って相互に並置されて支持された複数のソーラーパネルによって形成され、前記ソーラーパネルアレイ支持システムは、
   前記アレイ軸に対して実質的に直交して配置された第１および第２の支持終端を有する支持要素であって、前記第１および第２の支持終端の間に遮断されていない空間領域が設けられる、支持要素と、
   前記ソーラーパネルを搬送する車両であって、前記車両は、前記車両の対向する側部上に配置された第１および第２のホイールを有する、車両と、
   第１および第２の軌道構造であって、前記第１および第２の軌道構造はそれぞれ、前記アレイ軸に対して実質的に平行に延び、前記第１および第２の支持終端それぞれへ接続され、前記第１および第２の軌道構造は、前記第１および第２のホイールの関連付けられた１つそれぞれと係合しかつそれぞれを支持する第１の細長部分を有する、第１および第２の軌道構造と
   を含む、ソーラーパネルアレイ支持システム。
2. 前記車両は、前記第１および第２の軌道構造の前記第１の細長部分に沿って移動するように配置され、前記車両の少なくとも一部は、前記支持要素の前記第１および第２の支持終端間の前記遮断されていない空間領域内に配置される、請求項１に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
3. 前記車両は、前記支持要素の前記第１および第２の支持終端間の前記遮断されていない空間領域内に配置された前記車両の部分から遠位方向にある一部上に構成されて、ソーラーパネルと係合し、前記ソーラーパネルを前記第１および第２の軌道構造に沿って搬送する、請求項２に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
4. 前記第１および第２の軌道構造はそれぞれ、前記ソーラーパネルアレイと係合しかつ前記ソーラーパネルアレイを支持する第２の細長部分を有する、請求項３に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
5. 前記ソーラーパネルを選択可能に把持および解放するためのラッチング配置構成が前記車両上にさらに設けられる、請求項４に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
6. 前記ラッチ配置構成は、ソーラーパネルリフト配置構成を含む、請求項５に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
7. 前記車両は電動車両である、請求項５に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
8. 前記第１および第２の軌道構造のうち少なくとも１つは、前記ソーラーパネルアレイの配線を収容する第３の細長部分を備える、請求項４に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
9. ソーラーパネルアレイ支持システムであって、前記ソーラーパネルアレイは、アレイ軸に沿って相互に並置されて支持された複数のソーラーパネルによって形成され、前記ソーラーパネルアレイ支持システムは、
   前記アレイ軸に対して実質的に直交して配置された第１および第２の支持終端を有する支持要素であって、前記第１および第２の支持終端間に遮断されていない空間領域が設けられる、支持要素と、
   前記ソーラーパネルを搬送する車両であって、前記車両は、前記車両の対向する側部上に配置された第１および第２のホイールを有し、前記ホイールは、前記支持要素の前記第１および第２の支持終端それぞれと係合する、車両と、
   第１および第２の軌道構造であって、前記第１および第２の軌道構造はそれぞれ、前記アレイ軸に対して実質的に平行に延び、前記第１および第２の支持終端それぞれへと接続されて、前記ソーラーパネルアレイと係合しかつ前記ソーラーパネルアレイを支持する、第１および第２の軌道構造と
   を含む、ソーラーパネルアレイ支持システム。
10. 前記車両は、前記支持要素の前記第１および第２の支持終端からの分離を回避するための脱線ホイールを備える、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
11. 前記ソーラーパネルを選択可能に把持および解放するためのラッチング配置構成が前記車両上にさらに設けられる、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
12. 前記ラッチング配置構成による前記ソーラーパネルの把持が可能な位置まで前記ソーラーパネルをリフトするためのリフト配置構成が前記車両上にさらに設けられる、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
13. 前記車両は電動車両である、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
14. 前記車両は、前記ソーラーパネルアレイについての情報を受信するデータ入力設備を備える、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
15. 前記車両は、衝突可能性に応答して信号を生成するセンサーを備える、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
16. 前記車両は、緊急停止応答を実行するシステムを備える、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
17. 前記車両は、アクセサリを搬送するための配置構成を備え、前記アクセサリは、前記第１および第２の支持終端間の前記遮断されていない空間領域を通じて搬送される、請求項９に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
18. ソーラーパネルアレイを投入および投入解除するための方法であって、前記方法は、
    遮断されていない空間領域を挟む第１および第２の接触端部を有するアレイ支持部を取り付けるステップと、
    前記第１および第２の接触端部それぞれの上に細長支持構造を取り付けるステップと、
    車両上にソーラーパネルを取り付けるステップと、
    前記遮断されていない空間領域を通じて前記車両を付勢し、前記細長支持構造上に前記ソーラーパネルを配置するステップと
    を含む、方法。
19. 前記車両上にソーラーパネルを取り付けるステップは、前記車両上のグリッパを作動させるさらなるステップを含む、請求項１８に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。
20. 前記ソーラーパネルアレイについて前記車両情報を入力するさらなるステップが設けられる、請求項１８に記載のソーラーパネルアレイ支持システム。

Images