CN101841265A - 光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光伏发电装置，包括顶部框架，其中所述光伏组件安装在顶部框架上；支架，所述支架的上端与顶部框架可枢转地相连；和可伸缩支撑部件，所述可伸缩支撑部件位于所述支架前方且上端与顶部框架可枢转地相连，所述可伸缩支撑部件沿轴向方向伸缩以适应顶部框架与水平面之间的夹角变化。根据本发明的光伏发电装置，在大风地区，顶部框架随着风力加强而减小倾角，从而减小光伏组件的迎风面积和所受风力的冲击，且在风力减弱时能自动恢复到正常状态。

Description

光伏发电装置

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种光伏发电装置。

背景技术

建立太阳能电站时，需要将光伏组件与水平面成一定角度放置，以求获得最大的太阳辐射量。

传统的光伏组件支撑架都是与光伏组件下面的固定框架固定，光伏组件的角度不能变化。在大风地区，当风力大时，光伏组件的受力面积大，经受的风力冲击大，因此容易损坏光伏组件，需要经常更换，从而浪费很多的财力物力，且大大降低了太阳能转电能的效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可随风力改变光伏组件的倾角的光伏发电装置。

为了实现上述目的，根据本发明的一种光伏发电装置，包括用于将光能转换成电能的光伏组件；和用于支撑光伏组件的支撑装置，所述支撑装置包括顶部框架，其中所述光伏组件安装在顶部框架上；支架，所述支架的上端与顶部框架可枢转地相连；和可伸缩支撑部件，所述可伸缩支撑部件位于所述支架前方且上端与顶部框架可枢转地相连，所述可伸缩支撑部件沿轴向方向可伸缩以适应顶部框架与水平面之间的夹角变化。

本发明的光伏发电装置，在风大时，顶部框架会被风力吹动，可伸缩支撑部件的支撑臂伸出，顶部框架绕支架上端枢转，从而顶部框架与水平面之间的夹角B变小，由此光伏组件与水平面之间的夹角B减小，光伏组件的迎风面积减小，从而减小了光伏组件的冲击；当风力减弱后，顶部框架靠其和光伏组件的重量绕支架枢转且压动可伸缩支撑部件收缩恢复。

另外，根据本发明的光伏发电装置还具有如下附加技术特征：

所述可伸缩支撑部件为气压支撑杆。

通过利用阻尼式的气压支撑杆，当风力减小时，可伸缩支撑部件在顶部框架和光伏组件的重力作用下，缓慢收缩恢复，由此避免顶部框架和光伏组件下落的过快，产生冲击和损坏。

沿逆时针方向从气压支撑杆的轴线到水平面之间的夹角α为0≤α≤90°。

所述支撑装置还进一步包括地下固定机构，所述地下固定机构设置在地面基础内且所述支架和可伸缩支撑部件的下端分别固定在地下固定机构上。

所述地下固定机构包括：固定柱，其中所述支架和可伸缩支撑部件的下端与固定柱的顶端固定；和锚固部件，所述锚固部件连接于所述固定柱的下端以利于将固定柱打入和锚固于地面基础内，其中所述锚固部件的上端从固定柱的下端伸入固定柱内且固定在固定柱内部。

由于设置了地下固定机构，一方面，通过在固定柱下端连接锚固部件，利于将固定柱打入地下；另一方面，锚固部件增加了牢固度，增加了地下固定装置的抗拔性能和稳定性，从而增加了支撑装置的牢固程度，特别适用于风大的地区。

所述锚固部件包括锚钩和锚杆，所述锚杆与锚钩成一体，所述锚杆的上端固定于固定柱内部，下端伸出固定柱且所述锚钩设置在锚杆的下端。

所述锚固部件还进一步包括第一金属板，所述第一金属板与锚杆的上端连接且第一金属板的下表面的面积大于锚杆的上端面的面积。这样，可防止锚杆由于外力的作用而从固定柱中被拔出，增加了锚杆与固定柱的连接强度。

所述固定柱的顶部设有开口，且在所述开口中安装有金属套管；所述金属套管内壁设有内螺纹，所述支架和可伸缩支撑部件的下端分别形成有与所述内螺纹接合的外螺纹。

所述固定柱的顶端固定有第二金属板，用来固定光伏组件的支架和可伸缩支撑杆的下端，从而使光伏组件的支架或可伸缩支撑杆与固定柱之间稳固连接。

所述第二金属板下方设有钩固件，所述钩固件的上端与第二金属板的下表面固定且钩形的下端在固定柱内延伸。通过设置钩固件，可以保证第二金属板和固定柱之间的连接强度，即保证了光伏组件的支架或或可伸缩支撑杆与固定柱之间的稳固连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的光伏发电装置处于风力小时的状态的示意图；

图2是图1中所示的光伏发电装置处于风力大时的状态的示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的光伏发电装置处于风力小时的状态的示意图；和

图4是图3中所示的光伏发电装置处于风力大时的状态的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将结合附图详细描述根据本发明一个实施例的光伏发电装置。

如图1和2所示，根据本发明一个实施例的光伏发电装置包括用于将光能转换成电能的光伏组件5和用于支撑光伏组件5的支撑装置，其中，支撑装置包括顶部框架1、支架2、可伸缩支撑部件3和地下固定机构4。光伏组件(如太阳能电池板等)5安装在顶部框架1上，顶部框架1例如可以为方形框架。

支架2的上端与顶部框架1可枢转地相连。支架2的下端可以固定在地面基础内，当然，也可以放置到地面基础上。可伸缩支撑部件3位于支架2的前方，在图1和2中，可伸缩支撑部件3与支架2沿左右方向间隔开预定距离，与支架2类似，可伸缩支撑部件3的上端与顶部框架1可枢转地相连，下端也可以固定在地面基础内，或者放置到地面基础上，可伸缩支撑部件3可沿轴向方向可伸缩以适应顶部框架1与水平面之间夹角B的变化。

在图1和2所示的示例中，支架2的上端通过销轴21与顶部框架1的底面相连，例如在顶部框架1的底面上设有两对间隔开的凸耳，凸耳上形成有通孔，支架2和可伸缩支撑部件3的上端也形成有相应的通孔，销轴21和销轴311分别穿过凸耳上的通孔和支架2和可伸缩支撑部件3上的通孔，由此将支架2和可伸缩支撑部件3的上端分别与顶部框架1的底面可枢转地连接。换言之，顶部框架1相对于支架2和可伸缩支撑部件3可分别绕销轴21和销轴311转动。

如图2所示，在风大时，风力吹动顶部框架1，从而顶部框架1会绕枢轴311转动，此时顶部框架1带动可伸缩支撑部件3的支撑臂31伸出，以适应顶部框架1的枢转，即适应顶部框架1与水平面之间的夹角B(即顶部框架1的倾角)变小，从而顶部框架1和其上的光伏组件5的迎风面积减小，所受的风力减小，减小大风对光伏组件5的冲击；如图1所示，当风力减弱后，顶部框架1在其与光伏组件5的重力作用下绕支架2枢转，同时压动可伸缩支撑部件3收缩恢复。

在本发明的一个示例中，可伸缩支撑部件3可为气压支撑杆，且包括支撑臂31、与支撑臂31下端固定的活塞32和用于容纳活塞32的缸体33。支撑臂31的上端通过销轴311与顶部框架1的底面相连。采用具有阻尼作用的气压支撑杆，气压支撑杆的收缩缓慢，顶部框架1和光伏组件5不会骤然落下，而是在气压支撑杆的阻尼作用下慢慢下落，因此不会损坏光伏组件5，当然，可伸缩阻尼部件3并不限于气压支撑杆，本领域的普通技术人员可以采用任何合适的具有阻尼效果的可伸缩支撑部件，此外，可伸缩阻尼部件也可以是主动式的液压缸或气缸，风大时，主动伸长以使顶部框架1变得更平，风小时，主动收缩以使顶部框架1的倾角B变大。可伸缩支撑部件3的轴线方向与地面之间可以有一夹角α，具体地，夹角α为0≤α≤90°。

在本发明的一个实施例中，地面基础内固定有地下固定机构4，其中支架2和可伸缩支撑部件3的下端分别固定在两个地下固定机构4上。每个地下固定机构4包括固定柱41和锚固部件42。需要理解的是，支架2和可伸缩支撑部件3的下端也可以固定在一个地下固定机构4内。

在本发明的一个示例中，如图1和图2中所示，固定支架2和可伸缩支撑部件3的下端分别固定在两个固定柱41的顶端。。具体地，固定柱41可以为混凝土浇注而成的圆形柱子。在固定柱41的顶部设有开口，在开口中安装有金属套管43。金属套管43的内壁设有内螺纹，而在支架2和可伸缩支撑部件3的下端分别形成有与金属套管43内壁的内螺纹相接合的外螺纹。金属套管43例如可以在浇注固定柱41时预埋在里面。

在金属套管43的下端固定有第二金属板44，可选地，第二金属板44焊接于金属套管43的下端。第二金属板44的下表面的面积大于金属套管43的下端面的面积，这样，增加了金属套管与固定柱41的连接强度，可防止金属套管43受外力影响而从固定柱41中被拔出。在第二金属板44下方还设有钩固件45，用于增加第二金属板44与固定柱41之间的连接强度。钩固件45的上端与第二金属板44的下表面固定，例如焊接在一起，钩固件45的钩形的下端在固定柱41内延伸，从而可以保证金属套管43、第二金属板44和固定柱41之间的稳固连接，从而保证了支架2和可伸缩支撑杆3与固定柱41之间的稳固连接。

锚固部件42与固定柱41的下端相连接，以利于将固定柱41打入并锚固于地下。锚固部件42的上端从固定柱41的下端伸入固定柱41内且固定在固定柱41内部。更具体而言，锚固部件42包括锚钩421和锚杆422，锚杆422的上端固定于固定柱41内部，下端伸出固定柱41。锚钩421设置在锚杆422的下端。锚杆422与锚钩421成一体，例如一体地铸成，类似于船舶靠岸用的锚。可选地，锚钩421为三个且沿周向均匀分布，但本发明并不限于此，锚杆422与锚钩421也可以单独制成，然后焊接在一起。锚钩421利于将固定装置打入地下，尤其是在例如戈壁地区。地下固定机构4被打入地面后，锚钩421还可以增加固定装置在地下的固定强度，防止地下固定机构4因外力(例如风力)而被从地面拔出。

在本发明的另一个示例中，锚固部件42还进一步包括第一金属板423，可选地，金属板为钢板。第一金属板423与锚杆422的上端相连接，可选地，第一金属板423焊接于锚杆422的上端。第一金属板423的下表面的面积大于锚杆422的上端面的面积，这样，可增加锚杆422与固定柱41的连接强度，防止锚杆422由于外力的作用而从固定柱41中被拔出。

下面参考图3和图4描述根据本发明另一实施例的光伏发电装置，图3和图4所示的光伏发电装置与图1和图2所示的光伏发电装置的区别主要在于地下固定机构4，因此下面着重描述地下固定机构4，其他相同部分的描述省略。

如图3和图4所示，地下固定机构4包括固定柱41和锚固部件42。固定支架2和可伸缩支撑部件3的下端分别固定在两个固定柱41的顶端。，具体地，固定柱41可以为水泥柱。在固定柱41的顶端固定有第二金属板44，当地下固定机构4被打入地面内时，第二金属板44露出。在第二金属板44的上表面还可固定有第三金属板46，而支架2和可伸缩支撑部件3的下端固定在第三金属板46上。例如，第三金属板46可焊接在第二金属板44的上表面上。

在第二金属板44下方还设有钩固件45，用于增加第二金属板44与固定柱41之间的连接强度。钩固件45的上端与第二金属板44的下表面固定，且钩固件45的钩形的下端在固定柱41内延伸，以保证第二金属板44和固定柱41之间的稳固连接，从而可保证第二金属板44以及支架2和可伸缩支撑部件3不会在外力的作用下被拔起或倾斜。

需要说明的是，本发明的地下固定机构4并不限于上述实施例，例如，第三金属板46与固定柱41顶部的第二金属板44之间可采用螺钉连接，或其他任何合适的将支架或可伸缩支撑部件3固定在固定柱41的顶端上的方式。

根据本发明实施例的光伏发电装置，一方面，在大风地区，通过可伸缩支撑杆，使得顶部框架随着风力加强而减小倾角，从而减小大风对光伏组件的冲击，且在风力减弱时缓慢恢复，防止骤然落下损坏光伏组件；另一方面，地下固定机构通过在固定柱下端连接锚固部件，利于将固定柱打入地下，并且增加了地下固定机构的抗拔性能和稳定性，特别适用于风大的地区。另外，根据本发明实施例的光伏发电装置的成本低，制作简单。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光伏发电装置，其特征在于，包括：

用于将光能转换成电能的光伏组件；和

用于支撑光伏组件的支撑装置，所述支撑装置包括：

顶部框架，其中所述光伏组件安装在顶部框架上；

支架，所述支架的上端与顶部框架可枢转地相连；和

可伸缩支撑部件，所述可伸缩支撑部件位于所述支架的前方且上端与顶部框架可枢转地相连，所述可伸缩支撑部件沿轴向方向可伸缩以适应顶部框架与水平面之间的夹角变化。

2.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述可伸缩支撑部件为气压支撑杆。

3.根据权利要求2所述的光伏发电装置，其特征在于，沿逆时针方向从气压支撑杆的轴线到水平面之间的夹角α为0≤α≤90°。

4.据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述支撑装置进一步包括地下固定机构，所述地下固定机构设置在地面基础内且所述支架和可伸缩支撑部件的下端分别固定在地下固定机构上。

5.据权利要求4所述的光伏发电装置，其特征在于，所述地下固定机构包括：

固定柱，其中所述支架和可伸缩支撑部件的下端与固定柱的顶端固定；和

锚固部件，所述锚固部件连接于所述固定柱的下端以利于将固定柱打入和锚固于地面基础内，其中所述锚固部件的上端从固定柱的下端伸入固定柱内且固定在固定柱内部。

6.据权利要求5所述的光伏发电装置，其特征在于，所述锚固部件包括锚钩和锚杆，所述锚杆与锚钩成一体，所述锚杆的上端固定于固定柱内部，下端伸出固定柱且所述锚钩设置在锚杆的下端。

7.据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述锚固部件还进一步包括第一金属板，所述第一金属板与锚杆的上端连接且第一金属板的下表面的面积大于锚杆的上端面的面积。

8.据权利要求5所述的光伏发电装置，其特征在于，所述固定柱的顶部设有开口，且在所述开口中安装有金属套管；所述金属套管内壁设有内螺纹，所述支架和可伸缩支撑部件的下端分别形成有与所述内螺纹接合的外螺纹。

9.据权利要求5所述的光伏发电装置，其特征在于，所述固定柱的顶端固定有第二金属板。

10.据权利要求9所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第二金属板下方设有钩固件，所述钩固件的上端与第二金属板的下表面固定且钩形的下端在固定柱内延伸。

Images