CN102187163A - 具有极旋转轴的光伏面板支撑结构 - Google Patents

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Abstract

太阳能面板的支撑结构，这类支撑结构支撑至少一个太阳能面板的至少一个极旋转轴；该结构的底托包括两个平行的支撑型材。该支撑结构的特征在于：上述极旋转轴被装配在翻盖式框架内，围绕将上述平行的支撑型材接合的旋转轴。因此，在折叠位置，上述极旋转轴保持在由所述平行的支撑型材确定的平面内，且所述极旋转轴的端部与型材中的每一个毗邻。从而，在升举位置，上述极旋转轴相对于水平面保持倾斜，且处于与平行的支撑型材的纵向轴线相垂直的平面内。这些都使得本发明特别轻，且装配便捷，尤其适于将其安装在建筑物屋顶上。

Description

具有极旋转轴的光伏面板支撑结构
技术领域
本发明涉及一种太阳能面板的支撑结构，它在结构上非常轻简，且装配便捷，尤其适于将其安装在建筑物屋顶上。
背景技术
如下类型的太阳能面板的支撑结构是广为人知的：该类型基于形成一个底托的两个型材，该底托借助于其他型材来支撑一个或多个极旋转轴。这些支撑结构允许以唯一的自由度定向所述太阳能面板，以使得日光束在面板上的入射角显著增大，从而增加其输出。
通常，上述其他型材被配置为与该底托的型材形成三角形，所述三角形的顶点支撑极旋转轴的端部。
此类结构——其中实用新型ES1061938U构成一个实施例——装配简便，但却需要在型材的装配中作调整，这会给最终安装者增加困难。确是如此，尤其因为所提出的该结构类型尤其不是自支撑的，这引起了装配和调整时间的增加从而成本增加。另外，在此类结构中，要求独立地装配每一条极轴。
另一方面，为了以改进产品质量并且避免最终产品的质量对工作进程和安装者技术的依赖，在所有种类的设施中尽可能多地提供工厂组装式部件已经逐渐成为惯例。
类似地，尤其是在太阳能领域，由于现今安装的大量结构，将产品做得易于安装、运输和包装就成为非常有竞争力的优点。
最后，集成到唯一的结构中，允许在灵活性方面有重要的增加从而在重量方面减少，这是不可缺少的条件——例如当太阳能面板必须装配在屋顶上时。
因此，有必要能够拥有响应所有这些要求的面板支撑结构。
发明内容
出于所有这些原因，本发明提出了下述类型的太阳能面板的支撑结构：所述支撑结构支撑至少一个太阳能面板的至少一个极旋转轴，该结构的底托包括两个平行的支撑型材。所述支撑结构的特征在于如下事实：上述极旋转轴被装配在翻盖式框架中，围绕将平行的支撑型材接合的旋转轴。因此，在折叠位置，上述极旋转轴保持在由所述平行的支撑型材确定的平面内，而所述极旋转轴的端部与型材中的每一个毗邻。从而，在升举位置，所述极旋转轴相对于水平面保持倾斜，且处于与平行的支撑型材的纵向轴线相垂直的平面内。
此结构给出了对所提及的缺陷的解决方案，因为：
-在折叠形态，该结构采取便于其操纵和运输的扁平形态。
-在端部采用型材的这一事实，避免了高度的努力，并且允许使用薄的型材，以及从而轻重量和低成本。另外，该结构尤其适于建筑物屋顶，其中设施的重量显著决定了它的规格和最终定向，这是最优化产生太阳能的装置的输出和收益率的两个基础因素。
-该组件相当得简单，因为将框架绕轴旋转并且使框架在更高的位置不易倾侧——其中框架保持预定的倾度——就已经足够。这避免了定位错误，因为工厂组装式框架允许为框架提供正确的倾度。
-在其制造和装配过程中不需要焊接操作。
-尤其是，它允许整个装置的装配在大约10分钟内完成。
优选地，翻盖式框架是梯形框架，该梯形框架的底托与其旋转轴接触。和梯形框架的底托相对的边是极旋转轴，而其余的边是不同长度的两个翻盖式型材，从而上述框架可由型材制成。
更优选地，本发明的结构包括在展开位置时上述极旋转轴的最高端和同一侧的支撑型材之间的联合型材，以使得该联合型材构成上述结构在其展开位置的横拉条。
有利地，本发明的结构包括几个极旋转轴和几个翻盖式框架，从而有可能给该结构提供几个轴。
优选地，所述翻盖式框架是梯形框架，该梯形框架的底托对应于其旋转轴，与所述梯形框架的底托相对的边是极旋转轴，而其余的边是不同长度的两个翻盖式型材，从而上述框架可以用型材制成。
更优选地，本发明的结构在上述极旋转轴的顶端(在展开位置)和同一侧的支撑型材之间包括一个接合型材，以使得该接合型材构成上述结构在其展开位置的横拉条。
有利地，本发明的结构包括几个极旋转轴和几个翻盖式框架，从而有可能给该结构提供几个轴。
更有利地，上述极旋转轴的顶端和/或底端借助杆与毗邻的极旋转轴接合。这一选项允许不用在所有框架中都有横拉条，并且允许仅通过一个操作来升举该结构的所有极旋转轴。
优选地，本发明的结构包括四个或五个太阳能面板的四个或五个(取决于光电模块的尺寸)极旋转轴以及所述极旋转轴各自的框架。轴的这个数目是理想的，因为它允许以便携和可运输尺寸的结构支撑较多数目的面板。
一对在前段中描述的结构(它们中的第二个结构没有引擎)也可以这样的方式被加入：第一个结构的引擎借助于一个接合(junction)驱动第二个结构，该接合可以是刚性的(如果两个结构都支撑在同一底托上)或者铰接的(如果它们支撑在具有一定倾度的表面上)。
有利地，本发明的结构包括前述极旋转轴的总操纵器，其更优选地是线性操纵器。
优选地，每个极旋转轴在其底端内包括用于和上述操纵器连接的装置，该装置由上述极旋转轴的用于该旋转轴的底端的一个接合滑轮组成，所述滑轮借助于缆线和所述引擎通过滑轮的外围连接。
有利地，每个极旋转轴都在其底端内包括与布置在所述轴之一内的机动化驱动器连接的装置，所述装置由至少一个被布置为远离所述轴的连杆所构成。所述轴可以和不同的连杆相连，或者有可能布置唯一的连杆，其与所有轴同步地动作。
根据本发明的实施方式的一个变体，所述机动化驱动器是由一个苏格兰机构构成的。该苏格兰机构包括连接到所述面板的旋转轴的线性致动器，其中此致动器使一个与其垂直的导轨移动，在该导轨内容纳有一稳定轴，该稳定轴布置在该旋转轴下方。此系统的运动学特性被证明特别适于此类型的设施中所需的太阳能随动件的运动。
更有利地，上述连杆是借助一个减震器连接到该结构的一个预设点例如布置在旋转轴中的一个点，以允许该减震器吸收由板上的风产生的振荡并防止旋转轴将所述振荡传递到该结构。
优选地，上述极旋转轴的倾度低于40°。
更优选地，折叠位置的最大高度在外壳上低于1.2m。
优选地，组成该结构的型材是由铝合金制成，该铝合金的抗腐蚀覆层适于将该结构放置在钢屋顶上，在所述情况下所述型材更适合于放在地板上。
更优选地，所述面板是能够产生电能、热能或混合能量的。
更有利地，该结构的所有接合都是带螺纹的，这允许用最少的工具来便捷地安装。
优选地，所述引擎系统紧邻模块的中心部分安装，以减少在滑轮或连杆上的传动损失。
优选地，本发明的结构包括用一个上固定夹钳和一个下固定夹钳将板固定到轴的机构。
两个夹钳都可在该轴上滑动，或者仅它们中的一个在该轴上滑动就已足够，且它们在面对该板的边缘的一侧包括一些倾斜的支撑边缘，用来使该板压在该轴上。这一夹钳系统允许通过几个简单的螺钉紧固操作自上到下地使该板压在该轴上，以使得通过收缩使该板牢固地固定在该轴上。优选地，计算两个夹钳的倾度以保证在板的上部和下部中的横向摩擦力相等，以避免关于它们的理想位置的任何未对准。
本发明的结构是模块化的，并且包括在该结构的端部内的装配装置，从而可从基本模块得到并装配具有高强度的结构。
附图说明
为了更好地理解已经公开的所有内容，包括了一些附图，在附图中示意性地且仅作为非限制性实施例展示了本发明的结构的一个应用实施方案。
图1是处于展开位置的本发明的太阳能面板的支撑结构的立体图。
图2是处于折叠位置的本发明的太阳能面板的支撑结构的立体图。
图3是该结构的极轴的操纵器的详细立体图。
图4是示出实施方案的一个变体的透视图，其中旋转轴的操纵器装置包括一个总连杆。同样地，在此实施方案中，显示了随动件系统的机动化驱动器装置的位置。
图5是基于苏格兰轭的操纵器系统的截面。
图6是示出固定夹钳的位置的立体图。
图7是为本发明专门设计的苏格兰轭的操纵器的立体图。
图8是下夹钳的细节，该下夹钳在该实施方案变体中是关于极轴固定的那一个。
图9是关于极轴滑动的上夹钳的细节。
具体实施方式
如图1和2所示，根据一个优选实施方案，本发明的用于太阳能面板2的支撑结构1支撑用于至少一个太阳能面板2的至少一个极旋转轴3，其中底托1是由两个平行的支撑型材4和5形成的。
实际上，在本发明的结构中，极旋转轴3被装配在翻盖式框架6中围绕将上述平行的支撑型材4和5连接的旋转轴7，以使得：
-在折叠位置，如图2所示，极旋转轴3保持在由平行的支撑型材4、5所确定的平面内，而极旋转轴3的端部与平行的支撑型材4、5的每一个毗邻；以及
-在升举位置，如图1所示，极旋转轴3相对于水平面保持倾斜，且处于与平行的支撑型材4、5的纵向轴线相垂直的平面内。
所提到的翻盖式框架6是梯形框架，该梯形框架的底托相当于其旋转轴7。与上述底托相对的边是极旋转轴3，而其余边是不同长度的两个翻盖式型材8和9，它们在升举位置可借助于型材10而被固定(在展开位置，型材10在上述极旋转轴3的顶端11和同一侧的支撑型材4之间)，以使得型材10成为上述结构在其展开位置的横拉条。也就是说，一旦展开该结构，将这些横拉条的端部用螺钉固定就足以设定该结构的使用位置。
本发明的结构可以支撑几个旋转轴，例如五个旋转轴，所述旋转轴装配在它们各自的框架中，且上述极旋转轴3的顶端和/或底端可以通过杆12与毗邻的极转动轴连接。在此，所有旋转轴都可通过唯一的移动且仅使它们中的一些(例如两个)不易倾侧以被展开和固定。
一旦该结构被展开，即可继续固定太阳能面板以及极旋转轴的操纵器。
为了简化上述操作，如图3中所示和现有技术中公知，有可能诉诸于上述极旋转轴7的唯一的总操纵器13，所述总操纵器相应地可用线性引擎来实现。
在该引擎和所述轴的底端之间的连接可以如下作出：滑轮15经由每个极旋转轴7的底端14连接到每个极旋转轴7，且借助于缆线16和上述引擎13来操作。
如在下文将更详细讨论的实施方案中，这些滑轮也可以用连杆系统替换。
根据图4所示的另一个实施方案，旋转轴的操纵器可被实现，以使得每个极旋转轴3在其底端20中包括用于与布置在轴14之一内的机动化驱动器21连接的装置19，所述用于连接的装置19由至少一个接合连杆22所构成。显然，此连杆被放置得远离所述轴，以使得所述轴转动。可用不同的连杆19来连接所述轴，或者一个唯一的连杆可被调整以使得连杆19同步地操作全部轴3，如果张力和变形允许。
根据特别优选的实施方案的一个变体，且如其在图5和7中估计的，机动化驱动器21由苏格兰轭机构23构成，该机构包括一个连接到面板的旋转轴3的线性致动器24，此线性致动器24相对于该旋转轴发生位移，将24通过螺钉固定，以使所述致动器24垂直于导轨25，该结构1的接合轴26沿着导轨25滑动，该导轨25被布置在极轴3下方。
为了最小化源自所述板的振荡的传输，并且吸收振荡，在所示的发明的一个实施方案中，希望将操纵器的连杆借助于一个减震器27而连接到结构1的一个固定点，例如布置在旋转轴中的一个点。
本发明的另一处革新(这也有助于最小化装配时间并且无论板的厚度和长度均保证稳固且正确地放置任意类型的板)在于：本发明包括将板固定到轴的机构，该机构设有一个上固定夹钳29和一个下固定夹钳30。
在此机构中，如图8和9所示，夹钳29和30两者或者仅其中的一个29或30在轴3上滑动，并且如图8和9所示，对于面对板2的边缘的一侧，包括几个倾斜的支撑边缘31以使所述板2压在所述轴3上。
为了避免板2的理想位置的任何未对准，夹钳29、30被设计为保证板2的上边和下边的横向摩擦力相等。所描述的结构可支撑电能面板(尤其是光电面板)以及产生热能或混合能量的面板，为此，型材的截面应适应由每种框架所支撑的重量。
最后，本发明的结构是模块化的，并且包括了与相同结构联合的装置，这些联合装置被布置在型材的端部，所述型材组成了该结构的底托。在此情况下，想到了线性引擎被预先安装在该结构的端部内，从而在接合两个结构后，所述引擎会保持在使得两个模块(例如10个面板)联合的中心部分内，以减少旋转传动机构上的负荷。
因此，以本发明的结构，制造、运输和装配的成本都显著降低，同时得到很大的简便、大约50kg的有限重量(对于用于五个面板的五个轴的结构)，以及根据面板的最终倾度而布置的组件。

Claims (24)

1.太阳能面板(2)的支撑结构(1)，这类太阳能面板支撑至少一个太阳能面板(2)的至少一个极旋转轴(3)；该结构(1)的基部包括两个平行的支撑型材(4，5)，其特征在于：上述极旋转轴(3)被装配在翻盖式框架(6)内围绕将上述平行的支撑型材(4，5)接合的旋转轴(7)，以使得：在折叠位置，所述极旋转轴(3)保持在由所述平行的支撑型材(4，5)确定的平面内，且所述极旋转轴(3)的端部与型材(4，5)中的每一个毗邻，而在升举位置，上述极旋转轴(3)相对于水平面保持倾斜，且处于与平行的支撑型材(4，5)的纵向轴线相垂直的平面内。
2.根据权利要求1所述的支撑结构(1)，其中上述翻盖式框架(6)是梯形框架，该梯形框架的基部相应于所述支撑结构的旋转轴(7)，与该基部相对的边是极旋转轴(3)，而其余的边是不同长度的两个翻盖式型材(8，9)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，该支撑结构在极旋转轴(3)的在展开位置的顶端(11)和同一侧的支撑型材(4)之间包括一个接合型材(10)，以使得该接合型材(10)成为上述结构在其展开位置的横拉条。
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其包括几个极旋转轴(3)和几个翻盖式框架(6)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中上述极旋转轴(7)的顶端和/或底端借助杆(12)与相邻的极旋转轴接合。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的支撑结构(1)，该支撑结构包括：五个太阳能面板(2)的五个极旋转轴(7)，以及极旋转轴各自的框架(6)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，该支撑结构具有上述极旋转轴(7)的总操纵器(13)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其中该总操纵器(13)是线性引擎。
9.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中每个极旋转轴(7)在其底端(14)包括用于与上述操纵器(13)连接的装置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中上述专门用于连接的装置包括所述极旋转轴(7)的用于其底端(14)的一个接合滑轮(15)，所述滑轮由上述引擎(13)借助于缆线(16)通过滑轮的外围连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中极旋转轴(7)的倾度小于50°。
12.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中组成该支撑结构的型材是由铝合金或钢合金或经防腐蚀处理而制成的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中所述面板是能够产生电能、热能或混合能量的。
14.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中所有联合都是带螺纹的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，该支撑结构是模块化的，且在其端部内包括了装配装置。
16.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中所述线性引擎被预先安装在上述结构的端部内，以使得一旦接合了两个结构，所述引擎就保持在中心部分内，所述中心部分形成了两个模块的联合。
17.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中每个极旋转轴(3)都在其底端(20)内包括用于和布置在所述轴之一(14)内的机动化驱动器(21)连接的装置(19)，所述用于连接的装置(19)由至少一个联合连杆(22)所构成，此联合连杆被放置远离所述轴以使得所述轴旋转。
18.根据前一权利要求所述的支撑结构(1)，其中可以通过不同的连杆(19)连接所述轴，或者能够仅布置唯一的一个同时操纵所有轴(3)的连杆(19)。
19.根据前面两个权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，其中所述机动化驱动器(21)是由苏格兰轭机构(23)组成的。
20.根据前一权利要求所述的支撑结构(1)，该支撑结构包括一个连接到所述面板的旋转轴(3)的线性致动器(24)，此线性致动器(24)相对于该旋转轴使垂直的导轨(25)移动，该结构的一个联合轴(26)滑过该导轨(25)，该联合轴被放置在极旋转轴(3)下方。
21.根据前述权利要求中任一项所述的结构(1)，其中上述连杆(19)是借助一个减震器(27)连接到该结构(1)的一个固定点(28)例如布置在旋转轴中的一个点，以允许吸收由板上的风产生的振荡并防止所述旋转轴将所述振荡传递到该结构。
22.根据前述权利要求中任一项所述的支撑结构(1)，该支撑结构包括一个将所述板与所述轴固定的机构，所述机构设有一个上固定夹钳(29)和下固定夹钳(30)。
23.根据前一权利要求所述的结构，其中两个夹钳(29，30)或仅一个夹钳(29或30)在轴(3)上滑动，且它们在面对所述板(2)的边缘的一侧包括几个支撑边缘(31)，所述支撑边缘是倾斜的以将所述板(2)压在所述轴(3)上。
24.根据前一权利要求所述的结构，其中计算两个夹钳(29、30)的倾度，以保证在板(2)的上边和下边中的横向摩擦力相等，以避免未将所述板(2)对准理想位置。
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