CN102738272A - 一种太阳能光伏系统及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能大型电站的太阳跟踪装置。一种太阳能光伏系统及其安装方法，包括多个预安装组件、多组基础组件和一组联动组件，每个预安装组件均连接有一组基础组件，多个预安装组件均与联动组件相连，采用了预安装的方案，就是先对笨重的光伏板进行统一安装，在适宜的安装环境中，不需要考虑风力地形等的影响，由于具备预安装组件，因此每个组件的差异很小，方便安装。本发明提供了一种多单元联动控制，固定倾角可调，受安装环境影响小，安装效率高的太阳能光伏系统和太阳能光伏系统的安装方法；解决了现有技术中存在的采用单轴控制，太阳能光伏组件的倾角固定不可调，安装效率低的技术问题。

Description

一种太阳能光伏系统及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能大型电站的太阳跟踪装置，尤其涉及一种太阳能光伏系统及其安装方法。
背景技术
太阳能作为一种巨量的可再生能源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数万亿桶石油燃烧的能量。开发和利用丰富的太阳能资源，最显著的优点是对环境无污染或仅产生少量污染。因此。太阳能既是近期急需补充的能源，又是未来能源结构的基础。太阳能光伏发电作为一种新兴的绿色能源已经得到了较为广泛的应用，如中国专利：“一种自动跟踪太阳方位的光伏发电装置（CN101345501A）”，包括太阳时角跟踪单元和阵列倾角调整单元，光伏电池通过连接器分别与上架和底前架上的带座轴承紧因连接，位于光伏电池上端的连接器上装有电机，所述电机在信号驱动下带动连接器和光伏电池同轴转动；同时，所述光伏电池的左右两侧分别由下端连接联动横梁的两侧支架支撑，底部支架的底前架和底后架之间穿有一丝杠，丝杠在外加动力的作用下旋转，与丝杠连接的联动横梁将沿着滑动导轨发生位移，支架随之立起或放下，光伏电池的倾角相应改变。还有中国专利：“光伏发电系统及装置（CN101800491A）”，包括托架和安装于所述托架的光伏电池，还包括安装于所述托架的第一转轴，以及带动所述第一转轴转动的第一动力部件；所述光伏电池具有适当的柔性，且所述光伏电池可活动地安装于所述托架，所述光伏电池第一端与所述第一转轴的外周连接。还有中国专利“桩柱一体式底面光伏支架（CN201839233U）”，包括至少两根间隔分布的横梁，各横梁之间相互平行；横梁在其顶面上沿长度方向间隔地固定联接有至少两根轨道，横梁在其与各轨道的连接区域上沿横梁的长度方向设有一个以上轨道调节孔，横梁在轨道调节孔处与相应的所述轨道固定联接，各轨道之间相互平行；至少两根横梁在其背面上连接有支撑体，支撑体包括立杠和撑杆，立杠与水平面垂直，立杠的上部与横梁之间为上下可调式铰接；立杠上设有预置孔区域，预置孔区域在立杠与横梁的连接处的下方，预置孔区域设置有至少两个预置孔，各预置孔沿立杠的长度方向间隔分布；撑杆的一端在立杠的预置孔处与立  杠铰接在一起，撑杆的另一端与横梁铰接在一起。但是上述结构都是针对一组光伏组件进行设计的结构，而且安装费时费力，都是单轴驱动。 
发明内容
本发明提供了一种多单元联动控制，固定倾角可调，受安装环境影响小，安装效率高的太阳能光伏系统和太阳能光伏系统的安装方法；解决了现有技术中存在的采用单轴控制，太阳能光伏组件的倾角固定不可调，安装效率低的技术问题。
本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种太阳能光伏系统，包括多个预安装组件、多组基础组件和一组联动组件，每个预安装组件均连接有一组基础组件，多个预安装组件均与联动组件相连，所述的预安装组件包括中心轴，在中心轴上固定有多块光伏组件，多块光伏组件构成一太阳能光伏板，在中心轴上连接有可调支撑杆和摆杆，摆杆与中心轴固定连接，可调支撑杆与中心轴活动连接，中心轴的一端与基础组件的固定件相连，所述的可调支撑杆与基础组件的连接件相连，所述的摆杆与联动组件相连。
众所周知，一块太阳能光伏板的重量是可以达到20kg的，因此在现有的技术中进行太阳能光伏板的安装时，一般是两位安装人员在架好的光伏之间上进行安装，安装十分不便利，会受到安装环境的影响，因为安装的不便利，而且现在的基本是单个安装，每个安装的高度还有因为安装人员的熟练程度等都会影响安装后的各个组件之间的差异。本发明为了克服上述的困难，采用了预安装的方案，就是先对笨重的光伏板进行统一安装，在适宜的安装环境中，不需要考虑风力地形等的影响，由于具备预安装组件，因此每个组件的差异很小，且规格容易保持一致，再将多个预安装组件，通过起重设备统一进行起吊，然后安装调试人员可以轻松的将预安装组件装配到基础组件上，也提高了安装的效率，而因为各预安装组件都是相同的，因此也容易利用联动组件将各个预安装组件连接在一起，通过一套联动组件进行驱动，装机容量大，驱动及控制成本低，适用于大型的电站。而原有技术中的单个安装的差异性在本专利的发明方案中不存在，这也就有利于将各个组件通过联动杆统一驱动。同时因为预安装组件上的支撑杆时可以调节的，因此，针对不同维度和不同安装场地，可以选择不同的支撑角度，提高系统的适配性，使得一套系统可以用于大部分的安装环境。本发明的太阳能光伏系统安装调试简单，适合不同层次的安装调试人员，同时安装效率高，可以适用于不同的安装环境，同时可以有效快速的跟踪太阳运行的轨迹函数，使电池板始终对着太阳，实现发电量的最大化。
当然摆杆构件可以属于预安装组件内，实行先将摆杆安装预安装组件内作为其的一部分，当然也可以将摆杆作为单独的组件，先于联动组件相连，然后再与预安装组件相连，这两种方式都属于本发明所概括的技术方案。
作为优选，所述的每个预安装组件包括两根可调支撑杆和一根摆杆，两根可调支撑杆安装在相邻的基础组件的连接件上，相邻两个预安装组件的其中一个可调支撑杆共用同一连接件，多个预安装组件的可调支撑杆相连形成锯齿波形状。各预安装组件的两根可调支撑杆的长度均相同，两个支撑杆的夹角为锐角。两根支撑杆的一端同时铰接在中心轴上，另一端与基础组件相连，形成支撑稳定的三角形，可以让光伏板得到稳定的支撑，这样在推拉杆进行旋转时，光伏系统才能在进行旋转时也能保持牢固的支撑。同时两个支撑杆共用一个连接件，结构紧凑，而且也方便基础组件的连接件的布置，节省空间，可以适合不同环境和不同地点的组件布置，提高设备适配性。
可调支撑杆可以选择弹簧杆，或者螺纹管或者其余的已知的任何形式。作为优选，所述的可调支撑杆包括内管和外管，在内管或外管上开设有多个连接孔，安装时选择其中一个连接孔内用销轴固定，内管或外管的其中一个与中心轴相连，另外一个的端部设有与基础组件的连接件相接的连接头。内外管的结构简单，操作方便，而且可以完成的支撑长度变化更大，符合光伏组件的对于仰角变化的需要。在内外管上开设连接孔，通过在连接孔内穿接销轴将内外管的相对位置固定，从而确定了光伏组件的仰角。如果内管与中心轴连接，那么外管就与基础组件的连接件相连，通过内外管将光伏组件固定在基础组件上。
作为优选，所述的联动组件包括一推拉杆，推拉杆连接有联动杆，在联动杆上连接有摆杆。联动组件通过电机驱动，带动推拉杆运动，推拉杆的运动带动联动杆，联动杆带动摆杆摆动，因为摆杆是与中心轴固定的，因此摆杆的摆动也就带动了中心轴进行偏转，改善了现在的系统的倾角固定，受安装环境影响大的问题。一个联动杆上可以连接多组的光伏组件，形成一个驱动多个的连接结构，提高了系统的发电量，驱动及控制成本低，适用于大型电站。
作为优选，所述的中心轴与基础组件的固定件相连的一端设有前轴承座，中心轴与基础组件的固定件铰接，在中心轴的另一端设有后轴承座，可调支撑杆通过后轴承座与中心轴相连，后轴承座与前轴承座之间的距离为中心轴的长度的2/3~3/4。中心轴的端部通过前轴承座连接在基础组件的固定件上，中心轴的另一端悬空，在靠近另一端的位置安装后轴承座，通过后轴承座连接可调支撑杆，以保证中心轴与可调支撑杆之间可以相互转动。后轴承座没有安装在端部，是为了方便调整光伏组件的倾斜角度，可以尽量减小内外管的长度，而且可调支撑杆的支撑点位于光伏组件的中上部，支撑调整也更方便，占地小。
作为优选，所述的中心轴为方轴，摆杆包括一调整头和一连接杆，所述的调整头固定在中心轴上，所述的连接杆与联动组件相连，连接杆通过销轴与调整头连接。连接杆绕着调整头可以旋转，在光伏组件在根据可调支撑杆进行纵向调整高度和倾角时，而调整头又是与方形的中心轴固定的，可以让中心轴随着调整头的周向摆动而旋转。
作为优选，所述的中心轴上沿着轴向依次连接有基础组件的固定件、摆杆和可调支撑杆。摆杆位于可调支撑杆与前轴承座之间，方便安装和调整。
作为优选，所述的可调支撑杆的最短长度小于由可调支撑杆的连接端到光伏板的端部之间的距离。可调支撑杆收折以后可以完全位于光伏板的后面，使得预安装组件体积更小，便于安装和运输。
一种太阳能光伏系统的安装方法，其特征在于：第一步，在中心轴的一端安装前轴承座，在中心轴的另一侧安装有后轴承座，第二步，在后轴承座上连接有两个可调支撑杆，可调支撑杆与中心轴活动连接，同时在中心轴上安装有摆杆，摆杆的连接处位于可调支撑杆与前轴承座之间，第三步，将光伏板固定在中心轴上，从而完成预安装组件的安装，第四步，将预安装组件用起重设备吊起，调整好两个可调支撑杆的长度，第五步，将预安装组件的可调支撑杆与基础组件的连接件固定，预安装组件的前轴承座固定在基础组件的固定件上，第六步，按照上述前五步将多个预安装组件固定在对应的基础组件相连，第七步，将每个预安装组件的摆杆连接在联动组件的联动杆上，将多个预安装组件并联形成一个阵列，通过同一推拉杆进行驱动。光伏系统的安装是通过先在下面主装好预安装组件，将光伏板先固定在中心轴上，取代原有的将支架搭建好后，再安装光伏板的方法。而光伏板的重量很重，在不同的安装环境，对安装人员的要求也不同。而本发明的方法可以在下面同一将光伏组件安装好，然后通过机械设备进行安装，提高了效率，降低了安装的难度。同时因为具备了预安装组件，可以在安装到基础组件上之前根据环境调整好角度和旋转的方向，提高了系统的通用性能，还可以多个联动对大型电站适用。
因此，本发明的一种太阳能光伏系统及其安装方法具备下述优点：1、多单元联动控制，通过联动组件，将几个甚至几十个预安装组件连在一起，形成一个阵列，装机容量大，驱动及控制成本低，适用于大型电站；2、固定倾角可调，受安装环境影响小，通过可调节的支撑杆来个调整支架的倾角，使一套系统可以适用于大部分的安装环境；3、具备预安装组件，安装效率高。由于系统的结构比较庞大，离地距离较高，由于具备了预安装组件，即将支架的主体部分安装完成，只需要将预安装组件与基础组件和联动组件进行连接就可以完成，在安装的过程中借助了外部的机械设备，提高了安装效率，适合不同层次的安装调试人员。 
附图说明
图1是本发明的一种太阳能光伏系统的示意图。
图2是图1中一个预安装组件的支撑示意图。
图3是图2中A处的放大图。
图4是图1中一个预安装组件的收折示意图。
具体实施方式
 下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
 实施例：
如图1和2所示，一种太阳能光伏系统，包括5个预安装组件3、5组基础组件和1组联动组件，一个预安装组件3对应的连接有一组基础组件，一组基础组件里包括一连接件9和一固定件2。5个预安装组件均与联动组件相连。预安装组件包括方形的中心轴4，在中心轴4上用抱箍15固定有8块光伏组件5，8块光伏组件5构成一太阳能光伏板。在中心轴4上沿轴向依次连接有前轴承安装座14、摆杆6、可调支撑杆7。如图3和4所示，在中心轴4的一端连接有前轴承安装座14，中心轴4通过前轴承安装座14与基础组件的固定件2相连，沿着中心轴4轴向向上连接有一摆杆6，中心轴4通过摆杆6连接在联动组件上。联动组件包括一联动杆8和一推拉杆1，其中推拉杆1与驱动电机（未画出）相连，推拉杆1与联动杆8相连，各个中心轴4上的摆杆6均连接在联动杆8上。推拉杆1在驱动电机的驱动下拉动联动杆8运动，从而带动摆杆6左右摆动，由于摆杆6是与中心轴4固定连接，因此带动中心轴4转动一个角度，从而使得太阳能光伏板的转角变化。摆杆6包括一调整头16和一连接杆17，调整头16为通过螺栓固定在中心轴4两相互平行的面上的T型板，在调整头16上通过销轴连接连接杆17，连接杆17可绕销轴旋转，连接杆17与联动组件的联动杆8相连。在中心轴4上侧通过后轴承座18连接有两个可调支撑杆7，可调支撑杆7用U形接头连接在后轴承座18上，保证两个可调支撑杆7可以绕着中心轴4相互转动，后轴承座18与前轴承座14之间的距离为中心轴4的长度的2/3。两个可调支撑杆7的长度和结构都相同，均有内管10和外管12构成，内管10位于外管12内，在内管10和外管12上开设有相同数目的通孔13，在通孔内插接有销轴11时，将内管10和外管12固定。当选择不同的通孔13时，就调整了光伏板的不同倾角，外管12的端部与后轴承座18相连，内管10的端部有一U形连接头19，通过U形连接头19与基础组件的固定件2相连。可调支撑杆7的两个管套接在一起收折后的长度小于后轴承座18到光伏板的下边缘的距离，保证预安装组件3的整体体积小，方便运输。一个预安装组件3的两个可调支撑杆7分别固定在相邻的两个基础组件的连接件9上，但是每相邻两个预安装组件的相邻的两个支撑杆7共用一个连接件9，也就是5个预安装组件3，需要6个连接件9。
在安装使用这种系统时，第一步，选取一方形轴作为中心轴，在中心轴的一端安装前轴承座，在中心轴的另一侧安装有后轴承座，前后轴承座之间的距离是整个中心轴距离的2/3，第二步，在后轴承座上连接有两个可调支撑杆，可调支撑杆与中心轴活动连接，同时在中心轴上安装有摆杆，摆杆的连接处位于可调支撑杆与前轴承座之间，摆杆与中心轴固定，摆杆转动，中心轴旋转，第三步，将光伏板固定在中心轴上，从而完成预安装组件的安装，第四步，将预安装组件用起重设备吊起，调整好两个可调支撑杆的长度，第五步，将预安装组件的可调支撑杆与基础组件的连接件固定，预安装组件的前轴承座固定在基础组件的固定件上，第六步，按照上述前五步将多个预安装组件固定在对应的基础组件相连，第七步，将每个预安装组件的摆杆连接在联动组件的联动杆上，将多个预安装组件并联形成一个阵列，通过同一推拉杆进行驱动。
实施例2：
与实施例1不同的是，在安装预安装组件3时，先不安装摆杆6，而是将摆杆6固定在联动杆8上，将预安装组件3的中心轴4的一端固定在基础组件的固定件2上，中心轴4的另一端通过可调支撑杆7支撑完毕，然后再将摆杆6的另一端与中心杆4相连。即预安装组件3内不包含摆杆6。

Claims (10)

1. 一种太阳能光伏系统，其特征在于：包括多个预安装组件、多组基础组件和一组联动组件，每个预安装组件均连接有一组基础组件，多个预安装组件均与联动组件相连，所述的预安装组件包括中心轴，在中心轴上固定有多块光伏组件，多块光伏组件构成一太阳能光伏板，在中心轴上连接有可调支撑杆和摆杆，摆杆与中心轴固定连接，可调支撑杆与中心轴活动连接，中心轴的一端与基础组件的固定件相连，所述的可调支撑杆与基础组件的连接件相连，所述的摆杆与联动组件相连。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的每个预安装组件包括两根可调支撑杆和一根摆杆，两根可调支撑杆安装在相邻的基础组件的连接件上，相邻两个预安装组件的其中一个可调支撑杆共用同一连接件，多个预安装组件的可调支撑杆相连形成锯齿波形状。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：各预安装组件的两根可调支撑杆的长度均相同，两个支撑杆的夹角为锐角。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的可调支撑杆包括内管和外管，在内管或外管上开设有多个连接孔，安装时选择其中一个连接孔内用销轴固定，内管或外管的其中一个与中心轴相连，另外一个的端部设有与基础组件的连接件相接的连接头。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的联动组件包括一推拉杆，推拉杆连接有联动杆，在联动杆上连接有摆杆。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的中心轴与基础组件的固定件相连的一端设有前轴承座，中心轴与基础组件的固定件铰接，在中心轴的另一端设有后轴承座，可调支撑杆通过后轴承座与中心轴相连，后轴承座与前轴承座之间的距离为中心轴的长度的2/3~3/4。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的中心轴为方轴，摆杆包括一调整头和一连接杆，所述的调整头固定在中心轴上，所述的连接杆与联动组件相连，连接杆通过销轴与调整头连接。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的中心轴沿着轴向依次连接有基础组件的固定件、摆杆和可调支撑杆。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能光伏系统，其特征在于：所述的可调支撑杆的最短长度小于由可调支撑杆的连接端到光伏板的端部之间的距离。
10.一种太阳能光伏系统的安装方法，其特征在于：第一步，在中心轴的一端安装前轴承座，在中心轴的另一侧安装有后轴承座，第二步，在后轴承座上连接有两个可调支撑杆，可调支撑杆与中心轴活动连接，同时在中心轴上安装有摆杆，摆杆的连接处位于可调支撑杆与前轴承座之间，第三步，将光伏板固定在中心轴上，从而完成预安装组件的安装，第四步，将预安装组件用起重设备吊起，调整好两个可调支撑杆的长度，第五步，将预安装组件的可调支撑杆与基础组件的连接件固定，预安装组件的前轴承座固定在基础组件的固定件上，第六步，按照上述前五步将多个预安装组件固定在对应的基础组件相连，第七步，将每个预安装组件的摆杆连接在联动组件的联动杆上，将多个预安装组件并联形成一个阵列，通过同一推拉杆进行驱动。
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