CN102969375B - 一种太阳能光伏组件支架及由该支架组成的光伏系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏组件支架，它主要由固定在承载体上的安装座和至少一个用于安装单体太阳能光伏组件的安装架组成，所述安装架转动安装在所述安装座上，数个安装架之间为转动连接且在竖向空间内顺次并列排布，以使安装架在风荷作用下带动太阳能光伏组件发生转动而减小风荷作用力，所述转动连接部位设有复位机构以便在风荷作用撤销后使安装架回复原位；还公开了由上述太阳能光伏组件支架组成的光伏系统。本发明能够减小光伏组件所承受的风荷，进而降低组件损坏几率、降低安装难度、提高安装效率；可实现在竖向空间内光伏组件的扩展安装，大幅度提高单位面积上光伏组件的安装数量，解决了现有光伏组件安装环境和安装方式的局限性问题。

Description

一种太阳能光伏组件支架及由该支架组成的光伏系统
技术领域
本发明属于晶体硅太阳能光电利用技术领域，特别涉及一种太阳能光伏组件支架，还涉及由该支架组成的光伏系统。
背景技术
太阳能光伏组件是太阳能电池在实际应用中的主要形式，它是现今光伏市场的主流产品。目前，太阳能光伏组件已经广泛安装在电站上，而且还逐渐安装在屋顶等建筑物的表面上。
如图1所示是现有太阳能光伏组件的一种安装形式，光伏组件2通过支架1安装在承载体上，支架1为框架结构，它由数个并列排布的竖向三角架和位于三角架上的承托架组成，光伏组件2倾斜安装在承托架上，三角架则通过支座3固定在承载体上。由于光伏组件所组成的光伏系统的整体面积较大，考虑到风荷对光伏组件的影响，光伏组件的安装环境和安装方式均具有严格的要求，即光伏组件必须稳固安装，以使风荷作用于其上时，它能够承受风荷所产生的力和力矩，避免发生位移或者掉落损坏。
但是，现有光伏组件稳固安装的要求，会致使以下缺陷出现：⑴直接导致光伏组件安装环境和安装方式的局限性，降低组件的安装效率；⑵当需要在安装难度大的环境中安装时，会存在难以实现稳固安装的情况；⑶当安装场合比较窄小时，光伏组件的安装受到更大限制，这是因为现有光伏组件一般为平铺安装，占用面积大，如果为了适应窄小场合而在竖向空间顺次安装光伏组件，则会由于组件自重加大和风荷的影响而提高其损坏几率。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、可减小光伏组件所承受的风荷、减少组件损坏几率、降低安装难度、提高安装效率、占地面积小且能够提高单位面积安装光伏组件数量的太阳能光伏组件支架。
本发明的上述目的通过以下的技术措施来实现：一种太阳能光伏组件支架，其特征在于：它主要由固定在承载体上的安装座和至少一个用于安装单体太阳能光伏组件的安装架组成，所述安装架转动安装在所述安装座上，数个安装架之间为转动连接且在竖向空间内顺次并列排布，以使安装架在风荷作用下带动太阳能光伏组件发生转动而减小风荷作用力，所述转动连接部位设有复位机构以便在风荷作用撤销后使安装架回复原位。
当风荷作用于本发明上的光伏组件上时，可使光伏组件发生转动以分解风荷作用力，从而减小光伏组件所承受的风荷，进而降低组件损坏几率、降低安装难度、提高安装效率；本发明结构简单，可实现在竖向空间内光伏组件的扩展安装，因此本发明占地面积小，能够大幅度提高单位面积上光伏组件的安装数量，解决了现有光伏组件安装环境和安装方式的局限性问题。
作为本发明的一种改进，所述数个安装架组成若干个安装架单元，每个安装架单元由相邻排置的n个安装架（2≤n≤安装架总数）通过在所述转动连接部位增设用于限制安装架做相对转动的限位机构而形成，所述安装架单元之间为转动连接，安装架单元在风荷作用下带动其上全部的太阳能光伏组件同时发生转动。本发明的每个安装架单元包括n个安装架，当风荷作用于光伏组件上时，一个安装架单元中的全部安装架上的太阳能光伏组件同时发生转动，可使光伏系统整体外形美观。
本发明具有以下实施方式：
所述安装座由安装座转轴和外套于安装座转轴上的安装座筒体组成，所述安装架由安装架筒体、内置于安装架筒体的安装架转轴与用于承托太阳能光伏组件的承托架组成，所述承托架固定在安装架筒体的外壁上，所述安装架筒体的下端通过轴承安装在所述安装座转轴上，安装架转轴与安装座转轴对接固定实现安装架与安装座的转动连接。
所述数个安装架中相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体下端通过轴承安装在另一个安装架的安装架筒体上端内的安装架转轴上，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接，所述安装架转轴与安装座转轴连接成一体形成转轴。
所述安装座由安装座转轴和外套于安装座转轴上的安装座筒体组成，所述安装架由安装架筒体、内置于安装架筒体的安装架转轴与用于承托太阳能光伏组件的承托架组成，所述承托架固定在安装架筒体的外壁上，所述安装座筒体上端为环形凸台状，所述安装架筒体的下端安装在所述安装座筒体上端内形成环形凹槽，在所述环形凹槽内填充有滚珠，所述安装座转轴与安装架转轴对接固定实现安装架与安装座的转动连接。
所述安装架的安装架筒体上端为环形凸台状，数个安装架中相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体下端安装在另一个安装架的安装架筒体上端内形成环形凹槽，在所述环形凹槽内填充有滚珠，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接，所述安装架转轴与安装座转轴连接成一体形成转轴。
作为本发明的一种实施方式，所述复位机构为弹性件，所述弹性件位于所述安装架筒体与所述转轴之间，所述弹性件的一端固定在所述转轴上，另一端固定在所述安装架筒体的内壁上。
作为本发明的推荐实施方式，所述弹性件采用涡旋簧，所述涡旋簧套装在所述转轴上，涡旋簧的内端与所述转轴连接，而涡旋簧的外端则与所述安装架筒体的内壁相连以便在高级风荷作用于光伏组件时克服涡旋簧阻力而使安装架转动，或者在低级风荷作用于光伏组件时涡旋簧阻力阻止安装架发生转动。本发明在8级以上（或设定级别）风荷时安装架才发生转动，而在低于8级（或设定级别）风荷作用下能够保持原位，以保证光伏组件的正常工作状态。
本发明的第二个目的在于提供一种由上述太阳能光伏组件支架组成的光伏系统。
本发明的上述目的通过以下的技术措施来实现：一种由上述太阳能光伏组件支架组成的光伏系统，其特征在于：它由所述太阳能光伏组件支架与太阳能光伏组件组成，所述太阳能光伏组件横向安装在所述安装架上。
作为本发明的一种改进，所述太阳能光伏组件的纵向中轴线偏离所述安装架转轴的中轴线在所述太阳能光伏组件上的投影线，即所述太阳能光伏组件为偏心安装。当风力从正向均匀（任何方向风）吹到光伏组件上时，由于风荷作用于光伏组件上的力矩不同，同样可使光伏组件发生转动以分解风荷作用力。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明安装架可围绕安装架转轴转动，因此当风荷作用于光伏组件上时，能够使光伏组件发生偏转，以分解风荷作用力，从而减小光伏组件所承受的风荷，减少组件损坏几率。
⑵本发明在一定程度上降低了本行业关于安装光伏组件的严苛要求标准，同时降低了安装难度、提高了安装效率；当风荷撤销时安装架可以回复原位，以确保光伏组件恢复正常工作状态。
⑶本发明的结构简单，可实现在竖向空间内扩展安装，因此，占地面积小且能够提高单位面积安装光伏组件数量，解决了光伏组件安装环境和安装方式的局限性问题。
⑷本发明的安装架与安装座之间、安装架之间的转动连接具有多种实施方式，因此，可根据实际情况来选择不同的转动连接方式以满足不同安装场合的需要。
⑸涡旋簧可实现在高级风荷时，例如风力达到8级以上（或设定级别），才使安装架发生转动，因此在风荷不大时，涡旋簧可阻止安装架转动，保证了光伏组件日常正常的工作状态。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是现有太阳能光伏组件安装在支架上的结构示意图；
图2是本发明安装座安装在地面上的轴向剖视示意图；
图3是本发明安装架之间连接的轴向剖视示意图；
图4是本发明安装架的侧视示意图；
图5是本发明安装架的俯视示意图；
图6是本发明光伏组件安装在安装架上的俯视示意图；
图7是本发明支架的整体结构示意图。
具体实施方式
如图2～7所示，是本发明一种太阳能光伏组件支架8，它主要由固定在承载体上的安装座1和至少一个用于安装单体太阳能光伏组件2的安装架3组成，承载体为地面，安装架3转动安装在安装座1上，数个安装架3之间为转动连接且在竖向空间（图7所示Z方向）内顺次并列排布，以使安装架在风荷作用下带动太阳能光伏组件发生转动而减小风荷作用力，转动连接部位设有复位机构以便在风荷作用撤销后使安装架回复原位。
在本实施例中，安装座1由安装座转轴11和外套于安装座转轴11上的安装座筒体12组成，安装架3由安装架筒体31、内置于安装架筒体31的安装架转轴32与用于承托太阳能光伏组件的承托架33组成，承托架33固定在安装架筒体31的外壁上，安装座筒体12上端为环形凸台状，安装架筒体31的下端安装在安装座筒体12上端内形成环形凹槽，在环形凹槽内填充有滚珠5，安装座转轴11与安装架转轴32对接固定实现安装架与安装座的转动连接。
每个安装架的安装架筒体上端为环形凸台状，相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体31下端安装在另一个安装架的安装架筒体上端内形成环形凹槽，在环形凹槽内填充有滚珠，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接。本实施例中，安装架之间的转动连接结构与安装架、安装座之间的转动连接结构相同。安装架转轴32与安装座转轴11连接成一体形成转轴。
复位机构为弹性件，弹性件位于安装架筒体与转轴之间，弹性件的一端固定在转轴上，另一端固定在安装架筒体的内壁上。在本实施例中，弹性件采用数个涡旋簧6，涡旋簧6套装在安装架转轴32上，涡旋簧6的内端与安装架转轴32连接，而涡旋簧的外端则与安装架筒体的内壁相连以便在高级风荷作用于光伏组件时克服涡旋簧阻力而使安装架转动，或者在低级风荷作用于光伏组件时涡旋簧阻力阻止安装架发生转动。本发明在8级或设定级以上风荷时安装架才发生转动，而在低于8级或设定级风荷作用下能够保持原位，以保证光伏组件的正常工作状态。
一种由上述太阳能光伏组件支架组成的光伏系统，它由上述的太阳能光伏组件支架8与太阳能光伏组件2组成，太阳能光伏组件2横向安装在安装架3上，太阳能光伏组件2的纵向中轴线21偏离安装架转轴32的中轴线在太阳能光伏组件2上的投影线34，即太阳能光伏组件为偏心安装。因此，当风力从正向任何方向均匀吹到光伏组件上时，由于风荷作用于光伏组件上的力矩不同，同样可使光伏组件发生转动以分解风荷作用力。
本发明光伏系统的安装步骤如下：
⑴根据光伏系统和安装场合情况，确定要设置的光伏组件的数量；
⑵确定安装座和安装座转轴的材料和尺寸；
⑶确定涡旋簧的材料和尺寸，确定安装架的材料和尺寸；
⑷将安装座安装在地面上，使用黄油将滚珠装在安装座上端；
⑸安装第一个安装架的安装架转轴；
⑹在安装架转轴上安装涡旋簧，将涡旋簧的内端固定在安装架转轴上；
⑺安装安装架筒体，并固定涡旋簧外端；
⑻在第一个安装架筒体上端用黄油装滚珠安装安装架转轴；
⑼重复步骤⑸～⑻直至安装完毕所有安装架；安装完成后的支架参见图7。
在其它实施例中，数个安装架组成若干个安装架单元，每个安装架单元由相邻排置的n个安装架（2≤n≤安装架总数）通过在转动连接部位增设用于限制安装架做相对转动的限位机构而形成，限位机构可采用将安装架筒体固接的方式来实现；安装架单元之间为转动连接，安装架单元在风荷作用下带动其上全部的太阳能光伏组件同时发生转动。本发明的每个安装架单元包括n个安装架，当风荷作用于光伏组件上时，一个安装架单元中的全部安装架上的太阳能光伏组件同时发生转动，可使光伏系统整体外形美观。
在其它实施例中，安装架筒体的下端通过轴承安装在安装座转轴上，安装架转轴与安装座转轴对接固定实现安装架与安装座的转动连接；数个安装架中相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体下端通过轴承安装在另一个安装架的安装架筒体上端内的安装架转轴上，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的转动连接结构、复位机构、安装架单元中安装架的具体数量、限位机构等还具有其它的实施方式，因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏组件支架，其特征在于：它主要由固定在承载体上的安装座和至少一个用于安装单体太阳能光伏组件的安装架组成，所述安装架转动安装在所述安装座上，数个安装架之间为转动连接且在竖向空间内顺次并列排布，以使安装架在风荷作用下带动太阳能光伏组件发生转动而减小风荷作用力，安装架和安装座之间、数个安装架之间的转动连接部位设有复位机构以便在风荷作用撤销后使安装架回复原位；所述数个安装架组成若干个安装架单元，每个安装架单元由相邻排置的n个安装架，2≤n≤安装架总数，通过在所述转动连接部位增设用于限制安装架做相对转动的限位机构而形成，所述安装架单元之间为转动连接，安装架单元在风荷作用下带动其上全部的太阳能光伏组件同时发生转动。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述安装座由安装座转轴和外套于安装座转轴上的安装座筒体组成，所述安装架由安装架筒体、内置于安装架筒体的安装架转轴与用于承托太阳能光伏组件的承托架组成，所述承托架固定在安装架筒体的外壁上，所述安装架筒体的下端通过轴承安装在所述安装座转轴上，安装架转轴与安装座转轴对接固定实现安装架与安装座的转动连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述数个安装架中相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体下端通过轴承安装在另一个安装架的安装架筒体上端内的安装架转轴上，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接，所述安装架转轴与安装座转轴连接成一体形成转轴。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述安装座由安装座转轴和外套于安装座转轴上的安装座筒体组成，所述安装架由安装架筒体、内置于安装架筒体的安装架转轴与用于承托太阳能光伏组件的承托架组成，所述承托架固定在安装架筒体的外壁上，所述安装座筒体上端为环形凸台状，所述安装架筒体的下端安装在所述安装座筒体上端内形成环形凹槽，在所述环形凹槽内填充有滚珠，所述安装座转轴与安装架转轴对接固定实现安装架与安装座的转动连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述安装架的安装架筒体上端为环形凸台状，数个安装架中相邻安装架的其中一个安装架的安装架筒体下端安装在另一个安装架的安装架筒体上端内形成环形凹槽，在所述环形凹槽内填充有滚珠，各安装架转轴顺次对接固定实现数个安装架之间的转动连接，所述安装架转轴与安装座转轴连接成一体形成转轴。
6.根据权利要求3或5所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述复位机构为弹性件，所述弹性件位于所述安装架筒体与所述转轴之间，所述弹性件的一端固定在所述转轴上，另一端固定在所述安装架筒体的内壁上。
7.根据权利要求6所述的太阳能光伏组件支架，其特征在于：所述弹性件采用涡旋簧，所述涡旋簧套装在所述转轴上，涡旋簧的内端与所述转轴连接，而涡旋簧的外端则与所述安装架筒体的内壁相连以便在高级风荷作用于光伏组件时克服涡旋簧阻力而使安装架转动，或者在低级风荷作用于光伏组件时涡旋簧阻力阻止安装架发生转动。
8.一种由权利要求1～7任一项所述太阳能光伏组件支架组成的光伏系统，其特征在于：它由所述太阳能光伏组件支架与太阳能光伏组件组成，所述太阳能光伏组件横向安装在所述安装架上。
9.根据权利要求8所述的光伏系统，其特征在于：所述太阳能光伏组件的纵向中轴线偏离所述安装架转轴的中轴线在所述太阳能光伏组件上的投影线，即所述太阳能光伏组件为偏心安装。
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