CN103107219A - 光伏板系统、光伏板固定装置及装设光伏板系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏板系统、光伏板固定装置及装设光伏板系统的方法。光伏板固定装置包含一承载座、一第一支撑板以及一第二支撑板。承载座包含多个侧板以及一底板，此些侧板分别连接于底板上方的相对两侧，而构成一承载槽，且此些侧板分别具有一槽孔。第一支撑板连接于底板下方。第二支撑板连接于底板下方，且与此些侧板其中之一相连接。本发明由于第一支撑板及第二支撑板分别从不同位置来支撑承载座，故可提升光伏板固定装置的结构强度，而避免弯曲或断裂。

Description

光伏板系统、光伏板固定装置及装设光伏板系统的方法

技术领域

本发明关于一种光伏装置，且特别关于一种光伏板系统、光伏板固定装置及装设光伏板系统的方法。

背景技术

由于石油存量逐年地减少，能源危机已成为近来全世界所共同关注的焦点，故替代能源的发展刻不容缓。在众多的替代能源中，太阳能具有几乎取之不尽、用之不竭的优势，因此一直是最受瞩目的焦点。

目前收集太阳能的方法通常是利用光伏板(photovoltaic panel)来实现。光伏板通常会被装设在建筑物的屋顶上，以接受长时间的日照而产生足够的太阳能。在装设光伏板时，装设者会在屋顶上先安装多个L形支架，再将光伏板架设在这些L形支架上。

然而，由于L形支架的结构强度不足，在经过长时间使用后或是光伏板上积雪时，可能会发生变形，而导致光伏板移位或松动，甚至可能导致光伏板的损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种高结构强度的光伏板固定装置，以改善先前技术中所遭遇到的结构强度不足的问题。

依据本发明的一实施方式，一种光伏板固定装置可包含一承载座、一第一支撑板以及一第二支撑板。承载座可包含多个侧板以及一底板，此些侧板分别连接于底板上方的相对两侧，而构成一承载槽，且此些侧板分别包含一槽孔。第一支撑板连接于底板下方。第二支撑板连接于底板下方，且与此些侧板其中之一相连接。

依据本发明的另一实施方式，一种光伏板系统包含一光伏板、一框体、至少一光伏板支撑柱以及至少一上述的光伏板固定装置。框体框住光伏板。光伏板支撑柱固定于光伏板固定装置上，且框体固定于光伏板支撑柱上。

依据本发明的又一实施方式，一种装设光伏板系统的方法的步骤包含：提供至少一板模；在板模上设置多个限位网格；将至少一光伏板固定装置放置于其中一限位网格中，其中光伏板固定装置的第一固定脚及第二固定脚穿过限位网格并设置于板模上；将一光伏板固定于光伏板固定装置上；以及将尚未凝固的建材导入限位网格中，以覆盖光伏板固定装置的第一固定脚及第二固定脚。

于上述实施方式中，由于第一支撑板及第二支撑板分别从不同位置来支撑承载座，故可提升光伏板固定装置的结构强度，而避免弯曲或断裂。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依据本发明一实施方式的光伏板固定装置与光伏板支撑柱相组合的立体图；

图2为图1的光伏板固定装置的立体图；

图3为图2的光伏板固定装置的正视图；

图4为图3的光伏板固定装置固定于一建筑结构上的剖面图；

图5为依据本发明一实施方式的光伏板系统的立体图；

图6A为图5中沿着C-C’线所剖的剖面图；

图6B为依据本发明另一变化的光伏板系统的局部剖面图；

图6C为依据本发明另一变化的光伏板系统的局部剖面图；

图6D为依据本发明另一变化的光伏板系统的局部剖面图；

图7A至图7E分别为依据本发明一实施方式的装设光伏板系统的各个步骤的立体图；

图8为依据本发明另一实施方式的光伏板固定装置在板模上的侧视图；

图9为依据本发明又一实施方式的光伏板固定装置在板模上的侧视图。

其中，附图标记

10：光伏板固定装置

100：承载座

102：承载槽

110、120：侧板

112、122：槽孔

130：底板

132：中央处

210：第一支撑板

212、222：末端

214：形心轴

220：第二支撑板

300、300a、300b、300c：光伏板支撑柱

302：形心轴

310、352：夹持部

312、320、342、344：锁固件

330、350：接合件

360：锁附件

410：第一固定脚

412：第一固定孔

420：第二固定脚

422：第二固定孔

500：结构加强件

510：中空管体

520：建筑结构

522、524：凹槽

610：第一固定件

620：第二固定件

700：光伏板

710：框体

810：板模

822：横向限位条

824：纵向限位条

830：限位网格

840：导管

850：建材

852：外露面

910：第一螺柱

920：第二螺柱

930：第一螺栓

940：第二螺栓

A：前区域

B：后区域

M：量测间距

T：埋设深度

R：参考间距

α：第一夹角

β：第二夹角

γ：第三夹角

θ：第四夹角

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

图1为依据本发明一实施方式的光伏板固定装置10与光伏板支撑柱300相组合的立体图。图2为图1的光伏板固定装置10的立体图。如图1及图2所示，本实施方式的光伏板固定装置10可包含承载座100、第一支撑板210以及第二支撑板220。承载座100可包含侧板110、侧板120以及底板130。侧板110及侧板120分别连接于底板130上方的相对两侧，而构成承载槽102。第一支撑板210连接于底板130下方且不与侧板110及侧板120相连。第二支撑板220连接于底板130下方，且与侧板120相连接。光伏板支撑柱300连接于侧板110与侧板120并承载于承载槽102中。

由于第一支撑板210及第二支撑板220可分别连接在承载座100的不同位置，故可提升光伏板固定装置10的结构强度，而避免光伏板固定装置10弯曲、变形或断裂。

如图1及图2所示，于部分实施方式中，侧板110包含槽孔112，而侧板120包含槽孔122，锁附件360可穿过槽孔112或槽孔122或两者，以将光伏板支撑柱300固定于承载槽102中。举例来说，锁附件360可从槽孔112插入或拴入光伏板支撑柱300中。于部分实施方式中，槽孔112及槽孔122可为U形开槽、封闭式长孔、圆孔或螺孔等等，但不以此为限。

于部分实施方式中，底板130具有中央处132，第一支撑板210连接于底板130的中央处132，以使底板130及其上方的光伏板支撑柱300能够稳固地被第一支撑板210所支撑。于部分实施方式中，第一支撑板210不仅连接底板130的中央处132，还可与侧板110及侧板120相平行。应了解到，中央处132代表其两侧的部分底板130是相对称的。

于部分实施方式中，第一支撑板210的形心轴214与光伏板支撑柱300的形心轴302重合。如此一来，光伏板支撑柱300施加于底板130的平均力量会沿着第一支撑板210的形心轴214直接传递至第一支撑板210中，俾利第一支撑板210更稳固地支撑承载座100及光伏板支撑柱300。应了解到，形心轴214是代表垂直通过第一支撑板210横截面的形心的轴线，相似地，形心轴302是代表垂直通过光伏板支撑柱300的形心的轴线。

于部分实施方式中，第一支撑板210与第二支撑板220之间相隔一距离D，距离D随着越靠近承载座100越小。也就是说，第一支撑板210及第二支撑板220之间的距离D随着越远离承载座100越大，以便能够稳固地立于建物上。

图3为图2的光伏板固定装置10的正视图。如图3所示，于部分实施方式中，第一支撑板210非垂直地连接承载座100的底板130。具体来说，第一支撑板210与底板130之间定义一朝向第二支撑板220的第一夹角α，90°<α<180°。另外，第二支撑板220与底板130之间定义一朝向第一支撑板210的第二夹角β，90°<β<180°，于本实施方式中，第一夹角α与第二夹角β不相等，且第一夹角α小于第二夹角β，但不以此为限。也就是说，第一支撑板210及第二支撑板220分别从底板130下方外扩地延伸。故当底板130承受向下的力量时，第一支撑板210与第二支撑板220可将力量向外分散。

于部分实施方式中，侧板110及侧板120非垂直地连接于底板130上方，且还可与第一支撑板210相平行。

于部分实施方式中，光伏板固定装置10还可包含结构加强件500，其连接于第一支撑板210与第二支撑板220之间，以防止第一支撑板210及第二支撑板220变形。

于部分实施方式中，底板130、第一支撑板210、第二支撑板220与结构加强件500可环绕成中空管体510。具体来说，结构加强件500可为板体，俾利形成中空管体510。由于底板130、第一支撑板210、结构加强件500与第二支撑板220依序地连接而无间断，故可进一步提升结构强度。

于部分实施方式中，中空管体510为梯形管。具体来说，底板130与结构加强件500相平行，且可分别做为梯形的上底及下底。第一支撑板210及第二支撑板220非垂直地连接于底板130与结构加强件500之间，且可分别做为梯形不对称的两个斜边，以利使中空管体510的断面呈不对称梯形。具体来说，第一夹角α与第二夹角β不相等，以使中空管体510的断面呈不对称梯形。藉由此梯形的设计，当底板130承受过大的力量时，第一支撑板210及第二支撑板220可防止底板130向下变形，而结构加强件500可防止第一支撑板210及第二支撑板220向外变形。

于部分实施方式中，承载座100、第一支撑板210、第二支撑板220与结构加强件500为一体成型的。也就是说，承载座100、第一支撑板210、第二支撑板220与结构加强件500之间不具有其他的锁固或连接件，如此可进一步地强化中空管体510的结构强度。

于部分实施方式中，光伏板固定装置10还可进一步地包含第一固定脚410以及第二固定脚420。第一支撑板210具有末端212，其远离于承载座100。第一固定脚410连接于第一支撑板210的末端212。相似地，第二支撑板220具有末端222，其远离于承载座100。第二固定脚420连接于第二支撑板220的末端222。第一固定脚410与第一支撑板210之间定义一背对第二支撑板220的第三夹角γ，90°<γ<180°，而第二固定脚420与第二支撑板220之间定义一背对第一支撑板210的第四夹角θ，90°<θ<180°。如此一来，第一固定脚410及第二固定脚420能够将第一支撑板210及第二支撑板220所承受的力量向外分散，以避免第一支撑板210及第二支撑板220因受力而变形。于本实施方式中，底板130亦可与第一固定脚410以及第二固定脚420相平行，则第一夹角α与第三夹角γ相等，且第二夹角β与第四夹角θ相等，而第三夹角γ与第四夹角θ不相等，但不以此为限。

于部分实施方式中，第一固定脚410与第二固定脚420共平面，俾利两者能够平稳地摆放于建物或平地上，而避免光伏板固定装置10倾斜倒下。

图4为图3的光伏板固定装置10固定于建筑结构520上的剖面图。如图4所示，于部分实施方式中，光伏板固定装置10还可包含第一固定件610以及第二固定件620。第一固定件610固定第一固定脚410于建筑结构520上。第二固定件620固定第二固定脚420于建筑结构520上。如此一来，光伏板固定装置10便能稳固地与建筑结构520结合。

具体来说，第一固定脚410可具有第一固定孔412，第一固定件610可贯穿第一固定孔412而插入建筑结构520中，如此便能将第一固定脚410固定于建筑结构520上。相似地，第二固定脚420可具有第二固定孔422，第二固定件620可贯穿第二固定孔422而插入建筑结构520中，如此便能将第二固定脚420固定于建筑结构520上。于部分实施方式中，第一固定件610及第二固定件620可为螺丝或螺栓，但不以此为限。第一固定孔412及第二固定孔422可为对应第一固定件610与第二固定件620的螺孔，但不以此为限。于部分实施方式中，建筑结构520可为水泥基座，但不以此为限。另外，建筑结构520上方可凹设有多个凹槽522及524，以供第一固定件610及第二固定件620插入。

图5为依据本发明一实施方式的光伏板系统的立体图。如图5所示，于本实施方式中，光伏板系统可包含光伏板700、框体710、多个光伏板固定装置10以及多个光伏板支撑柱300。框体710框住光伏板700，光伏板支撑柱300固定于光伏板固定装置10上，而框体700固定于光伏板支撑柱300上。具体来说，框体710环绕光伏板700，并将光伏板700固定于其中。光伏板支撑柱300具有夹持部310。夹持部310会夹住框体710。多个光伏板支撑柱300的夹持部310可分别夹持框体710的不同角落，以固定框体710，光伏板支撑柱300可分别具有不同的高度，用以调整固定后光伏板700相对于地面或建筑结构的角度与高度。光伏板固定装置10的其他元件及其结构关系如同前文所载，不再重复叙述。

经模拟验证，本发明所提供的光伏板固定装置10的降伏应力约为276兆帕(MPa)，当本实施方式的光伏板系统承受5400帕(Pa)的压力时，位于前区域A的光伏板固定装置10中所承受的最大应力为125.6兆帕，而位于后区域B的光伏板固定装置10所承受的最大应力为62.1兆帕，两者均小于降伏应力，故不会发生永久变形。如此可验证，即使光伏板系统位于易下雪的寒带地区，而可能承受高达5400帕的雪压时，光伏板固定装置10的高结构强度也可避免永久变形的发生。

图6A为图5中沿着C-C’线所剖的剖面图。如图所示，于本实施方式中，光伏板支撑柱300的夹持部310除了夹住框体710之外，还可利用锁固件312将夹持部310与框体710锁固在一起。

图6B为依据本发明另一变化的光伏板系统的局部剖面图。本实施方式与图6A的主要差异系在于：本实施方式的光伏板支撑柱300a不具有夹持部310，而是仅以锁固件320将光伏板支撑柱300a与框体710锁固在一起。

图6C为依据本发明又一变化的光伏板系统的局部剖面图。本实施方式与图6B的主要差异系在于：本实施方式的光伏板支撑柱300b是以接合件330连接框体710。具体来说，接合件330以锁固件342固定于光伏板支撑柱300b上，而以另一锁固件344与框体710连接。

图6D为依据本发明再一变化的光伏板系统的局部剖面图。本实施方式与图6C的主要差异系在于：本实施方式的接合件350具有夹持部352，其可夹住框体710，以与框体710固定。另外，接合件350以锁固件342固定于光伏板支撑柱300c上。

应了解到，图6A至6D中各种不同变化的光伏板支撑柱300至300c仅是用以例示，而非限制本发明。实务上，任何能够固定框体710的结构(无论是用夹持、锁固或其他固定方式)，均可用于光伏板支撑柱300上。

图7A至图7E分别为依据本发明一实施方式的装设光伏板系统的各个步骤的立体图。如图7A所示，于本实施方式中，可先提供至少一板模810。举例来说，可在建物的屋顶上设置板模810。

如图7B所示，可在板模810上设置多个限位网格830。具体来说，可在板模810上排列多条横向限位条822及多条纵向限位条824。这些横向限位条822及纵向限位条824彼此相交，而构成多个限位网格830。上述横向限位条822及纵向限位条824可为钢条，但不以此为限。

于图7C所示，可将光伏板固定装置10放置于限位网格830中。由于光伏板固定装置10具有共平面的第一固定脚410及第二固定脚420，故可平稳地放置在限位网格830下方的板模810上。

如图7D所示，可将光伏板700固定于光伏板固定装置10上，进而将其固定于模板810或建筑物上。具体来说，光伏板700是被框体710所框住，光伏板固定装置10可通过光伏板支撑柱300以固定框体710，而进一步固定光伏板700。光伏板固定装置10与框体710之间的固定手段可参阅图6A至图6D及前文中相关叙述所载，在此不重复叙述。

如图7E所示，可将尚未凝固的建材850导入限位网格830中，以覆盖光伏板固定装置10的第一固定脚410及第二固定脚420。具体来说，由于建材850尚未凝固，故可利用导管840将其导入限位网格830中，并于板模810上流动。当导入一定体积的建材850后，此建材850可堆积于板模810上，而覆盖第一固定脚410及第二固定脚420。待建材850凝固后，第一固定脚410及第二固定脚420即可稳固地埋在于建材850中。于部分实施方式中，建材850可为水泥，但不以此为限。

由于传统的L形支架只有单边支撑，若直接放置于限位网格830中并导入未凝固的建材850，容易被建材850冲倒。因此，以往装设光伏板700的作法均是先等建材850完全凝固后，再于凝固后的建材850表面上装设L形支架，最后再装设光伏板700。然而，由于一般建材850从未凝固状态到凝固状态所需的时间长达四到五天，等到建材850凝固后再装设L形支架及光伏板700显然会浪费许多时间。但由于本发明所提供的光伏板固定装置10的第一固定脚410与第二固定脚420可平放于板模810上，因此建材850导入后，较不易被冲倒。故光伏板固定装置10可在建材850导入前，先放置于板模810上，从而大幅地省却等待建材850凝固所浪费的时间。

图8为依据本发明另一实施方式的光伏板固定装置10在板模810上的侧视图。如图8所示，可先在板模810上放置至少一第一螺栓910及至少一第二螺栓920。接着，可将至少一第一螺帽930及至少一第二螺帽940分别栓于第一螺栓910及第二螺栓920上。然后，可将光伏板固定装置10的第一固定脚410及第二固定脚420分别套于第一螺栓910及第二螺栓920上，且第一固定脚410及第二固定脚420可分别抵住第一螺帽930及第二螺帽940的顶面。接着，可栓动第一螺帽930及第二螺帽940，以调整第一固定脚410、第二固定脚420与板模810之间的距离。上述的第一螺栓910及第二螺栓920是位于两横向限位条822及两纵向限位条824之间。

上述方法可供装设人员在建材850(可参阅图7E)尚未导入前，先通过第一螺帽930及第二螺帽940调整光伏板固定装置10的高度，以使多个光伏板700(可参阅图7E)均能够维持在相同高度。待建材850导入并凝固后，第一螺帽930及第二螺帽940在第一螺栓910及第二螺栓920上的位置可被固定，而不易松动或移位。

图9为依据本发明又一实施方式的光伏板固定装置10在板模810上的侧视图。如图9所示，可先得到第一固定脚410或第二固定脚420与结构加强件500之间的参考间距R。此参考间距R的尺寸可由制作人员在制作光伏板固定装置10时所决定。接着，可得到建材850的一外露面852与结构加强件500之间的量测间距M。此量测间距M可由装设人员目测或量测来得到。接着，可将参考间距R扣除量测间距M，以得到第一固定脚410或第二固定脚420埋在建材850的外露面852下的埋设深度T。也就是说，装设人员可藉由参考间距R与量测间距M的差异来算出第一固定脚410与第二固定脚420的埋设深度T，而不会因为第一固定脚410与第二固定脚420已埋在建材850中，就无法得知其埋设深度T。光伏板固定装置10的拉力值与埋设深度T相关，故光伏板固定装置10的拉力值会依据埋设深度T的不同而改变。由于本发明上述实施方式可藉由参考间距R与量测间距M的差异来得到埋设深度T，故可帮助得到光伏板固定装置10的拉力值。实务上，参考间距R通常为5公分，但本发明并不以此为限。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种光伏板固定装置，其特征在于，包含：

一承载座，包含多个侧板以及一底板，该些侧板分别连接于该底板上方的相对两侧，而构成一承载槽，该些侧板分别包含一槽孔；

一第一支撑板，连接于该底板下方；以及

一第二支撑板，连接于该底板下方，且与该些侧板其中之一的相连接。

2.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，该第一支撑板连接于该底板的一中央处。

3.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，该第一支撑板与该第二支撑板之间的距离沿着靠近该承载座的方向减少。

4.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，该第一支撑板非垂直地连接该底板下方。

5.如权利要求4所述的光伏板固定装置，其特征在于，该些侧板非垂直地连接于该底板上方。

6.如权利要求4所述的光伏板固定装置，其特征在于，该些侧板与该第一支撑板相平行。

7.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，更包含：

一结构加强件，连接于该第一支撑板与该第二支撑板之间。

8.如权利要求7所述的光伏板固定装置，其特征在于，该底板、该第一支撑板、该第二支撑板与该结构加强件环绕成一中空管体。

9.如权利要求8所述的光伏板固定装置，其特征在于，该底板与该结构加强件相平行。

10.如权利要求8所述的光伏板固定装置，其特征在于，该中空管体为一梯形管。

11.如权利要求10所述的光伏板固定装置，其特征在于，该第一支撑板与该底板间定义一第一夹角，该第二支撑板与该底板间定义一第二夹角，该第一夹角与该第二夹角不相等。

12.如权利要求7所述的光伏板固定装置，其特征在于，该承载座、该第一支撑板、该第二支撑板与该结构加强件是一体成型的。

13.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，更包含：

一第一固定脚，连接于该第一支撑板上远离该承载座的一末端；以及

一第二固定脚，连接于该第二支撑板上远离该承载座的一末端。

14.如权利要求13所述的光伏板固定装置，其特征在于，该第一固定脚与该第二固定脚共平面。

15.如权利要求1所述的光伏板固定装置，其特征在于，更包含：

一锁附件，穿过至少一该些槽孔；以及

一光伏板支撑柱，被该锁附件固定于该承载槽中，其中该第一支撑板的形心轴与该光伏板支撑柱的形心轴重合。

16.一种光伏板系统，其特征在于，包含：

一光伏板；

一框体，框住该光伏板；以及

至少一光伏板支撑柱；

至少一如权利要求1至14中任一项所述的光伏板固定装置，其中该光伏板支撑柱固定于该光伏板固定装置上，且该框体固定于该光伏板支撑柱上。

17.一种装设光伏板系统的方法，其特征在于，其步骤包含：

提供至少一板模；

在该板模上设置多个限位网格；

将至少一如权利要求13所述的光伏板固定装置放置于该些限位网格中，其中该光伏板固定装置的该第一固定脚及该第二固定脚穿过该些限位网格并设置于该板模上；

将一光伏板固定于该光伏板固定装置上；以及

将尚未凝固的建材导入该些限位网格中，以覆盖该光伏板固定装置的该第一固定脚及该第二固定脚。

18.如权利要求17所述的装设光伏板系统的方法，其特征在于，其步骤更包含：

在该板模上放置至少一第一螺栓及至少一第二螺栓；

将至少一第一螺帽及至少一第二螺帽分别栓于该第一螺栓及该第二螺栓上；

将该光伏板固定装置的该第一固定脚及该第二固定脚分别套于该第一螺栓及该第二螺栓上；以及

栓动该第一螺帽及该第二螺帽，以调整该第一固定脚、该第二固定脚与该板模之间的距离。

19.如权利要求17所述的装设光伏板系统的方法，其特征在于，其步骤更包含：

得到该第一固定脚或该第二固定脚与该光伏板固定装置的一结构加强件之间的参考间距；

得到该建材的一外露面与该结构加强件之间的量测间距；以及

将该参考间距扣除该量测间距，以得到该第一固定脚或该第二固定脚埋在该建材的该外露面下的埋设深度。

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