CN104901612A - 防积雪跟踪式光伏支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防积雪跟踪式光伏支架，包括两根支撑横梁，支撑横梁之间设置有至少一个转动支撑组件，各转动支撑组件均包括：两块转动板，分别转动安装在对应的支撑横梁上；至少两根柔性元件，各柔性元件的两端分别固定在对应的安装板上，太阳能电池板固定在柔性元件上；光伏支架还包括角度调节装置。本发明将太阳能电池板安装于柔性元件上，利用柔性元件自身的弹性变形可抵消部分的外力，太阳能电池板抗强风和地震能力强；通过角度调节装置能够改变转动板的角度，即改变太阳能电池板相对于水平面的角度，从而实现按季节变化的跟踪功能。当将太阳能电池板调至与地面成88°时，此时太阳能电池板处防积雪位置，实现风雪天气电池板表面无积雪。
Description
技术领域
本发明涉及光伏支架，具体涉及防积雪跟踪式光伏支架。
背景技术
国内现有太阳能电池板安装支架有两种形式：固定式和跟踪式。固定式支架将太阳能电池板固定在以一定倾斜角度的安装支架上，而跟踪式支架顶部有一个可转动安装架，太阳能电池板安装在上面，在电控系统控制下可转动安装架跟随太阳光线因时间和季节的变化而转动，使太阳能电池板获得太阳光最佳入射角。
固定式和跟踪式支架作为太阳能电池板主要安装载体，广泛应用于集中式或分布式光伏发电站。太阳能电池板支架安装工艺过程大概如下：
1、浇筑混凝土基础(独立基础或条形基础)或打桩，并埋入金属预埋件。
2、高强度紧固件将立柱和支撑与基础的金属预埋件固定，立柱和支撑水上架设长方形安装架。
3、固定式支架将太阳能电池板固定在支架的长方形安装架斜面上；跟踪式支架的太阳能电池板固定在一个可转动安装架上，太阳能电池板能跟随时间和季节太阳光照角度的变化，产生左右或上下转动。
现有支架结构存在的缺陷和不足：
根据我国所处地区的纬度，太阳能电池板的安装角度在15°～45°范围内，纬度越高、安装角度越大，若在北极安装电池板应与地面垂直。
1、固定式光伏支架：太阳能电池板的安装用压板与支架压紧固定，电池板和支架均不能跟随太阳光照角度的变化而活动。以安装角度15°～45°安装的太阳能电池板，在下雪天时电池板表面会积雪，不但清扫困难还会影响发电。在严寒北方冬季的风雪天多、雪量大，电池板表面积雪很厚，可能还会结冰，此时光伏电站将会无法正常运行。
2、跟踪式光伏支架：太阳能电池板可以上下、左右转动，左右转动不改变太阳能电池板倾角。上下转动时太阳能电池板最大倾角也不会超过45°，冬天的积雪现象与固定式支架一样，也存在清扫困难，甚至影响光伏电站的正常运行的情况。
现有支架功能存在的缺陷和不足：
1、固定式支架不能调整倾斜角度，无法获得太阳光最佳入射角。
2、下雪天太阳能电池板易积雪，会影响光伏电站的正常发电。
3、积雪需要人工清理，结冰后清理会变得非常困难，费工、费时、清理时还可能会损坏电池板。
发明内容
本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了防积雪跟踪式光伏支架。
本发明采取的技术方案如下：
一种防积雪跟踪式光伏支架，包括两根相对设置的支撑横梁，两根支撑横梁之间设置有至少一个用于安装多个太阳能电池板的转动支撑组件，各转动支撑组件均包括：
两块转动板，分别转动安装在对应的支撑横梁上；
至少两根柔性元件，各柔性元件的两端分别固定在对应的安装板上，太阳能电池板固定在柔性元件上；
光伏支架还包括用于同步调节所有转动板角度的角度调节装置。
太阳能电池板固定在柔性元件上，可以被柔性元件“悬、拉、挂、撑”在空中。现有技术是将太阳能电池板安装于刚性支架上，由于支架为刚性，因此当处于台风等恶劣气候条件下时，由于光伏组件承受的风压非常大，并且因为刚性支架无法形变，因此容易脆裂。本申请通过将太阳能电池板安装于柔性元件上，当碰到地震、强风等恶劣气候时，柔性元件自身的弹性变形可抵消部分的外力，同时也避免了可能产生的共振，从而将损失降到最低。
本申请的柔性元件固定在可以转动的转动板上，通过角度调节装置能够改变转动板的角度，即改变太阳能电池板相对于水平面的角度，从而实现按季节变化的跟踪功能。当将太阳能电池板调至与地面成88°时，此时太阳能电池板处防积雪位置，实现风雪天气电池板表面无积雪。本申请结构简单、成本低廉、操作方便、功能齐全、经济实用。适用于冬季严寒、有风雪天气的地区，尤其在长江以北、黄河以北纬度较高的北方省份，冬季较长、下雪量大效果会更显著。
进一步的，还包括用于支撑所述支撑横梁的立柱。
进一步的，所述角度调节装置包括：
两组定滑轮，各组定滑轮分别设置在对应支撑横梁的下方，且每组定滑轮均包括两个定滑轮；
两根牵引索，分别绕置在对应组的定滑轮上；
多块倾角定位板，各倾角定位板一端铰接在牵引索上，另一端与牵引索上方对应的转动板相对固定；
驱动机构，用于驱动所述牵引索来回运动。
角度调节装置工作时，驱动机构驱动牵引索运动，带动倾角定位板运动。倾角定位板一端铰接在牵引索上，另一端与牵引索上方对应的转动板相对固定，因此倾角定位板能带动转动板转动，从而方便快捷的控制太阳能电池板与水平面之间的角度。通过设置牵引索和多个倾角定位板，角度调节装置结构简单，能够同步调节支撑横梁的转动板。
进一步的，所述驱动机构包括：
两个主动轮，两根牵引索分别绕置在对应的主动轮上；
减速箱，减速箱的输出轴与所述主动轮相对固定；
驱动元件，用于驱动减速箱的输入轴转动。
牵引索绕置在两个定滑轮和一个主动轮上，通过主动轮的转动，带动牵引索运动。
进一步的，所述驱动元件为驱动电机，或者为与减速箱的输入轴相对固定的手动转盘。
进一步的，所述驱动元件包括手动转盘和驱动电机，所述驱动电机的动力输出轴和手动转盘分别固定在减速箱的输入轴的两端。
驱动元件的这种结构能够实现电动和手动两种模式的操作，光伏支架适用性强，可靠性高。
进一步的，所述驱动机构包括：
传动杆，两端分别与两组定滑轮的其中一个定滑轮相对固定，且传动杆与其两端的两个定滑轮同轴；
从动件，同轴固定在所述传动杆上；
主动件，与所述从动件相互啮合；
驱动元件，用于驱动所述主动件转动。
传动杆能够同步带动与其连接的两个定滑轮，从而使两组定滑轮同步转动，只需要设置一处动力就能带动所有定滑轮转动，这种结构形式使得驱动机构结构简单，同步性好。
进一步的，所述从动件为涡轮，所述主动件为蜗杆。
进一步的，所述从动件为从动齿轮，所述主动件为主动齿轮组。
进一步的，所述柔性元件为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链中的任意一种或多种组合。
进一步的，所述牵引索为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索、钢链或传送带中的任意一种。
本发明的有益效果是：将太阳能电池板安装于柔性元件上，当碰到地震、强风等恶劣气候时，柔性元件自身的弹性变形可抵消部分的外力，同时也避免了可能产生的共振，从而将损失降到最低；柔性元件固定在可以转动的转动板上，通过角度调节装置能够改变转动板的角度，即改变太阳能电池板相对于水平面的角度，从而实现按季节变化的跟踪功能。当将太阳能电池板调至与地面成88°时，此时太阳能电池板处防积雪位置，实现风雪天气电池板表面无积雪。本申请结构简单、成本低廉、操作方便、功能齐全、经济实用。适用于冬季严寒、有风雪天气的地区，尤其在长江以北、黄河以北纬度较高的北方省份，冬季较长、下雪量大效果会更显著。
附图说明：
图1是本发明防积雪跟踪式光伏支架的侧视图；
图2是导向轮的结构示意图；
图3是本发明防积雪跟踪式光伏支架在防积雪状态时的侧视图；
图4是本发明防积雪跟踪式光伏支架另一实施例的俯视图；
图5是图4去除转动支撑组件后的俯视图。
图中各附图标记为：
1、定滑轮，2、牵引索，3、支撑横梁，4、太阳能电池板，5、柔性元件，6、转动板，7、倾角定位板，8、主动轮，9、减速箱，10、手动转盘，11、驱动电机，12、导向轮，13、传动杆，14、从动件，15、主动件。
具体实施方式：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例1
如图1所示，一种防积雪跟踪式光伏支架，包括两根相对设置的支撑横梁3，两根支撑横梁3之间设置有至少一个用于安装多个太阳能电池板4的转动支撑组件，各转动支撑组件均包括：
两块转动板6，分别转动安装在对应的支撑横梁3上；
至少两根柔性元件5，各柔性元件的两端分别固定在对应的安装板6上，太阳能电池板5固定在柔性元件上；
防积雪跟踪式光伏支架还包括用于同步调节所有转动板角度的角度调节装置。
本实施例中，角度调节装置包括：
两组定滑轮，各组定滑轮分别设置在对应支撑横梁3的下方，且每组定滑轮均包括两个定滑轮1；
两根牵引索2，分别绕置在对应组的定滑轮上；
多块倾角定位板7，各倾角定位板7一端铰接在牵引索2上，另一端与牵引索上方对应的转动板6相对固定；
驱动机构，用于驱动牵引索来回运动。
本实施例中，驱动机构包括：
两个主动轮8，分别设置在对应的支撑横梁下方，两根牵引索分别绕置在对应的主动轮上；
减速箱9，减速箱的输出轴与主动轮8相对固定，本实施例减速箱9为蜗轮减速箱；
驱动元件，用于驱动减速箱的输入轴转动。
本实施例中，还具有一导向轮12，见图2，牵引索绕置在两个定滑轮、一个导向轮以及一个主动轮上，工作时通过驱动元件带动主动轮转动，从而带动牵引索运动。
于实际运用时驱动元件为驱动电机，或者为与减速箱的输入轴相对固定的手动转盘。
于本实施例中，驱动元件包括手动转盘10和驱动电机11，驱动电机11的动力输出轴和手动转盘10分别固定在减速箱9的输入轴的两端。驱动元件的这种结构能够实现电动和手动两种模式的操作，光伏支架适用性强，可靠性高。
本实施例中主动轮运动到位后，可以通过定位销或锁紧螺栓等常规的定位固定方式固定，从而保证太阳能电池板的位置不动。
于实际运用时，可以通过若干与支撑面固定的立柱支撑支撑横梁3。
本实施例中，转动板6中部转动安装在支撑横梁上，每组转动支撑组件包括两个柔性元件5，两个柔性元件与转动板的固定点位于转动板与支撑梁转接安装点的两侧，且三个点位于同一直线上。本实施例这样设置使得转动支撑组件受力均匀，光伏支架稳定性好。
于实际运用时，柔性元件5为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链中的任意一种或多种组合。
于实际运用时，牵引索2为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索、钢链或传送带中的任意一种，当牵引索为钢链时，相应的定滑轮和主动轮的结构形式与链轮相同。
本实施例防积雪跟踪式光伏支架具体工作过程如下，通过驱动元件(可以选择手动或电动操作)驱动牵引索运动，带动倾角定位板运动，倾角定位板一端铰接在牵引索上，另一端与牵引索上方对应的转动板相对固定，因此倾角定位板能带动转动板转动，从而方便快捷的控制太阳能电池板与水平面之间的角度，见图1；当下大雪时，为了防止积雪，通过驱动元件驱动牵引索运动使太阳能电池板调至与地面成88°，见图3。
本实施例的防积雪跟踪式光伏支架将太阳能电池板固定在柔性元件上，可以被柔性元件“悬、拉、挂、撑”在空中。现有技术是将太阳能电池板安装于刚性支架上，由于支架为刚性，因此当处于台风等恶劣气候条件下时，由于光伏组件承受的风压非常大，并且因为刚性支架无法形变，因此容易脆裂。本申请通过将太阳能电池板安装于柔性元件上，当碰到地震、强风等恶劣气候时，柔性元件自身的弹性变形可抵消部分的外力，同时也避免了可能产生的共振，从而将损失降到最低。
柔性元件固定在可以转动的转动板上，通过角度调节装置能够改变转动板的角度，即改变太阳能电池板相对于水平面的角度，从而实现按季节变化的跟踪功能。当将太阳能电池板调至与地面成88°时，此时太阳能电池板处防积雪位置，实现风雪天气电池板表面无积雪。本申请结构简单、成本低廉、操作方便、功能齐全、经济实用。适用于冬季严寒、有风雪天气的地区，尤其在长江以北、黄河以北纬度较高的北方省份，冬季较长、下雪量大效果会更显著。
实施例2
如图4和5所示，本实施与实施例1的不同之处在于驱动机构，本实施例驱动机构包括：
传动杆13，两端分别与两组定滑轮的其中一个定滑轮3相对固定，且传动杆与其两端的两个定滑轮同轴；
从动件14，同轴固定在传动杆13上；
主动件15，与从动件14相互啮合；
驱动元件，用于驱动主动件转动。
于本实施例中，从动件14为涡轮，主动件15为蜗杆。与实际运用时，从动件还可以为从动齿轮，主动件还可为主动齿轮组。
本实施例传动杆能够同步带动与其连接的两个定滑轮，从而使两组定滑轮同步转动，只需要设置一处动力就能带动所有定滑轮转动，这种结构形式使得驱动机构结构简单，同步性好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，包括两根相对设置的支撑横梁，两根支撑横梁之间设置有至少一个用于安装多个太阳能电池板的转动支撑组件，各转动支撑组件均包括：
两块转动板，分别转动安装在对应的支撑横梁上；
至少两根柔性元件，各柔性元件的两端分别固定在对应的安装板上，太阳能电池板固定在柔性元件上；
光伏支架还包括用于同步调节所有转动板角度的角度调节装置。
2.如权利要求1所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述角度调节装置包括：
两组定滑轮，各组定滑轮分别设置在对应支撑横梁的下方，且每组定滑轮均包括两个定滑轮；
两根牵引索，分别绕置在对应组的定滑轮上；
多块倾角定位板，各倾角定位板一端铰接在牵引索上，另一端与牵引索上方对应的转动板相对固定；
驱动机构，用于驱动所述牵引索来回运动。
3.如权利要求2所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述驱动机构包括：
两个主动轮，两根牵引索分别绕置在对应的主动轮上；
减速箱，减速箱的输出轴与所述主动轮相对固定；
驱动元件，用于驱动减速箱的输入轴转动。
4.如权利要求3所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述驱动元件为驱动电机，或者为与减速箱的输入轴相对固定的手动转盘。
5.如权利要求3所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述驱动元件包括手动转盘和驱动电机，所述驱动电机的动力输出轴和手动转盘分别固定在减速箱的输入轴的两端。
6.如权利要求2所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述驱动机构包括：
传动杆，两端分别与两组定滑轮的其中一个定滑轮相对固定，且传动杆与其两端的两个定滑轮同轴；
从动件，同轴固定在所述传动杆上；
主动件，与所述从动件相互啮合；
驱动元件，用于驱动所述主动件转动。
7.如权利要求6所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述从动件为涡轮，所述主动件为蜗杆。
8.如权利要求6所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述从动件为从动齿轮，所述主动件为主动齿轮组。
9.如权利要求1所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述柔性元件为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链中的任意一种或多种组合。
10.如权利要求2所述的防积雪跟踪式光伏支架，其特征在于，所述牵引索为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索、钢链或传送带中的任意一种。
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