CN105119556A - 光伏组件安装支架及屋顶光伏系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光伏组件安装支架及包含该光伏组件安装支架的屋顶光伏系统，涉及光伏发电技术领域，光伏组件安装支架包括1号支杆、2号支杆，2号支杆设于1号支杆之间并与其垂直相交，2号支杆包括中部设有插槽的支杆本体及设于支杆本体上表面的挡板，支杆本体的横截面呈“匚”字形，1号支杆的顶部开设有用于承托2号支杆并将其定位的定位槽，定位槽左侧壁的高度等于支杆本体的高度、右侧壁的高度等于支杆本体下表面至插槽下表面的高度，1号支杆的顶部还设有注胶槽，注胶槽沿其长度方向开设。屋顶光伏系统包括光伏组件安装支架、无边框光伏组件及屋顶横梁，无边框光伏组件安装在光伏组件安装支架上，光伏组件安装支架固定在屋顶横梁上。

Description

光伏组件安装支架及屋顶光伏系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏组件安装支架及一种屋顶光伏系统。

背景技术

在各种可再生能源中，太阳能覆盖面积广，是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，太阳能光伏发电技术是目前太阳能利用领域中发展最快、最前沿的研究领域。

近年来，我国各地陆续建成了许多的光伏电站，光伏发电系统通常包括两种：屋顶光伏系统及地面光伏系统。现有的屋顶光伏系统由于存在以下问题而导致其推广存在一定的难度：现有屋顶光伏系统大多采用有边框的光伏组件（虽然有边框的光伏组件相比无边框的光伏组件要重很多且造价也要高出很多，但无边框的光伏组件由于不便于固定、安装复杂而极少被应用在屋顶光伏系统），上述有边框的光伏组件通过支架固定在屋顶横梁上，而有边框的光伏组件由于其重量较重将直接导致屋顶所受载荷较大，为保证安全及光伏系统工作的稳定、可靠性，需要建筑物具备较强的负载刚性及较高的承载能力，因此，现有的屋顶光伏系统不但造价贵且对建筑物的要求较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：1、提供一种光伏组件安装支架，该光伏组件安装支架能够非常方便地固定屋顶光伏系统中的无边框光伏组件且安装简单。2、提供一种屋顶光伏系统，该光伏系统造价较低、对建筑物的要求不高、易于推广应用。

为了解决上述技术问题1，本发明采用如下技术方案：光伏组件安装支架，包括两根以上且相互平行设置的1号支杆、两根以上且相互平行设置的2号支杆，所述2号支杆设于相邻的两根1号支杆之间并与1号支杆垂直相交，所述2号支杆包括中部设有插槽的支杆本体及固定连接于所述支杆本体的上表面的挡板，所述支杆本体的横截面呈“匚”字形，所述插槽上、下表面间的高度大于无边框光伏组件的厚度，所述1号支杆的顶部开设有用于承托2号支杆并将其定位的定位槽，所述定位槽的左侧壁的高度等于支杆本体的高度、右侧壁的高度等于支杆本体的下表面至插槽的下表面的高度，所述1号支杆的顶部还设有用于注入粘合剂从而将其与无边框光伏组件及2号支杆连接的注胶槽，所述注胶槽沿1号支杆的长度方向开设。

其中，所述注胶槽的数量为两条，所述1号支杆的顶部沿其长度方向还设有一条与注胶槽相平行的排水槽，所述排水槽位于两条注胶槽之间且其深度大于定位槽的深度。

优选的，所有定位槽的槽底面均处于同一平面。

进一步，所述1号支杆的顶部两侧各设有一注胶台阶，所述注胶台阶沿1号支杆的长度方向设置且其台阶面低于定位槽的槽底面。

优选的，该光伏组件安装支架还包括若干根与1号支杆平行间隔设置的3号支杆，所述3号支杆的顶部开设有用于承托2号支杆的承托槽，所述承托槽左侧壁的高度等于支杆本体的高度、右侧壁的高度等于支杆本体的下表面至插槽的下表面的高度，所有承托槽的槽底面处于同一平面，所述3号支杆下表面至承托槽的槽底面的高度等于1号支杆下表面至定位槽的槽底面的高度。

其中，所述1号支杆及3号支杆的底部均沿其长度方向开设有减重槽。

进一步，所述减重槽为方形槽或T形槽。

更优选的，所述1号支杆、2号支杆及3号支杆均由牌号为6063的铝合金制成，其组份包括：硅0.40%、铁0.13%、铜0.0090%、锰0.0060%、镁0.52%、铬0.0017%、锌0.011%、钛0.013%。

为了解决上述技术问题2，本发明采用如下技术方案：一种屋顶光伏系统，包括前面所述的光伏组件安装支架、若干块无边框光伏组件及多根屋顶横梁，所述无边框光伏组件安装在光伏组件安装支架上，所述光伏组件安装支架固定连接在屋顶横梁上。

更进一步，该屋顶光伏系统还包括若干个角码连接件，其中，光伏组件安装支架的1号支杆及3号支杆抵靠在屋顶横梁上并通过角码连接件与屋顶横梁连接。

本发明取得的有益效果在于：本发明提供的光伏组件安装支架可用于固定屋顶光伏系统中的无边框光伏组件，具体地，先取两根2号支杆，往其中一根2号支杆的插槽中注入有机硅胶黏剂并在另一根2号支杆的支杆本体的上表面打上有机硅胶黏剂，再将无边框光伏组件（需要说明的是，介于本发明无论是对光伏组件安装支架还是屋顶光伏系统所作的改进均是针对无边框的光伏组件，而未涉及有边框的光伏组件，为简便表述，在本发明的说明书以下部分均简称无边框的光伏组件为光伏组件）首尾两端中的一端插入2号支杆的插槽中、另一端放置于另一2号支杆的支杆本体的上表面上并保证其端面抵靠住挡板，接着往1号支杆的注胶槽中注入有机硅胶黏剂，然后将前述两根2号支杆的两端放入1号支杆的定位槽中，此时2号支杆的端头及光伏组件的两侧端均压在注胶槽中的有机硅胶黏剂上，最后待所有的有机硅胶黏剂固化完成即可，上述固定方式非常方便、安装过程非常简单。另外，本发明提供的屋顶光伏系统采用前述光伏组件安装支架将无边框光伏组件固定在屋顶横梁上，由于无边框光伏组件的造价较有边框的光伏组件的造价要低得多，故该屋顶光伏系统的总体造价也较现有技术得到了较大幅度的降低，同时，由于无边框光伏组件的重量远轻于有边框的光伏组件，故该屋顶光伏系统的总体重量也较现有技术得到了较大幅度的降低，从而减轻了建筑物屋顶所受载荷，降低了对建筑物负载刚性及承载能力的要求。

附图说明

图1为本发明中光伏组件安装支架的组装立体结构示意图；

图2为本发明中光伏组件安装于光伏组件安装支架后的立体结构示意图；

图3为本发明中1号支杆的立体结构示意图；

图4为本发明中2号支杆的立体结构示意图；

图5为本发明中3号支杆的立体示意图；

图6为本发明中1号支杆的一种实施方式的横截面结构示意图；

图7为本发明中1号支杆的另一种实施方式的横截面结构示意图；

图8为图6所示的1号支杆安装光伏组件后的横截面结构示意图；

图9为图7所示的1号支杆安装光伏组件后的横截面结构示意图；

图10为本发明中1号支杆的一种实施方式的纵剖结构示意图；

图11为本发明中1号支杆的另一种实施方式的纵剖结构示意图；

图12为图10所示的1号支杆安装光伏组件后的纵剖结构示意图；

图13为图11所示的1号支杆安装光伏组件后的纵剖结构示意图；

图14为图3中A部位的局部放大图；

图15为图3中B部位的局部放大图；

图16为图4中A部位的局部放大图；

图17为图5中A部位的局部放大图；

图18为图5中B部位的局部放大图；

图19为本发明中屋顶光伏系统的整体连接结构示意图；

图20为图19中A部位的局部放大图；

附图标记为：

1——1号支杆2——2号支杆3——3号支杆4——屋顶横梁5——角码连接件

6——有机硅胶黏剂11——定位槽12——注胶槽13——排水槽14——注胶台阶

15——减重槽21——支杆本体22——挡板31——承托槽21a——插槽。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1、3、4、6、8、14及16所示，一种光伏组件安装支架，包括两根以上且相互平行设置的1号支杆1、两根以上且相互平行设置的2号支杆2，2号支杆2设于相邻的两根1号支杆1之间并与1号支杆1垂直相交，2号支杆2包括中部设有插槽21a的支杆本体21及固定连接于支杆本体21的上表面的挡板22，支杆本体21的横截面呈“匚”字形，插槽21a上、下表面间的高度大于无边框光伏组件的厚度，1号支杆1的顶部开设有用于承托2号支杆2并将其定位的定位槽11，定位槽11的左侧壁的高度等于支杆本体21的高度、右侧壁的高度等于支杆本体21的下表面至插槽21a的下表面的高度，1号支杆1的顶部还设有用于注入粘合剂从而将其与无边框光伏组件及2号支杆2连接的注胶槽12，注胶槽12沿1号支杆1的长度方向开设。

上述实施方式提供的光伏组件安装支架可用于固定屋顶光伏系统中的无边框光伏组件，具体地，先取两根2号支杆2，往其中一根2号支杆2的插槽21a中注入有机硅胶黏剂6（为简化表述，附图中未示出插槽21a中注入有机硅胶黏剂6的情况）并在另一根2号支杆2的支杆本体21的上表面打上有机硅胶黏剂6（同样为简化表述，附图中未示在支杆本体21的上表面打上有机硅胶黏剂6的情况），再将无边框光伏组件首尾两端中的一端插入2号支杆2的插槽21a中、另一端放置于另一2号支杆2的支杆本体21的上表面上并保证其端面抵靠住挡板22，接着往1号支杆1的注胶槽12中注入有机硅胶黏剂6，然后将前述两根2号支杆2的两端放入1号支杆1的定位槽11中，此时2号支杆2的端头及光伏组件的两侧端均压在注胶槽12中的有机硅胶黏剂6上，最后待所有的有机硅胶黏剂6固化完成即可，上述固定方式非常方便、安装过程非常简单，安装光伏组件安装支架上安装好光伏组件后的效果见图2所示。

需要说明的是，上述实施方式中，1号支杆1包括了两种结构，一种如图10及12所示，其定位槽11的槽底面及支杆顶部对光伏组件的承托面呈阶梯状分布，由此将带来支杆的整体厚度在长度方向逐渐变厚的情况（因为必须保证1号支杆的强度），支杆的重量较重且造价相对较高，另一种如图11及13所示，其所有定位槽11的槽底面都处于同一平面，而支杆顶部对光伏组件的承托面呈斜坡状（或者说锯齿状）分布，这种结构的支杆的整体厚度是均匀的，支杆的重量较轻、造价相对便宜，由于无边框的光伏组件具有一定的可变形性，同时在有机硅胶黏剂的填补作用下，光伏组件同样能够很好地贴合在支杆表面。

众所周知，下暴雨时屋顶所受负载的大小跟其排水速度密切相关，为提高包括该光伏组件安装支架的屋顶光伏系统的屋面排水速度，可以如图7、9及15所示，在1号支杆1的顶部沿其长度方向设置一条与注胶槽12相平行的排水槽13，将注胶槽12的数量设为两条，排水槽13应当位于两条注胶槽12之间且其槽底面应当低于定位槽11的槽底面。当1号支杆1采用上述结构时，应当注意的是，2号支杆2的端头及光伏组件的两侧端应当压在注胶槽12中的有机硅胶黏剂6上，切不可压在排水槽13的上方，否则将导致排水槽13加快屋面排水速度的作用减弱甚至丧失。

作为优选，如图11及13所示，所有定位槽11的槽底面处于同一平面。采用定位槽11的槽底面处于同一平面的结构所能带来的有益效果在前面已作说明，在此不再赘述。

如图3、7、9及15所示，可以在1号支杆1的顶部两侧各设一注胶台阶14来提高光伏组件安装后其与1号支杆1之间的密封防水性能，注胶台阶14沿应当1号支杆1的长度方向设置且其台阶面应当低于定位槽11的槽底面。通过注胶台阶14来提高光伏组件与1号支杆1之间的密封防水性能的具体操作方式为：当光伏组件通过有机硅胶黏剂固定到1号支杆1上后，再往注胶台阶14上打上有机硅胶黏剂6（见图9所示），需要强调的是，注胶台阶14上的打胶量应当足够，不能出现断胶的情况。

作为更进一步的优选实施方式，如图1、5、17及18所示，该光伏组件安装支架还包括若干根与1号支杆1平行间隔设置的3号支杆3，3号支杆3的顶部开设有用于承托2号支杆2的承托槽31，承托槽31左侧壁的高度等于支杆本体21的高度、右侧壁的高度等于支杆本体21的下表面至插槽21a的下表面的高度，所有承托槽31的槽底面处于同一平面，3号支杆3下表面至承托槽31槽底面的高度等于1号支杆1下表面至定位槽11槽底面的高度。通过增加3号支杆3可以更好地给光伏组件提供支撑，从而避免因光伏组件中部下凹影响光伏组件工作效果及使用寿命的问题。

另外，如图7、9、15及18所示，还可以在1号支杆1及3号支杆3的底部均沿其长度方向开设减重槽15，通过在1号支杆1及3号支杆3的底部开设减重槽15可以降低该光伏组件安装支架的整体重量，而减重槽15可以是方形槽或T形槽，方形槽加工简单，可以降低支杆的制造成本，T形槽虽然相对来说在加工制造上麻烦一些，但是其作为一种方便、可靠的连接结构，可以让1、3号支杆与屋顶横梁的固定更简便（只需通过螺栓、螺母就可将其固定于屋顶横梁，而无需其他连接件）。

除上述以外，1号支杆1、2号支杆2及3号支杆3优选由牌号为6063的铝合金制成，铝合金的组份包括：硅0.40%、铁0.13%、铜0.0090%、锰0.0060%、镁0.52%、铬0.0017%、锌0.011%、钛0.013%。

上述铝合金材料在牌号6063规定的组分范围内将镁含量设定在0.52%，有利于增加铝合金的热处理强化效果、提高型材的抗拉强度，同时将硅含量设定为0.40%，可以使合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，增加其热处理强化效果，提高型材的抗拉强度提高并降低其塑性。

最后，如图19所示，本发明还提供一种屋顶光伏系统，其包括前述光伏组件安装支架和若干块的无边框光伏组件及多根屋顶横梁4，无边框光伏组件安装在光伏组件安装支架上，光伏组件安装支架固定连接在屋顶横梁4上。

该屋顶光伏系统采用前述光伏组件安装支架将无边框光伏组件固定在屋顶横梁上，由于无边框光伏组件的造价较有边框的光伏组件的造价要低得多，故该屋顶光伏系统的总体造价也较现有技术得到了较大幅度的降低，同时，由于无边框光伏组件的重量远轻于有边框的光伏组件，故该屋顶光伏系统的总体重量也较现有技术得到了较大幅度的降低，从而减轻了建筑物屋顶所受载荷，降低了对建筑物负载刚性及承载能力的要求。

进一步，为了更方便地将光伏组件安装支架固定在屋顶横梁上，如图19和20所示，该屋顶光伏系统优选还包括若干个角码连接件5，光伏组件安装支架的1号支杆1及3号支杆3抵靠在屋顶横梁4上并通过角码连接件5与屋顶横梁4连接。需要说明的是，在本发明请求保护的屋顶光伏系统中，也可以选用无3号支杆3的光伏组件安装支架，若选用了无3号支杆3的光伏组件安装支架，则此处应当省去将3号支杆3与屋顶横梁4连接的描述。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.光伏组件安装支架，包括两根以上且相互平行设置的1号支杆（1）、两根以上且相互平行设置的2号支杆（2），所述2号支杆（2）设于相邻的两根1号支杆（1）之间并与1号支杆（1）垂直相交，其特征在于：所述2号支杆（2）包括中部设有插槽（21a）的支杆本体（21）及固定连接于所述支杆本体（21）的上表面的挡板（22），所述支杆本体（21）的横截面呈“匚”字形，所述插槽（21a）上、下表面间的高度大于无边框光伏组件的厚度，所述1号支杆（1）的顶部开设有用于承托2号支杆（2）并将其定位的定位槽（11），所述定位槽（11）的左侧壁的高度等于支杆本体（21）的高度、右侧壁的高度等于支杆本体（21）的下表面至插槽（21a）的下表面的高度，所述1号支杆（1）的顶部还设有用于注入粘合剂从而将其与无边框光伏组件及2号支杆（2）连接的注胶槽（12），所述注胶槽（12）沿1号支杆（1）的长度方向开设。

2.根据权利要求1所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所述注胶槽（12）的数量为两条，所述1号支杆（1）的顶部沿其长度方向还设有一条与注胶槽（12）相平行的排水槽（13），所述排水槽（13）位于两条注胶槽（12）之间且其槽底面低于定位槽（11）的槽底面。

3.根据权利要求2所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所有定位槽（11）的槽底面处于同一平面。

4.根据权利要求3所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所述1号支杆（1）的顶部两侧各设有一注胶台阶（14），所述注胶台阶（14）沿1号支杆（1）的长度方向设置且其台阶面低于定位槽（11）的槽底面。

5.根据权利要求3或4所述的光伏组件安装支架，其特征在于：该光伏组件安装支架还包括若干根与1号支杆（1）平行间隔设置的3号支杆（3），所述3号支杆（3）的顶部开设有用于承托2号支杆（2）的承托槽（31），所述承托槽（31）左侧壁的高度等于支杆本体（21）的高度、右侧壁的高度等于支杆本体（21）的下表面至插槽（21a）的下表面的高度，所有承托槽（31）的槽底面处于同一平面，所述3号支杆（3）下表面至承托槽（31）槽底面的高度等于1号支杆（1）下表面至定位槽（11）槽底面的高度。

6.根据权利要求5所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所述1号支杆（1）及3号支杆（3）的底部均沿其长度方向开设有减重槽（15）。

7.根据权利要求6所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所述减重槽（15）为方形槽或T形槽。

8.根据权利要求7所述的光伏组件安装支架，其特征在于：所述1号支杆（1）、2号支杆（2）及3号支杆（3）均由牌号为6063的铝合金制成，其组份包括：硅0.40%、铁0.13%、铜0.0090%、锰0.0060%、镁0.52%、铬0.0017%、锌0.011%、钛0.013%。

9.屋顶光伏系统，其特征在于：包括上述权利要求5-8中任意一项所述的光伏组件安装支架、若干块无边框光伏组件及多根屋顶横梁（4），所述无边框光伏组件安装在光伏组件安装支架上，所述光伏组件安装支架固定连接在屋顶横梁（4）上。

10.根据权利要求9所述的屋顶光伏系统，其特征在于：还包括若干个角码连接件（5），所述光伏组件安装支架的1号支杆（1）及3号支杆（3）抵靠在屋顶横梁（4）上并通过角码连接件（5）与屋顶横梁（4）连接。