CN106059470A - 一种新型轻便屋顶光伏支架及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架，包括：L型主支架、支撑角钢、负重块、可调节伸缩柱、可调节伸缩杆、角度可调节夹具、角度可调节卡槽，支撑角钢成对安装在L型主支架上，形成用于安放负重块的负重区域，L型主支架由相互垂直的竖向支撑柱和水平支撑杆组成，可调节伸缩柱套接在所述竖向支撑柱上，可调节伸缩杆套接在水平支撑杆内，通过螺栓进行长度调节，角度可调节夹具铰接在位于可调节伸缩柱外顶端的铰接部，角度可调节卡槽铰接在位于可调节伸缩杆外顶端的铰接部。本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架适用性广，安装简便、提高了发电效率和施工安全性、缩短了投资周期、大大提高了现有水泥屋顶光伏建设项目的效益。
Description
技术领域
本发明涉及新能源光伏组件安装领域，尤其涉及一种新型轻便屋顶光伏支架及其组装方法。
背景技术
太阳能是一种清洁环保而且可再生的能源。与传统煤电能源相比，可以大大降低碳排放量，减少环境污染，减少生态破坏，节约社会资源。目前，国家正在重点扶持光伏发电项目。当太阳入射光线方向垂直于电池板面时，太阳能电池板发电效率最高，由于地球的自转几绕日公转等因素的影响，太阳光的方向是随着时间推移不断变化的。由于水泥屋顶的荷载承受能力有限，不宜布置复杂结构的、需要大型基础的跟踪支架。随着太阳能发电应用越来越普及，降低太阳能发电的成本是必然趋势。背景技术光伏组件支架大多固定在地面或屋顶上，支架上面做成矩形框架，上面框架通过中间支撑结构与底部支腿连接，支腿与地面或屋顶的连接方式以焊接和螺栓连接为主。传统光伏组件支架有有以下特点：1、项目唯一性，每个项目都需要设计图纸，无法批量化和标准化；2、加固及支撑繁琐。需要浇筑并养护混凝土基础，支架组装复杂繁琐，工期长，对工人熟练度要求高；3、构造不合理，采用单坡顶盖体形系数，结构受力偏大。存在问题是：这种支架重量大，用料多，成本高，同时也不便于安装，而且会破坏地面或屋顶的原有基础结构。
为了响应国家鼓励发展光伏事业的号召，推进光伏事业更快、更高效的的发展，急需开发出一套光伏支架具有以下特点：根据太阳四季角度变化的特点，让光伏组件与地面角度可以微调，让组件与太阳之间保持最佳照射角度，提高发电效率；安装于水泥屋顶，合理高效挖掘屋顶资源，减少对现有土地资源的占有；便于包装、运输、安装，提高施工效率，减少安装工人劳动强度。本发明提出了一种易于安装的水泥屋面可调光伏支架系统以大大的提高现有水泥屋顶光伏建设项目的效益，提高发电效率、缩短投资周期、提高施工安全性。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种新型轻便屋顶光伏支架及其组装方法。
为解决上述问题，本发明提出的一种新型轻便屋顶光伏支架，包括：L型主支架、支撑角钢、负重块、可调节伸缩柱、可调节伸缩杆、角度可调节夹具、角度可调节卡槽，所述支撑角钢成对安装在所述L型主支架上，形成用于安放所述负重块的负重区域，所述L型主支架由相互垂直的竖向支撑柱和水平支撑杆组成，所述可调节伸缩柱套接在所述竖向支撑柱上，所述可调节伸缩杆套接在所述水平支撑杆内，所述竖向支撑柱、水平支撑杆、可调节伸缩柱和可调节伸缩杆上均设置有若干个等间距同直径的螺栓孔，所述螺栓孔设置有相匹配的支架长度固定螺栓，所述角度可调节夹具铰接在位于所述可调节伸缩柱外顶端的铰接部，所述角度可调节卡槽铰接在位于所述可调节伸缩杆外顶端的铰接部。可调节伸缩柱和可调节伸缩杆可实现根据不同地区辐照角度的不同，通过对孔，调节支架长度与高度，以便于获得更高效的辐照条件。支架长度固定螺栓用于可调节伸缩杆调节到位之后的固定，使支架受力更加可靠，连接更加牢固。
上述方案中，所述负重块由两块尺寸为200×90×800mm和两块200×90×400mm的混凝土块组成，根据不同地区的水文气候条件，选择是否安装水平置放的200×90×800mm的混凝土块。负重块在设计过程中考虑了以下几点：第一，重量大于负风压作用；第二，尺寸长度为400mm的模量，运输过程中可以合理码放，不占用多余空间；第三，200mm的高度与光伏组件形成可靠封闭区域，改变体形系数，降低负风压。
上述方案中，所述支撑角钢上设置有多个螺栓孔与螺栓配合使之在L型主支架之间移动调节。
上述方案中，所述角度可调节夹具包括夹具主体和夹板，所述夹具主体为一中心突出设置有夹具铰接孔的夹具平面板，所述夹板由相互垂直的夹具挡板和固定板组成，所述夹具挡板的顶端反向延伸有一与所述固定板垂直的短板，所述固定板的顶端反向延伸有一与所述夹具挡板平行的升高板，所述夹具平面板和夹板通过夹具平面板和固定板上的螺栓孔以及相匹配的夹具螺栓进行固定连接。
上述方案中，所述夹具平面板、夹具挡板、固定板、短板、升高板均与所述夹具铰接孔的轴线平行，使得角度可调节夹具即可以固定光伏组件又可以对光伏组件进行角度的改变。
上述方案中，所述角度可调节卡槽为一中心突出设置有卡槽铰接孔两侧设置卡槽挡块的卡槽平面板，所述卡槽挡块与所述卡槽平面板均垂直，所述卡槽挡块上设置有一与其垂直的螺孔和相匹配的机械螺钉，用于将光伏组件卡紧于角度可调节卡槽内。
上述方案中，所述卡槽平面板和卡槽挡块均与所述卡槽铰接孔的轴线平行，使得角度可调节夹具即可以固定光伏组件又可以对光伏组件进行角度的改变。
上述方案中，所述角度可调节卡槽为一体成型结构，便于生产安装，有利于提高结构的稳定性。
一种新型轻便屋顶光伏支架的组装方法，包括以下步骤：
步骤一、将支撑角钢安装于L型主支架之上，连接固定两个L型主支架并形成负重区域；
步骤二、将角度可调节夹具和角度可调节卡槽分别铰接在可调节伸缩柱和可调节伸缩杆的铰接部上；
步骤三、将可调节伸缩柱和可调节伸缩杆分别套接在竖向支撑柱、水平支撑杆内，调节好长度后通过支架长度固定螺栓固定；
步骤四、将组装好的支架平放于预先测量好的地点，将光伏组件垂直置放于角度可调节卡槽内，并用机械螺钉固定；
步骤五、将光伏组件旋转至另一支架上的角度可调节夹具内，调整到合适角度后用夹具螺栓固定；
步骤六、将负重块放置在负重区域内，即完成单个光伏组件所需支架的安装，继续依次组装，N个光伏组件需完成N+1个支架的组装。
本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架相对于传统光伏支架与现有技术方案相比具有以下有益效果和优点：
1、让光伏支架产品化，只要是水泥屋顶类光伏项目都可以适用于本产品，无需单独针对性设计。
2、安装简易化，全过程中只需要简单的操作工具即可进行组装。
3、设计轻便化，便于组装和运输，理论上只需要一个包装盒，就可以组装一片电站。
4、采用负重模式，现场无需浇筑混凝土基础，只要给一个硬化地坪就可以组装。
附图说明
图1为本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架的结构示意图。
图2为本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架在可调角度夹具所在局部结构示意图。
图3为本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架在可调角度卡槽所在局部结构示意图。
图4为本发明提出的新型轻便屋顶光伏支架的组装完成后效果图。
图中编号说明： 1、L型主支架；2、支撑角钢；3、负重块；4、可调节伸缩柱；5、可调节伸缩杆；6、角度可调节夹具；7、角度可调节卡槽；8、支架长度固定螺栓；9、光伏组件；101、竖向支撑柱；102、水平支撑杆；601、夹具平面板；602、夹具挡板；603、固定板；604、短板；605、升高板；606、夹具螺栓；607、夹具铰接孔；701、卡槽平面板；702、卡槽铰接孔；703、卡槽挡块；704、机械螺钉。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
本发明提出的一种新型轻便屋顶光伏支架，包括L型主支架1、支撑角钢2、负重块3、可调节伸缩柱4、可调节伸缩杆5、角度可调节夹具6、角度可调节卡槽7，支撑角钢2成对安装在L型主支架1上，形成用于安放负重块3的负重区域，L型主支架1由相互垂直的竖向支撑柱101和水平支撑杆102组成，可调节伸缩柱4套接在竖向支撑柱101上，可调节伸缩杆5套接在水平支撑杆102内，竖向支撑柱101、水平支撑杆102、可调节伸缩柱4和可调节伸缩杆5上均设置有若干个等间距同直径的螺栓孔，螺栓孔设置有相匹配的支架长度固定螺栓8，角度可调节夹具6铰接在位于可调节伸缩柱4外顶端的铰接部，角度可调节卡槽7铰接在位于可调节伸缩杆5外顶端的铰接部。可调节伸缩柱4和可调节伸缩杆5可实现根据不同地区辐照角度的不同，通过对孔，调节支架长度与高度，以便于获得更高效的辐照条件。支架长度固定螺栓8用于可调节伸缩柱4和可调节伸缩杆5调节到位之后的固定，使支架受力更加可靠，连接更加牢固。
负重块3由两块尺寸为200×90×800mm和两块200×90×400mm的混凝土块组成，根据不同地区的水文气候条件，选择是否安装水平置放的200×90×800mm的混凝土块。负重块3在设计过程中考虑了以下几点：第一，重量大于负风压作用；第二，尺寸长度为400mm的模量，运输过程中可以合理码放，不占用多余空间；第三，200mm的高度与光伏组件形成可靠封闭区域，改变体形系数，降低负风压。
支撑角钢2上设置有多个螺栓孔与螺栓配合使之在L型主支架1之间移动调节。
角度可调节夹具6包括夹具主体和夹板，夹具主体为一中心突出设置有夹具铰接孔607的夹具平面板601，夹板由相互垂直的夹具挡板602和固定板603组成，夹具挡板602的顶端反向延伸有一与固定板603垂直的短板604，固定板603的顶端反向延伸有一与夹具挡板602平行的升高板605，夹具平面板601和通过夹具平面板601和固定板603上的螺栓孔以及相匹配的夹具螺栓606进行固定连接。
夹具平面板601、夹具挡板602、固定板603、短板604、升高板605均与夹具铰接孔607的轴线平行，使得角度可调节夹具6即可以固定光伏组件9又可以对光伏组件9进行角度的改变。
角度可调节卡槽7为一中心突出设置有卡槽铰接孔702两侧设置卡槽挡块的卡槽平面板701，卡槽挡块703与卡槽平面板701均垂直，卡槽挡块703上设置有一与其垂直的螺孔和相匹配的机械螺钉704，用于将光伏组件9卡紧于角度可调节卡槽7之内。
卡槽平面板701和卡槽挡块703均与卡槽铰接孔702的轴线平行，使得角度可调节夹具6既可以固定光伏组件9又可以对光伏组件9进行角度的改变。
角度可调节卡槽7为一体成型结构，便于生产安装，有利于提高结构的稳定性。
一种新型轻便屋顶光伏支架的组装方法，包括以下步骤：
步骤一、将支撑角钢2安装于L型主支架1之上，连接固定两个L型主支架并形成负重区域；
步骤二、将角度可调节夹具6和角度可调节卡槽7分别铰接在可调节伸缩柱4和可调节伸缩杆5的铰接部上；
步骤三、将可调节伸缩柱4和可调节伸缩杆5分别套接在竖向支撑柱101和水平支撑杆102内，调节好长度后通过支架长度固定螺栓8固定；
步骤四、将组装好的支架平放于预先测量好的地点，将光伏组件9垂直置放于角度可调节卡槽7内，并用机械螺钉704固定；
步骤五、将光伏组件9旋转至另一支架上的角度可调节夹具6内，调整到合适角度后用夹具螺栓606固定；
步骤六、将负重块3放置在负重区域内，即完成单个光伏组件所需支架的安装，继续依次组装，N个光伏组件需完成N+1个支架的组装。
Claims (9)
1.一种新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，包括：L型主支架(1)、支撑角钢(2)、负重块(3)、可调节伸缩柱(4)、可调节伸缩杆(5)、角度可调节夹具(6)、角度可调节卡槽(7)，所述支撑角钢(2)成对安装在所述L型主支架(1)上，形成用于安放所述负重块(3)的负重区域，所述L型主支架(1)由相互垂直的竖向支撑柱(101)和水平支撑杆(102)组成，所述可调节伸缩柱(4)套接在所述竖向支撑柱(101)上，所述可调节伸缩杆(5)套接在所述水平支撑杆(102)内，所述竖向支撑柱(101)、水平支撑杆(102)、可调节伸缩柱(4)和可调节伸缩杆(5)上均设置有若干个等间距同直径的螺栓孔，所述螺栓孔设置有相匹配的支架长度固定螺栓(8)，所述角度可调节夹具(6)铰接在位于所述可调节伸缩柱(4)外顶端的铰接部，所述角度可调节卡槽(7)铰接在位于所述可调节伸缩杆(5)外顶端的铰接部。
2.根据权利要求1所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述负重块(3)由两块尺寸为200×90×800mm和两块200×90×400mm的混凝土块组成，根据不同地区的水文气候条件，选择是否安装水平置放的200×90×800mm的混凝土块。
3.根据权利要求1所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述支撑角钢(2)上设置有多个螺栓孔与螺栓配合使之在L型主支架(1)之间移动调节。
4.根据权利要求1所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述角度可调节夹具(6)包括夹具主体和夹板，所述夹具主体为一中心突出设置有夹具铰接孔(607)的夹具平面板(601)，所述夹板由相互垂直的夹具挡板(602)和固定板(603)组成，所述夹具挡板(602)的顶端反向延伸有一与所述固定板(603)垂直的短板(604)，所述固定板(603)的顶端反向延伸有一与所述夹具挡板(602)平行的升高板(605)，所述夹具平面板(601)和夹板通过夹具平面板(601)和固定板(603)上的螺栓孔以及相匹配的夹具螺栓(606)进行固定连接。
5.根据权利要求4所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述夹具平面板(601)、夹具挡板(602)、固定板(603)、短板(604)、升高板(605)均与所述夹具铰接孔(607)的轴线平行。
6.根据权利要求1所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述角度可调节卡槽(7)为一中心突出设置有卡槽铰接孔(702)两侧设置卡槽挡块(703)的卡槽平面板(701)，所述卡槽挡块(703)与所述卡槽平面板(701)均垂直，所述卡槽挡块(703)上设置有一与其垂直的螺孔和相匹配的机械螺钉(704)。
7.根据权利要求6所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述卡槽平面板(701)和卡槽挡块(703)均与所述卡槽铰接孔(702)的轴线平行。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的新型轻便屋顶光伏支架，其特征在于，所述角度可调节卡槽(7)为一体成型结构。
9.一种新型轻便屋顶光伏支架的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将支撑角钢(2)安装于L型主支架(1)之上，连接固定两个L型主支架(1)并形成负重区域；
步骤二、将角度可调节夹具(6)和角度可调节卡槽(7)分别铰接在可调节伸缩柱(4)和可调节伸缩杆(5)的铰接部上；
步骤三、将可调节伸缩柱(4)和可调节伸缩杆(5)分别套接在竖向支撑柱(101)、水平支撑杆(102)内，调节好长度后通过支架长度固定螺栓(8)固定；
步骤四、将组装好的支架平放于预先测量好的地点，将光伏组件(9)垂直置放于角度可调节卡槽(7)内，并用机械螺钉(704)固定；
步骤五、将光伏组件(9)旋转至另一支架上的角度可调节夹具(6)内，调整到合适角度后用夹具螺栓(606)固定；
步骤六、将负重块(3)放置在负重区域内，即完成单个光伏组件(9)所需支架的安装，继续依次组装，N个光伏组件(9)需完成N+1个支架的组装。
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