CN106452305B - 一种太阳能电池板安装支架及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池板安装支架及其安装方法，包括安装在屋顶上的安装底座和安装在安装底座上的固定件；所述固定件包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，所述开口槽分别贯穿两个内侧板和外侧板，其底部高于固定板，用于放置太阳能电池板边框，所述开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，用于固定太阳能电池板边框的L形臂。本发明安装支架结构灵活多变，安装形式可多样化选择，且安装方法简单方便，后期维护省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能光伏系统支架，具体涉及一种太阳能电池板安装支架及其安装方法。
背景技术
太阳能光伏系统(光电系统)可以使用太阳能电池板的(如硅或其他材料；III-V细胞,如砷化镓)将太阳能转换为电能。光伏系统通常包括一个多元化的光伏(PV)模块(或太阳能瓦片)相互连接的连接到一个或多个适当的电器元件(如开关、逆变器、分线盒等)。
目前，太阳能光伏发电系统(以下简称“光伏系统”)已经发展到一个比较成熟的阶段，但是一直以来人们对光伏系统技术的研究主要集中在太阳能电池板、太阳能逆变器上，却忽略了光伏整个系统在安装和后期维护过程中出现的问题，比如对光伏系统的支架进行的研究较少，光伏系统支架是太阳能发电系统的基础,对太阳能发电系统起到保护和固定作用，光伏系统支架这种看似简单的产品却蕴含着很多技术要求和特点，使太阳能发电系统能够在任何恶劣天气和环境下能够正常运行。大多数光伏系统需要将一个数组的太阳能模块放置在有阳光的地方。特别是住宅、商业和工业应用的多个太阳能模块的生成大量的能量,屋顶的结构提供了一个方便的表面可以放置太阳能模块。不论是斜面还是平面屋顶，确保太阳能模块可靠和稳定固定在屋顶是非常重要的。此外,确保用户可以很容易地,有效地,迅速挂载一个或多个太阳能模块(s)或板屋顶也是很重要的。
现有的光伏系统支架大多由很多种零部件组成，预安装部件较少、运输不便、安装复杂、现场安装安全系数低、施工周期长、没有灵活可调功能、安装地适应性差，这样使光伏系统在安装过程中增加了大量的施工时间和劳动力成本，也给光伏系统后期维护增加了一些麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能电池板安装支架及其安装方法，安装支架结构灵活多变，安装形式可多样化选择，且安装方法简单方便，后期维护省时省力。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池板安装支架，包括安装在屋顶上的安装底座和安装在安装底座上的固定件；所述固定件包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，所述开口槽分别贯穿两个内侧板和外侧板，其底部高于固定板，用于放置太阳能电池板边框，所述开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，用于固定太阳能电池板边框的L形臂。
作为进一步的改进，还包括一个连接装置，所述连接装置将太阳能电池板与固定件进行连接，使得太阳能电池板边框的L形臂部分与第一或第二卡槽充分接触，所述连接装置包括：从固定板的切口向上翘起，并与固定板成一定夹角的第一弹性尖刺，所述第一弹性尖刺平行于内侧板并布置在固定板的两侧。
作为进一步的改进，所述第一弹性尖刺有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板框架的底面，所述太阳能电池板边框的L形臂插入卡槽，防止太阳能电池板沿卡槽纵向移动；还包括至少一个第二弹性尖刺垂直于内侧板并布置在固定板的两侧，所述第二弹性尖刺同样有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板框架的底面，当太阳能电池板的边框L形臂与第一部分卡槽或第二部分卡槽充分接触时，其能防止太阳能板产生垂直于卡槽的横向移动。
作为进一步的改进，所述固定件的每个外侧板至少有一个与安装底座咬合的调节装置，相对的，安装底座上具有与固定件相匹配的的调节装置，所述调节装置包括至少两个支撑臂从固定件外侧板垂直延伸，支撑臂与安装底座的矩形滑槽咬合并可沿着矩形滑槽滑动，使得固定件固定在安装底座上，所述矩形滑槽平行于固定件的固定板。
作为进一步的改进，所述调节装置包括安装底座两侧面上的一组或多组排孔和一组或多组矩形滑槽，其中排孔的阵列平行安装底座的顶部并和固定件外侧板的一个或多个卡齿相咬合，将固定件的支撑臂锁定于安装底座的矩形滑槽内；所述调节装置进一步还包括锁定装置，所述锁定装置包括至少一个锁定孔在固定件外侧板，用于配置锁定销，以固定安装底座和固定件，防止受到外力作用时固定件和安装底座之间发生滑动。
作为进一步的改进，所述第一和第二弹性尖刺分别从固定板上的切口形成。
作为进一步的改进，所述固定板，内、外侧板和脊部是由一整块金属板制造的，所述固定板，内、外侧板和脊部上分别设有一个或多个连接在其上的加强筋。
作为进一步的改进，所述固定板定义一个孔径足够大以允许安装螺钉穿过并能穿过安装底座的安装孔以使安装支架安装在屋顶上。
作为进一步的改进，所述锯齿形边缘的第一或第二尖刺刺入太阳能电池板的边框中，形成导电路径，防止雷电对太阳能电池板破坏以达到接地效果。
作为进一步的改进，所述卡槽的入口点有一个凸形表面。
一种如上所述的太阳能电池板安装支架的安装方法，包括如下步骤：
（a）将多个固定件放置在多个安装底座上组成安装支架，屋面放置至少两行安装支架并固定住，其中固定件包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，开口槽分别贯穿两个内侧板和外侧板，其底部高于固定板，可用来放置太阳能电池板边框，开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，可用来固定太阳能电池板边框的L形臂；
（b）在第一行和第二行的安装支架之间安装太阳能电池板时,第一行安装支架的第二部分卡槽用来固定太阳能电池板前端边框的L形臂，第二行安装支架的第一部分卡槽用来固定太阳能电池板后端边框的L形臂；
（c）先将太阳能电池板边框的前端放入第一行安装支架的开口槽内，将太阳能电池板向下滑动，使电池板上端边框的L形臂插入第一行安装支架的第二部分卡槽内；
（d）太阳能电池板向下滑动后，太阳能电池板边框的后端放入第二行安装支架的开口槽内，接着将固定件向下滑动，使电池板下端边框的L形臂插入第二行安装支架的第一部分卡槽内。
作为一种优选，步骤（a）完成后为进一步确保安装支架的稳定性，在第一行安装支架中的锁孔通过插入一个锁紧销来防止固定件滑移，并在步骤（d）中通过滑动固定件来固定太阳能电池板下端边框的L形臂。
本发明在结构上和功能上均优于传统的设备，本发明还允许在太阳能电池板安装过程中能够实现快速安装和调整。降低产品加工成本即进一步增加了该发明带来的效益。而在这里展示的本发明经常被具体描述为光伏电池板、阵列和模块，本发明也可以用在其他情况下，如集中光伏发电系统，热太阳能系统等等。
本发明在术语如“上”、“下”、“上”和“下”是指在图纸中参考的方向。诸如“前”、“后”，“后”，和“面”的描述在一致但任意参考，参考文本和相关图纸描述讨论的成分明确的框架和/或组成部分的定位。这样的术语可以包括上面特别提到的单词，它们的衍生工具，以及类似的输入的单词。同样，术语“第一”，“第二”，和其他这样的数值术语指的结构并不意味着一个序列或顺序，除非在清楚表明的背景下。
本发明的有益效果是: 安装支架结构灵活多变，安装形式可多样化选择，且安装方法简单方便，后期维护省时省力。
附图说明
图1为本发明实施例安装支架的结构示意图。
图2为本发明实施例防水板的结构示意图。
图3为本发明实施例电池板固定件的结构示意图一。
图4为本发明实施例图3的俯视图。
图5为本发明实施例图3的侧视图。
图6为本发明实施例电池板固定件与太阳能电池板安装示意图一。
图7为本发明实施例电池板固定件与太阳能电池板安装示意图二。
图8为本发明实施例电池板固定件与太阳能电池板安装示意图三。
图9为本发明实施例电池板固定件的结构示意图二。
图10为本发明实施例图3的另一侧结构示意图。
图11为本发明实施例图10的侧视图。
图12为本发明实施例安装底座结构示意图。
图13为本发明实施例安装底座与图3电池板固定件安装示意图。
图14为本发明实施例屋顶安装位置示意图。
图15为本发明实施例与屋顶安装示意图。
图16为本发明实施例安装支架与太阳能电池板安装示意图一。
图17为本发明实施例安装支架与太阳能电池板安装示意图二。
图18为本发明实施例安装支架与太阳能电池板安装示意图三。
图19为本发明实施例安装支架与太阳能电池板安装示意图四。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
参考图1，安装支架10的第一个实施例包括一个防水板100，一个电池板固定件200和一个安装底座300。安装支架10通过螺钉110固定到一个结构上，如屋顶结构。
参考图2，示例性的防水板100包括加强筋102、挡水筋103和一个固定孔104。
参照图3-4，示例性的电池板固定件200包括固定板202，脊部203在固定件200的两侧，外侧板204、开口槽205、第一部分卡槽206和207，第二部分卡槽208和209，安装孔210，第一弹性尖刺211，第二弹性尖刺212，加强筋213，加强筋214，和内侧板220。
参考图5，脊部203的中间设有一个开口槽205，开口槽205分别贯穿两个内侧板220和外侧板204，开口槽205底部相邻或低于第一弹性尖刺211和/或第二弹性尖刺212，开口槽205底部向两端延伸,形成第一卡槽206和207和第二卡槽208和209，卡槽入口点221比卡槽的内端更宽，在一些实施例中，卡槽入口点221具有一个凸表面，以便太阳能电池板的L形臂可以容易地滑入。
固定板202在图3中包括第一弹性尖刺211和第二弹性尖刺212。第一弹性尖刺211从固定板202的切口向上翘起，并与固定板202成一定夹角。参考图6-8，第一弹性尖刺211有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板400框架的底面，太阳能电池板400边框的L形臂401插入卡槽，防止太阳能电池板沿卡槽纵向移动。类似于第一弹性尖刺211，第二弹性尖刺212同样有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板400框架的底面。然而，第二弹性尖刺212垂直于内侧板并布置在固定板的两侧。因此，当太阳能电池板的边框L形臂401与第一部分卡槽或第二部分卡槽充分接触时，其能防止太阳能电池板400产生垂直于导槽的横向移动。
第一弹性尖刺211最好围绕固定板202的中心对称布置，第二弹性尖刺212也可以围绕固定板202的中心对称布置。虽然图4举例说明了两对对称排列的第一弹性尖刺211，一对一的弹性尖刺211如图9所示，也可以根据各种因素的影响，如风速来具体确定尖刺的数量。同样，第二弹性尖刺212的数量也可以根据成本和环境方面的考虑而有所不同。在示例性实施例中，固定板202可具有独立1，2，3，4，5，6，7，或8第一和/或第二弹性尖刺。在一些实施例中，尖刺可从固定板202切口形成。在一些实施例中，固定件的结构部件，包括固定板、内、外侧板和脊部由一块金属板制造。
第一弹性尖刺211和第二弹性尖刺212，可以有各种可供选择的实施方案。例如，在一些实施例中，第二弹性尖刺212的位置可比第一弹性尖刺211更接近卡槽的入口点。在进一步的实施例中，第一弹性尖刺211不必平行每个侧板。只要它们的目的是防止沿卡槽的太阳能板的纵向运动，尖刺的方向可以改变。同样，如果他们提供的抗侧向移动垂直于卡槽，第二弹性尖刺定位不必严格垂直于内侧板。
固定件200还具有调节功能，当固定件200和安装底座300完成预安装后，固定件200可根据不同要求顺着安装底座300调整到到一个理想的位置。如图10和11所示。固定件200包括支撑臂223从外侧板204垂直延伸。当固定件200最初与安装底座300预安装，如图12所示，支撑臂223进入矩形滑槽314，允许固定件200沿矩形滑槽314滑动。通过在安装底座300上的排孔315可固定相应的卡齿224。同时，锁孔225可以与安装底座上的卡齿224接合，以加强固定件200和安装底座300的连接强度。
锁紧装置包括卡齿224和锁孔225的组合。例如，固定件200的外侧板204可以包括一个或多个卡齿。安装底座可以有一个或多个匹配的排孔来锁定固定件。
加强筋213和214提高固定件的强度和整体装配的稳定性。然而，加强筋也可以放置在固定件的任何部分，在任何适当的方向。加强筋的形状不限于条状，可以包括其他形状，如交叉和圆形。
固定板202上的安装孔210提供了一个固定安装底座300的途径，可以通过安装孔210将螺钉110固定到固定孔312及防水板100上。孔的形状、大小和位置可有所不同，这取决于孔的具体设计和用途。
参照图12和13，安装底座300的示例性实施例包括一个具有顶部、底部、两个设置在顶部和底部之间的侧面。安装底座与固定件预安装后固定在屋顶上，两个侧面均有调节功能的矩形滑槽314，矩形滑槽314与固定件的支撑臂223接合，当固定件放置在安装底座上时，调整固定件相对于安装底座的位置。图13矩形滑槽314具有调整功能，一旦固定件的支撑臂223插入矩形滑槽314后，固定件只能沿矩形滑槽314的范围调节。所述的矩形滑槽平行安装底座的顶部，安装底座两侧面上的矩形滑槽的数量和位置可以是相同的或不同的，矩形滑槽的长度也可以是相同的或不同于其他滑槽。
安装底座的调整装置可以进一步包括两侧面上的一组或多组排孔315和一组或多组矩形滑槽314，固定件的调整装置可以进一步包括卡齿224和支撑臂223 ，其中排孔315的阵列平行安装底座的顶部并和固定件外侧板的一个或多个卡齿相咬合，将固定件的支撑臂锁定于安装底座的矩形滑槽内。
一个或多个加强筋316可以设置在安装底座的侧板上。加强筋的数量，形状和位置可以改变，只要他们能够增强侧板的强度和稳定性。
安装螺钉通过安装孔312固定安装底座300和防水板100。在安装底座顶部的安装孔313提供了一个安装或拆卸螺钉的通道。安装孔也可以是不同的形状，如果它不危及整个装配的完整性和耐久性。在一些实施例中，安装底座是由一整根金属方管制成的。
本发明的另一个方面提供了一种在结构或屋顶500上安装一个或多个太阳能电池板的方法。如图14所示，每一行的安装支架之间的距离是S，这是由一个太阳能电池板的宽度和太阳能电池板之间的间隙的总和所定义的。安装设备的每一列之间的距离为代表的L，这是由一个太阳能电池板的长度和太阳能电池板之间的间隙的一半的总和定义。安装底座300固定在防水板100的固定孔上。
一般来说，如图13所示，安装底座300安装后，固定件200是放置在安装底座300顶面上的位置。一个或多个支撑臂223的固定件200与一个或多个矩形滑槽314在安装底座300上进行调整。固定件200沿矩形滑槽移动。固定件200和安装底座300的连接系统，包括支撑臂、矩形滑槽和锁定装置如上所述。
然后，如图15所示，太阳能电池板400的上端边框402被放置到第一行安装支架的开口槽内，太阳能电池板上端边框402的L形臂401与第二卡槽对齐。太阳能电池板的下端边框403放置到第二行安装支架的脊部上。
进一步地，太阳能电池板400的前底框402向下滑动如图16、17所示。使太阳能电池板上端边框402的L形臂401完全插入第一行支架的第一卡槽206和207内。如果有两个或更多的安装支架与前底框402接触，滑动电池板使L形臂401完全插入安装支架的第一卡槽内。
进一步地，第二排的固定件顺着安装底座向下滑动，如图18、19所示。使电池板下端边框403的L形臂401完全插入第二排安装支架的第一卡槽208和209内。L形臂完全可以与两个或两个以上的同一行中的安装支架相连接。在第二行中的安装支架，然后通过一个锁定装置固定到各自的安装底座，如上所述。
一种如上所述的太阳能电池板安装支架的安装方法，包括如下步骤：
（a）将多个固定件放置在多个安装底座上组成安装支架，屋面放置至少两行安装支架并固定住，其中固定件包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，开口槽分别贯穿两个内侧板和外侧板，其底部高于固定板，可用来放置太阳能电池板边框，开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，可用来固定太阳能电池板边框的L形臂；
（b）在第一行和第二行的安装支架之间安装太阳能电池板时,第一行安装支架的第二部分卡槽用来固定太阳能电池板前端边框的L形臂，第二行安装支架的第一部分卡槽用来固定太阳能电池板后端边框的L形臂；
（c）先将太阳能电池板边框的前端放入第一行安装支架的开口槽内，将太阳能电池板向下滑动，使电池板上端边框的L形臂插入第一行安装支架的第二部分卡槽内；
（d）太阳能电池板向下滑动后，太阳能电池板边框的后端放入第二行安装支架的开口槽内，接着将固定件向下滑动，使电池板下端边框的L形臂插入第二行安装支架的第一部分卡槽内。
在步骤（a）完成后为进一步确保安装支架的稳定性，在第一行安装支架中的锁孔通过插入一个锁紧销来防止固定件滑移，并在步骤（d）中通过滑动固定件来固定太阳能电池板下端边框的L形臂。
Claims (10)
1.一种太阳能电池板安装支架，其特征在于：包括安装在屋顶上的安装底座和安装在安装底座上的固定件；所述固定件包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，所述开口槽分别贯穿两个内侧板和两个外侧板，其底部高于固定板，用于放置太阳能电池板边框，所述开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，用于固定太阳能电池板边框的L形臂；还包括一个连接装置，所述连接装置将太阳能电池板与固定件进行连接，使得太阳能电池板边框的L形臂部分与第一或第二卡槽充分接触，所述连接装置包括：从固定板的切口向上翘起，并与固定板成一定夹角的第一弹性尖刺，所述第一弹性尖刺平行于内侧板并布置在固定板的两侧。
2.如权利要求1所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述第一弹性尖刺有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板框架的底面，所述太阳能电池板边框的L形臂插入卡槽，防止太阳能电池板沿卡槽纵向移动；还包括至少一个第二弹性尖刺垂直于内侧板并布置在固定板的两侧，所述第二弹性尖刺同样有一个锯齿形边缘配置，刺进太阳能电池板框架的底面，当太阳能电池板的边框L形臂与第一卡槽或第二卡槽充分接触时，其能防止太阳能电池板产生垂直于卡槽的横向移动。
3.如权利要求1所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述固定件的每个外侧板至少有一个与安装底座咬合的调节装置Ⅰ，相对的，安装底座上具有与固定件相匹配的调节装置Ⅱ，所述调节装置Ⅰ包括至少两个支撑臂从固定件外侧板向内侧垂直延伸，支撑臂与安装底座的矩形滑槽咬合并可沿着矩形滑槽滑动，使得固定件固定在安装底座上，所述矩形滑槽平行于固定件的固定板。
4.如权利要求3所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述调节装置Ⅱ包括安装底座两侧面上的一组或多组排孔和一组或多组矩形滑槽，其中排孔的阵列平行安装底座的顶部并和固定件外侧板的一个或多个卡齿相咬合，将固定件的支撑臂锁定于安装底座的矩形滑槽内。
5.如权利要求2所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述第一和第二弹性尖刺分别从固定板上的切口形成。
6.如权利要求1至5任一所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述固定板，内、外侧板和脊部是由一整块金属板制造的，所述固定板，内、外侧板和脊部上分别设有一个或多个连接在其上的加强筋。
7.如权利要求6所述的太阳能电池板安装支架，其特征在于：所述固定板定义一个孔径足够大以允许安装螺钉穿过并能穿过安装底座的安装孔以使安装支架安装在屋顶上。
8.一种如权利要求1所述的太阳能电池板安装支架的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：
（a）将多个固定件放置在多个安装底座上组成安装支架，屋面放置至少两行安装支架并固定住，其中固定件包括：固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，开口槽分别贯穿两个内侧板和两个外侧板，其底部高于固定板，用来放置太阳能电池板边框，开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，用来固定太阳能电池板边框的L形臂；
（b）在第一行和第二行的安装支架之间安装太阳能电池板时,第一行安装支架的第二卡槽用来固定太阳能电池板前端边框的L形臂，第二行安装支架的第一卡槽用来固定太阳能电池板后端边框的L形臂；
（c）先将太阳能电池板边框的前端放入第一行安装支架的开口槽内，将太阳能电池板向下滑动，使太阳能电池板上端边框的L形臂插入第一行安装支架的第二卡槽内；
（d）太阳能电池板向下滑动后，太阳能电池板边框的后端放入第二行安装支架的开口槽内，接着将固定件向下滑动，使太阳能电池板下端边框的L形臂插入第二行安装支架的第一卡槽内。
9.如权利要求8所述的安装方法，其特征在于：步骤（a）完成后为进一步确保安装支架的稳定性，在第一行安装支架中的锁孔通过插入一个锁紧销来防止固定件滑移，并在步骤（d）中通过滑动固定件来固定太阳能电池板下端边框的L形臂。
10.一种太阳能电池板安装支架用固定件，其特征在于：包括固定板，第一和第二内侧板连接到固定板的两边，从固定板垂直向上延伸，其中第一和第二内侧板通过脊部进一步连接到与内侧板平行的第一和第二外侧板，所述的脊部的中间设有一个开口槽，所述开口槽分别贯穿两个内侧板和两个外侧板，其底部高于固定板，用于放置太阳能电池板边框，所述开口槽底部向两端延伸,形成四个卡槽，用于固定太阳能电池板边框的L形臂；还包括一个连接装置，所述连接装置将太阳能电池板与固定件进行连接，使得太阳能电池板边框的L形臂部分与第一或第二卡槽充分接触，所述连接装置包括：从固定板的切口向上翘起，并与固定板成一定夹角的第一弹性尖刺，所述第一弹性尖刺平行于内侧板并布置在固定板的两侧。
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