CN106505938A - 一种模块化光伏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化光伏装置，包括基座和依次平铺于基座上的第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件，基座包括四个支腿组件，每两个支腿组件上各设有一根主横梁，两根主横梁相互平行设置，第二光伏组件通过两根主横梁安装于基座正上方，第一光伏组件和第三光伏组件的底端均设有两根相互平行的次横梁，安装时四根次横梁分别与两根主横梁的端部套接配合、以使第一光伏组件和第三光伏组件分别平铺安装于第二光伏组件的左右两侧，拆卸后四根次横梁均通过一个以上的固定件与支腿组件固定配合、以使第一光伏组件和第三光伏组件分别竖向固定于基座的左右两侧。本发明具有结构简单紧凑、模块化程度高、便于快速扩容和减容、快速拆装和运输的优点。

Description

一种模块化光伏装置

技术领域

本发明主要涉及到光伏设备领域，具体涉及一种模块化光伏装置。

背景技术

分布式光伏发电系统由光伏组件、光伏支架、汇流箱、逆变器、交流配电柜等电气设备组成，其中光伏组件作为发电设备，为系统中核心设备，光伏组件以一定的角度安装在光伏支架上，在光照的条件下将光转换为直流电，经过汇流箱汇集后，流入逆变器，逆变器将直流电逆变为工频交流电，通过交流配电柜在用户侧实现低压并网。现有技术的光伏系统存在以下技术问题：

（1）现有技术的光伏系统模块化程度低，光伏电站建设先要进行现场勘测，图纸设计，然后是支架安装、组件安装、电缆敷设、逆变器安装等一系列繁杂过程，建设耗时长，建设成本高。

（2）现有技术的光伏系统结构固定，组件与支架固定建设完成后不易拆卸，更难以随意移动和运输，遇到极端天气(如冰雹，洪水等)不能迅速将电站拆卸并移动到安全的地方。

（3）现有技术的光伏系统无法实现光伏组件的即增即用，因为一定数量的光伏组件对应于一定容量的光伏逆变器，增加光伏组件，则装机容量增大，原来的逆变器就会处于超载状态，给系统的安全运行带来风险，必须替换更大容量的逆变器才能顺利工作，不便快速的进行扩容和减容。

（4）现有技术的光伏系统对场地要求较高，如何将光伏电站推广到普通家庭，需要进一步简化家庭光伏电站的建设；如何将光伏电站变为普通电器，使得其易拆卸、易安装、可随时调节角度、输出即时工频交流电、实现即插即用，也是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、模块化程度高、便于快速扩容和减容、快速拆装和运输的模块化光伏装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种模块化光伏装置，包括基座和依次平铺于基座上的第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件，所述基座包括四个支腿组件，每两个支腿组件上各设有一根主横梁，两根所述主横梁相互平行设置，所述第二光伏组件通过两根主横梁安装于基座正上方，所述第一光伏组件和第三光伏组件的底端均设有两根相互平行的次横梁，安装时四根所述次横梁分别与两根主横梁的端部套接配合、以使第一光伏组件和第三光伏组件分别平铺安装于第二光伏组件的左右两侧，拆卸后四根所述次横梁均通过一个以上的固定件与支腿组件固定配合、以使第一光伏组件和第三光伏组件分别竖向固定于基座的左右两侧。

作为本发明的进一步改进，所述支腿组件、主横梁和次横梁上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，所述次横梁与主横梁套接后通过螺栓件和固定孔配合以使两者固定，所述固定件为设有两固定孔的连接片，所述连接片通过螺栓件分别与支腿组件和次横梁上的固定孔配合以将第一光伏组件和第三光伏组件竖向固定。

作为本发明的进一步改进，每个所述支腿组件均包括相配合的外支腿和套设于外支腿里的内支腿，所述主横梁与内支腿的顶部铰接，所述内支腿可沿外支腿上下调节运动用于将第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件顶起以调节第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件的水平高度和/或倾斜角度。

作为本发明的进一步改进，每个所述外支腿和内支腿上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，用于上下调节后通过螺栓件将内支腿固定。

作为本发明的进一步改进，每个所述内支腿均通过U型铰接件与主横梁铰接，所述U型铰接件向下的开口部套设于内支腿的顶部并与内支腿铰接以实现前后转动，所述U型铰接件的顶部与主横梁固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件的底面均固定有两根以上平行设置的竖向滑动梁，所述第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件均通过竖向滑动梁对应与主横梁或次横梁滑动连接，每个所述竖向滑动梁的底面均设有滑动槽用于使螺栓件穿过滑动槽后与主横梁或次横梁固定，所述第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件调节倾斜角度时，所述竖向滑动梁于主横梁或次横梁上滑动。

作为本发明的进一步改进，所述竖向滑动梁的顶面设有开口便于螺栓件插入竖向滑动梁后穿过滑动槽与主横梁或次横梁固定。

作为本发明的进一步改进，所述第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件均通过两个以上的边压块固定于竖向滑动梁上。

作为本发明的进一步改进，每个所述支腿组件的底部设有万向轮便于快速移动基座。

作为本发明的进一步改进，所述基座还包括设于四个支腿组件合围空间内的固定板，所述固定板分别与四个支腿组件固定连接，所述固定板上设有逆变器用于将第一光伏组件、第二光伏组件和第三光伏组件的直流电流转化为交流电流。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的模块化光伏装置，模块化程度高，每个基座上都设有三个光伏组件，能够进行很好的光伏发电作业，当需要进行电厂建设时，只需根据需要配置对应数量的光伏装置，即可进行快速的组网建设，建设效率高、建设成本低；并且能够灵活增减单个装置的数量以进行快速的扩容和减容。

（2）本发明的模块化光伏装置，结构设计合理，能够十分轻松、快速的进行安装和拆卸，拆卸后能够将设备收折集中在一起，收折后体积小，便于快速移动和运输，当遇到极端天气(如冰雹，洪水等)时，能够迅速将电站拆卸并移动到安全的地方，之后又能够快速的进行复原组装。

（3）本发明的模块化光伏装置，通过设计相套设的外支腿和内支腿，可实现光伏组件倾斜角度的灵活调整。同时，这种套接设计不会占用过多的高度空间，便于收折和运输。

（4）本发明的模块化光伏装置，支腿组件、主横梁和次横梁上的固定孔都相互配合利用，实现了次横梁安装后固定、次横梁拆卸后固定、支腿组件升降调节后固定的多种功能，同时这种配合方式简单易于操作，节省了人力，提高了工作效率。

（5）本发明的模块化光伏装置，通过设置U型铰接件和竖向滑动梁，从而实现光伏组件倾斜角度的灵活调整，很好的满足了光伏系统日照需求的特殊性。

（6）本发明的模块化光伏装置，固定板使得四个支腿组件之间稳定性更加，基座更加牢固，能够很好的对顶部三个光伏组件进行支撑。同时，本发明的光伏装置每个都自带了逆变器，模块化程度高，逆变器能够将三个光伏组件的直流电流转化为工频下220V交流电，可直接接入家庭回路，输出即时工频交流电实现即插即用。并且，这样的特殊设计，使得若想增加安装容量时，可以直接设置多个本发明的光伏装置，再配以交流汇流箱即可，而不会出现逆变器处于超载状态、给系统安全运行带来风险的情况，便于实现快速的扩容和减容。

附图说明

图1是本发明的模块化光伏装置在打开状态时的正视结构原理示意图。

图2是本发明的模块化光伏装置在收折状态时的正视结构原理示意图。

图3是本发明的模块化光伏装置在安装状态时的立体结构原理示意图。

图4是本发明的模块化光伏装置在拆卸状态时的立体结构原理示意图。

图5是图3中A处的放大结构原理示意图。

图6是图4中B处的放大结构原理示意图。

图7是本发明的竖向滑动梁的局部结构原理示意图。

图例说明：

1、第一光伏组件；2、第二光伏组件；3、第三光伏组件；4、基座；41、支腿组件；411、外支腿；412、内支腿；42、固定板；43、逆变器；5、主横梁；6、次横梁；7、固定件；8、U型铰接件；9、竖向滑动梁；91、滑动槽；10、边压块。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图7所示，本发明提供一种模块化光伏装置，包括基座4和依次平铺于基座4上的第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3，基座4包括四个支腿组件41，每两个支腿组件41上各设有一根主横梁5，两根主横梁5相互平行设置，第二光伏组件2通过两根主横梁5安装于基座4正上方，第一光伏组件1和第三光伏组件3的底端均设有两根相互平行的次横梁6，安装时四根次横梁6分别与两根主横梁5的端部套接配合、以使第一光伏组件1和第三光伏组件3分别平铺安装于第二光伏组件2的左右两侧，拆卸后四根次横梁6均通过一个以上的固定件7与支腿组件41固定配合、以使第一光伏组件1和第三光伏组件3分别竖向固定于基座4的左右两侧，使得收折后体积小。如图所示，在本实施例中，两根主横梁5的两端均超出第二光伏组件2两侧边之外，且主横梁5的内径小于次横梁6的内径，安装时将两根主横梁5的两端均插入第一光伏组件1和第三光伏组件3底端的次横梁6内进行套接安装即可。当然，在其他实施例中，也可以使主横梁5的内径大于次横梁6的内径，使第一光伏组件1和第三光伏组件3底端的次横梁6均插入主横梁5内进行套接，这都应属于本发明的保护范围。通过以上特殊的科学设计，具有如下优点：

一是本发明的光伏装置模块化程度高，每个基座4上都设有三个光伏组件，能够进行很好的光伏发电作业，当需要进行电厂建设时，只需根据需要配置对应数量的光伏装置，即可进行快速的组网建设，建设效率高、建设成本低；并且能够灵活增减单个装置的数量以进行快速的扩容和减容。二是本发明的光伏装置结构设计合理，能够十分轻松、快速的进行安装和拆卸，拆卸后能够将设备收折集中在一起，收折后体积小，便于快速移动和运输，当遇到极端天气(如冰雹，洪水等)时，能够迅速将电站拆卸并移动到安全的地方，之后又能够快速的进行复原组装。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，支腿组件41、主横梁5和次横梁6上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，次横梁6与主横梁5套接后通过螺栓件和固定孔配合以使两者固定，这能进一步保证第一光伏组件1和第三光伏组件3安装后的稳固性。同时，固定件7为设有两固定孔的连接片，连接片通过螺栓件分别与支腿组件41和次横梁6上的固定孔配合以将第一光伏组件1和第三光伏组件3竖向固定，这使得收折后的第一光伏组件1和第三光伏组件3能够紧贴在支腿组件41上，不会发生晃动或者掉落，便于安全、快速的运输。当然，在其他实施例中，固定件7也可以设计为其他形式，例如设计为次横梁6上的小挂钩或者凸起部，小挂钩或者凸起部插入固定孔内，将第一光伏组件1和第三光伏组件3直接挂载在支腿组件41上，这都应属于本发明的保护范围。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，每个支腿组件41均包括相配合的外支腿411和套设于外支腿411里的内支腿412，主横梁5与内支腿412的顶部铰接，内支腿412可沿外支腿411上下调节运动用于将第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3顶起以调节第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3的水平高度和/或倾斜角度。由于光伏系统的特殊性，会需要根据日照来调节光伏组件的高度或者角度。为此，本发明通过设计相套设的外支腿411和内支腿412，需要调节高度时，可以将内支腿412全部升起或降落，当需要调整倾斜角度时，可以只升起后方一侧（或者前方一侧）两个内支腿412，而前方一侧（或者后方一侧）两个内支腿412保持不动，即可实现光伏组件倾斜角度的灵活调整。同时，这种套接设计不会占用过多的高度空间，便于收折和运输。

进一步，在较佳实施例中，每个外支腿411和内支腿412上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，用于上下调节后通过螺栓件将内支腿412固定。这使得本发明的支腿组件41、主横梁5和次横梁6上的固定孔都相互配合利用，实现了次横梁6安装后固定、次横梁6拆卸后固定、支腿组件41升降调节后固定的多种功能，同时这种配合方式简单易于操作，节省了人力，提高了工作效率。

如图1至图5所示，进一步，在较佳实施例中，每个内支腿412均通过U型铰接件8与主横梁5铰接，U型铰接件8向下的开口部套设于内支腿412的顶部并与内支腿412铰接以实现前后转动，U型铰接件8的顶部与主横梁5固定连接。当需要调整倾斜角度而将后方一侧（或者前方一侧）两个内支腿412升起时，原本水平固定在四个内支腿412顶端的主横梁5势必会随着高度的变化而发生角度变化（不再是水平固定的），其势必会和四个内支腿412顶端之间产生角度差，通过在每个内支腿412上设置U型铰接件8，使得主横梁5能够随时高度调节而灵活地与内支腿412保持铰接转动，从而实现灵活的高度、倾斜角度调节。

如图1、图2、图3、图4、图6、图7所示，进一步，在较佳实施例中，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3的底面均固定有两根以上平行设置的竖向滑动梁9，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3均通过竖向滑动梁9对应与主横梁5或次横梁6滑动连接，每个竖向滑动梁9的底面均设有滑动槽91用于使螺栓件穿过滑动槽91后与主横梁5或次横梁6固定，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3调节倾斜角度时，竖向滑动梁9于主横梁5或次横梁6上滑动。

当未调节高度时，水平设置的两根主横梁5之间的直线距离固定，与主横梁5两端分别套接的两根次横梁6之间的直线距离也固定；但是当倾斜角度调节后，由于处于后方一侧（或者前方一侧）的主横梁5被升起，这使得两根主横梁5之间的直线距离势必会变长，套接固定在主横梁5上的两根次横梁6之间的直线距离也势必会变长。此时，如果将第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3分别直接固定在主横梁5、次横梁6上，被固定死的两根主横梁5、两根次横梁6之间的直线距离肯定是不能发生变化的，这势必是使得高度调节时无法实现的。为解决这一技术问题，本发明进一步提供了竖向滑动梁9这一特殊设计，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3通过竖向滑动梁9分别固定在主横梁5、次横梁6上。固定在主横梁5或次横梁6上的螺栓件伸入滑动槽91内进行限位配合，使得竖向滑动梁9只能沿滑动槽91方向进行滑动。第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3均与竖向滑动梁9的顶面固定连接，但是竖向滑动梁9的底面却与主横梁5、次横梁6滑动连接，这使得不论是朝前倾斜角度还是朝后倾斜角度，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3均不会限制两根主横梁5、两根次横梁6之间直线距离的变化，均能够通过竖向滑动梁9实现灵活的角度调节，操作方便快捷。

如图6、图7所示，进一步，在较佳实施例中，竖向滑动梁9的顶面设有开口便于螺栓件插入竖向滑动梁9后穿过滑动槽91与主横梁5或次横梁6固定。这使得操作人员能够轻松的将竖向滑动梁9安装在主横梁5或次横梁6上，同时也便于拆卸。

如图1、图4、图6所示，进一步，在较佳实施例中，第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3均通过两个以上的边压块10固定于竖向滑动梁9上。每个支腿组件41的底部设有万向轮便于快速移动基座4（万向轮仅在图1中示出，其他图中未示出）。

如图1至图4所示，进一步，在较佳实施例中，基座4还包括设于四个支腿组件41合围空间内的固定板42，固定板42分别与四个支腿组件41固定连接，使得四个支腿组件41之间稳定性更加，基座4更加牢固，能够很好的对顶部三个光伏组件进行支撑。固定板42上设有逆变器43用于将第一光伏组件1、第二光伏组件2和第三光伏组件3的直流电流转化为交流电流。通过这样的设置，使得本发明的光伏装置每个都自带了逆变器43，模块化程度高，逆变器43能够将三个光伏组件的直流电流转化为工频下220V交流电，可直接接入家庭回路，输出即时工频交流电实现即插即用。同时，这样的特殊设计，使得若想增加安装容量时，可以直接设置多个本发明的光伏装置，再配以交流汇流箱即可，而不会出现逆变器处于超载状态、给系统安全运行带来风险的情况，便于实现快速的扩容和减容。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模块化光伏装置，其特征在于，包括基座（4）和依次平铺于基座（4）上的第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3），所述基座（4）包括四个支腿组件（41），每两个支腿组件（41）上各设有一根主横梁（5），两根所述主横梁（5）相互平行设置，所述第二光伏组件（2）通过两根主横梁（5）安装于基座（4）正上方，所述第一光伏组件（1）和第三光伏组件（3）的底端均设有两根相互平行的次横梁（6），安装时四根所述次横梁（6）分别与两根主横梁（5）的端部套接配合、以使第一光伏组件（1）和第三光伏组件（3）分别平铺安装于第二光伏组件（2）的左右两侧，拆卸后四根所述次横梁（6）均通过一个以上的固定件（7）与支腿组件（41）固定配合、以使第一光伏组件（1）和第三光伏组件（3）分别竖向固定于基座（4）的左右两侧。

2.根据权利要求1所述的模块化光伏装置，其特征在于，所述支腿组件（41）、主横梁（5）和次横梁（6）上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，所述次横梁（6）与主横梁（5）套接后通过螺栓件和固定孔配合以使两者固定，所述固定件（7）为设有两固定孔的连接片，所述连接片通过螺栓件分别与支腿组件（41）和次横梁（6）上的固定孔配合以将第一光伏组件（1）和第三光伏组件（3）竖向固定。

3.根据权利要求2所述的模块化光伏装置，其特征在于，每个所述支腿组件（41）均包括相配合的外支腿（411）和套设于外支腿（411）里的内支腿（412），所述主横梁（5）与内支腿（412）的顶部铰接，所述内支腿（412）可沿外支腿（411）上下调节运动用于将第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）顶起以调节第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）的水平高度和/或倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的模块化光伏装置，其特征在于，每个所述外支腿（411）和内支腿（412）上均设有多个沿长度方向设置的固定孔，用于上下调节后通过螺栓件将内支腿（412）固定。

5.根据权利要求3所述的模块化光伏装置，其特征在于，每个所述内支腿（412）均通过U型铰接件（8）与主横梁（5）铰接，所述U型铰接件（8）向下的开口部套设于内支腿（412）的顶部并与内支腿（412）铰接以实现前后转动，所述U型铰接件（8）的顶部与主横梁（5）固定连接。

6.根据权利要求5所述的模块化光伏装置，其特征在于，所述第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）的底面均固定有两根以上平行设置的竖向滑动梁（9），所述第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）均通过竖向滑动梁（9）对应与主横梁（5）或次横梁（6）滑动连接，每个所述竖向滑动梁（9）的底面均设有滑动槽（91）用于使螺栓件穿过滑动槽（91）后与主横梁（5）或次横梁（6）固定，所述第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）调节倾斜角度时，所述竖向滑动梁（9）于主横梁（5）或次横梁（6）上滑动。

7.根据权利要求6所述的模块化光伏装置，其特征在于，所述竖向滑动梁（9）的顶面设有开口便于螺栓件插入竖向滑动梁（9）后穿过滑动槽（91）与主横梁（5）或次横梁（6）固定。

8.根据权利要求6所述的模块化光伏装置，其特征在于，所述第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）均通过两个以上的边压块（10）固定于竖向滑动梁（9）上。

9.根据权利要求1所述的模块化光伏装置，其特征在于，每个所述支腿组件（41）的底部设有万向轮便于快速移动基座（4）。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的模块化光伏装置，其特征在于，所述基座（4）还包括设于四个支腿组件（41）合围空间内的固定板（42），所述固定板（42）分别与四个支腿组件（41）固定连接，所述固定板（42）上设有逆变器（43）用于将第一光伏组件（1）、第二光伏组件（2）和第三光伏组件（3）的直流电流转化为交流电流。