CN106533343A - 一种适应于山地地形的光伏支架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适应于山地地形的光伏支架，包括若干根依次连接的主梁、若干檩条、若干个立柱，还包括设置于任意两根相连接的主梁的端部之间并实现两根主梁相对任意方向转动的主梁万向连接装置、用作光伏跟踪驱动并自适应光伏跟踪驱动过程的驱动调节装置、安装于立柱与主梁之间以自适应主梁相对立柱的角度调节的角度可调式轴承座装置、安装于立柱与主梁之间以自适应主梁相对立柱的角度调节的球面轴承中的一种或几种的组合；驱动调节装置包括与主梁相枢轴连接的驱动推杆、使驱动推杆的伸缩方向始终与主梁的轴向保持垂直的摆动式分段立柱。本发明能够灵活地适应地面的高低不平，可在规定角度范围内满足空间三个转动自由度旋转，可广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电领域，具体涉及一种光伏支架，尤其是一种能够自适应于高低不平地面或地面沉降区域而适用于复杂山地地形的光伏支架。
背景技术
目前，光伏支架的安装、运行对于场地的平整度及基础沉降提出了较高的要求，传统的支架难以适应频繁高低起伏或有陡坡的山地地形，且复杂地形会大大提高场地平整的投入成本。
为适应地形，大多将支架离散分布，通过立柱高度可调技术解决高低不平地形的安装问题，例如在立柱上设置多个调节安装销孔，通过销轴与销孔的配合实现高度调节，这种调节方式无法实现自适应，或者只能自适应小角度调节范围，难以满足地面高低起伏变化较大项目地的建设要求，也无法避免发生地面沉降后对系统可靠性的影响，更加无法满足空间任意方向的角度变化。因此，这种支架多用于固定支架，且适用于安装时的一次性调整，后续出现地面沉降，需要手动重新调整，调整过程中往往会出现装配不上等问题。跟踪支架因为需要实时根据太阳高度角的变化驱动面板旋转，因此在适应山地地形和地面沉降方面技术难度更大。由此，传统的光伏支架制约了大型支架特别是跟踪支架在山地项目的发展，大面积的山地资源未得到充分利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够灵活地自适应地形变化和安装后沉降，尤其适用与太阳能跟踪系统的适应山地地形的光伏支架。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适应于山地地形的光伏支架，包括若干根依次连接的主梁、设置于所述主梁上用于安装光伏面板的若干檩条、竖直安装于安装面上并支撑所述主梁的若干个立柱，所述光伏支架还包括设置于任意两根相连接的所述主梁的端部之间并实现两根所述主梁相对任意方向转动的主梁万向连接装置、用作光伏跟踪驱动并自适应所述光伏跟踪驱动过程的驱动调节装置、安装于所述立柱与所述主梁之间以自适应所述主梁相对所述立柱的角度调节的角度可调式轴承座装置、安装于所述立柱与所述主梁之间以自适应所述主梁相对所述立柱的角度调节的球面轴承中的一种或几种的组合；
所述驱动调节装置包括与所述主梁相枢轴连接而进行所述光伏跟踪驱动的驱动推杆、使所述驱动推杆的伸缩方向始终与所述主梁的轴向保持垂直的摆动式分段立柱，所述驱动推杆与所述摆动式分段立柱相枢轴连接。
优选的，所述主梁万向连接装置包括内衬板、第一转接板、第二转接板，所述第一转接板与一根所述主梁相固定连接并与所述内衬板通过第一转轴相转动连接，所述第二转接板与另一根所述主梁相固定连接并与所述内衬板通过第二转轴相转动连接，所述第一转轴和所述第二转轴相倾斜或垂直设置，且所述第一转轴和所述第二转轴分别相对所述主梁的轴向相倾斜或垂直设置。
优选的，所述内衬板呈环形，一根所述主梁连接有一对所述第一转接板，另一根所述主梁连接有一对所述第二转接板，一对所述第一转接板和一对所述第二连接板相交替与所述内衬板相转动连接并均匀排布，所述第一转轴和所述第二转轴均沿所述内衬板的径向设置。
优选的，所述摆动式分段立柱包括竖直固设于所述安装面上的下立柱、上端与所述主梁相垂直连接的摆臂，所述摆臂的下端与所述下立柱通过第三转轴相转动连接，且所述第三转轴水平设置并与所述主梁的轴向相垂直，所述摆臂绕所述第三转轴而相对所述下立柱摆动，所述驱动推杆与所述摆臂相连接且所述驱动推杆的轴线与所述摆臂的轴线共面。
优选的，所述摆臂上固设有用于安装所述驱动推杆的安装座，所述驱动推杆与所述安装座相枢轴连接。
优选的，所述角度可调式轴承座装置包括箍设于所述主梁外周的轴承座、与所述轴承座相固定连接并与所述立柱通过第四转轴相转动连接的底座。
优选的，所述底座与所述立柱之间设置有在所述底座带动所述轴承座绕所述第四转轴转动至所需位置后将所述底座与所述立柱之间锁定的定位机构。
优选的，所述定位机构包括与所述立柱相连接的定位螺栓、开设于所述底座上的弧形螺栓孔，所述定位螺栓设置于所述弧形螺栓孔中，当所述底座带动所述轴承座绕所述第四转轴转动时，所述定位螺栓在所述弧形螺栓孔中滑动。
优选的，所述球面轴承安装于所述立柱上并箍设于所述主梁外周。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的适应于山地地形的光伏支架在运行过程中能够灵活地适应地面的高低不平，可在规定角度范围内满足空间三个转动自由度旋转，可在高低不平、易发生地面沉降的复杂地形地区得到广泛应用。与此同时，该方案因能满足各个方向的转动，同时可弥补两个相邻立柱间的安装误差，且可以替代立柱上设置的高度调节机构。
附图说明
附图1为本发明的适应于山地地形的光伏支架的一个实施例的整体示意图。
附图2为本发明的适应于山地地形的光伏支架中主梁万向连接装置的结构示意图。
附图3为本发明的适应于山地地形的光伏支架中角度可调式轴承座装置的结构示意图。
附图4为本发明的适应于山地地形的光伏支架中摆动式分段立柱的结构示意图。
附图5为本发明的适应于山地地形的光伏支架中球面轴承的结构示意图。
以上附图中：1、主梁；2、檩条；3、立柱；4、主梁万向连接装置；5、角度可调式轴承座装置；6、摆动式分段立柱；7、内衬板；8、第一转接板；9、第二转接板；10、第一转轴；11、第二转轴；12、紧固连接件；13、轴承座；14、底座；15、第四转轴；16、定位螺栓；17、弧形螺栓孔；18、下立柱；19、摆臂；20、第三转轴；21、第二连接板；22、驱动推杆；23、安装座；24、球面轴承；25、山坡；26、光伏面板；27、第一连接板；28、限位插销。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种适应于山地地形的光伏支架，包括若干根截面为矩形的主梁1、设置于主梁1上用于安装光伏面板26的若干檩条2、竖直安装于安装面（如地面）上并支撑主梁1的若干个立柱。各主梁1依次首尾相连接，大部分情况下一根主梁1需要配备两根以上立柱，立柱3的竖直安装指立柱3的轴向与重力方向相同。本实施例中，光伏支架的安装面为山坡25的表面，其既具有较平坦的地面，也具有倾斜的底面。以设置三根主梁1为例，其中两根主梁1设置于山坡25上较平坦的地面处，另外一根主梁1设置在山坡25上倾斜的地面处。设置于较平坦地面处的两根主梁1可以采用常见形式的立柱支撑。
该光伏支架还包括主梁万向连接装置4、驱动调节装置、角度可调式轴承座装置、球面轴承中的一种或几种的组合。
如附图2所示，主梁万向连接装置4用于串联两根相邻的主梁1，使两根主梁1的端部相活动连接，从而两根主梁1能够相对任意方向转动。该主梁万向连接装置4既可以采用现有的各种万向连接机构，也可以采用如下结构：主梁万向连接装置4包括内衬板7、第一转接板8和第二转接板9。其中，第一转接板8和第二转接板9分别与两根待连接的主梁1的端部相固定连接，而第一转接板8和第二转接板9还分别通过第一转轴10和第二转轴11而与内衬板7相转动连接，且第一转轴10和第二转轴11相倾斜或垂直设置，第一转轴10和第二转轴11分别相对主梁1的轴向相倾斜或垂直设置，从而使得两根主梁1能够相对多方向旋转。内衬板7可以采用封闭的环形形式（包括圆环形、圆角矩形等多种形式均可），在本实施例中，内衬板7为圆角矩形。而一根主梁1通过紧固连接件12连接有一对第一转接板8，这一对第一转接板8设置在主梁1的相对的两个表面上，另一根主梁1通过紧固连接件12连接有一对第二转接板9，这一对第二转接板9设置在主梁1的相对的两个表面上。第一转接板8和第二转接板9交叉设置以避免干扰。从而，一对第一转接板8和一对第二连接板21相交替与内衬板7相转动连接，并均匀排布在内衬板7的环形外周上，第一转轴10和第二转轴11均沿内衬板7的径向设置，故第一转轴10和第二转轴11相垂直，且当该主梁万向连接装置3所连接的两根主轴共轴时，第一转轴10和第二转轴11均与主梁1的轴向相垂直。第一转轴10和第二转轴11可以通过销轴来实现。该主梁万向连接装置3能够根据相邻两个立柱3之间的径向偏差自动进行调节，它能够在两个相对垂直的方向上实现自由转动。
驱动调节装置用作光伏跟踪驱动并自适应光伏跟踪驱动过程，其可以替换普通的立柱。如附图4所示，摆动式分段立柱6安装于安装面上并与主梁1相连接，其通常安装在山坡25的倾斜面或其他具有较大高差或沉降的位置。，驱动调节装置包括通过伸缩而进行光伏跟踪驱动的驱动推杆22、使驱动推杆的伸缩方向始终与主梁的轴向保持垂直的摆动式分段立柱6。摆动式分段立柱6包括下立柱18和摆臂19。下立柱18竖直固定安装于安装面上，其上端通过第三转轴20而与摆臂19的下端相转动连接，而摆臂19的上端则与对应的主梁1相连接，且摆臂19与所述主梁相垂直。下立柱18的上端设置有一对第二连接板21，第三转轴20安装于第二连接板21之间。第三转轴20水平设置并与主梁1的轴向相垂直，从而可以实现摆臂19相对下立柱18绕第三转轴20在主轴所在的竖直面内转动，即图4中左右方向摆动。应用于复杂地形中的该光伏支架至少应包含一个该摆动式分段立柱6。驱动推杆22与摆臂19相连接且驱动推杆22的轴线与摆臂19的轴线共面。摆臂19上固设有用于安装驱动推杆22的安装座23。驱动推杆22包括推杆座和相对推杆座伸缩的推杆体，推杆座通过安装座23与摆臂19相枢轴连接，推杆体与主轴通过一定机械结构相枢轴连接。通过摆动式分段立柱6可以使推杆体的伸缩方向始终与其所连接的主梁的轴向保持垂直。当推杆体伸缩时，其可以带动其所连接的主轴转动，主轴再带动檩条2和其上安装的光伏面板26转动，从而实现光伏跟踪。摆动式分段立柱6实现了使驱动推杆22始终与主梁1的旋转中心垂直，使得跟踪支架驱动装置在运行过程中不会受到高低起伏地形的影响，避免驱动推杆22卡阻损坏。当采用普通的竖直设置的立柱时，在倾斜地面处，由于主梁与立柱无法保持垂直状态，使得安装在普通立柱上的驱动推杆也无法与其推动的主梁保持垂直，故会引起驱动卡阻，而上述摆动式分段立柱6很好地解决了该问题。
角度可调式轴承座装置用于自适应所述主梁相对所述立柱的角度调节。如附图3所示，角度可调式轴承座装置5连接于立柱与主梁1之间，它包括轴承座13和底座14。轴承座13箍设于主梁1外周，可以采用转轴连接的两段式的轴承座13，从而方便将其安装到主梁1上。底座14固设在轴承座13下部，即靠近地面的一侧。底座14包括两段支板和连接于两段支板之间的弧形板，弧形板的形状与轴承座13的外形相匹配并贴合安装在轴承座13外周面上，两段支板突出于轴承座13。轴承座13的两段支板通过第四转轴15而与其所要安装的立柱的顶端相转动连接，第四转轴15的轴向水平设置并与其轴承座13所箍设的主梁1的轴向相垂直，第四转轴15也可以通过销轴实现。从而，底座14可以带动轴承座13和其中的主梁1在竖直面内转动。通常安装有该角度可调式轴承座装置5的立柱的上端设置有一对第一连接板27，第四转轴15安装于第一连接板27之间。底座14与立柱之间还可以设置一定位机构，该定位机构用于在底座14带动轴承座13绕第四转轴15转动至所需位置后，将底座14与立柱3之间锁定。定位机构包括与立柱相连接的定位螺栓16、开设于底座14上的弧形螺栓孔17，定位螺栓16设置于弧形螺栓孔17中，当底座14带动轴承座13绕第三转轴15转动时，定位螺栓16在弧形螺栓孔17中滑动。角度可调式轴承座装置5能够使轴承座13相对立柱3偏转一定角度，使其适应主梁1的偏转。
如附图5所示，球面轴承24通常安装在平坦地面处的立柱上端，它的外周固设在立柱上，从而可以配合主轴的转动。球面轴承24能够偏转一定角度，使其适应主梁1的偏转，它可以与角度可调式轴承座装置5互相替换。
在一套光伏支架中，位于最外侧的两根主梁1的外侧，即主梁1与最外侧的两根立柱3相连接处的外侧，还需要分别设置限位插销28，以防止主梁1由于其倾角而出现滑移。
上述光伏支架的方案适应于复杂地形，可自适应大角度、高低起伏的山地地形，并且能够适应因为地面沉降所造成的地势变化。通过引入万向连接装置、立柱角度可调技术、轴承角度可调技术，能够在运行和安装过程中自适应各个方向的大角度地形起伏变化，且不影响系统正常跟踪传动。该方案可广泛应用于固定支架、平单轴、斜单轴及大联动跟踪系统中，对于目前光伏支架在山地地形和地质易沉降地区的建设意义重大。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适应于山地地形的光伏支架，包括若干根依次连接的主梁、设置于所述主梁上用于安装光伏面板的若干檩条、竖直安装于安装面上并支撑所述主梁的若干个立柱，其特征在于：所述光伏支架还包括设置于任意两根相连接的所述主梁的端部之间并实现两根所述主梁相对任意方向转动的主梁万向连接装置、用作光伏跟踪驱动并自适应所述光伏跟踪驱动过程的驱动调节装置、安装于所述立柱与所述主梁之间以自适应所述主梁相对所述立柱的角度调节的角度可调式轴承座装置、安装于所述立柱与所述主梁之间以自适应所述主梁相对所述立柱的角度调节的球面轴承中的一种或几种的组合；
所述驱动调节装置包括与所述主梁相枢轴连接而进行所述光伏跟踪驱动的驱动推杆、使所述驱动推杆的伸缩方向始终与所述主梁的轴向保持垂直的摆动式分段立柱，所述驱动推杆与所述摆动式分段立柱相枢轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述主梁万向连接装置包括内衬板、第一转接板、第二转接板，所述第一转接板与一根所述主梁相固定连接并与所述内衬板通过第一转轴相转动连接，所述第二转接板与另一根所述主梁相固定连接并与所述内衬板通过第二转轴相转动连接，所述第一转轴和所述第二转轴相倾斜或垂直设置，且所述第一转轴和所述第二转轴分别相对所述主梁的轴向相倾斜或垂直设置。
3.根据权利要求2所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述内衬板呈环形，一根所述主梁连接有一对所述第一转接板，另一根所述主梁连接有一对所述第二转接板，一对所述第一转接板和一对所述第二连接板相交替与所述内衬板相转动连接并均匀排布，所述第一转轴和所述第二转轴均沿所述内衬板的径向设置。
4.根据权利要求1所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述摆动式分段立柱包括竖直固设于所述安装面上的下立柱、上端与所述主梁相垂直连接的摆臂，所述摆臂的下端与所述下立柱通过第三转轴相转动连接，且所述第三转轴水平设置并与所述主梁的轴向相垂直，所述摆臂绕所述第三转轴而相对所述下立柱摆动，所述驱动推杆与所述摆臂相连接且所述驱动推杆的轴线与所述摆臂的轴线共面。
5.根据权利要求4所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述摆臂上固设有用于安装所述驱动推杆的安装座，所述驱动推杆与所述安装座相枢轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述角度可调式轴承座装置包括箍设于所述主梁外周的轴承座、与所述轴承座相固定连接并与所述立柱通过第四转轴相转动连接的底座。
7.根据权利要求6所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述底座与所述立柱之间设置有在所述底座带动所述轴承座绕所述第四转轴转动至所需位置后将所述底座与所述立柱之间锁定的定位机构。
8.根据权利要求7所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述定位机构包括与所述立柱相连接的定位螺栓、开设于所述底座上的弧形螺栓孔，所述定位螺栓设置于所述弧形螺栓孔中，当所述底座带动所述轴承座绕所述第四转轴转动时，所述定位螺栓在所述弧形螺栓孔中滑动。
9.根据权利要求1所述的一种适应于山地地形的光伏支架，其特征在于：所述球面轴承安装于所述立柱上并箍设于所述主梁外周。
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Denomination of invention: A photovoltaic support suitable for mountainous terrain Effective date of registration: 20220331 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Suzhou Branch Pledgor: SUZHOU JSOLAR Inc. Registration number: Y2022320010098 |