CN107147357A - 可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，包括沿纵向间隔设置的左承载架和右承载架，位于左承载架的右侧、右承载架的左侧分别设置有柔性索回转单元，左、右承载架与对应的柔性索回转单元之间分别通过结构相同的索接机构相连接；位于两个柔性索回转单元之间设置有柔性索架，柔性索架由两根弧垂索、两根第一水平载荷索和两根第二水平载荷索组成；位于第一水平载荷索和第二水平载荷索之间沿纵向间隔设置有多个光伏板或光热管，每个光伏板或光热管的顶部两端分别与对应的第一水平载荷索相连接，光伏板或光热管的底部两端分别与对应的第二水平载荷索相连接。本发明结构简单稳定，寿命长，成本低，调节方法简单准确。
Description
技术领域
本发明涉及柔性双轴跟踪光伏或光热支架，尤其是涉及可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架。
背景技术
本发明是对中国发明专利公开号CN106406364A、名称为“双轴跟踪式光伏或光热支架”的进一步改进。该发明专利申请所公开的技术方案虽然解决了现有柔性光伏支架存在只能实现单轴跟踪、发电效率低、曲柄连杆驱动装置调节倾角使用寿命短、光伏板重力导致的柔性钢索下垂问题和恶劣天气下柔性钢索的跳动和摆动问题，以及柔性钢索的风致跳动与电机运动之间存在干涉冲击破坏作用而造成无法稳定工作问题。但在实际工程运用中还存在有不足之处：1、该光伏或光热支架使用了大量的滑轮，在实际工程应用中，为满足受力要求，所用的滑轮造价较高，增加了光伏或光热电站的成本；2、安装光伏板或光热管的水平载荷索与左右两端的承载架是固定连接，不可拆卸，维修工作需要进行高空作业，增加了光伏或光热电站的后期运营成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种制造成本低、安装维修方便的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，包括沿纵向间隔设置的左承载架和右承载架，所述左、右承载架结构相同，均包括：沿横向间隔设置的前立柱和后立柱，所述前、后立柱之间通过上横梁和下横梁相连接构成矩形框架；位于左承载架的右侧、右承载架的左侧分别设置有柔性索回转单元，两个所述的柔性索回转单元结构相同，均包括：沿横向间隔设置的前载荷立柱和后载荷立柱，所述前、后载荷立柱上分别上、下间隔固定有两个定滑轮，绕过前、后载荷立柱上的四个所述定滑轮轮槽设置有矩形柔性索框，四个定滑轮中的其中之一为由动力源驱动的主动轮，所述矩形柔性索框的上横索和下横索之间设置有六边形刚性框架，所述六边形刚性框架由矩形框、上三角框和下三角框构成，所述的矩形框两竖边上分别设置有直线升降运动驱动装置；六边形刚性框架的上三角框顶点与上横索通过轴连接，六边形刚性框架的下三角框底点与下横索通过轴连接；
左、右承载架与对应的柔性索回转单元之间分别通过结构相同的索接机构相连接；所述索接机构包括两根第一连接索和两根第二连接索，两根所述第一连接索的两端分别与对应的承载架上横、下横梁固定连接，每根第一连接索的中部固定有均鸡心环，每个所述鸡心环均通过锁扣挂钩连接有一个牵引定滑轮；两根所述第二连接索的两端分别绕过一个对应的所述牵引定滑轮与对应六边形刚性框架的矩形框顶边和底边两端固定连接；
位于两个柔性索回转单元之间设置有柔性索架，所述柔性索架由两根弧垂索、两根第一水平载荷索和两根第二水平载荷索组成；两根所述弧垂索的两端分别与对应矩形柔性索框上的六边形刚性框架的矩形框顶边两端固定连接，两根所述第一水平载荷索的两端分别与对应矩形柔性索框上六边形刚性框架上的所述直线升降运动驱动装置连接；两根所述第二水平载荷索的两端分别与对应矩形柔性索框上六边形刚性框架的矩形框底边两端连接；位于第一水平载荷索和第二水平载荷索之间沿纵向间隔设置有多个光伏板或光热管，每个所述光伏板或光热管的顶部两端分别与对应的第一水平载荷索相连接，光伏板或光热管的底部两端分别与对应的第二水平载荷索相连接；两根弧垂索与其下方对应的第二水平载荷索之间沿纵向间隔设置有多个吊弦。
每个所述光伏板或光热管的顶边和底边均固定有三角钢板，所述顶边的三角钢板两端与分别与对应的第一水平载荷索相连接，所述底边的三角钢板两端与分别与对应的第二水平载荷索相连接。
所述直线升降运动驱动装置为电动推杆、丝杠副、油缸、气缸或气囊。
所述弧垂索、第一水平载荷索、第二水平载荷索为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链。
本发明优点主要体现在以下方面：
1、光伏板或光热管安装在高空中，减少了光伏、光热电站的占地面积，降低了光伏、光热电站对土地条件的依赖性；光伏板或光热管下方的土地还可以二次利用且不破坏地表条件，尤其是在地形复杂、地面条件较差的地区以及水池鱼塘等大跨度地区更显示出其优越性；与传统的光伏或光热支架相比，本发明钢材用量少，原材料造价成本低，施工安装成本低，运行维护成本低，使用寿命长，更有利于光伏、光热电站的推广应用。
2、双轴跟踪系统能够跟踪地球自转带来的东西向太阳光角度变化，实时调整光伏板或光热管的朝向，同时可根据不同季节太阳高度角变化调节光伏板或光热管俯仰角度，全方位追踪太阳光，使太阳光方向与光伏板或光热管垂直，提高光伏板或光热管对太阳光的吸收效率和时长，增加发电量。
3、所用的双轴调节系统通过钢丝绳和滑轮组成，没有齿轮、连杆等机械传动结构，恶劣天气对光伏板或光热管支架稳定性的影响小，整体结构简单稳定，寿命长，成本低，调节方法简单准确，适合工程推广应用。
4、与中国发明专利公开号CN106406364A、名称为“双轴跟踪式光伏或光热支架”对比，滑轮使用量减少，成本降低；柔性索架可拆卸，易于后期维修，更有利于工程推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述柔性索回转单元的结构示意图。
图3是本发明所述索接机构的结构示意图。
图4是本发明所述光伏板或光热管的结构示意图。
图5是本发明所述柔性索回转单元逆时针旋转时的状态结构示意图。
图6是本发明所述阵列式柔性索回转单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1、2、3所示，本发明所述的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，包括自南向北纵向间隔设置的左承载架和右承载架，左承载架位于南侧，右承载架位于北侧；左承载架和右承载架结构相同，均包括（现以左承载架进行描述）：沿横向间隔设置的前立柱1和后立柱2，前、后立柱1、2之间通过上横梁3和下横梁4相连接构成矩形框架；前、后立柱1、2在施工安装固定后采用斜拉支撑索5辅助固定，用于抵消上、下横梁3、4上的载荷拉力；位于左承载架的右侧、右承载架的左侧分别设置有柔性索回转单元，两个柔性索回转单元结构相同，均包括（现以左承载架右侧的柔性索回转单元进行描述）：沿横向间隔设置的前载荷立柱6和后载荷立柱7，前载荷立柱6上间隔固定有两个定滑轮8.1、8.2，后载荷立柱7上间隔固定有两个定滑轮8.3、8.4，绕过四个定滑轮8.1、8.2、8.3、8.4的轮槽设置有矩形柔性索框9，四个定滑轮8.1、8.2、8.3、8.4中的定滑轮8.3由电机驱动的主动轮，矩形柔性索框9的上横索和下横索之间设置有六边形刚性框架10，六边形刚性框架10由矩形框、上三角框和下三角框构成；矩形框两竖边上分别设置有直线升降运动驱动装置11.1、11.2，直线升降运动驱动装置可以选择电动推杆、丝杠副、油缸、气缸或气囊；；六边形刚性框架10的上三角框顶点12.1与上横索通过轴连接，六边形刚性框架的下三角框底点12.2与下横索通过轴连接，轴连接是为了防止六边形刚性框架10在转动过程中与矩形柔性索框9产生干涉碰撞。
左、右承载架与对应的柔性索回转单元之间分别通过上、下两套结构相同的索接机构相连接，如图1、2、3所示，每套索接机构包括（现以左承载架和其右侧柔性索回转单元之间的索接机构进行描述）：第一连接索13.1和第二连接索13.2，第一连接索13.1的两端分别与左承载架上横梁3固定连接，第一连接索13.1的中部固定有均鸡心环14，鸡心环14通过锁扣挂钩15连接一个牵引定滑轮16；第二连接索13.2的两端绕过牵引定滑轮16与矩形柔性索框9上的六边形刚性框架10的矩形框顶边两端固定连接；矩形柔性索框9上的六边形刚性框架10的矩形框底边两端与左承载架下横梁4之间同样通过一套索接机构相连接，连接方式与上述描述相同。
右承载架和其左侧柔性索回转单元之间的索接机构连接方式，与上述左承载架和其右侧柔性索回转单元之间的索接机构连接方式相同，在此省略。
位于两个柔性索回转单元之间设置有柔性索架，柔性索架由两根弧垂索17、18、两根第一水平载荷索19、20和两根第二水平载荷索21、22组成，弧垂索17、18、第一水平载荷索19、20和第二水平载荷索21、22可选择为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链；两根弧垂索17、18的两端分别与对应矩形柔性索框9、矩形柔性索框9.1上六边形刚性框架10、10.1的矩形框顶边两端固定连接，两根第一水平载荷索19、20的两端分别与对应的直线升降运动驱动装置11.1、11.2、11.3、11.4固定连接；两根第二水平载荷索21、22的两端分别与对应矩形柔性索框9、矩形柔性索框9.1上六边形刚性框架10、10.1的矩形框底边相连接；两根弧垂索17、18与其下方对应的第二水平载荷索21、22之沿纵向间隔设置有多个吊弦23、24。
位于第一水平载荷索19、20和第二水平载荷索21、22之间沿纵向间隔设置有多个光伏板25或光热管，如图4所示，每个光伏板25或光热管的顶边和底边均固定有三角钢板26、27，顶边的三角钢板26两端与分别与对应的第一水平载荷索19、20相连接，底边的三角钢板27两端与分别与对应的第二水平载荷索21、22相连接。
当柔性索架需要维修时，将左、右两侧的鸡心环与锁扣挂钩脱离即可。
光伏板25或光热管受光面东西向旋转方式为：
光伏板25或光热管东西向旋转方式为：
以南侧的柔性索回转单元为例：
如图1、5所示，电机28驱动定滑轮8.3逆时针旋转带动矩形柔性索框9逆时针转动，从而带动六边形刚性框架10转动发生倾斜，其东侧的竖直边位置升高，西侧的竖直边位置降低；相应的东侧的弧垂索17，第一载荷索19，第二载荷索21的位置升高，西侧的弧垂索18，第一载荷索20，第二载荷索22的位置降低；带动光伏板25或光热管的受光面朝向从东向西转动。
南北两侧的索接机构中的第二连接索13.2可以在对应的牵引定滑轮16上滑动，所以当光伏板25或光热管东西向旋转过程中，六边形刚性框架10的上下高度和东西向位置发生变化时，第二连接索13.2在对应的牵引定滑轮16两侧的两段柔性索的长度可以随之改变，进行补偿调整。
光伏板25或光热管仰角的调节方式为：
当南侧六边形刚性框架10上的直线升降运动驱动装置11.1、11.2向下运动时，北侧六边形刚性框架10.1上的直线升降运动驱动装置11.3、11.4同步向上运动，驱动两根第一载荷索19、20向北侧承载架方向运动，从而带动光伏板25或光热管的上端向上转动，光伏板25或光热管的仰角增大。
同理，当南侧六边形框架10上的直线升降运动驱动装置11.1、11.2向上运动时，北侧六边形框架10.1上的直线升降运动驱动装置11.3、11.4同步向下运动，驱动两根第一载荷索19、22向南侧承载架方向运动，从而带动光伏板25或光热管的上端向下转动，光伏板25或光热管的仰角减小。
如图6所示，在前、后立柱6、7（东、西立柱）的矩形柔性索框9上，位于上横索和下横索之间也可以设置多个六边形刚性框架29，以构成阵列式柔性索回转单元；这样可以构成阵列式柔性索架，即：在南、北侧对应的两个六边形刚性框架29之间均设置柔性索架。因此，一个柔性索回转单元可同时带动多个柔性索架上的光伏板或光热管进行东西向转动。阵列式应用的情况下比单独应用的情况下，平均每个柔性索架所用的滑轮数量更少。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“纵向”、“横向”、“东、西、南、北”等指示的方位或位置关系是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。
Claims (4)
1.一种可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，包括沿纵向间隔设置的左承载架和右承载架，所述左、右承载架结构相同，均包括：沿横向间隔设置的前立柱和后立柱，所述前、后立柱之间通过上横梁和下横梁相连接构成矩形框架；其特征在于：位于左承载架的右侧、右承载架的左侧分别设置有柔性索回转单元，两个所述的柔性索回转单元结构相同，均包括：沿横向间隔设置的前载荷立柱和后载荷立柱，所述前、后载荷立柱上分别上、下间隔固定有两个定滑轮，绕过前、后载荷立柱上的四个所述定滑轮轮槽设置有矩形柔性索框，四个定滑轮中的其中之一为由动力源驱动的主动轮，所述矩形柔性索框的上横索和下横索之间设置有六边形刚性框架，所述六边形刚性框架由矩形框、上三角框和下三角框构成，所述的矩形框两竖边上分别设置有直线升降运动驱动装置；六边形刚性框架的上三角框顶点与上横索通过轴连接，六边形刚性框架的下三角框底点与下横索通过轴连接；
左、右承载架与对应的柔性索回转单元之间分别通过结构相同的索接机构相连接；所述索接机构包括两根第一连接索和两根第二连接索，两根所述第一连接索的两端分别与对应的承载架上横、下横梁固定连接，每根第一连接索的中部固定有均鸡心环，每个所述鸡心环均通过锁扣挂钩连接有一个牵引定滑轮；两根所述第二连接索的两端分别绕过一个对应的所述牵引定滑轮与对应六边形刚性框架的矩形框顶边和底边两端固定连接；
位于两个柔性索回转单元之间设置有柔性索架，所述柔性索架由两根弧垂索、两根第一水平载荷索和两根第二水平载荷索组成；两根所述弧垂索的两端分别与对应矩形柔性索框上的六边形刚性框架的矩形框顶边两端固定连接，两根所述第一水平载荷索的两端分别与对应矩形柔性索框上六边形刚性框架上的所述直线升降运动驱动装置连接；两根所述第二水平载荷索的两端分别与对应矩形柔性索框上六边形刚性框架的矩形框底边两端连接；位于第一水平载荷索和第二水平载荷索之间沿纵向间隔设置有多个光伏板或光热管，每个所述光伏板或光热管的顶部两端分别与对应的第一水平载荷索相连接，光伏板或光热管的底部两端分别与对应的第二水平载荷索相连接；两根弧垂索与其下方对应的第二水平载荷索之间沿纵向间隔设置有多个吊弦。
2.根据权利要求1所述的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，其特征在于：每个所述光伏板或光热管的顶边和底边均固定有三角钢板，所述顶边的三角钢板两端与分别与对应的第一水平载荷索相连接，所述底边的三角钢板两端与分别与对应的第二水平载荷索相连接。
3.根据权利要求1或2所述的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，其特征在于：所述直线升降运动驱动装置为电动推杆、丝杠副、油缸、气缸或气囊。
4.根据权利要求1或2所述的可拆卸式柔性双轴跟踪光伏或光热支架，其特征在于：所述弧垂索、第一水平载荷索、第二水平载荷索为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或钢链。
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