CN107222156A - 一种光伏支架系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏支架系统,包括：屋面、地网和安装支架，屋面为朝向非正南方向的马鞍形平屋顶，地网安装在屋面上，安装支架安装在地网上；该光伏支架系统将光伏系统朝南方布局，从而保证光伏系统的容量和发电量就处于合理的比值，提高投入产出比，减低客户的投资成本，并且利用地网系统将整个马鞍形屋顶的平面找平，解决了马鞍形屋顶的曲面屋顶和朝向夹角的存在对光伏支架直接安装固定点一直在变化的问题，减少了光伏支架系统在马鞍板屋顶安装的设计和施工难度。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其涉及一种光伏支架系统。
背景技术
世界性能源危机，促进了新能源产业的迅猛发展，在众多新能源中，太阳能作为一种无污染，成本低，可再生的能源，深受人们的青睐，因此将太阳辐射能转换成电能的太阳能发电技术，即光伏产业更是发展飞速；在旧的概念中，光伏产业主要包括太阳能组件生产链，控件器和逆变器等电气控制组件生产链；现在，随着行业的发展，光伏支架产业逐渐为人所知。
光伏支架系统是为了使整个光伏发电系统得到最大功率输出，结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能组件以一定的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构；光伏支架系统在太阳能板支撑中的应用优点远不止于简单的生产及安装，任何类型的太阳能光伏支架系统都要具有耐候性，结构必须牢固可靠，能承受如大气侵蚀，风荷载和其它外部效应；安全可靠的安装，以最小的安装成本达到最大的使用效果，几乎免维护，可靠的维修，这些都是光伏支架系统所需要考虑的重要因素。光伏支架系统一般安装在屋顶或者地面，对于屋顶光伏支架的安装要根据屋顶的情况来具体考虑，一般有斜屋顶和平屋顶之分，斜屋顶直接将光伏组件安装到屋顶即可，平屋顶就要利用支架来作出一定的角度，使光伏组件正对太阳光，提高发电效率。随着工业的发展和光伏技术的日趋推广，越来越多的工业厂房上安装光伏发电系统，不仅可以起到隔热的效果，还能发电自用，并且多余的发电量并网还可以有收益；目前常见车间的屋顶为马鞍板的平面屋顶居多，由于马鞍形屋顶为一种具有预应力的按一定规则排列的曲面屋顶，不是一般意义上的表面平整的平屋顶，并且由于车间建造时空间的限制，车间的朝向并不是正南北或正东西方向，与正南北或正东西方向具有一定的夹角，如果按照屋面原有的朝向布置光伏系统，光伏系统的容量会很大，由于光伏系统的光伏面板的朝向不是正南方，这就影响了光伏系统就收光照的时间，从而影响光伏系统的发电量，光伏系统的容量和发电量就不是一个合理的比值，在收益相同的情况下，投入产出比比较低，如果直接将光伏系统面板的朝向安装为南方，由于马鞍形屋顶的曲面屋顶和朝向夹角的存在，光伏支架系统在马鞍板屋顶安装的固定点一直在变化，存在很大的设计和施工难题。
发明内容
为克服现有技术中存在的以下问题：朝向为非正南方向的屋面如果按照原有屋面布局，由于光伏系统就收光照的时间限制，其容量和发电量就不是一个合理的比值，投入产出比比较低，如果直接将光伏系统面板的朝向安装为南方，马鞍形屋顶的曲面屋顶和朝向夹角的存在会导致光伏支架系统在马鞍板屋顶的固定点一直在变化，存在很大的设计和施工难题；本发明提供了一种光伏支架系统,包括：屋面、地网和安装支架。
所述屋面为马鞍形屋顶，马鞍形屋顶为马鞍板按一定规则排列的曲面屋顶，整个屋面朝向与南北方向有夹角，不是正南北或正东西朝向，地网为一种网状立体结构，网状立体结构的上表面为平面，地网沿屋面的北部边缘布置，并且与屋面的四周保持一定的距离D，该距离需满足米，式中：为安装光伏发电系统所在地区的纬度，H为墙面围墙最高点与旁边组件最低点的高度差。
在此基础上，所述地网由多个相同的基础地网单元连接而成，地网单元沿四周连接就形成了地网。
在此基础上，所述地网单元包括横向导轨、纵向导轨、地网斜撑、地网支撑、连接件、加固件、三角形连接件、一字型连接件和支架导轨。
在此基础上，所述横向导轨位于马鞍形屋顶的表面，与马鞍板没有连接，纵向导轨高出马鞍形屋顶的最上端，不与马鞍板接触，地网支撑竖直放置，一端通过连接件与横向导轨连接，另一端与纵向导轨连接，地网斜撑一端通过一字型连接件与地网支撑连接，另一端通过三角形连接件与纵向导轨连接，地网斜撑、地网支撑与纵向导轨组成了一个稳定的三角形，用于加强纵向导轨的整体刚性，加固件的一端与纵向导轨连接，另一端通过三角形连接件与马鞍形屋顶连接，三角形连接件与马鞍形屋顶通过膨胀螺钉连接。
在此基础上，所述横向导轨与马鞍板的轴向相平行，沿着马鞍板表面的最低面排列，纵向导轨的走向与横向导轨的走向相垂直，支架导轨沿东西方向布置，导轨支架安装在纵向导轨上，支架导轨高度一致，组成一个水平平面，便于安装支架的整体安装。
在此基础上，所述地网支撑和横向导轨之间的连接件为可调连接件，其高度可调节，用于调整纵向导轨的水平度，所述可调连接件是T型连接件。
在此基础上，所述安装支架安装在地网上，安装支架有多个安装支架单元构成，多个安装支架单元沿前后连接一起构成一排，排与排之间的距离d需满足米，式中：为安装光伏发电系统所在地区的纬度，h为前排最高点与后排组件最低点的高度差。
在此基础上，所述安装支架包括前支撑、后支撑、支架平撑、双耳连接座和压扣；前支撑的一端通过双耳连接座与支架导轨相连，另一端通过压扣与光伏组件相连，后支撑的一端通过双耳连接座与支架导轨相连，另一端通过卡扣与光伏组件相连，前支撑、后支撑与光伏组件组成了一个稳定的三角形，支架平撑与两个相邻的后支撑相连，间隔布置，用于增加后支撑的强度。
在此基础上，所述前支撑和后支撑长度不同，使光伏组件平面与支架导轨平面保持一定的夹角，夹角范围为10°-35°，夹角与屋面所处地理纬度有关。
在此基础上，所述横向导轨、纵向导轨和支架导轨的材质为“C型钢”结构的碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，除导轨和双耳连接座外其他零件的原材料为镀锌角铁。
在此基础上，所述三角形连接件通过膨胀螺钉连接与马鞍形屋顶，横向导轨、纵向导轨和支架导轨与各部件的连接采用异性螺母嵌入导轨中与普通螺栓连接的方式连接，其余各零部件的连接均采用普通螺栓组件连接，膨胀螺钉、螺母和螺栓组件的材质为304不锈钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、将光伏系统朝南方布局，使光伏系统接收收光照的时间尽可能的多，从而保证光伏系统的容量和发电量就处于合理的比值，在收益相同的情况下，提高投入产出比，减低客户的投资成本。
2、利用地网系统将整个马鞍形屋顶的平面找平，解决了马鞍形屋顶的曲面屋顶和朝向夹角的存在对光伏支架直接安装固定点一直在变化的问题，减少了光伏支架系统在马鞍板屋顶安装的的设计和施工难度。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图；
图2是本发明端面的结构示意图；
图3是地网俯视的局部放大图；
图4是地网端面的结构示意图；
图5是安装支架的结构示意图；
图6是安装支架的侧视图。
图中：1、屋面，11、马鞍板，2、地网，21、地网单元，211、横向导轨，212、纵向导轨，213、支架导轨，214、连接件，215、地网支撑，216、地网斜撑，217、加固件，218、三角形连接件，219、一字型连接件，31、安装支架单元，311、前支撑，312、后支撑，313、支架平撑，314、组件，315、双耳连接座，316、卡扣。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1-图6所示，本发明示意性的示出一种光伏支架系统。
本发明披露一种光伏支架系统，如图2所示，包括：屋面1、地网2和安装支架3，屋面1为马鞍形屋顶，马鞍形屋顶是有马鞍板11按一定规则排列的曲面屋顶，马鞍板11为一种具有预应力的曲面钢筋混泥土板，所以屋面1不是一般意义上的平屋顶，是具有波浪形的平屋顶，并且整个屋面1朝向不是正南北或正东西朝向，与南北方向的夹角为34℃，地网2为一种网状立体结构，网状立体结构的上表面为平面，地网2整体放置在屋面1的上面，地网2的部分零部件与屋面1通过膨胀螺钉连接，安装支架3安装在地网2上。
如图1所示，地网2的整体形状为平行四边形，沿在屋面1的位置靠近屋面1的北部边缘布置，与屋面1其它四周的边缘保持1.2米的距离，这是由于其它三面边缘的围墙在一天不同的时候有可能遮挡光伏面板的光照，影响光伏系统的系统发电效率，并且屋面1南北两个方向的三角形区域内一般不布置地网2，因为此处电网2布置的施工成本比较高，但对整个系统的发电容量影响不大；将光伏系统朝南方布局，使光伏系统接收收光照的时间尽可能的多，从而保证光伏系统的容量和发电量就处于合理的比值，在收益相同的情况下，提高投入产出比，减低客户的投资成本。
如图2所示，地网2由多个相同的基础地网单元21连接而成，地网单元21沿四周方向连接就形成了地网2；如图4所示，地网单元21包括横向导轨211、纵向导轨212、地网支撑215、地网斜撑216、连接件214、加固件217、三角形连接件218、一字型连接件219和支架导轨213；横向导轨211为C型钢形式的的定制碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，其C型内部空间可以放置一个异型螺母，异型螺母可以沿内部滑动，但是不能在内部转动；横向导轨211放置在马鞍形屋面1的表面，与马鞍板11没有连接，与马鞍板11的轴向相平行，沿着马鞍板11表面的最低面排列，横向导轨211与连接件214通过异型螺母相连，异型螺母预先放入到横向导轨211的槽中；连接件214为高度可调节连接件，具体为一种T型连接件，其具体结构为与导轨具有相同宽度的钢板中部焊接U字型结构，U字型结构与钢板垂直成T字型，U字型结构的底边沿U字型结构轴线方向加工很多连接孔，端部钢板上开有两个安装孔，沿U字型结构对称布置，连接件214通过端面的安装孔与横向导轨211相连，螺栓穿过连接件214旋入横向导轨211中的预先放置的异型螺母中，旋紧螺栓，将连接件214固定在横向导轨上；地网支撑215为“C型钢形式”的定制碳钢端面焊接一安装板，其表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，安装板的宽度和纵向导轨的宽度相同，安装板与碳钢垂直分布，与碳钢成T字型布置，安装板上有两个安装孔，沿碳钢对称布置；地网支撑215竖直放置，地网支撑215通过安装孔与纵向导轨212相连，地网支撑215的碳钢的另一端有一个连接孔，连接孔的大小与连接件214的连接孔大小一致，地网支撑215与连接件214通过螺栓连接，螺栓依次穿过地网支撑215与连接件214与螺母连接，通过选用连接件214上不同位置的连接孔来调整连接的整体高度，克服由于马鞍板11的误差带来的纵向导轨212的水平面误差；一字型形连接件219为一段具体长度的板装结构，焊接在地网支撑215中部，两端各加工有一个安装孔，两端的安装孔分别与两边的地网斜撑216连接；纵向导轨212与横向导轨211一样，都为“C型钢形式”的的定制碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，其内部预先放置的多个异型螺母中，分别与地网支撑215和三角形连接件218连接，在C型的底部距端部一定位置加工有多个安装孔，该安装孔用于安装支架导轨213，纵向导轨212高出马鞍形屋面1的最上端，不与马鞍板11接触。
地网斜撑216为一段具体长度的“C型钢形式”的定制碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，两端分别加工有安装孔，其一端通过一字型连接件219与地网支撑215连接，另一端通过三角形连接件218与纵向导轨212连接，连接均采用螺栓连接；地网斜撑、地网支撑与纵向导轨组成了一个稳定的三角形，用于加强纵向导轨的整体刚性；三角形连接件218有板材冲压而成，底边为长方形，侧面为三角形，底边加工有两个安装孔，三角形边加工有一个连接孔；加固件217为“C型钢形式”的定制碳钢端面焊接一安装板，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，安装板的宽度和纵向导轨的宽度相同，安装板与碳钢垂直分布，与碳钢成T字型布置，安装板上有两个安装孔，沿碳钢对称布置，加固件217通过安装板上的安装孔与纵向导轨212连接，另一端通过三角形连接件218与马鞍形屋面1连接，连接采用螺栓连接，此处三角形连接件218与马鞍形屋面1通过膨胀螺钉连接；支架导轨213与横向导轨211一样，都为“C型钢形式”的的定制碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，其内部预先放置的多个异型螺母中，与安装支架3连接，在C型的底部距端部一定位置加工有多个安装孔，该安装孔通过螺栓与纵向导轨212连接；如图3所示，纵向导轨212的方向与横向导轨211的方向相垂直，支架导轨213方向沿东西方向布置，支架导轨213高度一致，组成一个水平平面，便于安装支架3的整体安装；利用地网系统将整个马鞍形屋顶的平面找平，解决了马鞍形屋顶的曲面屋顶和朝向夹角的存在对光伏支架直接安装固定点一直在变化的问题，减少了光伏支架系统在马鞍板屋顶安装的的设计和施工难度。
如图2所示，安装支架3安装在地网2上，所述安装支架3有多个安装支架单元31构成，所述多个安装支架单元31沿前后连接在一起构成安装支架3中的单排，排与排的距离为3.5米；如图5所示，安装支架单元31包括前支撑311、后支撑312、支架平撑313、光伏组件314、双耳连接座315和压扣316；后支撑312为“C型钢形式”的定制碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm，端面焊接一安装板，安装板与碳钢垂直，安装板的表面一端有一个定位凸起，其可以对光伏组件314起定位作用，安装板表面的另一端有一个安装孔，该安装孔与压扣316连接，固定光伏组件314的位置，后支撑312的碳钢另一端开有安装孔，通过双耳连接座315与支架导轨213相连，后支撑312的碳钢中部有一个连接孔，该连接孔与支架平撑313相连；双耳连接座315为一平板中部有焊接有两个连接板，连接板间隔分布，间距为前支撑311的厚度，两个连接板上有同轴的安装孔，安装孔与前支撑311上的安装孔配合使用，并通过螺栓连接；前支撑311与后支撑312类似，只是“C型钢形式”的定制碳钢的长度不同，其一端通过双耳连接座315与支架导轨213相连，另一端通过压扣316与光伏组件314相连，前支撑311、后支撑312与光伏组件314组成了一个稳定的结构，同时由于前支撑311和后支撑312长度不同，使光伏组件314平面与支架导轨213平面保持25°的夹角，并面向南方，所述夹角与屋面所处地理纬度有关；如图6所示，支架平撑313为一段具体长度的L型镀锌角铁，两端有两个安装孔，分别与两个相邻的后支撑312相连，间隔布置，用于连接相邻的后支撑312；支架系统上所用的膨胀螺钉、异型螺母和螺栓组件的材质均为304不锈钢。
光伏支架系统的安装步骤和注意事项：
首先需要核算尺寸，确定地网2在屋面1上的安装位置，确认完毕后，安装地网2，地网2安装完毕后，开始安装安装支架3，安装支架3按照从下往上的顺序安装，安装光伏组件314前需调整安转支架3的尺寸和位置，保证光伏组件314的斜面朝向及倾角符合要求；安装过程中应该注意拧紧的螺母需要有专人负责检查，并及时做标记，对于固定螺栓时容易磨损支架表面的镀锌层，螺栓固定完成后应及时对锌层磨损部分做防腐处理，安装后利用热镀锌扁钢焊将支架接至原建筑防雷系统，连接处需做防腐处理，接地电阻值小于等于4Ω。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光伏支架系统,其特征在于：包括屋面和地网，所述屋面(1)为马鞍板(11)组成的屋面，朝向与南北方向有夹角，屋面(1)与地网(2)连接，地网(2)为一种网状立体结构，网状立体结构的上表面为平面，地网(2)沿屋面(1)的北部边缘布置，并且与屋面的四周保持一定距离D，该距离需满足米，式中：为安装光伏发电系统所在地区的纬度，H为墙面围墙最高点与旁边组件最低点的高度差。
2.根据权利要求1所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述地网(2)由多个相同的基础地网单元(21)连接而成。
3.根据权利要求2所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述地网单元(21)包括横向导轨(211)、纵向导轨(212)、地网支撑(215)、地网斜撑(216)、连接件(214)、加固件(217)、三角形连接件(218)、一字型连接件(219)和支架导轨(213)。
4.根据权利要求3所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述横向导轨(211)位于马鞍形板(11)的表面，纵向导轨(212)高出马鞍形板(11)的最上端，地网支撑(215)竖直放置，一端通过连接件(214)与横向导轨(211)连接，另一端与纵向导轨(212)连接，地网斜撑(216)一端通过一字型连接件(219)与地网支撑(214)连接，另一端通过三角形连接件(218)与纵向导轨(212)连接，加固件(217)的一端与纵向导轨(212)连接，另一端通过三角形连接件(218)与的马鞍板(11)连接，支架导轨(213)安装在纵向导轨(212)上。
5.根据权利要求4所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述横向导轨(211)与马鞍板(11)的轴向相平行，纵向导轨(212)的方向与横向导轨(211)的方向相垂直，支架导轨(213)方向沿东西方向布置，支架导轨(213)组成一个水平平面。
6.根据权利要求5所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述连接件(214)为可调连接件，以调整整体导轨的水平度，所述可调连接件是T型连接件。
7.根据权利要求6所述的一种光伏支架系统，其特征在于：还包括安装支架(3)，所述安装支架(3)安装在地网(2)上，安装支架(3)有多个安装支架单元(31)构成，安装支架单元(31)沿前后连接一起构成安装支架(3)的一排，排与排之间保持一定的距离d，该距离需满足米，式中：为安装光伏发电系统所在地区的纬度，h为前排最高点与后排组件最低点的高度差。
8.根据权利要求7所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述安装支架单元(31)包括前支撑(311)、后支撑(312)、支架平撑(313)、光伏组件(314)、双耳连接座(315)和压扣(316)；前支撑(311)和后支撑(312)的一端通过双耳连接座(315)与支架导轨(213)相连，另一端通过压扣(316)与光伏组件(314)相连，支架平撑(313)与两个相邻的后支撑(312)相连。
9.根据权利要求8所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述前支撑(311)和后支撑(312)长度不同，使光伏组件(314)平面与支架导轨(213)平面保持一定的夹角，夹角范围为10°-35°，夹角与屋面所处地理纬度有关。
10.根据权利要求9所述的一种光伏支架系统，其特征在于：所述横向导轨(211)、纵向导轨(212)、支架导轨(213)、地网支撑(215)、地网斜撑(216)、加固件(217)、前支撑(311)和后支撑(312)均采用“C型钢”结构的碳钢，碳钢表面有一层镀锌层，镀锌层厚度≥65μm。
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