CN107666275A - 一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，包括固定框，光伏板固定安装在固定框的正面，还包括前立柱、可伸缩的后立柱和角度调节机构，所述可伸缩的后立柱与固定框连接，所述角度调节机构包括连杆和固定在固定框上的调节板，所述连杆的一端与固定框转动式连接，另一端与调节板可相对滑动连接，所述前立柱与连杆连接。该支架结构能够在一定范围内精密的调节光伏组件倾角，根据不同时令调节最佳倾角，大大提高了发电量，同时该支架结构安装方便，固定可靠，倾角调节过程省时省力。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件领域，具体地说，涉及一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构。
背景技术
目前常规的光伏电站均使用固定式光伏组件支架，倾角往往选择一个年利用小时数相对最高的角度。而实际上由于太阳光入射角度不同的原因，冬夏之间最佳倾角的差值大约有20多度。如果能在一年中不同时令调节4次光伏倾角的话，大约能提高发电量15％以上。
目前一般的可调角度光伏组件支架是在支架的立柱上设置支撑杆，调节支撑杆长度，采用插孔式固定，来调节倾角角度。因此调节角度的可选值少，调节不够精密。另外由于光伏组件支架是由多根立柱和调节支撑杆组成，在调节角度时需要多人一起同步调节支撑杆的长度然后固定，用人多且不方便，工作量大，费时费力，不利推广。
申请号为CN201320544952.0的中国专利公开了一种剪式千斤顶多点支撑同步可调角度太阳能固定支架,有若干支撑立柱和转动梁，在每个支撑立柱上都设有剪式千斤顶，剪式千斤顶的下端经支撑铰链与支撑立柱中部连接，上端经连接铰链与转动梁中间的一侧连接，转动梁的中部经连接铰链与支撑立柱上端连接，若干剪式千斤顶的丝杆经传动轴连接，外侧的剪式千斤顶丝杆的一端装有摇把，转动摇把可带动全部剪式千斤顶的丝杆同步转动使剪式千斤顶上升或下降带动转动梁相应转动，转动梁带动光伏组件转动调节朝向太阳的角度。此项技术虽然可以多组光伏组件同步调节，但剪式千斤顶位置实际位于光伏板的下端，承力较大，转动调节角度时需要的力也较大，同时没有锁定装置，稳固性上可能有一定问题，同时也不能直接确定调节到的角度，不能方便的调节到各季节需要的角度。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，该支架结构能够在一定范围内精密的调节光伏组件倾角，根据不同时令调节最佳倾角，大大提高了发电量，同时该支架结构安装方便，固定可靠，倾角调节过程省时省力。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，包括固定框，光伏板固定安装在固定框的正面，还包括前立柱、可伸缩的后立柱和角度调节机构，所述可伸缩的后立柱与固定框连接，所述角度调节机构包括连杆和固定在固定框上的调节板，所述连杆的一端与固定框转动式连接，另一端与调节板可相对滑动连接，所述前立柱与连杆连接。
所述连杆一端连接有滑块机构，所述调节板上设置有滑槽，所述的滑块机构设置在滑槽中并可相对滑动，所述滑槽的边缘设有用于精确定位调节角度的刻度。
进一步地，所述滑块机构为螺栓，包括螺杆和螺帽，所述螺杆设置在滑槽中并可相对滑动，所述螺帽在滑槽外侧，直径大于滑槽的宽度；所述螺栓的螺杆与连杆螺纹连接，通过旋紧螺杆来固定锁紧调节的角度。
更进一步地，所述螺帽上还设有便于旋转的把手。
所述可精密调节光伏组件倾角的支架结构还包括支撑杆，所述支撑杆分别与可伸缩的后立柱和连杆连接。
所述可伸缩的后立柱包括调节机构，所述调节机构包括用于支撑固定框的伸缩结构和用于调节伸缩结构的丝杆，所述丝杆和伸缩结构螺纹连接，优选地，所述调节机构为剪式千斤顶。
所述光伏组件包括若干调节机构，所述若干调节机构的丝杆通过传动轴连接。
进一步地，最外侧的调节机构的丝杆端部装有摇把。
所述可伸缩的后立柱和角度调节机构分别与固定框可拆卸式连接。
所述前立柱和后立柱下部设置有用于调整光伏板整体平整度的可调式基座。
所述支架结构的各部分组件表面设置锌层。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)本发明提供的支架结构加装的调节机构能够在一定范围内精密的调节光伏组件倾角，并设有锁紧机构，可以根据不同时令调节光伏组件的最佳倾角，大大提高了发电量。
(2)本发明提供的支架结构安装方便，固定可靠，且多个调节机构的丝杆通过转动轴等方式连接为一体，实现多个光伏板同时调节角度，倾角调节过程节约时间，节省人力。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明支架结构倾角最大时的侧面图；
图2是本发明支架结构倾角最小时的侧面图；
图3是本发明角度调节机构示意图；
图4是本发明调节机构示意图。
图中：1光伏板，2固定框，3调节机构，4调节板，5连杆，6支撑杆，7后立柱，8前立柱，9可调式基座，10安装孔，11滑槽，12滑块机构，13螺栓，14刻度，15伸缩结构，16丝杆，17传动轴，18摇把。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
试验例一
1.1试验目的：考察调节倾角角度对发电量的影响。
1.2试验时间：2016年5月-6月
1.3试验方法：按照夏季阳光入射角度的不同对泗洪电站电池板进行角度调整，选择同一屋顶，保证光照强度近似相同。在一个汇流箱内选出5路光伏板进行改造，将光伏板的倾角分别设置为9度、13度、16度、20度、23度和30度，如表1。其中，第五路为对照组，维持原角度30度。观察汇流箱电流变化的情况，来计算发电量，找到光伏组件倾斜的最佳角度。
对泗洪电站所有屋顶电池板进行实地考察，选定6号楼西侧厂房最满足实验条件，目前光伏板的角度平均为30度。将每一路调节至预定的角度，第五路作为参照，角度不变。对每一路光伏板每10分钟记录一次电流，共记录6个小时。根据公式P＝UI和W＝PT(U＝450V)计算发电量。
表1试验光伏板路数和倾角角度
| 路数 | 第一路 | 第七路 | 第八路 | 第十路 | 第十一路 | 第五路 |
| 角度 | 9度 | 16度 | 13度 | 20度 | 23度 | 30度 |
1.4实验结果
5月中旬，连续三天在相同时间段内每隔10分钟记录每路的电流，计算发电量，取平均值，结果如表2。由表2中可知，光伏板倾斜的角度对发电量产生显著的影响。在5月中旬，光伏板倾角为9度时，相对于30度倾角，发电量提高16.6％。
表2 5月中旬不同倾角角度的光伏板的发电量比较
| 路数 | 光伏板倾角 | 发电量(kWH) | 发电量提高比率％ |
| 第一路 | 9度 | 6.1452 | 16.6％ |
| 第七路 | 16度 | 6.0804 | 15.4％ |
| 第八路 | 13度 | 6.0264 | 14.4％ |
| 第十路 | 20度 | 5.7564 | 9.2％ |
| 第十一路 | 23度 | 5.8428 | 10.9％ |
| 第五路 | 30度 | 5.2693 | - |
5月下旬，增加一路光伏板，角度调节至4.5度，连续三天在相同时间段内每隔10分钟记录每路的电流，计算发电量，取平均值，结果如表3。
表3 5月下旬不同倾角角度的光伏板的发电量比较
由表2和表3可以看出，该时段最佳倾角为9度，发电量大大提高。光伏板倾斜的角度对发电量有着很大的影响。因此，根据不同地域和一年四季不同的时令，利用试验获得当地当季的最佳倾角，并较精确地调节光伏板的倾角，可以大大提高发电量。因此提供一种能够精密调节光伏组件倾角、简单直接标明倾角角度、易操作调节、锁紧固定良好的支架结构，对发电量的提高大有助益。
实施例一
如图1至图4所示，本实施方式提供一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，包括固定框2，光伏板1固定安装在固定框2的正面，还包括前立柱8、可伸缩的后立柱7和角度调节机构。角度调节机构包括连杆5和固定在固定框2上的调节板4，连杆5的一端与固定框5转动式连接，另一端与调节板4可相对滑动连接。
连杆一端连接有滑块机构12，调节板4上设置有滑槽11，所述的滑块机构设置在滑槽中并可相对滑动，滑槽的边缘设有用于精确定位调节角度的刻度14。调节板上设有安装孔10，可以通过螺栓安装在固定框上。
可伸缩的后立柱7与固定框2连接，前立柱8与连杆5连接，可伸缩的后立柱7和角度调节机构(图3)可以分别与固定框2可拆卸式连接。
前立柱和可伸缩的后立柱起到支撑作用，可伸缩的后立柱通过伸缩来抬高或者降低光伏板一侧的高度，也起调节作用，角度调节结构可以直接确定调节到的倾角角度。
调节板固定在固定框上，当调节可伸缩的后立柱时，固定框一端升高或降低，固定框和光伏板在水平面内转动，调节板随之运动，这样滑槽和滑块机构会发生相对运动，当滑块机构指示到所需要的角度对应的刻度时，后立柱停止调节并固定，这样可以在一定范围内精确直接地确定光伏板调节到的角度。
进一步地，连杆一端连接的滑块机构为螺栓13，包括螺杆和螺帽，螺杆设置在滑槽中并可相对滑动，螺帽在滑槽外侧，螺帽的直径大于滑槽的宽度；所述螺栓的螺杆与连杆螺纹连接，通过旋紧螺杆来固定锁紧调节的角度。
这样可以进一步固定支撑杆和调节板的相对位置，不仅可以确定调节倾角的角度，还可以固定调整后的固定框角度，起到辅助固定光伏板倾角的作用。
更进一步地，所述螺帽上还设有便于旋转的把手。达到需要设置的角度后，旋转把手，拧紧螺栓，螺栓将锁定板和连杆固定锁紧，实现固定框和光伏板角度的调节后的固定锁紧。
可精密调节光伏组件倾角的支架结构还包括支撑杆6，支撑杆6分别与可伸缩的后立柱7和连杆5连接。支撑杆6与连杆5成三角结构，起到稳定和支撑连杆的作用。
可伸缩的后立柱包括还调节机构3，调节机构包括用于支撑固定框的伸缩结构15和用于调节伸缩结构的丝杆16，丝杆和伸缩结构螺纹连接。调节机构可以为可伸缩的结构，优选地，所述调节机构为剪式千斤顶。
由于光伏组件为多组，其支架结构也为多个，包括若干调节机构，若干调节机构的丝杆通过传动轴17连接。进一步地，最外侧的调节机构的丝杆端部装有摇把18。
这样不仅可以同时调节多组光伏组件，节省时间，也能够减少工作量，节省人力。
另外，前立柱和后立柱下部可以设置有用于调整光伏板整体平整度的可调式基座。这样可以避免由于屋顶有高低不平使光伏板不平整，采用可调式支撑基座来保证光伏板整体的平整度。
整个支架结构的各部分组件表面还可以设置防腐蚀层，如锌层，可以增强抗腐蚀能力，延长支架结构的寿命。
工作过程：
首先确定当地当季的光伏板最佳倾角，旋转后立柱的调节机构丝杆的把手，使固定框上部上升或下降，以固定框下端为中心旋转，产生不同的倾斜角度。根据锁定板上的刻度，当螺栓滑动到需要角度时，停止升降，旋转拧紧螺栓，固定锁紧固定框的位置，实现光伏板角度的精密调节。
实施例二
本实施方式为实施例一的进一步的限定。光伏支架系统材料选用Q235优质碳素钢，采用地锚方式与楼顶固定连接，增强光伏组件的稳定性。
调节板4利用螺栓固定在固定框2的中上部，连杆5一端与固定框2下部的旋转连接。后立柱7的调节机构为剪式千斤顶的，若干剪式千斤顶的的丝杆16通过传动轴17连接。
剪式千斤顶分别与固定框的上部和后立柱转动式连接，调节机构倾斜支撑固定框，可以减轻支撑负担，延长零件寿命。受调节机构尺寸影响，整个光伏组件可在10°到27°的范围内任意调节角度，满足本地各时令的角度需要。
综上所述，本发明提供的支架结构加装的调节机构能够在一定范围内精密的调节光伏组件倾角，并设有锁紧机构，可以根据不同时令调节光伏组件的最佳倾角，大大提高了发电量；另外，支架结构安装方便，固定可靠，且多个调节机构的丝杆通过转动轴等方式连接为一体，实现多个光伏板同时调节角度，倾角调节过程节约时间，节省人力。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，包括固定框，光伏板固定安装在固定框的正面，其特征在于，还包括前立柱、可伸缩的后立柱和角度调节机构，所述可伸缩的后立柱与固定框连接，所述角度调节机构包括连杆和固定在固定框上的调节板，所述连杆的一端与固定框转动式连接，另一端与调节板可相对滑动连接，所述前立柱与连杆连接。
2.根据权利要求1所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述连杆一端连接有滑块机构，所述调节板上设置有滑槽，所述的滑块机构设置在滑槽中并可相对滑动，所述滑槽的边缘设有用于精确定位调节角度的刻度。
3.根据权利要求2所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述滑块机构为螺栓，包括螺杆和螺帽，所述螺杆设置在滑槽中并可相对滑动，所述螺帽在滑槽外侧，直径大于滑槽的宽度；所述螺栓的螺杆与连杆螺纹连接，通过旋紧螺杆来固定锁紧调节的角度。
4.根据权利要求3所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述螺帽上还设有便于旋转的把手。
5.根据权利要求1所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆分别与可伸缩的后立柱和连杆连接。
6.根据权利要求1所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述可伸缩的后立柱包括调节机构，所述调节机构包括用于支撑固定框的伸缩结构和用于调节伸缩结构的丝杆，所述丝杆和伸缩结构螺纹连接，优选地，所述调节机构为剪式千斤顶。
7.根据权利要求6所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述光伏组件包括若干调节机构，所述若干调节机构的丝杆通过传动轴连接。
8.根据权利要求7所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，最外侧的调节机构的丝杆端部装有摇把。
9.根据权利要求1所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述可伸缩的后立柱和角度调节机构分别与固定框可拆卸式连接。
10.根据权利要求1所述的一种可精密调节光伏组件倾角的支架结构，其特征在于，所述前立柱和后立柱下部设置有用于调整光伏板整体平整度的可调式基座。
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