CN108011571A - 一种光伏电板角度可调的光伏支架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏电板角度可调的光伏支架，属于新能源技术领域，包括检测与控制模块、支架本体、第一光伏板放置架、第二光伏板放置架及两套角度自动调节装置，第一光伏板放置架和第二光伏板放置架分别设置在支架本体的两端，第一光伏板放置架和第二光伏板放置架结构相同，第一光伏板放置架和第二光伏板放置架均倾斜设置。该支架结构合理，可迅速拆卸安装，第一光伏板放置架和第二光伏板放置架倾角可根据太阳光线及季节灵活调整，解决了现有太阳能光伏电板支架在安装过程中，施工速度慢、组装繁琐、固定光伏板倾斜角度等问题，除了可用在普通的分布式屋顶光伏发电系统外，也可广泛结合于光伏农业、光伏工业中使用，可推广使用。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种光伏电板角度可调的光伏支架。
背景技术
世界性能源危机，促进了新能源产业的迅猛发展，而太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源；因此做为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。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，随着大家的重视，光伏支架产业逐渐为人所知。
太阳能光伏支架，是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板而设计的特殊支架。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，通常为钢结构和铝合金结构，或者两者混合。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢等。
现有的太阳能光伏电板支架在安装过程中存在施工速度慢、组装繁琐、光伏板倾斜角度不易调整等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种光伏电板角度可调的光伏支架。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏电板角度可调的光伏支架，包括检测与控制模块、支架本体、第一光伏板放置架、第二光伏板放置架及两套角度自动调节装置；
所述第一光伏板放置架和所述第二光伏板放置架分别设置在所述支架本体的两端，所述第一光伏板放置架和所述第二光伏板放置架结构相同，所述第一光伏板放置架和所述第二光伏板放置架均倾斜设置；
所述支架本体包括四个支撑腿和三个横梁，所述支撑腿包括地脚、套筒和伸缩滑杆，所述套筒固定在所述地脚上端，所述伸缩滑杆一端设置在所述套筒内并与所述套筒滑动连接，其中两个所述横梁的两端均与一个所述伸缩滑杆另一端固定连接；
所述第一光伏板放置架包括两个水平撑和三个斜撑，两个所述水平撑平行设置，上方所述水平撑两端分别与其中两个所述斜撑一端固定连接，下方所述水平撑两端分别与其中两个所述斜撑另一端固定连接，第三个所述斜撑两端分别与两个所述水平撑的中部固定连接，第三个所述横梁一端与所述第一光伏板放置架下方的水平撑中部连接，第三个所述横梁另一端穿过所述第二光伏板放置架下方的水平撑中部；
所述第一光伏板放置架下方的水平撑两端底部分别与所述支架本体一端的两个所述伸缩滑杆另一端转动连接；
所述第一光伏板放置架上设置有太阳能光伏电板，所述太阳能光伏电板与所述第一光伏板放置架通过卯榫或钢钉固定连接，一套所述角度自动调节装置设置在所述第一光伏板放置架下方的第三个所述横梁上，所述角度自动调节装置的调节杆与所述第一光伏板放置架固定连接；
所述检测与控制模块包括控制器和感光元件，所述感光元件设置在上方所述水平撑上，所述控制器设置在一个所述地脚内，所述感光元件与所述控制器的信号输入端连接，所述角度自动调节装置的伺服单元与所述控制器的信号输出端连接。
优选地，所述第一光伏板放置架下方的所述水平撑两端底部分别与所述支架本体一端的两个所述伸缩滑杆另一端通过铰链铰接。
优选地，所述角度自动调节装置为液压伸缩装置或气动伸缩装置。
优选地，还包括销轴，所述水平撑两端沿周向均开设有定位槽，所述定位槽的弧长小于所述水平撑周长的一半，所述定位槽的宽度不小于所述伸缩滑杆的直径，两个所述伸缩滑杆另一端均开设有与所述定位槽配合的定位孔，两个所述伸缩滑杆另一端分别插入所述水平撑两端的定位槽，所述销轴依次穿过所述水平撑和所述定位孔。
优选地，所述角度自动调节装置包括推杆电机和推杆，所述推杆电机设置在第三个所述横梁上，所述推杆一端与所述推杆电机的输出轴连接，所述推杆另一端与第三个所述斜撑连接，所述推杆电机与所述控制器的信号输出端连接。
优选地，所述第一光伏板放置架和所述第二光伏板放置架与所述支架本体的夹角均为20°-75°。
优选地，所述水平撑、套筒和伸缩滑杆的材质均为管型钢材，所述斜撑的材质均为U型钢材。
优选地，所述感光元件为光照强度检测传感器。
优选地，所述控制器为AT89C52单片机。
本发明提供的光伏电板角度可调的光伏支架结构合理，可迅速拆卸安装，第一光伏板放置架和第二光伏板放置架倾角可调节，解决了现有太阳能光伏电板支架在安装过程中，施工速度慢、组装繁琐、固定光伏板倾斜角度等问题，还可以根据太阳光线及季节灵活调整角度，除了可用在普通的分布式屋顶光伏发电系统外，也可广泛结合于光伏农业、光伏工业中使用，为中国新能源的推广和太阳能的综合利用贡献一份力量。
此外在施工时，该光伏支架可作为模块组，经预制装配好后阵列排开，为光伏电板的组装使用带来了极大的方便，进而大大提高了施工效率。
附图说明
图1为本发明实施例的光伏电板角度可调的光伏支架的总体结构示意图；
图2为实施例1的光伏电板角度可调的光伏支架的爆炸图；
图3为实施例1的局部视图；
图4为实施例2的光伏电板角度可调的光伏支架的爆炸图；
图5为实施例2局部视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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的技术方案和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
实施例1
本实施例提供了一种光伏电板角度可调的光伏支架，具体如图1所示，包括检测与控制模块、支架本体1、第一光伏板放置架2、第二光伏板放置架及两套角度自动调节装置19。第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架分别设置在支架本体1的两端，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架结构相同，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架均倾斜设置。
如图2和图3所示，支架本体1包括四个支撑腿和三个横梁4，支撑腿包括地脚17、套筒5和伸缩滑杆6，套筒5固定在地脚17上端，伸缩滑杆6一端设置在套筒5内并与套筒5滑动连接，其中两个横梁4的两端均与一个伸缩滑杆6另一端固定连接，根据屋顶坡度，调整伸缩滑杆6高度，来使地脚与屋顶平面最大程度契合。
第一光伏板放置架2包括两个水平撑7和三个斜撑8，两个水平撑7平行设置，上方水平撑7两端分别与其中两个斜撑8一端固定连接，下方水平撑7两端分别与其中两个斜撑8另一端固定连接，第三个斜撑8两端分别与两个水平撑7的中部固定连接，第三个横梁4一端与第一光伏板放置架2下方的水平撑7中部连接，第三个横梁4另一端穿过第二光伏板放置架下方的水平撑7中部；
第一光伏板放置架2下方的水平撑7两端底部分别与支架本体1一端的两个伸缩滑杆6另一端转动连接，本实施例中为铰链18铰接。
第一光伏板放置架2上设置有太阳能光伏电板9，太阳能光伏电板9与第一光伏板放置架2通过卯榫或钢钉固定连接，一套角度自动调节装置19设置在第一光伏板放置架2下方的第三个横梁4上，角度自动调节装置19的调节杆与第一光伏板放置架2固定连接；
检测与控制模块包括控制器13和感光元件14，感光元件14设置在上方水平撑7上，控制器13设置在一个地脚17内，感光元件14与控制器13的信号输入端连接，角度自动调节装置19的伺服单元与控制器13的信号输出端连接。
本实施例中，控制器13为AT89C52单片机，角度自动调节装置19为液压伸缩装置或气动伸缩装置，水平撑7、套筒5和伸缩滑杆6的材质均为管型钢材，斜撑8的材质均为U型钢材，感光元件14为光照强度检测传感器。
具体的，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架与支架本体1的夹角均为20°-75°，本实施例选择20°、45°和75°。
光照强度检测传感器对光线的强弱进行感应，并将感应值反馈给控制器13，控制器13根据接收到的光线强弱值计算出某一时刻第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架3的最佳倾斜度，并根据计算值控制角度自动调节装置19的伺服单元的输入电流，角度自动调节装置19的运行方向，进而达到控制第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架3采光角度的目的，实现光伏电板能够始终接受最大光照量。
实施例2
本实施例提供了一种光伏电板角度可调的光伏支架，具体如图1所示，包括检测与控制模块、支架本体1、第一光伏板放置架2、第二光伏板放置架及两套角度自动调节装置19。第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架分别设置在支架本体1的两端，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架结构相同，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架均倾斜设置。
如图4和图5所示，支架本体1包括四个支撑腿和三个横梁4，支撑腿包括地脚17、套筒5和伸缩滑杆6，套筒5固定在地脚17上端，伸缩滑杆6一端设置在套筒5内并与套筒5滑动连接，其中两个横梁4的两端均与一个伸缩滑杆6另一端固定连接，根据屋顶坡度，调整伸缩滑杆6高度，来使地脚与屋顶平面最大程度契合。
第一光伏板放置架2包括两个水平撑7和三个斜撑8，两个水平撑7平行设置，上方水平撑7两端分别与其中两个斜撑8一端固定连接，下方水平撑7两端分别与其中两个斜撑8另一端固定连接，第三个斜撑8两端分别与两个水平撑7的中部固定连接，第三个横梁4一端与第一光伏板放置架2下方的水平撑7中部连接，第三个横梁4另一端穿过第二光伏板放置架下方的水平撑7中部；
第一光伏板放置架2下方的水平撑7两端底部分别与支架本体1一端的两个伸缩滑杆6另一端转动连接。本实施例中此处的具体连接方式为，本实施例还包括销轴10，水平撑7两端沿周向均开设有定位槽11，定位槽11的弧长小于水平撑7周长的一半，定位槽11的宽度不小于伸缩滑杆6的直径，两个伸缩滑杆6另一端均开设有与定位槽11配合的定位孔12，两个伸缩滑杆6另一端分别插入水平撑7两端的定位槽11，销轴10依次穿过水平撑7和定位孔12。
第一光伏板放置架2上设置有太阳能光伏电板9，太阳能光伏电板9与第一光伏板放置架2通过卯榫或钢钉固定连接，一套角度自动调节装置19设置在第一光伏板放置架2下方的第三个横梁4上，角度自动调节装置19的调节杆与第一光伏板放置架2固定连接；本实施例中角度自动调节装置19包括推杆电机15和推杆16，推杆电机15设置在第三个横梁4上，推杆16一端与推杆电机15的输出轴连接，推杆16另一端与第三个斜撑8连接，推杆电机15与控制器13的信号输出端连接。
检测与控制模块包括控制器13和感光元件14，感光元件14设置在上方水平撑7上，控制器13设置在一个地脚17内，感光元件14与控制器13的信号输入端连接，推杆电机15与控制器13的信号输出端连接。
本实施例中，控制器13为AT89C52单片机，水平撑7、套筒5和伸缩滑杆6的材质均为管型钢材，斜撑8的材质均为U型钢材，感光元件14为光照强度检测传感器。
具体的，第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架与支架本体1的夹角均为20°-75°，本实施例选择20°、45°和75°。
光照强度检测传感器对光线的强弱进行感应，并将感应值反馈给控制器13，控制器13根据接收到的光线强弱值计算出某一时刻第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架3的最佳倾斜度，并根据计算值控制推杆电机15的输入电流，改变推杆电机15的转轴转向，使得推杆电机15控制推杆16上升或下降，进而达到控制第一光伏板放置架2和第二光伏板放置架3采光角度的目的，实现光伏电板能够始终接受最大光照量。
关于光伏电板倾斜角度的确定方法
以东北寒地地区为例，由于同一地点一天内太阳高度角是不断变化的，所以光伏阵列在不同时间接收最大太阳辐射量的倾斜角度也是不断变化的，对于并网光伏系统固定式光伏阵列倾角通常选择全年能接收辐射量最大的某一个角度，固定可调式是在固定式的基础上，在不同月份或不同季节对角度进行调节从而提高发电量。以吉林长春为例：
长春的经纬度是：东经125°19′,北纬43°43′；其正午太阳高度角最大时是夏至日(太阳直射北回归线——北纬23°26′),正午太阳高度角最小时是冬至日(太阳直射南回归线——南纬23°26′)；
所以
由：太阳板倾角＝90度—当地的太阳高度角每个地区的太阳高度角都不一样，而且冬季和夏季的太阳高度角也是不一样的。
且：长春的最大正午太阳高度角是90°－|43°43′－23°26′|＝90°－20°17′＝69°43′
长春的最大正午太阳高度角是90°－|43°43′+23°26′|＝90°－67°09′＝22°51′
所以：可以得出当大约倾斜角度在42°时倾斜面上全年总辐射量最大并基于这一理论编制AT89C52单片机程序，使其能自动调节至最大光照量。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，包括检测与控制模块、支架本体(1)、第一光伏板放置架(2)、第二光伏板放置架(3)及两套角度自动调节装置(19)；
所述第一光伏板放置架(2)和所述第二光伏板放置架(3)分别设置在所述支架本体(1)的两端，所述第一光伏板放置架(2)和所述第二光伏板放置架(3)结构相同，所述第一光伏板放置架(2)和所述第二光伏板放置架(3)均倾斜设置；
所述支架本体(1)包括四个支撑腿和三个横梁(4)，所述支撑腿包括地脚(17)、套筒(5)和伸缩滑杆(6)，所述套筒(5)固定在所述地脚(17)上端，所述伸缩滑杆(6)一端设置在所述套筒(5)内并与所述套筒(5)滑动连接，两个所述横梁(4)的两端均与一个所述伸缩滑杆(6)另一端固定连接；
所述第一光伏板放置架(2)包括两个水平撑(7)和三个斜撑(8)，两个所述水平撑(7)平行设置，上方所述水平撑(7)两端分别与两个所述斜撑(8)一端固定连接，下方所述水平撑(7)两端分别与两个所述斜撑(8)另一端固定连接，第三个所述斜撑(8)两端分别与两个所述水平撑(7)的中部固定连接，第三个所述横梁(4)一端与所述第一光伏板放置架(2)下方的水平撑(7)中部连接，第三个所述横梁(4)另一端穿过所述第二光伏板放置架(3)下方的水平撑(7)中部；
所述第一光伏板放置架(2)下方的水平撑(7)两端底部分别与所述支架本体(1)一端的两个所述伸缩滑杆(6)另一端转动连接；
所述第一光伏板放置架(2)上设置有太阳能光伏电板(9)，所述太阳能光伏电板(9)与所述第一光伏板放置架(2)通过卯榫或钢钉固定连接，一套所述角度自动调节装置(19)设置在所述第一光伏板放置架(2)下方的第三个所述横梁(4)上，所述角度自动调节装置(19)的调节杆与所述第一光伏板放置架(2)固定连接；
所述检测与控制模块包括控制器(13)和感光元件(14)，所述感光元件(14)设置在上方所述水平撑(7)上，所述控制器(13)设置在一个所述地脚(17)内，所述感光元件(14)与所述控制器(13)的信号输入端连接，所述角度自动调节装置(19)的伺服单元与所述控制器(13)的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述第一光伏板放置架(2)下方的所述水平撑(7)两端底部分别与所述支架本体(1)一端的两个所述伸缩滑杆(6)另一端通过铰链(18)铰接。
3.根据权利要求2所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述角度自动调节装置(19)为液压伸缩装置或气动伸缩装置。
4.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，还包括销轴(10)，所述水平撑(7)两端沿周向均开设有定位槽(11)，所述定位槽(11)的弧长小于所述水平撑(7)周长的一半，所述定位槽(11)的宽度不小于所述伸缩滑杆(6)的直径，两个所述伸缩滑杆(6)另一端均开设有与所述定位槽(11)配合的定位孔(12)，两个所述伸缩滑杆(6)另一端分别插入所述水平撑(7)两端的定位槽(11)，所述销轴(10)依次穿过所述水平撑(7)和所述定位孔(12)。
5.根据权利要求4所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述角度自动调节装置(19)包括推杆电机(15)和推杆(16)，所述推杆电机(15)设置在第三个所述横梁(4)上，所述推杆(16)一端与所述推杆电机(15)的输出轴连接，所述推杆(16)另一端与第三个所述斜撑(8)连接，所述推杆电机(15)与所述控制器(13)的信号输出端连接。
6.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述第一光伏板放置架(2)和所述第二光伏板放置架(3)与所述支架本体(1)的夹角均为20°-75°。
7.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述水平撑(7)、套筒(5)和伸缩滑杆(6)的材质均为管型钢材，所述斜撑(8)的材质均为U型钢材。
8.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述感光元件(14)为光照强度检测传感器。
9.根据权利要求1所述的光伏电板角度可调的光伏支架，其特征在于，所述控制器(13)为AT89C52单片机。
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Dong Junyan Inventor after: Zhang Shuai Inventor after: Quan Zhen Inventor after: Xin Lisen Inventor after: Jiao Huiyi Inventor after: Ma Chuanpeng Inventor after: Wang Yaning Inventor after: Tan Yuetong Inventor before: Dong Junyan Inventor before: Quan Zhen Inventor before: Xin Lisen Inventor before: Ma Chuanpeng Inventor before: Wang Yaning Inventor before: Zhang Shuai Inventor before: Tan Yuetong Inventor before: Jiao Huiyi |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180508 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |