CN113904616B - 柔性光伏支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性光伏支架，其包括：第一支撑组件，第一支撑组件的数量为多个且沿第一方向间隔设置；及多个拉索组件，拉索组件依次设于各第一支撑组件之间，拉索组件上设有多个光伏组件；下弦索，下弦索设置于拉索组件的下方，下弦索与拉索组件的延伸方向一致且呈朝向拉索组件方向隆起的反拱结构，下弦索位于相邻的两个第一支撑组件之间；以及多个架体，下弦索与拉索组件之间通过多个架体连接。下弦索的设置能够通过架体提供给拉索组件下拉力，使柔性光伏支架在受到向上的风荷载时能够保持良好的工作能力。下弦索可通过改变施加的预应力调整其预拱度，以改变拉索组件受到的下拉力大小，提升柔性光伏支架在受到向上的风荷载时的稳定性。

Description

柔性光伏支架

技术领域

本发明涉及光伏支架技术领域，尤其涉及一种柔性光伏支架。

背景技术

近年来，清洁能源得到了国家层面的重视，得到了空前的发展。清洁能源主要包括风能、光伏、水利等，其中光伏能够将太阳光转变为电能，不受气候等条件限制，适用范围广，得到了人们更多的青睐。现有的光伏设备主要由柔性光伏支架和光伏模组构成。柔性光伏支架通常由柔性承重索、钢立柱、钢斜柱或斜拉索、钢梁及基础组成，具有结构简单、材料使用较少、质量轻、建设周期短等传统支架所缺乏的优点。

现有柔性光伏支架在实际使用时存在一定问题，由于其光伏组件是由钢绞线制成的拉索进行串联，仅在轴向具有较大的刚度，因此当光伏组件受到向上方向的风载荷时，受限于其大挠度的结构形态，结构很难保持稳定，承载能力减弱，抗风稳定性差。

发明内容

基于此，有必要提供一种柔性光伏支架，旨在解决现有柔性光伏支架抗风和承载能力差，结构稳定性若的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种柔性光伏支架，其包括：

第一支撑组件，所述第一支撑组件的数量为多个且沿第一方向间隔设置；及

多个拉索组件，所述拉索组件依次设于各所述第一支撑组件，所述拉索组件上设有多个光伏组件；

下弦索，所述下弦索设置于所述拉索组件的下方，所述下弦索与所述拉索组件的延伸方向一致且呈朝向所述拉索组件方向隆起的反拱结构，所述下弦索位于相邻所述第一支撑组件之间；以及

多个架体，所述下弦索与所述拉索组件之间通过多个所述架体连接。

在其中一个实施例中，所述拉索组件包括上拉索和下拉索，所述上拉索和所述下拉索依次设于各所述第一支撑组件，所述光伏组件分别与所述上拉索和所述下拉索连接，所述架体包括第一连杆和第二连杆，所述上拉索通过所述第一连杆与所述下弦索连接，所述下拉索通过所述第二连杆与所述下弦索连接。

在其中一个实施例中，所述第一连杆和所述第二连杆均包括第一杆体、第二杆体和自适应伸缩单元，所述第一杆体通过所述自适应伸缩单元与所述第二杆体伸缩活动连接，以使所述第一连杆和所述第二连杆的长度跟随所述下弦索的拱度自适应调节。

在其中一个实施例中，所述自适应伸缩单元包括支撑轴和扭力件，所述扭力件包括主体，及连接于所述主体的第一连接臂和第二连接臂，所述第一杆体开设有第一限位孔，所述第二杆体开设有第二限位孔，所述支撑轴转动连接所述第一杆体和所述第二杆体，所述主体套装于所述支撑轴的外部，所述第一连接臂插接于所述第一限位孔内，所述第二连接臂插接于所述第二限位孔内，在所述扭力件发生扭转形变时，所述第一杆体能够相对所述第二杆体进行伸缩滑移。

在其中一个实施例中，所述柔性光伏支架还包括导风组件，所述导风组件设置于所述光伏组件或者所述架体上，所述导风组件包括弧形导风罩，所述弧形导风罩朝背离所述光伏组件的方向凸出设置，且可选择地布置于所述光伏组件的下方或者水平侧方。

在其中一个实施例中，所述导风组件还包括风压传感器和用于输出旋转驱动力的驱动器，所述风压传感器设置于所述光伏组件的底部和侧部，用于感测所述光伏组件承受的风压，所述驱动器与所述弧形导风罩驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩在所述光伏组件的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。

在其中一个实施例中，所述导风组件还包括压力传感器、风压传感器和用于输出旋转驱动力的驱动器，所述拉索组件通过所述压力传感器与所述第一支撑组件相连，所述风压传感器设置于所述光伏组件的底部和侧部，用于感测所述光伏组件承受的风压，所述驱动器与所述弧形导风罩驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩在所述光伏组件的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。

在其中一个实施例中，所述柔性光伏支架还包括多个光照角度调节组件，所述光照角度调节组件与所述第一支撑组件以及所述拉索组件一一对应组装；所述光照角度调节组件包括光线传感器、驱动单元和翻转执行单元，所述光线传感器与所述驱动单元电连接，所述驱动单元与所述翻转执行单元驱动连接，所述翻转执行单元用于自动调节所述光伏组件的朝向和倾斜角度。

在其中一个实施例中，所述光线传感器包括座体、第一驱动电机、载板、视觉相机和传感器本体，所述第一驱动电机设置于所述座体上，所述载板与所述第一驱动电机驱动连接，所述视觉相机和所述传感器本体分别设置于所述载板上。

在其中一个实施例中，所述驱动单元包括第二驱动电机和驱动轴，所述翻转执行单元包括翻转臂、翻转抱环和止动环，所述驱动轴的一端与所述第二驱动电机连接，所述驱动轴的另一端与所述翻转臂的一端连接，所述翻转抱环设置于所述翻转臂的另一端，且所述翻转抱环通过所述止动环与所述拉索组件连接以驱动所述拉索组件在水平面内旋转。

在其中一个实施例中，所述驱动轴的一端设有第一止动齿纹，所述翻转臂的一端设置有套圈，所述套圈的内圈壁设有第二止动齿纹，所述第一止动齿纹与所述第二止动齿纹相咬合。

在其中一个实施例中，所述第一连杆和所述第二连杆与所述下弦索连接的一端连为一体，所述架体还包括第三连杆，所述第一连杆与所述上拉索连接的一端与所述第二连杆与所述下拉索连接的一端通过所述第三连杆连为一体。

在其中一个实施例中，所述柔性光伏支架还包括连接索，所述连接索与所述下拉索连接，所述连接索经过其中一个所述第二连杆与所述下拉索的交点并与与上述第二连杆位于同一所述架体的所述第一连杆连接。

在其中一个实施例中，所述连接索位于相邻所述第一支撑组件之间并沿所述第二方向延伸且将各所述拉索组件连为一体，位于相邻所述第一支撑组件之间的所述连接索的数量为一个或多个，并能够将位于相邻所述第一支撑组件之间的所述拉索组件的部分不等分。

在其中一个实施例中，所述柔性光伏支架还包括位于所述连接索两端的第二支撑组件，以施加给所述连接索预应力。

在其中一个实施例中，所述第二支撑组件包括外侧立柱和外侧拉杆，所述连接索的一端设于所述外侧立柱的一侧，所述外侧拉杆设于所述外侧立柱的另一侧，以提供给所述外侧立柱拉力。

在其中一个实施例中，所述柔性光伏支架还包括弹性部件，所述连接索的端部通过所述弹性部件与所述第二支撑组件连接。

在其中一个实施例中，位于相邻所述第一支撑组件之间的所述连接索的数量为(L/16)²，其中L为所述拉索组件的跨径，单位为米。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

1）上述方案的柔性光伏支架，除了具备极佳的光伏组件支撑效能之外，其还能够提升抵抗自重和外部载荷的能力。具体而言，该柔性光伏支架包括多个依次设于各第一支撑组件之间的拉索组件，该拉索组件上设有多个光伏组件，如此得光伏组件能够倾斜设置以面向太阳，充分获取光能，以提升自身的光电转换效能。进一步地，通过相邻的第一支撑组件之间安装下弦索，并使下弦索处于拉索组件的下方并呈朝向拉索组件方向隆起的反拱结构，并且下弦索还通过多个架体与拉索组件连接，如此通过下弦索的设置能够通过架体提供给拉索组件下拉力，使得柔性光伏支架在受到向上的风荷载时能够保持良好的工作能力。进一步地，下弦索可通过改变施加的预应力调整其预拱度，以改变拉索组件受到的下拉力大小，进一步提升柔性光伏支架在受到向上的风荷载时的稳定性。

2）由于拉索组件位于两个第一支撑组件之间的部分不等分，即形成长度大小不一的多个索段，如此使得位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件的部分被连接索分隔的各索段之间频率存在差异，当其中某一部分索段在向上流动的风动力荷载作用下发生振动时，其余部分的索段能够在低于其原有频率下发生振动，也即索段之间的振动会形成相互制约关系，使原本会振动较大、增幅较大的索段得到抑制，进而有利于维持柔性光伏支架的稳定。

3）下弦索通过改变施加的预应力调整其预拱度时，下弦索会进行上升（即拱起程度增大）或下降移动（拱起程度减小），此时就要求第一连杆和第二连杆的长度能够跟随下弦索的拱度变化进行调整，以避免对下弦索造成干涉。此时，本方案中的自适应伸缩单元能够跟随下弦索的运动而进行主动伸缩变形，即实现第一杆体能够相对第二杆体在竖向方向上升降移动，达到主动调节第一连杆和第二连杆的长度效果，保证第一连杆和第二连杆的长度变化跟随下弦索的拱度变化的目的，避免定长的第一连杆和第二连杆对下弦索造成干涉。

4）在下弦索调节拱度的过程中，下弦索会增大对第一连杆和第二连杆产生竖直方向的拉拽力（拱度减小）或者减小对第一连杆和第二连杆产生竖直方向的拉拽力（拱度增大），此时扭力件受下弦索的作用力而产生扭转形变，第一连接臂和第二连接臂相应自主进行上下摆动，从而在第一连接臂与第一限位孔以及第二连接臂与第二限位孔的抵接配合下，带动第一杆体与第二杆体作升降方向相对滑移，以使第一连杆和第二连杆的长度增大或者减小，实现跟随下弦索的拱度变化而进行自适应主动调节。并且在调节过程中，借助扭力件的弹性扭力，可以始终保证第一杆体与第二杆体足够的强度，确保对拉索组件的限位和约束作用，避免柔性光伏支架在受到向上的风荷载时发生偏振和晃动。

5）工作时，第二驱动电机输出旋转动力从而带动翻转臂朝预设方向旋转，翻转臂通过翻转抱环和止动环与拉索组件连接固定，使得翻转臂能够带动拉索组件和光伏组件同步同向旋转，进而可使光伏组件的倾斜角度和朝向跟随太阳光线作出适配调整，保证入射光线量，提高光伏组件工作效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

其中：

图1为一个实施例中柔性光伏支架的局部轴视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的主视图；

图4为图1的左视图；

图5为图1的右视图；

图6为图1所示柔性光伏支架中拉索组件与下弦索的连接示意图；

图7为一个实施例中柔性光伏支架中上拉索与第一弹性件的连接示意图；

图8为一实施例中第一连杆和第二连杆的结构示意图；

图9为一实施例中导风组件安装于光伏组件上的结构示意图；

图10为一实施例中光照角度调节组件与拉索组件连接的结构示意图；

图11为本一实施例中驱动单元、翻转执行单元与拉索组件的组装结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

现有柔性光伏支架在实际使用时存在一定问题，由于其光伏组件是由钢绞线制成的拉索进行串联，仅在轴向具有较大的刚度，因此在风荷载的作用下，极易发生水平和扭转运动，导致光伏组件的破坏。且拉索结构刚度较小，在自重及风荷载、雪荷载等动力载荷的作用下，会产生较大的挠度，因此对于柔性光伏支架跨径有较大限制。

为解决上述技术问题本发明提供了一种柔性光伏支架，其实质上为一种光电转化设备，可以安装于公司、学校、工厂或野外等各种空旷场合环境中，实现将太阳能转化成电能，以提高和改善人们可再生能源的应用。

请一并结合图1和图2，现对本发明提供的柔性光伏支架进行说明。该柔性光伏支架包括第一支撑组件及多个拉索组件10。第一支撑组件的数量为多个且沿第一方向间隔设置。拉索组件10依次设于各第一支撑组件之间。各拉索组件10沿第二方向间隔设置。第二方向垂直于第一方向。拉索组件10上设有多个光伏组件20，柔性光伏支架还包括连接索30，连接索30位于相邻的两个第一支撑组件之间并沿第二方向延伸且将各拉索组件10连为一体，位于相邻的两个第一支撑组件之间的连接索30的数量为一个或多个，并能够将位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件10的部分不等分。例如，当连接索30的数量为一个，该连接索30能够将位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件10的部分沿第一方向分隔成不相等的两部分。当连接索30的数量为多个时，各连接索30能够将位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件10的部分沿第一方向分隔成不相等的多个部分。本实施例中，第一方向平行于图1和图2所示箭头X所指方向，第二方向平行于图1和图2所示箭头Y所指方向。

综上，实施本发明实施例，将具有如下有益效果：上述方案的柔性光伏支架，除了具备极佳的光伏组件20支撑效能之外，其还能够提升抵抗自重和外部载荷的能力。具体而言，该柔性光伏支架包括多个依次设于各第一支撑组件之间的拉索组件10，该拉索组件10上设有多个光伏组件20，如此光伏组件20能够倾斜设置以面向太阳。

进一步地，柔性光伏支架还包括连接索30，该连接索30位于相邻的两个第一支撑组件之间并能够将各拉索组件10连为一体，位于相邻的两个第一支撑组件之间的连接索30的数量为一个或多个，并能够将位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件10的部分不等分。由于拉索组件10位于两个第一支撑组件之间的部分不等分，即形成长度大小不一的多个索段，如此使得位于相邻的两个第一支撑组件之间的拉索组件10的部分被连接索30分隔的各索段之间频率存在差异，当其中某一部分索段在向上流动的风动力荷载作用下发生振动时，其余部分的索段能够在低于其原有频率下发生振动，也即索段之间的振动会形成相互制约关系，使原本会振动较大、增幅较大的索段得到抑制，进而有利于维持柔性光伏支架的稳定。

在一个实施例中，请继续参阅图1和图2，柔性光伏支架还包括位于连接索30两端的第二支撑组件40，以施加给连接索30预应力。如此使得当被连接索30分隔的各部分中的某一部分在动力荷载作用下发生振动时，由于第二支撑组件40通过连接索30对拉索组件10的其余部分进行限制，造成其余部分不会随上述某一部分的振动而发生振动，进而不会引起结构的整体振动，进一步提升柔性光伏支架的稳定。第二支撑组件40可为设置在地面或基台等固定结构上连接端，以提供给连接索30预应力。进一步地，本实施例中，第二支撑组件40包括外侧立柱41和外侧拉杆42，连接索30的一端设于外侧立柱41的一侧，外侧拉杆42设于外侧立柱41的另一侧，以提供给外侧立柱41拉力。如此使得第二支撑组件40提供给连接索30的预应力能够通过外侧立柱41传递至连接索30，保证预应力与连接索30的延伸方向一致，进一步提升柔性光伏支架的稳定。

进一步地，位于相邻的两个第一支撑组件之间的连接索30的数量为(L/16)²，其中L为拉索组件10的跨径，单位为米。其中，拉索组件10的跨指的是位于相邻的两个第一支撑组件之间的部分。当拉索组件10仅在两侧设置第一支撑组件时，则该拉索组件10具有一跨，则跨径为两个第一支撑组件之间的水平间距。当拉索组件10为多跨时，即除了在拉索组件10两侧设置第一支撑组件，拉索组件10的中部还设置至少一个第一支撑组件。请一并结合图1和图2，本实施例中，多个第一支撑组件中包括位于拉索组件10两端的两个外支撑组件50，以及位于拉索组件10中部的至少一个中支撑组件60，以对拉索组件10的中部进行支撑。如此通过外支撑组件50和中支撑组件60能够将拉索组件10分成多跨。本实施例中，位于同一跨的连接索30的数量为一个或多个，并能够将该跨不等分，如此使得该跨被连接索30分隔的各部分之间频率存在差异，当某一部分在动力荷载作用下发生振动时，其余部分能够在低于其原有频率下发生振动，有利于柔性光伏支架的稳定。

在一个实施例中，请一并结合图1至图3及图6，拉索组件10包括上拉索11和下拉索12，上拉索11和下拉索12依次设于各第一支撑组件之间，光伏组件20分别与上拉索11和下拉索12连接。如此通过上拉索11和下拉索12的支撑能够保证光伏组件20倾斜设置以面向太阳。可以理解为在其他实施例中，拉索组件10还可以包括其他拉索和/或桁架结构以提升拉索组件10的整体刚度。进一步地，连接索30与下拉索12连接。如此在保证连接索30与拉索组件10之间连接稳定性的同时，还能够避免连接索30对光伏组件20造成遮挡，避免连接索30的阴影遮盖光伏组件20，影响发电效率。

在一个实施例中，柔性光伏支架还包括弹性部件，连接索30的端部通过弹性部件与第二支撑组件40连接。通过弹性部件的设置使得当连接索30松弛时能够有效降低连接索30预应力的损失，保证对拉索组件10承重的强度。本实施例中，弹性部件为弹簧，其连接于外侧立柱41和连接索30之间。

在一个实施例中，如图2所示，柔性光伏支架还包括第一交叉索71。第一交叉索71位于相邻的两个第一支撑组件之间并将至少两个拉索组件10连为一体，第一交叉索71的两端分别靠近相邻的两个第一支撑组件设置且沿第三方向延伸，第三方向位于第一方向和第二方向之间。如此第一交叉索71能够沿第三方向相对拉索组件10倾斜的方式将至少两个拉索组件10连为一体，以能够增强拉索组件10的阻尼比，进而增强柔性光伏支架的抗风性能。

在一个实施例中，请继续参阅图2，柔性光伏支架还包括第二交叉索72，第二交叉索72与第一交叉索71交叉设置，以能够进一步提升拉索组件10的阻尼比。进一步地，第一交叉索71和第二交叉索72关于第二方向对称设置，如此能够保证阻尼比提升的均匀性。可以理解为在其他实施例中，第二交叉索72与第一交叉索71的位置关系还可为其他方式或者除了设置第一交叉索71和第二交叉索72之外还可以设置其他交叉索，以改变或提升拉索组件10的阻尼比。进一步地，第一交叉索71和第二交叉索72与下拉索12连接。如此能够防止第一交叉索71和第二交叉索72的阴影遮盖光伏组件20，影响发电效率。可以理解为在其他实施例中，第一交叉索71和第二交叉索72还可以与上拉索11连接，或与拉索组件10的其他结构连接。进一步地，第一交叉索71和第二交叉索72连为一体。如此使得第一交叉索71和第二交叉索72构成一个整体以提升拉索组件10的阻尼比。本实施例中，第一交叉索71和第二交叉索72的一端位于下拉索12与外支撑组件50连接处，另一端位于下拉索12与中支撑组件60连接处。

在一个实施例中，柔性光伏支架还包括弹性组件，拉索组件10的端部通过弹性组件与第一支撑组件连接。通过弹性组件的设置使得当拉索组件10松弛时能够有效降低拉索组件10预应力的损失，保证对拉索组件10承重的强度。具体地，弹性组件包括第一弹性件111和第二弹性件。上拉索11的端部通过第一弹性件111与第一支撑组件连接，下拉索12的端部通过第二弹性件与第一支撑组件连接。如此通过第一弹性件111和第二弹性件的设置能够分别在上拉索11和下拉索12松弛时能够有效降低上拉索11和下拉索12预应力的损失，进而保证对拉索组件10承重的强度。本实施例中，第一弹性件111、第二弹性件和弹性部件均为弹簧，且结构和连接关系相近。如图7所示，以第一弹性件111为例，其包括拉伸部和位于拉伸部两侧的勾部，上拉索11的端部固设有连接架112，该连接架112上设有杆件以方便与其中一个勾部连接，另外一个勾部与第一支撑组件连接，以使的第一支撑组件能够通过第一弹性件111提供给上拉索11预应力。

在一个实施例中，请一并结合图1、图3和图6，拉索组件10的下方设有下弦索80。下弦索80与拉索组件10的延伸方向一致且呈朝向拉索组件10方向隆起的反拱结构。下弦索80位于相邻的两个第一支撑组件之间，即对应拉索组件10的每一跨设置。进一步地，下弦索80与拉索组件10之间通过多个架体90连接。如此通过下弦索80的设置能够通过架体90提供给拉索组件10下拉力，使得柔性光伏支架在受到向上的风荷载时能够保持良好的工作能力。进一步地，下弦索80可通过改变施加的预应力调整其预拱度，以改变拉索组件10受到的下拉力大小，进一步提升柔性光伏支架在受到向上的风荷载时的稳定性。

在一个实施例中，如图3所示，各架体90位于下弦索80与拉索组件10之间的尺寸包括多个，以保证拉索组件10位于第一方向和第二方向的所在平面内。即通过各架体90具有不尽相同的竖直方向上的尺寸，在保证下弦索80呈拱形的基础上，保证拉索组件10水平，进而保证光伏组件20位置固定，不受下弦索80拉力影响而发生倾斜。

在一个实施例中，如图1和图6所示，架体90包括第一连杆91和第二连杆92。上拉索11通过第一连杆91与下弦索80连接，下拉索12通过第二连杆92与下弦索80连接。如此使得下弦索80能够分别与上拉索11和下拉索12连接，并分别提供下拉力，保证上拉索11和下拉索12受到向上的风荷载时的稳定性。可以理解为在其他实施例中，当拉索组件10还包括其他拉索时，同样可增加架体90的连杆结构将其与下弦索80连接。另外，由于上拉索11和下拉索12在竖直方向上的位置不同，因此第一连杆91和第二连杆92的尺寸和倾斜角度需要进行设计，以保证上拉索11和下拉索12水平，进而保证光伏组件20不发生倾斜。

在一个实施例中，如图1所示，第一连杆91和第二连杆92与下弦索80连接的一端连为一体。如此能够减少第一连杆91和第二连杆92与下弦索80之间的连接位置，保证上拉索11、下拉索12和下弦索80与同一架体90连接的连接位置共面，保证上述连接位置的受力位于同一平面内，从而避免架体90将上拉索11、下拉索12和下弦索80连接后由于受力不共面而发生扭转，降低柔性光伏支架的稳定性。

如图8所示，在上述任一实施例的基础上，所述第一连杆91和所述第二连杆92均包括第一杆体100、第二杆体200和自适应伸缩单元300，所述第一杆体100通过所述自适应伸缩单元300与所述第二杆体200伸缩活动连接，以使所述第一连杆91和所述第二连杆92的长度跟随所述下弦索80的拱度自适应调节。

下弦索80通过改变施加的预应力调整其预拱度时，下弦索80会进行上升（即拱起程度增大）或下降移动（拱起程度减小），此时就要求第一连杆91和第二连杆92的长度能够跟随下弦索80的拱度变化进行调整，以避免对下弦索80造成干涉。此时，本方案中的自适应伸缩单元300能够跟随下弦索80的运动而进行主动伸缩变形，即实现第一杆体100能够相对第二杆体200在竖向方向上升降移动，达到主动调节第一连杆91和第二连杆92的长度效果，保证第一连杆91和第二连杆92的长度变化跟随下弦索80的拱度变化的目的，避免定长的第一连杆91和第二连杆92对下弦索80造成干涉。

具体而言，在上述实施例中，所述自适应伸缩单元300包括支撑轴310和扭力件320，所述扭力件320包括主体，及连接于所述主体的第一连接臂321和第二连接臂322，所述第一杆体100开设有第一限位孔，所述第二杆体200开设有第二限位孔，所述支撑轴310转动连接所述第一杆体100和所述第二杆体200，所述主体套装于所述支撑轴310的外部，所述第一连接臂321插接于所述第一限位孔内，所述第二连接臂322插接于所述第二限位孔内，在所述扭力件320发生扭转形变时，所述第一杆体100能够相对所述第二杆体200进行伸缩滑移。

支撑轴310布置在水平面内，扭力件320具备良好的弹性变形能力，使得第一连接臂321和第二连接臂322能够在竖直平面作向上或向下的自适应摆动。在不改变下弦索80的拱度时，扭力件320的弹性扭力能够稳固支撑第一连接臂321定位第一杆体100以及支撑第二连接臂322定位第二杆体200，保证第一连杆91和第二连杆92保持定长不变。

而在下弦索80调节拱度的过程中，下弦索80会增大对第一连杆91和第二连杆92产生竖直方向的拉拽力（拱度减小）或者减小对第一连杆91和第二连杆92产生竖直方向的拉拽力（拱度增大），此时扭力件320受下弦索80的作用力而产生扭转形变，第一连接臂321和第二连接臂322相应自主进行上下摆动，从而在第一连接臂321与第一限位孔以及第二连接臂322与第二限位孔的抵接配合下，带动第一杆体100与第二杆体200作升降方向相对滑移，以使第一连杆91和第二连杆92的长度增大或者减小，实现跟随下弦索80的拱度变化而进行自适应主动调节。并且在调节过程中，借助扭力件320的弹性扭力，可以始终保证第一杆体100与第二杆体200足够的强度，确保对拉索组件的限位和约束作用，避免柔性光伏支架在受到向上的风荷载时发生偏振和晃动。

可选地，上述的扭力件320采用扭簧或者其它具有等同技术效果的弹性部件。当扭力件320选用扭簧时，扭簧的弹性扭力能够使第一连杆91和第二连杆92保持足够的强度，保证对光伏组件20的支撑能力，使整体结构稳固可靠。

在一个实施例中，如图1和图6所示，架体90还包括第三连杆93，第一连杆91与上拉索11连接的一端与第二连杆92与下拉索12连接的一端通过第三连杆93连为一体。如此使得第一连杆91、第二连杆92和第三连杆93之间能够构成稳定三角形，进一步保证下弦索80与上拉索11和下拉索12之间连接的稳定性，进而提升柔性光伏支架的稳定性。

进一步地，如图3所示，下弦索80的两端分别设于相邻的两个第一支撑组件或分别靠近相邻的两个第一支撑组件设置。如此使得拉索组件10的每一跨都能均匀受到下弦索80提供的下拉力，保证拉索组件10的位置水平。本实施例中，下弦索80的两端分别设于相邻的两个第一支撑组件，并通过第一支撑组件提供预应力。

请继续参阅图9，可以理解的，上述采用下弦索80的设置方案，实质上为对柔性光伏支架设计的被动抗风载荷方案，其具有一定的局限性。为此，为了能够进一步增强柔性光伏支架的抗风能力，降低风荷载作用下对结构产生向上的力的影响。在上述任一实施例的基础上，所述柔性光伏支架还包括导风组件400，所述导风组件400设置于所述光伏组件20或者所述架体90上，所述导风组件400包括弧形导风罩410，所述弧形导风罩410朝背离所述光伏组件的方向凸出设置，且可选择地布置于所述光伏组件20的下方或者水平侧方。工作时，当风由下至上方向吹在光伏组件上，对光伏组件20产生向上的作用力时，由于光伏组件20的下方预设有弧形导风罩410，且弧形导风罩410的弧形凸出面面向风吹来的方向，使得弧形导风罩410对风起到导离作用，导离即指风导向光伏组件20的外周侧，避免风载荷完全直接作用在光伏组件20上，达到降低光伏组件20承受向上风载荷的效果。

具体而言，在一些实施例中，所述导风组件400还包括风压传感器420和用于输出旋转驱动力的驱动器430，所述风压传感器420设置于所述光伏组件20的底部和侧部，用于感测所述光伏组件20承受的风压，所述驱动器430与所述弧形导风罩410驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩410在所述光伏组件20的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。实际使用中，由于吹向光伏组件20的风的来向是不确定的，例如风会由下往上吹光伏组件20，或者从水平水面吹光伏组件20，都会增加光伏组件承受的风载荷，导致光伏组件20产生摆动，影响柔性光伏支架的结构稳定性。因此通过在光伏组件20的底部和侧部分别设置风压传感器420，风压传感器420可以实时且精准的感测来自下方和侧方的风量（也即风压力值），当下方或者侧方测量到的风压值大于预设值时，信号会传输至驱动器430，驱动器430驱动弧形导风罩410由光伏组件20的下方旋转摆动至侧方，或者从光伏组件20的侧方旋转摆动至下方，以对风起到导流分散效果，降低风载荷对结构产生的不稳定影响。

或者，作为上述实施例的可替代方案，所述导风组件400还包括压力传感器、风压传感器420和用于输出旋转驱动力的驱动器430，所述拉索组件10通过所述压力传感器与所述第一支撑组件相连，所述风压传感器420设置于所述光伏组件20的底部和侧部，用于感测所述光伏组件20承受的风压，所述驱动器430与所述弧形导风罩410驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩410在所述光伏组件20的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。本实施例方案与上述方案基本相同，区别在于多增加了压力传感器。因为当风从下方向上吹动光伏组件20时，光伏组件20会具有向上浮动的动势，此时压力传感器检测到的压力值会降低，这时压力传感器会反馈信号给驱动器430，驱动器430结合风压传感器420的信号进行综合判断，从而可以更加准确的控制弧形导风罩410的动作切换方向，避免出现误判，且压力和风压的双重信号反馈可以进一步提升导风组件400的工作可靠性。

在一个实施例中，如图1至图4所示，外支撑组件50包括外横梁51、多个外立柱52和多个外拉杆53。各外立柱52沿第二方向间隔设置。外横梁51将各外立柱52连为一体。拉索组件10的端部设于外横梁51的一侧。各外拉杆53与各外立柱52一一对应且设于外横梁51的另一侧，以提供给外横梁51拉力，以保证外横梁51提供给拉索组件10的预应力的稳定性。本实施例中，上拉索11和下拉索12的端部设于外横梁51。如图5所示，中支撑组件60包括中横梁61和多个中立柱62，各中立柱62沿第二方向间隔设置，中横梁61将各中立柱62连为一体，中横梁61上设有多组角钢611，角钢611用于与上拉索11和下拉索12连接，即角钢611用于支撑上拉索11和下拉索12，以提供给其预应力。角钢611包块两个存在高度差的支杆，各支杆分别与上拉索11和下拉索12连接，以使光伏组件20倾斜。通过调整两个支杆的高度差，能够改变光伏组件20的倾角。

在一个实施例中，请一并结合图3至图5，外侧拉杆42与外侧立柱41的夹角为30°~60°，外拉杆53与外立柱52的夹角为30°~60°。如此使得外侧拉杆42在向外侧立柱41提供侧向力的同时还能够向外侧立柱41提供下压力，进而提升外侧立柱41与地面或基台等固定结构连接的稳定性。同样的，上述设置使得外拉杆53在向外立柱52提供侧向力的同时还能够向外立柱52提供下压力，进而提升外立柱52与地面或基台等固定结构连接的稳定性。

在一个实施例中，连接索30经过其中一个第二连杆92与下拉索12的交点并与与上述第二连杆92位于同一架体90的第一连杆91连接。如此使得连接索30能够通过架体90与下弦索80连接，以提升连接索30受到向上的风荷载时稳定性。

在一个实施例中，如图1至图6所示，相邻光伏组件20间隔设置，如此能够避免在振动过程中相邻光伏组件20间发生碰撞，造成光伏组件20损坏。进一步地，架体90设于相邻光伏组件20之间，保证拉索组件10受到的向下作用力能够沿拉索组件10大致均匀分布，上述向下作用力至少包括拉索组件10自重、光伏组件20提供的下压力和下弦索80提供的下拉力。进一步地，光伏组件20通过L型角片与拉索组件10连接。L型角片通过U型螺栓分别与上拉索11和下拉索12连接。

在一个实施例中，下拉索12为通长索，保证各拉索组件10中下拉索12的预应力的一致性，避免下拉索12不通长导致各拉索组件10中的下拉索12张拉力存在差异，且施工更为复杂。

实际使用中，太阳东升西落是不断运动的，因此太阳与光伏组件的相对位置也是不断变化的。光伏组件若始终保持预设的固定倾斜角度，当太阳与光伏组件正对或者小角度斜对时，尚能保证照射到光伏组件上的光线充足，保障光伏组件的光电转换效能。而一旦太阳偏离光伏组件后，则会造成入射光线急剧下降，光伏组件的工作能力大幅降低，影响经济性。

请继续参阅图10，针对于上述问题，在上述任一实施例基础上，所述柔性光伏支架还包括多个光照角度调节组件500，所述光照角度调节组件500与所述第一支撑组件以及所述拉索组件一一对应组装；所述光照角度调节组件500包括光线传感器510、驱动单元520和翻转执行单元530，所述光线传感器510与所述驱动单元520电连接，所述驱动单元520与所述翻转执行单元530驱动连接，所述翻转执行单元530用于自动调节所述光伏组件的朝向和倾斜角度。

工作时，光线传感器510可以实时检测入射光线的强度，进而对入射光线的角度进行判断（如直射的光线强度要比成角度斜射的光线强度要大）；驱动单元520驱动翻转执行单元530带动拉索组件旋转，即可灵活调整光伏组件跟随太阳移动而进行随动旋转，保证光伏组件始终正对或小角度斜对太阳，保证入射光线充足，保障光伏组件的光电转换能力。

具体地，在一些实施例中，所述光线传感器510包括座体、第一驱动电机、载板、视觉相机和传感器本体，所述第一驱动电机设置于所述座体上，所述载板与所述第一驱动电机驱动连接，所述视觉相机和所述传感器本体分别设置于所述载板上。工作时，视觉相机朝向天空，可以获取太阳的影像，通过判断太阳是否处于图像的正中位置，并结合传感器本体检测到的光线强度，从而可以给出驱动光伏组件朝哪个方向进行旋转的依据，以实现光伏组件跟随太阳的移动而同步同向旋转。而设置第一驱动电机和载板，则能够实时调整视觉相机和传感器本体的角度，保证两者始终对准太阳的方向，提高检测准确性。

请继续参阅图11，在一些实施例中，所述驱动单元520包括第二驱动电机521和驱动轴522，所述翻转执行单元530包括翻转臂531、翻转抱环532和止动环533，所述驱动轴522的一端与所述第二驱动电机521连接，所述驱动轴522的另一端与所述翻转臂531的一端连接，所述翻转抱环532设置于所述翻转臂531的另一端，且所述翻转抱环532通过所述止动环533与所述拉索组件10连接以驱动所述拉索组件10在水平面内旋转。

工作时，第二驱动电机521输出旋转动力从而带动翻转臂531朝预设方向旋转，翻转臂531通过翻转抱环532和止动环533与拉索组件10连接固定，使得翻转臂531能够带动拉索组件10和光伏组件20同步同向旋转，进而可使光伏组件20的倾斜角度和朝向跟随太阳光线作出适配调整，保证入射光线量，提高光伏组件工作效能。本实施例中，止动环533通过一体连接方式固定在翻转抱环532的内环壁上，因此连接强度高。止动环533与拉索组件10紧紧箍紧，借助摩擦力可以可靠的带动拉索组件旋转，即实现调整光伏组件20的倾斜角度和朝向的目的。

进一步地，所述驱动轴522的一端设有第一止动齿纹5221，所述翻转臂531的一端设置有套圈5311，所述套圈5311的内圈壁设有第二止动齿纹5312，所述第一止动齿纹5221与所述第二止动齿纹5312相咬合。通过第一止动齿纹5221与第二止动齿纹5312咬合，能保证驱动轴522对翻转臂531的驱动同步性，防止因拉索组件10和光伏组件20的载荷较大而发生打滑。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (16)

1.一种柔性光伏支架，其特征在于，包括：

第一支撑组件，所述第一支撑组件的数量为多个且沿第一方向间隔设置；及

多个拉索组件，所述拉索组件依次设于各所述第一支撑组件，所述拉索组件上设有多个光伏组件；所述拉索组件包括上拉索和下拉索，所述上拉索和所述下拉索依次设于各所述第一支撑组件，所述光伏组件分别与所述上拉索和所述下拉索连接；

下弦索，所述下弦索设置于所述拉索组件的下方，所述下弦索与所述拉索组件的延伸方向一致且呈朝向所述拉索组件方向隆起的反拱结构，所述下弦索位于相邻所述第一支撑组件之间；以及

多个架体，所述下弦索与所述拉索组件之间通过多个所述架体连接，所述架体包括第一连杆和第二连杆，所述上拉索通过所述第一连杆与所述下弦索连接，所述下拉索通过所述第二连杆与所述下弦索连接，所述第一连杆和所述第二连杆均包括第一杆体、第二杆体和自适应伸缩单元，所述自适应伸缩单元包括支撑轴和扭力件，所述扭力件包括主体，及连接于所述主体的第一连接臂和第二连接臂，所述第一杆体开设有第一限位孔，所述第二杆体开设有第二限位孔，所述支撑轴转动连接所述第一杆体和所述第二杆体，所述主体套装于所述支撑轴的外部，所述第一连接臂插接于所述第一限位孔内，所述第二连接臂插接于所述第二限位孔内，在所述扭力件发生扭转形变时，所述第一杆体能够相对所述第二杆体进行伸缩滑移。

2.根据权利要求1所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述第一杆体通过所述自适应伸缩单元与所述第二杆体伸缩活动连接，以使所述第一连杆和所述第二连杆的长度跟随所述下弦索的拱度自适应调节。

3.根据权利要求1至2任一项所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述柔性光伏支架还包括导风组件，所述导风组件设置于所述光伏组件或者所述架体上，所述导风组件包括弧形导风罩，所述弧形导风罩朝背离所述光伏组件的方向凸出设置，且布置于所述光伏组件的下方或者水平侧方。

4.根据权利要求3所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述导风组件还包括风压传感器和用于输出旋转驱动力的驱动器，所述风压传感器设置于所述光伏组件的底部和侧部，用于感测所述光伏组件承受的风压，所述驱动器与所述弧形导风罩驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩在所述光伏组件的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。

5.根据权利要求3所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述导风组件还包括压力传感器、风压传感器和用于输出旋转驱动力的驱动器，所述拉索组件通过所述压力传感器与所述第一支撑组件相连，所述风压传感器设置于所述光伏组件的底部和侧部，用于感测所述光伏组件承受的风压，所述驱动器与所述弧形导风罩驱动连接，并能驱动所述弧形导风罩在所述光伏组件的下方位置与水平侧方位置之间进行转移。

6.根据权利要求1所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述柔性光伏支架还包括多个光照角度调节组件，所述光照角度调节组件与所述第一支撑组件以及所述拉索组件一一对应组装；所述光照角度调节组件包括光线传感器、驱动单元和翻转执行单元，所述光线传感器与所述驱动单元电连接，所述驱动单元与所述翻转执行单元驱动连接，所述翻转执行单元用于自动调节所述光伏组件的朝向和倾斜角度。

7.根据权利要求6所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述光线传感器包括座体、第一驱动电机、载板、视觉相机和传感器本体，所述第一驱动电机设置于所述座体上，所述载板与所述第一驱动电机驱动连接，所述视觉相机和所述传感器本体分别设置于所述载板上。

8.根据权利要求6所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述驱动单元包括第二驱动电机和驱动轴，所述翻转执行单元包括翻转臂、翻转抱环和止动环，所述驱动轴的一端与所述第二驱动电机连接，所述驱动轴的另一端与所述翻转臂的一端连接，所述翻转抱环设置于所述翻转臂的另一端，且所述翻转抱环通过所述止动环与所述拉索组件连接以驱动所述拉索组件在水平面内旋转。

9.根据权利要求8所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述驱动轴的一端设有第一止动齿纹，所述翻转臂的一端设置有套圈，所述套圈的内圈壁设有第二止动齿纹，所述第一止动齿纹与所述第二止动齿纹相咬合。

10.根据权利要求1所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述第一连杆和所述第二连杆与所述下弦索连接的一端连为一体，所述架体还包括第三连杆，所述第一连杆与所述上拉索连接的一端与所述第二连杆与所述下拉索连接的一端通过所述第三连杆连为一体。

11.根据权利要求1所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述柔性光伏支架还包括连接索，所述连接索与所述下拉索连接，所述连接索经过其中一个所述第二连杆与所述下拉索的交点并与与上述第二连杆位于同一所述架体的所述第一连杆连接。

12.根据权利要求11所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述连接索位于相邻所述第一支撑组件之间并沿第二方向延伸且将各所述拉索组件连为一体，位于相邻所述第一支撑组件之间的所述连接索的数量为一个或多个，并能够将位于相邻所述第一支撑组件之间的所述拉索组件的部分不等分。

13.根据权利要求11所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述柔性光伏支架还包括位于所述连接索两端的第二支撑组件，以施加给所述连接索预应力。

14.根据权利要求13所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述第二支撑组件包括外侧立柱和外侧拉杆，所述连接索的一端设于所述外侧立柱的一侧，所述外侧拉杆设于所述外侧立柱的另一侧，以提供给所述外侧立柱拉力。

15.根据权利要求13所述的柔性光伏支架，其特征在于，所述柔性光伏支架还包括弹性部件，所述连接索的端部通过所述弹性部件与所述第二支撑组件连接。

16.根据权利要求11所述的柔性光伏支架，其特征在于，位于相邻所述第一支撑组件之间的所述连接索的数量为(L/16)²，其中L为所述拉索组件的跨径，单位为米。

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