CN114094923A - 一种滑动折叠式光伏发电支架及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑动折叠式光伏发电支架及系统，其中，一种滑动折叠式光伏发电支架，包括支架、铰接于支架顶端的光伏板和设置于光伏板下方的副光伏板，其中，光伏板与副光伏板之间设有伸缩结构；副光伏板的顶面设有光伏单元，当副光伏板位于光伏板下方时，光伏单元朝向光伏板的底面；当副光伏板在伸缩结构带动下滑动至光伏板外侧，光伏单元朝天设置。一种滑动折叠式光伏发电系统，包括若干个所述的滑动折叠式光伏发电支架。一种滑动折叠式光伏发电支架及系统通过设置可收放的副光伏板的设置，在风力小时，副光伏板伸展来增加被照射的面积，进而增加发电量；在风力大时，副光伏板收起以减小挡风面的大小，降低倾覆概率，达到长期使用的目的。

Description

一种滑动折叠式光伏发电支架及系统

技术领域

本发明属于光伏发电设备技术领域，具体涉及一种滑动折叠式光伏发电支架及系统。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上控制器和逆变器等部件就形成了光伏发电装置。

与火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：1、无枯竭危险；2、安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净(无公害)；3、不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；5、能源质量高；6、建设周期短，获取能源花费的时间短。

当然，光伏发电也存在一定的缺点，其中一个缺点在于照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积，如此一来，增加了光伏发电的成本，不利于光伏发电的推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑动折叠式光伏发电支架及系统，解决了光伏发电照射的能量分布密度小，要占用巨大面积的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种滑动折叠式光伏发电支架，包括支架、铰接于支架顶端的光伏板和设置于光伏板下方的副光伏板，其中，光伏板与副光伏板之间设有伸缩结构；

副光伏板的顶面设有光伏单元，当副光伏板位于光伏板下方时，光伏单元朝向光伏板的底面；当副光伏板在伸缩结构带动下滑动至光伏板外侧，光伏单元朝天设置。

在一种可能的设计中，伸缩结构包括滑动设置在光伏板上的上滑块、连接上滑块的连杆和连接副光伏板的下滑块，其中，上滑块上还设有一转动座，连杆的一端连接转动座并可随转动座转动，连杆的另一端连接下滑块；相应地，光伏板上设有与上滑块适配的滑道。

在一种可能的设计中，一上滑块、一连杆和一下滑块组成一伸缩组；

当光伏板的两侧各设有一滑道时，伸缩组设有两组并分别滑动设置在光伏板的两侧；

当光伏板的底面设有一滑道时，伸缩组设有一组并滑动设置在光伏板的底面。

在一种可能的设计中，副光伏板的两侧各设有一扣板，扣板的上方设有向光伏板方向延伸的挂靠部，当副光伏板位于光伏板下方时，挂靠部抵接于光伏板的顶面。

在一种可能的设计中，光伏板的端部和副光伏板的端部中的一者上设有扣接槽，另一者上设有适配于扣接槽的扣接板，其中，扣接板包括横板和竖板，横板一端连接光伏板或副光伏板，横板另一端连接竖板，竖板可插接至扣接槽内，且横板的长度小于连杆的长度。

在一种可能的设计中，支架包括由下至上依次相连的支架本体、伸缩杆和连接杆，其中，连接杆的下端可转动连接伸缩杆，连接杆的上端通过球形关节连接于光伏板。

在一种可能的设计中，光伏板包括连接板和位于连接板两侧的光伏板本体，其中，连接板的底面铰接支架，滑道位于光伏板本体上，并从光伏板的近连接板端延伸至远连接板端。

另一方面，本发明提供了一种滑动折叠式光伏发电系统，包括若干个所述的滑动折叠式光伏发电支架。

有益效果：

一种滑动折叠式光伏发电支架及系统通过设置可收放的副光伏板的设置，在风力小时，副光伏板伸展来增加被照射的面积，进而增加发电量；在风力大时，副光伏板收起以减小挡风面的大小，降低倾覆概率，达到长期使用的目的。

光伏板通过副光伏板进行超配，使被照射面的面积增大，增加了超配比例，有助于降低发电成本，进而降低用电成本，便于推广光伏发电。同时，通过超配使单位土地面积的发电量增加，则相同发电量下所需的土地面积减小，则降低了土地使用费，也降低了发电成本。

可对现有的存量电站进行改造，减少了建造所需的时间，在设计使用寿命中增加了用于发电的时间，降低了投资回收周期；且改造过程中，现有的光伏板可不停电，即实现了不停电改造，减少了因改造造成的停电损失。此外，改造后无需增加运维人员，降低了运维费用。

在高纬度地区，相邻光伏板之间的间距大，可实现大比例超配，多余电力可配置储能和制氢设备，将储能和制氢成本降低，同时搭配充电加氢站，发展多种商业模式，提高投资收益。

附图说明

图1为副光伏板处于发电状态时，一种滑动折叠式光伏发电支架的结构示意图。

图2为副光伏板开始伸展时，一种滑动折叠式光伏发电支架的结构示意图。

图3为副光伏板处于转动段时的结构示意图。

图4为副光伏板处于转动段时的结构示意图。

图5为副光伏板的顶面与光伏板的顶面平齐时的结构示意图。

图6为一种滑动折叠式光伏发电系统的结构示意图。

图中：

1、支架；101、支架本体；102、伸缩杆；103、连接杆；2、光伏板；21、连接板；22、光伏板本体；201、滑道；202、扣接槽；3、副光伏板；301、扣板；302、挂靠部；303、扣接板；4、伸缩结构；41、上滑块；42、连杆；43、下滑块。

具体实施方式

实施例1：

现有的光伏发电由于照射的能量分布密度小，占用土地面积大，简单增大光伏发电板的面积，进而希望增加发电量是不可行的；因为考虑到工作过程中长期受到风吹作用，光伏发电板的面积越大，即其体积越大，则迎风面积也越大，在风吹作用下倾覆的概率越高，反而达不到长期发电的期望。故本发明在现有技术的基础上，提出一种滑动折叠式光伏发电架，通过设置可收放的副光伏板3的设置，在风力小时，副光伏板3伸展来增加被照射的面积，进而增加发电量；在风力大时，副光伏板3收起以减小挡风面的大小，降低倾覆概率，达到长期使用的目的。

如图1-5所示，一种滑动折叠式光伏发电支架，包括支架1、铰接于支架1顶端的光伏板2和设置于光伏板2下方的副光伏板3，其中，光伏板2与副光伏板3之间设有伸缩结构4；副光伏板3的顶面设有光伏单元，当副光伏板3位于光伏板2下方时，光伏单元朝向光伏板2的底面；当副光伏板3在伸缩结构4带动下滑动至光伏板2外侧，光伏单元朝天设置。

其中，支架1与光伏板2的搭配即等同于现有技术中的光伏发电装置，其工作原理基本相同，在此不再赘述。现在针对副光伏板3的工作进行说明，其中，副光伏板3有两个工作状态，即发电状态和收纳状态，具体来说，在伸缩结构4的带动下，副光伏板3向外滑动并到达光伏板2外侧，则光伏单元朝向天并可接受太阳光的照射，光照条件下副光伏板3可进行发电，此时副光伏板3处于发电状态。可选地，副光伏板3外伸的面积可以在工作人员控制下进行调节，但一般情况下，可默认设置副光伏板3完全露出，以达到最大的发电量。

在伸缩结构4的带动下，副光伏板3向内滑动并逐渐为光伏板2完全遮挡，此时，副光伏板3位于光伏板2的下方，且发电单元为光伏板2所遮挡，在缺少光照的条件下，副光伏板3并不能进行发电，此时副光伏板3处于收纳状态。

简单来说，发电状态时，副光伏板3至少部分发电单元被照射而可发电；收纳状态时，副光伏板3完全为光伏板2所遮挡，并不能发电。即副光伏板3“寄生”在光伏板2上，并可适时外露并进行发电，以增加本滑动折叠式光伏发电支架的发电量。

实际使用过程中，本滑动折叠式光伏发电支架暴露在外，长期受到风吹日晒，其中，风吹作用下可能出现倾覆的情况，具体过程已在上文进行了分析，在此不再赘述。从避风的角度来看，副光伏板3能否工作取决于风力条件，收纳状态即避风状态，而发电状态时，需在确保本滑动折叠式光伏发电支架不会倾覆的基础上，尽可能增加副光伏板3外露的面积，尽可能增加发电量，即工作人员控制副光伏板3外伸的面积。如此一来，本滑动折叠式光伏发电支架工作状态多样，可以根据实际使用要求进行选择，实用性好，且不仅提高了发电量，也是增加单位土地面积的发电量，有助于减少所占用的土地面积，降低土地成本。

此外，光伏单元即光伏发电单元，其为本领域技术人员所熟知的公知常识，本领域技术人员可根据实际使用需求进行选用。

下面结合各个部件的具体结构，对本滑动折叠式光伏发电支架的使用过进行进一步说明：

在本实施例中，伸缩结构4包括滑动设置在光伏板2上的上滑块41、连接上滑块41的连杆42和连接副光伏板3的下滑块43，其中，上滑块41上还设有一转动座，连杆42的一端连接转动座并可随转动座转动，连杆42的另一端连接下滑块43；相应地，光伏板2上设有与上滑块41适配的滑道201。

副光伏板3需要滑动时，上滑块41沿着滑道201滑动，则连杆42、下滑块43和副光伏板3一同随上滑块41滑动，此时，副光伏板3的运动处于位于光伏板2下方的平行滑动段。当副光伏板3全部滑动至光伏板2外侧时，可通过转动座使连杆42转动，下滑块43和副光伏板3进而被抬起或下降，此时，副光伏板3的运动处于以转动座为中心的转动段。

具体的，当副光伏板3处于发电状态时，通过转动座将副光伏板3抬起并使副光伏板3的顶面与光伏板2的顶面平齐，避免二者相互遮挡，使被照射的面积达到最大。

当副光伏板3需要从发电状态转变为收纳状态时，通过转动座使副光伏板3下降，副光伏板3转动至平行于光伏板2并低于光伏板2，此时，上滑块41沿着滑道201滑动并使副光伏板3移动至光伏板2下方，进而通过光伏板2将副光伏板3遮挡。

容易理解的，下滑块43与副光伏板3的连接处位于副光伏板3的端部，进而方便于转动座带动副光伏板3转动。

可选地，一上滑块41、一连杆42和一下滑块43组成一伸缩组。

在一种可能的实现方式中，当光伏板2的两侧各设有一滑道201时，伸缩组设有两组并分别滑动设置在光伏板2的两侧；即在副光伏板3的重量较大时，通过两伸缩组分担副光伏板3的重量，避免副光伏板3脱落，既确保副光伏板3的正常使用，争取达到设计使用寿命；又避免副光伏板3高空坠落造成意外，提高了工作人员的安全性。

在另一种可能的实现方式中，当光伏板2的底面设有一滑道201时，伸缩组设有一组并滑动设置在光伏板2的底面。即在副光伏板3的重量较小时，可仅设置一组伸缩组。优选地，伸缩组位于光伏板2底面的中线处，保证副光伏板3处于平行于光伏板2的状态，使伸缩组和副光伏板3受力均衡。

以上两种布设方式，工作人员可以根据实际使用情况灵活选择，本发明在此并不作任何限制。

周知的，光伏发电板的重量较大，则副光伏板3的重量也较大，连接的稳定性将是重中之重。那么副光伏板3仅仅通过伸缩组连接至光伏板2，对伸缩组的材料选择要求高，这将会极大增加经济成本，故此，副光伏板3的两侧各设有一扣板301，扣板301的上方设有向光伏板2方向延伸的挂靠部302，当副光伏板3位于光伏板2下方时，挂靠部302抵接于光伏板2的顶面。

其中，上滑块41沿着滑道201滑动时，副光伏板3位于光伏板2下方时，扣板301沿着光伏板2滑动，即可通过挂靠部302分担副光伏板3的重力，减小伸缩组处受到的作用力。优选地，可适当延长扣板301的长度，则副光伏板3处于平行滑动段时均可通过扣板301分担重力。

当副光伏板3处于转动段时，此时扣板301脱离光伏板2，则通过伸缩组支撑副光伏板3，且副光伏板3处于运动状态，其具有一定惯性，伸缩组所需承担的作用力更大。从另一个角度来说，通过伸缩组使副光伏板3转动的目的在于使副光伏板3的顶面与光伏板2的顶面平齐，使被照射面达到最大，那么，副光伏板3将长期处于其顶面与光伏板2的顶面平齐的状态，则针对于进行改进：

在一种可能的实现方式中，光伏板2的端部和副光伏板3的端部中的一者上设有扣接槽202，另一者上设有适配于扣接槽202的扣接板303，其中，扣接板303包括横板和竖板，横板一端连接光伏板2或副光伏板3，横板另一端连接竖板，竖板可插接至扣接槽202内，且横板的长度小于连杆42的长度。

进而通过扣接板303插接至扣接槽202内使光伏板2和副光伏板3相互连接，进而降低伸缩组所承担的作用力，提高了使用寿命。

结合使用而言，光伏板2和副光伏板3所组成的被照射面将处于倾斜状态，从而处于最好的太阳光入射角度范围内，提高发电效率。那么，对于位于光伏板2上方或下方的副光伏板3，扣接板303和扣接槽202的配合，不仅分担了作用力，延长了伸缩组的使用寿命，还确保副光伏板3的顶面与光伏板2的顶面平齐，有助于保证被照射面的实际面积长期处于理论最大面积。

举例而言，参见图3，扣接槽202位于光伏板2上，扣接板303位于副光伏板3上。

在本实施例中，支架1包括由下至上依次相连的支架本体101、伸缩杆102和连接杆103，其中，连接杆103的下端可转动连接伸缩杆102，连接杆103的上端通过球形关节连接于光伏板2。

周知的，支架本体101可构造为任意合适的形状，本领域技术人员可以根据实际布设条件进行选用。同理，伸缩杆102用于调节光伏板2的高度，也调节了副光伏板3的高度，连接杆103用于调节光伏板2的朝向和倾角，即连接杆103以下端为中心转动可调节光伏板2的朝向，连接杆103以上端的球形关节使光伏板2转动，进而调节光伏板2的倾角。

容易理解的，支架本体101、伸缩杆102和连接杆103三者中，本领域技术人员可选用任意合适的市售零部件，本发明在此并不作任何限制。

在一种可能的实现方式中，光伏板2包括连接板21和位于连接板21两侧的光伏板本体22，其中，连接板21的底面铰接支架1，滑道201位于光伏板本体22上，并从光伏板2的近连接板21端延伸至远连接板21端。如此一来，对光伏板2的结构按照功能进行分区，方便于对光伏板2进行设计、制造和使用。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，对使用实施例1中滑动折叠式光伏发电支架的应用进行说明：参见图1-6，一种滑动折叠式光伏发电系统，包括若干个所述的滑动折叠式光伏发电支架。即通过若干个滑动折叠式光伏发电支架按照任意合适的方式布设为滑动折叠式光伏发电系统，从而实现大规模发电。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，包括支架(1)、铰接于支架(1)顶端的光伏板(2)和设置于光伏板(2)下方的副光伏板(3)，其中，光伏板(2)与副光伏板(3)之间设有伸缩结构(4)；

副光伏板(3)的顶面设有光伏单元，当副光伏板(3)位于光伏板(2)下方时，光伏单元朝向光伏板(2)的底面；当副光伏板(3)在伸缩结构(4)带动下滑动至光伏板(2)外侧，光伏单元朝天设置。

2.根据权利要求1所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，伸缩结构(4)包括滑动设置在光伏板(2)上的上滑块(41)、连接上滑块(41)的连杆(42)和连接副光伏板(3)的下滑块(43)，其中，上滑块(41)上还设有一转动座，连杆(42)的一端连接转动座并可随转动座转动，连杆(42)的另一端连接下滑块(43)；相应地，光伏板(2)上设有与上滑块(41)适配的滑道(201)。

3.根据权利要求2所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，一上滑块(41)、一连杆(42)和一下滑块(43)组成一伸缩组；

当光伏板(2)的两侧各设有一滑道(201)时，伸缩组设有两组并分别滑动设置在光伏板(2)的两侧；

当光伏板(2)的底面设有一滑道(201)时，伸缩组设有一组并滑动设置在光伏板(2)的底面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，副光伏板(3)的两侧各设有一扣板(301)，扣板(301)的上方设有向光伏板(2)方向延伸的挂靠部(302)，当副光伏板(3)位于光伏板(2)下方时，挂靠部(302)抵接于光伏板(2)的顶面。

5.根据权利要求4中任一项所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，光伏板(2)的端部和副光伏板(3)的端部中的一者上设有扣接槽(202)，另一者上设有适配于扣接槽(202)的扣接板(303)，其中，扣接板(303)包括横板和竖板，横板一端连接光伏板(2)或副光伏板(3)，横板另一端连接竖板，竖板可插接至扣接槽(202)内，且横板的长度小于连杆(42)的长度。

6.根据权利要求1所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，支架(1)包括由下至上依次相连的支架本体(101)、伸缩杆(102)和连接杆(103)，其中，连接杆(103)的下端可转动连接伸缩杆(102)，连接杆(103)的上端通过球形关节连接于光伏板(2)。

7.根据权利要求2-3中任一项所述的滑动折叠式光伏发电支架，其特征在于，光伏板(2)包括连接板(21)和位于连接板(21)两侧的光伏板本体(22)，其中，连接板(21)的底面铰接支架(1)，滑道(201)位于光伏板本体(22)上，并从光伏板(2)的近连接板(21)端延伸至远连接板(21)端。

8.一种滑动折叠式光伏发电系统，其特征在于，包括若干个权利要求1-7中任一项所述的滑动折叠式光伏发电支架。

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