CN114250921A - 一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，包括支架底座和光伏板框架，在支架底座上分别铰装有左右两个侧方挡板和后方挡板；所述光伏板框架的一侧边铰装在与后侧挡板对向的支架底座上，在该光伏板框架上安装有光伏板，在所述支架底座上安装有至少1个伸缩柱，当该伸缩柱伸长时，能够使光伏板框架及其上的光伏板与支架底座倾斜θ角。本发明结构简单，发电效果好，有效利用屋顶空间，并且不需要破坏屋顶现有结构，保证可再生能源有效利用的同时提高整体的安全性。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，涉及一种高效自重式光伏支架系统，尤其是一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统。
背景技术
我国能源结构以煤炭为主，在经济快速增长的拉动下，煤炭消费已成为我国大气污染的主要来源。由于能源消费的快速增长，环境问题日益严峻，尤其是大气污染状况愈发严重，既影响经济发展，也影响人民生活和健康。随着我国经济的高速发展，能耗的大幅度增加，能源和环境对可持续发展的约束将越来越严重。因此，大力开发太阳能、风能、地热能和海洋能等可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施。
太阳能的利用不会污染环境，是最清洁能源之一，近年来光伏、光热电站迅速发展。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
屋顶光伏作为一个光伏电站的重要方式，近年来得到了广泛的应用。目前大量工业厂房屋顶均采用PVC、PTO屋顶，当光伏饭布置在这种结构上时，需要在屋顶进行打孔，当出现雨雪天气时，房屋会出现漏雨现象，极大影响厂房的安全运行。因此，自重式光伏支架应运而生，但目前的自重式支架结构较为简单，并且应用范围相对较小，并且经常由于风雪载荷受损。
因此，本发明为解决风雪载荷以及支架固定的问题，提出一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，对太阳能的利用具有重要的意义。
经检索，未发现与本发明相同或相似的现有技术的文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，能够解决自重式光伏支架的风雪载荷以及支架固定的技术问题。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，包括支架底座和光伏板框架，在支架底座上分别铰装有左右两个侧方挡板和后方挡板；所述光伏板框架的一侧边铰装在与后侧挡板对向的支架底座上，在该光伏板框架上安装有光伏板，在所述支架底座上安装有至少1个伸缩柱，当该伸缩柱伸长时，能够使光伏板框架及其上的光伏板与支架底座之间呈一定夹角。
而且，所述左右两个侧方挡板、后方挡板及光伏板框架的一侧边均通过安装在支架底座上的旋转轴组件铰装在一起，所述旋转轴组件包括旋转轴、轴承和固定轴；所述固定轴与支架底座的对应侧边固装在一起，所述旋转轴同轴套装在固定轴外侧，并通过轴承与固定轴转动连接在一起。
而且，所述旋转轴和伸缩棒均通过电机与控制器相连接，控制旋转轴转动进而带动左右两个侧方挡板和后方挡板进行翻转运动；控制伸缩棒进行伸缩运动进而带动光伏板框架及其上的光伏板与支架底座倾斜θ角。
而且，所述光伏板框架上安装有光伏夹具，该光伏夹具的手柄端通过螺栓、螺母固装在光伏板框架上，其夹臂端与光伏板固装在一起。
而且，所述支架底座中间为镂空结构，在该支架底座的底部安装有橡胶垫，所述橡胶垫为锯齿形。
而且，所述支架底座的一侧边底部未安装有所述橡胶垫。
而且，在所述支架底座后侧还固装有配重框。
而且，所述侧方挡板、后方挡板与支架底座上表面均涂有高反射率涂层；并且所述光伏板采用双面双玻组件。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明与现有技术相比，适用于不允许穿刺或承重能力较弱的轻质屋顶。本发明安装在屋顶，通过配重将整个系统固定在屋顶，夹具支架将组件连接在系统上，支架设有伸缩柱和旋转轴支架，伸缩柱可以控制光伏板倾度，选择最大光伏发电量的角度，当在夜间时，旋转轴将组件放平，减少风力的影响，提高支架的使用年限。
2、本发明可以根据不同的需要调整配重及整体方阵设计，其安装方式简单，不会影响到原有屋顶的结构强度，且能够有效利用太阳能资源。
附图说明
图1为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的整体布局图；
图3为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的内部机构示意图；
图4为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的运行示意图；
图5为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的安装示意图；
图6为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的光伏夹具结构示意图；
图7为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的伸缩柱结构示意图；
图8为本发明实施例的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统的旋转轴组件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，如图1至图8所示，包括支架底座1和光伏板框架5，在支架底座上分别铰装有左右两个侧方挡板6和后方挡板7；所述光伏板框架的一侧边铰装在与后侧挡板对向的支架底座上，在该光伏板框架上安装有光伏板3，在所述支架底座上安装有至少1个伸缩柱14，当该伸缩柱伸长时，能够使光伏板框架及其上的光伏板与支架底座倾斜一定夹角(该夹角不小于50°)。
在本实施例中，所述左右两个侧方挡板、后方挡板及光伏板框架的一侧边均通过安装在支架底座上的旋转轴组件铰装在一起，所述旋转轴组件包括旋转轴11、轴承12和固定轴13；所述固定轴与支架底座的对应侧边固装在一起，所述旋转轴同轴套装在固定轴外侧，并通过轴承与固定轴转动连接在一起。
在本实施例中，所述旋转轴和伸缩棒均通过电机9与控制器10相连接，控制旋转轴转动进而带动左右两个侧方挡板和后方挡板进行翻转运动；控制伸缩棒进行伸缩运动进而带动光伏板框架及其上的光伏板与支架底座倾斜θ角。
在本实施例中，所述光伏板框架上安装有光伏夹具4，该光伏夹具的手柄端通过螺栓15、螺母16固装在光伏板框架上，其夹臂端与光伏板固装在一起。
在本实施例中，所述支架底座中间为镂空结构，在该支架底座的底部安装有橡胶垫2，考虑到分布式光伏发电系统一般适用于屋顶，风载荷较大，并且光伏组件为保证发电量会呈一定倾角，整个支架结构需保证在最大风载荷情况下不发生位移，因此所述橡胶垫为锯齿形，增加摩擦力，防止支架底座发生滑移。
由于支架整体长期暴露在室外，出现雨雪天气时，若采用4面橡胶垫的形式，会使支架内部发生积水现象，由于光伏组件存在电气连接，长期积水会存在一定安全隐患，因此在本实施例中，所述支架底座的一侧边底部未安装有橡胶垫，留出通道用于排水。
在本实施例中，在所述支架底座1后侧还固装有配重框8；
根据实际工程项目风载荷计算可知，当光伏阵列为矩形阵列时，外围支架风载荷最大，内部支架风载荷最小，因此为了能够有效减少配重，节约资源，所述配重筐内的配重可根据风载荷大小进行调配，四周外侧配重最大，内侧配重最小；
为了提高光伏系统的发电效率，在本实施例中，所述侧方挡板、后方挡板与支架底座上表面均涂有高反射率涂层，增加光伏发电效率；并且所述光伏板采用双面双玻组件，相比于单面单玻组件，双面组件有着双面增益，即光伏板背面有一定发电量，有效提高光伏发电效率，由于挡板与支座底面也涂有高反射率涂层，进一步增加背板增益，此外，双面双玻组件重量大能够减少配重，并且采用双玻结构，防火效果显著，能使光伏发电系统在最大化发电量的同时保障系统安全稳定的运行；
在本实施例中，所述伸缩柱之间的横向间距不超过2倍光伏板的长度，提高伸缩柱调节的稳定性。
考虑到系统检修、运维的问题，在本实施例中，所述伸缩柱长度不小于光伏板长度，所述旋转轴可旋转角度不小于50°，方便打开支架所有结构，有利于运维人员对光伏组件接线、伸缩柱以及支架内部进行维护管理。
如图4所示，当系统处于白天状态时，伸缩柱伸长，光伏板处于一个有角度的状态，侧方挡板和后方挡板竖起，构成挡风板，减小风压，同时增加一定倾角提高发电量；当系统处于夜间状态时，伸缩柱缩短，光伏板水平放下，侧方挡板和后方挡板也放下，整个系统处于水平状态，此时由于没有太阳照射，组件倾角的降低不会影响发电效率，同时能够减小夜间的风压对光伏组件的影响。
光伏方阵如图5所示，根据风载荷计算，能够将整个方阵划分为3个区域，外层、中间层、内层，其中外层的风载荷最大，所需配重最大，内层由于风压较小，所需的配重较小，这样能够尽可能地减小配重的用量，节约材料。
所述控制器可采用MSP430微控制器，芯片型号可采用MSP430G2231和MSP430F2619等多种型号。
本发明中所涉及的控制器所实现的控制过程采用常规技术即可实现，并非本发明的创新内容。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：包括支架底座和光伏板框架，在支架底座上分别铰装有左右两个侧方挡板和后方挡板；所述光伏板框架的一侧边铰装在与后侧挡板对向的支架底座上，在该光伏板框架上安装有光伏板，在所述支架底座上安装有至少1个伸缩柱，当该伸缩柱伸长时，能够使光伏板框架及其上的光伏板与支架底座之间呈一定夹角。
2.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述左右两个侧方挡板、后方挡板及光伏板框架的一侧边均通过安装在支架底座上的旋转轴组件铰装在一起，所述旋转轴组件包括旋转轴、轴承和固定轴；所述固定轴与支架底座的对应侧边固装在一起，所述旋转轴同轴套装在固定轴外侧，并通过轴承与固定轴转动连接在一起。
3.根据权利要求2所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述旋转轴和伸缩棒均通过电机与控制器相连接，控制旋转轴转动进而带动左右两个侧方挡板和后方挡板进行翻转运动；控制伸缩棒进行伸缩运动进而带动光伏板框架及其上的光伏板与支架底座倾斜θ角。
4.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述光伏板框架上安装有光伏夹具，该光伏夹具的手柄端通过螺栓、螺母固装在光伏板框架上，其夹臂端与光伏板固装在一起。
5.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述支架底座中间为镂空结构，在该支架底座的底部安装有橡胶垫，所述橡胶垫为锯齿形。
6.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述支架底座的一侧边底部未安装有所述橡胶垫。
7.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：在所述支架底座后侧还固装有配重框。
8.根据权利要求1所述的一种具有夜间防风功能的高效自重式光伏支架系统，其特征在于：所述侧方挡板、后方挡板与支架底座上表面均涂有高反射率涂层；并且所述光伏板采用双面双玻组件。
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