CN114337480A - 一种太阳能光伏支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏支架，包括：前立柱和后立柱；与前立柱和立柱连接的主梁；与主梁垂直连接的外檩条和内檩条；前立柱、后立柱、主梁、外檩条以及内檩条的材质均为玄武岩纤维复合材料。玄武岩纤维复合材料具有强度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能。在湿热环境下，由玄武岩纤维复合材料制成的太阳能光伏支架比金属材质的太阳能光伏支架的使用寿命长。另外，玄武岩复合材料的密封小，质地轻，因此便于安装和运输，特别是在山地环境时，易安装和易运输的效果特别显著。另外，还设置了剪力撑，以增强后立柱的整体性，提高抗拔性能。本发明还设置了接地块，光伏面板串接后接在接地块上，从而确保太阳能光伏支架具有避雷功能。

Description

一种太阳能光伏支架

技术领域

本发明涉及支架领域，更具体地说，涉及一种太阳能光伏支架。

背景技术

太阳能光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊支架。由于太阳能光伏支架安装于户外，需经受各种环境，如酸雨区、风区、海上，因此对耐候性、耐酸腐蚀和结构强度有较高的要求。

现有的太阳能光伏支架的材质为金属，比如铝合金、碳钢及不锈钢。金属材质的太阳能光伏支架在潮湿、盐碱空气环境下极不耐腐蚀。在现有技术中通常是通过表面镀锌的方式来提升支架的防锈蚀性能，但是整体镀锌价格昂贵。

另外，由于金属密度大，因此金属材质的太阳能光伏支架的重量比较重，因此太阳能光伏支架的安装和运输成本比较高，尤其是对于山地地区。

因此，如何提高太阳能光伏支架的耐候性、耐酸腐蚀性，同时如何提高太阳能光伏支架的易安装和易运输性，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

发明内容

本发明的目的是提高太阳能光伏支架的耐候性、耐酸腐蚀性，同时如何提高太阳能光伏支架的易安装和易运输性。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种太阳能光伏支架，其特征在于，包括：

前立柱和后立柱；

与所述前立柱和所述立柱连接的主梁；

与所述主梁垂直连接的外檩条和内檩条；

所述前立柱、所述后立柱、所述主梁、所述外檩条以及所述内檩条的材质均为玄武岩纤维复合材料。

优选地，所述玄武岩纤维复合材料包括如下重量份的原料：玄武岩纤维80-300份、树脂40-100份、包覆毡40-50份、低收缩添加剂4-15份、填料15-50份、紫外线吸收剂4-18份、防老化剂5-15份、色浆1-2份、脱模剂0.2-1.5份、固化剂1.5-5份、增稠剂2-3份。

优选地，

所述树脂选自不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂中的一种或两种；

所述包覆毡选自玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡、玄武岩纤维复合毡中的一种或多种；

所述填料选自碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种；

所述低收缩添加剂选自聚苯乙烯粉、聚乙烯粉中的一种或两种；

所述增稠剂为硬脂酸性；

所述固化剂选自过氧化苯甲酸叔丁脂、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮和异丙基过氧化氢中的一种或多种。

优选地，还包括剪力撑，所述剪力撑为两个，两个所述剪力撑交叉布置，所述剪力撑的两端分别与相邻的两个所述后立柱连接。

优选地，所述前立柱的下部和所述后立柱的下部均锁紧于地下，所述前立柱的下部设置有沿径向延伸的前抗拔筋，所述后立柱的下部设置有沿径向延伸的后抗拔筋。

优选地，还包括斜支撑，所述斜支撑的第一端部与所述主梁连接，所述斜支撑的第二端部与所述后立柱连接，且所述第一端部高于所述第二端部。

优选地，所述斜支撑的第一端部通过第一螺栓与所述主梁连接，所述斜支撑的第二端部通过第二螺栓与所述后立柱连接，所述第一螺栓和第二螺栓的材质均为玄武岩纤维复合材料。

优选地，所述前立柱和所述后立柱的顶部均设置有夹片，所述夹片为相对布置的两个，两个所述夹片通过第三螺栓连接在所述前立柱或者后立柱上；

两个所述夹片围成用于放置所述主梁的夹腔，所述主梁通过第四螺栓与两个所述夹片连接。

优选地，所述夹片的材质为玄武岩纤维复合材料。

优选地，所述后立柱或者所述前立柱上设置有接地块，光伏面板串接后连接到所述接地块上。

优选地，所述内檩条为空心管，所述内檩条的内腔用于穿设电缆线。

优选地，所述内檩条包括腹板和设置在所述腹板两侧的翼板，所述翼板远离与所述腹板的一侧向内弯折形成内翻边。

从上述技术方案可以看出，本发明中的太阳能光伏支架具有如下有益效果：

第一，太阳能光伏支架的材质为玄武岩纤维复合材料，因此太阳能光伏支架具有强度高、耐腐蚀、耐高温的优点，同时具有质量轻，便于安装和运输的优点。

第二，在相邻的后立柱之间设置有剪力撑，以增强后立柱的整体性，提高抗拔性能。

第三，前立柱和后立柱均通过夹片与主梁连接，夹片的设置方便了主梁的安装，同时确保了连接的牢固性。

第四，本发明设置了接地块，以使所有的光伏面板串接后接在接地块上，从而确保太阳能光伏支架具有避雷功能。

第五，将内檩条设置为空心管结构，以利于穿设电缆线，从而对电缆线形成了保护作用，同时减少了光伏线缆桥架的设置，简化了结构，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，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。

图1为本发明一具体实施体提供的太阳能光伏支架的侧视图；

图2为本发明一具体实施体提供的太阳能光伏支架的后视图；

图3为本发明一具体实施体提供的前立柱与主梁的连接示意图；

图4为本发明一具体实施例提供的后立柱的俯视图；

图5为本发明一具体实施例提供的主梁、外檩条、剪力撑的连接示意图；

图6为本发明一具体实施例提供的内檩条的俯视图；

图7为本发明一具体实施例提供的内檩条的侧视图。

其中，1为前立柱、2为后立柱、3为剪力撑、4为主梁、5为外檩条、6为内檩条、7为斜支撑、8为光伏面板、9为接地块、10为夹片、11为后抗拔筋、61为腹板、62为翼板、63为内翻边。

具体实施方式

本发明公开了一种太阳能光伏支架，该太阳能光伏支架具有耐候性、耐酸腐蚀性，同时具有易安装和易运输的优点。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。

本发明公开了一种太阳能光伏支架，包括前立柱1、后立柱2、主梁4、外檩条5和内檩条6。前立柱1低于后立柱2。主梁4设置在前立柱1和后立柱2的顶部。主梁4的一端部与前立柱1连接，另一端部与后立柱2连接。外檩条5和内檩条6均与主梁4垂直，且外檩条5和内檩条6均通过螺栓连接在主梁4上。外檩条5位于边缘部，内檩条6位于外檩条5围成的区域内。外檩条5、内檩条6以及主梁4组成了主梁4檩条结构，主梁4檩条结构供光伏面板8的铺设。光伏面板8通过螺栓组件与外檩条5和内檩条6连接。

本发明中的前立柱1、后立柱2、主梁4、外檩条5以及内檩条6的材质均为玄武岩纤维复合材料，即本发明中的太阳能光伏支架的材质为玄武岩纤维复合材料。玄武岩纤维复合材料具有强度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能。在湿热环境下，由玄武岩纤维复合材料制成的太阳能光伏支架比金属材质的太阳能光伏支架的使用寿命长。

另外，玄武岩复合材料的密封小，质地轻，因此便于安装和运输，特别是在山地环境时，易安装和易运输的效果特别显著。

玄武岩纤维复合材料包括如下重量份的原料：玄武岩纤维80-300份、树脂40-100份、包覆毡40-50份、低收缩添加剂4-15份、填料15-50份、紫外线吸收剂4-18份、防老化剂5-15份、色浆1-2份、脱模剂0.2-1.5份、固化剂1.5-5份、增稠剂2-3份。

所述树脂选自不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂中的一种或两种。乙烯基酯树脂可提高玄武岩纤维的湿润性及粘结性，能够加强复合材料的力学强度。不饱和聚酯树脂有较好的坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。

所述包覆毡选自玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡、玄武岩纤维复合毡中的一种或多种。

所述填料选自碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种，以提高材料的力学性能、阻燃性能。

所述低收缩添加剂选自聚苯乙烯粉、聚乙烯粉中的一种或两种，以降低树脂的收缩率，提高型材的成型加工性能。

所述增稠剂为硬脂酸性，以调节搅拌的均匀性。

所述固化剂选自过氧化苯甲酸叔丁脂、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮和异丙基过氧化氢中的一种或多种，以调节固化时间长短。

所述紫外线吸收剂和所述防老化剂，能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化，提高玄武岩纤维复合材料的耐候性和使用寿命。

太阳能光伏支架型材制备方法如下：

(1)将玄武岩纤维牵引经过货架台、排纱板、胶槽到所需截面型材的模具中；

(2)依次将树脂、低收缩剂、填料、紫外线吸收剂、防老化剂、色浆、内脱模剂、增稠剂加入到搅拌釜中，进行边搅拌边添加，最后加入固化剂并进行搅拌得到混合物A；

(3)将玄武岩纤维浸润于混合液A，通过牵引通过模具；

(4)将包覆毡放置于浸润的纤维束表面，通过牵引包覆纤维束进入成型模具中；

(5)浸润纤维束、混合液A、包覆毡处于130-180℃的成型模具热环境中，边牵引边固化成型获得型材。

考虑到玄武岩纤维复合材料具有质地轻的特点，因此本发明加强了太阳能光伏支架的抗拔性能。具体的操作如下：本发明还设置了剪力撑3，剪力撑3为两个，两个剪力撑3交叉布置。剪力撑3的两端分别与相邻的两个后立柱2连接。剪力撑3的设置加强了后立柱2间的的整体性，从而提升了太阳能光伏支架的抗拔性能。

另外还可以在相邻的前立柱1之间设置剪力撑3，以进一步提升太阳能光伏支架的抗拔性能。

本发明中的前立柱1和后立柱2不仅能够起到立柱的作用，而且还起到了地锚的作用。前立柱1的下部锁紧于地下，即前立柱1的下部充当前地桩的作用。后立柱2的下部锁紧于地下，即后立柱2的下部充当后地桩的作用。为了进一步提高太阳能光伏支架的抗拔性能，本发明还在前立柱1的下部设置了沿径向，或者说沿水平方向延伸的前抗拔筋，在后立柱2的下部设置了沿径向，或者说沿水平方向延伸的后抗拔筋11。前抗拔筋与前立柱1的下部共同锁紧于地下。后抗拔筋11与后立柱2的下部共同锁紧于地下。

进一步地，前抗拔筋和后抗拔筋11均成对设置，且成对的前抗拔筋关于前立柱1的轴线对称布置，成对的后抗拔筋关于后立柱2的轴线对称布置。沿着前立柱1的轴向设置有多对前抗拔筋。沿着后立柱2的轴向设置有多对后抗拔筋。如此，能够确保抗拔力的均匀性。

本发明还设置了斜支撑7，斜支撑7具有第一端部和第二端部。斜支撑7的第一端部与主梁4连接，斜支撑7的第二端部与后立柱2连接，并且，斜支撑7的第一端部高于斜支撑7的第二端部。如此，后立柱2、主梁4以及斜支撑7形成了三角支撑，为光伏面板8提供稳定支撑。另外，斜支撑7的设置提高了主梁4和后立柱2之间的整体性，从而进一步提升了抗拔性能。

具体地，斜支撑7的第一端部通过第一螺栓与主梁4连接，斜支撑7的第二端部通过第二螺栓与后立柱2连接。特别地，本发明中的第一螺栓和第二螺栓的材质均为玄武岩纤维复合材料。玄武岩纤维复合材料材质的第一螺栓和第二螺栓具有耐酸碱腐蚀、抗老化、不生锈、耐候性强的优点。由上文描述可知光伏支架的材质为玄武岩纤维复合材料，即光伏支架的材质和螺栓紧固件的材质一样，如此能够避免不同材质间的应力匹配。

由上文的描述可知主梁4设置在前立柱1和后立柱2的顶部，为了方便主梁4的安装同时为了确保主梁4连接的牢固性，本发明作出了如下设计：本发明在前立柱1和后立柱2的顶部均设置了夹片10，该夹片10为相对设置的两个。相对的两个夹片10之间围成了夹腔，该夹腔用于放置主梁4。第三螺栓沿着水平方向依次贯穿一个夹片10、前立柱1或者后立柱2、另一个夹片10，如此便将两个夹片10锁紧在前立柱1或者后立柱2上。第四螺栓沿着水平方向依次贯穿一个夹片10、主梁4、另一个夹片10，如此将主梁4锁紧在两个夹片10上。

进一步地，夹片10、第三螺栓以及第四螺栓的材质均为玄武岩纤维复合材料。

考虑到玄武岩纤维复合材料材质的太阳能光伏支架的电阻比较大，为了避免太阳能光伏支架遭受雷击，本发明还设置了接地块9，接地块9设置在前立柱1或者后立柱2上。光伏面板8通过导线串联后接到接地块9上。

另外，考虑到对光伏线缆的保护和限位，本发明将内檩条6设置为空心管，从内檩条6的端部向内檩条6的内腔中穿入电缆线。内檩条6的壁板对电缆性形成了保护，同时减少了光伏线缆桥架的设置。另外，内檩条6位于外檩条5围成的区域内，外檩条5会对内部区域的电缆线进一步形成保护。

关于内檩条6的具体结构：内檩条6包括腹板61和设置在腹板61两侧的翼板62。两个翼板62围成了内檩条6的内腔。另外，翼板62上远离腹板61的一侧向内弯折形成内翻边63，该内翻边63一方面提高了内檩条6的结构强度，另一方面方便了光伏电缆线的铺放、限位，减少了有关电缆线空间摆放困难的问题。另外腹板61对侧开口的设计方便了组装光伏支架过程中螺栓、螺帽的安装。

综上所述，本发明中的太阳能光伏支架具有如下有益效果：

第一，太阳能光伏支架的材质为玄武岩纤维复合材料，因此太阳能光伏支架具有强度高、耐腐蚀、耐高温的优点，同时具有质量轻，便于安装和运输的优点。

第二，在相邻的后立柱2之间设置有剪力撑3，以增强后立柱2的整体性，提高抗拔性能。

第三，前立柱1和后立柱2均通过夹片10与主梁4连接，夹片10的设置方便了主梁4的安装，同时确保了连接的牢固性。

第四，本发明设置了接地块9，以使所有的光伏面板8串接后接在接地块9上，从而确保太阳能光伏支架具有避雷功能。

第五，将内檩条6设置为空心管结构，以利于穿设电缆线，从而对电缆线形成了保护作用，同时减少了光伏线缆桥架的设置，简化了结构，降低了成本。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种太阳能光伏支架，其特征在于，包括：

前立柱和后立柱；

与所述前立柱和所述立柱连接的主梁；

与所述主梁垂直连接的外檩条和内檩条；

所述前立柱、所述后立柱、所述主梁、所述外檩条以及所述内檩条的材质均为玄武岩纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述玄武岩纤维复合材料包括如下重量份的原料：玄武岩纤维80-300份、树脂40-100份、包覆毡40-50份、低收缩添加剂4-15份、填料15-50份、紫外线吸收剂4-18份、防老化剂5-15份、色浆1-2份、脱模剂0.2-1.5份、固化剂1.5-5份、增稠剂2-3份。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏支架，其特征在于，

所述树脂选自不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂中的一种或两种；

所述包覆毡选自玻璃纤维复合毡、玻璃纤维短切毡、玄武岩纤维复合毡中的一种或多种；

所述填料选自碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种；

所述低收缩添加剂选自聚苯乙烯粉、聚乙烯粉中的一种或两种；

所述增稠剂为硬脂酸性；

所述固化剂选自过氧化苯甲酸叔丁脂、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮和异丙基过氧化氢中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，还包括剪力撑，所述剪力撑为两个，两个所述剪力撑交叉布置，所述剪力撑的两端分别与相邻的两个所述后立柱连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述前立柱的下部和所述后立柱的下部均锁紧于地下，所述前立柱的下部设置有沿径向延伸的前抗拔筋，所述后立柱的下部设置有沿径向延伸的后抗拔筋。

6.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，还包括斜支撑，所述斜支撑的第一端部与所述主梁连接，所述斜支撑的第二端部与所述后立柱连接，且所述第一端部高于所述第二端部。

7.根据权利要求2所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述斜支撑的第一端部通过第一螺栓与所述主梁连接，所述斜支撑的第二端部通过第二螺栓与所述后立柱连接，所述第一螺栓和第二螺栓的材质均为玄武岩纤维复合材料。

8.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述前立柱和所述后立柱的顶部均设置有夹片，所述夹片为相对布置的两个，两个所述夹片通过第三螺栓连接在所述前立柱或者后立柱上；

两个所述夹片围成用于放置所述主梁的夹腔，所述主梁通过第四螺栓与两个所述夹片连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述夹片的材质为玄武岩纤维复合材料。

10.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述后立柱或者所述前立柱上设置有接地块，光伏面板串接后连接到所述接地块上。

11.根据权利要求1所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述内檩条为空心管，所述内檩条的内腔用于穿设电缆线。

12.根据权利要求11所述的太阳能光伏支架，其特征在于，所述内檩条包括腹板和设置在所述腹板两侧的翼板，所述翼板远离与所述腹板的一侧向内弯折形成内翻边。

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