CN114614743A - 支架高度可调型柔性光伏装置 - Google Patents

支架高度可调型柔性光伏装置 Download PDF

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汪振斌
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Abstract

本发明公开了一种支架高度可调型柔性光伏装置，包括光伏组件、钢索支柱和由两钢索支柱支撑且两端固连在地基上的钢索，钢索支柱包括与地基固连的支柱固定部及与支柱固定部活动连接的支柱活动部，在支柱活动部与支柱固定部之间设有张力弹簧，在支柱活动部的顶部转动支承有两钢索支撑轮，在支柱活动部上还设有钢索过桥轮，在支柱固定部上沿支柱固定部轴向活动支承有钢索升降轮，该钢索升降轮通过升降支座与升降驱动装置传动连接；钢索端部依次绕过对应钢索支柱上的一钢索支撑轮、钢索过桥轮、钢索升降轮和另一钢索支撑轮后与地基固连。采用本发明的支架高度可调型柔性光伏装置能实现钢索高度的调节，满足对太阳位置的单轴跟踪的要求。

Description

支架高度可调型柔性光伏装置
技术领域
本发明涉及一种光伏发电装置，尤其涉及一种采用柔性支架的光伏发电装置。
背景技术
柔性支架的光伏发电装置利用钢索立柱将钢索支撑于空中，在位于空中的钢索上安装光伏组件，这样的发电装置既不占用土地资源，也不需要屋顶资源，因而具有良好的发展前景。为了得到较高的光伏发电效率，希望光伏组件的受光面与太阳光线尽可能地处于垂直状态，采用组件安装角度可调的光伏支架来实现对太阳位置的单轴或双轴跟踪可以满足这一要求，但是在常规的柔性支架中，钢索两端固连在钢索支柱上并利用钢索张紧装置张拉绷紧于两钢架立柱之间，在此状态下，钢索支柱顶部会承受较大的弯矩，因而还需要在钢索支柱外侧加设张拉装置或者在钢索支柱内侧加设支撑构件来保证钢索支柱的刚性，这样的柔性支架光伏发电装置要想实现光伏组件安装角度的调节是很困难的。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种支架高度可调型柔性光伏装置，它能实现钢索高度的调节，满足对太阳位置的单轴跟踪的要求。
为了解决上述技术问题，本发明的一种支架高度可调型柔性光伏装置，包括光伏组件、钢索支柱和由两钢索支柱支撑且两端固连在地基上的钢索，钢索支柱包括与地基固连的支柱固定部及与支柱固定部活动连接的支柱活动部，在支柱活动部与支柱固定部之间设有张力弹簧，在支柱活动部的顶部转动支承有两钢索支撑轮，在支柱活动部上还设有钢索过桥轮，在支柱固定部上沿支柱固定部轴向活动支承有钢索升降轮，该钢索升降轮通过升降支座与升降驱动装置传动连接；所述钢索端部依次绕过对应钢索支柱上的一钢索支撑轮、钢索过桥轮、钢索升降轮和另一钢索支撑轮后与地基固连。
采用上述技术方案后，安装光伏组件的两钢索支柱之间的钢索部位的高度由支柱活动部的高度位置确定，该支柱活动部的高度取决于钢索两端点到对应钢索支撑轮之间的距离与左右两钢索支柱上的钢索支撑轮之间的距离之和，该钢索两端点到对应钢索支撑轮之间的距离与左右两钢索支柱上的钢索支撑轮之间的距离之和可以称之为钢索作用长度，该钢索作用长度增加时，支柱活动部将在支柱活动部与支柱固定部之间的张力弹簧的作用下升高位置，反之则降低位置；由于钢索端部依次绕过对应钢索支柱上的一钢索支撑轮、钢索过桥轮、钢索升降轮和另一钢索支撑轮后与地基固连，则钢索的实际长度必然大于钢索作用长度，钢索的实际长度与钢索作用长度的差即为两倍的从一钢索支撑轮经钢索过桥轮绕过钢索升降轮到另一钢索支撑轮之间的距离，该距离可以称之为钢索调节长度，也就是说，决定钢索高度的钢索作用长度可以通过钢索调节长度来改变，当钢索升降轮上升而缩短其与钢索支撑轮之间的距离后，钢索调节长度变短，相应地钢索作用长度变长，支柱活动部就可以在张力弹簧的作用下升高位置，反之则降低位置，从而可以实现钢索高度的调节。
由于钢索升降轮通过升降支座与升降驱动装置传动连接，则钢索升降轮可以通过升降驱动装置由控制系统自动调节高度位置，柔性支架中的光伏组件正常都是安装在前后两钢索上的，当其中的一钢索高度被控制系统通过升降驱动装置自动调节后，即可改变光伏组件的安装角度，因此光伏组件可以在控制系统的调控下通过改变钢索升降轮的高低位置而随太阳位置高度或左右位置的变化来改变安装角度，从而满足对太阳位置的单轴跟踪要求。
本发明的一种优选实施方式，所述两钢索支撑轮通过同一支承轴转动支承在支柱活动部的顶部。采用该实施方式，可以简化支柱活动部顶部的结构。
本发明的另一种优选实施方式，所述钢索过桥轮转动支承在过桥轮支座上，过桥轮支座固连在支柱活动部上端。采用该实施方式，可便于钢索过桥轮的安装。
本发明的又一种优选实施方式，所述钢索升降轮转动支承在升降支座上，升降支座活动支承于支柱固定部的侧面与升降驱动装置传动连接。采用该实施方式，既便于钢索升降轮的升降，也使得钢索升降轮在升降调节过程中可以随所绕过的钢索的相对移动而转动，调节过程更便捷。
本发明进一步的优选实施方式，所述升降支座通过导轨活动支承于支柱固定部的侧面。采用该实施方式，升降支座可以在导轨的限位下作直线移动且运动阻力小。
本发明另一进一步的优选实施方式，所述升降驱动装置包括转动支承在支柱固定部上的丝杆，丝杆一端通过蜗轮螺杆副与驱动电机传动连接，丝杆的另一端与升降支座旋接。采用该实施方式，升降驱动装置结构紧凑、刚性好、传递力矩大，且便于控制升降支座的行程，可以满足调节驱动要求。
本发明又一进一步的优选实施方式，在所述钢索上设有钢索张紧器。采用该实施方式，所设置的钢索张紧器可以调节钢索的实际长度，一方面可以在较为松弛的状态下进行柔性支架的安装，另一方面可以较为准确地调节确定钢索的初始高度，保证对太阳位置跟踪的效果。
本发明更进一步的优选实施方式，所述钢索张紧器为索具螺旋扣。采用该实施方式，索具螺旋扣为通用配件，采用索具螺旋扣可方便地调节钢索的长度。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明支架高度可调型柔性光伏装置作进一步的详细说明。
图1是本发明支架高度可调型柔性光伏装置一种具体实施方式的结构示意图；
图2是图1所示结构中右侧钢索支柱及相关构件的放大视图；
图3是图2的A向视图。
图中：1-钢索、2-光伏组件、3-钢索支柱、31-张力弹簧、32-支柱活动部、33-支柱固定部、4-钢索张紧器、5-升降驱动装置、6-钢索升降轮、7-升降支座、8-导轨、9-钢索过桥轮、10-过桥轮支座、11-钢索支撑轮、12-支承轴、13-丝杆、14-蜗轮螺杆副、15-驱动电机。
具体实施方式
在图1和图2所示的支架高度可调型柔性光伏装置中，钢索1由两左右钢索支柱3支撑，其两端固连在地基上，在钢索1上设有2钢索张紧器4，钢索张紧器4优选为通用的索具螺旋扣，钢索张紧器4串接于左右两侧的钢索支柱3之外的钢索1上，光伏组件2安装在左右两钢索支柱3之间的钢索1上，钢索支柱3包括与地基固连的支柱固定部33及与支柱固定部33活动连接的支柱活动部32，支柱固定部33的横截面优选为矩形，支柱活动部32 套插于支柱固定部33上，在支柱活动部32与支柱固定部33之间设有张力弹簧31，为了减少钢索支柱3受弯变形，钢索支柱3向外侧倾斜设置。
参见图3，在每一钢索支柱3上的支柱活动部32的顶部转动支承有两钢索支撑轮11，两钢索支撑轮11通过同一支承轴12转动支承在支柱活动部32的顶部；在支柱活动部32上还设有钢索过桥轮9，钢索过桥轮9转动支承在过桥轮支座10上，过桥轮支座10固连在支柱活动部32上端；在支柱固定部33上沿支柱固定部33轴向活动支承有钢索升降轮6，该钢索升降轮6通过升降支座7与升降驱动装置5传动连接，作为优选实施方式，钢索升降轮6转动支承在升降支座7上，升降支座7活动支承于支柱固定部33的侧面且是通过导轨8活动支承于支柱固定部33的侧面并与升降驱动装置5传动连接，导轨8可以是直线导轨副或直线轴承副或是滑动配合类导轨，升降驱动装置5包括转动支承在支柱固定部33上的丝杆13，丝杆13一端通过蜗轮螺杆副14与驱动电机15传动连接，驱动电机15可为伺服电机或步进电机，丝杆13的另一端与升降支座7旋接；钢索1的两端部依次绕过对应钢索支柱3上的一钢索支撑轮11、钢索过桥轮9、钢索升降轮6和另一钢索支撑轮11后经钢索张紧器4与地基固连。
以上仅列举了本发明的一些优选实施方式，但本发明并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。如所述支柱固定部33的横截面也可以不是为矩形，而可以是为圆形；所述升降支座7也可以不是通过导轨8活动支承于支柱固定部33的侧面，而可以是通过设置于支柱固定部33侧面的导槽活动支承于支柱固定部33的侧面。如此等等，只要是在本发明基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种支架高度可调型柔性光伏装置，包括光伏组件（2）、钢索支柱（3）和由两钢索支柱（3）支撑且两端固连在地基上的钢索（1），钢索支柱（3）包括与地基固连的支柱固定部（33）及与支柱固定部（33）活动连接的支柱活动部（32），在支柱活动部（32）与支柱固定部（33）之间设有张力弹簧（31），其特征在于：在支柱活动部（32）的顶部转动支承有两钢索支撑轮（11），在支柱活动部（32）上还设有钢索过桥轮（9），在支柱固定部（33）上沿支柱固定部（33）轴向活动支承有钢索升降轮（6），该钢索升降轮（6）通过升降支座（7）与升降驱动装置（5）传动连接；所述钢索（1）端部依次绕过对应钢索支柱（3）上的一钢索支撑轮（11）、钢索过桥轮（9）、钢索升降轮（6）和另一钢索支撑轮（11）后与地基固连。
2.根据权利要求1所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述两钢索支撑轮（11）通过同一支承轴（12）转动支承在支柱活动部（32）的顶部。
3.根据权利要求1所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述钢索过桥轮（9）转动支承在过桥轮支座（10）上，过桥轮支座（10）固连在支柱活动部（32）上端。
4.根据权利要求1所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述钢索升降轮（6）转动支承在升降支座（7）上，升降支座（7）活动支承于支柱固定部（33）的侧面与升降驱动装置（5）传动连接。
5.根据权利要求4所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述升降支座（7）通过导轨（8）活动支承于支柱固定部（33）的侧面。
6.根据权利要求1、4或5所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述升降驱动装置（5）包括转动支承在支柱固定部（33）上的丝杆（13），丝杆（13）一端通过蜗轮螺杆副（14）与驱动电机（15）传动连接，丝杆（13）的另一端与升降支座（7）旋接。
7.根据权利要求1所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：在所述钢索（1）上设有钢索张紧器（4）。
8.根据权利要求7所述的支架高度可调型柔性光伏装置，其特征在于：所述钢索张紧器（4）为索具螺旋扣。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116915137A (zh) * 2023-06-01 2023-10-20 中电建成都铁塔有限公司 一种柔性光伏支架的索力调节装置
CN117691924B (zh) * 2024-01-18 2024-06-07 神龙拜耳科技衡水股份有限公司 一种斜拉式柔性光伏支架单元及光伏支架

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