CN117081489A - 大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统 - Google Patents

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Abstract

大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，涉及跟踪式光伏支架领域。目的是解决刚性跟踪式光伏支架结构跨度低，桩基数量多的问题。本发明支架系统包括承重拉索系统、组件索拉索、斜撑及用于固定调节光伏组件角度的的电机、立板、第一组件索和第二组件索。体系承受的风荷载由光伏组件传递给组件索，通过电机传向承重拉索系统和组件索拉索。承重拉索系统再将荷载传递给第一斜索、第二斜索和立柱，最终将荷载传递给基础部分。本发明光伏支架系统能够调节结构刚度，具备良好的承载能力及双向跨越能力，能够节省桩基础数量，能够同步太阳光调节光伏组件倾角以提高光伏发电效率，适合于大跨度场景中，施工周期短，结构体系经济合理。

Description

大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统
技术领域
本发明涉及跟踪式光伏支架领域，具体涉及大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统。
背景技术
由于传统刚性跟踪式光伏支架存在结构跨度有限，桩基数量多等问题，该类支架类型不能够适应于地质条件较差的滩涂，水位深、跨度大的渔塘，大型污水处理厂、停车场、农田等大跨度场景中。因此，为避免传统刚性跟踪式光伏支架的弊端，扩展光伏发电的应用前景，开发出一种，施工周期短，桩基数量少，双向支撑跨度大的能够随着太阳光入射角的改变而自动改变光伏组件倾角的单层跟踪式柔性光伏支架及系统具有重要的意义。
发明内容
本发明是要解决现有的刚性跟踪式光伏支架存在结构跨度低，桩基数量多的技术问题，而提供大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统。
本发明的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统包括第一组件索1、第二组件索2、组件索拉索3、斜撑4、鱼腹式结构的承重拉索系统、单向电机8、双向电机9、第一立板10和第二立板11；在第一立板10的一个表面上对称设置互相平行的第一组件索1和第二组件索2，第一立板10的另一个表面中心处与单向电机8的动力输出端连接，单向电机8与组件索拉索3的一端连接，组件索拉索3的另一端通过斜撑4之后安装在基础部分之上，组件索拉索3与斜撑4为滑动连接，斜撑4的底端固定在基础部分之上；
所述的鱼腹式结构的承重拉索系统包括第一拉索5、第二拉索6和支撑杆7；所述的第一拉索5为下挠结构，第二拉索6为上拱结构，第一拉索5和第二拉索6有两个对称的交叉点形成鱼腹式结构；第一拉索5和第二拉索6之间用多个支撑杆7连接；鱼腹式结构的承重拉索系统等间距平行布置形成阵列式结构；
多个单向电机8均匀设置在外边侧的两个鱼腹式结构的承重拉索系统上且在支撑杆7的正上方，位于中间部位的鱼腹式结构的承重拉索系统上均匀设置多个双向电机9，双向电机9设置在支撑杆7的正上方，双向电机9的两个对称动力输出端分别与两个第二立板11的一个表面连接，第二立板11的另一个表面上与第一组件索1和第二组件索2连接；
多个光伏组件12安装在第一组件索1和第二组件索2上。
在一些实施方式中第二立板11的一个表面上设置有连接块11-1，连接块11-1上有连接孔11-2，双向电机9的两个对称动力输出端通过螺钉分别与两个第二立板11的连接块11-1上的连接孔11-2连接，通过此种连接方式在沿着组件索长度方向上将多个组件索连接在一起。
在一些实施方式中在第一组件索1和第二组件索2上设置多个光伏组件安装件，光伏组件安装件包括上部15和下部16，上部15和下部16通过螺栓连接，组件索夹在上部15和下部16之间。
在一些实施方式中第一拉索5和第二拉索6的交叉点设置交叉索夹，交叉索夹包括两个互相平行的夹片17，两个夹片17通过螺栓连接，第一拉索5和第二拉索6夹在两个夹片17之间。
在一些实施方式中单向电机8和双向电机9的底部固定第一连接块18，第一连接块18的下方布置有第二连接块19，第一连接块18与第二连接块19通过螺栓连接；第一拉索5和第二拉索6夹在第一连接块18与第二连接块19之间，第二连接块19的下方设置挂耳通过插销与第一挂耳20连接，第一挂耳20的下方与支撑杆7固定连接。
在一些实施方式中组件索拉索3的一端是由对称的两个拉索组成，对称的两个拉索分别通过一个第二挂耳21与单向电机8的两端连接。
在一些实施方式中该系统还包括立柱22、第一斜索13和第二斜索14；多个立柱22均匀固定安装在基础部分之上形成两排或多排结构；第一斜索13和第二斜索14的一端与基础部分连接，另一端与立柱22连接。
在一些实施方式中所述的第一拉索5和第二拉索6的两端连接在立柱22之间。
在一些实施方式中组件索拉索3的底部和基础部分之间布置预应力调节套筒21以调节组件索拉索3的预应力，预应力调节套筒21包括压头21-1、套筒21-2、第二连接杆21-3、叉耳21-4、销轴21-5和第一连接杆21-6；第一连接杆21-6的一端和第二连接杆21-3的一端分别设置在套筒21-2的两端内腔中且与套筒21-2的内壁为螺纹连接；压头21-1的一端与第一连接杆21-6远离套筒21-2的一端连接，压头244的另一端与组件索拉索3连接；叉耳21-4的一端与第二连接杆21-3远离套筒21-2的一端连接；叉耳21-4的另一端设有第一通孔，基础部分插入叉耳叉耳21-4内，基础部分上设有与第一通孔对应的第二通孔，销轴21-5穿设在第一通孔和第二通孔内以固定连接叉耳21-4和基础部分；压头21-1与第一连接杆21-3螺纹连接或为一体结构；
使用时通过旋转转动第一连接杆21-6和第二连接杆21-3即可调节整个调节套筒21的长度，进而实现调节组件索拉索3的预应力。
在一些实施方式中第一拉索5和第二拉索6可根据实际情况也布置上述的预应力调节套筒21以调节拉索预应力。
在一些实施方式中所述的第一斜索13和第二斜索14的两端各设置一个索头24，立柱22上设置多个第一挂耳23，索头24和第一挂耳23均设置有通孔，索头24和第一挂耳23通过插销连接；
所述的第一拉索5和第二拉索6的两端各设置一个索头24，立柱22上设置多个第一挂耳23，索头24和第一挂耳23均设置有通孔，索头24和第一挂耳23通过插销连接。
在一些实施方式中支撑杆7的下方设置第二挂耳27通过插销与第三挂耳26连接，第三挂耳26固定在第三连接块28的上方，第四连接块25通过螺栓连接在第三连接块28的下方，第一拉索5夹在第三连接块28和第四连接块25之间。
本发明的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统的安装步骤如下：
现场将基础部分安装完成后，立柱22固定安装于基础之上，然后第一斜索13和第二斜索14的一端与基础相连，另一端安装在立柱22对应位置；第一拉索5和第二拉索6的两端安装在立柱22的相应位置，然后安装撑杆7。单向电机8通过第一立板10与组件索拉索3相连；双向电机9通过第二立板11与第一组件索1和第二组件索2相连；光伏组件12通过光伏组件安装件与第一组件索1和第二组件索2相连。
该体系承受的主要风荷载由光伏组件12传递给第一组件索1和第二组件索2，然后通过转动电机传向鱼腹式结构的承重拉索系统(第一拉索5、第二拉索6和支撑杆7)和组件索拉索3。第一拉索5和第二拉索6的两端交叉连接构成鱼腹形状，即“鱼腹式”的承重拉索系统，鱼腹式结构的承重拉索系统进一步将荷载传递给第一斜索13、第二斜索14和立柱22，最终将荷载传递给基础部分；组件索拉索3通过斜撑4将水平力转变为竖向力直接与基础相连。
本发明提供的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统能够调节结构刚度，具备良好的承载能力及双向跨越能力，能够节省大量桩基础数量，结构体系经济合理。该支架系统能够在地质条件较差的滩涂、水位深、跨度大的渔塘以及一些大型污水处理厂、停车场等大跨度场景中。该光伏支架系统具有，施工周期短，桩基数量少，双向支撑跨度大的特点，并且能够根据太阳光入射角的改变同步调节光伏组件倾角，充分利用太阳光能，提高光伏发电效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统的立体示意图；
图2为本申请实施例中单向电机8部分的局部放大示意图；
图3为本申请实施例中双向电机9部分的局部放大示意图；
图4为本申请实施例中组件索拉索3通过斜撑4的局部放大示意图；
图5为本申请实施例中光伏组件安装件的局部放大示意图；
图6为本申请实施例中交叉索夹的局部放大示意图；
图7为本申请实施例中的局部放大示意图；
图8为本申请实施例中预应力调节套筒21的示意图；
图9为本申请实施例中第二斜索14与立柱22的连接方式示意图；
图10为本申请实施例中支撑杆7与第一拉索5的连接方式示意图。
具体实施方式
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。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，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。
在本申请的一个实施例中，如图1-图4所示，大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，包括第一组件索1、第二组件索2、组件索拉索3、斜撑4、鱼腹式结构的承重拉索系统、单向电机8、双向电机9、第一立板10和第二立板11；在第一立板10的一个表面上对称设置互相平行的第一组件索1和第二组件索2，第一立板10的另一个表面中心处与单向电机8的动力输出端连接，单向电机8与组件索拉索3的一端连接，组件索拉索3的另一端通过斜撑4之后安装在基础部分之上，组件索拉索3与斜撑4为滑动连接，斜撑4的底端固定在基础部分之上；
所述的鱼腹式结构的承重拉索系统包括第一拉索5、第二拉索6和支撑杆7；所述的第一拉索5为下挠结构，第二拉索6为上拱结构，第一拉索5和第二拉索6有两个对称的交叉点形成鱼骨式结构；第一拉索5和第二拉索6之间用多个支撑杆7连接；鱼腹式结构的承重拉索系统等间距平行布置形成阵列式结构；
多个单向电机8均匀设置在外边侧的两个鱼腹式结构的承重拉索系统上且在支撑杆7的正上方，位于中间部位的鱼腹式结构的承重拉索系统上均匀设置多个双向电机9，双向电机9设置在支撑杆7的正上方，双向电机9的两个对称动力输出端分别与两个第二立板11的一个表面连接，第二立板11的另一个表面上与第一组件索1和第二组件索2连接；
多个光伏组件12安装在第一组件索1和第二组件索2上。
进一步地，如图3所示，第二立板11的一个表面上设置有连接块11-1，连接块11-1上有连接孔11-2，双向电机9的两个对称动力输出端通过螺钉分别与两个第二立板11的连接块11-1上的连接孔11-2连接，通过此种连接方式在沿着组件索长度方向上将多个组件索连接在一起。
进一步地，如图5所示，在第一组件索1和第二组件索2上设置多个光伏组件安装件，光伏组件安装件包括上部15和下部16，上部15和下部16通过螺栓连接，组件索夹在上部15和下部16之间。
进一步地，如图6所示，第一拉索5和第二拉索6的交叉点设置交叉索夹，交叉索夹包括两个互相平行的夹片17，两个夹片17通过螺栓连接，第一拉索5和第二拉索6夹在两个夹片17之间。
进一步地，如图7所示，单向电机8和双向电机9的底部固定第一连接块18，第一连接块18的下方布置有第二连接块19，第一连接块18与第二连接块19通过螺栓连接；第一拉索5和第二拉索6夹在第一连接块18与第二连接块19之间，第二连接块19的下方设置挂耳通过插销与第一挂耳20连接，第一挂耳20的下方与支撑杆7固定连接。
进一步地，如图2和7所示，组件索拉索3的一端是由对称的两个拉索组成，对称的两个拉索分别通过一个第二挂耳21与单向电机8的两端连接。
进一步地，如图1所示，该系统还包括立柱22、第一斜索13和第二斜索14；多个立柱22均匀固定安装在基础部分之上形成对向的两排结构；第一斜索13和第二斜索14的一端与基础部分连接，另一端与立柱22连接。
进一步地，如图1所示，所述的第一拉索5和第二拉索6的两端连接在立柱22之间。
进一步地，如图8所示，组件索拉索3的底部和基础部分之间布置预应力调节套筒21以调节组件索拉索3的预应力，预应力调节套筒21包括压头21-1、套筒21-2、第二连接杆21-3、叉耳21-4、销轴21-5和第一连接杆21-6；第一连接杆21-6的一端和第二连接杆21-3的一端分别设置在套筒21-2的两端内腔中且与套筒21-2的内壁为螺纹连接；压头21-1的一端与第一连接杆21-6远离套筒21-2的一端连接，压头244的另一端与组件索拉索3连接；叉耳21-4的一端与第二连接杆21-3远离套筒21-2的一端连接；叉耳21-4的另一端设有第一通孔，基础部分插入叉耳叉耳21-4内，基础部分上设有与第一通孔对应的第二通孔，销轴21-5穿设在第一通孔和第二通孔内以固定连接叉耳21-4和基础部分；压头21-1与第一连接杆21-3螺纹连接或为一体结构；使用时通过旋转转动第一连接杆21-6和第二连接杆21-3即可调节整个调节套筒21的长度，进而实现调节组件索拉索3的预应力。
进一步地，第一拉索5和第二拉索6可根据实际情况也布置上述的预应力调节套筒21以调节拉索预应力。
进一步地，如图9所示，所述的第一斜索13和第二斜索14的两端各设置一个索头24，立柱22上设置多个第一挂耳23，索头24和第一挂耳23均设置有通孔，索头24和第一挂耳23通过插销连接；
所述的第一拉索5和第二拉索6的两端各设置一个索头24，立柱22上设置多个第一挂耳23，索头24和第一挂耳23均设置有通孔，索头24和第一挂耳23通过插销连接。
进一步地，如图10所示，支撑杆7的下方设置第二挂耳27通过插销与第三挂耳26连接，第三挂耳26固定在第三连接块28的上方，第四连接块25通过螺栓连接在第三连接块28的下方，第一拉索5夹在第三连接块28和第四连接块25之间。
本实施例的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统的安装步骤如下：现场将基础部分安装完成后，立柱22固定安装于基础之上，然后第一斜索13和第二斜索14的一端与基础相连，另一端安装在立柱22对应位置；第一拉索5和第二拉索6的两端安装在立柱22的相应位置，然后安装撑杆7。单向电机8通过第一立板10与组件索拉索3相连；双向电机9通过第二立板11与第一组件索1和第二组件索2相连；光伏组件12通过光伏组件安装件与第一组件索1和第二组件索2相连。
该体系承受的主要风荷载由光伏组件12传递给第一组件索1和第二组件索2，然后通过转动电机传向鱼腹式结构的承重拉索系统(第一拉索5、第二拉索6和支撑杆7)和组件索拉索3。鱼腹式结构的承重拉索系统进一步将荷载传递给第一斜索13、第二斜索14和立柱22，最终将荷载传递给基础部分；组件索拉索3通过斜撑4将水平力转变为竖向力直接与基础相连。
本实施例提供大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，能够调节结构刚度，具备良好的承载能力及双向跨越能力，沿着第一组件索1的单跨跨度可达15～20米；沿着第一拉索5的方向单跨跨度可达35米以上；能够节省大量桩基础数量，结构体系经济合理。该支架系统能够在地质条件较差的滩涂、水位深、跨度大的渔塘以及一些大型污水处理厂、停车场等大跨度场景中。该光伏支架系统具有，施工周期短，桩基数量少，双向支撑跨度大的特点，并且能够根据太阳光入射角的改变同步调节光伏组件倾角，充分利用太阳光能，提高光伏发电效率。

Claims (10)

1.大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于包括第一组件索1、第二组件索2、组件索拉索3、斜撑4、鱼腹式结构的承重拉索系统，、单向电机8、双向电机9、第一立板10和第二立板11；在第一立板10的一个表面上对称设置互相平行的第一组件索1和第二组件索2，第一立板10的另一个表面中心处与单向电机8的动力输出端连接，单向电机8与组件索拉索3的一端连接，组件索拉索3的另一端通过斜撑4之后安装在基础部分之上，组件索拉索3与斜撑4为滑动连接，斜撑4的底端固定在基础部分之上；
所述的鱼腹式结构的承重拉索系统包括第一拉索5、第二拉索6和支撑杆7；所述的第一拉索5为下挠结构，第二拉索6为上拱结构，第一拉索5和第二拉索6有两个对称的交叉点形成鱼腹式结构；第一拉索5和第二拉索6之间用多个支撑杆7连接；鱼腹式结构的承重拉索系统等间距平行布置形成阵列式结构；
多个单向电机8均匀设置在外边侧的两个鱼腹式结构的承重拉索系统上且在支撑杆7的正上方，位于中间部位的鱼腹式结构的承重拉索系统上均匀设置多个双向电机9，双向电机9设置在支撑杆7的正上方，双向电机9的两个对称动力输出端分别与两个第二立板11的一个表面连接，第二立板11的另一个表面上与第一组件索1和第二组件索2连接；
多个光伏组件12安装在第一组件索1和第二组件索2上。
2.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于第二立板11的一个表面上设置有连接块11-1，连接块11-1上有连接孔11-2，双向电机9的两个对称动力输出端通过螺钉分别与两个第二立板11的连接块11-1上的连接孔11-2连接。
3.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于在第一组件索1和第二组件索2上设置多个光伏组件安装件，光伏组件安装件包括上部15和下部16，上部15和下部16通过螺栓连接，组件索夹在上部15和下部16之间。
4.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于第一拉索5和第二拉索6的交叉点设置交叉索夹，交叉索夹包括两个互相平行的夹片17，两个夹片17通过螺栓连接，第一拉索5和第二拉索6夹在两个夹片17之间。
5.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于单向电机8和双向电机9的底部固定第一连接块18，第一连接块18的下方布置有第二连接块19，第一连接块18与第二连接块19通过螺栓连接；第一拉索5和第二拉索6夹在第一连接块18与第二连接块19之间，第二连接块19的下方设置挂耳通过插销与第一挂耳20连接，第一挂耳20的下方与支撑杆7固定连接。
6.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于组件索拉索3的一端是由对称的两个拉索组成，对称的两个拉索分别通过一个第二挂耳21与单向电机8的两端连接。
7.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于该系统还包括立柱22、第一斜索13和第二斜索14；多个立柱22均匀固定安装在基础部分之上形成两排或多排结构；第一斜索13和第二斜索14的一端与基础部分连接，另一端与立柱22连接。
8.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于所述的第一拉索5和第二拉索6的两端连接在立柱22之间。
9.根据权利要求1所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于组件索拉索3的底部和基础部分之间布置预应力调节套筒21以调节组件索拉索3的预应力，预应力调节套筒21包括压头21-1、套筒21-2、第二连接杆21-3、叉耳21-4、销轴21-5和第一连接杆21-6；第一连接杆21-6的一端和第二连接杆21-3的一端分别设置在套筒21-2的两端内腔中且与套筒21-2的内壁为螺纹连接；压头21-1的一端与第一连接杆21-6远离套筒21-2的一端连接，压头244的另一端与组件索拉索3连接；叉耳21-4的一端与第二连接杆21-3远离套筒21-2的一端连接；叉耳21-4的另一端设有第一通孔，基础部分插入叉耳叉耳21-4内，基础部分上设有与第一通孔对应的第二通孔，销轴21-5穿设在第一通孔和第二通孔内以固定连接叉耳21-4和基础部分；压头21-1与第一连接杆21-3螺纹连接或为一体结构；使用时通过旋转转动第一连接杆21-6和第二连接杆21-3即可调节整个调节套筒21的长度，进而实现调节组件索拉索3的预应力。
10.根据权利要求9所述的大跨度鱼腹式单层跟踪式柔性光伏支架系统，其特征在于第一拉索5和第二拉索6也布置预应力调节套筒21以调节拉索预应力。
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