CN118017908B - 一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，属于光伏发电技术领域。包括支撑架单元，所述支撑架单元包括并排设置的固定座，所述固定座上设有均竖向固定杆，所述竖向固定杆上均横向设有若干横向固定杆，若干横向固定杆上均设有安装机构，所述安装机构包括安装架，所述安装架上开设有矩形通槽，所述矩形通槽的两端分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽到安装架中部的距离小于第二环形槽到安装架中部的距离，所述安装架中部的矩形通槽内设有横截面为矩形的方轴，所述方轴的中部滑动设置于矩形通槽内，所述安装架的一侧面上外侧分别设有等同的第一弹簧和第二弹簧。本技术方案用以增强安装于其上的光伏发电板的抗风效果。

Description

一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架。

背景技术

随着环保意识的不断提升，与可再生能源的广泛应用，光伏发电作为一种清洁能源的代表，已经在全球范围内得到了广泛的应用。越来越多的家庭和企业，选择在屋顶安装光伏发电板，以利用太阳能来发电。

由于光伏发电板在安装的时候，为了美观和节约安装空间，各个光伏发电板之间采用的是并排靠拢安装(倾斜铺装)的方式，通常是将若干光伏板平铺固定于斜向布置的方管架上，但是此种设置方式，难以实现抗风效果，因为当风从一个方向吹向并排设置的光伏发电板时，风与若干铺设的光伏发电板的作用面较大，且相邻光伏发电板之间透风间隙较小，因此风力作用于光伏发电板上的作用力大，因此现有安装方式，难以实现光伏发电板安装后的抗风效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，用以增强安装于其上的光伏发电板的抗风效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，用以安装光伏发电板，包括支撑架单元，所述支撑架单元包括并排设置的固定座，所述固定座上设有均竖向固定杆，所述竖向固定杆上均横向设有若干横向固定杆，若干横向固定杆上均设有安装机构，所述安装机构包括安装架，所述安装架上开设有矩形通槽，所述矩形通槽的两端分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽到安装架中部的距离小于第二环形槽到安装架中部的距离，所述安装架中部的矩形通槽内设有横截面为矩形的方轴，所述方轴的中部滑动设置于矩形通槽内，所述安装架的一侧面上外侧分别设有等同的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧的一端分别固定于安装架的两端部上，另一端分别与方轴相对的两侧面连接，所述第一弹簧的内部还设有第三弹簧，所述第三弹簧的一端固定于安装架的端部上，另一端于方轴的侧面抵接，所述安装架设置第一弹簧的侧面的相对面上设有环形限位块，所述环形限位块的中部套接于方轴的中部上，所述环形限位块的直径大于第一通槽和第二通槽的直径，并排设置的竖向固定杆上相对应位置处横向固定杆上设置的安装机构的安装方向相反，单一所述光伏发电板的两端分别与竖向相邻设置的安装机构中的方轴连接。

进一步，所述竖向固定杆上设置的横向固定杆的数量大于2时，竖向设置的相邻两块光伏发电板的端部固定连接于同一安装结构中方轴的两端上，且同一所述竖向固定杆上竖向设置的若干安装机构的安装方向相同。

进一步，并排设置的所述竖向固定杆最上端的安装机构和最下端的安装机构中，方轴一端部均设有与之固定连接的S型弧形挡风板。

进一步，相邻设置的所述S型弧形挡风板的安装和布设方向相同。

进一步，所述第一环形槽和第二环形槽与矩形通槽连通处的侧壁均设有导向曲面。

进一步，对称设置的所述横向固定杆之间设有加强肋。

进一步，所述方轴滑动连接于环形限位块的中部，所述方轴上设有若干竖向均布的通孔，所述通孔内设有限位销，所述方轴上滑动设有滑环，所述第一弹簧和第二弹簧的端部固定于滑环上，所述方轴与光伏发电板连接的一端上设有固定板。

进一步，所述竖向固定杆上设置的横向固定杆的数量大于2时，竖向设置的相邻两块光伏发电板的端部均连接于独立的安装机构中的方轴上。

进一步，同一所述竖向固定杆上竖向设置的同一光伏发电板两端的安装机构的安装方向相同，相邻光伏发电板两端设置的安装机构的安装方向相反。

本发明的有益效果在于：

(1)本光伏发电板支撑架可由若干个支撑架单元横向拼接组成，即可对光伏发电板进行数量较多的成片安装，且安装完成之后，使光伏发电板具备较好的抗风能力；

(2)光伏发电板在较小的风力等级时，其会通过横向滑移的方式来实现抗风，即横向滑移时，其安装角度和照射面积不变，即在抗风的同时还能处于一个较好的照射太阳光的位置，即提升了光伏发电板的发电效果和效率；

(3)安装机构的设置方式巧妙，使安装机构能够制造为一个标准组件，且该标准组件能通过固定端的不同，实现对较小风力等级时光伏发电板的移动方向进行限制，进而使相邻光伏发电板在较小风力等级时出现间距，进而增大透风面积，进而实现抗风效果；

(4)在出现较大风力等级时，光伏发电板再风力的作用下均会通过旋转的方式来进一步的减小风的作用面积，进而进一步的实现抗风效果；

(5)竖向设置的若干光伏发电板可通过设计安装机构的安装方式，进而实现竖向相邻设置的两块光伏发电板之间也能在风力等级较低时出现“一块移动，一块不移动”的效果，进而出现间距，进而也能增大透风面积，进而也能实现横向和纵向的全方位透风，进而进一步的提升若干支撑架单元拼接时的光伏发电板的抗风效果；

(6)第一弹簧和第二弹簧的设置，还可对光伏发电板突然受到的较大风力进行缓冲，对光伏发电板与方轴的连接部位起到保护的作用。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明光伏发电板支撑架中实施例1中的安装立体示意图；

图2为本发明光伏发电板支撑架中实施例1中的另一个视角的安装立体示意图；

图3为本发明光伏发电板支撑架中实施例1中的安装机构的立体意图；

图4为本发明光伏发电板支撑架中实施例2中的安装立体示意图；

图5为本发明光伏发电板支撑架中实施例2中的安装侧视图示意图；

图6为图5中B-B处的截面示意图；

图7为本发明光伏发电板支撑架中实施例3中的安装侧视图的剖视图示意图；

图8为本发明光伏发电板支撑架中滑环的设置立体示意图；

图9为本发明光伏发电板支撑架中光伏发电板连接于固定板上的示意图。

附图中标记如下：

固定座1、竖向固定杆2、横向固定杆3、安装架4、矩形通槽5、方轴6、环形限位块7、第一环形槽8、第二环形槽9、第一弹簧10、第二弹簧11、第三弹簧12、S型弧形挡风板13、光伏发电板14、加强肋15、通孔16、限位销17、滑环18、固定板19。

具体实施方式

本发明一种具备抗风功能的光伏发电板14支撑架，用以安装光伏发电板14，包括支撑架单元，支撑架单元包括并排设置的固定座1，固定座1上设有均竖向固定杆2，竖向固定杆2上均横向设有若干横向固定杆3，具体的在横向固定杆3上均设有安装机构，安装机构包括安装架4，安装架4上开设有矩形通槽5，矩形通槽5的两端分别设有第一环形槽8和第二环形槽9，第一环形槽8到安装架4中部的距离小于第二环形槽9到安装架4中部的距离，安装架4中部的矩形通槽5内设有横截面为矩形的方轴6，方轴6的中部滑动设置于矩形通槽5内，安装架4的一侧面上外侧分别设有等同的第一弹簧10和第二弹簧11，第一弹簧10和第二弹簧11的一端分别固定于安装架4的两端部上，另一端分别与方轴6相对的两侧面连接，第一弹簧10的内部还设有第三弹簧12，第三弹簧12的一端固定于安装架4的端部上，另一端于方轴6的侧面抵接，安装架4设置第一弹簧10的侧面的相对面上设有环形限位块7，环形限位块7的中部套接于方轴6的中部上，环形限位块7的直径大于第一通槽和第二通槽的直径，并排设置的竖向固定杆2上相对应位置处横向固定杆3上设置的安装机构的安装方向相反，单一光伏发电板14的两端分别与竖向相邻设置的安装机构中的方轴6连接。

优选地，对称设置的横向固定杆3之间设有加强肋15，以增强承载和支撑能力。

为了更好的对本技术方案进行理解，现结合如下实施例进行说明：

实施例1

如图1-图3所示，当布置的光伏发电板14数量少，单个竖向固定杆2上设置的横向固定杆3的数量为2根时，该技术方案的安装方式和工作原理为为，首先每一根横向固定杆3上设置的安装机构均相同，即可将安装机构看做一个标准的原件，即无论是安装还是加工的时候均能节约较多的工序或者成本，在同一根竖向固定杆2上设置的安装机构，其安装架4的相同一端与横向固定杆3连接，优选为二者属于相对安装(设置弹簧的侧面相对安装)，在另一根竖向安装杆上，安装机构的安装方式区别在于，安装机构的另一端和横向固定杆3连接。

当风力等级相对较低的时候，风吹向光伏发电板14的接收阳关的一侧面的时候，其中一块光伏发电板14在风力的作用下，会拉伸第一弹簧10和压缩第二弹簧11，即使方轴6在矩形通槽5内滑动，二另一块光伏发电板14由于其移动的时候，不仅要拉升第二弹簧11和压缩第一弹簧10，同时还需要挤压第三弹簧12，因此风力等级较低的时候，该快光伏发电板14的移动阻力大，即不会出现移动的情况，即相邻光伏发电板14之间会出现错开缝隙，使透风面积增大，即可降低风力的作用，进而可实现对风力等级较低时的抗风，此种设置的方式的另一个好处为，滑动的光伏发电板14此时处于平移滑动的状态，即不改变与阳关的接触面积和接触角度，进而实现抗风的同时还能处于预先设置的较好的接收阳光的角度，进而提升光伏发电板14的发电效率；

在风力等级相对较大的时候，此时，一块光伏发电板14端部连接的方轴6，会沿着矩形通槽5滑动至第二环形槽9内，而方轴6进入第二环形槽9就上去了矩形通槽5的限位，即在风力吹动光伏发电板14的时候，光伏发电板14端部的方轴6会在第二环形槽9内旋转(克服弹簧的弯曲力，相对较小)，旋转之后的光伏发电板14与风的接触面积变小，进而可极大的降低风的作用力，实现大风力等级时候的抗风；同理，另一块光伏发电板14在较大风力作用是，其会压缩第三弹簧12实现滑动，即其上设置的方轴6会滑动至第一环形槽8内，进而在风力的作用下实现旋转抗风，不难理解的是，在风力消失的时候，在各个弹簧复位的作用下，会带动光伏发电板14回到最初的安装位置；当然当风了吹向光伏发电板14的背面时，两根竖向固定杆2上的光伏发电板14的运动过程与上述相同，只是初始运动的光伏发电板14发生转变。

需要说明的是，第三弹簧12的设置，是为了区分风力等级，以及控制较小风力等级时，只允许相邻光伏发电板14中的一块进行移动进而形成间隙，因为第一弹簧10和第二弹簧11的完全相同(长度以及弹性参数等)，即无论风力吹向光伏发电板14的正面还是背面，光伏发电板14的移动初始力均相同，进而可以减少变量，使第三弹簧12的设置就能实现对风力等级与光伏发电板14的旋转时机相匹配。第一环形槽8到安装架4中部的距离小，其目的是，由于光伏发电板14滑动至第二环形槽9内的距离相对较长，即第一弹簧10和第二弹簧11的形变量相对较大，其目的是为了是相邻光伏发电板14之间错开的距离大，透风效果更好，为了避免另一块滑动距离过大，在滑动至极限位置的过程中，导致二者之间间距变小量过大，因此第一环形槽8与安装架4中部的距离近，即风力等级较大，作用力大时，只需移动较小位移就进入第一环形槽8内进行旋转抗风的操作(第三弹簧12的压缩阻力相对较大，与风力等级匹配，具体的可通过有限次实验就能得出，在此不做过多的赘述)。

在一种可实施的方式中，并排设置的竖向固定杆2最上端的安装机构和最下端的安装机构中，方轴6一端部均设有与之固定连接的S型弧形挡风板13，S型弧形挡风板13的两端挡风面积和效果不同(凹陷的一端挡风效果好，突出的一端挡风效果较差)，即在风力作用下，两端受力不均衡，即有助于带动光伏发电板14旋转，避免风正向于光伏发电板14吹，导致光伏发电板14两侧受力的差异值较小，导致无法克服弹簧的弯曲力，导致无法旋转的特殊情况。

在一种可实施的方式中，优选地，相邻设置的S型弧形挡风板13的安装和布设方向相同，由于相邻横向设置光伏发电板14在进行旋转动作之前，二者之间具备一定前后间距，因此布设方向相同的S型弧形挡风板13，使光伏发电板14的旋转方向相同，即相邻光伏发电板14的靠近的一侧在旋转时会做背离旋转运动，即二者旋转时，间距和距离都会增大，即可进一步的增大透风效果，S型弧形挡风板13的设置目的，主要是为了控制光伏发电板14的旋转方向，进而进一步提升抗风效果。当然也可如图1中所示，横向布置的S型弧形挡风板13的安装方向为镜像，只是抗风效果略差，但不影响正常使用。

在一种可实施的方式中，第一环形槽8和第二环形槽9与矩形通槽5连通处的侧壁均设有导向曲面，导向曲面的作用是光滑过渡和导向，避免方轴6复位时被卡塞于矩形通槽5的端部。

在一中可实施的方式中，如图8和图9所示，方轴6滑动连接于环形限位块7的中部，所述方轴6上设有若干竖向均布的通孔16，通孔16内设有限位销17，方轴6上滑动设有滑环18，第一弹簧10和第二弹簧11的端部固定于滑环18上，方轴6与光伏发电板14连接的一端上设有固定板19，此种设置方式可通过限位销17和限位孔的配合调节方轴6的高度，进而匹配光伏发电板14旋转式的竖向位移，然后通过固定板19的一定长度匹配光伏发电板14旋转时的横向位移，进而可通过该技术方案调节光伏发电板14的安装角度，同时调整时不会破坏方轴6位于安装架4中部的位置，即不会改变方轴6滑动的初始条件。

实施例2

如图4-图6所示，实施例2和实施例1的不同之处在于，竖向固定杆2上设置的横向固定杆3的数量大于2，竖向设置的相邻两块光伏发电板14的端部固定连接于同一安装结构中方轴6的两端上，且同一竖向固定杆2上竖向设置的若干安装机构的安装方向相同。在此种实施方式中，同一竖向固定杆2上设置的若干光伏发电板14，在受到风力作用时进行同步移动，而另一根竖向固定杆2上的光伏发电板14在同一方向的较低风力等级作用时，其不会移动，进而产生间隙，进而实现抗风。此种安装方式相对简单，安装步骤和竖向安装占用面积较小，安装相对的美观，但是上下相邻光伏发电板14不能实现错开移动，与风的接触面积大，因此可在不易出现较大风力等级的地区使用。

实施例3

在一种可实施的方式中，实施例3和实施例2的不同之处在于，竖向设置的光伏发电板14之间的连接方式不同，具体的，当竖向固定杆2上设置的横向固定杆3的数量大于2时，竖向设置的相邻两块光伏发电板14的端部均连接于独立的安装机构中的方轴6上。此种设置方式如图7所示，每一块光伏发电板14的两端部分别设置独立的安装机构，这样的好处在于，不同高度的光伏板可根据所受的不同风力的大小进行自适应的横向移动，同时由于各个光伏发电板14之间独立移动，进而当较小的风力就能实现单块光伏发电板14的移动，进而对风力的变化相对敏感，进而可在易出现较大风力的地区使用。

在一种可实施的方式中，同一竖向固定杆2上竖向设置的同一光伏发电板14两端的安装机构的安装方向相同，相邻光伏发电板14两端设置的安装机构的安装方向相反。此种设置方式的好处在于，竖向安装的光伏发电板14数量较多时，其组合形成的挡风面较大，即受到风的作用力大，若按此种方式设置，那么风力较大时，竖向设置的相邻发电板之间也会如实施例1中一样产生间距，进而增大透风面积，进而此种安装方式的抗风效果更佳，即可进一步提升在易产生较大风力等级的地区使用。

需要说明的是，图中的正向安装指的是设置第一环形槽8的安装架4一端固定于横向固定杆3上，反向安装则是设置第二环形槽9的安装架4一端固定于横向固定杆3。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，用以安装光伏发电板，其特征在于：包括支撑架单元，所述支撑架单元包括并排设置的固定座，所述固定座上均设有竖向固定杆，所述竖向固定杆上均横向设有若干横向固定杆，若干横向固定杆上均设有安装机构，所述安装机构包括安装架，所述安装架上开设有矩形通槽，所述矩形通槽的两端分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽到安装架中部的距离小于第二环形槽到安装架中部的距离，所述安装架中部的矩形通槽内设有横截面为矩形的方轴，所述方轴的中部滑动设置于矩形通槽内，所述安装架的一侧面上外侧分别设有等同的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧的一端分别固定于安装架的两端部上，另一端分别与方轴相对的两侧面连接，所述第一弹簧的内部还设有第三弹簧，所述第三弹簧的一端固定于安装架的端部上，另一端于方轴的侧面抵接，所述安装架设置第一弹簧的侧面的相对面上设有环形限位块，所述环形限位块的中部套接于方轴的中部上，所述环形限位块的直径大于第一通槽和第二通槽的直径，并排设置的竖向固定杆上相对应位置处横向固定杆上设置的安装机构的安装方向相反，单一所述光伏发电板的两端分别与竖向相邻设置的安装机构中的方轴连接；并排设置的所述竖向固定杆最上端的安装机构和最下端的安装机构中，方轴一端部均设有与之固定连接的S型弧形挡风板，相邻设置的所述S型弧形挡风板的安装和布设方向相同，所述方轴滑动连接于环形限位块的中部，所述方轴上设有若干竖向均布的通孔，所述通孔内设有限位销，所述方轴上滑动设有滑环，所述第一弹簧和第二弹簧的端部固定于滑环上，所述方轴与光伏发电板连接的一端上设有固定板，同一所述竖向固定杆上竖向设置的同一光伏发电板两端的安装机构的安装方向相同，相邻光伏发电板两端设置的安装机构的安装方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，其特征在于：所述第一环形槽和第二环形槽与矩形通槽连通处的侧壁均设有导向曲面。

3.根据权利要求1所述的一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，其特征在于：对称设置的所述横向固定杆之间设有加强肋。

4.根据权利要求1所述的一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，其特征在于：所述竖向固定杆上设置的横向固定杆的数量大于2时，竖向设置的相邻两块光伏发电板的端部连接于同一安装结构中方轴的两端上，且同一所述竖向固定杆上竖向设置的若干安装机构的安装方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种具备抗风功能的光伏发电板支撑架，其特征在于：所述竖向固定杆上设置的横向固定杆的数量大于2时，竖向设置的相邻两块光伏发电板的端部均连接于独立的安装机构中的方轴上。