CN118264182A - 柔性光伏支架系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种柔性光伏支架系统，包括：第一组件索和第二组件索，用于承载光伏组件；张紧单元，与第一组件索和第二组件索连接，张紧单元用于张紧第一组件索和/或第二组件索；倾角传感器，设置在光伏组件上，倾角传感器用于感测光伏组件的当前倾角；以及控制单元，与张紧单元和倾角传感器连接，其中，控制单元被配置为根据当前倾角控制张紧单元张紧第一组件索和/或第二组件索。本申请的柔性光伏支架系统可自动张紧组件索，如此能够及时调节光伏组件的倾角，且有助于降低人工成本。

Description

柔性光伏支架系统

技术领域

本申请主要涉及光伏领域，尤其涉及一种柔性光伏支架系统。

背景技术

柔性光伏支架作为光伏系统中的一种新型支架形式，其包括起支撑作用的固定结构和预应力索，固定结构支撑起预应力索，从而形成大跨度的光伏组件支撑结构。柔性光伏支架多应用在大跨度场景，如水面、农业、山地等。

现有柔性光伏支架中的索结构为固定结构。索结构在长期使用后会出现张紧力降低的现象，这导致光伏组件下垂。下垂的光伏组件在风力作用下摆动幅度过大，可能造成紧固松弛，从而导致光伏组件掉落，造成人员和财产安全风险。此外，光伏组件下垂还导致光伏组件的倾角偏离最佳倾角，进而导致发电量降低。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种柔性光伏支架系统，该柔性光伏支架系统能够及时调节光伏组件的倾角，且有助于降低人工成本。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种柔性光伏支架系统包括：第一组件索和第二组件索，用于承载光伏组件；张紧单元，与所述第一组件索和所述第二组件索连接，所述张紧单元用于张紧所述第一组件索和/或所述第二组件索；倾角传感器，设置在所述光伏组件上，所述倾角传感器用于感测所述光伏组件的当前倾角；以及控制单元，与所述张紧单元和所述倾角传感器连接，其中，所述控制单元被配置为根据所述当前倾角控制所述张紧单元张紧所述第一组件索和/或所述第二组件索。

在本申请的一实施例中，所述张紧单元包括双向出轴电机、第一棘轮、第二棘轮、第一卷扬装置和第二卷扬装置，所述第一卷扬装置和所述第二卷扬装置分别通过所述第一棘轮和所述第二棘轮与所述双向出轴电机连接，其中，所述第一棘轮的转动方向与所述第二棘轮相反。

在本申请的一实施例中，所述控制单元根据所述当前倾角控制所述张紧单元张紧所述第一组件索和/或所述第二组件索的步骤包括：执行倾角判断以判断所述当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若判断结果是，则张紧所述第二组件索；执行所述倾角判断以判断所述当前倾角与所述预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若判断结果是，则张紧所述第一组件索。

在本申请的一实施例中还包括风速传感器，所述风速传感器与所述控制单元连接，其中所述风速传感器用于感测所述光伏组件所处环境的当前风速。

在本申请的一实施例中，所述控制单元被配置为根据所述当前倾角和所述当前风速控制所述张紧单元张紧所述第一组件索和/或所述第二组件索。

在本申请的一实施例中，所述控制单元根据所述当前倾角和所述当前风速控制所述张紧单元张紧所述第一组件索和/或所述第二组件索的步骤包括：执行风速判断以判断所述当前风速是否小于临界风速，若所述风速判断的结果为是，则执行倾角判断以判断所述当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若所述倾角判断的结果为是，则张紧所述第二组件索，执行所述倾角判断以判断所述当前倾角与所述预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若倾角判断的结果为是，则张紧所述第一组件索。

在本申请的一实施例中还包括远程监控系统，所述远程监控系统与所述控制单元通信连接。

在本申请的一实施例中还包括锁止装置，所述锁止装置用于锁止所述第一组件索和所述第二组件索。

在本申请的一实施例中，所述第一组件索的一端与支撑架连接，另一端与所述张紧单元连接，所述第二组件索的一端与所述支撑架连接，另一端与所述张紧单元连接。

在本申请的一实施例中还包括多个滑轮，所述多个滑轮用于对所述组件索进行导向。

本申请的柔性光伏支架系统可自动张紧组件索，如此能够及时调节光伏组件的倾角，且有助于降低人工成本。

附图说明

包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：

图1是本申请一实施例中一种柔性光伏支架系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例中控制单元、传感器、张紧单元和远程监控系统之间的连接示意图；

图3是本申请一实施例中柔性光伏支架系统的流程示意图；

图4至图6是本申请一实施例中光伏组件的倾角变化示意图。

附图标记

第一组件索110 控制单元160

第二组件索120 风速传感器170

光伏组件130 远程监控系统180

张紧单元140 第一滑轮191

双向出轴电机141 第二滑轮192

第一卷扬装置142 第三滑轮193

第二卷扬装置143 第四滑轮194

倾角传感器150 右侧支撑架210

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中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申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

接下来通过实施例对本申请的柔性光伏支架系统进行说明。

图1是一实施例中的柔性光伏支架系统的结构示意图。参考图1所示，该实施例中的柔性光伏支架系统包括第一组件索110、第二组件索120、张紧单元140、倾角传感器150和控制单元160。第一组件索110和第二组件索120用于承载光伏组件130，控制单元160被配置为根据倾角传感器150感测的倾角来张紧第一组件索110和/或第二组件索120，如此实现对光伏组件130的倾角的控制。

具体的，第一组件索110和第二组件索120相邻设置，且两者之间具有高度差，如此使得光伏组件130与水平面之间形成一个倾角，该倾角有利于使光伏组件130接收更多的光照。第一组件索110和第二组件索120可以是钢索。为简化示意图，图1中仅示出两个光伏组件130，可以理解，光伏组件130的数量不限于2个，可以根据需求设置。

在一实施例中，第一组件索110的一端与左侧支撑架(图未示)连接，另一端与张紧单元140连接。第二组件索120的一端与左侧支撑架连接，另一端与张紧单元140连接。在一些实施例中，柔性光伏支架系统还包括第一滑轮191、第二滑轮192、第三滑轮193和第四滑轮194。第一滑轮191与第二滑轮192分别设置在右侧支撑架210上，第三滑轮193和第四滑轮194与张紧单元140位于同一水平面。第一滑轮191、第二滑轮192、第三滑轮193和第四滑轮194能够对第一组件索110和第二组件索120进行导向。例如，第三滑轮193与张紧单元140位于同一水平面可以使得位于两者之间的第一组件索110平行于水平面，如此第一组件索110施加给张紧单元140的拉力平行于水平面，不存在竖直方向上的分力，竖直方向上的分力不利于张紧单元140的安装和固定。本申请中滑轮的数量和位置不限于图1所示，可以根据实际情况设置。

张紧单元140包括双向出轴电机141、第一棘轮、第二棘轮、第一卷扬装置142和第二卷扬装置143。双向出轴电机141的两个输出轴分别与第一棘轮和第二棘轮连接，第一卷扬装置142与第一棘轮连接，第二卷扬装置143与第二棘轮连接。第一卷扬装置142与第一组件索110连接，第一卷扬装置142通过转动可张紧或松弛第一组件索110。类似的，第二卷扬装置143与第二组件索120连接，第二卷扬装置143通过转动可张紧或松弛第二组件索120。第一棘轮的转动方向与第二棘轮相反，如此，在双向出轴电机141转动时，仅带动一端的卷扬装置转动，另一端的卷扬装置保持静止。需要说明是的，张紧单元140与第一组件索110和第二组件索120的连接方式不限于图1所示，例如，可以设置分别与第一卷扬装置142和第二卷扬装置143连接的两个电机。

第一组件索110和第二组件索120在长期服役后，会出现张紧力下降，这导致光伏组件130下垂。光伏组件130下垂一方面会导致光伏组件130的倾角偏离预设倾角，进而导致光伏组件130的发电量下降；另一方面，下垂的光伏组件130在风力的作用下晃动幅度增大，严重的会导致光伏组件130掉落。其中，预设倾角可以是使光伏组件130能够接受光照量最大的倾角。张紧单元140可张紧第一组件索110和第二组件索120，从而避免光伏组件130下垂。

图2是一实施例中控制单元160、传感器、张紧单元140和远程监控系统180之间的连接示意图。参考图1和图2所示，传感器包括倾角传感器150。倾角传感器150设置在光伏组件130上，倾角传感器150用于感测光伏组件130的当前倾角。“当前倾角”指的是光伏组件130在当前时刻下的倾角。倾角传感器150可以实时感测光伏组件130的倾角。

控制单元160与张紧单元140和倾角传感器150连接。控制单元160可通过与倾角传感器150的连接获取倾角传感器150感测的当前倾角。控制单元160可通过与张紧单元140的连接控制张紧单元140张紧或松弛组件索。控制单元160被配置为根据当前倾角控制张紧单元140张紧第一组件索110和/或第二组件索120。

参考图3所示的一实施例中柔性光伏支架系统的流程示意图，在该实施例中，控制单元160根据光伏组件130的当前倾角控制张紧单元140张紧第一组件索110和/或第二组件索120的步骤包括：

步骤S310：执行倾角判断以判断当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若判断结果是，则张紧第二组件索120；

步骤S320：执行倾角判断以判断当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若判断结果是，则张紧第一组件索110。

接下来对步骤S310和步骤S320进行说明

图4至图6是一实施例中光伏组件的倾角变化示意图。在图4中，第一组件索110的高度大于第二组件索120的高度，如此，光伏组件130处于倾斜状态。可通过调整第一组件索110与第二组件索120之间的高度差改变光伏组件130与水平面(图中虚线)之间的夹角，假设两者之间的夹角为预设倾角α1。

在步骤S310中，参考图4和图5所示，随着第一组件索110和第二组件索120服役时长的增加，第一组件索110和第二组件索120的张紧力降低，这导致第一组件索110和第二组件索120下垂。若第一组件索110的下垂量小于第二组件索120的下垂量，则会导致光伏组件130与水平面之间的夹角由α1增大到α3，进而导致光伏组件130接受的光照量降低。控制单元160执行倾角判断以判断当前倾角α2与预设倾角α1之间的差值(即α2-α1)是否等于或小于第一差值，若判断结果是，则张紧第二组件索120，从而使光伏组件130的左端被抬高，进而减小光伏组件130与水平面之间的夹角。可以将第二组件索120张紧至当前倾角α2与预设倾角α1之间的差值为零的状态。可以根据需求设置第一差值。

在步骤S320中，参考图4和图6所示，若第一组件索110的下垂量大于第二组件索120的下垂量，则会导致光伏组件130与水平面之间的夹角由α1减小到α3，进而导致光伏组件130接受的光照量降低。控制单元160执行倾角判断以判断当前倾角α3与预设倾角α1之间的差值(即α3-α1)是否等于或小于第二差值，若判断结果是，则张紧第一组件索110，从而使光伏组件130的右端被抬高，进而减小光伏组件130与水平面之间的夹角。需要说明的是，差值α3-α1为负数，第二差值也为负数。可以将第一组件索110张紧至当前倾角α3与预设倾角α1之间的差值为零的状态。可以根据需求设置第二差值。

本申请不对步骤S310和步骤S320之间的执行顺序做限制。

在一些实施例中，第一组件索110和第二组件索120均下垂，但两者之间的高度差不变，在这种情况下光伏组件130与水平面之间的夹角不变。但组件索下垂会导致光伏组件130因风吹而引起的摆动幅度增大，为解决该问题，控制单元160可同时张紧第一组件索110和第二组件索120。在另外一些实施例中，第一组件索110和第二组件索120均下垂，且两者的下垂量不同(即两者之间的高度差发生变化)，在这种情况下，控制单元160可同时张紧第一组件索110和第二组件索120，但第一组件索110和第二组件索120的张紧量不同，如此在纠正倾角的同时还可以减小光伏组件的下垂程度。

本申请的柔性光伏支架系统可自动执行上述步骤，如此能够及时调节光伏组件的倾角，且有助于降低人工成本。

回到图1和图2所示，在一实施例中，柔性光伏支架系统中的传感器还包括风速传感器170。风速传感器170与控制单元160连接，可用于感测光伏组件130所处环境的当前风速。“当前风速”指的是光伏组件130在当前时刻下所处环境的风速。风速传感器170可以实时感测光伏组件130所处环境的风速。控制单元160被配置为根据当前倾角和当前风速控制张紧单元140张紧第一组件索和/或第二组件索。

具体的，控制单元160根据当前倾角和当前风速控制张紧单元140张紧第一组件索110和/或第二组件索120的步骤包括：

步骤S410：执行风速判断以判断当前风速是否小于临界风速；

步骤S420：若风速判断的结果为是，则执行倾角判断以判断当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若倾角判断的结果为是，则张紧第二组件索120；

步骤S430：执行倾角判断以判断当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若倾角判断的结果为是，则张紧第一组件索110。

在步骤S410中，在当前风速大于临界风速的情况，倾角传感器感测的当前倾角不能真实地反应光伏组件的实际情况，因为在风力的作用下，光伏组件晃动导致倾角变化。可以根据需求设置临界风速。例如，临界风速可以是1.5m/s。

在步骤S420和步骤S430中，若当前风速小于临界风速，则执行倾角判断，反之则不执行倾角判断。有关步骤S420和步骤S430的其它细节请参考前文对步骤S310和步骤S320的说明，在此不再展开。

参考图1和图2所示，在一实施例中，柔性光伏支架系统还包括远程监控系统180。远程监控系统180与控制单元160通信连接。远程监控系统180可用于接受控制单元160的状态信号，并显示在人机界面上；远程监控系统180还可以具备在柔性光伏支架系统告警时使用声光电告警提示工作人员的功能；远程监控系统180还可以具备远端控制的能力，具体为可远程发送张紧指令，控制双向出轴电机141正反转。

参考图1所示，在一实施例中，柔性光伏支架系统还包括锁止装置。锁止装置可用于锁止第一组件索110和第二组件索120。例如，在双向出轴电机141停止后，锁止装置被激活以阻止张紧单元140被外力拉动。锁止装置包括电机自动抱闸装置。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述申请披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种柔性光伏支架系统，其特征在于，包括：

第一组件索(110)和第二组件索(120)，用于承载光伏组件(130)；

张紧单元(140)，与所述第一组件索(110)和所述第二组件索(120)连接，所述张紧单元(140)用于张紧所述第一组件索(110)和/或所述第二组件索(120)；

倾角传感器(150)，设置在所述光伏组件(130)上，所述倾角传感器(150)用于感测所述光伏组件(130)的当前倾角；以及

控制单元(160)，与所述张紧单元(140)和所述倾角传感器(150)连接，其中，所述控制单元(160)被配置为根据所述当前倾角控制所述张紧单元(140)张紧所述第一组件索(110)和/或所述第二组件索(120)。

2.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于，所述张紧单元(140)包括双向出轴电机(141)、第一棘轮、第二棘轮、第一卷扬装置(142)和第二卷扬装置(143)，所述第一卷扬装置(142)和所述第二卷扬装置(143)分别通过所述第一棘轮和所述第二棘轮与所述双向出轴电机(141)连接，其中，所述第一棘轮的转动方向与所述第二棘轮相反。

3.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于，所述控制单元(160)根据所述当前倾角控制所述张紧单元(140)张紧所述第一组件索(110)和/或所述第二组件索(120)的步骤包括：

执行倾角判断以判断所述当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若判断结果是，则张紧所述第二组件索(120)；

执行所述倾角判断以判断所述当前倾角与所述预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若判断结果是，则张紧所述第一组件索(110)。

4.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于还包括风速传感器(170)，所述风速传感器(170)与所述控制单元(160)连接，其中所述风速传感器(170)用于感测所述光伏组件(130)所处环境的当前风速。

5.如权利要求4所述的柔性光伏支架系统，其特征在于，所述控制单元(160)被配置为根据所述当前倾角和所述当前风速控制所述张紧单元(140)张紧所述第一组件索(110)和/或所述第二组件索(120)。

6.如权利要求5所述的柔性光伏支架系统，其特征在于，所述控制单元(160)根据所述当前倾角和所述当前风速控制所述张紧单元(140)张紧所述第一组件索(110)和/或所述第二组件索(120)的步骤包括：执行风速判断以判断所述当前风速是否小于临界风速，若所述风速判断的结果为是，则执行倾角判断以判断所述当前倾角与预设倾角之间的差值是否等于或大于第一差值，若所述倾角判断的结果为是，则张紧所述第二组件索(120)，执行所述倾角判断以判断所述当前倾角与所述预设倾角之间的差值是否等于或小于第二差值，若倾角判断的结果为是，则张紧所述第一组件索(110)。

7.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于还包括远程监控系统(180)，所述远程监控系统(180)与所述控制单元(160)通信连接。

8.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于还包括锁止装置，所述锁止装置用于锁止所述第一组件索(110)和所述第二组件索(120)。

9.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于，所述第一组件索(110)的一端与支撑架连接，另一端与所述张紧单元(140)连接，所述第二组件索(120)的一端与所述支撑架连接，另一端与所述张紧单元(140)连接。

10.如权利要求1所述的柔性光伏支架系统，其特征在于还包括多个滑轮(191、192、193、194)，所述多个滑轮(191、192、193、194)用于对所述组件索(110、120)进行导向。