CN201616785U - 一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件，包括太阳能组件、组件支架，所述的太阳能组件的一端与所述的组件支架的一端转动连接，在太阳能组件的另一端与组件支架另一端之间，设置有一弹性机构，所述的弹性机构的弹性模数k为：G/2a≤k≤F/L或F/L≤k≤G/2a且L≤M，其中，a为组件平放状态下其在自重作用下克服弹性机构的位移，L为最大设计风速下风作用于组件平面所产生的旋转位移，F为最大设计风速下风作用于组件平面的力，G为组件自重，M为弹性机构最大承受的形变量。本实用新型的优点在于，使用了较轻巧而且占用空间较小的机构实现了一种弹性的组件安装方式，有利于太阳跟踪系统的避风、抗雪压、抗冰雹、抗震性能。
Description
技术领域
本实用新型属于一种用于太阳能跟踪系统的太阳能组件，涉及太阳跟踪系统中组件避风、抗雪压、抗冰雹袭击及抗震的解决方案。
背景技术
目前组件的安装在应用中方案多为固定式安装。
类似本实用新型的组件安装机构，以弹簧机构作为组件的安装受力连接方式，并在矩形组件的长边中心点安装轴承作为组件受外力作用下扭转的转轴。
固定安装方式多用于非跟踪的固定式支架的安装方式上。在用于太阳跟踪系统时，由于其工作状态的多样性，需充分考虑其向阳面在受风、受雪压、受冰雹撞击的躲避姿态。这样就造成了其向阳面的受光时间和受光质量受诸多因素的干扰而有很大损失，其直接带来的是发电量和电费的损失。且在进入躲避姿态的过程中，要消耗较多能源，使得跟踪系统的能量产出大打折扣。在风、雪、冰雹来袭时，其进入躲避姿态时需要一定的时间周期，在这个过程中，整个系统仍受较大的外力影响，加之自身转动的内力，使得跟踪系统处于复杂的较大的受力环境下，会影响其自身运行的稳定性和结构安全性。在这一过程中，会带来各主要轴承和关节在大受力环境下的剧烈磨损，也会一定程度影响跟踪系统的寿命。系统中所需的风、雪、冰雹等的预警系统和控制机构也需要投入较大的资金和人力，增加了系统成本。由于整体受力面较大而且是固定式安装，所有的力量最终都传到主梁和地基上，加上考虑地震的影响，其承重结构和地基必须具备更高的强度，这将带来材料上的较大投入，不利于降低成本和优化设计，进而影响了其大规模的应用。
类似于本实用新型的一款组件安装机构，由于其使用弹簧机构作为连接方式，会带来较大的安装体积上的增加，影响其应用的领域。其弹簧机构在受压变化状态下不仅会发生竖向的形变，而且容易发生侧向的形变，容易与机构缝隙或支架结构发生缠绕、夹持，带来不可自修复的故障，甚至永久性损坏弹簧机构。另外，其转轴安装在矩形组件一对对称边的中心上，在风的作用下，在组件迎风面上其轴两侧的受力基本平衡，使其较大幅度扭转的几率大幅减小，更多的时候只是振动，使得其本身想要达到的抗风能力大打折扣。并且该结构的抗震性能较差，在瞬间大力量的作用下，无法瞬间进入弹性状态，进而无法克服地震的破坏。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种避风、抗雪压、抗冰雹、抗震的一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件，包括太阳能组件、组件支架，所述的太阳能组件的一端与所述的组件支架的一端转动连接，在太阳能组件的另一端与组件支架另一端之间，设置有一弹性机构，所述的弹性机构的弹性模数k为：G/2a≤k≤F/L或F/L≤k≤G/2a且L≤M，其中，a为组件平放状态下其在自重作用下克服弹性机构的位移，L为最大设计风速下风作用于组件平面所产生的旋转位移，F为最大设计风速下风作用于组件平面的力，G为组件自重，M为弹性机构最大承受的形变量。
在所述的太阳能组件与组件支架转动连接端设置有一转轴，所述的太阳能组件以及组件支架均套在所述的转轴上。
所述的弹性机构为弹绳、弹簧、弹片、弹性纤维、发条、橡皮筋、气体弹性机构，或其他具有弹性的材料、材料组合或结构。
将太阳能组件的一端安装转轴，将组件这一端固定在组件支架上。并在另外一端以弹性机构将组件其安装在组件支架上，使其可以在外力作用下使组件发生转动。
本实用新型的优点在于，使用了较轻巧而且占用空间较小的机构实现了一种弹性的组件安装方式，有利于太阳跟踪系统的避风、抗雪压、抗冰雹、抗震性能。
有大风来袭时，不需要整个系统进入避风状态，其弹性结构能够在风的作用下，承载组件发生扭转，带来组件与组件之间的缝隙加大，且该缝隙的大小会随着风力的变大变小而变宽变窄。即使出现超出设计要求的极大风力，由于其弹性结构的特点使其较难被破坏。(如弹簧在超出其最大承受力的作用下会发生不可逆转的形变而失去原有弹性，但不会发生断裂)。即便破坏了，由于其转轴的位置位于一边，可以使组件在风的作用下进入横向状态，进而极难被破坏。并且由于弹性结构很简单，弹性机构被破坏后的修复也较为简单。
大雪的情况下，跟踪系统一般都进入了横放休眠状态的时候。当雪压在组件平面上时，组件会发生扭转，并在组件与组件之间产生缝隙。当雪量到一定程度时，其重力带来的扭转实现一个较垂直与地面的角度使得雪可以自行滑下，而后组件扭转角度会有所恢复，并在雪的持续落下中进入下一个周期。
受冰雹撞击的情况。一般在跟踪系统组件平面较水平的状态下才会对组件产生破坏。而在本实用新型的机构中，由于转轴安装在一侧，可以在外力作用下瞬间发生扭转。在扭转过程中，带来撞击时间的延长，由冲量定理得知，受力时间越长，受力过程中的撞击受力越小，进而达到了保护组件的效果。
地震状态下，由于转轴安装在一侧，组件可以在外力作用下瞬间发生扭转，进而缓冲了地震外力的影响，其本机构本身也相当于一个个阻尼器，进而保护了组件和整个系统不易被破坏。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型受力弹开示意一图。
图3是本实用新型受力弹开示意二图。
其中：1：转轴，2：太阳能组件，3：组件支架，4：弹性机构
具体实施方式
如图1所示，本实用新型太阳能组件包括太阳能组件本体2，组件支架3，转轴1以及弹性机构4，本实施例描述以弹绳作为弹性机构为例。将本机构安装在太阳跟踪系统上后，组件在非垂直于地面状态时，由于重力的作用会和支架扭转很小的角度，一般状态下不需要进行矫正(但在要求极端苛刻情况下可通过跟踪系统的姿态调整进行小幅矫正)。在无风状态或小风状态下，只有重力在垂直于组件的方向上的分力在起作用，其形变量很小，可以忽略。当大风状态下，风对组件会产生来自正面或背面的压力，该压力在垂直与组件方向上的分力会推动组件转动(如图2、图3所示)，直到风压的分力和弹绳形变产生的弹力达到平衡。此状态下本机构会产生缝隙，以便于风的通过，进而减少风对组件和系统的压力。
大雪的情况下，跟踪系统一般都进入了横放休眠状态的时候。当雪压在组件平面上时，雪的重力会使组件会发生扭转，并在组件与组件之间产生缝隙。当覆盖雪量到一定程度时，雪的重力带来的扭转会逐步变大，组件的角度会逐渐变的接近垂直，雪可以在自身重力作用下自行滑下一部分，而后组件扭转角度会有所恢复，并在雪的持续降落下进入下一个周期。
受冰雹撞击情况下，弹绳会在冰雹的冲量作用下瞬间发生发生形变。带来冰雹与组件表面撞击力时间的延长，根据动量定理，撞击时间越长，平均受力越小，因此冰雹与组件表面的作用力会变小，进而达到了保护组件的效果。
地震状态下，组件在地震波作用下瞬间发生扭转。进而缓冲了地震的影响，这就相当于摩天大楼里的阻尼器的作用，保护了跟踪器和组件不易被破坏。
Claims (3)
1.一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件，包括太阳能组件、组件支架，其特征在于：所述的太阳能组件的一端与所述的组件支架的一端转动连接，在太阳能组件的另一端与组件支架另一端之间，设置有一弹性机构，所述的弹性机构的弹性模数k为：G/2a≤k≤F/L或F/L≤k≤G/2a且L≤M，其中，a为组件平放状态下其在自重作用下克服弹性机构的位移，L为最大设计风速下风作用于组件平面所产生的旋转位移，F为最大设计风速下风作用于组件平面的力，G为组件自重，M为弹性机构最大承受的形变量。
2.根据权利要求1所述的用于太阳跟踪系统的太阳能组件，其特征在于：在所述的太阳能组件与组件支架转动连接端设置有一转轴，所述的太阳能组件以及组件支架均套在所述的转轴上。
3.根据权利要求1或2所述的用于太阳跟踪系统的太阳能组件，其特征在于：所述的弹性机构为弹绳、弹簧、弹片、弹性纤维、发条、橡皮筋或气体弹性机构。
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| CN2010201116892U CN201616785U (zh) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | 一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN201616785U true CN201616785U (zh) | 2010-10-27 |
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ID=43003147
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| CN2010201116892U Expired - Lifetime CN201616785U (zh) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | 一种用于太阳跟踪系统的太阳能组件 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN201616785U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105634388A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-01 | 南安普敦咨询服务有限公司 | 光伏发电装置 |
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2010
- 2010-02-08 CN CN2010201116892U patent/CN201616785U/zh not_active Expired - Lifetime
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Owner name: NANJING CNI23 ENERGY ENGINEERING CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: GCL SOLAR CO., LTD. Effective date: 20130704 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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Granted publication date: 20101027 |
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