CN202076280U - 太阳能电池组件支架 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池组件支架,其包括一立柱以及与该立柱相连的支架本体,以及:一用于使该支架本体围绕该立柱在该支架本体所在的平面内转动的回旋机构;一用于使该支架本体上下摆动的俯仰机构,其中,该回旋机构分别与该立柱和该支架本体相连,该俯仰机构与该支架本体相连。本实用新型的太阳能电池组件支架具有回旋机构和俯仰机构,使得该太阳能电池组件支架上设置的太阳能电池组件能够跟踪太阳的运动轨迹,并且该太阳能电池组件所在的平面与水平面的夹角可以任意调节,由此可以使得位于任意纬度的太阳能电池组件得以接收垂直入射的太阳光,从而充分利用太阳光的能量。

Description

太阳能电池组件支架
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池组件支架,特别是涉及一种能自动调整太阳能电池组件的受光面的太阳能电池组件支架。
背景技术
目前市场现有的太阳能电池组件的支架系统较为常见的是固定系统,其结构最多也只能调节支架的水平倾角而后就不能转动了。图1所示为一现有的立柱式固定支架系统。在使用时,具有如下缺点:图1所示的这种固定支架系统,为了更好的获得采光量,需要将其朝着正南方向放置。在除了正午的一段时间外,太阳能电池组件阵列不能改变水平倾角,这使其在采光量上处于不利状态,在早晨和傍晚时刻甚至会出现太阳能电池组件表面被自身阴影遮挡的情况。
还有一种现有的太阳能电池组件的支架系统,即如图2所示的矩阵式支架系统,多数地区该太阳能电池组件阵列的最佳水平倾角较小,这样就要求支架前后立柱间的距离较大,由此整个太阳能电池组件阵列所占用的土地面积也随之增大。除此之外,太阳能电池组件阵列的基础施工比较复杂;为了符合底座基础,需要将前后的基坑连接为一整体,这样就增加了基础混凝土和钢筋的用料,加大了施工成本。
除了以上缺陷之外,固定式的支架系统由于支架所在平面与水平面的夹角无法改变,使得太阳光线在大部分时刻都无法垂直入射至该太阳能电池组件,由此太阳能的利用率大大降低,从而反向增加了发电成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的太阳能电池组件支架无法实时跟踪太阳的运动轨迹、无法保证每一时刻的太阳光线均垂直入射、太阳光的能量无法被充分利用、发光效率低的缺陷,提供一种实时跟踪太阳的运动轨迹、使得每一时刻的太阳光线均能垂直入射至该太阳能组件的表面并且太阳光的能量被充分利用的太阳能电池组件支架。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
一种太阳能电池组件支架,其包括一立柱以及与该立柱相连的支架本体,其特点在于,该太阳能电池组件支架还包括:
一用于使该支架本体围绕该立柱在该支架本体所在的平面内转动的回旋机构;
一用于使该支架本体上下摆动的俯仰机构,
其中,该回旋机构分别与该立柱和该支架本体相连,该俯仰机构与该支架本体相连。通过该回旋机构,该太阳能电池组件支架能够跟踪太阳的运动轨迹,使得设置于该太阳能电池组件支架上的太阳能电池组件能够始终正对太阳,提高了太阳光的利用率,避免了由于太阳的东升西落使得一部分太阳光线得不到利用。同样的,该俯仰机构能够随时调整该支架本体所在平面与水平面的夹角,由此该太阳能电池组件支架可以适用于任意纬度,使得太阳光线得以垂直入射至该太阳能电池组件,进一步提高了太阳光的利用率。
优选地,该支架本体还包括一横杆,该回旋机构还包括:
一位于该回旋机构顶部的主柱套头;
位于该回旋机构底部且与该立柱的顶部相连的蜗轮蜗杆,该蜗轮蜗杆与该主柱套头相连,其中该蜗轮蜗杆驱动该主柱套头在水平面内转动,该支架本体的横杆穿设于该主柱套头中。
优选地,该主柱套头具有圆管,该横杆穿设于该主柱套头的圆管中并且该横杆能够在该圆管中相对于该圆管旋转。此时该横杆为一外径与该主柱套头的圆管的内径相匹配的圆杆,该圆杆能够在该圆管中相对于该圆管旋转。
优选地,该回旋机构还包括至少两个轴套,所述至少两个轴套分别插入该圆管的两端,并且所述至少两个轴套夹紧该横杆。为了夹紧该横杆,该轴套与该横杆外表面的接触面与该横杆的外表面相适配。
优选地,该回旋机构还包括与该横杆固定连接的限位装置和/或紧固装置,其中该限位装置用于限制该横杆在第一方向上的移动,该第一方向为该圆管的长度方向;该紧固装置用于限制该横杆在第二方向上的移动,该第二方向为垂直该圆管长度的方向。该限位装置例如防滑块、紧固垫圈,该紧固装置例如卡箍。
优选地,该蜗轮蜗杆与该主柱套头之间通过一驱动连接件固定连接。由此该蜗轮蜗杆与该主柱套头之间的连接就更为稳固。
优选地,该支架本体还包括一旋转挂臂,该俯仰机构还包括一推杆,其中该推杆包括一推杆本体以及一伸缩杆,该伸缩杆具有一套接于该推杆本体中的固定端以及一可伸缩的自由端,该伸缩杆的自由端与该旋转挂臂活动连接,例如铰接。随着该伸缩杆的伸长或缩短,该旋转挂臂和该伸缩杆的连接点会被施以一定的推力或拉力,由此该横杆会在主柱套头的圆管中旋转,从而带动了整个太阳能电池组件支架的上下摆动,这样就改变了该太阳能电池组件与水平面的夹角。
优选地,该俯仰机构还包括一与该推杆相连的推杆挂臂,该推杆挂臂与该立柱或者该回旋机构固定连接。例如,该回旋机构还具有位于主柱套头一侧的柱侧连接板,该推杆挂臂被固定于该柱侧连接板上,以稳定支撑该推杆。
优选地,该支架本体还包括多个相互平行且间隔设置的支撑杆,该多个支撑杆与该横杆连接,例如该支撑杆上具有大小与该横杆的截面相适配的通孔,通过该通孔,该横杆与该支撑杆形成插接。又例如,该多个支撑杆与该横杆在该支架主体所在平面内相互垂直或者相交呈一定角度。为了稳定支承支撑杆,相邻两支撑杆之间通过支撑挂臂相连,连接相邻支撑杆的支撑挂壁可以是一个,也可以为多个。
优选地,该支架本体还包括多个相互平行且间隔设置的支架导轨,所述多个支架导轨铺设于该支撑杆上,例如该支架导轨与该支撑杆垂直排列,形成纵横交错的稳定结构,由此可以在该支架导轨上设置太阳能电池组件,使该太阳能电池组件得到稳定支承。更具体地,通过在相邻的太阳能电池组件之间设置背压板以及通过螺栓将太阳能电池组件设置于该支架导轨上。
优选地,该太阳能电池组件支架还包括一与该回旋机构和/或俯仰机构电气连接的控制器,用于接收控制指令并控制该回旋机构和/或俯仰机构的转动和/或摆动。优选地,该太阳能电池组件支架还包括与控制器电气连接的一风速传感器和/或一光通量传感器,其中,该风速传感器用于检测风速是否大于阈值,若是,该风速传感器发送信号至该控制器以将该太阳能电池组件支架置于与水平面平行的位置;若否,则该风速传感器继续监测风速;其中该光通量传感器用于检测光通量是否大于阈值,若是,则该光通量传感器继续监测光通量;若否,该光通量传感器发送信号至该控制器以将该太阳能电池组件支架置于与水平面平行的位置,也就是说,倘若风速过大,该风速传感器发送信号至该控制器,控制器随即控制该太阳能电池组件支架快速放平;倘若遇上阴雨天气,则光通量传感器检测到光通量小于阈值,该光通量传感器发送信号至该控制器,控制器随即控制该太阳能电池组件支架快速放平。
本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型的太阳能电池组件支架具有回旋机构和俯仰机构,使得该太阳能电池组件支架上设置的太阳能电池组件能够跟踪太阳的运动轨迹,并且该太阳能电池组件所在的平面与水平面的夹角可以任意调节,由此可以使得位于任意纬度的太阳能电池组件得以接收垂直入射的太阳光,从而充分利用太阳光的能量,这样随着一天内太阳位置的变化,本实用新型的太阳能电池组件支架使得太阳能电池组件能够获得更多的采光量,提高发电效率,同时降低太阳能电池组件阵列的占地面积,节约施工成本。
附图说明
图1为现有技术中的固定支架系统的示意图。
图2为现有技术中的矩阵式支架系统的示意图。
图3为本实用新型的太阳能电池组件支架的立体图。
图4为本实用新型的太阳能电池组件支架的侧视图。
图5为本实用新型的太阳能电池组件支架中的支架导轨与太阳能电池组件的连接示意图。
图6为本实用新型的太阳能电池组件支架中的主柱套头与横杆的连接示意图。
图7为本实用新型的太阳能电池组件支架中的回旋机构的示意图。
图8为本实用新型的太阳能电池组件支架中的推杆的示意图。
图9为本实用新型的太阳能电池组件支架中的横杆的局部示意图。
图10为本实用新型的太阳能电池组件支架中的支撑杆的局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例,以详细说明本实用新型的技术方案。
参考图3-图10,本实用新型的太阳能电池组件支架,其包括一立柱3以及与该立柱3相连的支架本体,以及:
一用于使该支架本体围绕该立柱3在该支架本体所在的平面内转动的回旋机构;一用于使该支架本体上下摆动的俯仰机构,其中,该回旋机构分别与该立柱和该支架本体相连,该俯仰机构与该支架本体相连。具体来说,立柱3的柱脚底板通过化学螺栓与钢筋混凝土基础固定。该支架本体还包括一横杆7,以及多个相互平行且间隔设置的支撑杆6,该支撑杆6与该横杆7连接,例如该支撑杆6上具有大小与该横杆7的截面相适配的通孔,通过该通孔,该横杆7与该支撑杆6形成插接。为了稳定支承支撑杆6,相邻两支撑杆6之间通过支撑挂臂5相连。
另外,该支架本体还包括多个相互平行且间隔设置的支架导轨2,所述多个支架导轨2铺设于该支撑杆6上,例如该支架导轨2与该支撑杆6垂直排列,形成纵横交错的稳定结构,由此可以在该支架导轨2上设置太阳能电池组件1,使该太阳能电池组件1得到稳定支承。更具体地,参考图5所示,通过在相邻的太阳能电池组件1之间设置背压板12以及通过螺栓19(例如T型螺栓)将太阳能电池组件1设置于该支架导轨2上,即将太阳能电池组件1放置在支架导轨2上,将螺栓19的端头放入支架导轨2的滑槽内,用高强度螺栓通过太阳能电池组件的电池板铝边框背面的孔连接背压板12,将太阳能电池组件1与支架导轨2固定。两个太阳能电池组件1之间的最小距离即背压板12相对的两个孔之间的距离,需满足太阳能光伏电源系统安装工程设计规范的规定,即大于5mm。
参考图6和图7,该回旋机构还包括:一位于该回旋机构顶部的主柱套头11;位于该回旋机构底部且与该立柱3的顶部相连的蜗轮蜗杆21,其中该蜗轮蜗杆21驱动该主柱套头11在水平面内转动,其中该支架本体的横杆7穿设于该主柱套头11中(见图3)。具体来说,立柱3的顶端通过螺栓与蜗轮蜗杆21底部相连接,驱动连接件10底部通过高强度螺栓与蜗轮蜗杆21底部相连接。驱动连接件10顶部通过高强度螺栓与主柱套头11相连接,由于引入了驱动连接件10,该主柱套头11与该蜗轮蜗杆21的连接就更稳固了。
更具体地,该主柱套头11具有圆管,该横杆7穿设于该主柱套头11的圆管中并且该横杆7能够在该圆管中相对于该圆管旋转。例如该横杆为一外径与该主柱套头的圆管的内径相匹配的圆杆,该圆杆能够在该圆管中相对于该圆管旋转。
又或者,该回旋机构还包括至少两个轴套,所述至少两个轴套分别插入该圆管的两端,并且所述至少两个轴套夹紧该横杆。为了夹紧该横杆,该轴套与该横杆外表面的接触面与该横杆的外表面相适配。在本实施例中,为了更稳固地设置该横杆,参考图6,将超高分子量聚乙烯材料轴套14放入主柱套头11的圆管的两端,轴套14一头的法兰和栓接在横杆7上的防滑块13限制它在转动过程中脱落,该横杆7的截面为矩形,即此时的横杆7采用方管,为了与该横杆7适配,此时轴套的内截面为矩形,外截面为圆形。防滑块13通过长螺栓20固定在横杆7上。蜗轮蜗杆21使与其连接的上半部分相对立柱3做水平回旋运动。驱动连接件10的作用是将主柱套头11与蜗轮蜗杆21相连接,因而当蜗轮蜗杆21的顶端转动带动主柱套头11和太阳能电池组件的转动,改变了它的水平朝向从而实现水平回旋。轴套14的设计采用了耐磨性能很好的超高分子量聚乙烯材料,一方面提高了机构的使用寿命,另一方面也减小了俯仰机构中推杆9的受力,节约了发电的成本。俯仰机构将在后面作详细介绍。
除此之外,为了避免横杆7在转动过程中的意外位移,该回旋机构还包括与该横杆固定连接的限位装置和/或紧固装置,其中该限位装置用于限制该横杆在第一方向上的移动,该第一方向为该圆管的长度方向;该紧固装置用于限制该横杆在第二方向上的移动,该第二方向为垂直该圆管长度的方向。在本实施例中,限位装置为防滑块13,紧固装置为卡箍16,参考图9和图10,卡箍16卡接至该横杆7上,并且将长螺栓20插入卡箍16的圆孔内,并拧紧螺母以固定卡箍16。
接下来回到图3、图4和图8,详细介绍本实用新型所述的俯仰机构。具体来说,该支架本体还包括一旋转挂臂4,该俯仰机构还包括一推杆9,其中该推杆9包括一推杆本体18以及一伸缩杆17,该伸缩杆17具有一套接于该推杆本体18中的固定端以及一可伸缩的自由端,该伸缩杆17的自由端与该旋转挂臂4活动连接,例如铰接。随着该伸缩杆17的伸长或缩短,该旋转挂臂4和该伸缩杆17的连接点会被施以一定的推力或拉力,由此该横杆7会在主柱套头11的圆管中旋转,从而带动了整个太阳能电池组件支架的上下摆动,这样就改变了该太阳能电池组件与水平面的夹角。
优选地,该俯仰机构还包括一与该推杆9相连的推杆挂臂8,该推杆挂臂8与该立柱3或者该回旋机构固定连接。本实施例中,该推杆挂臂8与该回旋机构相连,具体来说,参考图7,该回旋机构还具有位于主柱套头11一侧的柱侧连接板15,该推杆挂臂8被固定于该柱侧连接板上,以稳定支撑该推杆9。更具体地,参考图8,该推杆9上还具有推杆握把22,通过该推杆握把22以及高强度螺栓将该推杆9与该推杆挂臂8固定。由此,推杆9的伸缩杆17的自由端铰接到旋转挂臂4上,而旋转挂臂4通过高强度螺栓固定在支撑杆6上,推杆9的伸缩杆的伸缩带动整个太阳能电池组件1与支架主体绕横杆7旋转,从而实现整个太阳能电池组件的俯仰运动。
另外,该太阳能电池组件支架还包括一与该回旋机构和/或俯仰机构电气连接的控制器,用于接收控制指令并控制该回旋机构和/或俯仰机构的转动和/或摆动,即通过该控制器来控制回旋机构的旋转角度和/或该伸缩杆伸缩的长度。优选地,该太阳能电池组件支架还包括一风速传感器和/或一光通量传感器,用于检测风速是否大于阈值和/或光通量是否大于阈值,倘若风速过大,该风速传感器发送信号至该控制器,控制器随即控制该太阳能电池组件支架快速放平;倘若遇上阴雨天气,则光通量传感器检测到光通量小于阈值,该光通量传感器发送信号至该控制器,控制器随即控制该太阳能电池组件支架快速放平,以免在大风天气下太阳能电池组件支架。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种太阳能电池组件支架,其包括一立柱以及与该立柱相连的支架本体,其特征在于,该太阳能电池组件支架还包括:
一用于使该支架本体围绕该立柱在该支架本体所在的平面内转动的回旋机构;
一用于使该支架本体上下摆动的俯仰机构,
其中,该回旋机构与该立柱和该支架本体均相连,该俯仰机构与该支架本体相连。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该支架本体还包括一横杆,该回旋机构还包括:
一位于该回旋机构顶部的主柱套头;
位于该回旋机构底部且与该立柱的顶部相连的蜗轮蜗杆,该蜗轮蜗杆与该主柱套头相连,
其中该蜗轮蜗杆驱动该主柱套头在水平面内转动,该支架本体的横杆穿设于该主柱套头中。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该主柱套头具有一圆管,该横杆穿设于该主柱套头的圆管中并且该横杆能够在该圆管中相对于该圆管旋转。
4.如权利要求3所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该回旋机构还包括至少两个轴套,所述至少两个轴套分别插入该圆管的两端,并且所述至少两个轴套夹紧该横杆。
5.如权利要求4所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该回旋机构还包括与该横杆固定连接的一限位装置和/或一紧固装置,其中该限位装置用于限制该横杆在第一方向上的移动,该第一方向为该圆管的长度方向;该紧固装置用于限制该横杆在第二方向上的移动,该第二方向为垂直该圆管长度的方向。
6.如权利要求5所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该蜗轮蜗杆与该主柱套头之间通过一驱动连接件固定连接。
7.如权利要求1所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该支架本体还包括一旋转挂臂,该俯仰机构还包括一推杆,其中该推杆包括一推杆本体以及一伸缩杆,该伸缩杆具有一套接于该推杆本体中的固定端以及一可伸缩的自由端,该伸缩杆的自由端与该旋转挂臂活动连接。
8.如权利要求7所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该俯仰机构还包括一与该推杆相连的推杆挂臂,该推杆挂臂与该立柱或者与该回旋机构固定连接。
9.如权利要求2-8中任意一项所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该支架本体还包括一个或多个支撑挂臂以及多个相互平行且间隔设置的支撑杆,该多个支撑杆与该横杆连接,相邻两支撑杆之间通过该一个或多个支撑挂臂相连。
10.如权利要求9所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该支架本体还包括多个相互平行且间隔设置的支架导轨,所述多个支架导轨铺设于该支撑杆上。
11.如权利要求9所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该太阳能电池组件支架还包括一与该回旋机构和/或俯仰机构电气连接的控制器,用于接收控制指令并控制该回旋机构和/或俯仰机构的转动和/或摆动。
12.如权利要求11所述的太阳能电池组件支架,其特征在于,该太阳能电池组件支架还包括与所述控制器电气连接的一风速传感器和/或一光通量传感器。
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