CN205792385U - 预应力梁索可调角度光伏支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力梁索可调角度光伏支架，包括至少两根相对布置的横梁，该横梁设置在支撑体上，各横梁之间沿该横梁长度方向间隔设置至少两根拉索，该拉索被施加预设应力，光伏组件固定在拉索上。本实用新型充分利用空间资源并充分发挥拉索结构的特点，将光伏支架创新的思维从刚性层面带到了弹性层面，光伏组件通过预应力梁索结构的支撑悬停在空中，避免了地形对组件布置的影响。光伏组件可调整最佳倾角，提升发电效率。拉索通过施加预应力，将跨中的挠度控制在较小的范围内，减少了材料用量，降低了成本。安装过程无需新增可调构件，简单灵活。

Description

预应力梁索可调角度光伏支架

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏组件的安装结构，具体涉及一种预应力梁索可调角度光伏支架。

背景技术

国内外现有光伏组件安装支架构件都采用型钢、铝合金、或将钢板加工成型，均为刚性构件（允许形变量小）。为抵抗风、雪等外界效力的作用，通常需要较大的截面才能达到结构的刚度要求，材料量大，经济性不理想。

现有支架结构形式均为：导轨横梁（檩条）架设在若干榀刚架上，刚架由立柱、斜梁、支撑杆等组成，光伏组件通过压块固定在导轨横梁上。这种支架形式为固定式，光伏组件倾角不可调，不能充分发挥组件的光电转换能力。结构稳定性受角度、跨度、高度的影响大。固定式支架可调范围小，对施工精确性要求较高，施工难度大。

现有支架构件间的连接方式均以螺栓连接为主，型材开孔量多，对型材的防腐等要求高，螺栓连接节点受施工的影响大，为结构的薄弱环节。

现有光伏组件安装支架形式单一，均为钢结构，跨度小，占地面积大，用钢量大；现有固定式光伏组件安装支架应用范围有限，只能在建筑物屋顶、平坦地面和地形简单坡度平缓的山地上应用，在农业大棚、坡度复杂的荒地、荒山、鱼塘、滩涂、河道、废弃矿山、垃圾填埋场、自来水厂、污水处理厂等受环境条件制约较大的载体上，现有支架的局限性巨大，不仅支架基础数量多占地面积大，材料量大，而且很难同时保证钢结构的强度、挠度和稳定性均满足正常使用的要求。故在地形复杂的山地和农田，一般都需要进行场地平整才能用于安装光伏支架，场地平整费用高，耗时长。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术的不足，提供一种梁索结构可调角度光伏支架。

实现本实用新型目的的技术方案如下所述：

一种预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述光伏支架包括至少两根相对布置的横梁，该横梁设置在支撑体上，各横梁之间沿该横梁长度方向间隔设置至少两根拉索，该拉索被施加预设应力，光伏组件固定在拉索上。

所述支撑体包括立柱、斜撑和斜拉索，立柱的上部与横梁之间采用铰连接件连接，横梁可在立柱平面内绕铰连接件转动和固定锁止，斜拉索一端与立柱相对所述拉索对侧平面外的上端连接，该斜拉索的另一端与大地或其他结构体联接；斜撑两端分别连接横梁和立柱。

所述斜撑与横梁和立柱之间的连接节点均为铰接，所述斜撑与立柱的连接节点为轴承连接铰，该斜撑与横梁的连接节点为铰连接件，通过外力转动轴承连接铰，带动咬合的斜撑产生位移，通过斜撑与横梁的连接铰来带动横梁的转动，即实现倾角的可调。

所述的各拉索之间相互平行。

相邻拉索之间设置小拉条。

所述的拉索采用可张拉施加预应力的柔性材料制成。

所述的拉索由多层钢丝捻成股，以绳芯为中心，由多股捻绕成螺旋桩的绳索。

所述的拉索通过锚固件固定在所述的横梁上。

比较好的是，所述的锚固件与横梁之间设有一弹性件。

本实用新型提供的预应力梁索可调角度光伏支架，其有益效果体现在如下几方面：

1.由于支撑体只占据很少的地面面积，大面积的光伏组件则是通过预应力梁索结构的支撑悬停在空中，下部空间大，适宜进行其他作业，比如车棚、农业大棚、种植农业、养殖业和渔牧业等；梁索结构亦可直接跨在垃圾填埋场、自来水厂、污水处理厂等载体的上空，充分利用空间资源。通过改变支撑体中立柱的高度，可以实现在复杂的山坡地上铺设更大的阵列，可以跨过山包山坳等地形，避免了地形对组件布置的影响。

2.这种梁索结构可调角度光伏支架组成构件简单，拉索只承受拉力，弹性强度大，抗拉强度高；拉索通过施加预应力，将跨中的挠度控制在较小的范围内，而无需像普通刚性结构那样通过增大截面面积来提高强度和减小挠度，大大减少了材料用量，降低了成本，提高了经济效益。

3.多组拉索固定在同一横梁上，只需通过改变横梁的水平倾角即可实现所有光伏组件的倾角调节；而通过转动轴承连接铰即可改变横梁的水平倾角，从而调节整个结构体系的水平倾角，获得最佳倾角，提升发电效率。整个过程无需新增可调构件，简单方便灵活。

4.预应力拉索不仅可以控制跨中挠度，同时通过预应力张拉，可以大大减轻拉索任意方向的“振荡”；预应力拉索较小的弹性形变，即可缓冲化解较大的外力作用（风、雪、地震等）。

5.该预应力梁索可调角度光伏支架技术不仅可以应用于新型光伏车棚结构中，通过改变角度、高度、跨度和支撑体的形式，亦可应用于光伏农业大棚、农光互补、渔光互补等不同的光伏发电项目中。

实用新型提供的光伏支架，充分发挥了拉索结构的特点，将光伏支架创新的思维从刚性层面带到了弹性层面，无论是从经济性、安全性，还是施工难度的角度来看，预应力梁索可调角度光伏支架比现有的固定式钢支架都要有优势，大力推广预应力梁索可调角度光伏支架，将势必成为加速光伏发电行业发展的重要里程碑。

附图说明

图1是本实用新型实施例平面俯视结构示意图；

图2是图1的立面侧视图；

图3是图1中A-A向的剖视图。

其中：1-立柱，2-横梁，3-铰连接件，4-锚固件，5-斜撑，6-斜拉索，7-轴承连接铰，8-拉索，9-光伏组件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式进一步加以描述：

图1所示为本实用新型提供的预应力梁索可调角度光伏支架一实施例，其为本实用新型应用于一个新型光伏车棚安装结构的平面俯视图，用于固定安装太阳能光伏组件9。图2所示为图1的立面侧视图。图3所示为图1中A-A方向的剖视图。所述光伏支架包括至少两根相对布置的横梁2，该横梁2设置在支撑体上，各横梁2之间相互平行，各横梁2之间在其顶面上沿该横梁2长度方向间隔设置至少两根拉索8，该拉索8被施加了预设应力，各拉索8之间相互平行，同一排光伏组件9组成一个阵列，每一个阵列的光伏组件9通过连接件固定在一组（2条）拉索8上，相邻的前后阵列间保持一定的间距，避免在强外力作用下拉索8产生“振荡”时组件间相互碰撞而破坏。为了减小拉索8在强外力作用下的“振荡”对组件的影响，亦可在相邻的拉索之间设置多根小拉条，本实施例不对该小拉条作任何限定，小拉条具体方式根据具体工程而定。拉索8可由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由多股捻绕成螺旋桩的绳。本实施例也不对拉索8的形式作任何限定，任何可张拉施加预应力的柔性材料均可作为拉索8。

至少1组（2根）拉索8通过锚固件4平行固定在两根相对平行布置的横梁2上，横梁2跨度、跨数均可根据具体工程确定。拉索8一端通过锚固件4锚固锁止在横梁2上，另一端穿过横梁2后应用一定的张拉方法和工程手段施加所需预应力，达到要求后再锚固锁止在横梁2上。上部光伏组件9界面所承受的各种荷载（风、雪、自重等）均转换为拉索8上的拉力，拉索8只承受拉力，弹性强度大，抗拉强度高；拉索8通过施加预应力，将跨中的挠度控制在较小的范围内，而无需像普通刚性结构那样通过增大截面面积来提高强度和挠度，大大减少了材料用量，降低了成本，提高了经济效益。横梁2为型钢构件，其截面形式本实施例不作任何限定。锚固件4与横梁2之间加一弹性件，利用弹性件的自身弹性可以进一步减小拉索8受到的“振荡”。本实施例对锚固件4（一般未锚固螺栓）和弹性件（弹性垫片等）的形式不作任何限定。

横梁2下部通过支撑体支撑，支撑体的数量和横梁2 的数量相同。每个支撑体包括1根立柱1、1根斜撑5、1根斜拉索6、2个铰连接件3和1个轴承连接铰7立柱1的上部与横梁2之间通过铰连接件3在平面内连接固定，横梁2可在立柱1平面内绕铰连接件3转动和固定锁止；在立柱1相对拉索8对侧的平面外设有斜拉索6，斜拉索6一端与立柱1上端锚固连接，锚固前先应用一定的张拉方法和工程手段施加所需预应力，另一端与大地或其他结构体联接；斜撑5两端分别连接横梁2和立柱1，连接节点均为铰接，其中斜撑5与立柱1的连接节点为轴承连接铰7，斜撑5与横梁2的连接节点为铰连接件3，通过外力转动轴承连接铰7，带动锯齿咬合的斜撑5产生斜撑长边方向的位移，该位移亦为连接斜撑5与横梁2的铰连接件3的位移，使得横梁2绕其与立柱1的连接点在平面内转动，即实现横梁2水平倾角的可调。横梁2的转动带动了连接在横梁2之间的拉索8的转动，从而改变了上部光伏组件9平面的水平倾角。立柱1、斜撑5、拉索6、铰连接件3和轴承连接铰7的截面和形式本实施例均不作限定。

多组拉索8固定在同一横梁2上，只需通过改变横梁2的水平倾角即可实现所有光伏组件9的倾角调节；而通过转动轴承连接铰7即可改变横梁2的水平倾角，从而调节整个结构体系的水平倾角，获得最佳倾角，提升发电效率。整个过程无需新增可调构件，简单方便灵活。

将上述预应力梁索可调角度光伏支架与光伏车棚的使用需求相结合，支撑体只占据很少的地面面积，大面积的光伏组件9则是通过预应力梁索结构的支撑悬停在空中，太阳光照绝大多数均被光伏组件9转化为电能，使得光伏组件9组成了一个遮阳顶棚，且梁索结构的支撑体与普通钢结构的支撑体相比可以实现更大的跨度，故组件下部空间较普通车棚可以停放更多的车辆。

该预应力梁索可调角度光伏支架技术不仅可以应用于新型光伏车棚结构中，通过改变角度、高度、跨度和支撑体的形式，亦可应用于光伏农业大棚、农光互补、渔光互补等不同的光伏发电项目中。

Claims (9)

1.一种预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述光伏支架包括至少两根相对布置的横梁（2），该横梁（2）设置在支撑体上，各横梁（2）之间沿该横梁（2）长度方向间隔设置至少两根拉索（8），该拉索（8）被施加预设应力，光伏组件（9）固定在拉索（8）上。

2.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述支撑体包括立柱（1）、斜撑（5）和斜拉索（6），立柱（1）的上部与横梁（2）之间采用铰连接件（3）连接，横梁（2）可在立柱（1）平面内绕铰连接件（3）转动和固定锁止，斜拉索（6）一端与立柱（1）相对所述拉索（8）对侧平面外的上端连接，该斜拉索（6）的另一端与大地或其他结构体联接；斜撑（5）两端分别连接横梁（2）和立柱（1）。

3.根据权利要求2所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述斜撑（5）与横梁（2）和立柱（1）之间的连接节点均为铰接，所述斜撑（5）与立柱（1）的连接节点为轴承连接铰（7），该斜撑（5）与横梁（2）的连接节点为铰连接件（3），通过外力转动轴承连接铰（7），带动咬合的斜撑（5）产生位移，通过斜撑（5）与横梁（2）的连接铰来带动横梁（2）的转动，即实现倾角的可调。

4.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述的各拉索（8）之间相互平行。

5.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：相邻拉索（8）之间设置小拉条。

6.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述的拉索（8）采用可张拉施加预应力的柔性材料制成。

7.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述的拉索（8）由多层钢丝捻成股，以绳芯为中心，由多股捻绕成螺旋桩的绳索。

8.根据权利要求1所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述的拉索（8）通过锚固件（4）固定在所述的横梁（2）上。

9.根据权利要求8所述的预应力梁索可调角度光伏支架，其特征在于：所述的锚固件（4）与横梁（2）之间设有弹性件。