CN208691177U - 用于地面光伏组件安装的复合材料支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于地面光伏组件安装的复合材料支架，包括多个横梁，每个横梁的一端固定有多个压块，横梁的另一端固定有支撑组件，支撑组件包括螺旋桩、锚杆、第一连接组件、第二连接组件，锚杆与横梁通过第一连接组件固定，螺旋桩的一端通过第二连接组件与锚杆连接，所述横梁、螺旋桩以及锚杆均由纤维和包覆纤维的塑料组成。本实用新型具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗老化等优点。

Description

用于地面光伏组件安装的复合材料支架

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及一种用于地面光伏组件安装的复合材料支架。

背景技术

基础是光伏支架结构稳定的前提条件，因此在基础设计时就要结合上部荷载及场地的土质情况，考虑采用天然地基或人工地基。若场地土质较差不满足建构物基础承载力和变形的要求则需采用人工地基，人工地基种类繁多包括各种复合地基和桩基，现有的这些地基和桩基均采用金属材质的桩基和预应力混泥土桩基。

金属材质的桩基在土质中直接与酸或碱接触很容易被腐蚀，有寿命短，价格贵，质量重，运输不便捷，虽然可以镀锌防腐，但成本高，并且镀锌后也无法阻止被酸或碱腐蚀。由于金属材质严重锈蚀，作为户外的太阳能支架，设计寿命一般为3到5年，而太阳能电池板的设计寿命是25年，因此寿命短的金属材质的桩基无法满足太阳能电池板同步寿命的使用要求，而且还增加了使用和维修的成本。

混泥土桩造价低，在偏远地区施工不方便，预应力差且同样易腐蚀。如果这些支承光伏支架的地基或桩基一旦遭受腐蚀，其难以对光伏支架进行支撑，在不便于查明受损的情况下，桩基断裂后将使安装在光伏支架上的光伏组件受损，将造成难以估量的损失。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种强度高、质量轻、耐腐蚀、抗老化的用于地面光伏组件安装的复合材料支架。

解决上述技术问题的技术方案如下：

用于地面光伏组件安装的复合材料支架，包括多个横梁，每个横梁的一端固定有多个压块，横梁的另一端固定有支撑组件，支撑组件包括螺旋桩、锚杆、第一连接组件、第二连接组件，锚杆与横梁通过第一连接组件固定，螺旋桩的一端通过第二连接组件与锚杆连接，所述横梁、螺旋桩以及锚杆均由纤维和包覆纤维的塑料组成。

本实用新型的优点为：所述横梁、螺旋桩以及锚杆均由纤维和包覆纤维的塑料组成，其抗拉强度可达到900MPa，压缩强度可达550MPa，拉伸弹性模量可达到55GPa，并且具有不锈蚀，无磁性，电气绝缘，在交流电和高频信号场合，没有涡流损失、没有涡流干扰等优点，因此其具备强度高、质量轻、耐腐蚀、抗老化的。从而，本实用新型的螺旋桩的使用寿命长于25年，高于太阳能电池板的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的用于地面光伏组件安装的复合材料支架的立体结构图；

图2为本实用新型的用于地面光伏组件安装的复合材料支架在另一个方向的立体结构图；

图3为本实用新型中的横梁的示意图；

图4为本实用新型中的第一螺栓的示意图；

图5为本实用新型中的螺旋桩的示意图；

图6为本实用新型中的第一连接组件的示意图；

图7为本实用新型中的第二连接组件的示意图；

图8为本实用新型中的第三连接组件的示意图。

具体实施方式

如图1至4所示，本实用新型的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，包括多个横梁1，每个横梁1的一端固定有多个压块2，横梁的另一端固定有支撑组件，支撑组件包括螺旋桩3、锚杆4、第一连接组件5、第二连接组件6、斜支撑杆7，锚杆4与横梁1通过第一连接组件5固定，螺旋桩3的一端通过第二连接组件6与锚杆连接，斜支撑杆7的一端与锚杆4固定，斜支撑杆的另一端与螺旋桩3固定。所述横梁1、压块2、螺旋桩3以及锚杆4、斜支撑杆7均由纤维和包覆纤维的塑料组成，其中纤维沿着各个部件的轴向布置，塑料优先采用聚氨酯树脂。

上述横梁1、压块2、螺旋桩3以及锚杆4、斜支撑杆7均采用拉挤成型的工艺进行制备，具体如下：

将质量分数为50—85％的连续玻璃纤维的头部穿过模具，所述模具至少具有注胶浸透区、预成型区以及固化区；通过聚氨酯注胶系统将即时合成的聚氨酯以高压的方式注入到模具的注胶浸透区内，使位于注胶浸透区内的玻璃纤维被高压的聚氨酯完全浸透；玻璃纤维的头部在牵引装置的牵引作用下移动，使被聚氨酯浸透的玻璃纤维在牵引作用下移动到预成型区内进行加热凝胶，得到预成型的玻璃纤维增强复合材料；随着牵引装置产生的持续牵引作用力，使预成型的玻璃纤维增强复合材料经过固化区固化成型后被拉出到模具外部。

对于上述的具体工艺，具体的实施例如下：

实施例1：

步骤1，将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为50％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具，轨迹导纱器位于模具的上游，轨迹导纱器上至少设有一个供玻璃纤维穿过的第一通孔，轨迹导纱器上还至少设有一个供玻纤毡穿过的第二通孔，这些第二通孔位于第一通孔的周围，其中玻璃纤维穿过所述第一通孔后再穿过所述模具，玻纤毡穿过第二通孔后再穿过所述模具，玻纤毡以及玻璃纤维穿过模具后通过牵引装置被同步牵引。

所述模具至少具有注胶浸透区、预成型区以及固化区；模具的总长度为120cm，其中注胶浸透区的长度为60cm，预成型区以及固化区的长度为60cm。

步骤2，通过聚氨酯注胶系统将即时合成的聚氨酯以高压的方式注入到模具的注胶浸透区内，即将小于等于7MPa的聚氨酯以50～4800ml/min的速度注入到模具的注胶浸透区内，本实施例中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯的压力为0.2MPa，且以547ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯。将具有压力的聚氨酯注入到模具的注胶浸透区内，使位于注胶浸透区内的玻璃纤维和玻纤毡被高压的聚氨酯完全浸透；聚氨酯注胶系统为北京京华派克聚合机械设备有限公司生产的型号为JHPK—G20A的注胶系统。

所述注胶浸透区上的注胶口的轴向与玻璃纤维前进方向之间的夹角为钝角，该钝角的大小为90.5至135度优选地，钝角为95度，采用钝角的好处在于，在向模具内注入聚氨酯时，使聚氨酯沿着玻璃纤维移动的方向流动，使得聚氨酯在模具内具有更好的流动性，这样有利于使聚氨酯对玻璃纤维的完全浸透起到帮助作用。

步骤3，玻璃纤维和玻纤毡的头部在牵引装置的牵引作用下移动，使被聚氨酯浸透的玻璃纤维在牵引作用下移动到预成型区内进行加热，得到预成型的玻璃纤维增强复合材料；

预成型区由预热区和凝胶区组成，其中预热区的加热温度为50—140℃，凝胶区的加热温度为150—200℃，优选地，预热区的加热温度为120℃，凝胶区的加热温度为170℃。

步骤4，随着牵引装置产生的持续牵引作用力，使预成型的玻璃纤维增强复合材料经过固化区固化成型后被拉出到模具外部。所述牵引装置的牵引速度为15～1830cm/min，优选地，所述牵引装置的牵引速度为1750cm/min。

实施例2：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为80％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯的压力为0.2MPa，且以75ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯。

步骤3中，预热区的加热温度为60℃，凝胶区的加热温度为190℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为60cm/min。

实施例3：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为81％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯的压力为0.2MPa，且以60ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯。

步骤3中，预热区的加热温度为70℃，凝胶区的加热温度为180℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为50cm/min。

实施例4：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为80.5％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯的压力为0.2MPa，且以61ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯。

步骤3中，预热区的加热温度为65℃，凝胶区的加热温度为175℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为50cm/min。

实施例5：

本实施例与实施例1一不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为79％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯的压力为0.2MPa，且以72ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯。

步骤3中，预热区的加热温度为80℃，凝胶区的加热温度为165℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为55cm/min。

申请人将实施例2至实施例5制成的4根玻璃纤维复合材料切成1.5米长的样品(样品规格型号为：双C型28×56型材)，送往南京玻璃纤维研究设计院质检中心，国家玻璃纤维产品质量监督检验中心进行检验，检验的要求为：对提交的样品进行拉伸强度、拉伸弹性模量、最大弯曲应力、1.5倍厚度处弯曲应力、弯曲弹性模量、短梁层间剪切强度、压缩强度进行测试，上述单位出具的检验报告如下表：

在上述单位的检验编号为：玻纤质检(QSW)字第(18040115)号

根据本发明的制备方法以及检验结论可以看出，本发明具有如下特点：

1.提高拉挤速度，从而提高生产线的生产效率；

2.随着玻纤含量增加，树脂用量降低，型材的总成本在大幅度降低(树脂的价格是玻纤价格的5至10倍)；

3.在一定线速度下，可以实现快速的注射浸透均匀；

4.随着玻纤含量的增加，型材的抗拉强度和弯曲强度获得了提高；

5.由于采用高压注胶和轨迹导纱器实现玻纤含量超过80％质量分数，任然可以高速拉挤且不堵塞模具。

如图2所示，所述横梁1的一端形成有沿该横梁1轴向布置的第一槽体11，横梁1的另一端形成有沿该横梁1轴向布置的第二槽体12，横梁1的一端设有位于第一槽体11口部的第一限位部13，横梁1的另一端设有位于第二槽体12口部的第二限位部14。第一槽体11、第二槽体12、第一限位部13、第二限位部14通过上述的拉挤过程中形成。

如图1所示，本实用新型中的压块2有两种形态，一种压块位于在光伏组件A的最外侧，这种压块包括呈Z形主体，Z形主体的一端设纵向延伸部，Z形主体上设有孔，第一螺栓8的螺杆穿过Z形主体上的孔后与螺母连接，从而将Z形主体固定在横梁1上。另一种压块位于两个相邻的光伏组件A之间，包括U形主体，U形主体上设有孔，U形主体的开口两侧设有横向延伸部，通过两侧的横向延伸部分别压住位于该压块两侧的光伏组件A，第一螺栓8的螺杆穿过U形主体上的孔后与螺母连接，将U形主体与横梁1固定。

如图1至4所示，第一螺栓8的头部位于第一槽体11中并由第一限位部13限位，第一螺栓8的螺杆暴露在第一槽体11的外部并与压块2固定连接；所述第一螺栓8的头部呈矩形，矩形的两个对角R均为圆角，圆角的弧度为90度。将第一螺栓8头部的两个对角R设置为圆角，当第一螺栓8的头部进入到第一槽体11中后，将第一螺栓8旋转90度，从而使得第一螺栓8的头部被第一限位部13限位。由于第一螺栓8的头部的两个对角R设置为圆角，在旋转第一螺栓8的过程中，由于圆角R让出了空间，避免了螺栓的头部与横梁1产生干涉，因此，可顺利地旋转第一螺栓8，并且即使第一螺栓8的头部与槽体的壁面有碰撞，由于圆角的存在，可轻易地进行旋转。

螺旋桩3包括桩体31、螺旋裙边32，所述桩体31的一端呈锥形，螺旋裙边32螺旋缠绕在桩体31上。第一连接组件5包括呈半圆形的第一包容部件和第二螺栓(第二螺栓在图中未示出)，该第一包容部件的两端分别设有水平延伸部，水平延伸部上设有安装孔，第一连接组件5与横梁通过第二螺栓紧固。第二螺栓的结构与第一螺栓8的结构相同，在此不在赘述。

第二螺栓的头部位于第二槽体12中并由第二限位部14限位，第二螺栓的螺杆暴露在第二槽体12的外部并与第一连接组件5固定连接。所述第二螺栓的头部呈矩形，矩形的两个对角R均为圆角，圆角的弧度为90度。将第二螺栓头部的两个对角R设置为圆角，当第二螺栓的头部进入到第二槽体12中后，将第二螺栓旋转90度，从而使得第二螺栓的头部被第二限位部14限位。

第二连接组件6包括截面呈U型的第二包容部件以及第三螺栓(第三螺栓在图中未示出)，第二包容部件分别夹住锚杆4以及螺旋桩3后，第三螺栓将第二包容部件、螺旋桩以及锚杆紧固。

斜支撑杆7的两端分别通过第三连接组件9与螺旋桩3和锚杆4固定，第三连接组件由两个套圈组件，两个套圈的轴向相互不平行，两个套圈通过螺钉或铆钉紧固。

Claims (10)

1.用于地面光伏组件安装的复合材料支架，包括多个横梁，每个横梁的一端固定有多个压块，横梁的另一端固定有支撑组件，其特征在于，支撑组件包括螺旋桩、锚杆、第一连接组件、第二连接组件，锚杆与横梁通过第一连接组件固定，螺旋桩的一端通过第二连接组件与锚杆连接，所述横梁、螺旋桩以及锚杆均由纤维和包覆纤维的塑料组成。

2.根据权利要求1所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，螺旋桩包括桩体、螺旋裙边，螺旋裙边螺旋缠绕在桩体上。

3.根据权利要求2所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，所述桩体的一端呈锥形。

4.根据权利要求1所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，第一连接组件包括呈半圆形的第一包容部件和第二螺栓，该第一包容部件的两端分别设有水平延伸部，水平延伸部上设有安装孔，第一连接组件与横梁通过第二螺栓紧固。

5.根据权利要求1所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，第二连接组件包括截面呈U型的第二包容部件以及第三螺栓，第二包容部件分别夹住锚杆以及螺旋桩后，第三螺栓将第二包容部件、螺旋桩以及锚杆紧固。

6.根据权利要求1所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，还包括斜支撑杆，斜支撑杆的一端与锚杆固定，斜支撑杆的另一端与螺旋桩固定。

7.根据权利要求6所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，所述斜支撑杆由纤维和包覆纤维的塑料组成。

8.根据权利要求1所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，所述压块由沿着压块轴向布置的纤维和包覆纤维的塑料组成。

9.根据权利要求1或8所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，所述横梁的一端形成有沿该横梁轴向布置的第一槽体，横梁的一端设有位于第一槽体口部的第一限位部；

还包括第一螺栓，第一螺栓的头部位于第一槽体中并由第一限位部限位，第一螺栓的螺杆暴露在第一槽体的外部并与压块固定连接。

10.根据权利要求9所述的用于地面光伏组件安装的复合材料支架，其特征在于，所述第一螺栓的头部呈矩形，矩形的两个对角均为圆角。