CN216490396U - 一种光伏支架和光伏发电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光伏支架和光伏发电站，涉及光伏发电设备技术领域。该光伏支架能够监测光伏组件的振动情况。光伏支架用于安装光伏组件，光伏支架包括支架本体和振动监测器，振动监测器安装在支架本体上，振动监测器的振动监测方向与光伏组件的朝阳面相垂直，振动监测器与移动终端和/或光伏发电站的运维管理系统电连接。

Description

一种光伏支架和光伏发电站

技术领域

本实用新型涉及光伏发电设备技术领域，尤其涉及一种光伏支架和光伏发电站。

背景技术

随着新能源行业的发展，光伏电站建设的规模和数量迅速增加。

光伏电站包括光伏支架和光伏组件，光伏支架主要有跟踪支架、可调支架和固定支架这三种类型。无论哪种类型，光伏组件均是通过螺栓等紧固件或连接件安装在光伏支架上的。支架本身也具有连接螺栓等紧固件或连接件，经过长期运行后，在腐蚀和风振作用下，紧固件会出现松动。若不及时处理紧固件或连接件的松动问题，在风的作用下，会导致光伏组件和光伏支架振动加剧而超出正常振动范围，并产生连锁效应，导致更多的紧固件或连接件松动，最终导致光伏组件和光伏支架被损坏，甚至光伏组件被吹飞的严重后果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏支架和光伏发电站，该光伏支架能够监测光伏组件的振动情况。

第一方面，本实用新型提供一种光伏支架，用于安装光伏组件，光伏支架包括支架本体和振动监测器，振动监测器安装在支架本体上，振动监测器的振动监测方向与光伏组件的朝阳面相垂直，振动监测器与移动终端和/或光伏发电站的运维管理系统电连接。

采用该技术方案的情况下，支架本体在与光伏组件的朝阳面相垂直方向上的振动幅度可以被振动监测器实时监测，并实时反馈给移动终端和/或光伏电站的运维管理系统。当振动幅度超出正常范围时，提示光伏发电站的维护人员需要检查和处理紧固件或连接件的松动问题，从而可以快速发现和解决光伏支架的早期故障，降低光伏支架发生严重故障的概率，降低维护成本。

在一种可能的实现方式中，支架本体包括多个沿水平方向延伸的檩条，檩条用于安装光伏组件，多个檩条沿第一方向间隔分布，第一方向与水平面具有第一夹角A；当90°≥D＞0°时，振动监测器安装在位置最高的檩条的一端；当D＝0°时，振动监测器安装在首个或最后一个檩条的一端。采用该技术方案的情况下，振动监测器安装在了支架本体的振动幅度最大位置处，利于准确采集支架本体的振动幅度。

在一种实施例中，第一夹角D可调节。

在一种可能的实现方式中，支架本体包括主轴和多个沿主轴的轴向间隔分布的斜梁，多个斜梁均安装在主轴上，且能够同步绕主轴的轴线转动，斜梁的延伸方向与主轴的轴向相垂直；当主轴的延伸方向与水平面具有锐角夹角时，振动监测器安装在位置最高的斜梁的一端；当主轴的延伸方向为水平方向时，振动监测器安装在首个或最后一个斜梁的一端。采用该技术方案的情况下，振动监测器安装在了支架本体的振动幅度最大位置处，利于准确采集支架本体的振动幅度。

在一种可能的实现方式中，振动监测器包括外壳、振动传感器和信号发送元件，外壳与支架本体连接，振动传感器安装在外壳内，信号发送元件与振动传感器电连接，信号发送元件为天线或数据线。采用该技术方案，将外壳与支架本体连接后，就可以利用振动传感器来检测支架本体在与光伏组件的朝阳面相垂直方向上的振动幅度，并将采集到的振动幅度转化为电信号通过信号发送元件传送给移动终端和/或运维管理系统，从而能够将安装有光伏组件的光伏支架的振动情况反馈给光伏发电站的维护人员。

在一种可能的实施例中，外壳具有多个安装孔，紧固件穿过安装孔与支架本体连接。

在一种可能的实施例中，振动传感器为电容式、电感式、电阻式、压阻式、压电式的加速度传感器。

在一种可能的实施例中，振动监测器还包括控制器，控制器分别与振动传感器、信号发送元件电连接，且与移动终端和/或运维管理系统电连接，控制器用于向移动终端和/或运维管理系统发送报警信号或正常信号。采用该技术方案的情况下，控制器从振动传感器处接收到的实时振动幅度信号后，控制器可以将实时振动幅度与预设的正常振动幅度范围做比较：当实时振动幅度超出正常振动幅度范围时，控制器发出报警信号；当实时振动幅度位于正常振动幅度范围内时，控制器发出正常信号。信号发送元件接收控制器发出的报警信号或正常信号后，将相应信号传送给移动终端和/或运维管理系统。其中，控制器可以是单片机。

在一种可能的实施例中，振动监测器还包括储能电池和微型光伏电池，微型光伏电池与储能电池电连接，用于向储能电池输送电能；储能电池安装在外壳内，微型光伏电池安装在外壳外表面上或支架本体上，且微型光伏电池能够被阳光照射到。采用该技术方案时，微型光伏电池接收太阳光后发电，因此振动监测器可以通过实现自供电。

第二方面，本实用新型还提供一种光伏发电站，包括上述权利的光伏支架。基于上述的光伏支架的有益效果，该光伏发电站具有故障发生概率低，维护成本低的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种光伏支架的立体示意图，其上安装有光伏组件；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种光伏支架的立体示意图，其上安装有光伏组件；

图4为图3中B部分的放大图；

图5为本实用新型实施例提供的一种振动监测器的立体示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种振动监测器的在隐藏了一部分外壳后的示意图。

附图标记：

11-檩条，12-主轴，13-斜梁，2-振动监测器，21-振动传感器，22-信号发送元件，23控制器，24-微型光伏电池，25-储能电池，26-外壳，261-安装孔，262-容纳箱体，263-连接板，3-光伏组件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在大风天气中，安装有光伏组件的光伏支架会在与光伏组件朝阳面相垂直的方向上出现振动，并具有一个正常的振动幅度范围。当支架本体上的紧固件出现松动、或者光伏组件与支架本体之间的连接件出现松动时，会加剧振动幅度，使振动幅度超出正常范围。需要及时处理松动问题，以避免产生连锁效应，导致更多的紧固件或连接件松动，最终导致光伏组件和光伏支架被损坏，甚至光伏组件被吹飞的严重后果。

第一方面，本实用新型提供一种光伏支架，用于安装光伏组件3，光伏支架包括支架本体和振动监测器2，振动监测器2安装在支架本体上，振动监测器2的振动监测方向与光伏组件3的朝阳面相垂直，振动监测器2与移动终端和/或光伏发电站的运维管理系统电连接。

采用该技术方案的情况下，支架本体在与光伏组件3的朝阳面相垂直方向上的振动幅度可以被振动监测器2实时监测，并实时反馈给移动终端和/或光伏发电站的运维管理系统。当振动幅度超出正常范围时，提示光伏发电站的维护人员需要检查和处理紧固件或连接件的松动问题，从而可以快速发现和解决光伏支架的早期故障，降低光伏支架发生严重故障的概率，降低维护成本。

其中，移动终端可以是手机、笔记本电脑等可移动的电子设备，能够接收振动监测器2发出的反应振动幅度的信号，便于光伏发电站的维护人员随时随地监测支架本体的振动情况。例如，移动终端上安装有与振动监测器2相对应的应用程序，用于接收信号并显示振动幅度。

运维管理系统是光伏发电站的内部管理系统，可以在光伏发电站的内网中使用；也可以采用账号登录模式在公网上使用，以便于在光伏发电站的固定运维管理电子设备之外的电子设备上进入运维管理系统。

当运维管理系统只能在光伏发电站的内网中使用时，移动终端可以安装有与振动监测器2相对应的应用程序，振动监测器2可以只与光伏发电站的运维管理系统电连接，或只与移动终端电连接，也可以同时与两者电连接。

当运维管理系统可以采用账号登录模式在公网上使用时，可以在移动终端上登录系统进行查看，或在光伏发电站的固定运维管理电子设备上登录查看。

在一种可能的实现方式中，参考图1和图2所示，支架本体可以是固定式支架，支架本体包括多个沿水平方向延伸的檩条11，檩条11用于安装光伏组件3，多个檩条11沿第一方向间隔分布，第一方向与水平面具有第一夹角D，当90°≥D＞0°时，振动监测器2安装在位置最高的檩条11的一端；当D＝0°时，振动监测器2安装在首个或最后一个檩条11的一端。

采用该技术方案的情况下，当第一夹角D大于0°时，多个檩条11的高度逐渐变化，位置最高的檩条11的振动幅度最大，而对于单个檩条11来说，端部的振动幅度最大，因此，可以将振动监测器2安装在位置最高的檩条11的一端，利于准确采集支架本体的振动幅度。当第一夹角D＝0°时，第一方向为水平方向，一个支架本体的所有檩条11在同一高度上，首个和最后一个檩条11的振动幅度相同且最大，因此，可以将振动监测器2安装在首个或最后一个檩条11的一端。

在一种实施例中，支架本体还可以是固定可调式支架，此时，第一夹角D可调节。可以根据太阳的高度来调节第一夹角D的大小，以使得太阳光尽量垂直照射光伏组件3的朝阳面，此时，90°＞D＞0°，多个檩条11的高度逐渐变化，将振动监测器2安装在位置最高的檩条11的一端。

在一种可能的实现方式中，参考图3和图4所示，支架本体可以是平单轴式支架，支架本体包括主轴12和多个沿主轴12的轴向间隔分布的斜梁13，多个斜梁13均安装在主轴12上，且能够同步绕主轴12的轴线转动，斜梁13的延伸方向与主轴12的轴向相垂直；当主轴12的延伸方向与水平面具有锐角夹角时，振动监测器2安装在位置最高的斜梁13的一端；当主轴12的延伸方向为水平方向时，振动监测器2安装在首个或最后一个斜梁13的一端。

采用该技术方案的情况下，斜梁13用于安装光伏组件3，斜梁13同步绕主轴12的轴线转动，从而可以带动光伏组件3转动，以使得光伏组件3的朝阳面跟随太阳转动，以最大效率吸收太阳光。当主轴12的延伸方向与水平面具有锐角夹角时，多个斜梁13的高度逐渐变化，位置最高的斜梁13的振动幅度最大，而对于单个斜梁13来说，端部的振动幅度最大，因此，可以将振动监测器2安装在位置最高的斜梁13的一端，利于准确采集支架本体的振动幅度。当主轴12的延伸方向为水平方向时，一个主轴12上的所有斜梁13在同一高度上中，首个和最后一个斜梁13的振动幅度相同且最大，因此，可以将振动监测器2安装在首个或最后一个斜梁13的一端。

总之，需要将振动监测器2安装在光伏支架的振动幅度最大处，以利于准确采集支架本体的振动幅度。尤其是当风速较小时，支架本体的总体振动幅度较小，只有将监测器安装在光伏支架的振动幅度最大处，才利于振动监测器2采集到准确的振动信号。

在一种可能的实现方式中，参考图5和图6所示，振动监测器2包括外壳26、振动传感器21和信号发送元件22，外壳26与支架本体连接，振动传感器21安装在外壳26内，信号发送元件22分别与振动传感器21、运维管理系统电连接，信号发送元件22为天线或数据线。

采用该技术方案，将外壳26与支架本体连接后，就可以利用振动传感器21来检测支架本体在与光伏组件3的朝阳面相垂直方向上的振动幅度，并将采集到的振动幅度转化为电信号通过信号发送元件22传送给移动终端和/或运维管理系统，从而能够将安装有光伏组件3的光伏支架的振动情况反馈给光伏发电站的维护人员。

其中，当信号发送元件22为天线时，通过无线传输模式将反应支架本体振动情况的信号传送给运维管理系统。当信号发送元件22为数据线时，利用数据线通过有线传输模式将反应支架本体振动情况的信号传送给移动终端和/或运维管理系统。

在一种可能的实施例中，外壳26上可以具有多个安装孔261，利用紧固件穿过安装孔261与支架本体连接。

在一种示例中，支架本体可以具有通孔，以便于通过防松螺栓等紧固件将外壳26和支架本体连接，从而将振动监测器2安装在支架本体上。例如支架本体的檩条11可以为C型槽钢，在C型槽钢的槽底设置有多个长圆通孔，可以方便将安装孔261与长圆通孔对应。而且，振动监测器2可以位于C型槽钢内，利于将振动监测器2稳固的安装在支架本体上。

在一种示例中，外壳26上的安装孔261数量可以是两个、三个或四个。例如图2所示，外壳26上具有两个安装孔261，振动监测器2位于C型槽钢中，C型槽钢承载振动监测器2，两个安装孔261实现外壳26与檩条11的连接。当然，外壳26具有三个或四个安装孔261时，可以更稳固地连接于支架本体。

在一种示例中，外壳26可以包括容纳箱体262和连接板263，容纳箱体262用于安装振动传感器21、以及下述的控制器23和储能电池25，连接板263连接在容纳箱体262外，安装孔261位于连接板263上。此时，振动传感器21可以靠近连接板263，以利于监测准确。

在一种可能的实施例中，振动传感器21为电容式、电感式、电阻式、电阻式或压电式的加速度传感器。振动传感器21还可以是应变传感器、速度传感器。

在一种可能的实施例中，振动监测器2还可以包括控制器23，控制器23分别与振动传感器21、信号发送元件22电连接，且与移动终端和/或运维管理系统电连接，控制器23用于向移动终端和/或运维管理系统发送报警信号或正常信号。

采用该技术方案的情况下，控制器23从振动传感器21处接收到的实时振动幅度信号后，控制器23可以将实时振动幅度与预设的正常振动幅度范围做比较：当实时振动幅度超出正常振动幅度范围时，控制器23发出报警信号；当实时振动幅度位于正常振动幅度范围内时，控制器23发出正常信号。信号发送元件22接收控制器23发出的报警信号或正常信号后，将相应信号传送给移动终端和/或运维管理系统。其中，控制器23可以是单片机。

在一种可能的实施例中，振动监测器2还包括储能电池25和微型光伏电池24，微型光伏电池24与储能电池25电连接，用于向储能电池25输送电能；储能电池25安装在外壳26内，微型光伏电池24安装在外壳26外表面上或支架本体上，且微型光伏电池24能够被阳光照射到。

采用该技术方案时，振动监测器2可以实现自供电。具体来说，微型光伏电池24接收太阳光进行发电，并将电能传送给储能电池25，储能电池25直接给振动监测器2的各部分供电。储能电池25可以起到储存电能的作用，以便于在黑夜时、微型光伏电池24被遮挡或故障而不能发电时，保证振动监测器2仍有可用电能。

微型光伏电池24可以直接安装在外壳26的外表面上，此时，在安装振动监测器2时，需要保证微型光伏电池24能够被阳光照射到，且照射时间越长越好。例如图2所示，振动监测器2的安装有微型光伏电池24的一端伸出C型槽式的檩条11，以接收阳光。例如图4所示，振动监测器2安装在斜梁13的侧面，安装有微型光伏电池24的一侧朝上以接收阳光。

或者，微型光伏电池24可以是独立的，与安装在外壳26内的储能电池25通过导线连接，这时，微型光伏电池24的安装位置可以与外壳26的安装位置不同。

在另一种可能的实施例中，振动监测器2还可以是外部供电模式，例如直接利用国家电网的电能。振动监测器2可以是需要一直插电的模式，也可以具有充电功能。

本实用新型还提供一种光伏发电站，该光伏发电站包括光伏支架。基于上述的光伏支架的有益效果，该光伏发电站具有故障发生概率低，维护成本低的优点。

光伏组件3安装在光伏支架上，可以根据所在地区来设定光伏组件3的朝向和方位，以使得光伏组件3能够尽量多的吸收太阳光。

在一种示例中，支架本体是固定式或固定可调式支架，檩条11可以沿东西方向延伸，支架本体朝向南，以便于安装其上的光伏组件3接收太阳光。

在一种示例中，支架本体可以是平单轴式支架，主轴12可以沿南北方向延伸，斜梁13可以沿东西方向延伸，可以使斜梁13跟随太阳的转动而绕主轴12的轴线转动，以便于安装其上的光伏组件3接收尽量多的太阳光。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光伏支架，用于安装光伏组件，其特征在于，包括支架本体和振动监测器，所述振动监测器安装在所述支架本体上，所述振动监测器的振动监测方向与所述光伏组件的朝阳面相垂直，所述振动监测器与移动终端和/或光伏发电站的运维管理系统电连接。

2.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述支架本体包括多个沿水平方向延伸的檩条，所述檩条用于安装所述光伏组件，所述多个檩条沿第一方向间隔分布，所述第一方向与水平面具有第一夹角D；

当90°≥D＞0°时，所述振动监测器安装在位置最高的所述檩条的一端；

当D＝0°时，所述振动监测器安装在首个或最后一个所述檩条的一端。

3.根据权利要求2所述的光伏支架，其特征在于，所述第一夹角D可调节。

4.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述支架本体包括主轴和多个沿所述主轴的轴向间隔分布的斜梁，所述多个斜梁均安装在所述主轴上，且能够同步绕所述主轴的轴线转动，所述斜梁的延伸方向与所述主轴的轴向相垂直；

当所述主轴的延伸方向与水平面具有锐角夹角时，所述振动监测器安装在位置最高的所述斜梁的一端；

当所述主轴的延伸方向为水平方向时，所述振动监测器安装在首个或最后一个所述斜梁的一端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光伏支架，其特征在于，所述振动监测器包括外壳、振动传感器和信号发送元件，所述外壳与所述支架本体连接，所述振动传感器安装在所述外壳内，所述信号发送元件与所述振动传感器电连接，所述信号发送元件为天线或数据线。

6.根据权利要求5所述的光伏支架，其特征在于，所述外壳具有多个安装孔，紧固件穿过所述安装孔与所述支架本体连接。

7.根据权利要求5所述的光伏支架，其特征在于，所述振动传感器为电容式、电感式、电阻式、电阻式或压电式的加速度传感器。

8.根据权利要求5所述的光伏支架，其特征在于，所述振动监测器还包括控制器，所述控制器分别与所述振动传感器、所述信号发送元件电连接，且与所述移动终端和/或所述运维管理系统电连接，所述控制器用于向所述移动终端和/或所述运维管理系统发送报警信号或正常信号。

9.根据权利要求5所述的光伏支架，其特征在于，所述振动监测器还包括储能电池和微型光伏电池，所述微型光伏电池与所述储能电池电连接，用于向所述储能电池输送电能；

所述储能电池安装在所述外壳内，所述微型光伏电池安装在所述外壳外表面上或所述支架本体上，且所述微型光伏电池能够被阳光照射到。

10.一种光伏发电站，其特征在于，包括上述权利要求1-9中任一项所述的光伏支架。

Images