CN216851823U - 一种扶壁式光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扶壁式光伏系统，属于边坡防护及光伏发电设备，本实用新型要解决的技术问题为如何提高道路边坡光伏发电的安全性，同时降低施工成本，采用的技术方案为：该系统包括道路边坡以及设置在道路边坡两侧的防护栏立柱，还包括若干设置在道路边坡上且沿道路方向呈纵列排布的光伏架，相邻两光伏架之间设置有检修维护通道；光伏架的下端固定制成在道路边坡底部的基座上，光伏架的上端固定在防护栏立柱上。

Description

一种扶壁式光伏系统

技术领域

本实用新型涉及边坡防护及光伏发电设备，具体地说是一种扶壁式光伏系统。

背景技术

道路边坡是路基工程的主要组成之一，边坡设置一是为了巩固主体路床的稳定性，二是形成路面标高向原地面线标高的缓和过渡，三是对脱离路面的事故车辆提供缓降安全区域。边坡一般采用1:1边坡，荒漠地区采用1:4边坡，换算为角度的话，边坡坡度介于14-45度之间，这样的角度非常符合我国绝大部分地区光伏发电的仰角要求。

从光伏发电的朝向要求来看，绝大部分东西走向的道路朝阳一侧边坡基本可利用，虽然绝大部分路段并非最佳朝向，但是可以采取工程措施根据地形地貌进行朝向调整。

鉴于上述原因，道路边坡比较适合太阳能光伏发电的布设空间要求，并可以提供海量空间资源。就目前的情况看，道路边坡光伏发电存在如下问题：

①、为适应光伏发电仰角而改变边坡坡度，增大了工程量和造价。

②、密布的钢筋混凝土桩基础增加了坡体重量，增大了滑坡风险：道路边坡一般为素土体，而且压实度较低，因此其自身的强度和稳定性也相对路床较低；例如：坡面上密布5排3米长钢筋混凝土桩基础，极大增加了坡体的重量，容易导致边坡不均匀沉降甚至坡体失稳，特别是在强降雨饱和坡体后，坡体重量进一步急剧增长，容易沿滑动面发生滑坡，导致重大灾害事故。

③、事故车辆一旦翻出护栏，将面临坡面上密布桩基础的严重伤害：虽然公路护栏的防撞等级不断提高，但是车辆翻出事故还是屡屡发生；事故车辆一旦翻出公路护栏，必将沿边坡坡面冲下，此时坡面上密布的钢筋混凝土桩基础出头端，将形成反坦克路障效果，对事故车辆形成严重且不可估量的二次伤害，存在巨大的安全隐患。

④、坡面施工作业难度大、费用高：倾斜的坡面上进行施工作业，需要借助各种机械设备和临时工程设施以及大量的人工，造成直接费和间接费的增加。

综上所述，目前边坡光伏发电设计施工仍然存在诸多安全隐患的问题，故如何提高道路边坡光伏发电的安全性，同时降低施工成本是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的技术任务是提供一种扶壁式光伏系统，来解决如何提高道路边坡光伏发电的安全性，同时降低施工成本的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，一种扶壁式光伏系统，该系统包括道路边坡以及设置在道路边坡两侧的防护栏立柱，还包括若干设置在道路边坡上且沿道路方向呈纵列排布的光伏架，相邻两光伏架之间设置有检修维护通道；

光伏架的下端固定制成在道路边坡底部的基座上，光伏架的上端固定在防护栏立柱上。

作为优选，所述光伏架与道路边坡表面平行设置，即光伏架依靠在道路边坡表面，光伏架与道路边坡之间设置有若干呈矩形阵列分布的垫脚。

更优地，所述光伏架包括光伏板和光伏支撑架，光伏板设置在光伏支撑架上，光伏支撑架下端设置在基座上，光伏支撑架上端设置有横向设置的支撑连接杆，支撑连接杆一侧连接光伏支撑架，支撑连接杆另一侧设置有防护栏连接件，防护栏连接件与防护栏立柱通过护栏立柱扣件卡接连接。

更优地，所述光伏支撑架是由若干间隔分布的横向连接杆和若干间隔分布的竖向支撑件组成的框架，横向连接杆与竖向支撑件连接处设置在垫脚上，垫脚用于支撑横向连接杆与竖向支撑件，横向连接杆与竖向支撑件相互垂直设置。

更优地，所述防护栏连接件一端通过连接板可拆卸连接支撑连接杆，防护栏连接件另一端通过防护栏立柱扣件固定连接防护栏立柱；连接板呈L形。

更优地，所述垫脚设置在道路边坡坡面与光伏支撑架之间，垫脚包括支撑架连接部、中间连接部以及底部埋入部，支撑架连接部上端卡接连接光伏支撑架，支撑架连接部下端与中间连接部上端球铰连接，中部连接部下端与底部埋入部上端螺纹连接，底部埋入部下端浅埋入道路边坡或通过长钉固定在道路边坡上。

更优地，所述支撑架连接部包括上部的十字凹槽和下部的球套，横向连接杆和竖向支撑件卡接在十字凹槽内；

所述中间连接部包括上部的球头和下部的内螺纹套筒，球头与球套球铰连接；

所述底部埋入部包括上部的外螺纹柱和下部的底座，内螺纹套筒与外螺纹柱螺纹连接，底座埋浅埋入道路边坡或通过长钉固定在道路边坡上。

更优地，所述防护栏连接件与支撑连接杆垂直设置；

或，

防护栏连接件倾斜设置在支撑连接杆上且防护栏连接件之间设置有横向设置的连杆，连杆采用U型卷边冲孔杆。

更优地，所述竖向支撑件和防护栏连接件均采用U型卷边冲孔杆；

所述防护栏立柱扣件采用半圆形钢制管卡。

作为优选，所述垫脚采用塑料垫脚；

所述基座采用砌石或混凝土基础。

本实用新型的扶壁式光伏系统具有以下优点：

(一)本实用新型利用道路防防护栏立柱作为光伏支撑体系的上部锚固端，以边坡底部的简单埋置基础为主要支撑点，将光伏支撑架攀附于边坡坡面上，同时采用可调节高度的垫脚调整光伏支撑架的朝向和仰角，以保证光伏板安装后具有更高的发电效率，从而形成一套附着在道路边坡坡面上结构轻盈的光伏支撑体系；

(二)本实用新型具有结构简单、布设灵活、安装方便、抗震安全、抗风安全、经济性好的优点，而且不扰动破坏路基边坡坡面，确保了边坡稳定性；与此同时，对坡面起到一定的遮雨、防冲刷保护作用，节省数量可观的边坡防护工程，防护效果和经济效益都非常显著，相对于坡面埋置基础边坡支架具有明显的优势；

(三)本实用新型的边坡底部相邻地带设置埋入式基座，并作为光伏支撑架的主要支撑点，有如下作用和优势：

①边坡坡脚设置埋入基础，无论是钢筋混凝土基础还是砌石等其他基础，都有利于巩固坡脚，阻止可能的滑坡，加强边坡稳定性；

②避免坡上作业，同时也避免了增加边坡坡体重量，尽量减少了对边坡土体的扰动；

③相邻地带是一个平坦区域，与道路周边地区毗连，便于施工设备进出并展开工作面，施工非常方便，也更为经济合理；

(四)本实用新型是由U型钢或其他杆件组装成的光伏支撑架呈梯形攀附倚靠在边坡坡面上，沿坡面法线方向的重力分量经由垫脚施加于坡面，沿坡面切线方向的重力分量——下滑力则由坡底基础承担，因此坡面只承受法向压力，并不承受切向下滑力，这种受力状态非常有利于土体结构的稳定性，同时对支架系统形成稳定的依托；

(五)本实用新型为了适应不同维度地区光伏发电的仰角和朝向要求，可通过调节坡脚基础的走向、垫脚高度和防护栏立柱锚固连接角度等来实现。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为实施例1的结构示意图；

附图2为实施例1中的光伏支撑架的结构示意图；

附图3为实施例2的结构示意图；

附图4为实施例2中的光伏支撑架的结构示意图；

附图5为垫脚的立体结构示意图；

附图6为垫脚的示意图；

附图7为附图6中A-A向的剖视图。

1、光伏板，2、光伏支撑架，3、基座，4、支撑连接杆，5、防护栏连接件，6、防护栏立柱，7、横向连接杆，8、竖向支撑件，9、垫脚，10、连接板，11、护栏立柱扣件，12、撑架连接部，13、中间连接部，14底部埋入部，15、十字凹槽，16、球套，17、球头，18、内螺纹套筒，19、外螺纹柱，20、底座，21、道路边坡，22、连杆，23、检修维护通道，24、光伏架。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种扶壁式光伏系统作以下详细地说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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；可以是直接连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如附图1所示，本实用新型的扶壁式光伏系统，其结构包括道路边坡21、安装在道路边坡21两侧的防护栏立柱6以及若干安装在道路边坡21上且沿道路方向呈纵列排布的光伏架24，相邻两光伏架24之间设有检修维护通道23，便于光伏板1的线缆串并、汇流和各种电器设备的布设和维护，并且方便人员从边坡顶端的道路沿坡面穿越到坡底，避免了以往横向光伏布设阻断坡面上下联系的缺点。光伏架24的下端固定制成在道路边坡21底部的基座3上，光伏架24的上端固定在防护栏立柱6上。光伏架24与道路边坡21表面平行设置，即光伏架24依靠在道路边坡21表面，光伏架24与道路边坡21之间安装有若干呈矩形阵列分布的垫脚9。

如附图2所示，本实施例中的光伏架21包括光伏板1和光伏支撑架2，光伏板1安装在光伏支撑架2上，光伏支撑架2下端安装在基座3上，光伏支撑架2上端安装有横向设置的支撑连接杆4，支撑连接杆4一侧连接光伏支撑架2，支撑连接杆4另一侧安装有防护栏连接件5，防护栏连接件5与防护栏立柱6通过护栏立柱扣件11卡接连接。光伏支撑架2是由若干间隔分布的横向连接杆7和若干间隔分布的竖向支撑件8组成的框架，横向连接杆7与竖向支撑件8连接处安装在垫脚9上，垫脚9用于支撑横向连接杆7与竖向支撑件8，横向连接杆7与竖向支撑件8相互垂直设置。防护栏连接件5一端通过连接板10可拆卸连接支撑连接杆4，防护栏连接件5另一端通过防护栏立柱扣件11固定连接防护栏立柱6。连接板10呈L形。防护栏立柱扣件11采用半圆形钢制管卡。基座3采用砌石或混凝土基础。竖向支撑件8和防护栏连接件5均采用U型卷边冲孔杆，U型卷边冲孔杆的壁厚介于0.8-5mm，根据道路边坡21高度和光伏系统设计需求确定，其他形式杆件亦可配合使用。

本实用新型的重量主要由坡底基础承担，垫脚9提供坡面支撑力，防护栏立柱6只提供微量锚固力主要用于对抗偶然的左右摆动、风荷载与其他动荷载。因此，对防护栏立柱扣件11的要求一是尺寸吻合，二是要有一定的强度，三是不破坏防护栏立柱6自身的完整性和强度。针对公路与城市道路防护栏立柱6两种外径尺寸，本实用新型的防护栏立柱扣件11内径分为114mm和140mm两种。

如附图5、6和7所示，本实施例中的横向连接杆7与竖向支撑件8连接处安装有垫脚9，垫脚9安装在道路边坡21坡面与光伏支撑架2之间，垫脚9包括支撑架连接部12、中间连接部13以及底部埋入部14，支撑架连接部12上端卡接连接光伏支撑架2，支撑架连接部12下端与中间连接部13上端球铰连接，中部连接部13下端与底部埋入部14上端螺纹连接，底部埋入部14下端浅埋入道路边坡21或通过长钉固定在道路边坡21上。支撑架连接部12包括上部的十字凹槽15和下部的球套16，横向连接杆7和竖向支撑件8卡接在十字凹槽15内；中间连接部13包括上部的球头17和下部的内螺纹套筒18，球头17与球套16球铰连接；底部埋入部14包括上部的外螺纹柱19和下部的底座20，内螺纹套筒18与外螺纹柱19螺纹连接，底座20埋浅埋入道路边坡21或通过长钉固定在道路边坡21上。垫脚9采用塑料垫脚；本实用新型采用可调节高度和方向的塑料垫脚9设置于坡面和光伏支撑架2之间，塑料材质重量轻、防水绝缘，垫脚9顶部的十字形凹槽15适合横向连接杆7及竖向支撑件8嵌入卡紧，基座20可直接浅埋入坡面或通过塑料长钉固定在坡面上，无需其他繁琐连接，因此使用操作极其简单方便；塑料垫脚9的球铰可以调整支撑方向，以方便边坡光伏支撑架调整仰角和方向。底座20与球铰之间的螺丝副可以旋转升降，从而调节了整个垫脚的高度，以适应支撑要求。塑料垫脚9高度介于15-50cm，直径15-40cm。垫脚9使光伏板1与边坡21坡面之间形成一定的腔隙，不仅有利于线缆穿梭，而且对光伏板起到通风、散热、防潮作用，对于保证光伏系统正常工作非常重要。此外，由于塑料垫脚9的高度较低、自身强度和坡面固定强度也较低，并不会对翻越护栏的事故车辆造成严重的阻挡和二次伤害，因此具有更高的安全性。

实施例2：

如附图3和4所示，本实施例与实施例1的区别仅在于：为了适应不同维度地区光伏发电的仰角和朝向要求，可通过偏转边坡光伏支撑架实现；具体为：防护栏连接件5倾斜安装在支撑连接杆4上且防护栏连接件5之间安装有横向设置的连杆22，连杆22采用U型卷边冲孔杆。光伏架24的朝向和倾角可以调节，调节方式为改变边坡底部混凝土基座3的位置和走向，并同时改变上端与防护栏立柱6的连接方式。其他结构、连接关系与位置关系均与实施例1相同。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种扶壁式光伏系统，该系统包括道路边坡以及设置在道路边坡两侧的防护栏立柱，其特征在于，还包括若干设置在道路边坡上且沿道路方向呈纵列排布的光伏架，相邻两光伏架之间设置有检修维护通道；

光伏架的下端固定制成在道路边坡底部的基座上，光伏架的上端固定在防护栏立柱上。

2.根据权利要求1所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述光伏架与道路边坡表面平行设置，光伏架与道路边坡之间设置有若干呈矩形阵列分布的垫脚。

3.根据权利要求1或2所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述光伏架包括光伏板和光伏支撑架，光伏板设置在光伏支撑架上，光伏支撑架下端设置在基座上，光伏支撑架上端设置有横向设置的支撑连接杆，支撑连接杆一侧连接光伏支撑架，支撑连接杆另一侧设置有防护栏连接件，防护栏连接件与防护栏立柱通过护栏立柱扣件卡接连接。

4.根据权利要求3所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述光伏支撑架是由若干间隔分布的横向连接杆和若干间隔分布的竖向支撑件组成的框架，横向连接杆与竖向支撑件连接处设置在垫脚上，垫脚用于支撑横向连接杆与竖向支撑件，横向连接杆与竖向支撑件相互垂直设置。

5.根据权利要求3所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述防护栏连接件一端通过连接板可拆卸连接支撑连接杆，防护栏连接件另一端通过防护栏立柱扣件固定连接防护栏立柱；连接板呈L形。

6.根据权利要求2所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述垫脚设置在道路边坡坡面与光伏支撑架之间，垫脚包括支撑架连接部、中间连接部以及底部埋入部，支撑架连接部上端卡接连接光伏支撑架，支撑架连接部下端与中间连接部上端球铰连接，中部连接部下端与底部埋入部上端螺纹连接，底部埋入部下端浅埋入道路边坡或通过长钉固定在道路边坡上。

7.根据权利要求6所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述支撑架连接部包括上部的十字凹槽和下部的球套，横向连接杆和竖向支撑件卡接在十字凹槽内；

所述中间连接部包括上部的球头和下部的内螺纹套筒，球头与球套球铰连接；

所述底部埋入部包括上部的外螺纹柱和下部的底座，内螺纹套筒与外螺纹柱螺纹连接，底座埋浅埋入道路边坡或通过长钉固定在道路边坡上。

8.根据权利要求3所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述防护栏连接件与支撑连接杆垂直设置；

或，

防护栏连接件倾斜设置在支撑连接杆上且防护栏连接件之间设置有横向设置的连杆，连杆采用U型卷边冲孔杆。

9.根据权利要求4所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述竖向支撑件和防护栏连接件均采用U型卷边冲孔杆；

所述防护栏立柱扣件采用半圆形钢制管卡。

10.根据权利要求2所述的扶壁式光伏系统，其特征在于，所述垫脚采用塑料垫脚；

所述基座采用砌石或混凝土基础。

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