CN219458986U - 柔性光伏支架张拉跟踪结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性光伏支架张拉跟踪结构，包括钢索立柱、钢索横梁及钢索，所述钢索立柱上滑动支承有张拉杆，张拉杆的螺纹段上旋装有张拉螺母，张拉螺母转动支承于钢索立柱上，张拉螺母上固定安装有张拉蜗轮，张拉电机驱动的张拉蜗杆与张拉蜗轮构成蜗轮蜗杆副；所述张拉杆上可转动地支承有相互固连的钢索横梁和跟踪蜗轮，跟踪电机驱动的跟踪蜗杆与跟踪蜗轮构成蜗轮杆副，跟踪电机安装于电机滑板上。张拉杆的一端部为螺纹段，张拉杆的另一端部为圆柱段，滑移段通过拉杆滑套可轴向滑动地支承于钢索立柱上。电机滑板通过燕尾滑动副滑动支承于跟踪电机座上。该张拉跟踪结构既能调节光伏组件俯仰角度，又能保钢索稳定足够张拉力的柔性光伏支架。

Description

柔性光伏支架张拉跟踪结构

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏技术装备，尤其涉及一种柔性光伏支架中能够单轴跟踪和钢索张紧的装置。

背景技术

柔性光伏支架是利用承重拉索的张拉预应力形成的一定刚度来铺设光伏组件，它可以规避场地起伏等不利因素，在山地、荒漠、林地及池塘等复杂地形条件下具有更强的环境适应性。

柔性光伏支架上处于绷紧张拉状态下的钢索会因为环境温度的变化和长期张拉状态下所产生的塑性变形，而产生张力松驰并引起不规则振荡，使光伏组件与钢索各个连接点之间发生不协调的变形，导致光伏组件承受扭曲和剪切作用，这些不利作用会使光伏组件电池片产生隐裂数量增多，隐裂破坏程度增大。而且随着钢索松驰程度的增加，钢索振荡幅度和频率更会加大，造成光伏组件的隐裂甚至破碎，直接影响光伏组件的发电效率。

传统柔性光伏支架还由于其采用钢索系统固定光伏组件板，钢索系统需要很大的张拉力才能提供足够支撑刚度，故而现有柔性光伏支架的钢索两端是固定于立柱上，而不能根据太阳位置的变化来调整光伏组件的俯仰角度，因而现有的柔性光伏支架系统，不能根据安装地域经纬度、海拔高度差别和日落角度来光伏组件俯仰角度调节，也影响光伏电站发电量和发电效率的不可忽略的重要因素。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既能调节光伏组件俯仰角度，又能保钢索稳定足够张拉力的柔性光伏支架张拉跟踪结构。

为了解决上述问题，本实用新型的柔性光伏支架张拉跟踪结构，包括钢索立柱、支承于钢索立柱上的钢索横梁，以及两根张拉于钢索横梁上的钢索，所述钢索立柱上滑动支承有张拉杆，张拉杆的螺纹段上旋装有张拉螺母，该张拉螺母转动支承于钢索立柱上，张拉螺母上固定安装有张拉蜗轮，张拉电机驱动的张拉蜗杆与张拉蜗轮构成蜗轮蜗杆副；所述张拉杆上可转动地支承有相互固连的钢索横梁和跟踪蜗轮，跟踪电机驱动的跟踪蜗杆与跟踪蜗轮构成蜗轮杆副，跟踪电机安装于电机滑板上。

进一步地，所述张拉杆为台阶轴，张拉杆的一端部为螺纹段，张拉杆的另一端部为圆柱段，在张拉杆的螺纹段与圆柱段之间为滑移段。

进一步地，所述张拉杆的滑移段为棱柱段，该棱柱段通过拉杆滑套可轴向滑动地支承于钢索立柱上。

进一步地，所述张拉螺母通过螺母轴承可转动地安装于轴承座上，该轴承座固定安装于钢索立柱上。

进一步地，所述张拉电机为步进电机或伺服电机，该张拉电机通过张拉电机座固定安装于钢索立柱上。

进一步地，所述电机滑板通过燕尾滑动副滑动支承于跟踪电机座上，该跟踪电机座固定安装于钢索立柱上，所述跟踪电机为步进电机或伺服电机。

进一步地，相互固连的跟踪蜗轮和钢索横梁通过蜗轮滑套转动支承于张拉杆的圆柱段位置，张拉杆圆柱段的外端凸缘位于钢索横梁的内侧。

进一步地，所述钢索的索端通过钢索张拉器连接于钢索横梁上。

进一步地，所述钢索张拉器为索具螺旋扣。

在上述结构中，由于张拉杆上转动支承有相互固定连接的跟踪蜗轮和钢索横梁，跟踪电机通过蜗轮蜗杆副驱动钢索横梁摆动，使两根钢索随钢索横梁的摆动而改变两钢索所在平面的倾角，从而改变光伏组件的俯仰角度，实现对太阳高度角的跟踪，以获得更多的太阳光线照射量和光伏发电量。

又由于张拉杆的螺纹段上旋装有张拉螺母，该张拉螺母转动支承于立柱上，张拉电机通过蜗轮蜗杆副驱动张拉螺母转动，张拉螺母转动又使得张拉杆向外移动，外移的张拉杆通过钢索横梁牵动组件钢索，使得钢索达到张拉绷紧效果，来稳定和提高钢索的张拉应力，增加钢索的承载能力和结构刚度，减少钢索的振动幅度和频率；同时也提高两根钢索的同步性，减少两根钢索之间不规则的波动变形幅度。

上述的跟踪结构可以根据太阳的高度位置，而通过跟踪电机驱动蜗轮蜗杆副来自动改变光伏组件的俯仰角度；而张紧结构又可以实现钢索张拉力的自动张拉，钢索应力传感器可以依据钢索张拉应力值变化，驱动张拉电机工作而自动绷紧钢索。因而具有该结构的柔性光伏支架特别适用于大型光伏电场的自动控制和集中管理。

采用上述结构不仅使钢索能够保持稳定、足够的钢索张拉力，而且避免钢索波动对光伏组件的不良影响，有效避免光伏组件电池片的隐裂和破损，采用该结构还便于对大型光伏电场的支架单元实施自动调控和集中管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型柔性光伏支架张拉跟踪结构作进一步说明。

图1是本实用新型柔性光伏支架张拉跟踪结构一种具体实施方式的局部立体结构示意图；

图2是图1所示实施方式中钢索张拉机构和跟踪驱动机构的安装结构示意图；

图3是图2中A—A剖面的放大结构图；

图4是图2中张拉杆结构图；

图5是图2中B—B剖面的放大结构图。

图中，1—钢索立柱，2—张拉电机座，3—张拉电机，4—张拉蜗杆，5—张拉蜗轮，6—张拉杆，7—张拉螺母，8—螺母轴承，9—轴承座，10—拉杆滑套，11—跟踪电机座，12—跟踪电机，13—跟踪蜗杆，14—跟踪蜗轮，15—蜗轮滑套，16—滑动垫片，17—电机滑板，18—钢索横梁，19—钢索张拉器，20—钢索，21—光伏组件。

具体实施方式

如图1所示，相互对列的两根钢索立柱1(图1给出了包括一根钢索立柱的局部立体结构，而省出了另一相对的钢索立柱)，钢索立柱1深植于地基上。在每一根钢索立柱1上均通过钢索张拉机构和跟踪驱动机构支承有钢索横梁18，两根支承于对应钢索立柱1上的钢索横梁18之间平行地张拉有两根钢索20，钢索20的两端分别通过钢索张拉器19固定连接于对应端的钢索横梁18上。钢索20为预应力钢绞线，钢索张拉器19为常规的索具螺旋扣，以使得钢索20获得张紧拉力。在两根平行张拉的钢索20上支承有光伏组件21，光伏组件21倾斜于地面而朝向太阳。若干上述光伏支架单元构成大面积光伏电站场。

如图2所示柔性光伏支架张拉跟踪结构，在钢索立柱1上通过拉杆滑套10可轴向滑动地支承有张拉杆6，拉杆滑套10通过轴向螺栓锁定于钢索立柱1上，拉杆滑套10由耐磨铸铁制成。在张拉杆6外伸的螺纹段上旋装有张拉螺母7，张拉螺母7通过螺母轴承8安装于轴承座9上，轴承座9固定安装于钢索立柱1的外侧面。螺母轴承8采用轴承组合结构，其包括推力滚子轴承，以及位于推力轴承两侧的向心球轴承。

在张拉螺母7的外端固定安装有张拉蜗轮5。在钢索立柱1的外侧面上还固定安装有张拉电机座2，张拉电机座2上安装有张拉电机3，张拉电机3的输出轴端通过联轴器连接有张拉蜗杆4，张拉蜗杆4转动支承于张拉电机座2上，张拉蜗轮4和张拉蜗杆4构成蜗轮蜗杆副。张拉电机3为步进电机或伺服电机。

张拉杆6内端为圆柱段，张拉杆6的圆柱段上通过蜗轮滑套15可摆动地支承有跟踪蜗轮14，蜗轮滑套15由耐磨铸铁制成。跟踪电机12固定安装于电机滑板17上，在电机滑板17上还转动支承有跟踪蜗杆13，跟踪电机12的输出轴通过联轴器与跟踪蜗杆13相连接，跟踪蜗轮14和跟踪蜗杆13构成蜗轮蜗杆副。电机滑板17通过燕尾滑动副滑动支承于跟踪电机座11上，该跟踪电机座11固定安装于钢索立柱1上，跟踪电机12为步进电机或伺服电机。

在跟踪蜗轮14的内侧面固定连接有钢索横梁18，张拉杆6圆柱段外端凸缘位于钢索横梁18的侧面，该凸缘与钢索横梁18侧面之间垫有滑动垫片16，该滑动垫片16由耐磨铸铁制成。张拉杆6通过其圆柱段外端凸缘勾拉钢索横梁18。

两钢索20的端部通过钢索张拉器19扣系于钢索横梁18的两端，钢索张拉器19为市场上常见的索具螺旋扣。

如图3所示，固定安装于钢索立柱1上的拉杆滑套10上的拉杆滑孔为矩形通孔，张拉杆6的滑移段位于螺纹段和圆柱段之间，该滑移段为矩形柱状结构，该矩形柱正巧滑动插装于拉杆滑套10的矩形通孔中。张拉杆6的滑移段除为矩形柱，还可以是三棱柱等棱柱结构，也可以采用花键轴、键轴等结构，其拉杆滑套10的通孔形状与之相应。

如图4所示，张拉杆6采用台阶轴结构，前段为螺纹段，中段为滑移段，后段为圆柱段，在圆柱段的外端为勾拉凸缘。

如图5所示，电动滑板17以常用的燕尾滑动结构滑动支承于跟踪电机座11上，使得电动滑板17可以在平行于张拉杆6轴线方向滑移；当然该滑移结构也可以采用滑动导轨结构。

在张拉电机3和跟踪电机12采用步进电机或伺服电机的同时，在钢索20上设置有应变拉力传感器，在光伏组件上设置有太阳能跟踪器，应变拉力传感器和太阳能跟踪器与电场控制器电连接，电场控制器采用CPU控制器。电场控制器可以根据应变拉力传感器和太阳能跟踪器控制张拉电机3和跟踪电机12动作，以自动调整钢索的张力和光伏组件的倾角，这样不仅便于对大型光伏电场的支架单元实施自动调控和集中管理，而且有效地提高了光伏发电效率。

Claims (9)

1.一种柔性光伏支架张拉跟踪结构，包括钢索立柱(1)、支承于钢索立柱(1)上的钢索横梁(18)，以及两根张拉于钢索横梁(18)上的钢索(20)，其特征在于：所述钢索立柱(1)上滑动支承有张拉杆(6)，张拉杆(6)的螺纹段上旋装有张拉螺母(7)，该张拉螺母(7)转动支承于钢索立柱(1)上，张拉螺母(7)上固定安装有张拉蜗轮(5)，张拉电机(3)驱动的张拉蜗杆(4)与张拉蜗轮(5)构成蜗轮蜗杆副；所述张拉杆(6)上可转动地支承有相互固连的钢索横梁(18)和跟踪蜗轮(14)，跟踪电机(12)驱动的跟踪蜗杆(13)与跟踪蜗轮(14)构成蜗轮杆副，跟踪电机(12)安装于电机滑板(17)上。

2.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述张拉杆(6)为台阶轴，张拉杆(6)的一端部为螺纹段，张拉杆(6)的另一端部为圆柱段，在张拉杆(6)的螺纹段与圆柱段之间为滑移段。

3.根据权利要求2所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述张拉杆(6)的滑移段为棱柱段，该棱柱段通过拉杆滑套(10)可轴向滑动地支承于钢索立柱(1)上。

4.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述张拉螺母(7)通过螺母轴承(8)可转动地安装于轴承座(9)上，该轴承座(9)固定安装于钢索立柱(1)上。

5.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述张拉电机(3)为步进电机或伺服电机，该张拉电机(3)通过张拉电机座(2)固定安装于钢索立柱(1)上。

6.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述电机滑板(17)通过燕尾滑动副滑动支承于跟踪电机座(11)上，该跟踪电机座(11)固定安装于钢索立柱(1)上，所述跟踪电机(12)为步进电机或伺服电机。

7.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：相互固连的跟踪蜗轮(14)和钢索横梁(18)通过蜗轮滑套(15)转动支承于张拉杆(6)的圆柱段位置，张拉杆(6)圆柱段的外端凸缘位于钢索横梁(18)的内侧。

8.根据权利要求1所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述钢索(20)的索端通过钢索张拉器(19)连接于钢索横梁(18)上。

9.根据权利要求8所述的柔性光伏支架张拉跟踪结构，其特征在于：所述钢索张拉器(19)为索具螺旋扣。