CN220291901U - 光伏阵列和光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光伏阵列和光伏系统，其中，光伏阵列包括外围区与内围区，所述外围区围设于所述内围区的外周缘，所述外围区具有第一光伏阵列，所述内围区具有第二光伏阵列；该光伏阵列还包括强度增强结构，所述强度增强结构连接于所述第一光伏阵列的光伏支架，以增强所述第一光伏阵列的结构强度；和/或，所述第一光伏阵列的光伏支架的排布密度大于所述第二光伏阵列的光伏支架的排布密度。本实用新型技术方案减少光伏阵列搭建的成本浪费。

Description

光伏阵列和光伏系统

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种光伏阵列和光伏系统。

背景技术

大型光伏电站固定式支架阵列较多采用单立柱桩柱一体的支架结构形式，且为了提高安装效率，降低安装难度，同一光伏阵列中的各个光伏支架所采用的安装材料及尺寸规格相同设置。但为了抵御风载荷，光伏支架的材料强度及结构强度必须足够高，但同一光伏阵列中，外围光伏支架对内围光伏支架存在明显的遮挡效应，位于阵列内围的光伏支架风载荷小于外围光伏支架的风载荷。若光伏阵列中的所有光伏支架均按外围的风荷载进行强度设计，则会导致内围光伏支架具有较大的强度冗余，造成整个光伏阵列的成本浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出光伏阵列，旨在减少光伏阵列搭建的成本浪费。

为实现上述目的，本实用新型提出的光伏阵列，包括：

外围区与内围区，所述外围区围设于所述内围区的外周缘，所述外围区具有第一光伏阵列，所述内围区具有第二光伏阵列；以及

强度增强结构，连接于所述第一光伏阵列的光伏支架，以用于增强所述第一光伏阵列的结构强度；和/或，

所述第一光伏阵列的光伏支架的排布密度大于所述第二光伏阵列的光伏支架的排布密度。

可选地，所述光伏支架包括安装桩与支架本体，所述强度增强结构包括固定桩与第一连接组件，所述固定桩设于所述第一光伏阵列外侧，所述固定桩通过所述第一连接组件拉紧所述安装桩，且所述固定桩的高度小于所述安装桩的高度。

可选地，所述第一连接组件配置为第一绳索组件。

可选地，一个所述固定桩对应拉紧一个所述光伏支架，且所述固定桩与所述光伏支架相对设置；或，

一个所述固定桩通过两个所述第一连接组件分别拉紧相邻的两个所述光伏支架，且所述固定桩设于相邻两个所述光伏支架之间。

可选地，所述第一光伏阵列内的所述光伏支架沿第一方向排列形成横排，所述第一方向与风向呈夹角设置，所述固定桩与所述第一连接组件设于所述横排的外侧。

可选地，所述光伏支架包括安装桩与支架本体，所述强度增强结构还包括第二连接组件，所述第二连接组件用于连接相邻的所述安装桩。

可选地，所述第二连接组件包括第二绳索组件；

相邻的两个所述安装桩通过一条所述第二绳索组件连接，和/或，相邻的两个所述安装桩通过多条所述第二绳索组件连接，且多条所述第二绳索组件相互交错设置。

可选地，所述第二连接组件包括刚性连接件和支撑件，所述刚性连接件的两端分别连接于相邻的两个所述安装桩，所述支撑件固定于所述刚性连接件与所述安装桩之间。

可选地，所述第一光伏阵列内的所述光伏支架沿第一方向排列形成横排，所述第一方向与风向呈夹角设置，所述横排的所述光伏支架之间的距离小于所述第二光伏阵列的所述光伏支架之间的距离。

可选地，所述横排的所述光伏支架之间的距离是所述第二光伏阵列的所述光伏支架之间的距离的1/2。

本实用新型还提出一种光伏系统，包括如上所述的光伏阵列。

本实用新型技术方案通过将光伏阵列分为内围区与外围区，外围区围设于内围区的外周缘，外围区具有第一光伏阵列，内围区具有第二光伏阵列；光伏阵列内的光伏支架所采用的安装材料及尺寸规格均相同设置。且光伏阵列中的所有光伏支架均按内围区的风荷载进行强度设计，如此则导致外围区的光伏支架的强度不足，故而在外围区设置强度增强结构，连接于第一光伏阵列的光伏支架，以增强第一光伏阵列的结构强度，从而既能保证第一光伏阵列具有足够的抵御风载荷的强度，又能减少第二光伏阵列的强度冗余；和/或，第一光伏阵列的光伏支架的排布密度大于第二光伏阵列的光伏支架的排布密度，即缩小第一光伏阵列中的光伏支架之间的距离，也可以看做在第一光伏阵列的光伏支架之间增设新的光伏支架，从而间接增强了第一光伏阵列的整体强度，有助于提高外围光伏阵列抵御风载荷的能力，从而在保证光伏支架安装强度的前提下，减少光伏支架强度冗余，进而减少光伏阵列搭建的成本浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中光伏阵列的结构示意图；

图2为本实用新型光伏阵列第一实施例的俯视图；

图3为图2中光伏阵列的中的强度增强结构的结构示意图；

图4为本实用新型光伏阵列第二实施例中的强度增强结构的结构示意图；

图5为本实用新型光伏阵列第三实施例中的强度增强结构的结构示意图；

图6为本实用新型光伏阵列第四实施例中的强度增强结构的结构示意图；

图7为本实用新型光伏阵列第五实施例的俯视图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，大型光伏电站固定式支架阵列较多采用单立柱桩柱一体的支架结构形式，其整体结构包括安装于上部的支架本体114以及安装于下部的安装桩113，上部的支架本体114主要用于安装光伏组件，其主要包括抱箍134、斜撑杆、竖撑杆、斜梁、檩条等。下部的安装桩113主要用于承载光伏组件和支架本体114的重量，其结构主要为高强度预应力混凝土管桩。为了提高该光伏阵列100的安装效率，降低安装难度，同一光伏阵列100中的各个光伏支架112所采用的安装材料及尺寸规格一般相同设置。

光伏阵列100在实际使用过程中，通常会受到恒荷载、风荷载、雪荷载，其中风荷载在光伏支架112结构设计中是起控制性作用的荷载，风荷载标准值＝体型系数*风振系数*风压高度变化系数*基本风压。由于在实际使用过程中，同一光伏阵列100中，外围区110的光伏支架112对内围区120的光伏支架112存在明显的遮挡效应，位于阵列内围区120的光伏支架112风载荷小于外围区110光伏支架112的风载荷。经试验并计算得知，内围区120光伏支架112受到的风载荷仅具有外围区110光伏支架112受到的风载荷的一半左右。但因内围区120光伏支架112与外围区110光伏支架112所采用的安装材料及尺寸规格相同，故而为保证光伏支架112具有足够的强度抵御风载荷，故而光伏阵列100中的所有光伏支架112均按外围区110的风荷载进行强度设计，导致内围区120光伏支架112具有较大的强度冗余，造成整个光伏阵列100的成本浪费。

有鉴于此，本实用新型提出一种光伏阵列100，以减少内围区120光伏支架112的强度冗余，进而减少光伏阵列100搭建的成本浪费。

在本实用新型实施例中，如图2至图7所示，该光伏阵列100包括外围区110与内围区120，外围区110围设于内围区120的外周缘，外围区110具有第一光伏阵列111，内围区120具有第二光伏阵列121；该光伏阵列100还包括强度增强结构130，连接于第一光伏阵列111的光伏支架112，以增强第一光伏阵列111的结构强度；和/或，第一光伏阵列111的光伏支架112的排布密度大于第二光伏阵列121的光伏支架112的排布密度。

具体地，该光伏阵列100中的外围区110即为位于光伏阵列100内周缘的光伏阵列100。其余光伏阵列100则位于内围区120。故为保证光伏阵列100的安装效率，该光伏阵列100内的光伏支架112所采用的安装材料及尺寸规格均相同设置。且光伏阵列100中的所有光伏支架112均按内围区120的风荷载进行强度设计，如此则导致外围区110的光伏支架112的强度不足，故而在外围区110设置强度增强结构130，该强度增强机构连接于第一光伏阵列111的光伏支架112，以作用于第一光伏阵列111，使得第一光伏阵列111的整体强度增强，从而既能保证第一光伏阵列111具有足够的抵御风载荷的强度，又能减少第二光伏阵列121的强度冗余。或者缩小第一光伏阵列111中的光伏支架112之间的距离，也可以看做在第一光伏阵列111的光伏支架112之间增设新的光伏支架112，从而间接增强了第一光伏阵列111的整体强度，有助于提高外围光伏阵列100抵御风载荷的能力。

本实用新型技术方案通过将光伏阵列100分为内围区120与外围区110，外围区110围设于内围区120的外周缘，外围区110具有第一光伏阵列111，内围区120具有第二光伏阵列121；光伏阵列100内的光伏支架112所采用的安装材料及尺寸规格均相同设置。且光伏阵列100中的所有光伏支架112均按内围区120的风荷载进行强度设计，如此则导致外围区110的光伏支架112的强度不足，故而在外围区110设置强度增强结构130，连接于第一光伏阵列111的光伏支架112，以增强第一光伏阵列111的结构强度，从而既能保证第一光伏阵列111具有足够的抵御风载荷的强度，又能减少第二光伏阵列121的强度冗余；和/或，第一光伏阵列111的光伏支架112的排布密度大于第二光伏阵列121的光伏支架112的排布密度，即缩小第一光伏阵列111中的光伏支架112之间的距离，也可以看做在第一光伏阵列111的光伏支架112之间增设新的光伏支架112，从而间接增强了第一光伏阵列111的整体强度，有助于提高外围光伏阵列100抵御风载荷的能力，从而在保证光伏支架112安装强度的前提下，减少光伏支架112强度冗余，进而减少光伏阵列100搭建的成本浪费。

参照图2至图4，在一实施例中，光伏支架112包括安装桩113与支架本体114，强度增强结构130包括固定桩131与第一连接组件132，固定桩131设于第一光伏阵列111外侧，固定桩131通过第一连接组件132拉紧安装桩113，且固定桩131的高度小于安装桩113的高度。具体地，支架本体114主要用于安装光伏组件，安装桩113主要用于承载光伏组件和支架本体114的重量，故而保证安装桩113的安装稳定即能保证整个光伏支架112的安装稳定。光伏支架112包括安装桩113与支架本体114，固定桩131设置于第一光伏阵列111的外侧，且通过第一连接组件132拉紧安装桩113，从而给予安装桩113一个向外的力，从而与外部风力对安装桩113的力进行抵消，从而减少光伏支架112受到的风载荷，提高光伏支架112抵御风载荷的强度。且固定桩131的高度小于安装桩113的高度，从而提高光伏支架112的抓地力，进一步增强光伏阵列100抵御风载荷的能力。

进一步的，第一连接组件132配置为第一绳索组件133。具体地，即第一连接组件132配置为柔性连接组件，从而既能方便第一绳索组件133的安装，又能保证二者的连接稳定性。该安装桩113与固定桩131均设置有抱箍134，第一绳索组件133分别与两个抱箍134连接，方便第一绳索组件133分别与安装桩113与固定桩131的固定。

在一实施例中，参照图2和图3，一个固定桩131对应拉紧一个光伏支架112，且固定桩131与光伏支架112相对设置。具体地，此种结构通常设置于位于拐角附近的光伏支架112，因拐角处的光伏支架112更易受到风载荷的侵袭而发生倾倒。故而一个固定桩131对应拉紧一个光伏支架112，且固定桩131与光伏支架112相对设置，从而增强此处光伏支架112的结构强度。

在另一实施例中，参照图2和图4，一个固定桩131通过两个第一连接组件132分别拉紧相邻的两个光伏支架112，且固定桩131设于相邻两个光伏支架112之间。具体地，一个固定桩131同时拉紧相邻的两个光伏支架112，一方面可以减少固定桩131的使用数量，另一方面也能保证固定桩131两侧均受力，提高其受力均衡性，减少固定桩131发生倾倒的可能。

参照图2，在一实施例中，第一光伏阵列111内的光伏支架112沿第一方向排列形成横排115，第一方向与风向呈夹角设置，固定桩131与第一连接组件132设于横排115的外侧。具体地，即固定桩131作用于与朝向风向的光伏支架112，此种强度增强结构130的增强原理为：给予安装桩113一个向外的力，从而与外部风力对安装桩113的力进行抵消，从而减少光伏支架112受到的风载荷，故而设置在与风向呈夹角设置的横排115更能提高第一光伏阵列111的结构强度。

在一实施例中，参照图2、图5和图6，光伏支架112包括安装桩113与支架本体114，强度增强结构130还包括第二连接组件135，第二连接组件135用于连接相邻的安装桩113。具体地，通过第二连接组件135将相邻的安装桩113紧固连接在一起，从而将整个第一光伏阵列111连接在一起，从而使同一列的第一光伏阵列111形成一个整体，共同抵御风载荷，从而提高第一光伏阵列111的强度。

进一步的，第二连接组件135包括第二绳索组件136，相邻的两个安装桩113通过一条第二绳索组件136连接，和/或，相邻的两个安装桩113通过多条第二绳索组件136连接，且多条第二绳索组件136相互交错设置。具体地，即第二连接组件135采用柔性组件，将相邻的两个光伏支架112连接。且相邻的两个安装桩113支架既可以通过一条第二绳索组件136连接，又可以通过多条第二绳索组件136连接，从而增强相邻两个安装桩113之间的连接稳定性。且采用多条第二绳索组件136连接时，多条第二绳索组件136相互交错设置。即安装桩113的高处连接相邻安装桩113的低处，安装桩113的低处连接相邻安装桩113的高处。优选地，如图5所示，通过安装桩113的一侧采用一条第二绳索组件136连接相邻一侧的安装桩113，另一侧采用多条第二绳索组件136连接相邻另一侧的安装桩113，从而既能保证第一光伏支架112的整体强度，又能减少强度冗余。该安装桩113均设置有抱箍134，第二绳索组件136的两端分别与两个抱箍134连接，方便第二绳索组件136对相邻两个安装桩113的固定。为保证位于两端的安装桩113的强度，两端的安装桩113通过固定桩131与第一绳索组件133紧固连接。

在另一实施例中，参照图6，第二连接组件135包括刚性连接件137和支撑件138，刚性连接件137的两端分别连接于相邻的两个安装桩113，支撑件138固定于刚性连接件137与安装桩113之间。具体地，该刚性连接件137的两端分别与相邻的两个安装桩113连接，从而将整个第一光伏阵列111连接在一起，从而使同一列的第一光伏阵列111形成一个整体，提高第一光伏阵列111的强度，共同抵御风载荷。该刚性连接件137可以配置为工字钢等结构。该支撑件138固定于刚性连接件137与安装桩113之间，且与刚性连接件137与安装桩113均成夹角设置，从而减少刚性连接件137与安装桩113之间发生相对偏转的可能。

参照图7，在一实施例中，第一光伏阵列111内的光伏支架112沿第一方向排列形成横排115，第一方向与风向呈夹角设置，横排115的光伏支架112之间的距离小于第二光伏阵列121的光伏支架112之间的距离。具体地，横排115即为迎风方向设置的一排光伏支架112，因横排115处的光伏支架112受到的风载荷最大，故而需要对横排115处的光伏支架112的强度着重增强。参照图1，本实施例中，为了提高光伏支架112的整体安装强度，光伏组件为多个光伏板拼接形成一个大的光伏板，故而光伏支架112包括安装桩113与支架本体114，且支架本体114包括用于安装光伏组件的檩条，以及连接檩条与安装桩113的安装支架，安装桩113沿檩条的延伸方向间隔排布，每一安装桩113均通过一个安装支架与檩条对应连接，故而本实施例中所指的安装支架112之间的距离，即为相邻安装桩113之间的距离。横排115的光伏支架112之间的距离小于第二光伏阵列121的光伏支架112之间的距离。也即横排115内安装桩113之间的间距减少，也可看做在相邻安装桩113之间增设新的安装桩113，使得每一安装支架以及安装桩113所承受的重力减少，进而提高了光伏支架112的结构强度，提高光伏阵列100的外围区110抵御风载荷的能力。实际安装过程中，可以在现有光伏阵列100的基础上，在第一光伏阵列111的横排115的相邻两个安装桩113之间增设一个安装桩113，从而提高光伏支架112的整体安装强度。

相较于仅增加横排115处的光伏支架112的强度，在另一实施例中，第一光伏阵列111内的光伏支架112沿第二方向排列形成纵列116，第二方向与第一方向呈夹角设置，且第二方向与风向平行设置，纵列116的光伏支架112之间的距离小于第二光伏阵列121的光伏支架112之间的距离，也即缩小纵列116内的光伏支架112的之间的距离。此时可以直接增加光伏支架112的排列密度，从而使得第一光伏阵列111中的每个光伏支架112所受到的风载荷整体缩小，从而间接增强了第一光伏阵列111的整体强度，既有助于提高外围光伏阵列100抵御风载荷的能力，又能够减少强度冗余。实际安装过程中，可以在现有光伏阵列100的基础上，在第一光伏阵列111的横排115的相邻两个光伏支架112之间增设一个光伏支架112，从而提高光伏阵列100的整体安装强度。

优选地，横排115的光伏支架112之间的距离是纵列116的光伏支架112之间的距离的1/2。

本实用新型还提出一种光伏系统，该光伏系统包括光伏阵列100，该光伏阵列100的具体结构参照上述实施例，由于本光伏系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种光伏阵列，其特征在于，包括：

外围区与内围区，所述外围区围设于所述内围区的外周缘，所述外围区具有第一光伏阵列，所述内围区具有第二光伏阵列；以及

强度增强结构，连接于所述第一光伏阵列的光伏支架，以增强所述第一光伏阵列的结构强度；和/或，

所述第一光伏阵列的光伏支架的排布密度大于所述第二光伏阵列的光伏支架的排布密度。

2.如权利要求1所述的光伏阵列，其特征在于，所述光伏支架包括安装桩与支架本体，所述强度增强结构包括固定桩与第一连接组件，所述固定桩设于所述第一光伏阵列外侧，所述固定桩通过所述第一连接组件拉紧所述安装桩，且所述固定桩的高度小于所述安装桩的高度。

3.如权利要求2所述的光伏阵列，其特征在于，所述第一连接组件配置为第一绳索组件。

4.如权利要求2所述的光伏阵列，其特征在于，一个所述固定桩对应拉紧一个所述光伏支架，且所述固定桩与所述光伏支架相对设置；或，

一个所述固定桩通过两个所述第一连接组件分别拉紧相邻的两个所述光伏支架，且所述固定桩设于相邻两个所述光伏支架之间。

5.如权利要求2所述的光伏阵列，其特征在于，所述第一光伏阵列内的所述光伏支架沿第一方向排列形成横排，所述第一方向与风向呈夹角设置，所述固定桩与所述第一连接组件设于所述横排的外侧。

6.如权利要求1所述的光伏阵列，其特征在于，所述光伏支架包括安装桩与支架本体，所述强度增强结构还包括第二连接组件，所述第二连接组件用于连接相邻的所述安装桩。

7.如权利要求6所述的光伏阵列，其特征在于，所述第二连接组件包括第二绳索组件；

相邻的两个所述安装桩通过一条所述第二绳索组件连接，和/或，相邻的两个所述安装桩通过多条所述第二绳索组件连接，且多条所述第二绳索组件相互交错设置。

8.如权利要求7所述的光伏阵列，其特征在于，所述第二连接组件包括刚性连接件和支撑件，所述刚性连接件的两端分别连接于相邻的两个所述安装桩，所述支撑件固定于所述刚性连接件与所述安装桩之间。

9.如权利要求1所述的光伏阵列，其特征在于，所述第一光伏阵列内的所述光伏支架沿第一方向排列形成横排，所述第一方向与风向呈夹角设置，所述横排的所述光伏支架之间的距离小于所述第二光伏阵列的所述光伏支架之间的距离。

10.如权利要求9所述的光伏阵列，其特征在于，所述横排的所述光伏支架之间的距离是所述第二光伏阵列的所述光伏支架之间的距离的1/2。

11.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求1至10中任意一项所述的光伏阵列。